Caminos TP01

7/23/2019 Caminos TP01

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Ing. Civil

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FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME

Titulo

DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL EN PLANTA DEL EJE DE LACARRETERA

Autor (a):

HUANILO GONZÁLEZ YASIR

VILLAR POLO, Leny

Asesor:

CHÁVEZ SANCHEZ ELEAZAR ENRIQUE

Nuevo Chimbote – Perú

2015



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ÍNDICE

I. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................ 3

II. OBJETIVOS ....................................................................................................................................... 4

III. MARCO TEÓRICO ............................................................................................................................ 5

3.1. CURVAS HORIZONTALES .......................................................................................................... 6

3.1.1. Empalmes básicos ........................................................................................................... 6

3.1.3. Empalme espiral clotoide ................................................................................................ 6

3.1.2. Empalme circular simple ................................................................................................ 6

3.2. Información de la curva ........................................................................................................... 7

3.3. Elementos de la curva ............................................................................................................. 7

3.4. Lista de coordenadas del eje de la curva ................................................................................. 8

IV. Croquis De La Poligonal Para La Obtención De Ángulos Y Coordenadas ....................................... 9

V. Determinación De Ángulos De La Poligonal ................................................................................. 10

VI. Cálculo De Las Coordenadas De Los Pi Para La Poligonal ............................................................ 11

VII. Determinación de los lados de la poligonal (Aproximación a metros) ....................................... 13

VIII. Fundamentos de Parámetros para el Diseño del tramo (1km)................................................. 14

a)

Velocidad Directriz Según DG- 2014 ............................................................................... 14

b)

Clasificación de la Red Vial.............................................................................................. 16

c)

Radios Mínimos y Peraltes Máximos según DG - 2014 .................................................. 18

d) Longitud de Tramos en Tangente ................................................................................... 19

IX. Plano de Diseño de Curvas Horizontales del Tramo (1km) .......................................................... 20

X. Cuadro de Elementos de Curvas Horizontales .............................................................................. 21

XI. Cuadro de los Estacados de los PC, PI, PT de las Curvas Horizontales ........................................ 21

XII. CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 23



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I. INTRODUCCIÓN

Una vez trazado la línea de gradiente y elegida la mejor ruta, en la etapa anterior, se

procederá a trazar la poligonal de la carretera, como también la obtención del trazado del

eje de las curvas horizontales del eje del camino en planta para 1 km. de la vía. En esta etapa

para el trazo de la poligonal se tendrá en cuenta que esta abarque la mayor cantidad posible

de los trazos de la línea de gradiente, así también manteniéndola lo más cercana posible a

la línea de gradiente, y que el trazo este compensado tanto en corte como relleno. Una vez

trazada la poligonal se procederá con el estacado cada 20m en tramos de tangencia y 10m

en curvas horizontales, obtención de ángulos (valor y sentido), azimut, rumbos, distancias,

proyecciones en los ejes x e y etc.



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II. OBJETIVOS

Objetivo General:

Trazar la poligonal de la vía la cual debe ser tomada la más cercana a la línea de

gradiente, compensándola entre corte y relleno.

Objetivos Específicos:

Obtención de las coordenadas de los diferentes puntos de la vía en el cual haremos

uso de una libreta, para el cálculo de azimuts, rumbos, proyecciones en el eje x y en

el eje y, cálculo de coordenadas.

Obtención del trazo de las tangentes del eje del camino en planta

Obtención del trazo de las curvas horizontales de eje del camino en planta

Cálculos de los elementos de curvas

Estacado de los tramos en tangencia y tramos de curva



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III. MARCO TEÓRICO

DISEÑO GEOMÉTRICO HORIZONTAL EN PLANTA DEL EJE DE LA CARRETERA

Los elementos geométricos de una carretera deben estar convenientemente relacionados, para

garantizar una operación segura, a una velocidad de operación continua y acorde con las

condiciones generales de la vía. Lo anterior se logra haciendo que el proyecto sea gobernado por un

adecuado valor de velocidad de diseño; y, sobre todo, estableciendo relaciones cómodas entre este

valor, la curvatura y el peralte. Se puede considerar entonces que el diseño geométrico propiamente

dicho se inicia cuando se define, dentro de criterios técnico – económicos, la velocidad de diseño

para cada Tramo homogéneo en estudio.

El alineamiento horizontal está constituido por alineamientos rectos, curvas circulares y curvas de

grado de curvatura variable que permiten una transición suave al pasar de alineamientos rectos a

curvas circulares o viceversa o también entre dos curvas circulares de curvatura diferente.

El alineamiento horizontal debe permitir una operación segura y cómoda a la velocidad de diseño.

Durante el diseño de una carretera nueva se deben evitar tramos en planta con alineamientos rectos

demasiado largos. Tales tramos son monótonos durante el día, especialmente en zonas donde la

temperatura es relativamente alta, y en la noche aumenta el peligro de deslumbramiento de las

luces del vehículo que avanza en sentido opuesto.

Es preferible reemplazar grandes alineamientos (superiores a un kilómetro con quinientos metros

(1.5 km)), por curvas amplias de grandes radios (dos mil a diez mil metros (2000 a 10000 m)) que

obliguen al conductor a modificar suavemente su dirección y mantener despierta su atención. Para

vías de sentido único no tiene sentido utilizar radios superiores a diez mil metros (10000 m). En el

caso de doble vía (en ambos sentidos), las condiciones de visibilidad pueden implicar radios de granmagnitud.



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3.1. CURVAS HORIZONTALES

3.1.1. Empalmes básicos. Descripción y cálculo de los elementos geométricos: A continuación se

hace la descripción general de las curvas y se indican los elementos que conforman los diferentes

tipos de curvas, dejando a la academia y a los libros de texto dedicados al diseño geométrico de

carreteras, las demostraciones de las fórmulas que definen la diferentes variables del diseño.

3.1.2. Empalme circular simple. Los empalmes curvas circulares presentan una curvatura constante,

la cual es inversamente proporcional al valor del radio. En el diseño de carreteras corresponde a un

elemento geométrico de curvatura rígida.

PI Punto de cruce de dos tangentes que

forman el empalme

PC Punto de inicio del empalme

PT Punto final del empalme

Δ Ángulo de deflexión en el PI, en grados o

radianes.

R Radio del arco circular, en metros

LC Longitud del arco circular, en metros

T Tangente del empalme, en metros

3.1.3. Empalme espiral clotoide. Este tipo define el empalme entre una recta y arco circular de radio

RC. Es el empalme básico para conformar los diferentes tipos de curvas espiralizadas.

La espiral Clotoide corresponde a la espiral con más uso en el diseño de carreteras ya que sus

bondades con respecto a otros elementos geométricos curvos permiten obtener carreteras

cómodas, seguras y estéticas.

Las principales ventajas de las espirales en alineamientos horizontales son las siguientes:



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Un empalme espiral diseñado apropiadamente proporciona una trayectoria natural y fácil

de seguir por los conductores, de tal manera que la fuerza centrífuga crece o decrece

gradualmente, a medida que el vehículo entra o sale de una curva horizontal.

La longitud de la espiral se emplea para realizar la transición del peralte y la del sobre ancho

entre la sección transversal en línea recta y la sección transversal completamente peraltada

y con sobre ancho de la curva.

El desarrollo del peralte se hace en forma progresiva, logrando que la pendiente transversal

de la calzada sea en cada punto, la que corresponda al respectivo radio de curvatura.

La flexibilidad de la Clotoide y las muchas combinaciones del Radio con la Longitud permiten la

adaptación del trazado a la topografía. Con el empleo de las espirales se mejora considerablemente

la apariencia en relación con curvas circulares únicamente. En efecto, mediante la aplicación de

espirales se suprimen las discontinuidades notorias al comienzo y al final de la curva circular.

3.2. Información de la curva: La información particular que requiere este tipo de curva es:

Para el tramo circular central: Radio (RC).Para cada una de las espirales (entrada y salida): Parámetro (A) o su longitud (Le).

Dependiendo de los valores ingresados para cada una dependerá si son simétricas o

asimétricas

Sentido de la curva.

3.3. Elementos de la curva

Los elementos que despliega la aplicación para esta curva son:

Valores únicos para la curva: Δ, longitud total (distancia entre el punto inicial y final), ΔC, LC.

Para cada espiral: Le, Parámetro (A), θe, Xe, Ye, XM, ΔR, Te.

En este mismo bloque se despliega información relacionada con la abscisa y las coordenadas N y E

de los puntos PI, TE, EC, CE, ET y centro de la curva.



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3.4. Lista de coordenadas del eje de la curva: Aparece el listado de coordenadas planas cartesianas

y polares del eje de la curva, el cual se presenta en forma de tabla con las siguientes columnas:

Tipo de punto. Punto inicial, TE, EC, CE, ET y punto final.

Abscisa del punto.

Coordenada Norte (N).

Coordenada Este (E).

Angulo positivo (α positivo). Ángulo medido desde la línea de referencia hasta el punto o

abscisa del eje de la curva. En el caso en que la línea de referencia corresponda a la Norte,

este ángulo corresponderá al azimut.

Distancia. Longitud calculada desde el punto de estación del equipo al punto a localizar dela curva.



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V. DETERMINACIÓN DE ÁNGULOS DE LA POLIGONAL

Vértice Valores de calculo Métodoempleado Valor del ángulo Sentidoa(cm) c(cm)

PI 1 2 0.9 cuerda 26° D

PI 2 2 2.8 cuerda 88°51' D

PI 3 2 1.7 cuerda 50°18' D

PI 4 2 1.5 cuerda 44°2' I

PI 5 2 2.3 cuerda 70°11' I

PI 6 2 2.5 cuerda 77°21' DPI 7 2 2.3 cuerda 70°11' I

PI 8 2 1.35 cuerda 39°26' I

PI 9 2 0.85 cuerda 24°32' I

PI 10 2 3.85 cuerda 148°31' D

PI 11 2 1.7 cuerda 50°18' D

PI 12 2 1.4 cuerda 40°58' I

PI 13 2 1.05 cuerda 30°26' I

PI 14 2 3.75 cuerda 139°16' I

PI 15 2 0.9 cuerda 26°0' D

PI 16 2 3.5 cuerda 126°5' D

PI 17 2 1.5 cuerda 44°2' D

PI 18 2 1.5 cuerda 44°2' I

PI 19 2 1.2 cuerda 34°54' I

PI 20 2 2 cuerda 60°0' D

PI 21 2 1.05 cuerda 30°26' D



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VI. CÁLCULO DE LAS COORDENADAS DE LOS PI PARA LA POLIGONA

PI Tramo Long(m) Angulos I Azimut(z) Proyecciones Coordenadas

Valor Sentido P(X)Sen θ

P(Y)Cos θ

Este (x) Norte (y)

I 799943.00 8900250.00

I - PI 1 135 170° 23.44 -132.94

799966.44 8900117.06

PI 1 26° D 799966.44 8900117.06

PI 1 -PI 2

113 144° 66.41 -91.41 800032.85 8900025.65

PI 2 88°51' D 800032.85 8900025.65

PI 2 -PI 3

102 55°9' 83.7 58.28 800116.55 8900083.93

PI 3 50°18' D 800116.55 8900083.93PI 3 -PI 4

94 4°51' 7.94 93.66 800124.49 8900177.59

PI 4 44°2' I 800124.49 8900177.59

PI 4 -PI 5

179 48°53' 134.85 117.7 800259.34 8900295.29

PI 5 70°11' I 800259.34 8900295.29

PI 5 -PI 6

141 119°4' 123.24 -68.5 800382.58 8900226.79

PI 6 77°21' D 800382.58 8900226.79

PI 6 -

PI 7

174 41°43' 115.78 129.88 800498.36 8900356.67

PI 7 70°11' I 800498.36 8900356.67

PI 7 -PI 8

150 111°54' 139.17 -55.94 800637.53 8900300.73

PI 8 39°26' I 800637.53 8900300.73

PI 8 -PI 9

156 151°20' 74.83 -136.87

800712.36 8900163.86

PI 9 24°32' I 800712.36 8900163.86

PI 9 -PI 10

126 175°52' 9.08 -125.67

800721.44 8900038.19

PI

10

148°31' D 800721.44 8900038.19

PI 10 -PI 11

88 27°21' 40.42 78.16 800761.86 8900116.35

PI11

50°18' D 800761.86 8900116.35

PI 11 -PI 12

170 337°3' -66.28 156.54 800695.58 8900272.89



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PI12

40°58' I 800695.58 8900272.89

PI 12 -PI 13

134 18°1' 41.44 127.42 800737.02 8900400.31

PI13 30°26' I 800737.02 8900400.31

PI 13 -PI 14

60 48°27' 44.9 39.79 800781.92 8900440.10

PI14

139°16' I 800781.92 8900440.10

PI 14 -PI 15

120 187°43' -16.11 -118.91

800765.81 8900321.19

PI15

26°0' D 800765.81 8900321.19

PI 15 -PI 16

162 161°43' 50.82 -153.82

800816.63 8900167.37

PI

16

126°5' D 800816.63 8900167.37

PI 16 -PI 17

50 39°38' 31.89 38.5 800848.52 8900205.87

PI17

44°2' D 800848.52 8900205.87

PI 17 -PI 18

106 355°36' -8.132 105.68 800840.39 8900311.55

PI18

44°2' I 800840.39 8900311.55

PI 18 -PI 19

245 39°38' 156.91 189.45 800997.30 8900501.00

PI19

34°54' I 800997.30 8900501.00

PI 19 -PI 20

84 74°32' 80.95 22.4 801078.25 8900523.40

PI20

60°0' D 801078.25 8900523.40

PI 20 -PI 21

256 14°32' 64.24 247.8 801142.49 8900771.20

PI21

30°26' D 801142.49 8900771.20

PI 21 -

PI 32

140 344°6' -38.35 134.64 801104.14 8900905.84



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VII. DETERMINACIÓN DE LOS LADOS DE LA POLIGONAL

(APROXIMACIÓN A METROS)

Tamo Long.Lados(m)

I - PI 1 135

PI 1 - PI 2 113

PI 2 - PI 3 102

PI 3 - PI 4 94

PI 4 - PI 5 179

PI 5 - PI 6 141

PI 6 - PI 7 174

PI 7 - PI 8 150

PI 8 - PI 9 156

PI 9 - PI 10 126

PI 10 - PI 11 88

PI 11 - PI 12 170

PI 12 - PI 13 134

PI 13 - PI 14 60

PI 14 - PI 15 120

PI 15 - PI 16 162PI 16 - PI 17 50

PI 17 - PI 18 106

PI 18 - PI 19 246

PI 19 - PI 20 84

PI 20 - PI 21 256

PI 21 - PI 32 140

Long. Total 2986



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VIII. FUNDAMENTOS DE PARÁMETROS PARA EL DISEÑO DEL TRAMO (1Km)

a) Velocidad directriz según dg- 2014:

Ya que la carretera es de tercera clase, cuya orografía es accidentada; la velocidad

directriz a considerar es de 30km/h.

Es la velocidad escogida para el diseño, entendiéndose que será la máxima que se

podrá mantener con seguridad y comodidad, sobre una sección determinada de la

carretera, cuando las circunstancias sean favorables para que prevalezcan las

condiciones de diseño.

Es el proceso de asignación de la Velocidad de Diseño, se debe otorgar la máxima

prioridad a la seguridad vial de los usuarios. Por ello, la velocidad de diseño a lo largo

del trazado, debe ser tal, que los conductores no sean sorprendidos por cambios

bruscos y/o muy frecuentes en la velocidad a la que pueden realizar con seguridad

el recorrido.

El proyectista, para garantizar la consistencia de la velocidad, debe identificar a lo

largo de la ruta, tramos homogéneos a los que por las condiciones topográficas, se

les pueda asignar una misma velocidad. Esta velocidad, denominada Velocidad de

Diseño del tramo homogéneo, es la base para la definición de las características de

los elementos geométricos. Para identificar los tramos homogéneos y establecer su

Velocidad de Diseño, se debe atender a los siguientes criterios:

1.

La longitud mínima de un tramo de carretera, con una velocidad de diseño dada,

cada ser de tres(3,00) kilómetros, para velocidades entre veinte y cincuenta

kilómetros por hora(20 y 50 km/h) y de cuatro (4,0) km para velocidades entre

sesenta y cuento veninte kilómetros por hora )60 y 120 km/h).

2. La diferencia de la Velocidad de Diseño entre tramos adyacentes, no debe ser mayor

a veinte km/h.



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b)

Clasifica de la Red Vial: Según el manual de diseño geométrico DG-2014, la

clasificación se divide en dos secciones: Demanda y Orografía.

Por Demanda:

AUTOPISTAS DE PRIMERA CLASE: Son carreteras con IMDA (Índice Medio Diario Anual)

mayor a 6.000 veh/día, de calzadas divididas por medio de un separador central mínimo de

6,00 m; cada una de las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m de ancho

como mínimo, con control total de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos

vehiculares continuos, sin cruces o pasos a nivel y con puentes peatonales en zonas urbanas.

La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada

AUTOPISTAS DE SEGUNDA CLASE: Son carreteras con un IMDA entre 6.00 0 y 4.001 veh/día,

de calzadas divididas por medio de un separador central que puede variar de 6,00 m hasta

1,00 m, en cuyo caso se instalará un sistema de contención vehicular; cada una de las

calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m de ancho como mínimo, con control

parcial de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos;

pueden tener cruces o pasos vehiculares a nivel y puentes peatonales en zonas urbanas.

La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

CARRETERAS DE PRIMERA CLASE: Son carreteras con un IMDA entre 4.000 y 2.001

veh/día, de con una calzada de dos carriles de 3,60 m de ancho como mínimo. Puede

tener cruces o pasos vehiculares a nivel y en zonas urbanas es recomendable que se

cuente con puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial,

que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad. La superficie de

rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

CARRETERAS DE SEGUNDA CLASE: Son carreteras con IMDA entre 2.000 y 400

veh/día, con una calzada de dos carriles de 3,30 m de ancho como mínimo. Puede

tener cruces o pasos vehiculares a nivel y en zonas urbanas es recomendable que se

cuente con puentes peatonales o en su defecto con dispositivos de seguridad vial,



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que permitan velocidades de operación, con mayor seguridad. La superficie de

rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada.

CARRETERAS DE TERCERA CLASE: Son carreteras con IMDA menores a 400 veh/día,

con calzada de dos carriles de 3,00 m de ancho como mínimo. De manera

excepcional estas vías podrán tener carriles hasta de 2,50 m, contando con el

sustento técnico correspondiente. Estas carreteras pueden funcionar con soluciones

denominadas básicas o económicas, consistentes en la aplicación de estabilizadores

de suelos, emulsiones asfálticas y/o micro pavimentos; o en afirmado, en la

superficie de rodadura. En caso de ser pavimentadas deberán cumplirse con las

condiciones geométricas estipuladas para las carreteras de segunda clase.

TROCHAS CARROZABLES: Son vías transitables, que no alcanzan las características

geométrica de una carretera, que por lo general tienen un IMDA menor a 200

veh/día. Sus calzadas deben tener un ancho mínimo de 4,00 m, en cuyo caso se

construirá ensanches denominados plazoletas de cruce, por lo menos cada 500 m.

La superficie de rodadura puede ser afirmada o sin afirmar.

Por Orografía:

Las carreteras del Perú, en función a la orografía predominante del terreno por donde

discurre su trazado, se clasifican en:

Terreno plano (tipo 1)

Tiene pendientes transversales al eje de las vías menores o iguales al 10% y sus

pendientes longitudinales son por lo general menores de tres por ciento (3%),

demandando un mínimo de movimiento de tierras, por lo que no presenta

mayores dificultades en su trazado.

Terreno ondulado (tipo 2)

Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre 11% y 50% y sus pendientes

longitudinales se encuentran entre 3% y 6 %, demandando un moderado



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movimiento de tierras, lo que permite alineamientos más o menos rectos, sin

mayores dificultades en el trazado.

Terreno accidentado (tipo 3)

Tiene pendientes transversales al eje de la vía entre 51% y el 100% y sus

pendientes longitudinales predominantes se encuentran entre 6% y 8%, por lo

que requiere importantes movimientos de tierras, razón por la cual presenta

dificultades en el trazado.

Terreno escarpado (tipo 4)

Tiene pendientes transversales al eje de la vía superiores al 100% y sus

pendientes longitudinales excepcionales son superiores al 8%, exigiendo el

máximo de movimiento de tierras, razón por la cual presenta grandes

dificultades en su trazado.

La carretera se encuentra en:

Según demanda: Carreteras de Tercera Clase

Según orografía: Terreno accidentado (tipo 3)

c) Radios mínimos y peraltes máximos según dg - 2014



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d) Longitud de tramos en tangente

Según DG-2013, al ser una velocidad de 30km/h, se considera: Longitud mínima (m) para trazados en “S” (alineamiento recto entre

alineamientos con radios de curvatura de sentido contrario): 42

Longitud mínima (m) para el resto de casos (alineamiento recto entre

alineamientos con radios de curvatura del mismo sentido):

84

Longitud máxima deseable (m):

500



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X. CUADRO DE ELEMENTOS DE CURVAS HORIZONTALES

N° decurva

Io Radio (m) Tangente(m)

Long. Curva(m)

Cuerda (m) Externa (m) Flecha (m)

C1 26° 60 13.85 27.22 27 1.57 1.53

C2 88°51' 30 29.4 46.52 42 12 8.57

C3 50°18' 30 14.08 26.33 25.49 3.14 2.84

C4 44°2' 30 12.13 23.05 22.49 2.35 2.18

C5 70°11' 40 28.1 49 45.99 8.88 7.27

C6 77°21' 40 32.01 54 50 11.23 8.77

C7 70°11' 30 21.07 46.74 34.49 6.66 5.45

= ∗

. : ∗ ∗

:∗

: ( (

) − )

:− ()



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XI. CUADRO DE LOS ESTACADOS DE LOS PC, PI, PT DE LAS CURVAS

HORIZONTALES

Punto Tramo Longitud Progresivas

1 0 km 00 + 00+ 00

1 - PI 1 135

PI 1 135 km 00 + 12 + 15

T 1 13.85

PC 1 121.15 km 00 + 12 + 1.15

LC 1 27.22

PT 1 148.37 km 00 + 14 + 8.37

PT1 - PI2 99.15

PI 2 247.52 km 00 + 24 + 7.52T 2 29.4

PC 2 218.12 km 00 + 20 + 18.12

LC 2 46.52

PT 2 264.64 km 00 + 26 + 4.64

PT 2 - PI 3 72.6

PI 3 337.24 km 00 + 32 + 17.24

T 3 14.08

PC 3 323.16 km 00 + 32 + 3.16

LC 3 26.33

PT 3 349.49 km 00 + 34 + 9.49PT 3 - PI 4 79.92

PI 4 429.41 km 00 + 42 + 9.41

T 4 12.13

PC 4 417.28 km 00 + 40 + 17.28

LC 4 23.05

PT 4 440.33 km 00 + 44 + 0.33

PT 4 - PI 5 166.87

PI 5 607.2 km 00 + 60 + 7.2

T5 28.1

PC 5 579.1 km 00 + 56 + 19.1LC5 49

PT 5 628.1 km 00 + 62 + 8.1

PT5 - PI6 112.9

PI 6 741 km 00 + 74 + 1

T6 32.01

PC 6 708.99 km 00 + 70 + 8.99



Ing. Civil

CAMINOS Página 23

XII. CONCLUSIONES

Se logró obtener las coordenadas de los diferentes puntos en la vía en la cual hicimos

el cálculo de azimuts, rumbos y proyecciones en “x” y “y”.

Se logró el cálculo de los PC y PT por medio de las tangentes

Se lograron obtener las coordenadas parciales, gracias a las proyecciones en “x” y

“y”

LC6 54

PT 6 762.99 km 00 + 76 + 2.99

PT6 - PI7 141.99

PI 7 904.98 km 00 + 90 + 4.98

T7 21.07PC 7 883.91 km 00 + 88 + 3.91

LC7 40.41

PT 7 924.32 km 00 + 92 + 4.32

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