Información detallada de curso

1. IDENTIFICACION DEL CURSO

Código y Nombre de la Asignatura: ICI 4021 - DISEÑO DE VIAS
División Académica: División de Ingenierías Departamento Académico: Dpto. Ing. Civil y Ambiental ICI 4011 Calificación mínima de 3.0 Número de créditos: Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado): 3.000 Horas de Teoría 0.000 Horas de Laboratorio Niveles: Educación Superior Pregrado Tipos de Horario: Teoría El curso introduce y desarrolla los conceptos básicos para elaborar proyectos de diseño de vías terrestres. Se tratan temas sobre la planificación vial, el trazado, las actividades en la construcción de vías, el diseño geométrico; considerando los alineamientos horizontal, vertical y la sección transversal, la seguridad vial, el diseño de intersecciones, el diseño de pavimentos y la planificación del movimiento de tierras. 3. JUSTIFICACION Las vías terrestres son un elemento constitutivo de la infraestructura de transporte, fundamental para el desarrollo social y económico de un país. En este marco, el diseño vial tiene por objeto asegurar soluciones apropiadas para la movilidad de personas y de carga procurando trazados seguros y eficientes; para lograrlo, se requiere el conocimiento e integración de los elementos físicos del entorno. Atendiendo a estas consideraciones, el ingeniero civil como responsable de la planificación, diseño y conservación de la infraestructura de transporte, debe conjugar el uso de herramientas de la Física, las Matemáticas, la Geometría, la Topografía, y las Ciencias Sociales para el proyecto de vías terrestres. 4. OBJETIVOS Objetivo General Al final del curso el estudiante estará en capacidad de diseñar un proyecto vial. Objetivos Específicos El estudiante deberá: 1. Distinguir las etapas constitutivas del proceso de planificación vial. 2. Proponer y escoger alternativas viales 3. Diseñar los alineamientos horizontal, vertical y la sección transversal de una vía. 4. Diseñar intersecciones viales a nivel. 5. Planificar el movimiento de tierras utilizando el diagrama de masas 6. Diseñar elementos complementarios de la vialidad: señalización y estructura del pavimento. 7. Incorporar en el diseño los criterios y elementos de la seguridad vial 8. Aplicar los conceptos vistos en un proyecto vial, y expresar en el lenguaje propio de la ingeniería los resultados del diseño. 5. METODOLOGIA El estudio e investigación de los temas del curso es una responsabilidad de todos, estudiantes y profesor. Se utilizarán metodologías del tipo “aprender-haciendo”, apoyadas con exposiciones magistrales y estudios de casos; además, semanalmente se tratarán temas de actualidad relacionados con las vías y el transporte. El curso tendrá énfasis en el desarrollo de un proyecto vial, donde se integran los conceptos tratados en el curso. Los temas discutidos en clase se complementarán con consultas bibliográficas en libros, revistas especializadas y bases de datos que ofrece la biblioteca. Por otra parte, acorde con las tendencias en el diseño geométrico vial, se promueve el desarrollo de habilidades en el uso de programas computacionales especializados. 6. MEDIOS Equipos de geodesia y topografía, consultas a bases de datos, planos e imágenes de satélites, computadores y programas de computador especializados (AutoCad, Civil 3D, ArcGis), Internet. 7. CONTENIDO La infraestructura vial en el sistema de transporte (Semana 1,S1-S2) Elementos de un sistema de transporte. Partes constitutivas de una vía. Clasificación de las vías en los contextos urbano y rural. Las características de confort, seguridad y economía de una vía. El proyecto vial (S2-S3) Definición y tipos de proyectos de vías. Etapas del proyecto (preinversión, inversión, operación y mantenimiento). Etapas del proceso de construcción de vías. Especificaciones de construcción de vías. Criterios considerados en la formulación y evaluación de proyectos viales. Trazado (S4-5) Definición y tipos de trazados. Factores que influyen en el trazado. E studios necesarios para el trazado. Reconocimiento del terrero. Planteamiento y evaluación de alternativas. Elementos del diseño: el vehículo, el usuario y el entorno Diseño geométrico del alineamiento horizontal (S5-8) Curvas horizontales simples y compuestas. Curvas de transición tangente-curva (espirales). Localización de curvas. Transición del peralte. Normas del diseño en planta. Sobre-ancho de las secciones curvas, entretangencias y distancias de visibilidad. Diseño geométrico del alineamiento vertical (S9) Pendientes máximas y mínimas. Longitud crítica de la pendiente. Curvas verticales, uso de curvas parabólicas simétricas y asimétricas, cóncavas y convexas. La seguridad del alineamiento vertical (distancias de visibilidad y señalización). Coordinación entre los alineamientos horizontal y vertical. Normas de diseño. Diseño geométrico de la sección transversal (S10) Criterios y procedimientos de diseño de los elementos de la sección transversal: corona, derecho de vía, carril, calzada, separador, andenes, bordillos, iluminación, cunetas, bombeo, talud, carriles, bermas. Transición del peralte. Integración de los elementos del diseño. Diseño geométrico de intersecciones y vías urbanas (S11-12) Criterios de diseño geométrico en vías urbanas, jerarquización de vías. Tipos de intersecciones viales. Conflictos en isletas, bahías, separador central. Intersecciones a desnivel, esquemas típicos y normas de diseño. Facilidades de diseño para peatones, discapacitados y ciclistas. Planificación del movimiento de tierras. (S13) Métodos para representar gráficamente el transporte de tierra en proyectos viales. La curva de áreas y el diagrama de masas. Introducción a Pavimentos. (S14-15) Tipos de estructura de los pavimentos. Caracterización de las capas de la estructura del pavimento. Revisión de métodos de diseño de pavimentos rígidos y flexibles. Principios de seguridad vial. (S16) Factores que influyen en la accidentalidad. Consistencia en el diseño vial. Elementos de protección. Señalización vial. 8. EVALUACION Primera evaluación parcial (M) Segunda evaluación parcial (M) Evaluación individual final parcial Quices Proyecto final informe parcial 1 Proyecto final. Informe final y sustentación 9. RESULTADOS ESPERADOS DEL APRENDIZAJE a. Resultados (outcomes) del curso Se espera que el alumno esté en capacidad de: 1. Reconocer las etapas del proceso de planificación vial. 2. Trazar sobre un plano topográfico un corredor vial considerando las restricciones de pendiente y las condiciones socio-ambientales. 3. Evaluar e incorporar efectivamente las características de elementos fundamentales del diseño vial (vehículos, usuarios y entorno). 4. Diseñar curvas horizontales circulares simples, compuestas y espiralizadas. 5. Diseñar curvas verticales parabólicas, simétricas y no simétricas. 6. Diseñar los elementos de la sección transversal de una vía. 7. Diseñar la geometría de una intersección a nivel atendiendo las normas de diseño. 8. Diseñar la señalización de una vía. 9. Incorporar elementos de seguridad vial en el diseño. 10. Planificar el transporte de tierra en un proyecto vial utilizando el diagrama de masas. 11. Identificar los principios del diseño de pavimentos. 12. Expresar gráficamente (en planos), a través de un informe escrito y en una presentación oral los resultados del diseño geométrico. b. Resultados esperados (Outcomes del Programa de Ingeniería Civil), según criterios ABET. El curso contribuirá a que el egresado del Programa de Ingeniería Civil tenga: c. Capacidad de diseñar un sistema, componente o proceso deseado para satisfacer las necesidades con limitaciones reales, tales como económicas, ambientales, sociales, políticas, éticas, de salud y seguridad, de fabricación, y de sostenibilidad d. Educación general necesaria para comprender el impacto de las soluciones de Ingeniería en un contexto mundial, económico, ambiental y social 10. BIBLIOGRAFIA Textos Guía:  AASHTO. A policy on geometric design of highways and streets. 6ed. 2011.  INSTITUTO NACIONAL DE VIAS. Manual de diseño geométrico para vías, Bogotá, 2007 Lecturas complementarias: (En orden alfabético)  BALL, James. Transportation Engineering. Mc Graw Hill, 2001  BANKS, James. Introduction to transportation engineering. 2ed Mc Graw Hill. 2002.  BROCKENBROUGH, Roger and BOEDEKER, Kenneth. Highway engineering handbook. Mc Graw Hill. 1998  CARCIENTE, Jacobo. Carreteras: Estudio y proyectos. Vega. 1980.  CÁRDENAS, James. Diseño geométrico de vías. Ecoe. 2002.  CHOCONTA, Pedro. Diseño geométrico de vías. Bogotá. 2e ed. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. 2004  DAY, David and BENJAMIN, Neal. Construction equipment guide. John Wiley and sons. 2 ed. 1991  CRESPO VILLALAZ, Carlos. Vías de comunicación. México. Limusa, 4ed. 2007  FICKER, J., y WHITFORD, R. Fundamentals of transportation engineering. Prentice Hall, 2004.  FWA, T. The handbook of highway engineering. Taylor y Francis, 2006. Disponible base de datos CRCnetBase.  GARBER, N. y HOEL, L. Traffic and highway engineering. Cengaje Learning, 5ed. 2015.  HOEL, L, GARBER, N and SADEK, A. Transportation infrastructure engineering. A multi-modal integration. Thomson-Nelson, 2008  HUANG, Yang H. Pavement analysis and design. 2ed. Prentice Hall. 2004  INSTITUTO NACIONAL DE VIAS. Especificaciones generales de construcción de carreteras y normas de ensayo para materiales de carreteras. 2014.  INSTITUCO NACIONAL DE VIAS. Manual de Señalización Víal 2015. 2015  KHISTY, Jotin and LALL, B. Kent. Transportation engineering: An introduction. 3 ed. Prentice Hall. 2003  KRAEMER, Carlos et al. Ingeniería de Carreteras, Vol I y II. McGraw Hill, 2004  LAMM, Ruediger, PSARIANOS Basil and MAILAENDER, Theodor. Highway design and traffic safety engineering handbook. Mc Graw Hill. 1999  LAY. Maxwell. Handbook of road technology. Gordon and Breach Science Publishers. Spon Press 4ed, 2009.  MANNERING, Fred. Principles of highway engineering and traffic analysis. 4ed. John Wiley and Sons, NY, 2009.  MONTEJO, Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carreteras. Universidad Católica de Colombia. Bogotá 2001.  PAPACOSTAS, C. and PROVEDOUROS, P. Transportation engineering and planning, 3ed. Mc Graw Hill, 2004 ROESS, R., PRASSAS, E., y MCSHANE, W. Traffic engineering. Prentice Hall. 4 ed. 2011.  ROGERS, M. Highway engineering, Blackwell, 2Ed, 2008  WRIGHT, Paul and DIXON, Karen. Highway engineering. 7 ed. John Wiley and sons. New York 2006. Páginas Internet www.Invias.gov.co www.AASHTO.ORG www.nas.edu/TRB www.ASCE.ORG www.dot.gov www.artba.hg.org www.ASTM.org www.ITE.org www.asphalt institute.org www.TRL.co.org.uk www.arrb.org.au www.fhwa.dot.gov www.imt.mx www.hp.org www.tac-atc.ca www.cedex.es www.icpc.fr www.aci-int.org www.icpc.org.co Manuales de diseño http://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-izq http://www.sct.gob.mx/fileadmin/DireccionesGrales/DGRH/html_spc/formatos/manual_de_proyecto_geometrico_SCT.pdf http://www.carreteros.org/hispana/peru/11_peru.pdf http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/dg-2001.pdf http://www.dot.ca.gov/manuals.htm http://www.th.gov.bc.ca/publications/eng_publications/geomet/TAC/TAC.htm http://sp.mdot.ms.gov/RoadwayDesign/Pages/Roadway-Design-Manual.aspx http://www.sddot.com/pe/roaddesign/plans_rdmanual.asp http://geometricdesign.csir.co.za/ http://www.nzta.govt.nz/resources/state-highway-geometric-design-manual/shgdm.html http://www.transportation.alberta.ca/Content/docType233/Production/UHGDG.pdf http://www.nra.co.za/live/content.php?Category_ID=6

Código y Nombre de la Asignatura: ICI 4021 - DISEÑO DE VIAS

División Académica: División de Ingenierías
Departamento Académico: Dpto. Ing. Civil y Ambiental
ICI 4011 Calificación mínima de 3.0
Número de créditos:
Intensidad horaria (semanal para nivel pregrado y total para nivel postgrado):
3.000 Horas de Teoría
0.000 Horas de Laboratorio
Niveles: Educación Superior Pregrado
Tipos de Horario: Teoría

El curso introduce y desarrolla los conceptos básicos para elaborar proyectos de diseño de vías terrestres. Se tratan temas sobre la planificación vial, el trazado, las actividades en la construcción de vías, el diseño geométrico; considerando los alineamientos horizontal, vertical y la sección transversal, la seguridad vial, el diseño de intersecciones, el diseño de pavimentos y la planificación del movimiento de tierras.

3. JUSTIFICACION

Las vías terrestres son un elemento constitutivo de la infraestructura de transporte, fundamental para el desarrollo social y económico de un país. En este marco, el diseño vial tiene por objeto asegurar soluciones apropiadas para la movilidad de personas y de carga procurando trazados seguros y eficientes; para lograrlo, se requiere el conocimiento e integración de los elementos físicos del entorno. Atendiendo a estas consideraciones, el ingeniero civil como responsable de la planificación, diseño y conservación de la infraestructura de transporte, debe conjugar el uso de herramientas de la Física, las Matemáticas, la Geometría, la Topografía, y las Ciencias Sociales para el proyecto de vías terrestres.

4. OBJETIVOS

Objetivo General
Al final del curso el estudiante estará en capacidad de diseñar un proyecto vial.

Objetivos Específicos

El estudiante deberá:
1. Distinguir las etapas constitutivas del proceso de planificación vial.
2. Proponer y escoger alternativas viales
3. Diseñar los alineamientos horizontal, vertical y la sección transversal de una vía.
4. Diseñar intersecciones viales a nivel.
5. Planificar el movimiento de tierras utilizando el diagrama de masas
6. Diseñar elementos complementarios de la vialidad: señalización y estructura del pavimento.
7. Incorporar en el diseño los criterios y elementos de la seguridad vial
8. Aplicar los conceptos vistos en un proyecto vial, y expresar en el lenguaje propio de la ingeniería los resultados del diseño.

5. METODOLOGIA

El estudio e investigación de los temas del curso es una responsabilidad de todos, estudiantes y profesor. Se utilizarán metodologías del tipo “aprender-haciendo”, apoyadas con exposiciones magistrales y estudios de casos; además, semanalmente se tratarán temas de actualidad relacionados con las vías y el transporte. El curso tendrá énfasis en el desarrollo de un proyecto vial, donde se integran los conceptos tratados en el curso.
Los temas discutidos en clase se complementarán con consultas bibliográficas en libros, revistas especializadas y bases de datos que ofrece la biblioteca. Por otra parte, acorde con las tendencias en el diseño geométrico vial, se promueve el desarrollo de habilidades en el uso de programas computacionales especializados.

6. MEDIOS

Equipos de geodesia y topografía, consultas a bases de datos, planos e imágenes de satélites, computadores y programas de computador especializados (AutoCad, Civil 3D, ArcGis), Internet.

7. CONTENIDO

La infraestructura vial en el sistema de transporte (Semana 1,S1-S2)
Elementos de un sistema de transporte.
Partes constitutivas de una vía.
Clasificación de las vías en los contextos urbano y rural.
Las características de confort, seguridad y economía de una vía.

El proyecto vial (S2-S3)
Definición y tipos de proyectos de vías.
Etapas del proyecto (preinversión, inversión, operación y mantenimiento).
Etapas del proceso de construcción de vías.
Especificaciones de construcción de vías.
Criterios considerados en la formulación y evaluación de proyectos viales.

Trazado (S4-5)
Definición y tipos de trazados.
Factores que influyen en el trazado. E
studios necesarios para el trazado.
Reconocimiento del terrero.
Planteamiento y evaluación de alternativas.
Elementos del diseño: el vehículo, el usuario y el entorno

Diseño geométrico del alineamiento horizontal (S5-8)
Curvas horizontales simples y compuestas.
Curvas de transición tangente-curva (espirales).
Localización de curvas.
Transición del peralte.
Normas del diseño en planta.
Sobre-ancho de las secciones curvas, entretangencias y distancias de visibilidad.

Diseño geométrico del alineamiento vertical (S9)
Pendientes máximas y mínimas.
Longitud crítica de la pendiente.
Curvas verticales, uso de curvas parabólicas simétricas y asimétricas, cóncavas y convexas.
La seguridad del alineamiento vertical (distancias de visibilidad y señalización).
Coordinación entre los alineamientos horizontal y vertical.
Normas de diseño.

Diseño geométrico de la sección transversal (S10)
Criterios y procedimientos de diseño de los elementos de la sección transversal: corona, derecho de vía, carril, calzada, separador, andenes, bordillos, iluminación, cunetas, bombeo, talud, carriles, bermas.
Transición del peralte.
Integración de los elementos del diseño.

Diseño geométrico de intersecciones y vías urbanas (S11-12)
Criterios de diseño geométrico en vías urbanas, jerarquización de vías.
Tipos de intersecciones viales.
Conflictos en isletas, bahías, separador central. Intersecciones a desnivel, esquemas típicos y normas de diseño.
Facilidades de diseño para peatones, discapacitados y ciclistas.

Planificación del movimiento de tierras. (S13)
Métodos para representar gráficamente el transporte de tierra en proyectos viales.
La curva de áreas y el diagrama de masas.

Introducción a Pavimentos. (S14-15)
Tipos de estructura de los pavimentos.
Caracterización de las capas de la estructura del pavimento.
Revisión de métodos de diseño de pavimentos rígidos y flexibles.

Principios de seguridad vial. (S16)
Factores que influyen en la accidentalidad.
Consistencia en el diseño vial.
Elementos de protección.
Señalización vial.

8. EVALUACION

Primera evaluación parcial (M)
Segunda evaluación parcial (M)
Evaluación individual final parcial
Quices
Proyecto final informe parcial 1
Proyecto final. Informe final y sustentación

9. RESULTADOS ESPERADOS DEL APRENDIZAJE

a. Resultados (outcomes) del curso
Se espera que el alumno esté en capacidad de:
1. Reconocer las etapas del proceso de planificación vial.
2. Trazar sobre un plano topográfico un corredor vial considerando las restricciones de pendiente y las condiciones socio-ambientales.
3. Evaluar e incorporar efectivamente las características de elementos fundamentales del diseño vial (vehículos, usuarios y entorno).
4. Diseñar curvas horizontales circulares simples, compuestas y espiralizadas.
5. Diseñar curvas verticales parabólicas, simétricas y no simétricas.
6. Diseñar los elementos de la sección transversal de una vía.
7. Diseñar la geometría de una intersección a nivel atendiendo las normas de diseño.
8. Diseñar la señalización de una vía.
9. Incorporar elementos de seguridad vial en el diseño.
10. Planificar el transporte de tierra en un proyecto vial utilizando el diagrama de masas.
11. Identificar los principios del diseño de pavimentos.
12. Expresar gráficamente (en planos), a través de un informe escrito y en una presentación oral los resultados del diseño geométrico.

b. Resultados esperados (Outcomes del Programa de Ingeniería Civil), según criterios ABET.
El curso contribuirá a que el egresado del Programa de Ingeniería Civil tenga:

c. Capacidad de diseñar un sistema, componente o proceso deseado para satisfacer las necesidades con limitaciones reales, tales como económicas, ambientales, sociales, políticas, éticas, de salud y seguridad, de fabricación, y de sostenibilidad

d. Educación general necesaria para comprender el impacto de las soluciones de Ingeniería en un contexto mundial, económico, ambiental y social

10. BIBLIOGRAFIA
Textos Guía:
 AASHTO. A policy on geometric design of highways and streets. 6ed. 2011.
 INSTITUTO NACIONAL DE VIAS. Manual de diseño geométrico para vías, Bogotá, 2007
Lecturas complementarias: (En orden alfabético)
 BALL, James. Transportation Engineering. Mc Graw Hill, 2001
 BANKS, James. Introduction to transportation engineering. 2ed Mc Graw Hill. 2002.
 BROCKENBROUGH, Roger and BOEDEKER, Kenneth. Highway engineering handbook. Mc Graw Hill. 1998
 CARCIENTE, Jacobo. Carreteras: Estudio y proyectos. Vega. 1980.
 CÁRDENAS, James. Diseño geométrico de vías. Ecoe. 2002.
 CHOCONTA, Pedro. Diseño geométrico de vías. Bogotá. 2e ed. Editorial Escuela Colombiana de Ingeniería. 2004
 DAY, David and BENJAMIN, Neal. Construction equipment guide. John Wiley and sons. 2 ed. 1991
 CRESPO VILLALAZ, Carlos. Vías de comunicación. México. Limusa, 4ed. 2007
 FICKER, J., y WHITFORD, R. Fundamentals of transportation engineering. Prentice Hall, 2004.
 FWA, T. The handbook of highway engineering. Taylor y Francis, 2006. Disponible base de datos CRCnetBase.
 GARBER, N. y HOEL, L. Traffic and highway engineering. Cengaje Learning, 5ed. 2015.
 HOEL, L, GARBER, N and SADEK, A. Transportation infrastructure engineering. A multi-modal integration. Thomson-Nelson, 2008
 HUANG, Yang H. Pavement analysis and design. 2ed. Prentice Hall. 2004
 INSTITUTO NACIONAL DE VIAS. Especificaciones generales de construcción de carreteras y normas de ensayo para materiales de carreteras. 2014.
 INSTITUCO NACIONAL DE VIAS. Manual de Señalización Víal 2015. 2015
 KHISTY, Jotin and LALL, B. Kent. Transportation engineering: An introduction. 3 ed. Prentice Hall. 2003
 KRAEMER, Carlos et al. Ingeniería de Carreteras, Vol I y II. McGraw Hill, 2004
 LAMM, Ruediger, PSARIANOS Basil and MAILAENDER, Theodor. Highway design and traffic safety engineering handbook. Mc Graw Hill. 1999
 LAY. Maxwell. Handbook of road technology. Gordon and Breach Science Publishers. Spon Press 4ed, 2009.
 MANNERING, Fred. Principles of highway engineering and traffic analysis. 4ed. John Wiley and Sons, NY, 2009.
 MONTEJO, Alfonso. Ingeniería de pavimentos para carreteras. Universidad Católica de Colombia. Bogotá 2001.
 PAPACOSTAS, C. and PROVEDOUROS, P. Transportation engineering and planning, 3ed. Mc Graw Hill, 2004
ROESS, R., PRASSAS, E., y MCSHANE, W. Traffic engineering. Prentice Hall. 4 ed. 2011.
 ROGERS, M. Highway engineering, Blackwell, 2Ed, 2008
 WRIGHT, Paul and DIXON, Karen. Highway engineering. 7 ed. John Wiley and sons. New York 2006.

Páginas Internet
www.Invias.gov.co www.AASHTO.ORG www.nas.edu/TRB www.ASCE.ORG www.dot.gov
www.artba.hg.org www.ASTM.org www.ITE.org www.asphalt institute.org
www.TRL.co.org.uk www.arrb.org.au www.fhwa.dot.gov www.imt.mx www.hp.org
www.tac-atc.ca www.cedex.es www.icpc.fr www.aci-int.org www.icpc.org.co
Manuales de diseño
http://www.invias.gov.co/index.php/documentos-tecnicos-izq
http://www.sct.gob.mx/fileadmin/DireccionesGrales/DGRH/html_spc/formatos/manual_de_proyecto_geometrico_SCT.pdf
http://www.carreteros.org/hispana/peru/11_peru.pdf
http://www.mtc.gob.pe/portal/transportes/caminos_ferro/manual/dg-2001.pdf
http://www.dot.ca.gov/manuals.htm
http://www.th.gov.bc.ca/publications/eng_publications/geomet/TAC/TAC.htm
http://sp.mdot.ms.gov/RoadwayDesign/Pages/Roadway-Design-Manual.aspx
http://www.sddot.com/pe/roaddesign/plans_rdmanual.asp
http://geometricdesign.csir.co.za/
http://www.nzta.govt.nz/resources/state-highway-geometric-design-manual/shgdm.html
http://www.transportation.alberta.ca/Content/docType233/Production/UHGDG.pdf
http://www.nra.co.za/live/content.php?Category_ID=6

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