Diseño Vial en Civil3D

 

Generalidades

El diseño geométrico de vías es un proceso clave en proyectos de infraestructura. Este diseño debe garantizar seguridad, funcionalidad y eficiencia, cumpliendo con normativas técnicas como el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2008 del INVIAS. Civil 3D es una herramienta fundamental para llevar a cabo las etapas principales: alineamiento horizontal, alineamiento vertical y sección transversal, de las cuales se produce un modelo 3D que posteriormente puede ser exportado a otras aplicaciones para generar modelos BIM o realizar otros cálculos.

 

1. Alineamiento Horizontal
El alineamiento horizontal define el trazo de la carretera en planta, considerando las condiciones del terreno, las restricciones topográficas y los radios mínimos de curvatura según el tipo de vía.

 

Pasos en Civil 3D:

1. Importación de datos topográficos: Cargar un modelo digital de terreno (MDT) generado a partir de grupos de puntos tomados de levantamientos topográficos convencionales o topografía LIDAR.

 

 

2. Integración de fotogrametría: Usando vuelos y fotogrametría se toman ortofotos con el fin de identificar el terreno, estructuras existentes que pueden interferir con el diseño, y otros puntos de interés para complementar el levantamiento topográfico. Si no se cuenta con fotogrametría, puede usarse la función de Geolocalización de Civil 3D para generar una imagen satelital.

 

 

1. Creación del alineamiento:

• En la pestaña Home, seleccionar Alignment > Alignment Creation Tools.
• Definir los criterios de diseño (tipo de vía, velocidad de diseño, radios mínimos).

 

3. Edición del alineamiento: Utilizar herramientas de Edición del alineamiento horizontal para ajustar curvaturas y tangentes y, de ser necesario, curvas espirales.

4. Revisión de parámetros:

• Radios de curvatura y peraltes según la velocidad de diseño.
• Longitudes mínimas de tangentes y transiciones.
• De ser necesario, curvas espiralizadas cumpliendo parámetros del INVIAS. 

 

Producto generado: Un alineamiento horizontal optimizado y validado.

 

2. Alineamiento Vertical

 

El alineamiento vertical define el perfil longitudinal de la vía, incluyendo pendientes, puntos de quiebre y curvas verticales.

 

Pasos en Civil 3D:

 

Generación del perfil:

• Crear un perfil longitudinal desde el alineamiento horizontal en la pestaña Profile > Create Profile from Surface.
• Seleccionar el terreno base para extraer las elevaciones.

 

2. Diseño del perfil:

• Usar Profile Creation Tools para trazar la rasante mediante líneas y curvas verticales.
• Ajustar pendientes y puntos de intersección vertical (PIV) de manera que se acople al terreno, con el fin de reducir al máximo movimientosde tierra.

 

3. Revisión de parámetros:

• Cumplimiento de pendientes máximas y mínimas.
• Verificación de distancias de visibilidad de frenado y adelantamiento.
• Radios mínimos, y parámetros K en curvas verticales según el Manual del INVIAS.

 

Producto generado: Un perfil longitudinal que cumple los estándares de diseño para garantizar seguridad y comfort.

3. Sección Transversal

Las secciones transversales representan la configuración de la vía en cortes perpendiculares, incluyendo anchos de carriles, bermas, taludes y cunetas.

 

Pasos en Civil 3D:

1. Definición del ensamble:

• Crear un Assembly en la pestaña Home, definiendo componentes como carriles, cunetas y taludes. También aquí se pueden agregar ensamblajes de puentes y obras subterráneas como túneles.

 

2. Creación del corredor:

 

Usar Corridor para generar el modelo 3D a partir del alineamiento horizontal, vertical, el ensamblaje y el terreno al cual se debe integrar.

 

 

 3. Generación de secciones transversales:

• Con la opción Sample Lines, crear líneas de muestreo a lo largo del corredor, con una frecuencia especificada.
• En la pestaña Section Views, crear vistas de secciones transversales a partir de esas líneas de muestreo.

 

 

4. Revisión de parámetros:

• Verificar altura máxima de taludes de corte y lleno.
• Determinar tramos donde sea necesarios construcción de muros de contención.
• Analizar sitios clave para instalación de obas de drenaje
• Calcular cantidades de movimiento de tierras a lo largo del corredor.

 

Producto generado: Conjunto de secciones transversales detalladas, a la frecuencia especificada por el cliente, con el cálculo de cantidades de obra y regiones del corredor para distintas secciones transversales típicas.

 

Revisión de Parámetros Según el Manual del INVIAS

• Velocidad de diseño: Asegurar que el trazado cumpla con las especificaciones de velocidad máxima permitida.
• Radios mínimos: Validar tanto en alineamiento horizontal como vertical.
• Peraltes: Revisar que los peraltes de las curvas garanticen seguridad y confort.
• Pendientes: Cumplir con los valores límite establecidos para garantizar seguridad y drenaje.
• Distancias de visibilidad: Verificar que las condiciones del perfil y los radios garanticen visibilidad adecuada para parada y adelantamiento.
• Sección transversal: Verificar que los elementos de la sección transversal cumplan con longitudes mínimas, de carril y berma.
• Diseño de señalización vial: Se complementa el trazado con la ubicación de señalización horizontal y vertical, incluidas estructuras de contención vehicular, cumpliendo los lineamientos del Manual de Señalización Vial.

Producto Final para el Cliente

 

El cliente recibe:

Planos de diseño:

• Trazado en planta del alineamiento horizontal.
• Perfil longitudinal con la rasante y terreno.
• Secciones transversales.

Modelo 3D del proyecto:

• Integración de todos los elementos en un corredor vial para su presentación.

Memoria técnica:

• Memorias de cálculos y verificaciones realizadas para los parámetros de diseño según el Manual del INVIAS.

Informes de volumen:

• Cálculos de movimientos de tierra para la ejecución del proyecto.

Conclusión

El diseño vial en Civil 3D es un proceso meticuloso que permite cumplir con la normativa vigente y garantizar la calidad y seguridad del proyecto. Al usar esta herramienta se facilita la creación de alineamientos horizontales, verticales y secciones transversales, generando productos precisos y útiles para los clientes. Con INTOPCO no solo aseguras la viabilidad técnica de tu proyecto, sino también su sostenibilidad y funcionalidad a largo plazo.