Desarrollo de una herramienta para optimizar el trazado en alzado de carreteras basado en la aproximación numérica de la rasante al terreno. Aplicación práctica a la variante CV-190 a su paso por el municipio de Figueroles (provincia de Castellón)

Abstract

[ES] Desarrollo de una herramienta para el diseño del trazado en alzado de carreteras basado en la aproximación numérica del eje de la carretera al corte del terreno resultante del diseño del trazado en planta. Aplicación práctica a la variante CV-190 a su paso por el municipio de Figueroles.

Resumen:

El objetivo principal de este TFG es desarrollar en MATLAB una herramienta que, a partir del perfil del terreno de una carretera, determine el trazado en alzado óptimo para que la distancia entre el eje de la carretera y el perfil del terreno sea mínima.

Los datos de entrada en el programa son el conjunto de puntos 2D que conforman el perfil del terreno (punto kilométrico y cota), la velocidad de proyecto de la carretera y el número de rasantes. La velocidad de proyecto será utilizada para obtener el valor de todas las restricciones establecidas por la Norma 3.1-IC Trazado, mientras que el número de rasantes será introducido por el usuario. Como resultado, el programa proporcionará el estado de rasantes óptimo y la representación del perfil longitudinal de la carretera.

Para ello, lo primero que se realizará es una función que representa el trazado en alzado de una carretera a partir del conjunto de inclinaciones y longitudes de las rasantes y de parámetros de los acuerdos verticales. El resultado de esta función es una pareja de vectores que definen el trazado de la carretera. Acto seguido se desarrollará una función que calcula el error cuadrático entre los puntos que forman el perfil del terreno y los puntos que definen el trazado de la carretera.

Finalmente, se utilizará un algoritmo de optimización para minimizar mediante mínimos cuadrados la función anterior. La función se iniciará automáticamente con unos valores adecuados de inclinaciones y longitudes de las rasantes y parámetros de los acuerdos verticales que dependen del número de rasantes definido por el usuario y el perfil del terreno introducido. Como resultado, el algoritmo encontrará los valores que minimizan el error y que definen el estado de rasantes.