Respecto a las actividades a desarrollar para el perfil longitudinal se identifican 2 fases muy importantes, una es la obtención del perfil longitudinal del terreno a lo largo del alineamiento horizontal desarrollado y la otra es el dibujo del perfil de la rasante que se ajusta de la mejor manera al perfil del terreno.
Perfil longitudinal del terreno
En cuanto al dibujo auxiliado con Autolisp, las operaciones de obtención del perfil del terreno pueden hacerse con las curvas de nivel o con las líneas TIN.
En general, el perfil obtenido con el modelo digital del terreno formado por la red TIN se espera que sea el más preciso. La precisión del perfil obtenido con curvas de nivel se incrementa a medida que se reduce el espaciado en los tramos en curva.
La imagen siguiente muestra una parte de una presentación de perfil de terreno que se puede obtener, el trazo segmentado es el que corresponde al eje del alineamiento y las lineas continuas corresponden a los bordes del camino en diseño. Los perfiles del borde ayudan a visualizar la pendiente del terreno en forma transversal al eje, cuanto más separados del eje más pronunciada es la pendiente del terreno, esto es especialmente útil cuando se diseña caminos nuevos.
cuando se representa el perfil longitudinal se suele hacer una exageración del escalado en el sentido vertical que puede ser de entre 2 a 10 veces la escala horizontal. En el dibujo mostrado la exageración vertical es de 10. Es necesario definir un conjunto de características para lograr la presentación de un perfil longitudinal, cuando se programa la automatización de su construcción hay que considerar los correspondientes datos como entradas previas. La figura siguiente es un ejemplo de como podría presentarse un requerimiento de parámetros:
Los requerimientos principales son los siguientes:
- Cuál es el alineamiento según el cual se necesita obtener el perfil del terreno?
- Cuáles son las características que debe tener la cuadrícula del perfil?
- Cuál es la relación de escalas entre la vertical y la horizontal para presentar el perfil? (exageración vertical)
- Cuál es la cota del punto de referencia según el cual se dibuja el perfil?
- Cada qué distancia a lo largo del alineamiento se debe hacer la lectura de la cota del terreno?
- Cada qué distancia a lo largo del alineamiento se debe presentar textualmente el valor de la cota del terreno?
- Cuál es el punto referencial en el plano desde el cual se hará el dibujo del perfil?
El hecho de asignar un nombre a un alineamiento nos puede ahorrar la operación de señalar en pantalla el alineamiento, del cual se dibujará el perfil.
Es recomendable hacer que cada tipo de dibujo o componente del perfil se cree en una capa diferente, por ejemplo la cuadrícula en una capa, el perfil de terreno en otra, los perfiles de los bordes en otra capa, los textos
En la parte inferior del perfil se suele presentar información importante del alineamiento. Una muestra de ello se ve en la siguiente figura:
En el cuadro se presenta:
- las cotas del terreno existente con cierta frecuencia,
- las características del alineamiento identificando el PI de cada curva, su radio, el sentido del giro y la extensión de las transiciones de curva si existen,
- el efecto de la posición de los bordes de la vía según los peraltes de cada curva y el bombeo.
El desarrollo de una herramienta de generación del perfil debe considerar el dibujo y/o la presentación de al menos las características que se mostraron arriba.
Perfil de diseño de la rasante
Con el perfil del terreno existente se está en condiciones de efectuar el diseño de la rasante. Un perfil de diseño de rasante suele presentarse como una sucesión de rectas y curvas cada una de las cuales debe cumplir con las características o requerimientos de diseño. Por ejemplo las lineas rectas (tangentes) deben tener una pendiente máxima y generalmente una mínima. las curvas verticales deben ser de una longitud acorde a condiciones de visibilidad y estar ubicadas procurando una armonía visual para el desplazamiento vehicular futuro.
En el fragmento de perfil de la figura siguiente se muestra una rasante en referencia a un perfil de terreno.
Qué información se muestra?. Pues la pendiente de los tramos en tangente, la posición de cada PI vertical, la cota de intersección de tangentes en el PI, la longitud de la curva.
La información que se muestra en los perfiles suele ser mayor, por ejemplo se indica la progresiva y la cota del inicio de la curva vertical, la progresiva y la cota del final de la curva vertical, el valor K de la curva, etc.
La curva vertical es la conciliación de las tangentes concurrentes con una curva parabólica.
Las características geométricas y los detalles de su cálculo pueden encontrarse en los textos especializados y hay que tener un dominio de ello para implementar un sistema automatizado que sea una buena herramienta para el diseño del perfil de rasante.
He construido un editor de perfil con un conjunto de rutinas a las que se accede con las siguientes opciones de la línea de comandos del Autocad:
Insertarpi/Eliminarpi/Modificarpi/Refrescar/Cotas/Guardar:
cada opción pretende explicarse por sí sola. La opción Refrescar hace un redibujado del perfil de diseño, la opción Cotas, escribe el valor de las cotas del diseño en la parte inferior de la cuadrícula, la opción Guardar, hace un backup en un archivo de texto de los datos del perfil de diseño.
Una rutina central que controle las opciones del editor puede tener la siguiente forma:
(defun opcion_edip ( / op cade mens sep)
(setq op T
cade "Insertarpi Eliminarpi Modificarpi Refrescar Cotas Guardar"
mens (strcat (vl-string-translate " " "/" cade) ":") )
(while op
(initget cade)
(setq op (getkword mens)) (terpri)
(cond ( (= op "Insertarpi") (inserta el PI y redibuja))
( (= op "Eliminarpi") (elimina el PI y redibuja))
( (= op "Modificarpi") (modifica el PI) )
( (= op "Refrescar") (redibuja))
( (= op "Cotas") (initget 7)
(setq sep (getreal "Espaciamiento para Cotas de rasante: "))
(escribe las cotas) )
( (= op "Guardar") (graba archivo de texto) )
)
)
)
El dibujo propiamente dicho del perfil con la red TIN, consiste en calcular la cota en el plano que define cada triangulo que corresponde al punto elegido del alineamiento. También es factible calcular la intersección del alineamiento con todos los lados que definen la red TIN.