La pregunta es interesante, y no hay una forma directa de contestarla. Si hablamos de cuadros en una misma medida e igual tamaño, digamos tamaño 18", hay varias cosas que se deben considerar pues los pesos atómicos específicos del Aluminio, del Titanio y del Acero son dispares, a saber:

Aluminio = Peso Atómico 26,9815 - Solo se trabaja en aleaciones con diferentes metales pues 100% puro es muy liviano pero también poroso, blando y quebradizo.

Titanio = Peso Atómico 47,9000 - No es considerado metal. Es un mineral con características de metal. Puro es extremadamente quebradizo casi como el vidrio y difícil de trabajar. Solo se trabaja en aleaciones con pequeños porcentajes de Aluminio y de Vanadio.

Acero = Peso Atómico 55,8470 correspondiente al del Hierro, pues desde el acero al carbono # 1012 hasta los mas sofisticados como los aceros al cromo-molibdeno en sus diferentes calidades son aleaciones. Las aleaciones hacen al Acero mas resistente, mas elástico, menos poroso pero mucho mas liviano que el Hierro o los Aceros al carbono. Estas aleaciones pueden incluir pequeños porcentajes de cromo, molibdeno, níquel, carbón, silicón, manganeso, fósforo, azufre, aluminio, vanadio y titanio.

A los efectos prácticos y como resultado de la variante dureza y rigidez que se obtiene mediante las aleaciones, los tubos de aluminio deben aumentarse de diámetro para reducir el espesor de sus paredes y hacerlos mas livianos. Sin embargo el Aluminio es extremadamente rígido, carece de elasticidad y es propenso a fracturarse en mucho menor tiempo que los tubos de otros metales especialmente en las soldaduras y en los lugares donde terminan las conificaciones.

• Primero que todo, los cuadros de Aluminio genéricos o "standard" fabricados normalmente con tubos cilíndricos aunque sean conificados y tengan un "sloping top tube", tienen un peso promedio entre 3.9 y 4.5 libras, ya que mantienen diámetros regulares y paredes gruesas.
• Los cuadros de Aluminio con tuberías cónicas o cuadradas y estructuras de diseños mas modernos realmente no han ganado mucho en este aspecto y tienen un peso entre 3.8 y 4.0, pero tienen una mejor resistencia estructural que los otros cuadros con tubería cilíndrica.
• Los cuadros de aluminio como los de las "Canonndale" montañeras CAAD-5 y Optimo-Si así como los CAAD-6 y CAAD-7 para ruta, con un peso aproximado que va desde 2.8 hasta 3.3 libras, son muy livianos pero son muy rígidos y no tienen buena resistencia y duración. Por eso los llaman "Crackondale" en USA ya que se fracturan con gran facilidad.
• Los cuadros normales de Titanio tienen un peso que puede oscilar entre 3.5 a 3.8 libras en promedio y muy buena elasticidad, pero los mas livianos (super-light) se hacen extremadamente elásticos, latiguean demasiado y ocasionan cambios indeseados cuando se pedalea con mucha fuerza en "bailarina". Esto sucede frecuentemente con los cuadros "Litespeed" y otros tan livianos o mas cuando los combinas con un ciclista de unos 80 kilos de peso o mas. Hay que destacar que los cuadros de Titanio si están bien construidos duran toda una eternidad.
• Por ultimo el noble "Acero". Los cuadros de este metal han cambiado enormemente, no solo para "ruta" si no también para las "montañeras". Originalmente los cuadros de Acero-al-Carbono o de "alto tenor" para montañeras se hacían de Acero # 1012 cuyo peso unitario estaba en unas 6.0 a 7.5 libras. Posteriormente se construyeron cuadros en Acero al "cromo-molibdeno" (straight-gauge) podían tener un peso de unas 4.5 libras. En la actualidad un cuadro de este metal en su forma mas sofisticada pesa unas 3.5 los mas livianos y hasta unas 4.1 libras los mas pesados con excelente elasticidad. A pesar de que el Acero es mas rígido que el titanio, la resistencia y duración del Acero es para muchas decadas de servicio pero hay que cuidar los cuadros de la oxidación pues el acérrimo enemigo del Acero es el oxido.

CONCLUSIÓN: Si un cuadro se construye en Aluminio con un peso inferior al de Titanio se fractura fácilmente y si se hace de igual peso se convierte en un cuadro tan rígido que no absorbe ni la vibración ni los golpes y los transmite directos al ciclista - cosa insoportable en largas travesías - aunque su costo y fabricación es relativamente barata. Si un cuadro se construye en Titanio con un peso final mucho menor que el de un buen Acero, latiguea demasiado y se convierte en un "pantaletero" lo cual se traduce en una pesadilla; el Titanio es particularmente costoso y difícil de trabajar. Si un cuadro se construye en buen y sofisticado Acero puede que pese menos, igual o unos gramos mas que uno de Titanio o uno de Aluminio, pero siempre será mucho mas cómodo, resistente y duradero que el Aluminio, menos flexible pero igual de cómodo que el Titanio aunque muy susceptible a la oxidación. Una buena y sofisticada tubería de Acero conificada es costosa de producir pero ofrece facilidad de trabajo aceptando una variada calidad y tipos de soldadura mucho mas resistentes que la del Aluminio.