9.Manual No Pavimentadas

Ministerio de Transportes y ComunicacionesDirección General de Caminos y Ferrocarriles

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El Plan Binacional de Desarro-llo de la Región Fronteriza Perú-Ecuador fue constituido por los gobiernos de Perú y del Ecuador, con el propósito de impulsar y canalizar esfuerzos orientados a promover el desarrollo y elevar el nivel de vida de sus respectivas poblaciones.

La infraestructura vial es uno de los principales soportes para el desarrollo del ámbito de la región fronteriza con el Ecuador, en es-pecial los caminos de bajo volu-men de tránsito que interconectan poblaciones rurales, muchas veces localizadas en zonas lejanas fron-terizas.

Por ello, ha sido muy grato para el Capítulo Perú del Plan Binacional de Desarrollo de la Región Fron-teriza Perú - Ecuador colaborar con el Ministerio de Transportes y Comunicaciones en el objetivo de difundir normas para la con-servación, diseño y especifi cacio-nes técnicas para la construcción de carreteras de bajo volumen de tránsito y, en particular, apoyar en la publicación del “Manual de Di-seño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito”, con un fi nanciamiento fruto de una co-operación que le fue otorgada por la Corporación Andina de Fomento – CAF.

Consolidando la paz con desarrollo.

Plan Binacional de Desarrollo de la Región Fronteriza Perú-EcuadorCAPÍTULO PERÚ

MANUAL DE DISEÑO DE CARRETERASNO PAVIMENTADASDE BAJO VOLUMENDE TRÁNSITO

REPÚBLICA DEL PERÚ

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Consolidando la pazcon desarrollo

Plan Binacional / 2 do pqte / Manual Diseño No Paviment / OT 9076 / Lomo OK 1.3 cm 208 pp / medida 53.8 x23.5 cm

MANUAL PARA EL DISEÑO DE CARRETERAS NO PAVIMENTADAS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO

Lima - Perú, marzo de 2008.

MANUAL PARA EL DISEÑO DE CARRETERAS NO PAVIMENTADAS DE BAJO VOLUMEN DE TRÁNSITO

CONTENIDO

Presentación .............................................................................. 11

Marco del manual

a) Introducción .............................................................................. 15

b) Objetivos .............................................................................. 15

c) Alcances del manual ........................................................................ 16

CAPÍTULO 1: FUNDAMENTOS DEL MANUAL

1.1 Clasificacióndecarreterasytiposdeobraconsideradosenel

manual .............................................................................. 21

1.2 Derecho de vía o faja de dominio ................................................... 22

CAPÍTULO 2: PARÁMETROS Y ELEMENTOS BÁSICOS DEL DISEÑO

2.1 Parámetrosbásicosparaeldiseño .................................................. 27

2.1.1 Metodologíaparaelestudiodelademandadetránsito ...... 27

2.1.1.1 Índice Medio Diario Anual de Tránsito (IMDA) ...... 27

2.1.1.2 Volumenycomposiciónoclasificacióndelos

vehículos ............................................................... 28

2.1.1.3 Variaciones horarias de la demanda ..................... 29

2.1.1.4 Variaciones diarias de la demanda ....................... 29

2.1.1.5 Variaciones estacionales (mensuales) .................. 29

2.1.1.6 Metodologíaparaestablecerelpesodelos vehículosdecarga,queesimportanteparael diseñodelospavimentos,pontonesypuentes .... 29 2.1.1.7 Información mínima necesaria .............................. 30

2.1.2 Lavelocidaddediseñoysurelaciónconelcostodela

carretera .............................................................................. 30

El marco del manual

6

2.1.3 Laseccióntransversaldediseño ........................................ 31

2.1.4 Tiposdesuperficiederodadura ......................................... 32

2.2 Elementosdeldiseñogeométrico .................................................... 32

CAPÍTULO 3: DISEÑO GEOMÉTRICO

3.1 Distancia de visibilidad ..................................................................... 37

3.1.1 Visibilidaddeparada ........................................................... 37

3.1.2 Visibilidad de adelantamiento .............................................. 38

3.2 Alineamiento horizontal .................................................................... 39

3.2.1 Consideracionesparaelalineamientohorizontal ................ 39

3.2.2 Curvas horizontales ............................................................. 41

3.2.3 Curvas de transición ............................................................ 41

3.2.4 Distancia de visibilidad en curvas horizontales ................... 43

3.2.5 Curvascompuestas ............................................................. 43

3.2.4 Peralte de la carretera ........................................................ 44

3.2.5 Sobre ancho de la calzada en curvas horizontales ............. 53

3.3 Alineamiento vertical ........................................................................ 54

3.3.1 Consideracionesparaelalineamientovertical .................... 54

3.3.2 Curvas verticales ................................................................. 55

3.3.3 Pendiente............................................................................. 56

3.4 Coordinaciónentreeldiseñohorizontalydeldiseñovertical .......... 57

3.5 Sección transversal .......................................................................... 60

3.5.1 Calzada .............................................................................. 60

3.5.2 Bermas .............................................................................. 60

3.5.3 Anchodelaplataforma ....................................................... 61

3.5.4 Plazoletas ........................................................................... 61

3.5.5 Dimensionesenlospasosinferiores ................................... 61

3.5.6 Taludes .............................................................................. 62

3.5.7 Seccióntransversaltípica .................................................... 62

7

Manual para el Diseño de Carreteras NoPavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito

CAPÍTULO 4: HIDROLOGÍA Y DRENAJE

4.1 DrenajeSuperficial ........................................................................... 68

4.1.1 Consideraciones generales ................................................. 68

4.1.2 Hidrologíaycálculoshidráulicos ......................................... 73

4.1.3 Elementosfísicosdeldrenajesuperficial............................. 77

4.2 Drenaje Subterráneo ........................................................................ 93

4.2.1 Condiciones generales ........................................................ 93

4.2.2 Drenes subterráneos ........................................................... 94

4.2.2.1 La tubería .............................................................. 95

4.2.3 Relleno de zanjas ................................................................ 98

4.2.4 Cajasderegistroybuzones ................................................ 100

4.2.5 Investigación del agua freática ............................................ 102

4.2.6 Drenesdeintercepción ........................................................ 103

4.2.6.1 Objetoyclasificación ............................................ 103

4.2.6.2 Drenes longitudinales ........................................... 103

4.2.6.3 Drenes transversales ............................................ 104

4.2.7 Drenajedelpavimento ......................................................... 108

4.2.8 Casosespeciales................................................................. 108

4.2.8.1 Proteccióndelsuelodelaexplanación

contra el agua libre en terreno de elevado

nivelfreático,llanoysindesagüe ......................... 108

4.2.8.2 Proteccióndelsuelodeexplanaciónsituado

bajo la calzada contra los movimientos

capilaresdelagua ................................................. 109

4.2.8.3 Capadrenante ...................................................... 109

CAPÍTULO 5: GEOLOGÍA, SUELOS Y CAPAS DE REVESTIMIENTO GRANULAR

5.1 Geología........................................................................................... 113

5.2 Estabilidad de taludes ...................................................................... 114

5.3 Suelosycapasderevestimientogranular ....................................... 126

El marco del manual

8

5.3.1Tráfico .................................................................................... 127

5.3.2 Subrasante ............................................................................. 130

5.4 Catálogoestructuraldesuperficiederodadura ............................... 139

5.5 Materialesypartidasespecíficasdelacapagranularderodadura . 145

5.5.1 Capadeafirmado ................................................................ 145

5.5.2 Macadam granular ............................................................... 150

5.5.3 Estabilizadores .................................................................... 155

5.5.3.1Capasuperficialdelafirmado ................................. 156

5.5.3.2Estabilizacióngranulométrica ................................. 157

5.5.3.3 Estabilización con cal ............................................. 158

5.5.3.4 Estabilización con cemento .................................... 160

5.5.3.5Imprimaciónreforzadabituminosa.......................... 162

5.5.4 Partidasespecíficasparalacapaderodadura ................... 167

5.6 Fuente de materiales - Canteras...................................................... 168

CAPÍTULO 6: TOPOGRAFÍA

6.1 Consideraciones generales del trazo ............................................... 173

6.2 Topografíaytrazado ........................................................................ 174

6.3 El trazo directo .............................................................................. 175

6.4 El trazado indirecto .......................................................................... 177

6.5 Sistema de unidades........................................................................ 177

6.6 Sistemas de referencia .................................................................... 178

6.7 Toleranciasenlaubicacióndepuntos ............................................. 179

6.8 Trabajostopográficos ....................................................................... 179

6.9 Geometría de la carretera ................................................................ 182

6.10 Geometría del alineamiento vertical................................................. 187

6.11 Alineamiento vertical ........................................................................ 188

6.12 Diseñoycómputodecurvasverticales............................................ 189

6.13 Coordinaciónentreeltrazoenplantayeltrazoenelevación ........ 191

6.14 Planosbásicosdelproyecto ............................................................ 191

6.15 Replanteo de una curva circular con PI accesible ........................... 195

9


CAPÍTULO 7: IMPACTO AMBIENTAL

7.1 Preservacióndelambienteymitigacióndelimpactocausado

porlostrabajosdeobrasvialesencarreterasdebajovolumen

de tránsito .............................................................................. 199

7.1.1 Introducción ......................................................................... 199

7.1.2 Objetivos .............................................................................. 199

7.2 Lassiguientesactividadespreliminaresdebenestarconsideradas

enelprogramadelestudiodelasobrasporejecutarsegún

correspondaaltamañoynaturalezadecadaproyectoespecífico. . 199

7.2.1 Identificacióndelascondicionesdebase ........................... 199

7.2.2 Programacióndeobrastemporalesydeacciones

sociales con la comunidad................................................... 200

7.2.3 Accionesnecesariasaconsiderarsegúneltamañoy

tipodeproyecto ................................................................... 200

7.2.4 Utilizaciónderecursosdelazonadelproyecto .................. 200

7.2.5 SeñalizacióndelDerechodeVía......................................... 201

7.2.6 IdentificacióndeInfraestructurayprediosaser

afectadosporelproyecto .................................................... 201

7.3 Actividadesdelproyectoquedebenserconsideradasenel

programadelestudiodelasobrasporejecutar,según

correspondaaltamañoynaturalezadecadaproyectoespecífico .. 201

7.3.1 Canteras de materiales........................................................ 201

7.3.2 Fuentes de agua .................................................................. 202

7.3.3 Estabilizaciónytratamientodetaludes ............................... 203

7.3.4 Depósitosparamaterialesexcedentesoriginadosporlaobra203

7.3.5 Tratamientoderesiduoslíquidosoriginadosporlaobra ..... 204

7.3.6 Tratamientoderesiduossólidosoriginadosporlaobra ...... 204

7.3.7 Campamentosypatiosdemaquinarias .............................. 205

7.3.8 Monitoreo ambiental ............................................................ 205

7.3.9 Costos de mitigación ........................................................... 205

El marco del manual

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El Plan Binacional de Desarrollo de la Región Fronteriza Perú-Ecuador fue cons-tituido por los gobiernos del Perú y del Ecuador, con el propósito de impulsar y canalizar esfuerzos orientados a promo-ver el desarrollo y elevar el nivel de vida de sus respectivas poblaciones.

La infraestructura vial es uno de los principales soportes para el desarrollo del ámbito de la región fronteriza con el Ecuador, en especial las carreteras de bajo volumen de tránsito que interconec-tan poblaciones rurales, muchas veces lo-calizadas en zonas lejanas fronterizas.

Por ello, ha sido muy grato para el Capítu-lo Perú del Plan Binacional de Desarrollo de la Región Fronteriza Perú – Ecuador colaborar con el Ministerio de Transportes y Comunicaciones en el objetivo de difun-dir normas para la conservación, diseño y especificaciones técnicas de carreteras de bajo volumen de tránsito y, en particular, apoyar en la publicación del “Manual para el Diseño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Bolumen de Tránsito”, con un financiamiento fruto de una cooperación que le fue otorgada por la Corporación Andina de Fomento – CAF.

Consolidando la pazcon desarrollo.

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Presentación

Existe la necesidad de formular el Manual para el Diseño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito, vías que conforman el mayor porcentaje del Sistema Nacional de Carreteras (SINAC), caracterizadas por tener una superficie de rodadura de material granular y son recorridas generalmente por un volumen menor de 50 vehículos por día y que muy pocas veces llegan hasta 200 vehículos por día. Por ello, se requiere proporcionar criterios técnicos, sólidos y coherentes de gran utilidad para el diseño de este tipo de carreteras.

Las entidades de la gestión vial contarán con un documento técnico desarrollado para su uso simple y masivo por la comunidad nacional a través de los estamentos políticos, sociales y técnicos, a fin de optimizar el uso de recursos adecuadamente.

El manual organiza y recopila las técnicas de diseño vial y pone al alcance del usuario tecnologías apropiadas que propician el uso intensivo de mano de obra y de recursos locales.

La normatividad vial es dinámica con los avances de la ingeniería vial, por lo que el Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC) acogerá e introducirá los reajustes, correcciones y actualizaciones debidamente justificadas para la vigencia del presente manual.

En ese sentido, el MTC ha elaborado el Manual para el Diseño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito, cuya publicación es muy satisfactorio presentar.

La presente publicación es el producto de un esfuerzo conjunto del Ministerio de Transporte y Comunicaciones y el Plan Binacional de Desarrollo de la Región Fronteriza Perú – Ecuador.

Verónica Zavala LombardiMinistradeTransportesyComunicaciones

El marco del manual

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EL MARCO DEL MANUAL

Fundamentos del manual

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EL MARCO DEL MANUAL

a) Introducción

Dentrodesurolnormativoyfiscalizador,elMinisteriodeTransportesyComunica-cionesdelPerú(MTC)atravésdelaDirecciónGeneraldeCaminosyFerrocarriles,tienecomofunciónformularlasnormassobreelusoydesarrollodelainfraestruc-turadecarreterasyferrocarriles,asícomoemitirlosmanualesdediseñoyespeci-ficacionestécnicasparalaejecucióndelosproyectosviales.

En este contexto, elMTC ha elaborado elManual de Diseño deCarreteras NoPavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito, teniendo en consideración que estas carreterassondegranimportanciaeneldesarrollolocal,regionalynacional,porcuantoelmayorporcentajedelavialidadseencuentraenestacategoría.

Estanormaesdeaplicaciónobligatoriaporlasautoridadescompetentesentodoelterritorionacionalparalosproyectosdevialidaddeusopúblico,segúncorresponda.Porrazonesdeseguridadvial,todoslosproyectosvialesdecarácterprivadodebe-ránceñirsecomomínimoaestanorma.

ComplementariamenteelManualdeDiseñoGeométricodeCarreteras(DG-2001)delMTCrigeentodoaquello,aplicable,quenoesconsideradoenelManualparaelDiseñodeCarreterasNoPavimentadasdeBajoVolumendeTránsito.

b) Objetivos

Porlanaturalezadelmanual,requeridomayormenteenterritoriosconaccesolimi-tadoaaspectostecnológicosespecializados,sehanincorporadonormasdediseñodesuperficiederodadura,deestudiosdehidrologíaydrenaje,asícomoguíasparaeldiseñodeelementosdeprotecciónqueotorguenestabilidadalaplataformadelacarreterayasuestructuraderodadura.Deestamanerasebrindaalosusuariosdelmanual,unavisiónampliadelconjuntodetemastratadosydelaformafuncionalen que se integran.

Elobjetivodeestanormaesbrindara lacomunidad técnicanacionalunmanualdealcanceamplio,perodeusosimplequeproporcionecriteriostécnicossólidosycoherentesparaposibilitareldiseñoyconstruccióndecarreteraseficientes,optimi-zadasensucosto.DemaneraquelaslimitacioneseconómicasdelSectorPúblico,noseaunobstáculoinsalvableparalograrmejoraryampliarlareddecarreteras.

Paraesteefecto,enelmanualseponealalcancedelusuario,tecnologíasapropia-dasquepropicianelusodelosrecursoslocalesyelusointensivodelamanode

El marco del manual

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obray,enespecial,elcuidadodelosaspectosdeseguridadvialydepreservacióndel medio ambiente.

Losvaloresdediseñoqueseindicanenestevolumensonlosmínimosnormales,esdecir,representanellímiteinferiordetoleranciaeneldiseño.

Por lo tanto, lasespecificacionesdelmanual constituyenunanormadecaráctermandataria.Sinembargo,loscasosespecialesenlosqueexistalanecesidadin-salvablede reducirdeestosvalores,ademásdeuna justificación técnicaeconó-micaasícomodelasmedidaspaliativasparacompensarladisminucióndeestascaracterísticas, deberán tenerla autorización expresa delMTC o de la autoridadcompetentecorrespondiente.

c) Alcances del manual

Magnitud y Justificación de los Proyectos

Elhechodequeenestedocumentosepresentandeterminadoscriteriosparaeldi-señodecarreteras,noimplicanecesariamentequelascarreterasexistentesseaninsegurasodeconstruccióndeficiente,niobligaamodificarlos,nisepretendeim-ponerpolíticasqueobliguenalamodificacióndelosalineamientosodelaseccióntransversal de las carreteras de bajo volumen de tránsito.

Elelevadocostodeunareconstruccióntotaldeunacarretera,incluyendoajusteseneltrazado,generalmenteesinjustificable.Lasreferenciasdepérdidasdelpatrimo-niovialporcausasdelmalestadodelascarreterasylaexistenciadelugaresdondeocurren accidentes, son normalmente aisladas.

Frecuentementelascaracterísticasdediseñodelascarreterasexistentessecom-portandemodosatisfactorioysuficienteenlamayorpartedelarutaysólorequie-rendeobrasdemantenimientoperiódicooportuno.

Paraelloesnecesario,encadacaso,analizarelgradodeproblemaylacantidadderecursosquesejustificagastarparasuperarcualquierdeficiencia.Enestepro-ceso,setienennormalmentealternativasque,debidamenteevaluadas,permitiránseleccionarelproyectoóptimoaejecutar.Enesteanálisis,lamagnituddelademan-dadeusuariosdelacarreteraesmuyimportanteparapodervalorarlosbeneficiosquelacomunidadobtendráysurelaciónentreelmontodelosbeneficiosfrentealos costos de las obras.

Relación entre demanda y características de la carretera

Laaplicacióndeestemanualenrelaciónalosvolúmenesdelademandadeltrán-sito,seextiendehastaloslímitesquejustificaríanelcambiodesuperficiegranular

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arodadurapavimentada.Ellímiterealesespecíficodecadacasoydependerádelacantidadytipodelosvehículos.Ypuedecalcularsemedianteunanálisistécnicoeconómicoencadacasoespecífico.

Elcuadro1sintetizalascaracterísticasdelasuperficiederodaduraquelaexperien-ciaperuanahadefinidocomolaprácticaadecuadaentérminostécnico-económico,paralascarreterasnopavimentadasdebajovolumendetránsito.

Actualización del manual

Sienlaaplicacióndeestanorma,losusuariosencuentranlanecesidaddeintro-ducirreajustesocorreccionesquepermitansuactualizaciónyperfeccionamiento,sinperjuiciodesuaplicaciónjustificadaenelcampodeformainmediata,deberánremitirlacorrespondientenotaamaneradepropuestayconladebidajustificacióndelcasoalaDireccióndeNormatividadVialdelMTCparaqueseatomadaencon-sideración.

Cuadro 1: Características básicas para la superficie de rodadura de las Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito

Carretera de Bvt Imd Proyectado Ancho de Calzada

(M)Estructuras y Superficie de Rodadura

Alternativas (**)

T3 101-200 2 carriles5.50-6.00

Afirmado (material granular, grava de tamaño máximo 5 cm homogenizado por zarandeado o por chancado) con superficie de rodadura adicional (min. 15 cm), estabilizada con finos ligantes u otros; perfilado y compactado

T2 51-100 2 carriles5.50-6.00

Afirmado (material granular natural, grava, seleccionada por zarandeo o por chancado (tamaño máximo 5 cm); perfilado y compactado, min. 15 cm.

T1 16-50 1 carril(*) o 2 carriles3.50-6.00

Afirmado (material granular natural, grava, seleccionada por zarandeo o por chancado (tamaño máximo 5 cm); perfilado y compactado, min. 15 cm.

T0 <15 1 carril(*)3.50-4.50

Afirmado (tierra) En lo posible mejorada con grava seleccionada por zarandeo, perfilado y compactado, min. 15 cm

Trocha carrozable IMD Indefinido 1 sendero(*)

Suelo natural (tierra) en lo posible mejorado con grava natural seleccionada; perfilado y compactado.

(*) Conplazoletasdecruce,adelantamientoovolteocada500–1000m;medianteregulacióndehorasodías,porsentidodeuso.

(**) Encasodenodisponergravasendistanciacercanalascarreteraspuedeserestabilizadomediantetécnicasdeestabilizaciónsuelo-cementoocaloproductosquímicosuotros.

Capítulo 1

FUNDAMENTOS DEL MANUAL


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FUNDAMENTOS DEL MANUAL

1.1 Clasificación de carreteras y tipos de obra, considerados en el manual

Laspresentesespecificacionesseaplicanparaeldiseñodecarreterasconsuperfi-ciederodaduradematerialgranular,segúncorrespondanalaclasificaciónqueseestableceenelManualdeDiseñoGeométricoDG-2001delMTCdelPerú,comosigue:

1.1.1 Clasificación por su función

a) CarreterasdelaRedVialNacional.b) CarreterasdelaRedVialDepartamentaloRegional.c) Carreteras de la Red Vial Vecinal o Rural.

1.1.2 Clasificación por el tipo de relieve y clima

Carreterasen terrenosplanos,ondulados,accidentadosymuyaccidentados.Seubican indistintamente en la costa (poca lluvia), sierra (lluviamoderada) y selva(muylluviosa).

1.1.3 Tipo de obra por ejecutarse

Elmanualesdeaplicaciónparaeldiseñodeproyectosdecarreterasnopavimen-tadasdetierrayafirmadas.Paraobrasqueconfiguranlasiguienteclasificacióndetrabajos:

a) Mantenimiento rutinario. Conjunto de actividades que se realizan en las vías concarácterpermanenteparaconservarsusnivelesdeservicio.Estasacti-vidadespuedensermanualesomecánicasyestánreferidasprincipalmentealaboresdelimpieza,bacheo,perfilado,roce,eliminacióndederrumbesdepequeñamagnitud.

b) Mantenimientoperiódico.Conjuntodeactividadesprogramablescadaciertoperíodoqueserealizanenlasvíasparaconservarsusnivelesdeservicio.Estasactividadespuedensermanualesomecánicasyestánreferidasprin-cipalmentealaboresdedesencalaminado,perfilado,nivelación,reposicióndematerialgranular,asícomoreparaciónoreconstrucciónpuntualdelospuentesyobrasdearte.


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c) Rehabilitación. Ejecución de las obras necesarias para devolver a la vía,cuando menos, sus características originales, teniendo en cuenta su nuevo períododeservicio.

d) Mejoramiento. Ejecución de las obras necesarias para elevar el estándarde lavía,medianteactividadesque implican lamodificaciónsustancialdelageometríaylatransformacióndeunacarreteradetierraaunacarreteraafirmada.

e) Nuevaconstrucción.Ejecucióndeobrasdeunavíanuevaconcaracterísti-casgeométricasacordealasnormasdediseñoyconstrucciónvigentes.

1.2 Derecho de vía o faja de dominio

El Derecho de Vía es la faja de terreno de ancho variable dentro del cual se encuen-tracomprendidalacarretera,susobrascomplementarias,servicios,áreasprevis-tasparafuturasobrasdeensancheomejoramiento,yzonasdeseguridadparaelusuario.

DentrodelámbitodelDerechodeVía,seprohíbelacolocacióndepublicidadco-mercialexterior,enpreservacióndelaseguridadvialydelmedioambiente.

1.2.2 Dimensionamiento del ancho mínimo del derecho de vía para carreteras de bajo volumen de tránsito.

El anchomínimo debe considerar la clasificación funcional de la carretera, enconcordancia con las especificaciones establecidas por el Manual de DiseñoGeométrico deCarreterasDG-2001 delMTCdelPerú, que fijan las siguientesdimensiones:

Cuadro 1.2.1: Ancho del derecho de vía parA CBVT

descripción Ancho mínimo absoluto *

Carreteras de la Red Vial Nacional 15 m

Carreteras de la Red Vial Departamentales o Regional 15 m

Carreteras de la Red Vial Vecinal o Rural 15 m

* 7.50 m a cada lado del eje

Lafajadedominiodentrodelaqueseencuentralacarreteraysusobrascomple-mentarias,seextenderácomomínimo,paracarreterasdebajovolumendetránsito

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un(1.00)metro,másalládelbordedeloscortes,delpiedelosterraplenesodelbordemásalejadodelasobrasdedrenajequeeventualmenteseconstruyan.

Ladistanciamínimaabsolutaentrepiedetaludesodeobrasdecontenciónyunelemento exterior será de 2.00 m. La mínima deseable será de 5.00 m

1.2.3 Faja de propiedad restringida

A cada lado del Derecho de Vía habrá una faja de propiedad restringida. Larestricciónimpideejecutarconstruccionespermanentesqueafectenlaseguridadolavisibilidadyquedificultenensanchesfuturosdelacarretera.LanormaDG-2001,fijaestazonarestringidaparacarreterasde3ra.claseendiez(10)metrosacadaladodelDerechodeVía.Demodosimilarparalascarreterasdebajovolumendetránsito el ancho de la zona restringida será de 10 m.

1.2.4 Procedimientos de adquisiciones de propiedad para el derecho de vía público por parte del estado

EláreadelDerechodeVíapasaapropiedadpúblicapordonacióndelpropietariooporadquisicióndelEstado,comopartedelagestiónquerealizalaautoridadcom-petenteenelcasodeunproyectovial.

LaLeyGeneraldeExpropiaciónN°27117,concordadaconlaLey27628,quefaci-lita la adquisición, vigentes a la fecha de la elaboración de este manual, regulan la formadeadquirirlapropiedadparaconstituirelDerechodeVíapúblico,necesarioparaqueloscarreteraspuedanserconstruidos.

1.2.4.1 Valuación

Laleyestablecelosprocedimientosyparámetrosdevaluacióndelosprediosquesonadquiridos,totaloparcialmente,porelEstado,segúnseanecesario.

1.2.4.2 Registro Nacional de la Propiedad

LasadquisicionesdeberánserinscritasenelRegistrodePropiedadcorrespondien-te, en concordancia con la legislación vigente.

1.2.4.3 Materialización del Derecho de Vía

EllímitedelDerechodeVíaserámarcadoporlaautoridadcompetente.


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1.2.5 Mantenimiento del derecho de vía

Lospresupuestosdeejecuciónydemantenimientode lasobrasviales, incluiránaccionesdeterminaciónylimpiezadelasáreaslateralesalaplataformadelaca-rretera,dentrodelderechodevíapúblico,quecomprenden,terrenosdependienteslaterales variadas.

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Capítulo 2

PARÁMETROS Y ELEMENTOSBÁSICOS DEL DISEÑO


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PARÁMETROS Y ELEMENTO BÁSICOS DEL DISEÑO

Eldiseñodeunacarretera respondeaunanecesidad justificadasocialyeconó-micamente.Ambosconceptossecorrelacionanparaestablecerlascaracterísticastécnicas y físicas que debe tener la carretera que se proyecta a fin de que losresultadosbuscadosseanóptimos,enbeneficiodelacomunidadquerequieredelservicio,normalmenteensituacióndelimitacionesmuyestrechasderecursosloca-lesynacionales.

2.1 Parámetros básicos para el diseño

Paraalcanzarelobjetivobuscadodebenevaluarseyseleccionarselossiguientesparámetrosquedefiniránlascaracterísticasdelproyecto.Segúnseexplicaaconti-nuación en el siguiente orden:

2.1.1 Estudio de la demanda.2.1.2 Lavelocidaddediseñoenrelaciónalcostodelacarretera.2.1.3 Laseccióntransversaldediseño.2.1.4 Eltipodesuperficiederodadura.

2.1.1 Metodología para el estudio de la demanda de tránsito

2.1.1.1 Índice Medio Diario Anual de Tránsito (IMDA)

Enlosestudiosdeltránsitosepuedetratardedossituaciones:elcasodelosestu-diosparacarreterasexistentes,yelcasoparacarreterasnuevas,esdecirquenoexisten actualmente.

Enelprimercaso,el tránsitoexistentepodráproyectarsemediante lossistemasconvencionales que se indican a continuación. El segundo caso requiere de un estudiodedesarrolloeconómicozonaloregionalquelojustifique.

Lacarreterasediseñaparaunvolumendetránsitoquesedeterminaporlademan-dadiariaquecubrirá,calculadocomoelnúmerodevehículospromedioqueutilizanlavíapordíaactualmenteyqueseincrementaconunatasadecrecimientoanual,normalmentedeterminadaporelMTCparalasdiversaszonasdelpaís.

Parámetros y elementos básicos del diseño

28

Cálculo de tasas de crecimiento y la proyección

Sepuedecalcularelcrecimientodetránsitoutilizandounafórmulasimple:

Tn = To (1+i)n-1

En la que:

Tn = Tránsitoproyectadoalaño“n”enveh/día.

To = Tránsitoactual(añobaseo)enveh/día.

n = Añosdelperíododediseño.

i = Tasaanualdecrecimientodel tránsitoquesedefineencorrelacióncon ladinámica de crecimiento socio-económico1(*)normalmenteentre2%y6%acriteriodelequipodelestudio.

Estastasaspuedenvariarsustancialmentesiexistieranproyectosdedesarrolloes-pecíficosporimplementarseconcertezaacortoplazoenlazonadelacarretera.

Laproyecciónpuedetambiéndividirseendospartes.Unaproyecciónparavehícu-losdepasajerosquecreceráaproximadamentealritmodelatasadecrecimientodelapoblación.Yunaproyeccióndevehículosdecargaquecreceráaproximada-mente con la tasa de crecimiento de la economía. Ambos datos sobre índices de crecimientonormalmenteobranenpoderdelaregión.

2.1.1.2 Volumen y composición o clasificación de los vehículos

i) Sedefinentramosdelproyectoenlosqueseestimaunademandahomogé-nea en cada uno de ellos.

ii) Seestableceunaestacióndeestudiooconteoenunpuntocentraldeltramo,enunlugarqueseconsidereseguroyconsuficienteseguridadsocial.

iii) Setomanotaenunacartilladelnúmeroytipodevehículosquecirculanenunayenlaotradirección,señalándoselahoraaproximadaenquepasóelvehículoporlaestación.

Seutilizaenel campounacartillapreviamenteelaborada,que faciliteel conteo,segúnlainformaciónqueserecopilaylashorasenqueserealizaelconteo.

Deestamanerase totalizan losconteosporhoras,porvolúmenes,porclasedevehículos,porsentidos,etc.

(*)Social:Tasaanualdecrecimientodelapoblacióneconómica:Tasaanualdecrecimientodelaeconomía(PBI)

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2.1.1.3 Variaciones horarias de la demanda

De conformidad con los conteos, se establece las variaciones horarios de la de-mandaporsentidodetránsitoytambiéndelasumadeambossentidos.Tambiénsedetermina la hora de máxima demanda.

Serealizaránconteosparalas24horascorridas.Perosiseconocelahoradema-yordemanda,secontaráporunperíodomenor.

2.1.1.4 Variaciones diarias de la demanda

Si los conteos se realizanpor variosdías, sepuedenestablecer las variacionesrelativasdeltránsitodiario(totaldeldíaodelperíodomenorobservado)paralosdías de la semana.

2.1.1.5 Variaciones estacionales (mensuales)

Silainformaciónqueserecopilaeselaboradaenformademuestreosistemáticodurantedíasclavesalolargodelosmesesdelaño,seobtendráníndicesdeva-riaciónmensualquepermitanestablecerquehaymesesconmayordemandaqueotros. Ese sería el caso en zonas agrícolas durante los meses de cosecha.

Conlainformaciónobtenidamediantelosestudiosdescritosopreviamenteyaco-nocidaporestudiosanteriores,podráestablecerse,mediantelaproyeccióndeesademandaparaelperíododediseño,lasección(ancho)transversalnecesariadelacarreteraamejoraryloselementosdeldiseñodeestasección,comosonanchodelacalzadaydelasbermasdelacarretera.

2.1.1.6 Metodología para establecer el peso de los vehículos de carga, que es importante para el diseño de los pavimentos, pontones y puentes

Estosestudiosseconcentransóloenlosvehículospesadosquesonlosqueleha-cendañoalacarreteray,portanto,sonimportantesparadefinireldiseñodelospa-vimentos,delasuperficiederodaduraylaresistenciadelospontonesypuentes.

Peso vehicular y por eje de los vehículos pesados

Paraelcasodecarreterasdebajovolumendetránsito,enelcapítulo5sepresentalaguíaparaeldiseñodepavimentosconlametodologíaquepermiteestablecerelefectodestructivoquetendráeltránsitosobreelpavimentoycómodiseñarelpavi-mento, dándose alternativas en función de los materiales a utilizarse.


30

2.1.1.7 Información mínima necesaria

Paraloscasosenquenosedisponedelainformaciónsobrelavariacióndiariayestacional(mensual)delademanda(engeneralesainformacióndebeserpropor-cionadaporlaautoridadcompetente),serequerirárealizarestudiosquepermitanlocalmenteestablecerlosvolúmenesycaracterísticasdeltránsitodiario,enporlomenostres(3)díastípicos,esdecir,normales,delaactividadlocal.

Paraesteefecto,nosecontaráeltránsitoendíasferiados,nacionalesopatronales,oendíasenquelacarreteraestuvieradañaday,enconsecuencia,interrumpida.

Deconformidadalaexperienciaanualdelaspersonasdelalocalidad,losconteoseinventariosdetránsitoengeneralpuedenrealizarseprescindiéndosedelashorasenquesetienenuloopocotránsito.Elestudiodebetomardíasqueenopinióngeneralreflejenrazonablementebienelvolumendelademandadiariaylacomposiciónoclasificacióndeltránsito.

Finalmente,elefectodestructivodelosvehículosdecarga,seráestimadosegúnlasespecificacionesmínimasindicadasenelcapítulosobrepavimentos.

2.1.2 La velocidad de diseño y su relación con el costo de la carretera

la velocidaddediseñoesmuy importanteparaestablecer lascaracterísticasdeltrazadoenplanta,elevaciónyseccióntransversaldelacarretera.

Definidalavelocidaddeldiseñoparalacirculacióndeltránsitoautomotor,sepro-cederáaldiseñodelejedelacarretera,siguiendoeltrazadoenplantacompuestopor tramos rectos (en tangente)ypor tramosdecurvascircularesyespirales.Ysimilarmentedeltrazadovertical,contramosenpendienterectasyconpendientescurvilíneas,normalmenteparabólicas.

Lavelocidaddediseñoestáigualmenterelacionadaconelanchodeloscarrilesdecirculacióny,porende,conlaseccióntransversalporadoptarse.

Lavelocidaddediseñoeslaqueestablecerálasexigenciasdedistanciasdevisi-bilidadenlacirculacióny,consecuentemente,delaseguridaddelosusuariosdelacarretera a lo largo del trazado.

Definición de la velocidad de diseño

Laseleccióndelavelocidaddediseñoseráunaconsecuenciadeunanálisistécni-co-económico de alternativas de trazado que deberán tener en cuenta la orografía delterritorio.Enterritoriosplanos,eltrazadopuedeaceptaraltasvelocidadesabajo

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costodeconstrucción,peroenterritoriosmuyaccidentadosserámuycostosoman-tenerunavelocidadaltadediseño,porquehabríaquerealizarobrasmuycostosasparamanteneruntrazoseguro.Ellosolopodríajustificarsesilosvolúmenesdelademandadetránsitofueranmuyaltos.

En el particular caso de estemanual destinado al diseño de carreteras de bajovolumendeltránsito,esnaturalqueeldiseñoseadapteenloposiblealasinflexio-nesdelterrenoy,particularmente,lavelocidaddediseñodeberáserbastantebajacuando se trate de sectores o tramos de orografía más accidentada. Para efectos deesteManual,lavelocidadmáximadediseñoconsideradaesde60Km/h.Paravelocidadesmayoresaestas,adoptaránlosparámetrosestablecidosenelManualdeDiseñoGeométricodeCarreterasDG-2001oenelManualparaelDiseñodeCarreteras Pavimentas de Bajo Volumen de Tránsito.

Velocidad de circulación

Lavelocidaddecirculacióncorresponderáalanormaquesedicteparaseñalizarlacarreteraylimitarlavelocidadmáximaalaquedebecircularelusuario,queseindicarámediantelaseñalizacióncorrespondiente.

2.1.3 La sección transversal de diseño

Esteacápiteserefierealaseleccióndelasdimensionesquedebetenerlaseccióntransversal de la carretera, en las secciones rectas (tangente) y en los diversostramosalolargodelacarreteraproyectada.

Para dimensionar la sección transversal, se tendrá en cuenta que los carreteras de bajo volumen de tránsito, solo requerirán: a) Una calzada de circulación vehicular condoscarriles,unaparacadasentido;yb)Paralascarreterasdemenorvolumen,unsolocarrildecirculación,conplazoletasdecrucey/odevolteocadaciertadis-tancia,segúnseestipulamásadelante.

El ancho de la carretera, en la parte superior de la plataforma o corona, podrácontenerademásdelacalzada,unespaciolateralacadaladoparabermasyparalaubicacióndeguardavías,murosomuretesdeseguridad,señalesycunetasdedrenaje.

Laseccióntransversalresultanteserámásampliaenterritoriosplanosenconcor-danciaconlamayorvelocidaddeldiseño.Enterritoriosonduladosyaccidentados,tendráquerestringirselomáximoposibleparaevitarlosaltoscostosdeconstruc-ción,particularmentemásaltosenlostrazadosalolargodecañonesflanqueadosporfarallonesderocaodetaludesinestables.


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2.1.4 Tipos de superficie de rodadura

EnesteManualdeDiseñoparaCarreterasNoPavimentadasdeBajoVolumendeTránsito, se ha considerado que básicamente se utilizarán los siguientes materiales ytiposdepavimentos:

• Carreterasdetierraycarreterasdegrava.

• Carreterasafirmadasconmaterialgranulary/oestabilizados.

Lametodologíadediseñodelassuperficiesderodadurasocalzadasdecirculaciónestádesarrolladaenelcapítulo5.

Esimportanteindicarqueloscriteriosmásimportantesafindeseleccionarlasu-perficiederodaduraparaunacarreteraafirmada,establecenqueamayortránsitopesado,medidoenejesequivalentesdestructivos,sejustificaráutilizarafirmadosdemayorrendimientoyqueelaltocostodelaconstruccióndebeimpulsarelusodematerialeslocalesparaabaratarlaobra,loqueenmuchoscasospodrájustificarelusodeafirmadosestabilizados.Tambiénesimportanteestablecerquelapresióndelasllantasdelosvehículos,debenmantenersebajolas80(psi)librasporpulg2 de presiónparaevitardañosgravesalaestructuradelosafirmados.

2.2 Elementos del diseño geométrico

Loselementosquedefinenlageometríadelacarreterason:

a) Lavelocidaddediseñoseleccionada.

b) La distancia de visibilidad necesaria.

c) Laestabilidaddelaplataformadelacarretera,delassuperficiesderodadu-ra,depuentes,deobrasdearteydelostaludes.

d) Lapreservacióndelmedioambiente.

En la aplicación de los requerimientos geométricos que imponen los elementosmencionados,setienecomoresultanteeldiseñofinaldeunproyectodecarreteraestableyprotegidacontralasinclemenciasdelclimaydeltránsito.

Paraesteefecto,estemanualincluyelamaneraenquedeberesolverselosaspec-tosdediseñodelaplataformadelacarretera;estabilidaddelacarreteraydelostaludesinestables;preservacióndelambiente;seguridadvial;ydiseñopropiamen-te, incluyendo los estudios básicos necesarios, tales como topografía, geología,suelos,canterasehidrología,quepermitendarsustentoalproyecto.

Paraelbuendiseñodeunacarreteradebajovolumendetránsitoseconsiderancla-veslassiguientesprácticas:

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• Limitaralmínimo indispensableelanchode lacarreterapara restringirelárea alterada.

• Evitarlaalteracióndelospatronesnaturalesdedrenaje.

• Proporcionardrenajesuperficialadecuado.

• Evitarterrenosescarpadoscontaludesdemásde60%.

• Evitarproblemastalescomozonasinundadasoinestables.

• Mantenerunadistanciadeseparaciónadecuadaconlosriachuelosyoptimi-zarelnúmerodecrucesdecursosdeagua.

• Minimizar el número de contactos entre la carretera y las corrientes deagua.

• Diseñarloscrucesdequebradasyríosconlasuficientecapacidadyprotec-cióndelasmárgenescontralaerosión,permitiendo,deserelcaso,elpasodepecesentodaslasetapasdesuvida.

• Evitar la constriccióndel anchoactivode los riachuelos, ríos y cursosdeagua (ancho con el caudal máximo).

• Conseguirunasuperficiederodaduradelacarreteraestableyconmateria-les físicamente sanos.

• Instalar obras de subdrenaje donde se necesite, identificando los lugaresactivos durante la estación de lluvias.

• Reducirlaerosióncolocandocubiertasvegetalesofísicassobreelterrenoencortes,terraplenes,salidasdedrenajesycualquierzonaexpuestaaco-rrientes de agua.

• Usarángulosdetaludestablesencortesyrellenos.

• Usarmedidas de estabilización de taludes, de estructuras y de obras dedrenajeconformesenecesitenyseaeconómicamenteseleccionada.

• Aplicartécnicasespecialesalcruzarterrenosagrícolas,zonasribereñas,ycuando se tienen que controlar las quebradas.

• Proporcionarunmantenimientodebidamenteplaneadoyprogramado.

• Cerraroponerfueradeservicioalascarreterascuandonoseusenocuandoyanosenecesiten.

Diseño geométrico

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35


Capítulo 3

DISEÑO GEOMÉTRICO

Diseño geométrico

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DISEÑO GEOMÉTRICO

3.1 Distancia de visibilidad

Distancia de visibilidad es la longitud continua hacia delante de la carretera que es visibleal conductordel vehículo.Endiseño, seconsideran tresdistancias: ladevisibilidadsuficienteparadetenerel vehículo; lanecesariaparaqueunvehículoadelanteaotroqueviajaavelocidad inferiorenelmismosentido;y ladistanciarequeridaparacruzaroingresaraunacarreterademayorimportancia.

3.1.1 Visibilidad de parada

Distanciadevisibilidaddeparadaeslalongitudmínimarequeridaparaquesede-tenga un vehículo que viaja a la velocidad directriz, antes de que alcance un objeto queseencuentraensutrayectoria.

Paraefectodeladeterminacióndelavisibilidaddeparadaseconsideraqueelobje-tivoinmóviltieneunaalturade0.60myquelosojosdelconductorseubicana1.10mporencimadelarasantedelacarretera.

Cuadro 3.1.1: Distancia de visibilidad de parada (metros)

velocidad directriz (Km./h)

Pendiente nula o en bajada Pendiente en subida

0% 3% 6% 9% 3% 6% 9%

20 20 20 20 20 19 18 18

30 35 35 35 35 31 30 29

40 50 50 50 53 45 44 43

50 65 66 70 74 61 59 58

60 85 87 92 97 80 77 75

Lapendienteejerceinfluenciasobreladistanciadeparada.Estainfluenciatieneimportancia práctica para valores de la pendiente de subida o bajada iguales omayoresa6%.

Entodoslospuntosdeunacarretera,ladistanciadevisibilidadseráigualosuperioraladistanciadevisibilidaddeparada.Enelcuadro3.1.1semuestranlasdistan-ciasdevisibilidaddeparada,enfuncióndelavelocidaddirectrizydelapendiente.Encarreterasdemuybajovolumendetránsito,deunsolocarrily tráficoendos

Diseño geométrico

38

direcciones,ladistanciadevisibilidaddeberáserporlomenosdosveceslacorres-pondenciaalavisibilidaddeparada.

Paraelcasodeladistanciadevisibilidaddecruce,seaplicaránlosmismoscriteriosquelosdevisibilidaddeparada.

3.1.2 Visibilidad de adelantamiento

Distanciadevisibilidaddeadelantamiento(paso)eslamínimadistanciaquedebeservisibleparafacultaralconductordelvehículoasobrepasaraotroqueviajaavelocidad15km/hmenor,concomodidadyseguridad,sincausaralteraciónenlavelocidad de un tercer vehículo que viaja en sentido contrario a la velocidad directriz yquesehacevisiblecuandosehainiciadolamaniobradesobrepaso.

Para efecto de la determinación de la distancia de visibilidad de adelantamiento, se consideraquelaalturadelvehículoqueviajaensentidocontrarioesde1.10myque la del ojo del conductor del vehículo que realiza la maniobra de adelantamiento es 1.10 m.

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Lavisibilidaddeadelantamientodebeasegurarsepara lamayor longitudposibledelacarreteracuandonoexistenimpedimentosimpuestosporelterrenoyquesereflejan,porlotanto,enelcostodeconstrucción.

Ladistanciade visibilidaddeadelantamientoaadoptarse varía con la velocidaddirectriz tal como se muestra en el cuadro 3.1.2.

Cuadro 3.1.2: Distancia de visibilidad de adelantamiento

velocidad directriz Km./h distancia de visibilidad de adelantamiento (m)

30 200

40 270

50 345

60 410

3.2 Alineamiento horizontal

3.2.1 Consideraciones para el alineamiento horizontal

Elalineamientohorizontaldeberápermitirlacirculaciónininterrumpidadelosvehí-culos,tratandodeconservarlamismavelocidaddirectrizenlamayorlongituddecarreteraqueseaposible.

El alineamiento carretero se hará tan directo como sea conveniente adecuándose a lascondicionesdelrelieveyminimizandodentrodelorazonableelnúmerodecam-biosdedirección.Eltrazadoenplantadeuntramocarreteroestácompuestodelaadecuadasucesiónderectas(tangentes),curvascircularesycurvasdetransición.

En general, el relieve del terreno es el elemento de control del radio de las curvas horizontalesyeldelavelocidaddirectriz.Lavelocidaddirectriz,asuvez,controlala distancia de visibilidad.

Los radios mínimos, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento transversal del vehículo, están dados en función a la velocidad directriz, a la fricción transversalyalperaltemáximoaceptable.

Enelalineamientohorizontaldesarrolladoparaunavelocidaddirectrizdeterminada,debeevitarseelempleodecurvasconradiomínimo.Engeneral,setratarádeusarcurvasderadioamplioreservándoseelempleoderadiosmínimosparalascondi-ciones más críticas.

Diseño geométrico

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Deberá buscarse un alineamiento horizontal homogéneo, en el cual tangentes ycurvassesucedenarmónicamente.Serestringirá,enloposible,elempleodetan-gentesexcesivamentelargasconelfindeevitarelencandilamientonocturnopro-longadoylafatigadelosconductoresduranteeldía.

Al término de tangentes largas donde esmuy probable que las velocidades deaproximacióndelosvehículosseanmayoresquelavelocidaddirectriz,lascurvashorizontalestendránradiosdecurvaturarazonablementeamplios.

Se evitará pasar bruscamente de una zona de curvas de grandes radios a otrademarcadamentemenores.Deberápasarseenformagradual,intercalandoentreunazonayotra,curvasderadiodevalordecreciente,antesdealcanzarelradiomínimo.

Los cambios repentinos en la velocidad de diseño a lo largo de una carreteraserán evitados. Estos cambios se efectuarán en decrementos o incrementos de 15km/h.

Noserequierecurvahorizontalparapequeñosángulosdedeflexión.Enelcuadro3.2.1semuestranlosángulosdeinflexiónmáximosparaloscualesnoesrequeridala curva horizontal.

Cuadro 3.2.1: Ángulos de deflexión máximos para los que no se requiere curva horizontal

velocidad directriz Km./h

deflexión máxima aceptable sin curva circular

30 2º 30’

40 2º 15’

50 1º 50’

60 1º 30

Paraevitar laaparienciadealineamientoquebradoo irregular,esdeseableque,paraángulosdedeflexiónmayoresalosindicadosenelcuadro3.2.1,lalongituddelacurvaseaporlomenosde150m.Silavelocidaddirectrizesmenora50km/hyelángulodedeflexiónesmayorque5º, se considera como longitud de curva mínima deseada la longitudobtenida con la siguienteexpresiónL=3V (L= longituddecurvaenmetrosyV=velocidadenkm/hora).Espreferiblenodiseñarlongitudesdecurvashorizontalesmayoresa800metros.

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Se evitará, en lo posible, los desarrollos artificiales.Cuando las condiciones delrelievedelterrenohaganindispensablesuempleo,elproyectistaharáunajustifica-cióndeello.Lasramasdelosdesarrollostendránlamáximalongitudposibleylamáximapendienteadmisible,evitandolasuperposicióndevariasdeellassobrelamismaladera.Alproyectarunaseccióndecarreteraendesarrollo,será,probable-mente, necesario reducir la velocidad directriz.

Lascurvashorizontalespermitirán,cuandomenos,lavisibilidadigualaladistanciadeparadasegúnsemuestraenelcuadro3.1.1.

Debenevitarselosalineamientosreversosabruptos.Estoscambiosdedirecciónenelalineamientohacenqueseadifícilparalosconductoresmantenerseensucarril.

Tambiénesdifícilperaltaradecuadamentelascurvas.Ladistanciaentredoscurvasreversasdeberáser,porlomenos,lanecesariaparaeldesarrollodelastransicio-nesdeperalte.

Nosondeseablesdoscurvassucesivasdelmismosentidocuandoentreellasexisteuntramocortoentangente.En loposible,sesustituiránporunasolacurvaoseintercalaráunatransiciónenespiraldotadadeperalte.

Elalineamientoenplantasatisfacerálascondicionesnecesariasdevisibilidaddeadelantamientoentramossuficientementelargosyconunafrecuenciarazonableafindedaroportunidadaqueunvehículoadelanteaotro.

3.2.2 Curvas horizontales

El mínimo radio de curvatura es un valor límite que está dado en función del va-lormáximodelperalteydelfactormáximodefricciónparaunavelocidaddirectrizdeterminada.Enelcuadro3.2.6.1bsemuestranlosradiosmínimosylosperaltesmáximoselegiblesparacadavelocidaddirectriz.

Enelalineamientohorizontaldeuntramocarreterodiseñadoparaunavelocidaddirectriz, un radiomínimo y unperaltemáximo, comoparámetros básicos, debeevitarseelempleodecurvasderadiomínimo.Engeneral,setratarádeusarcurvasderadioamplio,reservandoelempleoderadiosmínimosparalascondicionesmáscríticas.

3.2.3 Curvas de transición

Todo vehículo automotor sigue un recorrido de transición al entrar o salir de una curvahorizontal.Elcambiodedirecciónylaconsecuentegananciaopérdidadelasfuerzaslateralesnopuedentenerefectoinstantáneamente.

Diseño geométrico

42

Conelfindepasarde laseccióntransversalconbombeo,correspondientea lostramosentangentealaseccióndelostramosencurvaprovistosdeperalteyso-breancho,esnecesario intercalarunelementodediseñoconuna longituden laque se realice el cambio gradual, a la que se conoce con el nombre de longitud de transición.

Cuandoel radiode lascurvashorizontalessea inferioralseñaladoenelcuadro3.2.3a, se usarán curvas de transición. Cuando se usen curvas de transición, se re-

comiendaelempleodeespiralesqueseaproximenalacurvadeEuleroClotoide.

Cuadro 3.2.3.a: Necesidad de curvas de transición

velocidad directrizKm./h

Radiom

20 2430 5540 9550 15060 210

Cuando se use curva de transición, la longitud de la curva de transición no será menor que LminnimayorqueLmax,segúnlassiguientesexpresiones:

L min. =0.0178 V3

R

L máx. = (24R)0.5

R = Radio de la curvatura circular horizontal.

L min. = Longitud mínima de la curva de transición.

L máx. = Longitud máxima de la curva de transición en metros.

V =VelocidaddirectrizenKm./h.

La longitud deseable de la curva de transición, en función del radio de la curva cir-cular,sepresentaenelcuadro3.2.2b.

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Cuadro 3.2.3.B: Longitud Deseable de la Curva Transición

Radio de curva circular (m) Longitud deseable de la curva transición (m)

20 11

30 17

40 22

50 28

60 33

3.2.4 Distancia de visibilidad en curvas horizontales

La distancia de visibilidad en el interior de las curvas horizontales es un elemento deldiseñodelalineamientohorizontal.

Cuandohayobstruccionesalavisibilidadenelladointernodeunacurvahorizontal(tales como taludes de corte, paredes o barreras longitudinales), se requiere unajusteeneldiseñodelaseccióntransversalnormaloenelalineamiento,cuandolaobstrucciónnopuedeserremovida.

Demodogeneral,eneldiseñodeunacurvahorizontal,lalíneadevisibilidadserá,porlomenos,igualaladistanciadeparadacorrespondienteysemidealolargodelejecentral del carril interior de la curva.

El mínimo ancho que deberá quedar libre de obstrucciones a la visibilidad, será calculadoporlaexpresiónsiguiente:

M = Ordenada media o ancho mínimo libre.

R = Radio de la curva horizontal.

S = Distancia de visibilidad.

3.2.5 Curvas compuestas

Engeneral,seevitaráelempleodecurvascompuestas,tratandodereemplazarlasporunasolacurva.

Encasosexcepcionalespodránusarsecurvascompuestasocurvaspolicéntricas

M = R 1– Cos 28.65SR

Diseño geométrico

44

detrescentros.Entalcaso,elradiodeunanoserámayorque1.5veceselradiode la otra.

3.2.6 Peralte de la carretera

Sedenominaperaltealasobreelevacióndelaparteexteriordeuntramodelaca-rreteraencurvaconrelaciónalaparteinteriordelmismoconelfindecontrarrestarlaaccióndelafuerzacentrífuga.Lascurvashorizontalesdebenserperaltadas.

Elperaltemáximotendrácomovalormáximonormal8%ycomovalorexcepcional10%.Encarreterasafirmadasbiendrenadasencasosextremos,podríajustificarseunperaltemáximoalrededorde12%.

El mínimo radio (Rmin) de curvatura es un valor límite que está dado en función del valormáximodelperalte(emax)yelfactormáximodefricción(fmax ) seleccionados paraunavelocidaddirectriz(V).Elvalordelradiomínimopuedesercalculadoporlaexpresión:

Rmin =V2

127 (0.01 emax + fmax)

Losvaloresmáximosdelafricciónlateralaemplearsesonlosqueseseñalanenelcuadro 3.2.6.1a.

Cuadro 3.2.6.1.a: Fricción transversal máxima en curvas

velocidad directrizKm./h

fmáx

20 0.18

30 0.17

40 0.17

20 0.16

60 0.15

Enelcuadro3.2.6.1bsemuestranlosvaloresderadiosmínimosyperaltesmáxi-moselegiblesparacadavelocidaddirectriz.Enestemismocuadrosemuestranlosvalores de la fricción transversal máxima.

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Cuadro 3.2.6.1b: Radios mínimos y peraltes máximos

velocidad directriz(km/h)

Peralte máximoe (%)

valor límite defricción

fmax

Calculadoradio mínimo

(m)

Redondeoradio mínimo

(m)

2030405060

4.04.04.04.04.0

0.180.170.170.160.15

14.333.760.098.4

149.1

153560

100150

2030405060

6.06.06.06.06.0

0.180.170.170.160.15

13.130.854.789.4

134.9

15305590

135

2030405060

8.08.08.08.08.0

0.180.170.170.160.15

12.128.350.482.0

123.2

10305080

125

2030405060

10.010.010.010.010.0

0.180.170.170.160.15

11.226.246.675.7113.3

10254575115

2030405060

12.012.012.012.012.0

0.180.170.170.160.15

10.524.443.470.3

104.9

10254570

105

EncarreterascuyoIMDAdediseñoseainferiora200vehículospordíaylavelocidaddirectrizigualomenora30km/h,elperaltedetodaslascurvaspodráserigualal2.5%

La variación de la inclinación de la sección transversal desde la sección con bom-beonormaleneltramorectohastalasecciónconelperaltepleno,sedesarrollaenuna longitud de vía denominada transición. La longitud de transición del bombeo en aquella en la que gradualmente, se desvanece el bombeo adverso. Se denomina longitudde transicióndeperalteaaquella longituden laque la inclinaciónde la

Diseño geométrico

46

seccióngradualmentevaríadesdeelpuntoenquesehadesvanecidototalmenteelbombeoadversohastaquelainclinacióncorrespondealadelperalte.

En el cuadro 3.2.6.1c se muestran las longitudes mínimas de transición de bombeo ydetransiciónperalteenfuncióndevelocidaddirectrizydelvalordelperalte.

Cuadro 3.2.6.1.c: Longitudes mínimas de transición de bombeo y transición de peralte (m)

velocidad directriz (Km./h)

valor del peraltetransición de

bombeo2% 4% 6% 8% 10% 12%

Longitud de transición de peralte (M)*

20 9 18 27 36 45 54 930 10 19 29 38 48 57 1040 10 21 31 41 51 62 1050 11 22 32 43 54 65 1160 12 24 36 48 60 72 12

* Longitud de transición basada en la rotación de un carril.

Elgirodelperaltesehará,engeneral,alrededordelejedelacalzada.Enloscasosespeciales,como,porejemplo,enterrenomuyllano,puederealizarseelgiroalre-dedor del borde interior cuando se desea resaltar la curva.

Enloscuadros3.2.6.1d1,3.2.6.1d2,3.2.6.1d3,3.2.6.1d4y3.2.6.1d5,seindicanlosvaloresdelosperaltesrequeridosysuscorrespondienteslongitudesdetransi-ciónparacadavelocidaddirectrizenfuncióndelosradiosadoptados.

Paraloscasosenquesehayaprevistoelempleodecurvasespiralesdetransición,severificaráquelalongituddeestascurvasespiralespermitalavariacióndelperal-teenloslímitesindicados,esdecir,quelalongitudresultemayoroigualalaqueseindicaenloscuadros3.2.6.1d1,3.2.6.1d2,3.2.6.1d3,3.2.6.1d4y3.2.6.1d5.

47


Cuadro 3.2.6.1.d1: Valores de peralte y longitud de transición de peralteperalte máximo = 4%

R (m)v=20km/h v=30km/h v=40km/h v=50km/h v=60 km/h

(%) (m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)70005000300025002000150014001300120010009008007006005004003002502001751501401301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBHBHBHBHBH2.12.22.42.52.62.83.03.33.8

00000000000000000000999999

1011111213141517

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.32.42.52.52.62.72.82.93.03.23.33.53.73.9

0000000000000000

BH101112121212131314141516171819

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBH2.12.42.62.82.93.13.23.33.43.53.63.73.83.94.0

0000000000000

1010111213141515161717181919202021

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBHBH2.12.32.52.83.03.33.53.73.83.83.94.04.0

000000000011111112131416171819202121222222

BNBNBNBNBNBNBHBHBHBHBH2.12.32.52.73.03.33.63.83.94.0

00000000

12121213141516182022232324

Rmin= 150

Rmin= 100

e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeo adverso horizontalizadoL = Longitud de transición de peralteemax = 4%

Rmin= 60

Rmin= 35

Rmin = 15

Diseño geométrico

48



(%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)70005000300025002000150014001300120010009008007006005004003002502001751501401301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBH2.12.22.42.62.73.03.23.53.84.24.75.5

00000000000000000009999

1011111214141517192125

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.32.8

3.03.33.53.63.83.94.14.24.54.75.05.45.86.0

000000000000000

101011131416171718192020222324262829

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHRC2.12.53.13.53.94.14.44.54.64.85.05.25.45.55.86.0

000000000000

101011131516182021232425262728293031

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBHRCRC2.12.42.83.33.94.24.75.05.35.45.55.75.86.06.0

000000000111111121316182223262829303132323333

BNBNBNBNBNBNBHRCRC2.12.32.52.83.13.64.04.65

5.55.86.06.0

000000

12121213141517192124283033353636

Rmin= 135

Rmin= 90

Rmin= 55 e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeo adverso horizontalizadoL = Longitud de transición de peralteemax = 6%

Rmin= 30Rmin = 15

49




(%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)70005000300025002000150014001300120010009008007006005004003002502001751501401301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBH2.22.32.52.73.03.33.64.14.65.25.97.1

0000000000000000000999

101011121415161821232732

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBH2.12.5

3.03.43.84.04.24.44.75.05.25.55.96.46.97.58.0

000000000000000

101012141618192021232425262831333638

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.22.73.44.04.65.05.45.55.86.06.36.66.97.27.67.88.0

000000000000

10101114172124252629303132343537394041

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBH2.22.83.03.84.55.15.86.26.76.97.17.47.67.87.98.0

00000000011111112141720252832343738394142434444

BNBNBNBNBNBNBHBHBH2.22.42.73.03.43.94.75.66.27.07.47.87.98.0

000000

1212121314161820232834374244474748

Rmin= 125

Rmin= 80


Rmin= 45

Rmin= 30Rmin = 10

Diseño geométrico

50


R (m)v=20 km/h v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h

(%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)70005000300025002000150014001300120010009008007006005004003002502001751501401301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.12.22.42.62.83.13.43.84.45.05.97.08.5

0000000000000000000999

101112131415172023273138

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBH2.22.63.13.54.04.34.54.85.15.55.96.46.97.58.29.19.9

000000000000000

101112151719212223242628313336394448

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.32.83.54.25.05.66.26.46.77.07.47.78.28.89.19.6

10.0

000000000000

10101214192226293233343638404244474951

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBHBH2.32.73.13.84.65.66.57.17.88.18.58.89.19.59.8

10.0

00000000011111213151721273137394345474950535455

BNBNBNBNBNBNBHBHBH2.22.62.73.13.64.25.05.37.18.28.89.49.79.8

10.0

000000

121212131516192225303843495356585960

Rmin = 115

Rmin = 75

Rmin = 45 e =peralte %R =radioV =velocidadBN= Sección con bombeo normalBH = Sección con bombeo adverso horizontalizadoL = Longitud de transición de peralteemax = 10%

Rmin = 25

Rmin = 10

51



R (m)v=20 km/h v=30 km/h v=40 km/h v=50 km/h v=60 km/h

(%) L(%) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m) (%) L(m)

70005000300025002000150014001300120010009008007006005004003002502001751501401301201101009080706050403020

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.12.32.52.72.83.23.54.04.65.36.37.79.7

0000000000000000000999

101112131416182124283544

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBH2.22.63.23.64.24.44.75.15.45.96.46.97.66.49.3

10.411.5

000000000000000

101112151720212324262831333640455056

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.42.93.84.46.36.96.77.07.47.88.28.79.39.9

10.511.211.8

000000000000

10101215202327303438394042454851545861

BNBNBNBNBNBNBNBNBNBHBH2.12.42.73.23.95.16.97.17.88.79.19.5

10.010.511.011.411.812.0

0000000001111121315182228333943485053555861636566

BNBNBNBNBNBNBHBHBH2.32.52.83.23.34.35.36.77.79.1

10.010.911.211.511.812.0

000000

12121214151719222662404655606567597172

Rmin = 105

Rmin = 70


Rmin = 45Rmin = 25

Rmin = 10

Diseño geométrico

52

Cua

dro

3.2.

7: S

obre

anc

ho d

e la

cal

zada

en

curv

as c

ircul

ares

(m)

(Cal

zada

de

dos

carr

iles

de c

ircul

ació

n)

velo

cida

d di

rect

riz

km/h

Radi

o de

cur

va (m

)

1015

2030

4050

6080

100

125

150

200

300

400

500

750

1000

20*

6.52

4.73

3.13

2.37

1.92

1.62

1.24

1.01

0.83

0.70

0.55

0.39

0.30

0.25

0.18

0.14

304.9

53.3

12.5

32.0

61.7

41.3

51.1

10.9

20.7

90.6

20.4

40.3

50.3

00.2

20.1

8

402.6

82.2

01.8

71.4

61.2

11.0

10.8

70.6

90.5

00.4

00.3

40.2

50.2

1

501.5

71.3

11.1

00.9

50.7

60.5

60.4

50.3

90.2

90.2

4

601.4

11.1

91.0

30.8

30.6

20.5

00.4

30.3

30.2

7

53


3.2.7 Sobre ancho de la calzada en curvas circulares

Lacalzadaaumentasuanchoenlascurvasparaconseguircondicionesdeopera-ciónvehicularcomparablealadelastangentes.

Enlascurvas,elvehículodediseñoocupaunmayoranchoqueenlostramosrec-tos. Asimismo, a los conductores les resulta más difícil mantener el vehículo en el centro del carril.

En el cuadro 3.2.7 se presentan los sobre anchos requeridos para calzadas dedoble carril.

Paravelocidadesdediseñomenoresa50Km/hnoserequerirásobreanchocuan-doel radiodecurvaturaseamayora500m.Tampocoserequerirásobreanchocuandolasvelocidadesdediseñoesténcomprendidasentre50y60Km/hyelradiodecurvaturaseamayora800m.

Diseño geométrico

54

3.3 Alineamiento vertical

3.3.1 Consideraciones para el alineamiento vertical

Eneldiseñovertical,elperfillongitudinalconformalarasante,lamismaqueestáconstituidaporunaseriederectasenlazadasporarcosverticalesparabólicosaloscuales dichas rectas son tangentes.

Parafinesdeproyecto,elsentidodelaspendientessedefinesegúnelavancedelkilometraje,siendopositivasaquellasqueimplicanunaumentodecotaynegativaslasqueproducenunapérdidadecota.

Lascurvasverticalesentredospendientessucesivaspermitenconformarunatran-siciónentre pendientes dedistintamagnitud, eliminandoel quiebre bruscode larasante.Eldiseñodeestascurvasasegurarádistanciasdevisibilidadadecuadas.

Elsistemadecotasdelproyectosereferiráenloposiblealnivelmediodelmar,paralocualseenlazaránlospuntosdereferenciadelestudioconlosB.M.denivelacióndelInstitutoGeográficoNacional.

Aefectosdedefinirelperfillongitudinal,seconsideraráncomomuyimportanteslascaracterísticasfuncionalesdeseguridadycomodidadquesederivendelavisibili-daddisponible,deladeseableausenciadepérdidasdetrazadoydeunatransicióngradualcontinuaentretramosconpendientesdiferentes.

Paraladefinicióndelperfillongitudinalseadoptaránlossiguientescriterios,salvocasossuficientementejustificados:

• Encarreterasdecalzadaúnica,elejequedefineelperfilcoincidiráconelejecentral de la calzada.

• Salvocasosespecialesen terreno llano, la rasanteestaráporencimadelterrenoafindefavorecereldrenaje.

• Enterrenoondulado,porrazonesdeeconomía,larasanteseacomodaráalasinflexionesdelterreno,deacuerdoconloscriteriosdeseguridad,visibilidadyestética.

• En terrenomontañoso y en terreno escarpado, también se acomodará larasantealrelievedelterrenoevitandolostramosencontrapendientecuandodebevencerseundesnivelconsiderable,yaqueelloconduciríaaunalarga-miento innecesario del recorrido de la carretera.

• Esdeseablelograrunarasantecompuestaporpendientesmoderadasquepresentevariacionesgradualesentrelosalineamientos,demodocompatiblecon la categoría delacarreteraylatopografíadelterreno.

55


• Losvaloresespecificadosparapendientemáximaylongitudcríticapodránemplearseeneltrazadocuandoresulteindispensable.Elmodoyoportuni-daddelaaplicacióndelaspendientesdeterminaránlacalidadyaparienciade la carretera.

• Rasantes de lomo quebrado (dos curvas verticales de mismo sentido, unidas porunaalineacióncorta),deberánserevitadassiemprequeseaposible.Encasos de curvas convexas, se generan largos sectores con visibilidad restrin-gidaycuandosoncóncavas,lavisibilidaddelconjuntoresultaantiestéticaysegeneranconfusionesenlaapreciacióndelasdistanciasycurvaturas.

3.3.2 Curvas verticales

Lostramosconsecutivosderasanteseránenlazadosconcurvasverticalespara-bólicascuando ladiferenciaalgebraicadesuspendientesseamayora1%,paracarreteraspavimentadasymayora2%paralasafirmadas.

Lascurvasverticalesseránproyectadasdemodoquepermitan,cuandomenos,lavisibilidadenunadistanciaigualaladevisibilidadmínimadeparadaycuandosearazonableunavisibilidadmayoraladistanciadevisibilidaddepaso.

Para la determinación de la longitud de las curvas verticales se seleccionará el índi-cedecurvaturaK.LalongituddelacurvaverticalseráigualalíndiceKmultiplicadoporelvalorabsolutodeladiferenciaalgebraicadelaspendientes(A).

L = KA

LosvaloresdelosíndicesKsemuestranenelcuadro3.3.2aparacurvasconvexasyenelcuadro3.3.1bparacurvascóncavas.

Cuadro 3.3.2.a: Índice K para el cálculo de la longitud de curva vertical convexa

velocidad directriz Km./h

Longitud controlada por visibilidad de frenado Longitud controlada por visibilidad de adelantamiento

distancia de visibilidad de frenado m.

Índice de curvatura K distancia de visibilidad de adelantamiento

Índice de curvatura K

2030405060

2035506585

0.61.93.86.411

-.-200270345410

-.-4684

138195

Elíndicedecurvaturaeslalongitud(L)delacurvadelaspendientes(A)K=L/Aporelporcentajedeladiferencia algebraica.

Diseño geométrico

56

Cuadro 3.3.2.b: Índice para el cálculo de la longitud de curva vertical cóncava

velocidad directriz kM/h distancia de visibilidad de frenado M. Índice de curvatura k

20 20 2.1

30 35 5.1

40 50 8.5

50 65 12.2

60 85 17.3

Elíndicedecurvaturaeslalongitud(L)delacurvadelaspendientes(A)K=L/Aporelporcentajedeladiferencia algebraica.

3.3.3 Pendiente

Enlostramosencorte,seevitarápreferiblementeelempleodependientesmeno-res a 0.5%. Podrá hacerse uso de rasantes horizontales en los casos en que las cunetasadyacentespuedanserdotadasdelapendientenecesariaparagarantizareldrenajeylacalzadacuenteconunbombeoigualosuperiora2%.

Engeneral,seconsideradeseablenosobrepasarloslímitesmáximosdependienteque están indicados en el cuadro 3.3.3.a.

Entramoscarreterosconaltitudessuperioresalos3,000msnm,losvaloresmáxi-mosdelcuadro3.3.3.aparaterrenomontañosooterrenoescarpadossereduciránen 1%.

Loslímitesmáximosdependienteseestableceránteniendoencuentalaseguridaddelacirculacióndelosvehículosmáspesadosenlascondicionesmásdesfavora-blesdelasuperficiederodadura.

Enelcasodeascensocontinuoycuandolapendienteseamayordel5%,sepro-yectará,másomenos,cadatreskilómetros,untramodedescansodeunalongitudnomenorde500mconpendientenomayorde2%.Sedeterminarálafrecuenciaylaubicacióndeestostramosdedescansodemaneraqueseconsiganlasmayoresventajasylosmenoresincrementosdelcostodeconstrucción.

Engeneral,cuandoenlaconstruccióndecarreterasseempleependientesmayoresa10%,eltramoconestapendientenodebeexcedera180m.

57


Cuadro 3.3.3.a: Pendientes máximas

Orografía tipoterreno plano

terreno ondulado

terreno montañoso

terreno escarpado velocidad de diseño:

20 8 9 10 1230 8 9 10 12

40 8 9 10 10

50 8 8 8 8

60 8 8 8 8

Esdeseableque lamáximapendientepromedioen tramosde longitudmayor a2000m no supere el 6%, las pendientesmáximas que se indican en el cuadro3.3.3asonaplicables.

En curvas con radiosmenores a 50 debe evitarse pendientes en exceso a 8%,debidoaquelapendienteenelladointeriordelacurvaseincrementamuysignifi-cativamente.

3.4 Coordinación entre el diseño horizontal y del diseño vertical

El diseño de los alineamientos horizontal y vertical no debe realizarse indepen-dientemente. Para obtener seguridad, velocidad uniforme, apariencia agradableyeficienteservicioal tráfico,esnecesariocoordinarestosalineamientos. (Figura3.4.1).

Lasuperposición (coincidenciadeubicación)de lacurvaturavertical yhorizontalgeneralmentedacomoresultadounacarreteramássegurayagradable.Cambiossucesivosenelperfillongitudinalnocombinadosconlacurvaturahorizontal,pue-denconllevarunaseriededepresionesnovisiblesalconductordelvehículo.

Noes conveniente comenzar o terminar una curvahorizontal cercade la crestadeunacurvavertical.Estacondiciónpuederesultarinseguraespecialmenteenlanoche,sielconductornoreconoceelinicioofinaldelacurvahorizontal.Semejorala seguridad si la curva horizontal guía a la curva vertical. La curva horizontal debe ser más larga que la curva vertical en ambas direcciones.

Paraefectosdeldrenaje,debendiseñarselascurvashorizontalyverticaldemodoqueéstasnoseancercanasa la inclinación transversalnulaen la transicióndelperalte.

Diseño geométrico

58

Eldiseñohorizontalyverticaldeunacarreteradeberáestarcoordinadodeformaqueelusuariopuedacircularporellademaneracómodaysegura.Concretamente,seevitaráquecirculandoalavelocidaddediseño,seproduzcanpérdidasvisualesdetrazado,definidaéstacomoelefectoquesucedecuandoelconductorpuedever,enundeterminadoinstante,dostramosdecarretera,peronopuedeverotrosituadoentre los dos anteriores.

Paraconseguirunaadecuadacoordinacióndelosdiseños,setendránencuentalas siguientes condiciones:

• Los puntos de tangencia de toda curva vertical, en coincidencia con unacurva circular, estarán situados dentro de la zona de curvas de transición (Clotoide)enplantaylomásalejadosdelpuntoderadioinfinitoopuntodetangencia de la curva de transición con el tramo en recta.

• En tramosdondeseaprevisible laaparicióndehielo, la líneademáximapendiente(longitudinal,transversaloladelaplataforma)seráigualomenorqueeldiezporciento(10%).

59


Figura 3.4.1: Coordinación de los alineamientos horizontal y vertical

Diseño geométrico

60

3.5 Sección transversal

3.5.1 Calzada

EneldiseñodecarreterasdemuybajovolumendetráficoIMDA<50,lacalzadapodráestardimensionadaparaunsolocarril.Enlosdemáscasos, lacalzadasedimensionaráparadoscarriles.

Enelcuadro3.5.1a,seindicanlosvaloresapropiadosdelanchodelacalzadaentramosrectosparacadavelocidaddirectrizenrelaciónaltráficoprevistoyalaim-portanciadelacarretera.

Cuadro 3.5.1.a: Ancho mínimo deseable de la calzada en tangente (en metros)

tráfico ImdA <15 16 á 50 51 á 100 101 á 200velocidad Km./h * * ** * ** * **

25 3.50 3.50 5.00 5.50 5.50 5.50 6.0030 3.50 4.00 5.50 5.50 5.50 5.50 6.0040 3.50 5.50 5.50 5.50 6.00 6.00 6.0050 3.50 5.50 6.00 5.50 6.00 6.00 6.0060 5.50 6.00 5.50 6.00 6.00 6.00

*Calzadadeunsólocarril,conplazoletadecrucey/oadelantamento

**Carreterasconpredominiodetráficopesado.

Enlostramosenrecta,laseccióntransversaldelacalzadapresentaráinclinacionestransversales(bombeo)desdeelcentrohaciacadaunodelosbordesparafacilitareldrenajesuperficialyevitarelempozamientodelagua.

Las carreteras no pavimentadas estarán provistas de bombeo con valores entre2%y3%.Enlostramosencurva,elbombeoserásustituidoporelperalte.EnlascarreterasdebajovolumendetránsitoconIMDAinferiora200veh/día,sepuedesustituirelbombeoporunainclinacióntransversaldelasuperficiederodadurade2.5% a 3% hacia uno de los lados de la calzada.

Para determinar el ancho de la calzada en un tramo en curva, deberán considerarse lasseccionesindicadasenelcuadro3.5.1ª.Estaránprovistasdesobreanchos,enlos tramos en curva, de acuerdo a lo indicado en el cuadro 3.2.7.

3.5.2 Bermas

Acadaladodelacalzada,seproveeránbermasconunanchomínimode0.50m.Esteanchodeberápermanecerlibredetodoobstáculoincluyendoseñalesyguarda-vías. Cuando se coloque guardavías se construirá un sobre ancho de min. 0.50 m.

61


Enlostramosentangenteslasbermastendránunapendientede4%haciaelexte-riordelaplataforma.

Labermasituadaenelladoinferiordelperalteseguirálainclinacióndeestecuandosuvalorseasuperiora4%.Encasocontrario,lainclinacióndelabermaseráigualal 4%.

Labermasituadaenlapartesuperiordelperaltetendráenloposibleunainclinaciónensentidocontrarioalperalteiguala4%,demodoqueescurrahacialacuneta.

Ladiferenciaalgebraicaentrelaspendientestransversalesdelabermasuperiorylacalzadaserásiempreigualomenora7%.Estosignificaquecuandolainclinacióndelperalteesiguala7%,laseccióntransversaldelabermaseráhorizontalycuan-doelperalteseamayora7%,labermasuperiorquedaráinclinadahacialacalzadaconunainclinaciónigualalainclinacióndelperaltemenos7%.

3.5.3 Ancho de la plataforma

Elanchodelaplataformaarasanteterminadaresultadelasumadelanchoencal-zadaydelanchodelasbermas.

Laplataformaaniveldelasubrasantetendráunanchonecesariopararecibirsobreellalacapaocapasintegrantesdelafirmadoylacunetadedrenaje.

3.5.4 Plazoletas

En carreteras de un solo carril con dos sentidos de tránsito, se construirán ensanches enlaplataforma,cada500mcomomínimoparaquepuedancruzarselosvehículosopuestosoadelantarseaquellosdelmismosentido.

Laubicacióndelasplazoletassefijarádepreferenciaenlospuntosquecombinenmejorlavisibilidadalolargodelacarreteraconlafacilidaddeensancharlaplata-forma.

3.5.5 Dimensiones en los pasos inferiores

Laalturalibredeseablesobrelacarreteraserádeporlomenos5.00m.Enlostú-neles,laalturalibrenoserámenorde5.50.(Verfigura3.5.5.1)

Cuandolacarreterapasadebajodeunaobradeartevial,suseccióntransversalpermaneceinalteradaylosestribosopilaresdelaobradebajodelacualpasade-ben encontrarse fuera de las bermas o de las cunetas eventuales agregándose una sobre berma no menor a 0.50 (1.50 deseable).

Diseño geométrico

62

3.5.6 Taludes

Lostaludesparalasseccionesencorteyrellenovariarándeacuerdoalaestabili-daddelosterrenosenqueestánpracticados.Lasalturasadmisiblesdeltaludysuin-clinaciónsedeterminaránenloposible,pormediodeensayosycálculosotomandoencuentalaexperienciadelcomportamientodelostaludesdecorteejecutadosenrocasosuelosdenaturalezaycaracterísticasgeotécnicassimilaresquesemantie-nen estables ante condiciones ambientales semejantes.

Losvaloresde la inclinaciónde los taludesencortey rellenoserándeunmodoreferenciallosindicadosenelacápite5.2delcapítulo5.

3.5.7 Sección transversal típica

Lafigura3.5.7.1ilustraunaseccióntransversaltípicadelacarretera,amedialade-ra,quepermiteobservarhaciaelladoderecholaestabilizacióndeltaluddecorteyhacia el lado izquierdo, el talud estable de relleno.

Ambosdetallesporseparado,graficanenelcasodepresentarseenamboslados,lasituacióndenominada,enelprimercasocarreterasencortescerrados,yenelsegundo caso carreteras en relleno.

63


Figura 3.5.5.1

Diseño geométrico

64

Figu

ra 3

.5.7

.1

65


Capítulo 4

HIDROLOGÍA Y DRENAJE

Hidrología y drenaje

66

67


HIDROLOGÍA Y DRENAJEElsistemadedrenajedeunacarreteratieneesencialmentedosfinalidades:a)pre-servar laestabilidadde lasuperficieydelcuerpode laplataformade lacarreterayb) restituir lascaracterísticasde lossistemasdedrenajey/odeconduccióndeaguas,naturaldelterrenooartificial,deestructuras,construidaspreviamente,queseríandañadasomodificadasporlaconstruccióndecarreteraque,sinundebidocuidado,resultaríancausandodañosenelmedioambiente,algunosposiblementeirreparables.

Desdeestospuntosdevistaydeunamanerapráctica,debeconsiderarse:

a) Enlaetapadelplaneamiento

Debeaplicarselossiguientescriteriosparalalocalizacióndelejedelacarre-tera:

1) Evitar en lo posible localizar la carretera en territorios, húmedos opantanosos; zonas de huaicos mayores; zonas con torrentes deaguasintermitentes;zonasconcorrientesdeaguassubterráneasylaszonasinestablesy/ocontaludespronunciadas.

2) Evitarenloposibleslacercaníaareservoriosycursosdeaguaexis-tentes,naturalesoartificiales,especialmentesisoncausadeposi-bleserosionesdelaplataformadelacarretera.

b) Enlaetapadediseñodelsistemadedrenaje

1) Mantener al máximo en los taludes, la vegetación natural existente.

2) Noafectaroreconstruir,perfeccionándolo,eldrenajenaturaldelterri-torio (cursos de agua).

3) Canalizarel aguasuperficial provenientede lluviassobre laexpla-nación de la carretera hacia cursos de agua existentes fuera de la carretera evitando que tenga velocidad erosiva.

4) Bajarlanapafreáticadeaguassubterráneasanivelesquenoafectenla carretera.

5) Proteger la carretera contra la erosión de las aguas.

Laaplicacióndeestoscriteriosllevaaldiseñodesolucionesdeingenieríaque,porsunaturaleza,seagrupanenlaformasiguiente:

• Drenajesuperficial.• Drenaje subterráneo.


68

4.1 Drenaje superficial

4.1.1 Consideraciones generales

a) Finalidad del drenaje superficial

Eldrenajesuperficialtienecomofinalidadalejarlasaguasdelacarreteraparaevitarel impactonegativodelasmismassobresuestabilidad,durabilidadytransitabilidad.

El adecuadodrenaje es esencial para evitar la destrucción total o parcialdeunacarreterayreducirlosimpactosindeseablesalambientedebidoalamodificacióndelaescorrentíaalolargodeéste.

Eldrenajesuperficialcomprende:

• Larecoleccióndelasaguasprocedentesdelaplataformaysustalu-des.

• La evacuación de las aguas recolectadas hacia cauces naturales.

• Larestitucióndelacontinuidaddeloscaucesnaturalesinterceptadosporlacarretera.

b) Criterios funcionales

Loselementosdeldrenajesuperficialseelegiránteniendoencuentacriteriosfuncionales,segúnsemencionaacontinuación:

• Lassolucionestécnicasdisponibles.

• Lafacilidaddesuobtenciónyasícomoloscostosdeconstrucciónymantenimiento.

• Losdañosque,eventualmente,produciríanloscaudalesdeaguaco-rrespondientesalperíododeretorno,esdecir,losmáximosdelperío-dodediseño.

Alpasodelcaudaldediseño,elegidodeacuerdoalperíododeretornoycon-siderando el riesgo de obstrucción de los elementos del drenaje, se deberá cumplirlassiguientescondiciones:

• Enloselementosdedrenajesuperficiallavelocidaddelaguaserátalquenoproduzcadañosporerosiónniporsedimentación.

• Elmáximoniveldelaláminadeaguaserátalquesiempresemanten-ga un borde libre no menor de 0.10 m.

69


• Noalcanzarálacondicióndecatastróficoslosdañosmaterialesater-cerosproduciblesporunaeventualinundacióndezonasaledañasala carretera, debido a la sobre elevación del nivel de la corriente en uncauce,provocadaporlapresenciadeunaobradedrenajetrans-versal.

c) Período de retorno

Laseleccióndelcaudaldediseñoparaelcualdebeproyectarseundrenajesuperficial,estárelacionadaconlaprobabilidadoriesgoqueesecaudalseaexcedidoduranteelperíodoparaelcualsediseñalacarretera.Engeneral,seaceptanriesgosmásaltoscuandolosdañosprobablesqueseproduzcan,encasodequediscurrauncaudalmayoraldediseño,seanmenoresylosriesgosaceptablesdeberánsermuypequeñoscuandolosdañosprobablesseanmayores.

El riesgoo probabilidad de excedencia de una caudal en un intervalo deaños,estárelacionadoconlafrecuenciahistóricadesuapariciónoconelperíododeretorno.

En el cuadro 4.1.1a se muestran los valores del riesgo de excedencia, del caudaldediseño,durantelavidaútildelelementodedrenajeparadiversosperíodosderetorno.

Cuadro 4.1.1.a: Riesgo de excedencia (%) durante la vida útil para diversos períodos de retorno

Período de retorno(años)

Años de vida útil10 20 25 50 100

10 65.13% 87.84% 92.82% 99.48% 99.99%15 49.84% 74.84% 82.18% 96.82% 99.90%20 40.13% 64.15% 72.26% 92.31% 99.41%25 33.52% 55.80% 63.96% 87.01% 98.31%50 18.29% 33.24% 39.65% 63.58% 86.74%

100 9.56% 18.21% 22.22% 39.50% 63.40%500 1.98% 3.92% 4.88% 9.3% 18.14%

1000 1.00% 1.98% 2.47% 4.88% 9.52%10000 0.10% 0.20% 0.25% 0.50% 0.75%

Serecomiendaadoptarperíodosderetornonoinferioresa10añosparalascunetasypara lasalcantarillasdealivio.Para lasalcantarillasdepaso,elperíododeretornoaconsejableesde50años.Paralospontonesypuentes,elperíododeretornonoserámenora100años.Cuandoseaprevisibleque


70

seproduzcandañoscatastróficosencasodequeseexcedanloscaudalesdediseño,elperíododeretornopodráserhastade500añosomás.

Enelcuadro4.1.1b,seindicanperíodosderetornoaconsejables,segúneltipodeobradedrenaje.

Cuadro 4.1.1.b: Períodos de retorno para diseño de obras de drenaje en carreteras de bajo volumen de tránsito

tipo de obra Período de retorno en años

Puentes y pontones 100 (mínimo)

Alcantarillas de paso y badenes 50

Alcantarilla de alivio 10 – 20

Drenaje de la plataforma 10

d) Riesgo de obstrucción

Lascondicionesdefuncionamientodeloselementosdedrenajesuperficial,puedenversesalteradasporsuobstruccióndebidaacuerposarrastradosporlacorriente.

Entreloselementosdeldrenajesuperficialdelaplataforma,elriesgoeses-pecialmenteimportanteenlossumiderosycolectoresenterradosdebidoalapresenciadebasuraosedimentacióndelmaterialtransportadoporelagua.Paraevitarlo,senecesitaunadecuadodiseño,unciertosobredimensiona-mientoyunaeficazconservaciónomantenimiento.

El riesgo de obstrucción de las obras de drenaje transversal (alcantarillas de pasoycursosnaturales),fundamentalmenteporvegetaciónarrastradaporlacorrientedependerádelascaracterísticasdeloscaucesyzonasinundablesypuedeclasificarseenlascategoríassiguientes:

• Riesgoalto:Existepeligrodequelacorrientearrastreárbolesuobje-tosdetamañoparecido.

• Riesgomedio:Puedenserarrastradascañas,arbustos,ramasyob-jetosdedimensionessimilares,encantidadesimportantes.

• Riesgobajo:Noesprevisibleel arrastredeobjetosde tamañoencantidadsuficientecomoparaobstruireldesagüe.

Sielriesgofueraalto,seprocuraráquelasobrasdedrenajetransversalnofuncionenasecciónllena,dejandoentreelnivelsuperiordelasuperficiedel

71


aguayeltechodelelementounbordelibre,paraelnivelmáximodelagua,con un resguardo mínimo de 1.5 m, mantenido en una anchura no inferior a12m.Sielriesgofueramedio,lascifrasanteriorespodránreducirsealamitad.Siestascondicionesnosecumplen,setendráencuentalasobreele-vacióndelniveldelaguaquepuedacausarunaobstrucción,aplicandoenloscálculosunareducciónalasecciónteóricadedesagüe.Tambiénsepodrárecurriraldiseñodedispositivosparareteneralmaterialflotante,aguasarri-bayadistanciasuficiente.Estosiemprequesegaranticeelmantenimientoadecuado.

Deberácomprobarsequelacarreteranoconstituyaunobstáculoquereten-galasaguasdesbordadasdeuncauceoconductodeaguayprolonguedeformaapreciablelainundacióndespuésdeunacrecida.

e) Daños debidos a la escorrentía

Aefectosdelpresentemanual,únicamenteseconsideraráncomodañosaaquellosquenosehubieranproducidosinlapresenciadelacarretera.Esdeciralasdiferenciasentrelosefectosproducidosporelcaudaldebidoalacarreteraydesuselementosdedrenajesuperficialyaquellosqueseorigi-naban antes de la construcción.

Estosdañospuedenclasificarseenlascategoríassiguientes:

• Los producidos en el propio elemento de drenaje o en su entornoinmediato (sedimentaciones, erosiones, roturas).

• Lasinterrupcionesenelfuncionamientodelacarreteraodevíascon-tiguas,debidasainundacióndesuplataforma.

• Losdañosalaestructuradelafirmado,alaplataformadelacarreteraoalasestructurasyobrasdearte.

Losdañosmaterialesatercerosporinundacióndelaszonasaledañaspo-dránconsiderarsecatastróficosono.Nodependendeltipodecarreteranidelacirculaciónqueestasoporte,sinodesuemplazamiento.

e.1) Daños en el elemento de drenaje superficial

Sepodrá considerar que la corriente no producirá daños importantes porerosióndelasuperficiedelcauceoconductosisuvelocidadmedianoex-cededeloslímitesfijadosenelcuadro4.1.1cenfuncióndelanaturalezadedichasuperficie:


72

Cuadro 4.1.1.c: Velocidad máxima del agua

tipo de superficie máxima velocidad admisible (m/s)Arena fina o limo (poca o ninguna arcilla) 0.20 – 0.60Arena arcillosa dura, margas duras 0.60 – 0.90Terreno parcialmente cubierto de vegetación 0.60 – 1.20Arcilla, grava, pizarras blandas con cubierta vegetal 1.20 – 1.50Hierba 1.20 – 1.80Conglomerado, pizarras duras, rocas blandas 1.40 – 2.40Mampostería, rocas duras 3.00 – 4.50 *Concreto 4.50 – 6.00 *

*Paraflujosdemuycortaduración

Silacorrientepudieraconducirmaterialesensuspensión(limo,arena,etc.),secuidaráqueunareduccióndelavelocidaddelaguanoprovoquesusedi-mentaciónosedispondrándepósitosdesedimentaciónpararecogerlas,loscualesdeberánserdefácillimpiezayconservarsedeformaeficaz.

e.2) Daños no catastróficos a terceros

Donde existan zonas rurales en las que eventualmente terceros sufren da-ños por inundaciones o similares, deberá cuidarse y comprobarse que lacarreteranoconstituyaunobstáculoqueretengalasaguasdesbordadasyprolonguedeformaapreciablelainundacióndespuésdelpasodeunacreci-da.EspecialatenciónseprestaráaesteproblemaencaucesconmárgenesmásaltosquelosterrenoscircundantesyenIlanurasdeinundación.

e.3) Daños catastróficos

Losdañosatercerosseconsideraráncatastróficoscuandoocurraalgunadelas circunstancias siguientes:

• Riesgodepérdidadevidashumanasogravesdañospersonales.• Afectacionesanúcleospobladosoindustriales.

En los casos en que resulte evidente la ocurrencia de daños, se deberárealizar un detallado análisis de la situación. Si de dicho análisis se deduje-rariesgodedañoscatastróficosseadoptaránlasmedidasoportunasparaevitarlos.

e.4) Beneficios

Todoanálisisdelasafectacionesaterceroscausadasporlapresenciadeunacarreteraincluirá,ademásdelosdaños,tambiéneventualesbeneficios,debi-das a la reducción de niveles de inundación en algunas zonas aguas abajo, o a otras razones.

73


4.1.2 Hidrológica y cálculos hidráulicos

Lasdimensionesdeloselementosdeldrenajesuperficialseránestablecidasme-diantemétodosteóricosconocidosdeacuerdoalascaracterísticashidrológicasdelazonapordondepasalacarreteratomandoencuentalainformaciónpluviométricadisponible.

Elmétododeestimacióndeloscaudalesasociadosaunperíododeretornodepen-dedeltamañoynaturalezadelacuencatributaria.Porsunaturaleza,representancasosespecialeslapresenciadelagos,embalsesyzonasinundablesqueretengano desvíen la escorrentía.

Cuandolascuencassonpequeñas,seconsideraapropiadoelmétododelafórmularacionalparaladeterminacióndeloscaudalesSeconsiderancuencaspequeñasaaquellasenqueeltiempodeconcentraciónesigualomenora6horas.Eltiempoderecorridodelflujoenelsistemadecaucesdeunacuencaotiempodeconcen-traciónrelacionadoconlaintensidadmediadeprecipitaciónsepuedededucirporla fórmula:

T = 0.3 (L/J¼) ¾

Siendo:

T=Tiempodeconcentraciónenhoras.

L=Longituddelcauceprincipalenkm.

J = Pendiente media.

Estafórmulanoesaplicablealflujosobrelaplataformadelacarreteradadoqueesteflujoesdifusoylento.

Cuandosedispongadeinformacióndirectasobrenivelesocualidadesdelaave-nida,serecomiendacompararlosresultadosobtenidosdelanálisisconestainfor-mación directa.

Elcaudaldediseñoenelquedesaguaunacuencapequeñaosuperficieseobten-drá mediante la fórmula racional:

Q = C I A / 3.6

Q = Caudal m3/seg.(Paracuencaspequeñas)enlasecciónenestudio.

I = Intensidaddelaprecipitaciónpluvialmáxima,previsible,correspondienteauna duración igual al tiempo de concentración y a un período de retornodado,enmm/h.

A = Área de la cuenca en km2.


74

C= Coeficientedeescorrentía.

Paraelpronósticodeloscaudales,elprocedimientoracionalrequierecontarconlafamiliadecurvasIntensidad–Duración–Frecuencia(IDF).Ennuestropaís,debidoalaescasacantidaddeinformaciónpluviográficaquesetiene,difícilmentepuedenelaborarse estas curvas. Ordinariamente solo se cuenta con lluvias máximas en 24 horasporloqueelvalordelaintensidaddelaprecipitaciónpluvialmáximageneral-menteseestimaapartirdelaprecipitaciónmáximaen24horas,multiplicadaporuncoeficientededuración.Enelcuadro4.1.2.csemuestrancoeficientesdeduración,entre1horay48horas,losmismosquepodránusarse,concriterioycautela,paraelcálculodelaintensidadcuandonosedispongademejorinformación.

Cuadro 4.1.2.a: Coeficientes de duración lluvias entre 48 horas y una hora

duración de la precipitaciónen horas Coeficiente

1 0.25

2 0.31

3 0.38

4 0.44

5 0.50

6 0.56

8 0.64

10 0.73

12 0.7914 0.8316 0.87

18 0.9020 0.9322 0.97

24 1.00

48 1.32

ElcoeficientedeC,delafórmularacional,puededeterminarseconlaayudadelosvaloresmostradosenloscuadros4.1.2.by4.1.2.c

75


Cuadro 4.1.2.b: Valores para la determinación del coeficiente de escorrentía

Condición valores

1. Relieve del terreno K1 = 40 K1 = 30 K1 = 20 K1 = 10Muy accidentado pendiente superior al 30%

Accidentado pendiente entre 10% y 30%

Ondulado pendiente entre 5% y 10%

Llano pendiente inferior al 5%

2. Permeabilidad del suelo K2 = 20 K2 = 15 K2 = 10 K2 = 5Muy impermeableroca sana

Bastante impermeable arcilla

Permeable Muy permeable

3. Vegetación K3 = 20 K3 = 15 K3 = 10 K3 = 5Sin vegetación Poca

Menos del 10% de la superficie

BastanteHasta el 50% de la superficie

Mucha Hasta el 90% de la superficie

4. Capacidad de retención K4 = 20Ninguna

K4 = 15Poca

K4 = 10Bastante

K4 = 5Mucha

Cuadro 4.1.2.c: Coeficiente de escorrentía

K = K1 + K2 + K3 + K4 * C

100 0.8075 0.6550 0.5030 0.3525 0.20

* Ver cuadro 4.1.2.b

Paraladeterminacióndelcoeficientedeescorrentíatambiénpodrántomarsecomoreferencia,cuandoseapertinente,losvaloresmostradosenelcuadro4.1.2.d

Cuadro 4.1.2.d: Coeficiente de escorrentía

tipo de superficie Coeficiente de escorrentía

Pavimento asfáltico y concreto 0.70 – 0.95

Adoquines 0.50 – 0.70

Superficie de grava 0.15 – 0.30

Bosques 0.10 – 0.20Zonas de vegetación densa

• Terrenos granulares • Terrenos arcillosos

0.10 – 0.500.30 – 0.75

Tierra sin vegetación 0.20 – 0.80

Zonas cultivadas 0.20 – 0.40


76

Paraelcálculodelavelocidadydelcaudalenuncanalconrégimenhidráulicouni-forme,sepuedeemplearlafórmuladeManning.

V = R2/3 S1/2 / n

Q = VA

R = A / P

Donde:

Q = Caudal m3/s

V = Velocidadmediam/s

A = Áreadelaseccióntransversalocupadaporelaguam2

P = Perímetro mojado m

R = A/P;Radiohidráulicom

S = Pendientedelfondom/m

n = CoeficientederugosidaddeManning(cuadro4.1.2.e)

Cuadro 4.1.2.e: Valores del coeficiente de Manning

tipo de canal mínimo Normal máximo

Tubo metálico corrugado 0.021 0.024 0.030

Tubo de concreto 0.010 0.015 0.020

Canal revestido en concreto alisado 0.011 0.015 0.017

Canal revestido en concreto sin alisar 0.014 0.017 0.020

Canal revestido albañilería de piedra 0.017 0.025 0.030

Canal sin revestir en tierra o grava 0.018 0.027 0.030

Canal sin revestir en roca uniforme 0.025 0.035 0.040

Canal sin revestir en roca irregular 0.035 0.040 0.050

Canal sin revestir con maleza tupida 0.050 0.080 0.120

Río en planicies de cauce recto sin zonas con piedras y malezas 0.025 0.030 0.035

Ríos sinuosos o torrentosos con piedras 0.035 0.040 0.600

77


4.1.3 Elementos físicos del drenaje superficial

a) Drenajedelaguaqueescurresuperficialmente

• Funcióndelbombeoydelperalte

Laeliminacióndel aguade la superficie de rodadura seefectúapormediodelbombeoen lasseccionesentangenteydelperalteen lascurvashorizontales,provocandoelescurrimientodelasaguashacialascunetas(figura4.1.3.1).Losvaloresdelbombeoseseñalanenelítem3.5.1.

• Pendiente longitudinal de la rasante

Demodogeneral,larasanteseráproyectadaconpendientelongitudi-nalnomenorde0.5%,evitándoselostramoshorizontalesconelfinde facilitar el movimiento del agua de las cunetas hacia sus aliviade-ros o alcantarillas.

Soloenelcasoquelarasantedelacunetapuedaproyectarseconlapendienteconvenienteindependientementedelacalzada,seadmiti-rálahorizontalidaddeésta.

Encarreterasnopavimentadasdeberánevitarse,en loposible,pen-dientesmayoresal10%,salvoqueseconstruyancamellonesquedes-víen las aguas lateralmente antes que adquieran velocidad de erosión.

• Desagüe sobre los taludes en relleno o terraplén

Silaplataformadelacarreteraestáenunterraplénorellenoyeltaludes erosionable, las aguas que escurren sobre la calzada deberán ser encausadasporlosdosladosdelamismaenformaqueeldesagüeseefectúeensitiospreparadosespecialmenteprotegidasyseevitelaerosióndelostaludes(figura4.1.3.2).

Paraencausar lasaguas,cuandoel taludeserosionable,sepodrápreverlaconstruccióndeunbordilloalcostadodelaberma.Ésteserácortadoconfrecuenciaimpuestoporlaintensidaddelaslluvias,en-causandoelaguaenzanjasfabricadascondescargaalpiedeltalud.

b) Cunetas

Lascunetas tendrán,engeneral,sección triangularyseproyectaránparatodoslostramosalpiedelostaludesdecorte.

Susdimensionesseránfijadasdeacuerdoalascondicionespluviométricas,siendo las dimensiones mínimas aquellas indicadas en el cuadro 4.1.3a.

El ancho es medido desde el borde de la subrasante hasta la vertical que pasaporelvérticeinferior.Laprofundidadesmedidaverticalmentedesdeelniveldelbordedelasubrasanteelfondoovérticedelacuneta.


78

Figu

ra 4

.1.2

.1: D

rena

je s

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ficia

l en

cam

inos

pav

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tado

s

79


Figu

ra 4

.1.3

.3a:

Cun

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reve

stid

aFi

gura

4.1

.3.2

: Des

agüe

sob

re lo

s ta

lude

s en

relle

no


80

Cuadro 4.1.3.a: Dimensiones mínimas de las cunetas

Región Profundidad(m) Ancho(m)

Seca 0.20 0.50

Lluviosa 0.30 0.75

Muy Lluviosa 0.50 1.00

• Revestimientodelascunetas

Cuando el suelo es deleznable (arenas, limos, arenas limosas, are-nalimoarcillosos,suelosfrancos,arcillas,etc.)ylapendientedelacunetaesigualomayorde4%,éstadeberárevestirseconpiedraylechadadecementouotrorevestimientoadecuado(figura4.1.3.3a).

• Desagüedelascunetas

Eldesagüedelaguadelascunetasseefectuarápormediodealcan-tarillasdealivio(figura4.1.3.3.b).

La longitud de las cunetas entre alcantarillas de alivio será de 250 m comomáximoparasuelosnoerosionablesopocoerosionables.Paraotrotipodesuelossusceptiblesaerosión,ladistanciapodrádisminuirdeacuerdoalosresultadosdelaevaluacióntécnicadelascondicio-nesdepluviosidad,coberturavegetaldelossuelos,taludesnaturalesyotrascaracterísticasdelazona.

c) Zanjas de coronación

• Ubicacióndelaszanjasdecoronación

Cuandosepreveaqueeltaluddecorteestáexpuestoaefectoerosi-vodelaguadeescorrentía,sediseñarázanjasdecoronación(figura4.1.3.4)

d) Zanjas de recolección

Lazanjaderecolecciónseránecesariaparallevarlasaguasdelasalcanta-rillas de alivio hacia los cursos de agua existente. (Figura 4.1.3.4)

• Dimensionesdelaszanjas

Lasdimensionessefijarándeacuerdoalascondicionespluviométri-casdelazonaycaracterísticasdelterreno.

• Revestimientodelaszanjasdecoronación

81


Sedeberárevestirlaszanjasenelcasoqueesténprevistasfiltracio-nesquepuedenponerenpeligrolaestabilidaddeltaluddecorte.

• Desagüedelaszanjas

Laubicacióndelospuntosdedesagüeseráfijadaporelproyectistateniendoencuentalaubicacióndelasalcantarillasylalongitudmáxi-maquepuedealcanzarlazanjaconrelaciónasusdimensionesyalalluviosidaddelazona(figura 4.1.3.5).

e) Canal de bajada

Cuando la carretera, en media ladera o en corte cerrado, cruza un curso de aguaquenoesposibledesviar,esnecesarioencauzarlasaguasenunca-naldebajadaconelfintambiéndepreservarlaestabilidaddeltalud(figura4.1.3.5y4.1.3.6).

f) Alcantarillas de paso y alcantarillas de alivio

• Tipoyubicación

Eltipodealcantarilladeberádeserelegidoencadacasoteniendoencuentaelcaudalaeliminarse,lanaturaleza,lapendientedelcauceyelcostoenrelaciónconladisponibilidaddelosmateriales.

Lacantidady laubicaciónseránfijadasparagarantizareldrenaje,evitandolaacumulaciónexcesivadeaguas.Además,enlospuntosbajosdelperfildebeproyectarseunaalcantarilladealivio,salvosolu-ción alternativa.

• Dimensionesmínimas

La dimensión mínima interna de las alcantarillas deberá ser la que permitesulimpiezayconservación.Paraelcasodelasalcantarillasdepaso,esdeseablequeladimensiónmínimadelaalcantarillaseaporlomenos1.00m.Paralasalcantarillasdealiviopuedenseracep-tablesdiámetrosnomenoresa0.40m.,perolomáscomúnesusarundiámetromínimode0.60menelcasodetubosyancho,alto0.60menelcasorectangular.(figuras4.1.3.7y4.1.3.9).


82

Figura 4.1.3.4: Zanjas de coronación y de recolección

83


Figura 4.1.3.5: Canal de bajada


84

Figura 4.3.1.6: Canal de bajada - Elevación de corte

85


Figura 4.1.3.7: Detalles de alcantarillas


86

Figura 4.1.3.8: Ejemplos de localización y de tipos de alcantarillas

87


Figura 4.1.3.8a: Alcantarilla de paso y protección de piedra


88

Figura 4.1.3.9a: Diseños típicos de cunetas

89


Figura 4.1.3.9b: Tipos de alcantarillas económicas


90

g) Badenes

Losbadenes(figura4.1.3.10)sonunasoluciónsatisfactoriaparaloscursosdeaguaquedesciendenporpequeñasquebradas,descargandoesporádi-camentecaudalesconfuerzadurantealgunashoras,enépocasdelluviayarrastrando materiales sólidos.

Losbadenestienencomosuperficiederodaduraunacapadeempedradode protección o tienen una superficiemejorada formada por una losa deconcreto.

Evitarlacolocacióndebadenessobredepósitosdesuelosdegranofinosu-ceptiblesalasocavaciónoadopcióndediseñosquenopreveanproteccióncontra la socavación.

Tambiénpuedenusarsebadenescombinadosconalcantarillas,tantodetu-boscomodeltipocajón.

Losbadenespresentanlaventajadequesonestructurasmenoscostosasquelasalcantarillasgrandes,pontonesopuentes.Asimismo,engeneral,nosonsuceptiblesdeobstruirse.Ensumayoría,losbadenesnosonmuysen-siblesconrespectoalcaudaldediseñodebidoaqueunpequeñoincrementodeltirantedeaguaincrementademodoimportantelacapacidadhidráulica.

Paraeldiseñodebadenesserecomiendalosiguiente:

• Usarunaestructuraounalosasuficientementelargaparaprotegerel perímetromojado del cauce natural del curso de agua.Agregarprotecciónporarribadelnivelesperadodeaguasmáximas.Mantenerunborde libre,entre0.3y0.5metros,entre lapartesuperiorde lasuperficiereforzadaderodadura(losa)yelniveldeaguasmáximasesperado.

• Protegertodalaestructuraconpantallasimpermeables,enrocamien-to, gaviones, losas de concreto u otro tipo de protección contra lasocavación.Elniveldelaguadebajodeunvadoesunpuntoparti-cularmentecríticoparaefectosdesocavaciónynecesitadisipadoresdeenergíaoenrocadosdeproteccióndebidoalabatimientotípicodelniveldelaguaalsalirdelaestructurayalaaceleracióndelflujoalolargo de la losa.

• Construirlascimentacionessobrematerialresistentealasocavación(rocasanaoenrocado)opordebajodelaprofundidadesperadadeso-cavación. Evitar la socavación de la cimentación o del cauce mediante elusodeempedradopesadocolocadolocalmente,jaulasdegavioneso refuerzo de concreto.

91


Figura 4.1.3.10: Badenes


92

h) Vados

Elcruceaniveldeunacarreteraatravésdeunríopequeñosedenominavado. Idealmente debe construirse en lugares donde el cruce natural tiene pocaaltura.

Los vados y badenes implican ciertas demoras al tránsito, ocasionales operiódicasenlasépocasdelluviaporloque,generalmente,nosonaconse-jables en carreteras de alto volumen de tránsito.

Losvadoscombinadosconalcantarillaspuedenrepresaralosmaterialesdearrastreenelcauceyocasionareltaponamientodelaalcantarilla,poniendoen riesgo la estabilidad de la estructura.

Paraeldiseñodevadosserecomienda:

• Paraelcasodevadossimplesdepiedra,esconvenienteusargrandesfrag-mentosderocaopiedrabiengraduadosenlabasedelaquebradaatravésdelaquebradaquetenganlaresistenciasuficientepararesistirelflujodelagua.Rellenar loshuecosconfragmentospequeñosderoca limpiaocongravaparaproporcionarunasuperficiederodaduratersa.Aestasrocaspe-queñasselesdeberádarmantenimientoperiódicoyseremplazaráneven-tualmente.

• Usarvadosparaelcrucedecaucessecosoconcaudalespequeñosdurantelamayor parte del año. Emplear vadosmejorados (con alcantarillas) contubosocajonesdeconcretoparaalcantarillasafindedejarpasarcaudalesdel estiaje.

• Ubicarlosvadosdondelasmárgenesdelcursodeaguaseanbajasydondeelcauceestébienconfinado.Enelcasodedesagüesdeprofundidadmode-rada usar vados mejorados con alcantarillas de tubo o de cajón.

• Usarmarcadoresdeprofundidadresistentesybiencolocadosenlosvadosparaadvertiraltránsitodealturaspeligrosasdelagua.

• Evitarlaconstruccióndecurvasverticalespronunciadasenvadosenlasquepuedanquedaratrapadoscamioneslargosoremolques.

4.2 Drenaje subterráneo

4.2.1 Condiciones generales

Eldrenajesubterráneoseproyectaráparacontrolary/o limitar lahumedadde laplataformaydelosdiversoselementosdelpavimentodeunacarretera.

93


Sus funciones serán alguna o varias de las siguientes:

a) Interceptarydesviarcorrientessubsuperficialesy/osubterráneasantesdeque lleguen al lecho de la carretera.

b) Hacer descender el nivel freático.

c) Sanearlascapasdelpavimento.

Las figuras4.2.1ay4.2.1bmuestran ladisposicióngeneral quedeben tener losdrenes subterráneos.

Figura 4.2.1a: Drenaje subterráneo

Figura 4.2.1b: Drenaje subterráneo


94

4.2.2 Drenes subterráneos

Eldrensubterráneoestaráconstituidoporunazanjaenlaquesecolocaráuntuboconorificiosperforados, juntasabiertas,odematerialporoso.Se rodearádeunmaterialpermeable,materialfiltro,compactadoadecuadamente,yseaislarádelasaguassuperficialesporunacapaimpermeablequeocupeycierrelapartesuperiordelazanja(figura4.2.2a).

Figura 4.2.2a: Drenes subterráneos

Lasparedesdelazanjaseránverticalesoligeramenteinclinadas,salvoendrenestransversalesoenespinadepez,enqueseránadmisibles,inclusoconvenientes,pendientesmásfuertes.Encasosnormales,eltaludmáximonosuperaráelvalor1/5.(H/V)

Si se proyectan colectores longitudinales, puedeaprovecharse la zanja del drenparalaubicacióndeaquellos.Entalcaso,seaconsejaunadisposiciónsimilaralaqueseseñalaenlafigura4.2.2b.

95


Figura 4.2.2b: Drenes subterráneos

4.2.2.1 La tubería

Condiciones generales

Los tubos serán de material de buena calidad. Los tubos de cerámica o concreto podránproyectarseconjuntasabiertasoperforacionesquepermitanlaentradadeaguaensuinterior.Losdeplástico,dematerialcorrugadoodefibrasbituminosas,deberánirprovistosderanurasuorificiosparaelmismofinqueelseñaladoante-riormente.Losdeconcretoporosopermitiránlaentradadelaguaatravésdesusparedes.

Enlastuberíasconjuntasabiertas,elanchodeestasjuntasoscilaráentre1cmy2cm.Losorificiosdelastuberíasperforadassedispondrán,preferentemente,enlamitadinferiordelasuperficiedeltuboytendránundiámetroentre8mmy10mm.

En lafigura4.2.2.1,se indica ladisposiciónquedebensatisfacer losorificiosdetuberíasperforadasenlamitadinferiordelasuperficiedeltubo.


96

Figura 4.2.2.1

Lostubosdeconcretoporosotendránunasuperficiedeabsorciónmínimadel20%delasuperficietotaldeltuboyunacapacidaddeabsorciónmínimade50litros/minutopordecímetrocuadradodesuperficie,bajounacargahidrostáticade1Kg./cm2.

Condiciones mecánicas

Los tubos cerámicos o de concreto tendrán una resistencia mínima, medida en el ensayodelostrespuntosdecarga,de1000Kg./m.

Cuandolostuboshayandeinstalarseenlaverticaldelascargasdeltráfico,sesi-tuarán,comomínimo,alasprofundidadesqueseseñalanenelcuadro4.2.2.2.

97


Cuadro 4.2.2.2

tipo de tuboProfundidad mínima

Φ= 15 cm. Φ = 30 cm.

Cerámica 50 90Plástico 50 75Concreto 50 75Concreto armado 60Acero corrugado:Espesor 1.37 mmEspesor 1.58 mm 30 30

Φ = diámetro nominal del tubo

Condiciones hidráulicas

Normalmente,lacapacidadhidráulicadeldrenquedalimitadaporlaposibilidaddefiltraciónlateraldelaguaatravésdelmaterialpermeablehacialostubos;lacapa-cidad hidráulica de estos, con los diámetros que se indican más adelante, normal-menteresultasuperioralanecesariaparalasexigenciasdeldrenaje.

Noobstante,siexiste laposibilidaddeconocerelcaudaldedesagüe,puedeha-cerse el cálculo hidráulico de los tubos utilizando la formula Manning u otra análoga de las que rigen el movimiento del agua en cauces abiertos. Se utilizará la tabla de coeficientesderugosidadqueseincluyeacontinuaciónenelcuadro4.2.2.3.

Cuadro 4.2.2.3

tipo de tubo Coeficiente n de rugosidad

De concreto normal y cerámicaCondiciones buenasCondiciones medias

0.0130.015

De concreto porosoCondiciones buenasCondiciones medias

0.0170.021

De plásticoCondiciones buenasCondiciones medias

0.0130.015

De metalCondiciones buenasCondiciones medias

0.0170.021


98

Diámetros y pendientes

Losdiámetrosdelostubososcilaránentre10cm.y30cm.Losdiámetroshasta20cm.seránsuficientesparalongitudesinferioresa120m.Paralongitudesmayores,se aumentara la sección. Los diámetros menores, sin bajar de 10 cm., se utilizarán concaudalesypendientespequeños.

Laspendienteslongitudinalesnodebenserinferioresal0.5%yhabrádejustificarsedebidamente lanecesidaddependientesmenores,quenuncaserán inferioresal0.2%.

En talescasos, la tuberíaseasentarásobreunsoladodeconcretoquepermitaasegurarlaperfectasituacióndeltubo.

Lavelocidaddelaguaen lasconduccionesdedrenajeestarácomprendidaentre0.70m/sy4m/s.

4.2.3 Relleno de zanjas

Cuandoelfondodelazanjaseencuentreenterrenoimpermeable,paraevitar laacumulacióndeaguabajolatuberíasepreverálacolocacióndeunacapadema-terial,perfectamenteapisonadoyquepuedeserdelmismoterreno,alrededordeltubo,sinquealcanceelniveldelasperforacionesoseasentarásobreunsoladodeconcreto.Encasodetuberíasconjuntasabiertas,estaspuedencerrarseensutercioinferiorydaralacapaimpermeableelespesorcorrespondiente.

Sielfondodelazanjaseencuentraenterrenopermeable,nosonnecesariaslasanterioresprecauciones.

Lacomposicióngranulométricadelmaterialpermeable,materialfiltro,conelqueserellenelazanjadeldrenrequiereunaatenciónespecial,puesdeelladependesubuen funcionamiento.

Sidneseldiámetrodelelementodesueloofiltrotalquen%desuselementosenpesosonmenoresquedndebencumplirselassiguientescondiciones:

a) Paraimpedirelmovimientodelaspartículasdelsuelohaciaelmaterialfil-trante.

•d15delfiltro/d85delsuelo<5.


Enelcasodeterrenonaturaldegranulometríauniforme,sesustituirálapri-merarelaciónpor:


99


b) Para que el agua alcance fácilmente el dren: d15 delfiltro/d15 del suelo > 5

c) Paraevitarelpeligrodecolmatacióndelostubosporelmaterialfiltro.

•Enlostubosconperforacionescirculares:

d85delfiltro/diámetrodelorificiodeltubo>1.0

•Enlostubosconjuntasabiertas:

d85 delmaterialfiltro/anchodelajunta>1.2

•Enlostubosdeconcretoporoso,sedeberespetarlasiguientecondición:

d85deláridodeldrenporoso/d85delfiltro<5.

Encasodeterrenoscohesivos,ellimitesuperiorparad15 delfiltroseestableceráen0.1mm.Cuandoseapreciso,deberánutilizarseenelproyectodosomásmaterialesdefiltros.Ordenadosestosdesdeelterrenonaturalalatubería,debensatisfacer,cadaunoconrespectoalcontiguo,lascondicionesexigidasanteriormenteentreelmaterialfiltroyelsueloadrenar.Elúltimo,queseráelquerodeaeltubo,deberásatisfacer, además, las condiciones que se han indicado en relación con el ancho de lasjuntasodiámetrodelosorificiosdedichostubos.

Paraimpedircambiosenlacomposicióngranulométricaosegregacionesdelma-terialfiltropormovimientodesusfinos,debeutilizarsematerialdecoeficientedeuniformidad (d60/d10) inferiora20,cuidadosamentecompactado.

Eldrensubterráneoseproyectarácumpliendolasdisposicionesquesedetallanenlafigura4.2.3ay4.2.3.bsegúnseencuentreenterrenopermeableoimpermeableyseannecesariosunoodosmaterialesfiltro.

Figura 4.2.3a: Drenaje subterraneo


100

Figura 4.2.3b: Subdren de aguas subterráneas con geotextil

4.2.4 Cajas de registro y buzones

Enlosdreneslongitudinalesseproyectarán,aintervalosregulares,cajasderegistroobuzonesderegistroquepermitancontrolarelbuenfuncionamientodeldrenajeysirvanparaevacuarelaguarecogidaporlatuberíadeldrenauncolectorprincipaloaunacunetasituada,porejemplo,alpiedeunterraplén,aunavaguadanaturaloaotrosdispositivosdedesagüe.

Conindependenciadeloanterior,deberáncolocarsecajasderegistroobuzonesentodos los cambios de alineación de la tubería de drenaje.

La distancia entre dos cajas o buzones consecutivos oscilará en general entre 30 my100mydependerádelapendientelongitudinaldeltuboydesucapacidaddedesagüe,deladisposicióngeneraldeldrenajeydeloselementosnaturalesexis-tentes.

Lasfiguras4.2.4ay4.2.4bsonesquemasdecajasybuzonesderegistroquepue-denservirdeorientaciónparaelproyecto.

Enelcasodesalidalibredelatuberíadedesagüedelacajaderegistrooelbuzónaunacunetaetc.,secuidaráqueelniveldelasalidaquedelosuficientementealtoyconlasproteccionesnecesariasparaimpedirsuaterramiento,inundación,entradade animales, etc.

101


Figura 4.2.4a: Cajas de registro


102

Figura 4.2.4b: Buzón de registro

4.2.5 Investigación del agua freática

Lapresenciadeunnivelfreáticoelevadoexigiráunainvestigacióncuidadosadesuscausasynaturaleza.Deberánpracticarselospozosy/oexploracionesqueseconsi-derenprecisosparafijarlaposicióndelnivelfreáticoy,siesposible,lanaturaleza,origenymovimientosdelaguasubterránea.

Elreconocimientosedebeefectuarfinaldelaépocadelañoenlaque,encondicio-nes normales, alcanzará su máxima altura.

Loscasosquepuedenpresentarseenlaprácticaysutratamientoadecuadosoninnumerables.Algunosdeellosseseñalanenlafigura4.2.5

103


Figura 4.2.5: Agua freática

4.2.6 Drenes de intercepción

4.2.6.1 Objeto y clasificación

Seproyectarándrenesdeintersecciónparacortarcorrientessubterráneaseimpe-dir que alcancen las inmediaciones de la carretera.

Porsuposición,seclasificanenlongitudinalesytransversales.

4.2.6.2 Drenes longitudinales

Eldrendeinterseccióndeberáproyectarsecumpliendolascondicionesgeneralesexpuestasanteriormenteparalosdrenesenterrados.


104

Elfondodeltubodebequedar,porlomenos,15cm.pordebajodelplanosuperiordelacapaimpermeableorelativamenteimpermeablequesirvedelechoalacorrientesubterránea.Enelcasodequeestacapasearoca,debenextremarselasprecaucio-nesparaevitarquepartedelafiltracióncruceeldrenpordebajodelatubería.

Elcaudaladesaguarpuededeterminarseaforandolacorrientesubterránea.Paraello,seagotaráelaguaqueafluyaalazanjaenquesesituaráeldrenenunalon-gitudytiempodeterminados.

Parainterceptarfiltracioneslateralesqueprocedandeunodelosladosdelacarre-tera,sedispondráunsolodrenlongitudinalenelladodelafiltración.Sinembargo,enelfondodeunvalleoquebrada,dondeelaguapuedaprocederdeamboslados,deberándisponersedosdrenesdeintersección,unoacadaladodelacarretera.Lasfiguras4.2.6.2ay4.2.6.2bsonejemplodedreneslongitudinalesencarreterasamedialaderayentrinchera,respectivamente.

4.2.6.3 Drenes transversales

En carreteras en pendiente, los drenes longitudinales pueden no ser suficientesparainterceptartodoelaguadefiltración.

Enestoscasos,seinstalarándrenesinterceptorestransversalesnormalesalejedelacarreteraoundrenajeenespinadepez.

Ladistanciaentredrenesinterceptorestransversalesserá,portérminomedio,de20ma25m.Eldrenajeenespinadepezseproyectarádeacuerdoconlassiguientescondiciones(figura4.2.6.3a).

a) Elejedelasespinasformaráconelejedelacarreteraunángulode60º.

b) Lasespinasestaránconstituidasporunazanjasituadabajoelniveldelplanosuperiordelaexplanada.

c) Susparedesseráninclinadascontaludaproximadode1/2pararepartirelposibleasientodiferencialalmáximo.

d) Laszanjasserellenarándematerialfiltro.

e) Lasespinasllevaránunacunadeconcretodebajaresistenciaoarcillaunidaal solado del dren longitudinal.

f) Lasespinasconsecutivassesituaránadistanciasvariablesquedependerándelanaturalezadelsueloquecomponelaexplanada.Dichasdistanciasestaráncom-prendidasentre6mparasuelosmuyarcillososy28mparasuelosarenosos.

Conindependenciadelapendientelongitudinaldelacarretera,serecomiendautili-zardrenesenespinadepezalpasardecortecerrado(trinchera)aterraplén,comoproteccióndeestecontra lasaguas infiltradasprocedentesde la trinchera (cortecerrado) (Figura 4.2.6.3b).

105


Figu

ra 4

.2.6

.2a:

Dre

nes

de in

terc

epci

ón lo

ngitu

dina

les


106

Figu

ra 4

.2.6

.2b:

Dre

nes

de in

terc

epci

ón lo

ngitu

dina

les

Secciónencorteyrellenoamedialadera

107


Figura 4.2.6.3a: Drenes de intercepción transversales

ACOTAC IONES EN METROS


108

Figura 4.2.6.3b: Drenes de intercepción transversales

4.2.7 Drenaje del afirmado

Salvoenelcasodecarreterasenterrenospermeables,eldrenajedelacapaper-meableconstituidaporelafirmado,puedeproyectarsetantomediantedrenesente-rradoscomoprolongandolacapapermeablehastalostaludesdelosterraplenesacunetas.Además,debendarsependientestransversalesmínimasalasubrasante.

4.2.8 Casos especiales

4.2.8.1 Protección del suelo de la explanación contra el agua libre en terreno de elevado nivel freático, llano y sin desagüe

Cuandohayaqueconstruirunacarreteraenterrenollanoyconelevadonivelfreáti-co,seestudiaráelrebajamientodelanapafreática,pudiéndoseutilizaralternativa-mentemétodoscomozanjaslaterales,drenesenterrados,etc.Sinoexistieraposi-bilidaddedesaguarelsistemadedrenaje,seproyectaráenterraplénmásalto.

109


Para laeleccióndelmaterialdel terraplén,se tendráencuentaquesuhumedaddeequilibriodebedisminuirrápidamenteconladistanciaalnivelfreáticoyqueelterraplénhadeconstruirsesobreunterrenosaturadodeagua,sincapacidadpararesistiresfuerzosdecompactaciónelevados.

Lanecesidaddeprotegerel terraplénmediante la colocacióndemembranasbi-tuminosasuhojasdeplástico,tratandosusuperficieconsustanciashidrófobasoutilizandogeotextiles,geomembranasoadoptandodisposicionesanálogasalain-dicadaenlasfiguras4.2.8.1ay4.2.8.1b,dependerádelanaturalezayestadodelterrenoydelmaterialdisponibleparalaconstruccióndelterraplén.

4.2.8.2 Protección del suelo de explanación situado bajo la calzada contra los movimientos capilares del agua

Lasdiferenciasdehumedadenelsuelobajolacalzadaybajolasbermas,facilitanlosmovimientoscapilaresydisminuyensucapacidadresistentealaumentarelcon-tenido de humedad del suelo de la subrasante bajo la calzada.

Paraevitarestadisminución,lasfisuracionesdelsueloylosasientosdiferencialesquecondichoaumentodehumedadpuedenproducirse,debenutilizarsealgunadelassiguientestécnicas:

• Impermeabilizarlascalzadasylasbermas.

• Establecerunamembranaimpermeablequeimpidaelmovimientodelaguacapilar,situándolaenunplanomásomenosverticalbajolasbordesdelacalzada.

• Construirzanjasanticapilaresbajolosbordesdelacalzada.

Tantolamembranaimpermeablecomalaszanjasanticapilaresdeberánejecutarsehastaunaprofundidadde1,20mbajolasuperficiedelasbermas.Puedenutilizarsecomozanjasanticapilareslasqueseproyectenparaeldrenajedelafirmado,cui-dandodequeelmaterialfiltrorompalacontinuidadenfaselíquidaentreelaguasituadaaunladoyotrodelamisma.

4.2.8.3 Capa drenante

Cuandoseelevael terrapléndelacarreterasobreunterrenosaturadoconaguaparaevitarqueporcapilaridadelaguapuedasubiratravésdelterraplénhastalasuperficiederodadura,debecolocarseunacapadematerialdrenanteconstituidaporgravasy/oarenas.

Lacapaestarásobreelniveldereferenciamásaltodelanapafreáticadelterrenoyservirádeanticontaminantepararomperlacapilaridadydrenarlaplataformalate-ralmente.Serecomiendaunespesormínimode0.30m.


110

Figura 4.2.8.1a: Protección del terraplén

111


Capítulo 5

GEOLOGÍA, SUELOS Y CAPASDE REVESTIMIENTO GRANULAR


112

113


GEOLOGÍA, SUELOS Y CAPAS DE REVESTIMIENTO GRANULAR

5.1 Geología

Las carreteras de bajo volumen de tránsito se estructuran como carreteras de bajo costo. Consecuentemente, tienen alineamientos de diseño que evitan excesivosmovimientosdetierra,considerandoestructurasyobrasdearte,porlogeneraldi-señadasparaperíodosdevidaútil,decortoymedianoplazo;concapasderevesti-mientogranularafirmadosy,engeneral,concaracterísticasquedisturbanlomenosposiblelanaturalezadelterreno.

Con estos requerimientos básicos, los estudios de geología incluirán un diagnóstico quecomprendaconsultasalospobladores,alaautoridadvialcompetenteyasupersonaltécnico.Asimismo,unreconocimientoeinspeccióndecamposiguiendoeltrazoprobabledelejedelacarreteraparadetectarocertificarlapresenciaototalausenciadeproblemasgeológicosactivosenlarutay/oeneltramovialmateriadeestudio,quepudieranenalgúncasoafectarenalgolascaracterísticasdelproyecto.Éstosson inestabilidadde taludes, fallas localizadaspor lasquesefiltraelaguade lluviashaciael subsuelo, presenciadeafloramientosdeaguassubterráneas,erosionesporacciónde losríos, inclinaciónde losárbolesen las laderas,zonasde caídas de rocas sobre la carretera existente, el sentido de las formaciones roco-sasquepodríandesestabilizarseyotrosproblemasdenaturalezageodinámicaqueocasionenfallasenlaplataformaytaludesdelacarretera.

El estudio determinará las características geológicas del terreno a lo largo del trazo definitivoydelasfuentesdemateriales(canteras),definiendolasunidadesestrati-gráficasconsiderandolascaracterísticasgeológicasmásdestacadastantoderocascomodesuelosyelgradodesensibilidadolapérdidadeestabilidadenrelaciónala obra a construir.

Asimismo,sedeterminarálageomorfologíaregionalyarealdefiniendolosaspectosprincipalesdeinterésgeotécnico:

a) Topografía(plana,ondulada,montañosa,etc.)

b) Unidadesgeomorfológicasarealesylocales(terrazafluvial,conoidealuvio-nal,terrazamarina,duna,pantano,quebradas,taludes,laderas,etc.)

c) Materialescomponentesdeltaluddecorte(Clasificacióndemateriales)


114

d) Materialesconstituyentesdelsuelo(grava,arena,arcilla,etc.)diferenciándo-los entretransportadosynotransportados.

e) Litologíadominantedematerialestransportados.

Elestudiogeológicodebeserdeextensiónyalcancelocalyserádesarrolladafun-damentalmentesobrelabasedelreconocimientodecampoycomplementadacondo-cumentosdeconsulta,comoinformacióntécnicageneralpublicadaporelINGEMETanivelregional,mapasgeológicos,topográficosoderestituciónfotogramétrica.

5.2 Estabilidad de taludes

Elproyectistarealizaráunaevaluacióngeneraldelaestabilidaddelostaludesexis-tentes sobre la basedeun recorridominuciosode la carretera e identificará lostaludescríticososusceptiblesdeinestabilidad.Enestecasosedeterminarálain-clinacióndelostaludesdefiniendolarelaciónH:Vdediseño(seconsiderarálosparámetrosobtenidosdeensayosycálculosotomandoencuenta laexperienciadelcomportamientodelostaludesdecorteinsituy/oejecutadosenrocasosuelosdenaturalezaycaracterísticasgeológicas,geotécnicassimilaresquesemantienenestables ante condiciones ambientales semejantes).

Lostaludesdecortedependerándelanaturalezadelterrenoydesuestabilidad,pudiendoutilizarse(amodoreferencial)lasrelacionesdecorteentaludsiguienteslosquesonapropiadosparalostiposdemateriales(rocasysuelos)indicadosenel cuadro 5.2.1

Cuadro 5.2.1: Taludes de corte

Clase de terrenotalud (v: H)

H < 5 5 < H < 10 H >10

Roca fija 10 : 1 (*) (**)

Roca suelta 6 : 1 - 4 : 1 (*) (**)

Conglomerados cementados 4 : 1 (*) (**)

Suelos consolidados compactos 4 : 1 (*) (**)

Conglomerados comunes 3 : 1 (*) (**)

Tierra compacta 2 : 1 - 1 : 1 (*) (**)

Tierra suelta 1 : 1 (*) (**)

Arenas sueltas 1 : 2 (*) (**)

Zonas blandas con abundante arcillas o zonas humedecidas por filtraciones

1 : 2 hasta 1 : 3 (*) (**)

(*) Requiere banqueta o análisis de estabilidad

115


Lostaludesderelleno,igualmente,estaránenfuncióndelosmaterialesempleados,pudiendoutilizarse(amododetaludesderellenoreferenciales)lossiguientestaludesquesonapropiadosparalostiposdematerialincluidosenelsiguientecuadro:

Cuadro 5.2.2 : Taludes de relleno

materialestalud ( v : H )

H < 5 5 < H <10 H >10

Enrocado 1 : 1 (*) (**)

Suelos diversos compactados (mayoría de suelos) 1 : 1.5 (*) (**)

Arena compactada 1 : 2 (*) (**)

(*) Requiere banqueta o análisis de estabilidad

Paracontrolarlossectorescontaludesinestablesenestetipodecasos,sediseña-ránsolucionesdebajocostoparalocualelproyectistaevaluaráydefinirásolucio-nes mediante:

i) Métodos físicos como zanjas de coronación (establecer el tipo y caracte-rísticas,sies revestidoono tipode revestimiento),subdrenaje (el tipodeestructura,sipresentageotextilseestaríaenuncasoquecontravienelosprincipiosdel tipodecarreteramateriadeevaluación),muros (especificareltipodemuros),gaviones(enquecasosespecíficosdebidoasuelevadocostorespectivoaotrotipodeestructuras),etc.

ii) Métodosderevegetaciónempleandovegetación“natural”económicayesté-tica,quegenerenlacoberturaalterrenoeincrementenlaresistenciaporlaprofundidaddelasraíces.Esidealqueparalaestabilizacióndetaludes,seseleccione lavegetación,porsuspropiedadesdecrecimiento, resistencia,coberturadensadelterrenoyraícesprofundas.Preferentemente,sedebenusarlasespecieslocalesnativasquetenganlaspropiedades(debidamentedemostradasconejemplospalmariosenlazonaoáreadeinfluencia)antesmencionadas.

iii) Encasonecesario,(parasectorescríticosomuycríticos,previaejecucióndeunestudiogeotécnicodeextensiónyalcancelocal)paralogrartaludesestables,sepropondránmedidasfísicasybiotécnicasdeestabilizacióndetaludes(productodelestudiogeotécnico)talescomoestructurasdeconten-ción,contrafuertes,drenajeysubdrenaje,capasdevegetación,mantasconsemillas (biomantas) y vegetación. Lasestructuras de contenciónpuedenestarformadasporenrocadosuelto(murossecos),gavionesomurosdetie-rra estabilizada mecánicamente (sistema de tierra reforzada o tierra armada, estetipodemedidasnocontravendríaconloestablecidocomobajocosto).A

Geología, suelos y capas de revestimiento granular

116

continuaciónsepresentansecciones,perfilesygráficostípicosdemurosdesostenimientodemamposteríadepiedra,murosdeconcretociclópeo,etc.

Lasfiguras5.2.1á5.2.9ilustrandiversasformasdetratamientoparalaestabiliza-cióndetaludesyproteccióndelaplataformadelacarretera.

117


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118

Figura 5.2.2: Opciones de diseño de secciones típicas

119


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122

Figura 5.2.6: Sección típica de terraplén en terreno plano

123


Figura 5.2.7: Muros de sostenimiento de concreto ciclopeo


124

Figura 5.2.8: Tipos de muros de sostenimiento usuales

125


Figura 5.2.9: Explanación de tierra armada


126

5.3 Suelos y capas de revestimiento granular

Lascarreterasporsuscapassuperioresysuperficiederodadurapuedenserclasi-ficadoscomosigue:

i) Con superficie de rodadura no pavimentada

a) Carreteras de tierra constituidas por suelo natural ymejorado congravaseleccionadaporzarandeo.

b) Carreterasgravosasconstituidasporunacapaderevestimientoconmaterial natural pétreo sin procesar, seleccionadomanualmente oporzarandeo,detamañomáximode75mm.

c) Carreterasafirmadasconstituidasporunacapaderevestimientoconmaterialesdecantera,dosificadasnaturalmenteopormediosmecá-nicos(zarandeo),conunadosificaciónespecificada,compuestaporunacombinaciónapropiadadetrestamañosotiposdematerial:pie-dra,arenayfinosoarcilla,siendoeltamañomáximo25mm.

c.1afirmadoscongravasnaturalesozarandeadas.

c.2afirmadoscongravashomogenizadasmediantechancado.

d) Carreterasconsuperficiederodaduraestabilizadaconmaterialesin-dustriales:

d.1Afirmadoscongravaconsuperficieestabilizadaconmaterialescomo:asfalto(imprimaciónreforzada),cemento,cal,aditivosquími-cosyotros.

d.2Suelosnaturalesestabilizadoscon:materialgranularyfinosligantes,asfalto(imprimaciónreforzada),cemento,cal,aditivosquímicosyotros.

ii) Con superficie de rodadura pavimentada (No aplicable a este manual)

e) Pavimentosdeadoquinesdeconcreto;

f) Pavimentosflexibles:

f.1Concapasgranulares(subbaseybasedrenantes)yunasuperficiebituminosadeespesordehasta25mm(tratamientosuperficialbicapa).

f.2Concapasgranulares(subbaseybasedrenantes)yunacapabituminosadeespesorvariable>25mm(carpetasasfálticas).

g) Pavimentossemirígidos,conformadosconsolocapasasfálticas(fulldepth).

h) Pavimentos rígidos,conformadopor losadeconcretohidráulicodecemento Portland.

Paralospropósitosdeéstemanual,sonaplicablesalascarreterasdebajovolumendetránsito,nopavimentados,lostiposa,b,cyd.

127


Elmanual considera soluciones estructurales conmateriales tradicionales cuyaspropiedadesmecánicasycomportamientosonconocidosyestánconsideradosenlas EspecificacionesTécnicasGenerales para la Construcción deCarreteras deBajoVolumendeTránsito.Tambiénformanpartedeestanormalasestabilizacionesymejoramientosdesuelosdelasubrasanteodelascapasderevestimientogranular.ParalaestabilizaciónquímicadelossuelosseutilizarálaNormaTécnicadeEsta-bilizadores Químicos MTC E 1109-2004.

Enelfuncionamientoestructuraldelascapasderevestimientogranularinfluyeeltipodesuelodelasubrasante,elnúmerototaldelosvehículospesadospordíaoduranteelperíododediseño, incluido lascargasporejey lapresióndelosneu-máticos.Lademanda,medidaenEEoporvehículospesados,esparticularmenteimportanteparaciertostiposdecarreterasdebajovolumenperoquepudieranteneraltoporcentajedevehículospesados,comolosqueseconstruyenparapropósitosespecialescomoelmineroyforestal(extraccióndemadera).

5.3.1 Tráfico

Desdeelpuntodevistadeldiseñodelacapaderodadurasólotieneninteréslosve-hículospesados(busesycamiones),considerandocomotalesaquelloscuyopesobrutoexcedede2.5tn.Elrestodelosvehículosquepuedancircularconunpesoinferior(motocicletas,automóvilesycamionetas)provocanunefectomínimosobrelacapaderodadura,porloquenosetienenencuentaensucálculo.

Eltráficoproyectadoalañohorizonte,seclasificarásegúnlosiguiente:

CLASE t0 t1 t2 t3

IMDA (Total vehículos ambos sentidos) <15 16 - 50 51 - 100 101 - 200

Vehículos pesados (carril de diseño) <6 6 - 15 16 - 28 29 - 56

N° Rep. EE (carril de diseño) < 2.5 x 104 2.6x104–7.8x104 7.9x104- 1.5x105 1.6x105 -3.1x105

Para laobtenciónde laclasede tráficoquecirculaparael tramoenestudio,serealizará lo siguiente:

a) Identificacióndesubtramoshomogéneosdelademanda.

b) Conteosdetráficoenubicacionesacordadasconlaentidadyporunperíodomínimo de 3 días (1 día de semana+sábado+domingo), de una semana que


128

hayasidodecirculaciónnormal.Losconteosseránvolumétricosyclasifica-dosportipodevehículo.

c) Elestudiopodrásercomplementadoconinformacióndevariacionesmen-suales,provenientedeestacionesdeconteoy/opesajedelMTCcercanasal tramoenestudioquesea representativode lavariaciónde tránsitodelproyecto.

d) Conlosdatosobtenidossedeterminaráelnúmerodevehículos(IMDA)ylacantidaddepesados(buses+camiones)paraelcarrildediseño,suficientesparadefinirlaclasetipodetráfico.Noobstante,seránecesarioobtenerelnúmeroderepeticionesdeEjesEquivalentes(EE)paraelperíododedise-ño.

e El concepto deEE corresponde a la unidad normalizada por laAASHTOquerepresentaeldeterioroquecausaenlacapaderodaduraunejesimplecargadocon8,16toneladas.Paraelcálculodelosfactoresdestructivosporejeequivalentecalculados,setomaencuentaelcriteriosimplificadodelametodologíaAASHTO,aplicandolassiguientesrelaciones:

tipo de eje Eje equivalente EE 8.2tn

Eje simples de rueda simples [P/6.6]4

Eje simple de rueda doble [P/8.16]4

Eje tandem de rueda doble [P/15.1]4

Eje tridem de rueda doble [P/22.9]4

P=pesoporejeentoneladas

Tambiénseconsideraráunfactordeajusteporpresióndeneumáticos,detalma-neradecomputarelefectoadicionaldedeteriorodelosafirmados.Esteefectoseincrementamásparaelcasodelascapasderevestimientogranularenalturadondelabajapresiónatmosféricageneraunaumentodelapresióninternadelneumático,reduciendosuáreadecontactoyaumentandolapresiónsobrelacapaderodadura.ParaevitaresteefectoenelcálculodelosEE,lasllantasdeberíantenerunapre-siónmáximade80psipulg2.

ParaelcálculodeEEde8.2t,seusarálassiguientesexpresionesportipodevehí-culopesado.Elresultadofinalserálasumatoriadelostiposdevehículospesadosconsiderados:

Nrep de EE 8.2t= Σ [EEdía-carril x 365 x (1+t)n-1] / (t)

EEdía-carril = EE x Factor Direccional x factor carril

EE = de vehículos según tipo x factor de carga x factor de presión de llantas

129


Donde:

Nrep de EE 8.2t = Número de repeticiones de ejes equivalentes de8.2t.

EEdía-carril =Ejesequivalentespordíaparaelcarrildediseño.

365 =Númerodedíasdelaño.

t =tasadeproyeccióndeltráfico,encentésimas.

EE = Ejes Equivalentes.

Factor direccional = 0.5, corresponde a carreteras de dos direccionesporcalzada.

Factor carril =1,correspondeauncarrilpordirecciónosentido.

Factor de presión de llantas=1,estevalorseestimaparalosCBVTyconcapaderevestimiento granular.

f) Comoreferenciadelcálculosepresentalatablasiguiente,paraperíodosde5y10años:


130

5.3.2 Subrasante

Lasubrasanteeslacapasuperficialdeterrenonatural.Paraconstruccióndecarre-terasseanalizaráhasta0.45mdeespesor,ypararehabilitaciónlosúltimos0.20m.

Sucapacidaddesoporteencondicionesdeservicio,juntoconeltránsitoylasca-racterísticasdelosmaterialesdeconstruccióndelasuperficiederodadura,consti-tuyenlasvariablesbásicasparaeldiseñodelafirmado,quesecolocaráencima.

Seidentificaráncincocategoríasdesubrasante:

S0:Subrasantemuypobre CBR<3%S1:Subrasantepobre CBR = 3% - 5%

S2 : Subrasante regular CBR = 6 - 10%

S3 : Subrasante buena CBR = 11 - 19%S4:Subrasantemuybuena CBR > 20%

SeconsideraráncomomaterialesaptosparalacoronacióndelasubrasantesuelosconCBRigualomayorde6%.Encasodesermenor,seprocederáaeliminaresacapadematerialinadecuadoysecolocaráunmaterialgranularconCBRmayora6%;parasuestabilización.Laprofundidadmínimaespecificadadeestacapafiguraenelcatálogodeestructurasdecapasgranularesquesepresentamásadelante.Igualmenteseestabilizaránlaszonashúmedaslocalesyáreasblandas.Sobrelasubrasantenaturalsecolocaráunacapadearenadeespesor20cmmínimoysobreella,seañadiráunacapadeespesormínimode0.30mdematerialgruesorocosoodepiedrasgrandes.

Lasuperficiede lasubrasantedebequedarencimadelnivelde lanapa freáticacomomínimoa0.60mcuandosetratedeunasubrasantemuybuenaybuena;a0.80mcuandosetratedeunasubrasanteregular;a1.00mcuandosetratedeunasubrasantepobreya1.20mcuandosetratedeunasubrasantemuypobre.Encasonecesario,secolocaránsubdrenesocapasanticontaminantesy/odrenantesoseelevará la rasante hasta el nivel necesario.

Lossubdrenesparaprotegerlacapadelafirmadoseproyectaráncuandolasubra-santenoestéconstituidapormaterialpermeableycuandolascapasderodaduranopuedandrenaradecuadamente.Lossubdrenesqueseproyectenparainterceptarfiltracionesopararebajarelnivelfreáticoelevado,puedenutilizarsetambiénparadrenarelafirmado.

En zonas sobre los 3 500 msnm, se evaluará la acción de las heladas en los suelos. Engeneral,laaccióndecongelamientoestáasociadaconlaprofundidaddelanapa

131


freáticaylasusceptibilidaddelsueloalcongelamiento.Sílaprofundidaddelanapafreáticaesmayoralaindicadaanteriormente(1,20m),laaccióndecongelamientonollegaráalacapasuperiordelasubrasante.Enelcasodepresentarseenlacapasuperiordelasubrasante(0,30m–0,45m)suelossusceptiblesalcongelamiento,sereemplazaráestesueloenelespesorindicadooselevantarálarasanteconunrellenogranularadecuado,hastaelnivelnecesario.Sonsuelossusceptiblesalcon-gelamiento, los suelos limosos. Igualmente los suelos que contienen más del 3% de supesodeunmaterialdetamañoinferiora0,02mm,conexcepcióndelasarenasfinasuniformesqueaunquecontienenhastael10%dematerialesdetamañoinfe-rioralos0,02mm,nosonsusceptiblesalcongelamiento.Engeneral,sonsuelosnosusceptibleslosquecontienenmenosdel3%desupesodeunmaterialdetamañoinferior a 0,02mm.

Paraefectosdeldiseñodelafirmadotambiénsedefiniránsectoreshomogéneosalo largo de cada uno de ellos, donde las características del material de subrasante seidentificancomouniforme.Dichauniformidadseestablecerásobrelabasedelestudiodel suelo yde ser necesario, la realizacióndelmuestreo.El procesodesectorizaciónrequieredeanálisisycriteriodelespecialista.

Paralaidentificacióndesectoreshomogéneosseanalizarálosiguiente:

i) Reconocimiento:

Enestaetapaseefectúaunprocesode inspecciónvisual,se identificanasenta-mientos,deslizamientos,etc.quepuedanseratribuidosafactoresgeotécnicosyseestablece,enprimeraaproximación,lascausasquelamotivaron.

Elreconocimientovisualdesuelosyrocasdebecomplementarseconlaobserva-cióndeotrascaracterísticasdelterrenoyqueayudanadefinirlaspropiedadesdeeste,comotopografía,geomorfología,vegetación,zonashúmedasocursosnatura-lesdeaguay,sobretodo,lostaludesdecortesexistentespróximosaltramo.

ii) Diagnóstico:

Síel reconocimientodel terrenopermitesuclasificación inmediata,puedenreali-zarsealgunascalicatasdecomprobacióncada500mylosensayosconfirmatorios.Casocontrario,síenelterrenosedetectarasunaturalezaproblemática,sedeberáestablecerunprogramademuestreosyensayoscomoseindicaacontinuación.

iii) Programa de prospecciones y ensayos a realizar:

Seestableceráunaestrategiaparaefectuarelprogramaexploratorioy,apartirdeello,seordenarálatomadelasmuestrasnecesariasdecadaperforación,demane-radepoderevaluaraquellascaracterísticasquesiendodeterminantesensucom-portamiento,resultendesencillaeindiscutibledeterminación.


132

Laspropiedadesfundamentalesatomarencuentason:

a) Granulometría: Apartirde lacualsepuedeestimar,conmayoromenoraproximación,lasdemáspropiedadesquepudieraninteresar.

Elanálisisgranulométricodeunsuelotieneporfinalidaddeterminarlapro-porcióndesusdiferenteselementosconstituyentes,clasificadosenfuncióndesutamaño.

Deacuerdoaltamañodelaspartículasdesuelo,sedefinenlossiguientestérminos:

tipo de material tamaño de las partículas

Grava 75 mm – 2 mm

ArenaArena gruesa: 2 mm – 0.2 mm

Arena fina: 0.2 mm – 0.05 mm

Limo 0.05 mm – 0.005 mm

Arcilla Menor a 0.005 mm

b) La plasticidad:nodeloselementosgruesosquecontiene,sinoúnicamentedesuselementosfinos.ElanálisisgranulométriconopermiteapreciarestacaracterísticaporloqueesnecesariodeterminarlosLímitesdeAtterberg.

Atravésdeestemétodo,sedefinenloslímitescorrespondientesalostresestadosenloscualespuedepresentarseunsuelo:líquido,plásticoosólido.Estos límites, llamados límites de Atterberg, son: el límite líquido (LL) de-terminaciónsegúnnormaMTCE110,ellímiteplástico(LP)determinaciónsegúnnormaMTCE111yellímitedecontracción(LC)determinaciónnormaMTC E 112.

AdemásdelLLydelLP,unacaracterísticaaobtenereselÍndicedeplastici-dadIPquesedefinecomoladiferenciaentreLLyLP:

IP = LL – LP

Elíndicedeplasticidadpermiteclasificarbastantebienunsuelo.UnIPgran-decorrespondeaunsuelomuyarcilloso.Porelcontrario,unIPpequeñoescaracterísticodeunsuelopocoarcilloso.

133


Sobretodoestosepuededarlaclasificaciónsiguiente:

Índice de plasticidad Característica

IP > 20 suelos muy arcillosos

20 > IP > 10 suelos arcillosos

10 > IP > 4 suelos poco arcillosos

IP = 0 suelos exentos de arcilla

Se debe tener en cuenta que, en un suelo el contenido de arcilla, es el ele-mentomáspeligrosodeunacarretera,debidosobretodoasugransensibi-lidad al agua.

c) Equivalente de arena: Es un ensayo que da resultados parecidos a losobtenidos mediante la determinación de los límites de Atterberg, aunque me-nospreciso.Tienelaventajadesermuyrápidoyfácildeefectuar,segúnlanorma MTC E 114.

ElvalordeEAesunindicativodelaplasticidaddelsuelo:

Equivalente de arena Característica

sí EA > 40 El suelo no es plástico, es de arena

Sí 40 > EA > 20 El suelo es poco plástico y no heladizo

sí EA < 20 El suelo es plástico y arcilloso

d) Índice de grupo:EsuníndiceadoptadoporAASHTOdeusocorrienteparaclasificarsuelos,estábasadoengranparteen los límitesdeAtterberg.Elíndicedegrupodeunsuelosedefinemediantelaformula:

IG = 0.2 (a) + 0.005 (ac) + 0.01(bd)

Donde:

a= F-35(F=Fraccióndelporcentajequepasaeltamiz200-74micras).Expresadoporunnúmeroenteropositivocomprendidoentre1y40.

b= F-15(F=Fraccióndelporcentajequepasaeltamiz200-74micras).Expresadoporunnúmeroenteropositivocomprendidoentre1y40.

c= LL–40(LL=límitelíquido).Expresadoporunnúmeroenterocom-prendidoentre0y20.


134

d= IP-10(IP= índiceplástico).Expresadoporunnúmeroenterocom-prendidoentre0y20omás.

Elíndicedegrupoesunvalorenteropositivo,comprendidoentre0y20omás.CuandoelIGcalculadoesnegativo,sereportacomocero.Uníndicecerosignificaunsuelomuybuenoyuníndiceigualomayora20,unsuelonoutilizableparacarreteras.

Si el suelo de subrasante tiene:

Índice de grupo Suelo de subrasante

IG > 9 Muy pobre

IG está entre 4 a 9 Pobre

IG está entre 2 a 4 Regular

IG está entre 1 – 2 Bueno

IG está entre 0 – 1 Muy bueno

e) Humedad natural: Otracaracterística importantede lossuelosessuhu-medadnaturalpueslaresistenciadelossuelosdesubrasante,enespecialde los finos, se encuentra directamente asociada con las condiciones dehumedadydensidadqueestossuelospresenten.Sedeterminarámediantela norma MTC E 108.

Ladeterminacióndelahumedadnaturalpermitirácompararconlahumedadóptima que se obtendrá en los ensayos proctor para obtener elCBR delsuelo.Sí lahumedadnatural resulta igualo inferiora lahumedadóptima,elespecialistapropondrá lacompactaciónnormaldelsueloyelaportedela cantidad conveniente de agua. Si la humedad natural es superior a lahumedadóptimay,segúnlasaturacióndelsuelo,sepropondráaumentarlaenergíadecompactación,airearelsuelooreemplazarelmaterialsaturado.

f) Clasificación de los suelos: Determinadas las características de los sue-los,segúnlosacápitesanteriores,sepodráestimarconsuficienteaproxima-ciónelcomportamientodelossuelos,especialmenteconelconocimientodelagranulometría,plasticidadeíndicedegrupoy,luegoclasificarlossuelos.

Laclasificaciónde lossuelosseefectuarábajoelsistemamostradoenelcuadro5.3.2.1.Estaclasificaciónpermitepredecirelcomportamientoaproxi-mado de los suelos que contribuirá a delimitar los sectores homogéneosdesdeelpuntodevistageotécnico.

135


Acontinuaciónsepresentaunacorrelacióndelosdossistemasdeclasifica-ciónmásdifundido,AASHTOyASTM:

Clasificación de suelos AASHtO Clasificación de suelos AStm

A-1-a GW, GP, GM, SW, SP, SM

A-1-b GM, GP, SM, SP

A – 2 GM, GC, SM, SC

A – 3 SP

A – 4 CL, ML

A – 5 ML, MH, CH

A – 6 CL, CH

A – 7 OH, MH, CH

Fuente:USArmyCorpsofEngineers

g. Ensayos CBR: UnavezquesehayanclasificadolossuelosporelsistemaAASHTOparacarreterascontránsitomayora100vehículospordía,seela-boraráunperfilestratigráficoparacadasectorhomogéneoapartirdelcualsedeterminarálossuelosquecontrolaráneldiseñoyseestableceráelpro-gramadeensayosy/ocorrelacionesparaestablecerelCBRqueeselvalorsoporteoresistenciadelsuelo,referidoal95%delaMDS(Máximadensidadseca)yaunapenetracióndecargade2.54mm.

Dadalavariabilidadquepresentanlossuelos(aúndentrodeunmismogru-podesuelosyenunsectorhomogéneo),asícomo los resultadosde losensayos deCBR (valor soporte del suelo), se efectuará unmínimo de 6ensayosdeCBRporsectorhomogéneodelsuelo,conelfindeaplicaruncri-terioestadísticoparalaseleccióndeunvalorúnicodesoportedelsuelo.Encasodequeenundeterminadosectorsepresenteunagranheterogeneidadenlossuelosdesubrasantequenopermitedefinirunocomopredominante,eldiseñosebasaráenelsuelomásdébilqueseencuentre.

ElvalordelCBRdediseñoporsectorhomogéneo,sedeterminarásegúnlosiguiente:

• SielsectorhomogéneopresentaparaelperíododediseñounnúmeroderepeticionesdeEE8.2ton.,menorde1x105,elCBRdediseñoseráaquelquerepresentealpercentil60%delosvaloresdeCBR.

• SielsectorhomogéneopresentaunnúmeroderepeticionesdeEE8.2ton., entre 1 x 105y1x106:elCBRdediseñoseráaquelquerepresentealpercentil75%delosvaloresdeCBR.


136

iv) UnavezdefinidoelvalordelCBRdediseñoparacadasectordecaracterís-ticashomogéneas,seclasificaráaquecategoríadesubrasanteperteneceelsector o subtramo.

En resumen:

1. Deberá identificarse los tramoshomogéneos con una longitudmínimade1500m,clasificarelmaterialdesubrasanteydefinirelCBRdediseño.Enlospuntoscríticos,siloshubiera,seefectuarántrabajosespecialesnecesariosparadefinirsusolución.

2. SedeterminaráelvolumendeEjesEquivalentes(EE)quesoportaráelafir-mado,duranteleperíododediseñoescogido.

3. Seescogeráeldiseñodelafirmado,entrelasalternativasdelcatálogoad-junto,quecorrespondaaunasoluciónque,enrazóndelosmaterialesylatecnologíadisponibles,signifiqueunmenorcostodeconstrucción.

137


Cua

dro

5.3.

2.1:

Cla

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30

mín.

40

mín.

10IP

<LL-

30

Índice

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00

00

0má

x. 4

máx.

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x. 8

máx.

12má

x. 16

máx.

20má

x. 20

Tipo d

e mate

rial

Pied

ras,

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ena

Fina

Grav

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aren

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limos

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Suelo

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Suelo

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ación

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l de

l su

elo co

mo su

bras

ante

De ex

cede

nte a

buen

oDe

pasa

ble a

malo


138

Cuadro 5.3.2.2: Signos convencionales para perfil de calicatas

SUELOS

A–1-a A–5

A–1-b A–6

A–3 A–7–5

A–2–4 A–7–6

A–2–5 MATERIA ORGÁNICA

A–2–6 ROCASANA

A–2–7 ROCA DESINTEGRADA

139


5.4 Catálogo estructural de superficie de rodadura

ParaeldimensionamientodelosespesoresdelacapadeafirmadoseadoptócomorepresentativalasiguienteecuacióndelmétodoNAASRA,(NationalAssociationofAustralianStateRoadAuthorities,hoyAUSTROADS)querelacionaelvalorsoportedelsuelo (CBR)y lacargaactuantesobreelafirmado,expresadaennúmeroderepeticionesdeEE:

e = [219 – 211 x (log10CBR) + 58 x (log10CBR)2] x log10 x (Nrep/120)

Donde:

e =espesordelacapadeafirmadoenmm.

CBR = valor del CBR de la subrasante.

Nrep =númeroderepeticionesdeEEparaelcarrildediseño.

Fuente:ElaboraciónenbasealaecuacióndediseñodelmétodoNAASRA.

Sinserunalimitación,enéstemanualdediseñoseincluyecatálogosdeseccionesdecapasgranularesderodaduraparacadatipodetráficoydesubrasante.Estoshan sido elaborados en función de la ecuación indicada.

Elespesortotaldeterminado,estácompuestoporunacapadeafirmado(veracápite5.5.1),por lagranulometríadelmaterialyaspectosconstructivos,elespesorde lacapadeafirmadonoserámenorde150mm.


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Entodocaso,sepodránajustarlasseccionesdeafirmadoenfuncióndelascondi-cionesyexperienciaslocales,paralocual:

• Seanalizarálascondicionesdelasubrasantenatural,lacalidaddelosma-terialesdelascanteras, lademandaespecíficadetráficoeneltramoysedecidiráelespesornecesariodelanuevaestructuradelacapagranularderodadura.

• Encasodequeel tramotengayaunacapadeafirmado,seaprovecharáelaporteestructuralde lacapaexistente.Sólosecolocaráelespesordeafirmadonecesarioparacompletarelespesortotalobtenidosegúnlameto-dologíadediseñoempleada.Esteespesorcomplementarionoserámenora100mm.Elnuevomaterialdeafirmadosemezclaráconelexistentehastahomogenizarloyconformarlanuevacapadeafirmado,debidamenteperfila-daycompactada.

• Paracarreterasdemuybajovolumendetránsito,menora50,seestudiarányanalizarándiferentesalternativasconstructivasdecapasgranulares,inclu-yendomacadamgranular,yestabilizacióncongravas.

• Enelcasodenohaberdisponibilidadesdegravasdefácilusoadistanciaseconómicamente razonables, se podrá recurrir a procedimientos de esta-bilización de los suelos naturales, analizando económicamente alternativa como estabilización con cal, estabilización con sal, estabilización con cemen-to,estabilizaciónquímica(segúnnormaMTCE1109),segúnseaelcaso.

• Encasodequeserequirieseprotegerlasuperficiedeloscarreterasafirma-daspararetardarsudeterioroporrazonesdeerosiónypérdidasdemate-rial,debidoaltránsitoy/oparaevitarlapresenciadepolvolevantadoporeltránsitoquecreariesgosydeterioraelambienteagrícola,podrácolocarseunacapaprotectoraquepodríaserunaimprimaciónreforzadabituminosaounacapasuperficialdeafirmadoconmayoríndicedeplasticidadquereem-plazaríaunespesorsimilardelafirmadodiseñadoounaestabilizaciónconcloruros de sodio, de magnesio, u otros estabilizadores químicos.

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CATÁLOGO DE CAPAS DE REVESTIMIENTO GRANULARTRÁFICO T0

Nota: Encasoserequirieseprotegerlasuperficiedelascarreteras,podrácolocarseunacapaprotectora,quepodríaserunaimprimaciónreforzadabituminosa;ounaestabilizaciónconclorurodesodio (sal), magnesio u otros estabilizadores químicos.


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Nota: Encasoserequirieseprotegerlasuperficiedelascarreteras,podrácolocarseunacapaprotectora,quepodríaserunaimprimaciónreforzadabituminosa;ounaestabilizaciónconclorurodesodio(sal),magnesio u otros estabilizadores químicos.

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5.5 Materiales y partidas especificas de la capa granular de rodadura

5.5.1 Capa de afirmado

Elmaterialausarsevaríasegúnlaregiónylasfuenteslocalesdeagregados,can-teradecerrooderío,tambiénsediferenciasiseutilizarácomounacapasuperficialocapainferior,porquedeellodependeel tamañomáximodelosagregadosyelporcentajedematerialfinooarcilla,cuyocontenidoesunacaracterísticaobligatoriaenlacarreteradeafirmado.

Elafirmadoesunamezcladetrestamañosotiposdematerial:piedra,arenayfinosoarcilla.Sinoexisteunabuenacombinacióndeestostrestamaños,elafirmadoserápobre.

Elafirmadorequieredeunporcentajedepiedraparasoportarlascargas.Asimismonecesitaunporcentajedearenaclasificada,segúntamaño,parallenarlosvacíosentre laspiedrasydarestabilidada lacapay,obligatoriamenteunporcentajedefinosplásticosparacohesionarlosmaterialesdelacapadeafirmado.

Haydosprincipalesaplicacionesenelusodeafirmados:Suusocomosuperficiederodaduraencarreterasnopavimentadososuusocomocapainferiorgranularocomo colchón anticontaminante.

Comosuperficiederodadura,unafirmadosinsuficientesfinosestáexpuestoaper-derseporqueesinestable.Enconstruccióndecarreteras,serequiereunporcentajelimitadoperosuficientedematerialesfinosyplásticosquecumplanlafuncióndeaglutinarparaestabilizarlamezcladegravas.

Unbuenafirmadoparacapainferior,tendrámayortamañomáximodepiedrasqueenelcasodelacapadesuperficieymuypocoporcentajedearcillasydemate-rialesfinosengeneral.Larazóndeelloesquelacapainferiordebetenerbuenaresistenciaparasoportarlascargasdeltránsitoy,además,debetenerlacualidadde ser drenante.

Gradación de los materiales de la capa de afirmado

Existenpocosdepósitosnaturalesdematerialquetieneunagradaciónideal,dondeelmaterialsinprocesarsepuedeutilizardirectamentepor loqueseránecesariozarandearelmaterialparaobtener lagranulometríaespecificada.Engeneral, losmaterialesseránagregadosnaturalesprocedentesdeexcedentesdeexcavacionesocanterasopodránprovenirdelatrituraciónderocasygravasopodránestarcons-tituidosporunamezcladeproductosdeambasprocedencias.


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Esrecomendablequelaspiedrastengancarasfracturadasoaristasysuperficiesrugosas.Sucomportamientoesmuchomejorquelapiedralisaredondeadaocantorodado, dándole a la capa de afirmado resistencia y estabilidad bajo las cargasactuantes.

Gravasprocedentesdebancosquecontienenpiedrasfracturadasnaturalmentesonconsideradascomomuybuenosmateriales.Entodocaso,sepodránobtenerme-joresresultadosprocesandoelmaterialportrituración.Estosignificaqueunbuenporcentajedelaspiedrastendráncarasfracturadasporprocesodelatrituración,lo-grándosemejorespropiedadesderesistenciayestabilidaddelacapadeafirmado.

Esmuyimportanteindicarquetodaslasgravasnosoniguales,porloquelacalidadverdaderadebeserdeterminadaefectuandoensayosydosificacionesdelosma-terialesqueconstituyenelafirmado.Estoaseguraráqueladosificaciónpuestaenobra sea la adecuada.

SedistinguencuatrotiposdeafirmadoysuespesoryaplicaciónestaráenfuncióndelIMD,segúnelcatálogoderevestimientogranular(Acápite5.4)

La capa del afirmado estará adecuadamente perfilada y compactada, según losalineamientos,pendientesydimensionesindicadosenlosplanosdelproyecto.

Afirmadotipo1:Correspondeaunmaterialgranularnaturalogravaseleccionadaporzarandeo,conuníndicedeplasticidadhasta9.Excepcionalmentesepodráin-crementarlaplasticidadhasta12,previajustificacióntécnica.ElespesordelacapaseráeldefinidoenelpresenteManualparaelDiseñodeCarreterasdeBajoVolu-men de Tránsito. Se utilizará en las carreteras de bajo volumen de tránsito, clases T0yT1,conIMDproyectadomenora50vehículosdía.

Afirmadotipo2:Correspondeaunmaterialgranularnaturalodegravaselecciona-daporzarandeo,conuníndicedeplasticidadhasta9.Excepcionalmentesepodráincrementarlaplasticidadhasta12,previajustificacióntécnica.Seutilizaráenlascarreterasdebajovolumendetránsito,claseT2,conIMDproyectadoentre51y100 vehículos día.

Afirmadotipo3:Correspondeaunmaterialgranularnaturalogravaseleccionadaporzarandeooporchancado,conuníndicedeplasticidadhasta9.Excepcional-mentesepodráincrementarlaplasticidadhasta12,previajustificacióntécnica.Seutilizaráenlascarreterasdebajovolumendetránsito,claseT3,conIMDproyectadoentre101y200vehículosdía.

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Paracadatipodeafirmadolecorresponderáunagranulometría:

Porcentaje que pasa del tamiz tráfico t0 y t1: tipo 1 Imd<50 veh.

Tráfico t2: tipo 2

51 - 100 veh.

tráfico t3: tipo 3

101 – 200 veh.

50 mm (2”) 100 100

37.5 mm (1 ½”) 95 – 100 100

25 mm (1”) 50 – 80 75 – 95 90 – 100

19 mm (3/4”) 65 – 100

12.5 mm (1/2”)

9.5 mm (3/8”) 40 – 75 45 – 80

4.75 mm (Nº 4) 20 – 50 30 – 60 30 – 65

2.36 mm (Nº 8)

2.00 mm (Nº 10) 20 – 45 22 – 52

4.25 um (Nº 40) 15 – 30 15 – 35

75 um (Nº 200) 4 – 12 5 – 15 5 – 20

Índice de plasticidad 4 - 9 4 - 9 4 - 9

Paraelcasodelporcentajequepasaeltamiz75µm(Nº 200 ), se tendrá en cuen-ta lascondicionesambientales locales(temperaturay lluvia),especialmenteparaprevenireldañopor laacciónde lasheladas,enestecasoseránecesario tenerporcentajesmásbajosalporcentajeespecificadoquepasaeltamiz75µm(Nº 200), porloqueelproyectistaespecificarálosporcentajesapropiados.

Además deberán satisfacer los siguientes requisitos de calidad:

Desgaste Los Ángeles• : 50% máx. (MTC E 207)

Límite líquido• : 35% máx. (MTC E 110)

CBR (1)• : 40% mín. (MTC E 132)

Referidoal100%delaMáximaDensidadSeca(MDS)yunapenetracióndecargade0.1”(2.5mm)

Muyimportanteeselíndicedeplasticidadquepodrállegarhastaunmáximode12ynodebesermenorde4.Larazónesquelacapaderodaduraensusuperficienecesitaunmayorporcentajedematerialplásticoylasarcillasnaturalesledaránlacohesiónnecesariayporlotantounasuperficiecómodaparalaconducciónvehicu-lar.Estopuedesercríticoduranteelperíodoseco,puesnecesitaráriegodeagua.


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Encambio,duranteperíodohúmedo,enlasuperficiepuedenaparecerpequeñashuellasquedespuésdelalluviarápidamentesesecarányendurecerán,porefectodelsolyelviento.Encambio,silacapadeafirmadopresentaunagrancantidaddefinosplásticos,estagravacausaráproblemassiesquelahumedadllegaaesteni-velpuesestacapainferiorperderáresistenciayestabilidad,causandoahuellamientoprofundoolafallatotaldelacapagranularderodadura.

Enelcasodequesetuvieranmaterialesconíndicedeplasticidadfueradelrango4-12%,seestudiaráelempleodeuntratamientosuperficial,comolaimprimaciónreforzada bituminosa, estabilización con cal, cemento, cloruros de sodio (Sal) o magnesiouotrosestabilizadoresquímicosconlafinalidaddemantenery/oprolon-garlavidaútildelacarretera.

Paraladosificaciónymezcladelmaterialparaafirmado,setendrácomoreferenciaypuntodepartida lasgradacionesquerecomiendalaespecificacióntécnicaEG-CBT 2005, sección 302B.

Es a partir de esta especificación que se efectúan los ensayos y dosificacioneshastaconseguirunmaterialdeafirmadodebuenacalidad.Deserelcaso,seesta-bleceránlasdiferenciasquesustentenunaespecificaciónespecial,comovariantede la EG-CBT 2005, sección 302B.

Uso del material de la carpeta asfáltica fresada como capa de grava

Cuandoenlasobrasderehabilitacióndeloscarreteraspavimentadosseretirencar-petasdeconcretoasfáltico,sepodráutilizarestematerialenlascarreterasdebajovolumendetránsito,reciclandoestematerialcomopartedelamezcladosificadadelacapadegrava,previoprocesodetrituraciónozarandeoparalimitareltamañodelaspartículas;resultandounabuenasuperficie,enlaquelaporciónbituminosadela mezcla actuará como ligante.

Paraunmejorresultadoestacapadegravaconmaterialasfálticorecicladodebete-nercomomínimo,unespesorcompactadode75mm.EstaalternativaconstructivasóloseaplicaráencarreterascuyasubrasantetengaunCBR>10%.

Unamejor opción serámezclar elmaterial asfáltico recicladoenunaproporción50/50congravanatural.Selograráasíunmaterialconbuenascaracterísticasligan-tesquepodrásertrabajablemedianteoperacionesdeperfilado.

Sobreestas capasdematerial asfáltico reciclado sepodrá colocar una capadeproteccióndeimprimaciónbituminosareforzada.

Manipuleo y colocación del material de afirmado

Enrelaciónalaobtenciónymanipuleodelosmaterialesenlascanterasofuentes

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dematerialesesmuyimportanteque,antesdecomenzaraprocesarelmaterial,seretirelacapadetierravegetalylavegetacióndelasuperficiepueséstacontienemateriaorgánicaquenoesbuenaparalasuperficiedelacarretera.

Generalmentetodacanteraofuentedematerialtienevariacionesenlascapasderevestimiento granular a explotar, pues se presentan capas aparentementemuyuniformesperocambian repentinamenteconbolsonesdeunmaterialdiferenteyestoafectalagradacióntotaldelagrava.Poresoesimportanteelconocimientoeinvestigacióndelasfuentesdematerialesparaconseguirunacorrectaexplotaciónyunabuenamezcladesdeelcomienzodelproceso.

Otrode losproblemases la segregacióndelmaterial duranteel proceso.Cuan-doocurreesto, laspartículasdegrantamañotiendena juntarsehastaconseguiraislarse,envezdemezclarseconel restodelmaterial.Estasituaciónprovocarála inconsistenciadelmaterialasícomodificultadensucompactación.Laszonassuperficialesquecontienenunacantidadinusualdepartículasgruesaspresentaránunacondiciónsueltaeinestable,mientrasqueotraszonaspresentaránexcesodefinosqueprovocaránahuellamientosprofundosduranteelperíododelluvias.

Cuandounmaterialapiladosesegrega,unaopciónseráutilizarlamotoniveladorayvolveramezclarelmaterialhastahomogenizarloyluegoextenderloencapasunifor-messobrelacarretera,esteprocedimientoreduciráelproblemadesegregación.

Cuandoelafirmadotengaquesercolocadasobrelacarretera,esimportantequelasuperficieseencuentreenbuenascondiciones,sinproblemasdedrenajeeim-perfecciones sobre la superficie, como ahuellamientos, baches, desniveles, etc.,Todosestosproblemasdebensereliminadoshastaformarcorrectamentelaseccióntransversaldelacarretera.Entonces,elmaterialdeafirmadosepuedecolocarenunespesoruniformeyenel futuroserámás fácilsumantenimiento.Encasodequelasuperficiedelacarreterasealisayesteendurecida,sedeberáescarificarligeramentelasuperficieparaconseguirunabuenaadherenciaconelnuevomate-rial.Estaeslaúnicamaneraqueunacapauniformedeafirmadonuevapuedesercolocada.

Elcomportamientodelacapadeafirmadodependeráengranpartedesuejecución,especialmentedelacompactaciónqueselehayadado.Lacompactaciónreducirálosvacíosyaumentaráelnúmerodepuntosdecontactoentrepartículasyelcorres-pondienterozamiento.Lacapadeafirmadodebesercompactada,porlomenosal100%deladensidadmáxima,determinadasegúnelmétodoAASHTOT180.

Otroaspectoimportanteloconstituyeelperfilado.Encuantoalaconformacióndelbombeoyperaltes,cualquierdefectoenelmismoconstituyeunimpedimentoparaeldrenajesuperficialdelaguadelaslluvias.


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Noobstante,esnecesarioindicarqueelcomportamientodeunasuperficiedeafir-madonotendráenningúncasouncomportamientosimilaralassuperficiespavi-mentadas.Siemprehabráalgunaspérdidasdeagregadosenvirtualmentetodoslascarreterasdeafirmado,porloquesedebeevaluarlanecesidaddecolocarcapasdeprotecciónoestabilizaciones,segúnlopermitanlospresupuestosdeconstruccióny/omantenimientoyladisponibilidaddematerialesenlazona.

Duranteeltrabajodecolocacióndelacapadeafirmado,secolocaránlosdispositi-vosdecontroldetránsitodeacuerdoaloestablecidoenelManualdeDispositivosdeTránsitoAutomotorparaCallesyCarreteras.

5.5.2 Macadam granular

Elmacadamgranulares lacapaobtenidaporcompactacióndeagregadosgrue-sos,distribuidosdemanerauniforme,cuyosvacíossonrellenadosconmaterialdegranulometríamásfina,primeroenseco,ydespuésconayudadeagua.Secolocasobreunacamadeasientoconformadaporarenaycomocapasuperficialsecolocamaterialdeafirmadotipo1.Laestabilidaddelacapaseobtieneapartirdelaacciónmecánicadelacompactación.

Lostrabajosconsistenenelsuministrodemateriales,carga,transporte,descargadelosmateriales,agua,manodeobrayequiposadecuadosparalacorrectaeje-cucióndelostrabajosafindeteneruncontroldecalidaddelmacadamgranulardeacuerdoconlasnormasylosdetallesejecutivosdeproyecto.

Capas del macadam granular

1) Cama de asiento del macadam granular

El agregadopara la camadeasientodebepresentar unade lasgranulometríassiguientes:

malla% en peso que pasa

I II

19.0mm. (3/4”) 100 -

12.50mm. (1/2”) 80 – 100 -

9.5mm. (3/8”) 70 – 100 -

4.80mm. (Nº4) 45 – 100 100

2.0mm. (Nº10”) 25 – 65 55 – 100

0.42mm. (Nº40) 10 – 30 25 – 100

0.074mm. (Nº200) 0 - 8 0 - 12

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Apartedelosrequerimientosgranulométricos, lacamadeasientodebeestarfor-madaporfragmentosduros,limpios,durables,libresdeexcesodepartículaslami-naresoalargadasdefácildesintegracióncuando,alsersometidosalaspruebasdedurabilidadconsolucióndesulfatodesodio,encincociclos,presentenpérdidasinferioresal18%.Elmaterialretenidoporlamallade2.0mm.(No.10)ysometidoalapruebadedesgastenodeberásersuperioral45%.

Colocación de la cama de asiento

a) Lasuperficiede lacapadesubrasante,debeestar limpiayconunbuenacabadoparapoderrecibirlacamadeasiento.

b) Se colocará una cama de asiento cuya ejecución tiene por objetoevitarqueelagregadogruesoingreseenlacapadesubrasanteyquelosfinosdelasubrasantepenetrenycontaminenlacapamacadamgranular. El extendido de la cama de asiento debe hacerse con la uti-lizacióndelamotoniveladora,suacomodoseefectuaráporcompre-sióndelrodilloneumáticooestáticoliso,ennomásdedospasadasdecadaequipo.

2) Capadeagregadosgruesos

Elagregadogruesodebeestarformadoporpiedranaturalotrituradayquecumplacon una de las granulometrías indicadas en la tabla siguiente:

malla% en peso que pasa

I II III

100mm (4”) 100 - -

90mm (3 1/2”) 90 – 100 - -

76mm (3”) - 100 -

64mm (2 ½”) 25 – 60 90 – 100 100

50mm (2”) - 35 – 70 90 – 100

38mm (1 ½”) 0 – 15 0 – 15 35 – 70

25mm. (1”) - - 0 – 15

19mm (3/4”) 0 – 5 0 – 5 -

12.5mm (1/2”) - - 0 – 5

Losagregadosgruesosdebencumplirlascondicionesgeneralesquesepresentana continuación:

• Los fragmentos deben ser duros, limpios, durables, libres de excesos departículaslaminares,alargadasofrágiles.


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• Cuandosonsometidasapruebasdedurabilidad,presentarvaloresigualesoinferiores a 15%.

• Eldiámetromáximorecomendadodebeserdeentre1/2y1/3delespesorfinaldelacapaejecutada.

• Elagregadoretenidoporlamallade2.0mm.(No.10)nodebetenerundes-gastesuperioral40%.

• Losagregadosde forma laminar,obtenidosen lamuestra,nopuedensersuperioresal20%.

Colocación de los agregados gruesos

Laejecucióndelascapasdeagregadogruesoseiniciaconlacargadelmaterialdelasáreasdeextracción,apilamientooplantasdetrituración.Laoperacióndecargadel material se debe hacer con criterio, evitando el material laminar o el exceso de finos.

La colocación de los agregados gruesos debe efectuarse con una motoniveladora o distribuidor de agregados, evitando la segregación del material.

Al terminar la colocación del agregado grueso, se deben retirar los fragmentos alar-gados,laminaresodetamañoexcesivo,visiblesenlasuperficie.

Tambiénsedebecorregirlospuntosquepresentenexcesoofaltadematerial,veri-ficarnivelesyseccionestransversales.

Compactación

Lacompactacióninicialdebehacersemedianteelusoderodillolisoconunpesodeentre10y12toneladasorodillolisovibratorio.

En los tramosen tangente, lacompactaciónpartirásiemprede losbordeshaciaelejeyen lascurvasdelbordemásbajohaciaelmásalto.Encadapasada,elequipoutilizadodebecubrir,porlomenos,lamitaddelapasadadecompactaciónanterior.

Lospuntosdondenoesposibleelaccesodelosequiposdecompactación,sereco-miendalautilizacióndeequipomanualomecánico.

Elvalordelahumedadyelgradodecompactaciónseguirálasespecificacionesdelproyectoyexigenciaspropias.

Nosepermitecomplementarespesoresconlaadicióndefinosenlacapa.

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Cuandoserequierancapasconespesoressuperioresa15cm.,laejecuciónreco-mendadaesendoscapas.

3) Material de relleno de los vacíos

Elmaterialde rellenonaturalestará formadopor losfinos resultantesde la tritu-racióndelapiedraoporarena,conformealagranulometría indicadaenlatablasiguiente:

mallas% en peso que pasa

A B

19 mm(3/4") 100 -

12.5 mm (1/2") 85 - 100 -

9.5 mm (3/8") - 100

4.75 mm (No. 4) - 85 - 100

0.15 mm (No. 100) 10 -30 10 -30

LagranulometríatipoA,debeserutilizadaparaelmaterialderellenodeagregadogruesodegranulometríatipoI.LagranulometríatipoBdelmaterialderelleno,debeserutilizadaenconjuntoconelmaterialdeagregadogruesotipoIIyIII.

Losmaterialesderellenoquepasenlagranulometría,estaránformadosporfrag-mentosduros,limpios,durables,libresdeexcesodepartículaslaminares,alarga-dasodefácildesintegraciónyausentesdematerialescontaminantes.Cuandoseansometidosa lapruebadedurabilidadconsolucióndesulfatosdesodioencincociclos,nodebenpresentarpérdidasigualesosuperioresal18%.Elmaterialpasadoporlamallade2.0mm.(No.10)nodebeexhibirdesgasteenlapruebadeabrasiónLosÁngelessuperiora40%.Elequivalentedearenadebeserigualosuperiora40%.

Colocación del material de relleno

Elmaterialderelleno,deacuerdoconlasgranulometríasespecificadasdetipoAoB,debeserextendidomanualmente,lomássecoposible,pormediodecarretillasmanuales o mecánicas.

Cuandoyanoesposible lapenetraciónde losmaterialesderellenoenseco,esnecesariohumedecerlacapa,nivelarycompactarelmaterialderelleno.

Laoperacióndehumedecimientoylaaplicacióndematerial,debenrepetirsehastaqueseformeunamasaestableycompactadelantedelrodillo.


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Finalmente, lasuperficiehumedecidaquedará limpiaycompactadaconel rodilloliso vibratorio.

4.) Capa de rodadura

Los requerimientosdeconstrucciónde la capade rodaduraestaránconstituidosporelmaterialcorrespondientealafirmadotipo1ydebensatisfacerlosrequisitosestablecidosenlasección302B.Afirmado.

Elespesormínimodelacapaderodaduraseráde100mm.

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5.5.3 Estabilizaciones

LacapacidadportanteoCBRdelosmaterialesdelascapasdesubrasanteydelafirmado,deberáestardeacuerdoalosvaloresdediseño,noseadmitiránvaloresinferiores.

Enconsecuencia,sílosmaterialesautilizarseenlacarreteranocumplenlasca-racterísticasgeneralespreviamentedescritas,seefectuarálaestabilizacióncorres-pondientedelsuelo.

Laestabilizacióndeunsuelo,esunprocesoque tieneporobjetomejorarsu re-sistencia,sudurabilidad,suinsensibilidadalagua,etc.Deestaforma,sepodránutilizarsuelosdecaracterísticasmarginalescomosubrasanteoencapasinferioresdelacapaderodaduraysuelosgranularesdebuenascaracterísticas,perodeesta-bilidadinsuficiente(CBRmenoralmínimorequerido)enlacapadeafirmado.

Laestabilizaciónpuedesergranulométricaomecánica,conformadapormezclasdedos o más suelos de diferentes características, de tal forma que se obtenga un sue-lodemejorgranulometría,plasticidad,permeabilidadoimpermeabilidad,etc.Tam-biénlaestabilizaciónserealizamedianteaditivosqueactúanfísicaoquímicamentesobrelaspropiedadesdelsuelo.Entrelosmásutilizadosestánlacalyelcemento,perotambiénseempleanclorurodesodio(Sal),clorurodemagnesio,asfaltoslíqui-dos,escoriasyproductosquímicos.Laaplicacióndeestosúltimosestarádeacuer-doalanormaMTC1109-2004NormaTécnicadeEstabilizadoresQuímicos.

Elgradodeestabilizacióndependedeltipodesuelo,deladitivoutilizado,delacan-tidadañadida,ymuyespecialmentedelaejecución.

Latécnicadeestabilizacióndesuelosseaplicaráutilizandomaterialesgranulareslocalesyelmaterialestabilizadorquepermitaunasoluciónmáseconómicasobreotras alternativas.

Seconsideraquedentrodelosmétodosmásprácticosdesdeelpuntodevistadesuaplicaciónsonlosqueacontinuaciónseindican:

5.5.3.1 Capasuperficialdelafirmado.

5.5.3.2 Estabilizacióngranulométrica.

5.5.3.3 Estabilización con cal.

5.5.3.4 Estabilización con cemento.

5.5.3.5Imprimaciónreforzadabituminosa.

Acontinuaciónsepresentaunabrevedescripciónnolimitativa,decadaunadelasestabilizaciones anteriormente mencionadas.


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5.5.3.1 Capa superficial del afirmado

Lacolocaciónde lacapasuperficialdelafirmadoesopcional,perodecolocarseelespesordeestacapasededucirádelespesor totalcalculadopara lacapadeafirmado.Elespesordelacapasuperficialdelafirmado,noserámenoralmínimoconstructivo de 100mm.

Unbuenmaterialparacapasuperficialdeafirmadodeberáestarconstituidoprinci-palmentedegravatrituradayarenagruesaconpartículasmásfinasparallenarlosvacíosyunaporciónpequeñadearcillaparaactuarcomoligante.

Elmaterialdebeserdebuenaestabilidad,resistentealaabrasión.Nopermitirelle-vantamientodepolvoqueprovoqueunmínimodesgastedeneumáticos,económicoydefácilmantenimiento.

Diversostiposdematerialessonconvenientescomocapasuperficialdelafirmado,comolosagregadostrituradosquealmezclarseconotrosmaterialeslocalespro-porcionanunadistribuciónycaracterísticasdetamañonecesariasparalaconstruc-ciónapropiadadelacapasuperficialdelafirmado.

ElCBRde lacapasuperficialdebesermayorde40%,siendodeseablequeseade 60% para los casos de excesivo tráfico de vehículos pesados (omnibuses ycamiones).

Losagregadospuedenclasificarseentrescategorías:

1) Agregadoscondeficienciadefinos.2) Agregadosconsuficientecantidaddefinos.3) Agregadosconexcesodefinos.

Estastresclasessepuedenutilizarcomomaterialesdelacapasuperficialdelafir-mado,peronecesitansermodificadosconlaadicióndeotrosmateriales.

Losagregadosquesondeficientesenfinosselespuedenañadirmaterialesfinosdefuenteslocalestalescomoarenas,limosoarcillas.Lasarcillaspuedenserutiliza-dasconlosagregadosdelacapasuperficialdelafirmado,especialmenteenzonasparticularmentesecas,porqueproporcionanunacapaderodaduraexcelenteparaelafirmado.Sinembargo,puedehaberproblemasporexcesivahumedad.

Losagregadosconsuficientecantidaddefinossedebenutilizardirectamenteparalacapasuperficialdelafirmadosinnecesidaddemodificación.

Losagregadosconexcesodefinospuedenserutilizadosincorporandootrosagre-gadosconpococontenidodefinos,semezclanhastahomogenizarelproductoyobtenerlacantidaddefinosnecesarios.Elmaterialaincorporardebeserdeficiente

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enfinosdemodoquecuandosecombineconelmaterialoriginal seobtenga ladistribucióngranulométricaapropiada.

Talcomoseindicó,losagregadosparalacapasuperficialdelafirmadodebenserdealtaresistenciayconunagranulometríabiengradada,paraquelamayoríadelosvacíosseanllenadosylacompactaciónrequerida,100%delaMDS,seaobtenida.

Unacapasuperficialdelafirmadocorrectamentediseñadaconlosmaterialesade-cuados,permitiráobtenerunaexcelentesuperficiederodaduraenlascarreterasdebajo volumen de tránsito.

Lasiguientetablaincluyecuatroalternativasdedistribucióngranulométricaparalacapasuperficialdelafirmadoylosrequisitosdeplasticidad:

Capa superficialdel afirmado tamiz

Porcentaje que pasa

Alternativa 1 Alternativa 2 Alternativa 3

19 mm (3/4”) 100 100

12.5 mm (1/2”)

9.5 mm (3/8”) 60 – 100 100

4.75 mm (Nº 4) 50 – 85 50 – 78 55 – 100

2.36 mm (Nº 8) 37 – 67

2.00 mm (Nº 10) 40 – 70 50 – 80

4.25 um (Nº 40) 25 – 45 13 – 35 25 – 45

75 um (Nº 200) 5 - 20 4 - 15 6 - 20

Nota1.Losporcentajesdelmaterialquepasaneltamiz75µm(Nº 200 ), deben estar en el extremo inferior delaescala,paraloscasosdeclimasfríosoaguasubterráneaaltaoprecipitaciónalta.

Nota2.Silacapasuperficialdelafirmadonorecibiráuntratamientosuperficialporvariosaños,elproyectis-tadebeespecificarunmínimode8porcientoquepasaeltamiz75µm(Nº200),enlugardelosporcentajesmínimos indicados en la tabla anterior.

Clima

Características de la plasticidad para lacapa superficial del afirmado

Límite líquidoNo debe exceder (%)

Rango de plasticidad(%)

Húmedo – lluvioso 35 4 – 9

Árido - Seco 55 15 – 30

5.5.3.2 Estabilización granulométrica

Laestabilizacióngranulométricaconsisteenmezclardosomássuelosparaobte-nerunmaterialdecaracterísticasadmisiblesparaserutilizadocomosubrasanteo


158

comoafirmado.Engeneral,sedebenutilizarmaterialeslocalesafindeoptimizarloscostosdepreparaciónydetransporte.

Normalmenteunodelossueloseselnaturaldelasubrasanteyelotroeseldeapor-teparamejorarsuspropiedades.Porejemplo,sepuedeañadiraunsuelogranularsinfinos,otrodegranofinoyciertaplasticidad,afindeobtenerunamezcladema-yorcohesión,másfácildecompactar,másimpermeableyensumamásestable.

En general, las propiedades de un suelo estabilizado granulométricamente secontrolan con ensayos de laboratorio sencillos como son la determinación de ladistribucióngranulométrica(tamizado)del límite líquidoydel límiteplástico.Parasuelosgranularesyfinos,seutilizaráelensayoAASHTOT27(ASTMC136),elen-sayoAASHTOT11paramaterialesfinosobtenidosporlavadosobrelamallaN°200(ASTMC117) y si seespera tener unamezcla conunaapreciable cantidaddematerialquepasalamallaN°200sepodráutilizarelensayoAASHTOT88(ASTMD 422).

5.5.3.3 Estabilización con cal

Elsuelo-calseobtienepormezclaíntimadesuelo,calyagua.Lacalqueseutilizasecomponefundamentalmentedeóxidocálcico(calviva),obtenidoporcalcinacióndematerialescalizos,ohidróxidocálcico(calapagada).Estascalessellamantam-biénaéreasporlapropiedadquetienendeendurecerseenelaire,unavezmezcla-dasconagua,poraccióndelanhídridocarbónico.

Laexperienciademuestraquelosproductosdelahidratacióndelcementopuedenserreproducidoscombinandodosomáscomponentesprimariosdeesteproductocomo: Ca 0, Si 02, Al2O3yFC2O3 enlasproporcionesadecuadasyenpresenciadeagua.

Comolamayoríadelossueloscontienensíliceyaluminiosilicatos,laincorporaciónde cal anhidra (Ca O) o de cal hidratada (Ca (OH)2)yaguaencantidadapropiadasepuedeobtenerlacomposicióndeseada.

Almezclarelsueloconlacal,seproduceunareacciónrápidadefloculaciónein-tercambioiónico,seguidadeotramuylentadetipopuzolánico,conformacióndenuevosproductosquímicos.Lasíliceyalúminadelaspartículasdelsuelosecom-binanconlacalenpresenciadeaguaparaformarsilicatosyaluminatoscálcicosinsolubles.

Unodelosefectosmásimportantesdelacalenelsueloeseldecambiaraprecia-blementesuplasticidad.Consuelosdebajaplasticidad(IP<15),aumentantantoelLLcomoelLP,y tambiénmuy ligeramentesuIP.Encambio,en lossuelosdeplasticidadmediayelevada(IP>15)disminuyeelIP.

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Tambiénaumentalahumedadóptimadecompactación,loquepermiteladensifi-cacióndesuelosdeelevadahumedadnatural,quedeotromodonopermitiríanlaconstruccióndelacapaderodadurasobreellos.

Lossuelosmásapropiadosparaestabilizarconcalsonlosdegranulometríafinadeciertaplasticidad.

Encorteseinclusoenterraplenes,dondeseevidenciensuelosarcillosos,resultaconvenientemejorarelsueloconunpequeñoporcentajedecalparaproteger laexplanaciónyformarunaplataformaparalaconstruccióndelacapaderodadura.

Elsuelosevuelvemásfriableygranular.Alaumentarsulímiteplásticoyhumedadóptimadecompactaciónpermitesupuestaenobraconmayorfacilidad.

Esfrecuentequelamezclaserealiceendosfases,conunperíodointermediodereacciónde1-2días.Laaplicaciónmásusualdelasestabilizacionesconcalesensubrasantesycomocapaderodadura,enzonasdesuelosarcillososy/oconcanteras de materiales granulares lejanos.

LaNationalLimeAssociationresumelaspropiedadesqueseobtienendespuésdeuna estabilización o mejoramiento con cal, en lo siguiente:

i) Reduccióndelíndicedeplasticidad,debidoaunareduccióndellímitelíquidoyaunincrementodellímiteplástico.

ii) Reducciónconsiderabledel ligantenatural del sueloporaglomeracióndepartículas.

iii) Obtencióndeunmaterialmástrabajableyfiablecomoproductodelareduc-ción del contenido de agua en los suelos (rotura fácil de grumos).

iv) Lacalayudaasecarlossueloshúmedosloqueacelerasucompactación.

v) Reducciónimportantedelpotencialdecontracciónydelpotencialdehincha-miento.

vi) Incrementodelaresistenciaalacomprensiónsimpledelamezclaposterioraltiempodecuradoalcanzandoenalgunoscasoshastaun40%deincre-mento.

vii) Incrementodelacapacidadportantedelsuelo(CBR).

viii) Incremento de la resistencia a la tracción del suelo.

ix) Formacióndebarrerasimpermeablesqueimpidenlapenetracióndeaguasdelluviaoelascensocapilardeaguassubterráneas.

Laexperienciaamericanahademostradoqueunaestabilizaciónconcaltieneexce-lentes resultados, en los siguientes casos:


160

a) Materialescompuestospormezclasdegravayarcillaparasuusocomocapagranularsuperficialconunaincorporaciónde2a4%deCa(OH1)2enpeso.

b) Suelosaltamentearcillososparausarloscomocapagranularsuperficial(5a10%decalenpeso)ocomocapainferior(1a3%decalenpeso).

5.5.3.4 Estabilización con cemento

Elmaterialllamadosuelo-cementoseobtieneporlamezclaíntimadeunsuelosu-ficientementedisgregadoconcemento,aguayotraseventualesadiciones,seguidadeunacompactaciónyuncuradoadecuados.Deestaforma,elmaterialsueltoseconvierte en otro endurecido, mucho más resistente. A diferencia del concreto, sin embargo, losgranosde lossuelosnoestánenvueltosenpastadecementoen-durecido,sinoqueestánpuntualmenteunidosentresí.Porello,elsuelo-cementotieneunaresistenciainferioryunmódulodeelasticidadmásbajoqueelconcreto.Elcontenidoóptimodeaguasedeterminaporelensayoproctorcomoenlacom-pactacióndesuelos.

Laspropiedadesdelsuelo-cementodependende:

i) Tipoycantidaddesuelo,cementoyagua.ii) Ejecución.iii) Edaddelamezclacompactadaytipodecurado.

LossuelosmásadecuadosparaestabilizarconcementosonlosgranularestiposA-1,A-2yA-3,confinosdeplasticidadbajaomedia(LL<40,IP<18).

Laresistenciadelsuelo-cementoaumentaconelcontenidodecementoylaedaddelamezcla.Alañadircementoaunsueloyantesdeiniciarseelfraguado,suIPdisminuye,suLLvaríaligeramenteysudensidadmáximayhumedad-óptimaau-mentaodisminuyenligeramente,segúneltipodesuelo.

Ladosificacióndecementopuedefijarseaproximadamenteenfuncióndeltipodesuelo,segúnlosiguiente:

Clasificación de suelos AASHtO

Rango usual de cemento requeridoPorcentaje del peso de los suelos

A-1-a 3 – 5A-1-b 5 – 8A – 2 5 – 9A – 3 7 – 11A – 4 7 – 12A – 5 8 – 13A – 6 9 – 15A – 7 10 - 16

Fuente:FederalHighwayAdministration(FHWA).

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Lossuelosmejoradosconcemento,constituyenunmaterialsemiendurecido,pueslaproporcióndecementonosuelesersuperioral3%enpesodelossuelos.Enestecaso,sólosepretendemejorarlaspropiedadesdeunsueloparaqueseaadecuadocomosubrasantedeunacapaderodadura.

Es convenienteque la compactación se inicie cuando lahumedad in situ sea laprescritayentodocaso,enmenosdeunahoraapartirdelmezclado,ysedebeter-minarentre2y4horas,segúnlascondicionesatmosféricas.Aniveldesubrasante,seexigeungradodecompactaciónmínimo95%segúnAASHTOT180enlacapadeafirmadoelmínimoesde100%.

Esquema de la ejecución de las estabilizaciones de suelos

Elsueloaestabilizardebeserescarificadoypulverizadoconanterioridadalamez-cla, la misma que se realizará in situ.

Sedistribuiráeladitivoyelaguasobreelsueloextendidodelaformamásuniformeposible.Lamezclapuederealizarseconmotoniveladoraysedaránlaspasadasyvueltasnecesariashastaconseguirunamezclaintimadelosmateriales.Tambiénesposiblerealizarestabilizacionescondistribuciónmanualymaquinariaagrícola.

Unavezextendidalamezclauniformementeseprocedeasucompactaciónacon-tenidoóptimodeagua.

Paralacompactacióndesuelos,laeleccióndelequipoesunproblemadeeficaciayderendimiento.Consuelosfinosdeciertacohesión,seutilizaránpreferentementerodillos de pata de cabra y de neumáticos,mientras que los granulares podríancompactarseconrodillosvibratorios,deneumáticos,lisos,etc.

La compactación seráenérgicahastaalcanzar lasdensidadesespecificadas, engeneralnoinferioresal95%ó100%delproctormodificado.

Acontinuaciónseprocederáalcuradoparaqueelproductocolocadoadquierasuspropiedadesdefinitivasy,entodocaso,seesperaráaextenderlacapasuperiorodareltráficocuandoelmaterialhayaalcanzadolasuficienteresistencia.

Figura V.1: Esquema de la ejecución de una estabilización por mezcla in situ


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5.5.3.5 Imprimación reforzada bituminosa

Sedenominaimprimaciónreforzadabituminosa,altratamientosuperficialapene-tracióndirectasobrelaplataformaexistentedeunacarreteradeafirmado,laquepreviamentehasidodesagregadayacondicionadaparafacilitarunmayordescensodellíquidoasfálticodecuradomedioqueseaplicaendosetapas,procediendoen-treambosriegosalacompactacióndelacapasuperficialconosinhumedecimientoprevio,segúnseconsiderenecesario.

EnelcuadrodelafiguraV.2,seilustralassecuenciasdelprogreso,así,seobtieneunacapaderodadurasumamenteestableydondeellíquidoasfálticopenetramásdemediapulgada,resistiendoa lassolicitacionesdetránsitoyconformandounasuperficiealtamenteimpermeable.

Lasuperficieasfálticaresultaaltamenteflexibley,comotal,seacomodamejoralasdeformacionesdelaplataformaquecubre.Noobstante,esnecesarioquelacarre-teratengaadecuadascondicionesdedrenajesuperficialysubdrenaje,puestoquelainestabilidadqueseoriginetambiénafectaráalasuperficiederodadura.

Estatécnica,también,sepodráusarenunacarreteradetierraquereúnalascon-dicionesdedrenajeyunvalorsoporteadecuado,asegurandounmejoramientodela transitabilidad.

Independientementealosefectosdelascondicionesambientalesdecadaregión,larespuestayduracióndelaimprimaciónreforzadaestaránsujetasalossiguientesfactores:

i) Dureza,gradaciónyaportefriccionaldelmaterialatratar.

ii) Afinidaddelagregadoconellíquidoasfáltico.

iii) Espesordelacapaimprimadaenrelaciónconsuestructurafriccional.

iv) Calidad del drenaje existente.

v) Calidaddelaejecución,demaneraqueserespetenlasdosificaciones,ma-teriales,tiemposyutilizacióndeequiposdeacuerdoalascondicionespre-establecidas.

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Figura V.2: Croquis Etapas de ejecución de la imprimación reforzada

Partesuperiordelacarreteradesagregadaparcialmente por escarificado o porcorresponderaunsueloincorporado.

Primeraaplicacióndelasfaltodiluido.

Riego de agua a las 48 horas.

Compactación con rodillo liso muylivianodelacapasuperiorconasfaltoincorporadoydelainferiordecontactohumedecida.

Segunda aplicación del asfaltodiluido para rellenar los intersticiossuperficiales y asegurar laimpermeabilidad.

Aplicación de arena de sellado a las24y48horasdelasegundaaplicaciónasfálticaparaimpedirlaadherenciaalpasodeltránsito.


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Procedimiento constructivo

Laimprimaciónreforzadabituminosaseaplicarácomosuperficiederodadura,so-brelacapadeafirmadosintratarotratadaconcalocemento.Noobstante,elmé-todotiendeaaprovecharelmaterialexistenteenlaplataforma.

Etapas

1ª Escarificadoyperfilado:Conlamotoniveladoraseprocedeaescarificarlos4ó5cmsuperioresconformandounacajasobrelaqueseaplicaunriegodeaguayluegoseextiendeelmaterialremovidoalqueseledaelperfiladocorrespondiente.LafiguraV.3,esquematizaestapartedelproceso.

Cuandoseaprovechelacapasuperiordelaplataformaexistenteysepre-sentenenlaplataformapartículasdegrantamañoquedificultanelraspadoconlamotoniveladora,serecomiendaprocederalaregularizacióndelperfilmediante la incorporacióndematerialdegranulometríay tamañomáximoadecuados,determinandoésteúltimoelespesordelacapa,elqueennin-gúncasodeberáserinferioralapenetraciónqueseprevéparaeldiluido.

Cuandolaplataformasepresentemuyfirmeycompacta,serecomiendaunhumedecimientoprevioparaaflojarlasuperficie.

2ª Primerriego:Luegodelperfiladoqueseráprolijoevitandolasegregación,sehaceunapasadaderodillolisomuylivianoparauniformizarlasuperficieyseprocedeaaplicarelprimerriegoconunasfaltolíquido,comoelMC-30oel RC-250, calculando la velocidad del distribuidor de modo de estar en una dosificaciónde1.7a2.0ltpormetrocuadradoparaasegurarunapenetra-ciónqueexcedaelcentímetro(aprox.13mm).Sesugiere,paraello,ensayarpreviamente en tramos cortos para comprobar hasta donde desciende elasfalto líquido.

3ª Luegodel primer riego, sedejarán transcurrir unmínimode48horas sintránsitoparapermitirlapenetraciónasfálticayluegoseregaráconagua,siesqueseconsideranecesario,parahumedecerlaparteinferiordelacapasueltadondenollegóelasfaltolíquido.Asísehacemáseficienteelposteriorcompactadoconrodillolisoyluegoconelneumáticoconlosquesealcanza-ráladensidadfinal(4ªEtapa).

Sídentrodelas48horasdelprimerriegosepresentanlluvias,esrecomen-dableprocederacompactarlacapaimprimadaparacerrarlayconelloevitarunexcesodehumedadquepuedaafectara laplataforma.Sinose lograesto,seránecesariodemorarelprocesohastaqueesahumedadseevaporeoseaabsorbidaporlascapasinferiores,demodoqueserestablezcalaes-tabilidad.

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Luegodelas48horassecomprueba,altacto,laadhesividaddelriego,asícomocuántopenetróelasfaltolíquidoylahumedadinferiordelacapa.

4ª Desernecesario,seaplicaunriegoadicionaldeaguayluegodeunahoraseprocedeaunacompactaciónconrodillovibratorio,siendolaprimerapasadasincargadinámica.Ellosiemprequenohayaadhesiónconelrodilloosedis-pongadeunequipoautopropulsadoconbarrarociadoraparahumedecerelrodillo.Delocontrario,seprocederádeunadelasdosmanerassiguientes:

a)Sisehacomprobadounaefectivapenetracióndeldiluido,seextenderáunafinacapadearenanaturalodetrituraciónparaimpedirlaadherenciadelrodillo,procediendoluegoalacompactaciónligeraconelrodillovibratoriolisoyluegoconelneumático.

b)Silapenetraciónesdeficiente,debedemorarselaentradadelequipodecompactaciónparadartiempoalapenetraciónyluegoseprocedecomoenel caso a).

5ª Completadalacompactación,seaplicaráelsegundoriegodeMC-30oRC-250,arazónde0.5a0.6lt./m2,(previaevaluaciónyanálisisdelrequerimien-to)corrigiendoantestodaimperfecciónquesenotase.Esteriegofinaltam-biénsedejarácurar48horas,traslocualsebarrerátodoexcesodeasfaltoacumuladoyprocederáaladistribucióndearenanaturalofriccional(2a3lt/m2),nomayorde5mm,ycuyafinalidadseráabsorberelasfaltoaúnfrescoeimpedirqueseadhieranlosneumáticosdelosvehículos.

Finalmente,seprocedealrodilladointensoconrodilloneumáticohastaobtenerunasuperficieselladaqueselibraráaltránsito.

Recomendaciones para el mantenimiento de la imprimación reforzada

La imprimaciónreforzadaesunaalternativaapta,eficienteyeconómicaparaca-rreterasdebajovolumendetránsitoyparasumantenimientoseejecutaránselloscada2ó3años.


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Figura V.3: Preparación de plataforma para la imprimación reforzada

167


5.5.4 Partidas específicas para la capa de rodadura

Complementariamentea laspartidas indicadasen losacápitesanterioresensusprocedimientosconstructivosespeciales,sondeaplicaciónelManualdeEspecifi-cacionesTécnicasGeneralesparaConstruccióndeCarreterasNoPavimentadasdeBajoVolumendeTránsito,enlassiguientespartidas:

•Paralapreparacióndelasubrasante(capítulo2bmovimientodetierras):

Sección201B(2008) : Desbroceylimpieza.

Sección202B(2008) : Demoliciónyremoción.

Sección205B(2008) : Excavaciónparaexplanaciones.

Sección 206B (2008) : Remoción de derrumbes.

Sección210B(2008) : Terraplenes.

Sección211B(2008) : Pedraplenes.

Sección220B(2008) : Preparaciónymejoramientodesuelos a nivel de subrasante.

Sección 230B (2008) : Desquinche de taludes.• para lascapasgranulares (capítulo3bcapasdeafirmado,macadamgranular,suelosestabilizadosyotrassuperficiesderodadura):

Sección300B(2008) : Disposiciones generales para la eje-cucióndeafirmados,macadamgranu-lar,suelosestabilizadosyotrassuper-ficiesderodadura.

Sección301B(2008) : Capaanticontaminante.

Sección302B(2008) : Afirmado.

Sección 306B (2008) : Suelo estabilizado con cemento Port-land.

Sección 307B (2008) : Suelo estabilizado con cal.

Sección308B(2008) : Sueloestabilizadoconproductosquí-micosy compuestos multienzimáti-cos orgánicos.

Sección 309B (2008) : Suelo estabilizado con sal (cloruro de sodio).

Sección 310B (2008) : Suelo estabilizado con grava.

Sección315B(2008) : Imprimaciónreforzada.


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Sección 320B (2008) : Macadam granular.

Sección325B(2008) : Empedrados.

Sección 330B (2008) : Adoquinados.

Sección350B(2008) : Separacióndesuelodesubrasanteycapasgranularescongeotextil.

5.6 Fuente de materiales - cantera

Seefectuaráunestudiodecanteras-fuentesdematerialespararellenos,capadeafirmadoyparaobrasdeconcretohidráulico.Paraelcasodecanterasquetenganestudiosprevios,seefectuaránsolamenteensayosqueconfirmenlacalidadypotenciadelasmis-mas.

Lascanterasseránevaluadasyseleccionadasporsucalidadycantidad(potencia),asícomoporsumenordistanciaalaobra.Lasprospeccionesqueserealizaránenlas canteras se efectuarán en base a calicatas de las que se obtendrán las muestras necesariasparalosanálisisyensayosdelaboratorio.

Elnúmeromínimodecalicatasseráde6de3.0mdeprofundidadoalternativamen-te12calicatasde1.5mdeprofundidadporhectáreapormediodesondeos,calica-tasy/otrincheras.Lasmuestrasrepresentativasdelosmaterialesdecadacanteraseránsometidasalosensayosestándar,mínimo06pruebasportipodeensayoafindedeterminarsuscaracterísticasyaptitudesparalosdiversosusosqueseannecesarios(rellenos,afirmados,concreto,etc.).

Atodaslasmuestrasselespracticaránensayosdeclasificación,entantoqueaunnúmerorepresentativodeltotaldelmuestreoselesefectuaránensayosdecompac-tación,CBRyaquellosquepermitandeterminar laspropiedadesmecánicasyderesistencia.

Laexploracióndelascanterasofuentesdematerialesdebecubrirunáreaquease-gureunvolumendematerialútilexplotabledelordende1.5veceslasnecesidadesdelproyecto.

Estos trabajosseefectuaránacriterio,experienciay responsabilidaddelproyec-tista, los resultadosyconclusionesquepresentedebenser los representativosyconunaconfiabilidadaceptada,detalmaneraquelosmaterialesprocedentesdelascanterasseleccionadasporelproyectistacumplanestrictamenteelManualdeEspecificacionesTécnicasparaConstruccióndeCarreterasNoPavimentadasdeBajo Volumen de Tránsito.

Elinformegeotécnicodecanteras–fuentesdematerialesdebenincluir,almenos,la siguiente información:

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• Ubicaciónypotenciadelacantera.

• Condicionesdeexplotacióntalescomonivelfreático,accesos,pendientes,taludes, etc.

• Característicasprincipalesdelosmaterialesquepuedanobtenerse.

• Característicasypropiedadesdelosmaterialesparadefinirsuaptitudcomoagregadospararellenos,afirmado,macadamgranular,grava,concreto,etc.

• Rendimientospor tipodeuso, limitacionesocondicionantesconstructivasquepuedanrestringirsuuso(porejemplo,condicionesdehumedad,sobretamaño,etc.)

• Propiedadydisponibilidaddeusodelacanteraofuentedemateriales.

• Ubicacióndelasfuentesdeaguaysucalidadparaserusadaenlaobra.

Topografía

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171


Capítulo 6

TOPOGRAFÍA

Topografía

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173


TOPOGRAFÍA

6.1 Consideraciones generales del trazo

Lalocalizacióndeunarutaentredospuntos,unoinicialyotroterminal,establecidoscomocondiciónprevia,implicaencontrarunafranjadeterrenocuyascaracterísticastopográficasyfactibilidaddeuso,permitaasentarenellaunacarreteradecondicio-nesoperativaspreviamentedeterminadas.

Elprocedimientodelocalizaciónempiezatradicionalmente,conladeterminacióndeuntrazadotentativomediantelaseñalizacióndeunalíneadebanderasatravésdelterritorio,cuandoésteesdetopografíaplanauondulada,siguiendoenloposiblelarutamásdirectaentrelosextremosfijadosparalacarretera,conlacondicióndeirsalvandolosaccidentesnaturalesylasedificacionesoinstalacionesquerevistanuncarácterrelativamenteintangibleporsuimportancia.Enlospuntosdeinflexióndelapoligonalquesevaformando,seseñalizaeltrazadoconalgúnelementotalcomounabanderaquepermiteidentificarelrecorridoseguido.

Cuandoelterritorioesaccidentado,eltrazoresultacontroladoporlasinclinacionesdelterreno.Enestoscasos,ademásdevencerlosaccidentesimportantes,eltrazose enfrenta a la necesidad de salvar la diferencia de alturas en los tramos en que se requiereascenderodescenderparapasarporpuntosobligadosdelaruta.

Para estos casos, se traza en el terreno una línea de gradiente. Se trata de un ali-neamientodedirecciónvariablequetienelaparticularidaddeascenderodescenderelterrenoconunapendienteconstanteparaeltramo,elegidaocalculadaprevia-menteen razónadosparámetrosprincipales: laalturaporsalvary lapendientemáximapromedio,aceptablepara lacarretera.Lapendienteseleccionadaestaráalgunospuntospordebajodeesapendientemáxima,comocriterioprevisordadoquehayqueasegurarqueeneltrazodefinitivoserequierenosobrepasarlaspen-dientesmáximaspermitidas.

Lamaterializacióndeestetrazadotentativoopreliminartradicionalmentesehaceconlaayudadeuneclímetro.Esteesuninstrumentomanualquepermiteseñalarlahorizontabilidadmedianteunnivelylapendientedeseadamedianteunvisorgra-duadorespectoalahorizontal.Deestamanera,eloperadorseñalaaquienportalamira,suubicaciónenelterrenoenunapoligonalqueasciendeodesciendeconla pendiente establecida.En cadapunto, seestacael terrenoparanoperder lareferenciaysemideladistanciaentreestacasyconunabrújulaelazimutdecadaalineamiento.Esteprocedimientoessimilartantoparaeltrazadodelalíneadeban-deras, como de la línea de gradiente.

Topografía

174

Enlaactualidad,ademásdelosmétodostradicionalesparalalocalizacióndeunaruta,seempleanlafotografíaaéreaylamodelacióndigitaldelterreno,asícomolosmodelosdeelevaciones.Enestoscasos,siempreesnecesariounreconocimientodetalladoprevio.De locontrario,se requerirángrandes franjasconrecubrimientoaerofotográficoyextensosmodelos.

6.2 Topografía y trazado

Elplanotopográficoeslarepresentacióngráficadelterreno,desusaccidentes,delsistemahidrográfico,ydelasinstalacionesyedificacionesexistentes,puestasporel hombre. El relevamiento topográficomuestra las distancias horizontales y lasdiferentescotasoelevacionesdeloselementosrepresentadosenelplanomediantecurvasdenivelaescalasconvenientesparalainterpretacióndelplanoporelinge-nieroyparalaadecuadarepresentacióndelacarreteraydelasdiversasestructu-rasquelocomponen.

Enlosreconocimientos,serecomiendausardepreferenciaplanosaescalaenelrangoentre1:2000y1:10000concurvasdenivel,aintervalosdealturade5m.Enterrenosmuyempinados,noesposibleeldibujodecurvasaesteintervaloyseránecesarioelegirunintervalomayorenqueladistanciahorizontaleneldibujo,entredoscurvasdenivelseamayora1mm.

Enlosdiseñosdefinitivos,serecomiendautilizarplanosenplantahorizontalesnor-malmenteenelrangode1:500y1:1000paraáreasurbanas;yde1:1000y1:2000paraáreasrurales.Ycurvasanivelaintervalosde0.5m.a1.0m.dealturaenáreasruralesyaintervalosde0.5m.enáreasurbanas.

Losplanostopográficosparaproyectosdefinitivosdegranmagnituddebenestarrefe-ridosaloscontrolesterrestresdelacartografíaoficial,tantoenubicacióngeográficacomoenelevación,paralocualdeberáseñalarseenelplanoelhitoDatumoBMtomado como referencia.

El trazadose referiráa lascoordenadasseñaladasenelplano,mostrandoen lastangentes,elazimutgeográficoylascoordenadasreferencialesdePIs,PCsyPTs,etc.

Ellevantamientotopográficopuedehacerseusualmenteendosformasalternativas.Lamáscomúnresultaserellevantamientoejecutadoenunaestrechafranjadelte-rritorio,alolargodelalocalizaciónproyectadaparalacarreteraysuderechodevía.Laalternativaeshacerlevantamientostopográficossobreunáreamásampliaquepermitiráelestudioengabinetedevarianteseneltrazoparaoptimizareldiseñoyminimizar los costos.

175


Enelcasodel levantamientorestringidoaprácticamenteelderechodevíade lacarretera, el trabajo se realizara simultáneamente con el estacado preliminar enel terrenoyseguramentedefinitivo.Estetrazadoconstituyeloquesedenominaeltrazado directo. El sistema alternativo se denomina trazado indirecto.

6.3 El trazo directo

Definida la ruta y fijado el punto de partida y los puntos obligados de pasoquedefinentramosdelaruta,seejecutaunestacadopreliminarseñalandolarutaysecalcula el nivel del terreno en cada estaca.

Mediante el seccionamiento transversal del terreno, en cada estaca, midiendo lon-gitudesconcintamétricayelevacionesconeleclímetro(figura6.1.3.1),elniveloelteodolito,serealizaellevantamientotopográficodelaseccióntransversalquecubri-ráunáreasuficientementeampliaparadiseñarlacarretera,susdiversasestructurasyobrasdearteyparaacondicionarelderechodevía.Losdatosdecadaseccióntransversaldeberánsersuficientesparapermitirlarepresentacióndelascurvasdenivelenlafranjaqueocuparalacarretera.Enlaactualidad,ellevantamientodelaseccióntransversaltambiénserealizaconlaestacióntotal.

Enlostramosenquelapendienteescondicionanteprincipal,senecesitafijarunapendienteenel trazoquegarantice llegaralpróximopuntoobligadodepaso.Lallamadalíneadegradientecorrespondeaesetrazo.Paraesteefecto,sefijalapen-dientepromediorequeridaparaladistanciaentrepuntosdepasoyseutilizacuandomenosuneclímetroparaseñalizarconbanderaslospuntos.Lapendientepromediodelalíneadegradienteentramoscríticosdebeserprevisoramentecomomáximo,un60%delapendientemáximaaceptableenlanorma,delarasanteentramorectoparalaclasecorrespondientedecarretera.

Conocidalarutapreliminarenelterreno,labrigadadetrazo,fijaeleje,mediantetangentesyunestacadoycalculaytrazalascurvasentretangentes.

Encadaestaca,selevantalaseccióntransversalenunanchoquedependedelanaturalezadelproyectoydelterreno.

Enelgabinetesereconstruyelaplantadelafranjadelacarretera,elperfillongitudinaldelejeylasseccionestransversales.

Eltopógrafodebelevantaradicionalmentelareferenciadetodaedificación,insta-lación,propiedad,carreterasdeaccesoyaccidentenaturaloartificial,ubicadoenlafranjalevantada,quesejuzgueseránecesariotomarencuentaparaeldiseñodelproyecto.Oampliaráeláreadelevantamientosielingenierolojuzganecesario.Deberá incluirse tambiénel levantamientodetalladodetodos loscursosdeaguatransversalesalacarreteraseanestospermanentes,estacionalesyeventuales.

Topografía

176

Figura 6.1.3.1

177


Elestacadoseguidoalolargodeleje,correspondeasínormalmentealapoligonaldellevantamientoysalvoeventualescorreccionescomoconsecuenciadeposiblescambios.Eltrazadomaterializado(estacado)correspondetambiénalreplanteodelproyecto.

Sefijan,entonces,enelterrenolasreferenciastopográficaspermanentesqueper-mitiránreplantearelalineamientodelejedelacarreterayelestacadodelproyectoenloscasosenqueelestacadodesaparezcaporcualquiercausa.Estasreferen-ciasomonumentosseconstruyenenlugaresestablesnosujetosacambios.

6.4 El trazado indirecto

EnelPerú,sehadenominadotrazadoindirectoalprocedimientoderealizarlevan-tamientos topográficos precisos, en una franja amplia del terreno.Y el trazo delejeserealizaenelgabinetesobrelosplanosdetopografíaolosmodelosdigitalesproductodellevantamiento.

Definidalarutaysuspuntosobligadosdepaso,sehacenlevantamientostopográfi-cosdeprecisiónenunafranjadelacarreteraquecubralasmejoresposibilidadesdecolocareltrazoyanalizarsusvariantes.

Latopografíapuedelevantarsepormétodosterrestresconequiposdetopografíaconvencionalqueresultenenuntrabajolentooconequiposelectrónicosdemayorprecisiónyrapidez.Tambiénseutilizaycadavezmásfrecuentementelevantamien-tosporrestituciónaerofotogramétricaoimágenessatelitales.

Entodosestoscasos,sepuedeautomatizarlamedición,losregistros,laelabora-cióndeplanosyelcómputodelmovimientodetierrasmediantelaorganizacióndebasesdedatosyladigitalizacióndelosplanosdeldiseño.Elproyectoserealizaenelgabinete,pudiéndoseestudiarconfacilidadlasalternativasdetrazoyvariantes.

Elreplanteodeltrazoysumonumentaciónpuederealizarseencualquieroportunidadposteriore,incluso,soloaliniciarselasobras,paralocual,durantelaetapadellevan-tamientotopográfico,monumentanconvenientementelasreferenciasterrestres.

6.5 Sistema de unidades

Entodoslostrabajostopográficosseaplicaráelsistemamétricodecimal.

Lasmedidasangularesseexpresaránengrados,minutosysegundossexageci-males.

Lasmedidasdelongitudseexpresaránenkilómetros(km);metros(m);centímetros(cm)omilímetros(mm),segúncorresponda.

Topografía

178

6.6 Sistemas de referencia

Elsistemadereferenciaseráúnicoparacadaproyectoytodoslostrabajostopo-gráficosnecesariosparaeseproyectoestaránreferidosaesesistema.Elsistemadereferenciaseráplano,triortogonal,dosdesusejesrepresentanunplanohorizon-tal (unejeen ladirecciónsur-norteyelotroen ladirecciónoeste-este,según lacuadriculaUTMdeIGNparaelsitiodellevantamiento)sobreelcualseproyectanortogonalmentetodoslosdetallesdelterrenoyaseanaturalesoartificiales.Eltercerejecorrespondealaelevación,cuyarepresentacióndelterrenoseharátantoporcurvasdenivel,comoporperfilesyseccionestransversales.Porlotanto,elsistemade coordenadas del levantamiento no es el U.T.M., sino un sistema de coordena-dasplanasligado,envérticesdecoordenadasU.T.M.,loquepermitiráefectuarlatransformaciónparaunaadecuadageoreferenciación.Lascotasoelevacionessereferirán al nivel medio del mar.

Elmétodoutilizadoparaorientarelsistemadereferenciaypara ligarloalsistemaUTMdelIGNsedescribiránenlamemoriadescriptiva.

Paraefectosdelageoreferenciación,debetenerseencuentaqueelPerúestáubica-doenlaszonas17,18,19yenlasbandasM,L,K,segúnladesignaciónUTM.

ElelipsoideutilizadoeselWorldGeodeticSystem1984(WGS-84)elcualesprácti-System1984(WGS-84)elcualesprácti-camenteidénticoalsistemageodésicode1980(GRS80),yqueesdefinidoporlossiguientesparámetros:

Semiejemayor a 6 378 137 m

Velocidad angular de la tierra w 7 292 115 x 10-11rad/seg.

Constante gravitacional terrestre GM 3 986 005 x 108 m3/seg2

Coeficientearmónicozonalde2ºgradodegeopotencial

J2 C2.0 = 484.16685 x 10-6

ParaenlazarsealaRedGeodésicaHorizontaldelIGN,bastaráenlazarseaunaestaciónsilaestacióndelIGNesdelordenBosuperioryadosestacionesenelcasoquelasestacionesdelIGNpertenezcanordenC.ParaelenlaceverticalalaRedVerticaldelIGN,serequiereenlazarseadosestacionesdelIGNcomomíni-mo.

Paracarreterasdebajovolumendetránsitoseconsideradeseablecontarconpun-tosdegeoreferenciaciónconcoordenadasUTM,enlazadosalSistemaNacionaldelIGN,distanciadosentresínomásde10Km.ypróximosalejedelacarreteraaunadistancianomayorde500m.

179


6.7 Tolerancias en la ubicación de puntos

Latoleranciaparaerroresrelativosoposiciónalessepresentaenelcuadro6.7.

Cuadro 6.7: Tolerancias para trabajos de levantamientos topográficos, replanteos y estacado

Fase de trabajotolerancias distancias

entre hitosHorizontal vertical

Georeferenciación 1:100 000 e = 5√K* 40 Km.

Puntos de control (Polígonos o triángulos) 1:10 000 e = 12√K* 0.5 Km.

Puntos del eje, (PC), (PT), puntos en curva y referencias 1:5 000 ± 10 mm. -.-

Otros puntos del eje ± 50 mm. ± 10 mm. -.-

Alcantarillas, cunetas y estructuras menores ± 50 mm. ± 20 mm. -.-

Muros de contención ± 20 mm. ± 10 mm. -.-

Límites para roce y limpieza ± 500 mm. -- -.-

Estacas de subrasante ± 50 mm. ±10 mm. -.-

Estacas de rasante ± 50 mm. ± 10 mm. -.-

Estacas de talud ± 50 mm. ± 100 mm. -.-

* e = Error relativo en milímetrosK=Distanciaenkilómetros

6.8 Trabajos topográficos

Lostrabajosdetopografíaygeoreferenciacióncomprendenlossiguientesaspectos:

a) Georeferenciación:

La georeferenciación se hará estableciendo puntos de control geográficomediantecoordenadasUTMconunaequidistanciaaproximadade10Km.ubicadosa lo largode la carretera. Lospuntos seleccionadosestaránenlugarescercanosyaccesiblesquenoseanafectadosporlasobrasoporeltráficovehicularypeatonal.Lospuntosseránmonumentadosenconcretoconunaplacadebronceensupartesuperiorenelquesedefiniráelpuntoporlainterseccióndedoslíneas.Lasplacasdebroncetendránunaleyendaquepermitareconocerelpunto.

Topografía

180

Estospuntosservirándebaseparatodoeltrabajotopográficoyaellosesta-ránreferidoslospuntosdecontrolylosdelreplanteodelavía.

b) Puntos de control:

Lospuntosdecontrolhorizontalyverticalquepuedanserafectadosporlasobrasdebenser reubicadosenáreasenquenoseandisturbadaspor lasoperacionesconstructivas.Seestableceránlascoordenadasyelevacionesparalospuntosreubicadosantesquelospuntosinicialesseandisturbados.

Elajustedelostrabajostopográficosseráefectuadoconrelaciónadospun-tosdecontrolgeográficocontiguos,ubicadosanomásde10km.

c) Sección transversal

Las secciones transversales del terreno natural estarán referidas al eje de la carretera.Elespaciamientoentreseccionesnodeberásermayorde20mentramosentangenteyde10mentramosdecurvasconradiosinferioresa100m.Encasodequiebres,enlatopografíasetomaránseccionesadicio-nalesenlospuntosdequiebre.

Seasignaránpuntosde lasección transversal con lasuficienteextensiónpara que puedan detallarse los taludes de corte y relleno y las obras dedrenaje hasta los límites que se requieran. Las secciones, además, deben extenderselosuficienteparaevidenciar lapresenciadeedificaciones,cul-tivos, líneaférrea,canales,etc.que,porestarcercanasal trazodelavía,podríaserafectadaporlasobrasdelacarreteraasícomoporeldesagüedelas alcantarillas.

d) Estacas de talud y referencias

Seestableceránestacasdetaluddecorteyrellenoenlosbordesdecadaseccióntransversal.Lasestacasdetaludestablecenenelcampoelpuntodeinterseccióndelostaludesdelaseccióntransversaldeldiseñodelaca-rretera con la traza del terreno natural. Las estacas de talud estarán ubicadas fueradeloslímitesde la limpiezadel terrenoy,enellas,se inscribirán lasreferenciasdecadapuntoeinformacióndeltaludaconstruirconjuntamentecon los datos de medición.

e) Límites de limpieza y roce

Loslímitesparalostrabajosdelimpiezayrocedebenserestablecidosenambos lados de la línea del eje en cada sección de la carretera, durante el replanteoprevioalaconstruccióndelacarretera.

181


f) Restablecimiento de la línea del eje

Paralaconstruccióndelacarreteraalíneadeleje,serárestablecidaapartirdelospuntosdecontrol.Elespaciamientoentrepuntosdelejenodebeex-cederde20mentangenteyde10mencurvasderadiomenora100m.

Elestacadosereestablecerácuantasvecesseanecesarioparalaejecucióndecadaetapadelaobra,paralocualsedebenresguardarlospuntosdereferencia.

g) Elementos de drenaje

Loselementosdedrenajedeberánserestacadosparafijarlosalascondi-ciones del terreno.

Se considerará lo siguiente:

(1) Relevamientodelperfildelterrenoalolargodelejedelaestructuradedrenajequepermitaapreciarelterrenonatural,lalíneadeflujo,laseccióndelacarreterayelelementodedrenaje.

(2) Ubicacióndelospuntosdeloselementosdeingresoysalidadelaestructura.

(3) Determinarydefinirlospuntosqueseannecesariosparadeterminarlalongituddeloselementosdedrenajeydeltratamientodesusingre-sosysalidas.

h) Muros de contención

Paralaconstruccióndelacarreteraserelevaráelperfillongitudinaldelte-rrenoalolargodelacaradelmuropropuesto.Cada5m,yendondeexis-tan quiebres del terreno, se deben tomar secciones transversales hasta los límitesqueindiqueelsupervisor.Ubicarreferenciasadecuadasypuntosdecontrolhorizontalyvertical.

i) Canteras

Se debe establecer los trabajos topográficos esenciales referenciados encoordenadasUTMdelascanterasdepréstamo.Secolocaráunalíneadebasereferenciada,límitesdelacanterayloslímitesdelimpieza.Tambiénseefectuarán secciones transversales de toda el área de la cantera referida a lalíneadebase.Estasseccionessetomaránantesdeliniciodelalimpiezayexplotaciónydespuésdeconcluidalaobraycuandohayansidocumplidaslasdisposicionesdeconservacióndemedioambientesobreeltratamientode canteras.

Topografía

182

j) Monumentación

Todos lo hitos ymonumentación permanente que se coloquen durante laejecucióndelavíadeberánsermateriadelevantamientotopográficoyre-ferenciación.

k) Levantamientos misceláneos

Se efectuarán levantamientos, estacado y obtención de datos esencialesparaelreplanteo,ubicación,controlymedición,entreotrosdelossiguienteselementos:

1) Zonasdedepósitosdedesperdicios.2) Víasqueseaproximanalacarretera.3) Zanjas de coronación.4) Zanjas de drenaje.5) Canalesdisipadoresdeenergía,etc.

Ycualquierelementoqueestérelacionadoalaconstrucciónyfuncionamien-to de la carretera.

(l) Trabajos topográficos intermedios

Todoslostrabajosdereplanteo,reposicióndepuntosdecontrolyestacasreferenciadas,registrodedatosycálculosnecesariosqueseefectúendu-ranteelpasodeunafaseaotradelostrabajosconstructivos,seejecutaránenformaconstanteafindepermitirelreplanteodelasobras,lamediciónyverificacióndecantidadesdeobraencualquiermomento.

6.9 Geometría de la carretera

Seincorporanlassiguientesdescripcionesparasuusoporquienesseenfrentenalanecesidaddeelaborardiseñosdecarreterasvecinalesenterritoriosalejadosdelas tecnologías electrónicas de trazado vial.

Elementos y cómputo de curvas horizontales circulares

Eneldiseñodelacurvaseconocelaubicacióndelpuntodeinterseccióndelalinea-mientoodelPI,enrelaciónalestacadoprogresivodelalineamientodellegada.

Tambiénseconoceelazimutdeambastangentesyportantoelángulodelalinea-miento.

Seseleccionael radiode lacurvacorrespondientea lavelocidaddediseñocomomínimo.Pero,deserposible,debesermayoralcorrespondienteaesavelocidad.

183


Enlafigura6.9.1seaprecianlossiguienteselementosdelacurva.

Figura 6.9.1

Ejemplonuméricodecómputodeunacurvapara:

Topografía

184

El estacado de la curva resulta como sigue:

Uso de coordenadas de referencia al diseño

Elusodecoordenadasde referenciaenel levantamiento topográficodel terrenoresultaobligatorioparaobteneruncómputoprecisodeunalineamientodelejedeunacarretera.Lascoordenadaspuedensergeográficassisetienenunareferenciacercana,paraenlazarelproyectoalsistemageográfico.

PerocuandoelproyectoespequeñoynosetienereferenciascercanassepuedeestablecerunsistemaarbitrariodecoordenadasortogonalesNorte-Sur.(Verfigura6.9.2)

La referenciaaunsistemadecoordenadasdebidamentemonumentadas,segúnlaimportanciay/ocaracterísticasdelproyecto,esnecesaria,cualquieraseaeltipodecoordenadasautilizarse.LasreferenciascoordenadasdelosPI,PCyPT,asícomoelazimutdelatangente,permitenalcanzarprecisióneneldiseñoyenlosre-planteosdelproyecto,sobreelterrenoyevitaacumulacióndeerrorespormínimosque sean.

185


Figura 6.9.2

Distancia de visibilidad en curvas horizontales

Lavisibilidadesafectadaporobstáculoslateralestalescomo,casas,paredes,ár-boles, muros, o laderas.

• Banquetas de visibilidad

Cuandoenunacurvahorizontal,seaestacircularoprovistadeespiraldetransición,nosecumpleconelrequisitomínimodevisibilidad,esdecirqueendeterminadasecciónnosepuedeestablecerlaexistenciadedistanciadevisibilidaddeparadaenelejedelavíainteriordecirculación(queeselcasomásdesfavorable),elpro-cedimientoparahacerqueéstaexigenciasecumpla,consisteenlaconstruccióndeunabanquetadevisibilidad,queessimplementeunmayorcortedeltaludinteriordelacura,quepermitiráampliarlavisibilidadenlacurva.

Topografía

186

Entonceslacurvaquedefinelabanquetadevisibilidadserálaenvolventedelasrectasqueunenlospuntosdelejedelavíainterior,quedistanentresíladistanciadevisibilidaddeparada.

EnlasN.P.secontrolaésterequisitoysedeterminalabanquetadevisibilidadva-liéndosedelprocedimientoilustrado.

Figura 6.9.3

187


En donde:

Elgráficomuestraunarelaciónlinealparalavariedaddevelocidadyradio.

Velocidad(Kph) 35 50 60Dist.deparadadeseable(m) 47 63 90Dist.deparadamínima(m) 47 63 83

6.10 Geometría del alineamiento vertical

El perfil longitudinal

Elperfillongitudinaldeunacarreteradebeserunalíneacontinua,yloscomponen-tesgeométricosdelejeenesteplanoverticalsondos:

• Lalínearectainclinada,llamadagradienteopendiente.

• Lacurvavertical.

–Convexaocresta.

–Cóncavaocolumpio.

La pendiente

Lapendientedeunacarreteraesnuméricamenteelvalordelascensoverticalporcada100metrosdeavancehorizontal,seexpresaenporcentaje.

Topografía

188

Delgráficopodemosdeducirtambiénquesuvaloresigualaldelatangentetrigo-nométricadelángulodeinclinaciónmedidaenporcentaje.Casinuncaunacarreteraeshorizontal.Porlomenosyparafacilitareldrenaje,ellímitemínimodelapendien-tees0.5%yellímitemáximoestádadoporconsideracionesfuncionales,pueslosvehículosdecarganopuedenvencerpendienteselevadassinunareducciónapre-ciabledesuvelocidad,loqueinterfiereconunnormalfuncionamientodelavía.

Lapendienteasimplevistaesimpuestaporlascaracterísticasdelterrenoporladi-ferenciadealturayporladistanciaquehayentrelospuntosquesequiereunir.Peroeshabilidaddelproyectistaconseguir (conuncriterio fundamentaldeeconomía)controlareldesarrollode lapendientedentrodeciertos límitesque imponente laseguridaddetránsitoylascaracterísticaspropiasdepotenciaycargadevehículos,frentealascaracterísticastopográficasdelterritorio.

6.11 Alineamiento vertical

Curvas verticales

CadaP.I.verticalesidentificadoalmáscercanodécimodecentenademetros.LalongitudLdelacurvaesusualmentedefinidaalamáscercanacentenademetros.

La relación KA

L= , cuandoAes ladiferenciadegradienteenporcentaje,esel

factorKquesignificaladistanciahorizontalenmetrosrequeridosparacambiarun(1)gradoenpendiente.Esporellounamedidadecurvatura.

ValoresdeK

Velocidaddeldiseño Kph 35 50 60

Mínima distancia de visibilidadCóncava 5 9 16

Convexa 8 12 17

Deseable distancia de visibilidad de parada

Cóncava 5 9 19

Convexa 8 12 19

Curvas verticales cóncavas o columpios

Enlascurvasverticalescóncavasnoexisteproblemadevisibilidaddiurnapueslosconductoresnotienenimpedimentoparadivisarse.Entonces,lafinalidaddeestascurvasesdedaruniformidadalmovimientodevehículo,desapareciendoesefeoefectodecolumpioqueseproduceenuncambiodependiente.

En las noches, la condición obligatoria será tal, que en todo momento dentro de la curva losfarosalumbrenunadistanciamínimaigualaladistanciadevisibilidaddeparada.

189


6.12 Diseño y cómputo de curvas verticales

Cómputo de las elevaciones

Normalmente laselevacionesseráncomputadasalcentímetro(0.01m).Lasgra-dientesseráncomputadascomounporcentajecondosdecimales.

Lospuntosdelperfildelarasanteseránindicadosencadaseccióncomosigue:

• Paraunaseccióndecalzadaúnica,alolargodelejeC.

• Paraunaseccióndedoblecalzada,conseparadorcentral,enlaintersecciónentreelseparadoryellímitedelasuperficiederodadura.

Laselevacionesdelagradienteseránmostradasenelperfil,comosigue:

• Paralasseccionesnormales,cada20m.

Curvas verticales

Lascurvasverticalessonarcosparabólicos.Ladeflexióndesde laparábolaa latangentevaríaconelcuadradodeladistanciadesdedelpuntodetangencia.Paradeterminarelperfildelarasante,lasdeflexionesdesdelatangentesecomputan,adicionándolas o restándolas de la cota de tangente (Figura 6.12.1)

Figura 6.12.1

Topografía

190

Y = DeflexióndeP,enm.

X = Distancia horizontal de P, desde PC o PT, en estacas.

S = Pendiente de la tang. en P en %.

Po = Eselmásaltoomásbajopuntodelacurva.

Xo = DistanciahorizontalentrePoyelP.C.

Disminución de la pendiente en las curvas

Enlaplantadeunacarretera,elelementoquecontrolalavelocidadeselradiodelacurvaytambiénenperfil.Lapendienteentodomomentoestácontrolandolaveloci-dad.Enlascurvasconpendientessesuperponenestosdosparámetrosdecontrol,dificultandolamaniobrabilidadyfluidezdeltránsitodelosvehículos,especialmenteen las curvas de vuelta cerradas.

Laformadecompensarestasuperposicióndeobstáculosesdisminuyendolapen-dienteenlascurvasyeneltramorectocontiguoconelobjetodequelosvehículostenganlaoportunidadderetornarasuscondicionesinicialesqueprevalecíanantesde tomar la curva.

Lasreglasquesedanalrespectosepuedenreduciradosenunciadosquesonlossiguientes:

1ra. Cuando los radios de curva son inferiores a 150 m, se suele disminuir la pendientedelacurvaen0.5%porcada15m.queelradiobajede150m.

2da. Pararadiosmenoresde100m,lapendienteenlacurvanodebeexcederdel5%.

191


Además la fórmulaqueregula ladisminuciónde lapendienteencurvases lasi-guiente:

C = Reduccióndelapendiente(entantoporciento).i = Pendiente(entantoporciento).R = Radio de la curva (en metros).

6.13 Coordinación entre el trazo en planta y el trazo en elevación

Eltrazogeométricodeunacarreteraresultade lacombinaciónarmoniosade lascaracterísticasdesuplantaydesuperfil.Siseanalizaindependientementecadaunadeellas,esposiblequesecumplaconlosrequisitosobligadosporlasnormas;perosisecombinan,porejemplo,losanálisisdevisibilidad,esposiblequesetengaquehaceralgunasmodificacionesparaqueéstasecumplaenlaplantayenelperfilconjuntamente.

Paraobtenerestacombinaciónarmoniosayeficazdeacuerdoalasnormasestable-cidas,yconelobjetodetenersolucionesqueseadecuenalterrenoyaconsidera-cionesdemenoscostoymayorseguridad,sedebeobservarlassiguientesreglas:

• Las características geométricas serán uniformes evitándose variacionesbruscas,tantoderadioscomodependientes,loquefavorecelafluidezdeltránsitoyevitacambiosbruscosenlavelocidaddirectriz.

• Debeevitarsecolocar curvashorizontalesen lospuntosaltosobajosdelperfillongitudinal.

• Seevitaráhastadondeseaposiblelastangenteslargasconpuntosaltosybajos (tobogán).

• Eltrazadoenconjuntoarmonizaráconelpaisajeoentodocasodeberáper-turbarlomenosposible.

• Evitar crucesde carreterasen curvashorizontales o verticales y, en todocaso,estudiarmuybienlavisibilidadparalasmaniobrasdesalidayentradade la carretera.

6.14 Planos básicos del proyecto

Losplanosbásicosdediseñodelproyecto,sonelplanodelperfillongitudinal(figura6.1.13.1)yelplanodeseccionestransversales(figura6.1.13.2).

38iC = R

Topografía

192

Elplanodeplantacontiene la topografíadel terrenodondeseubicaelproyecto,mostrandotodosloselementosexistentesylascurvasdenivelycotasdeelevaciónposibles,incluyendolasreferenciasdeinstalacionesexistentes.

Estaplantallevarátambiéncuandomenoseldiseñodelejeproyectadodelacarre-tera,asícomoloslímitesdelDerechodeVíadefinidoporlaautoridadcompetente.

193


Figura 6.13: Diseño en planta

Topografía

194

Figu

ra 6

.13.

2

195


6.15 Replanteo de una curva circular con PI accesible

FÓRMULAS:

Longitud de la curva : L=πδ R/180 δ :engrados

Tangente : T = R.Tan. (δ/2)

Externa : E = R. (Sec (δ/2)–1)

Ángulo Φ : Es el ángulo central medido desde PC (o PT) hasta la posicióndelaestaca).

Ángulo Φ : Φ=180.distancia/(π.R)

Distancia : Es la segunda columna del cuadro, esto es, la longitud acumulada de la cuerda.

Cuerda : Es medida entre dos estacas consecutivas.

Abscisa : X = R.Sin (Φ)

Ordenada : Y=R.(1-Cos(Φ)

Ángulo a : a=Φ/2

Ejemplo:Teniendocomodatos:

R = 147m

δ =60º

Cálculos

Longitud de la curva L 153.94Tangente T 84.87Externa E 22.74Angulo central Φ 0.39.dis

Topografía

196

Capítulo 7

IMPACTO AMBIENTAL

199


IMPACTO AMBIENTAL

7.1 Preservación del ambiente y mitigación del impacto causado por los trabajos de obras viales en carreteras no pavimentadasde bajo volumen de tránsito

7.1.1 Introducción

Estecapítulocomprendelostrabajosquedebenefectuarseylasprevisionesquesetendránencuentaduranteelprocesodeelaboracióndeldiseñodefinitivode losproyectosvialesparacarreterasdebajovolumendetránsito,segúncorrespondanenrazóndelamagnitudynaturalezadelostrabajosarealizarse.

7.1.2 Objetivos

Elobjetivodelanormaesestableceryrecomendarmedidasdeprotección,preven-ción,atenuación,restauraciónycompensacióndelosefectosperjudicialesodañinosquepudieranresultardelproyectoyquedebanserconsideradosnecesariamentedurantelaelaboracióndeldiseñodefinitivo.Estasmedidasseplasmaránposterior-menteenelplandemanejoambiental,queeseldocumentotécnicoencargadodehacercumplirlasmedidaspropuestasdurantelasetapasdelproyecto(preliminar,constructiva,operaciónycierre).Losconstructoresysupervisoresdeobraseránlosencargadosdirectosdelcumplimientodelplandemanejoambiental.

7.2 Las siguientes actividades preliminares deben estar consideradas en el programa del estudio de las obras por ejecutar según corresponda al tamaño y naturaleza de cada proyecto específico

7.2.1 identificación de las condiciones de base

• Cursosdeaguaderíos,lagunas,manantiales,reservoriosyotros,suscepti-bles de afectación.

• Ambientesruralesprevisiblementeafectados.

• Poblacionesprevisiblementeafectadas.

• Poblacióndeflorasilvestreeventualmenteafectada.

• Poblacióndefaunasilvestreeventualmenteafectada.

Impacto ambiental

200

7.2.2 Programación de obras temporales y de acciones sociales con la comunidad

• Áreaocupadaporloscampamentos.Rutasdeacceso.

• Plandeabastecimientodeaguaparalasobras.

• Plandeabastecimientodeenergíaparalaobra.

• Plandesaneamientoytratamientodeaguapotableydeaguasservidasdeloscampamentos.

• Planderecojoydisposicióndebasura.

• Planderelacionessocialesentrelaconstructoraylacomunidadlocal.

• Identificacióndeaccionesfinalesdemitigaciónalretirofinaldelcontratista.

• Listadodecomprobacióndelretirodelcontratista.

7.2.3 Acciones necesarias a considerar según el tamaño y tipo de proyecto

• Identificacióndelsistemaactualdedrenajede lasaguasdeescorrentíaydezonasycursosdinámicosquepodríanafectarelproyectoparaproponereldiseñodelasobrasdemitigacióny/o,deserposible,elmejoramientodelsistema.

• Identificacióndelaafectaciónquepodríasufrirelsistemaderiegoylasáreasagrícolas,boscosasonaturales,paraplantearlasobrasdemitigaciónodemejoramiento, si fuera necesario.

• Identificacióndezonasafectadasporerosiónporagua,vientooporproble-mas de inestabilidad diversas.

• Identificacióndeterrenoshúmedosconproblemasdedrenajequerequierende soluciones inmediatas.

• Identificacióndezonasnaturalesporpreservar, talescomoríos,quebra-das,humedales,nevados, lagunas,bosques,santuariosparaanimalesyotros.

• Identificación de zonas arqueológicas, culturales o históricas, declaradascomopatrimonioculturaldelanación.

• Identificaciónderecursosecoturísticosconformadoporloscursosderíos,riquezadeflorayfaunasilvestre,paisajesyotros.

7.2.4 Utilización de recursos de la zona del proyecto

• Evaluacióndelaexistenciadecanterasdematerialesdepréstamo,suvolu-men,calidadydisponibilidadenlazonadelproyecto.

201


• Evaluacióndefuentesdeagua,suvolumen,calidadydisponibilidadenlazonadelproyecto.

• Evaluacióndeladisponibilidaddelamanodeobralocal,calificadaynocali-ficada.

• Evaluación de la existencia de especies nativas para revegetar las áreasafectadasporelproyecto.

• Evaluacióndeladisponibilidaddeáreasparainstalacióndecampamentos,patiosdemáquinas,talleres,oficinasyotrosenlazonadelproyecto.

7.2.5 Señalización del Derecho de Vía

• IdentificacióndelDerechodeVía.

• MarcadodelDerechodeVíarequeridoparaelproyecto.

7.2.6 Identificación de infraestructura y predios a ser afectados por el proyecto

• Identificacióndeviviendas,almacenes,depósitosuotrasedificacionesaserafectadas totaloparcialmenteporelproyecto,para lasqueseaplicaráelProgramadeAdquisicióndeÁreasporTratoDirecto(Ley27628);Expropia-ciones(Ley27117)odeReasentamientoPoblacional,segúncorresponda.

• Identificacióndeprediosagrícolas,ganaderos,minerosyotrosqueseránafectadosparcialo totalmenteporelproyecto,para losqueseaplicaráelprogramadecompensacióneconómica.

7.3 Actividades del proyecto que deben ser consideradas en el programa del estudio de las obras por ejecutar, según corresponda al tamaño y naturaleza de cada proyecto específico

7.3.1 Canteras de materiales

Deberá considerarse lo siguiente:

• Ubicaciónydistanciaalaobra.

• Tipodecantera:Bancodemateriales,zonasdepréstamo lateral,áreaencolina,lechoderío,rocafijayotros.

• Característicasdelosmaterialesenlacantera:Calidadypotenciaysucla-sificaciónparaaplicaciónapartidasdeobra.

Impacto ambiental

202

• Condicionesdepropiedadydisponibilidaddelacantera.

• Condicionesdeexplotación:

–Nivelfreático.

–Aguasdeescorrentía.

–Accesos.

–Pendientes.

• Procedimientosdeexplotación:

–Soloamano.

–Procedimientosmecánicos.

–Tipodetransporteautilizar.

–Rendimientoprobabledelaexplotación.

• Determinacióndelospuntosdondeseubicaránloscartelesdeseñalizacióninformativaydeprotecciónambiental.

• Plandemanejoambientalparasuexplotación.

• Planderestauraciónambientaldespuésdesuuso.

7.3.2 Fuentes de agua

Deberá considerarse lo siguiente:

• Ubicacióndefuentesdeaguaydistanciasalaobra.• Tipodefuente.• Calidaddeagua.• Cantidadestimada.• Disponibilidad.• Variaciónestacional.• Plandemanejoambientalparasuutilización.• Planderestauraciónambientaldespuésdesuuso.

7.3.3 Estabilización y tratamiento de taludes

Unode losmayores impactosquegeneran lasobrasviales,eseldeteriorode lossuelosyelambienteporladesestabilizacióndetaludesdecorteyderelleno.

Parapreveniromitigaresteimpacto,losproyectosdebenincluirlossiguientesas-pectos:

• Identificacióndetaludesqueseránafectados.

• Estudiogeotécnicoydedrenajedelostaludessusceptiblesdedesestabili-zación.

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• Diseñodelproyectodeingenieríadestinadoaprevenirelriesgoymejorarenloposiblelascaracterísticaspaisajistasdelostaludesdecorteyderelleno.

• Plandemanejoambientalparasuestabilizaciónytratamiento.

• Planderestauraciónambientaldespuésdelaobra.

7.3.4 Depósitos para materiales excedentes originados por la obra

Losaspectosconcernientesaladisposicióndedepósitosparamaterialesexceden-tesdeobra,originadoporlosmovimientosdetierrayresiduos,revistegranimportan-ciaydebenserpreviamenteplanificado.

Debeconsiderarsecomomínimo,lossiguientesaspectos:

• Evaluaciónpreviadelvolumendematerialquevagenerar laobraensusdiferentesetapas(preliminar,constructivayoperación).

• Identificacióndelasprobablesáreasparadepósitosdematerialexcedentequecuentenconlaautorizacióndelaautoridadcompetente.

• Previsiónyprogramacióndelasetapasdegeneracióndematerialexcedente.

• Diseñoderutasdetransportequetrasladeelmaterialexcedente.

• Topografíadeláreaprevista.

• Plandemanejoambientalparaeltratamientodedepósitosdematerial.


7.3.5 Tratamiento de residuos líquidos originados por la obra

Elobjetivodeefectuaruntratamientoplanificadoderesiduoslíquidosqueoriginelaobraesevitarlacontaminacióndelascorrientesdeagua,superficialesosubterrá-neas,medianteunadisposiciónadecuada.

Entalsentido,debenconsiderarselossiguientesaspectos:

• Definicióndelasactividadesquepuedenproducircontaminacióndeaguas.

• Determinacióndelasinstalacionesquesedotaránparaminimizaroeliminarla contaminación de aguas.

• Identificacióndeloslugaresdondeseinstalaránestasinstalaciones.

• Plandemanejoambientalparaeltratamientoderesiduoslíquidos.


Impacto ambiental

204

7.3.6 Tratamiento de residuos sólidos originados por la obra

Eltratamientoplanificadoderesiduossólidosquegenerelaobra,evitaráminimizarlacontaminacióndelambiente,deteriorarelentornopaisajistaypreverenfermeda-des.

• Entalsentido,debeconsiderarselossiguientesaspectos:

• Determinación del tipo y volumen de residuos sólidos que va originar laobra.

• Identificacióndeloslugaresdedisposicióninicialyfinal(botaderos).

• Coordinacióncon laautoridad localparaevaluar la implementacióndeunprogramadereciclaje.

• Plandemanejoambientalparaeltratamientoderesiduoslíquidos.


7.3.7 Campamentos y patios de maquinarias

Porlogeneral, lasobrasvialesnecesitancampamentosypatiosdemaquinarias,motivoporlocualhayqueconsiderarmedidasparapreveniroreducirlosimpactosambientalesquepuedanproducirseduranteelfuncionamientodeéstasinstalacio-nes.

• Porloexpuesto,debeconsiderarselossiguientesaspectos:

• Evaluaciónde laszonasdondeseubicarán loscampamentosypatiosdemaquinarias,preferentementeenáreaslibres,deescasacoberturavegetalydetopografíaplanaparaevitarexcesivosmovimientosdetierra.

• Estasinstalacionesnodebeninterferirelusodelaguadepoblacionescerca-nas,sobretododefuentesdecaptaciónsusceptiblesdeagotarseocontami-narse.

• Deberápreverselainstalacióndeserviciosbásicosdesaneamiento,enunlugarseleccionadoquenoafectealoscuerposdeagua.

• El campamentonose localizaráenzonascercanasa corrientesdeaguaparaevitarescurrimientosderesiduoslíquidosquepuedanafectarlacalidadde agua.

• Paralainstalacióndepatiosdemaquinariasdebepreversesistemasdema-nejoydisposicióndegrasayaceites.

• Plandemanejoambientalparalainstalacióndecampamentosypatiosdemaquinarias.


205


7.3.8 Monitoreo ambiental

Conlafinalidaddelograrlaconservaciónyusosostenibledelosrecursosnaturalesy el ambiente durante las diferentes etapas del proyecto, deberá implementarseunprogramademonitoreoambientalparacontrolarenelmediofísico,lacalidaddeagua,aireysuelos;enelmediobiótico,laszonasnaturalesyecológicasyenelmediodeinteréshumano,laszonasarqueológicasyculturales.

Enestecontexto,enlafasepreliminardelestudiodebeevaluarselossiguientesas-pectos:

• Ubicacióndelospuntosparaelmonitoreodecalidaddeagua,generalmentedondeseubicalafuenteprincipaldeagua,elcrucedeunríoprincipalyelcrucedeunaquebradatributariaimportante.

• Ubicacióndelospuntosparaelmonitoreodecalidaddeaire,generalmentedondesevaejecutarelmayormovimientodetierrasydondesevaconcen-trarelmayornúmerodemaquinariasqueoriginaráemanacióndegasesyruidos sonoros.

• Ubicacióndelospuntosparaelmonitoreodecalidaddesuelo,porlogenerallaszonasdemayorerosiónydesestabilización.

• Ubicaciónde lospuntosparaelmonitoreobiótico,en laszonasdemayorcoberturavegetalypresenciaecológica.

• Ubicacióndelospuntosparaelmonitoreodeinteréshumano,enlaszonasarqueológicas o culturales.

7.3.9 Costos de mitigación

Todoslostrabajosdeprevención,corrección,mitigaciónorestauraciónambientalqueresultennecesariasparaconservarelmedioambiente,formaránpartedelpro-yectoyconsecuentementesupresupuestodeejecuciónestaráincluidoenelpresu-puestodeobraaejecutarse.

Estoscostosambientalessedetallaránenelplandemanejoambiental(enelpro-gramade inversionesespecíficamente)yseránsustentadosconsus respectivosmetradosyanálisisdepreciosunitarios.

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TAREA ASoCiACión GRáFiCA EDuCATiVApaSaje maría auxiliadora 156 - Breña

correo e.: [email protected]

teléf. 332-3229 fax: 424-1582marzo 2008lima - perú

Ministerio de Transportes y ComunicacionesDirección General de Caminos y Ferrocarriles

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El Plan Binacional de Desarro-llo de la Región Fronteriza Perú-Ecuador fue constituido por los gobiernos de Perú y del Ecuador, con el propósito de impulsar y canalizar esfuerzos orientados a promover el desarrollo y elevar el nivel de vida de sus respectivas poblaciones.

La infraestructura vial es uno de los principales soportes para el desarrollo del ámbito de la región fronteriza con el Ecuador, en es-pecial los caminos de bajo volu-men de tránsito que interconectan poblaciones rurales, muchas veces localizadas en zonas lejanas fron-terizas.

Por ello, ha sido muy grato para el Capítulo Perú del Plan Binacional de Desarrollo de la Región Fron-teriza Perú - Ecuador colaborar con el Ministerio de Transportes y Comunicaciones en el objetivo de difundir normas para la con-servación, diseño y especifi cacio-nes técnicas para la construcción de carreteras de bajo volumen de tránsito y, en particular, apoyar en la publicación del “Manual de Di-seño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito”, con un fi nanciamiento fruto de una co-operación que le fue otorgada por la Corporación Andina de Fomento – CAF.

Consolidando la paz con desarrollo.

Plan Binacional de Desarrollo de la Región Fronteriza Perú-EcuadorCAPÍTULO PERÚ

MANUAL DE DISEÑO DE CARRETERASNO PAVIMENTADASDE BAJO VOLUMENDE TRÁNSITO

REPÚBLICA DEL PERÚ

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Consolidando la pazcon desarrollo

Plan Binacional / 2 do pqte / Manual Diseño No Paviment / OT 9076 / Lomo OK 1.3 cm 208 pp / medida 53.8 x23.5 cm

9.Manual No Pavimentadas

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