Obras Viales

Obras VialesTECNICO E INGENIERO EN CONSTRUCCINDUOC UC, SEDE MAIPUProfesor Francisco Silva Loyola

Unidad N1: Clasificacin de las Vas

Unidad N1: Clasificacin de los Proyectos Viales

Unidad N1: Clasificacin de los Proyectos viales

Unidad N1: Ciclo de Vida de una proyecto

Unidad N1: Estudio del Proyecto1.- Diagnstico y Proposicin de AlternativasTopografa Base de Estudio: Imgenes Satelitales, Fotografas areas, Cartografa IGM -> esc. 1:5000Monografas de Especialidades (Geometra del Camino, Sealizacin y Seguridad Vial, Obras de Arte, Pavimento, Suelo)Estudios de Trnsito (encuestas de pesaje, encuestas de origen destino, conteo vehicular)Estudios Ambientales TerritorialesPlan de Participacin CiudadanaProposicin de Alternativas

Unidad N1: Estudio del Proyecto2.- AnteproyectoIngeniera BsicaTopografa: Terrestre o Aerofotogrametrica -> esc. 1:1000Geotecnia Estudios de TrnsitoHidrolgicos e Hidrulicos Estudios Ambientales

AnteproyectosDiseo VialSeguridad VialSaneamiento y DrenajeExpropiacionesPrediseo de Pavimentos

Anteproyecto de PuentesAnteproyecto de Obras FluvialesAnteproyecto de IluminacinAnteproyecto de PaisajismoAnteproyecto de Modificacin de Servicios

Evaluacin Econmica

Unidad N1: Estudio del Proyecto3.- Proyecto Definitivo Ingeniera BsicaTopografa Geotecnia Estudios de TrnsitoHidrolgicos e Hidrulicos Estudios Ambientales ( Tramitacin para obtener Resolucin FundadaImplementacin Plan de Participacin Ciudadana

Proyecto de Diseo VialSeguridad VialSaneamiento y DrenajeInforme Ambiental TerritorialDiseo de Pavimentos

Estudio Definitivo de Expropiaciones

4.- Antecedentes de Licitacin

Unidad N1: Ingeniera Bsica Ingeniera Bsica: Define los alineamientos generales de un proyecto

Ingeniera Bsica: Aspectos Geodsicos y TopogrficosObj. Realizar los trabajos de campo que permitan elaborar los planos topogrficos de una obra vial.Permite proporcionar informacin base para los estudios de cada especialidad (Hidrologa e Hidrulica, geologa, sealizacin , ambiental, etc.)

Etapa 1Levantamiento Topogrfico en base a cartografa de la zona

Etapa 2Referenciacin Topogrfica: consiste en referenciar el trabajo topogrfico a un sistema coordenado universal (UTM) a partir del traslado de puntos coordenados establecidos por el Instituto Geogrfico Militar (IGM)

Levantamiento Topogrfico

Perfiles Transversales de Cauce

Autocontrol Topogrfico

Ingeniera Bsica: Aspectos Geodsicos y Topogrficos

Ingeniera Bsica: Aspectos Geodsicos y TopogrficosEtapa 3Estacado y Topografa completa: comprende el estacado completo del proyecto, definiendo de forma precisa el inicio y fin del mismo. Este estacado deber ser cada 20 m

Levantamiento Topogrfico Esc. 1:500: levantamiento topogrfico de zonas puntuales del proyecto vial (zonas urbanas, cruces, accesos, etc.)

Perfiles Transversales de Cauce

Autocontrol Topogrfico: verificaciones topogrficas que realiza el Ministerio de Obras Pblicas con personal y equipo propio, de forma de controlar el trabajo topogrfico realizado por la consultora

Ingeniera Bsica: Aspectos GeotcnicosObj. Es establecer las caractersticas geolgicas de las diferentes formaciones existentes en la zona de estudio, identificando su distribucin y sus caractersticas geotcnicas correspondientes.

Anlisis a Efectuar:Clasificacin de los suelos (Estratigrafa y Anlisis Macrogranulometrico)Prospeccin de Suelos (Calicatas, CBR, Sondajes de Suelo, Perfiles de Refraccin Sismica solo en caso de estructuras - )Estudios de Mecnica de Suelos (Resistencia al Corte, Modulo de elasticidad, Estabilidad de Taludes)

Ingeniera Bsica: Aspectos Geotcnicos

Ingeniera Bsica: Aspectos GeotcnicosRevisin Bibliogrfica e Inspeccin visual de los aspectos geolgicos y geotcnicos de la zona de estudio (Planos topogrficos esc. 1:20.000 1:50.000; Planos Geolgicos esc. 1:200.000; Fotografas Areas, Estudios previos de la zona).

Calicatas: excavaciones realizadas con maquinaria cuyo objetivo es reconocer los primeros horizontes del terreno. Suelen tener profundidades que van de 1,5 a 4,0 m, dependiendo de donde se encuentre roca en el terreno. Con estas se toman muestras de los horizontes representativos del terreno.

Ensayos de LaboratorioClasificacin de suelos, permite clasificar los distintos elementos que componen el suelo, de forma tal de lograr comprender de forma sencilla su composicin. Las formas de poder clasificar los suelos son las siguientes: Granulometra, que permite clasificar los suelos segn el tamao de las partculas; Plasticidad, que es la posibilidad que tiene un suelo de ser moldeado sin que sufra fractura , Composicin Qumica, clasificacin que se realiza a partir de las propiedades naturales que presenta el suelo, por ejemplo el contenido de sales.

Ingeniera Bsica: Aspectos Geotcnicosb) Ensaye de Proctor, consiste en establecer la compactacin mxima de un suelo en relacin con su grado de humedad. Consiste en compactar una porcin de suelo en un cilindro de 1000 cm3, haciendo variar la humedad hasta obtener la compactacin mxima.

c) Razn de Soporte California (CBR), consiste en un ensayo que permita expresar las condiciones de resistencia y deformacin de un suelo. En este se utiliza una muestra de 150 mm de dimetro y 116 mm de altura, compactada en un molde cilndrico de acero, la cual ya ha sido saturada con agua durante 96 de forma tal de lograr replicar las condiciones mas desfavorables del pavimento. Esta muestra se penetra con un pistn de 50 mm a una velocidad de 1,27 mm/min, contra el suelo para medir la carga real que produce deformaciones de 2,5 a 5,0 mm.

Ingeniera Bsica: Aspectos Geotcnicosd) Ensayo de Penetracin Estndar (SPT), Consiste en contar el nmero de golpes necesarios para que se introduzca a una determinada profundidad una cuchara (cilndrica y hueca) muy robusta (dimetro exterior de 51 milmetros e interior de 35 milmetros, lo que supone una relacin de reas superior a 100), que permitetomar una muestra, naturalmente alterada, en su interior. El peso de la masa est normalizado, as como la altura de cada libre, siendo de 63'5 kilopondios y 76 centmetros respectivamente.

e) Designacin de la Calidad de la Roca (RQD), permite establecer la s caractersticas geotcnicas del macizo rocoso que inciden directa o indirectamente sobre la estabilidad del mismo.

Caso Prctico: Mejoramiento Talud C-527, Vallenar

Caso Prctico: Mejoramiento Talud C-527, VallenarIMPORTANTEDESCRIPCIN DE LA ZONAUBICACIN DE LA ZONA

Caso Prctico: Mejoramiento Talud C-527, Vallenar

Ingeniera Bsica: Aspectos Hidrolgicos e Hidrulicos

Diseo Geomtrico de CarreterasSe entiende por diseo geomtrico de un camino al proceso de correlacionar suselementos fsicos, tales como los alineamientos, pendientes, distancia de visibilidad, peralte, ancho de pista, con las caractersticas de operacin, facilidades de frenado, aceleracin, condiciones de seguridad, etc.

Es a travs del diseo geomtrico que datos que son expresiones cuantitativas de la naturaleza, requerimientos e idiosincrasia de los hombres, caractersticas de los vehculos y usos de la tierra, se combinan para dar configuracin a una va que, dentro de las limitaciones econmicas impuestas, satisfaga la demanda reflejada por esos datos.

Los criterios para el diseo geomtrico de los caminos se basan en una extensin matemtica racional del diseo del vehculo y de sus caractersticas de operacin, as como en el uso de los principios de la geometra y de la fsica. Incluyen no solamente clculos tericos, sino tambin los resultados empricos deducidos de numerosas observaciones y anlisis del comportamiento de los conductores, reacciones humanas y capacidad de los caminos.

Diseo Geomtrico de Carreteras: AspectosAspectos que intervienen en el diseo geomtrico de caminos

Existen factores de distinta naturaleza que influencian en diversos grados el diseo de un camino. No siempre es posible considerarlos explcitamente en una norma o recomendacin de diseo en la justa proporcin que les puede corresponder. En consideracin a lo anterior en cada proyecto ser necesario examinar la especial relevancia que pueda adquirir uno o varios factores, a fin de aplicar correctamente los criterios.

Factores funcionales: Tienen relacin, en general, con el servicio para el cual el camino debe ser diseado, destacando lo siguiente: - Funcin que debe cumplir el camino (movilidad y accesibilidad). - Volumen y caractersticas del trnsito inicial y futuro - Velocidad de proyecto y velocidad de operacin deseable - Seguridad para el usuario y la comunidad circundante - Relacin con otras vas y la propiedad adyacente.


Factores Fsicos: Dicen relacin con las condiciones impuestas por la naturaleza y suelen implicar restricciones que la clasificacin para diseo debe considerar: - Relieve, hidrografa y geologa en la zona del trazado. - Clima de la zona.

Factores de costo asociado al camino: En rigor, los costos asociados a un camino son consecuencia de la categora de diseo adoptado para l. Esta relacin es tan directa que muchas veces acta como un criterio realimentador que obliga a modificar decisiones previas respecto de las caractersticas asignadas a un proyecto. Estas situaciones se resolvern mediante los estudios econmicos de Prefactibilidad o Factibilidad. En todo caso el costo generalizado de un camino lo componen: - Inversin inicial o costo de construccin - Costo de mantencin a lo largo de la vida til - Costo de operacin de los vehculos - Costo del tiempo de los usuarios.


Factores humanos y ambientales: Las decisiones tecnolgicas estn sin duda relacionadas con las caractersticas de la comunidad que se pretende servir y el medio ambiente en que sta se inserta. Las de mayor relevancia son: - Idiosincrasia de usuarios y peatones - Uso de la tierra adyacente al eje vial - Actividad de la zona de influencia y reas colindantes - Aspectos Ambientales: Impacto y Mitigacin -Interaccin con otras infraestructuras y con la propiedad adyacente - Caractersticas ecolgicas y efectos estticos - Efectos poluyentes, en sus distintas formas.

Valores estticos y ecolgicos: En el diseo de cualquier camino se tendr en consideracin no tan solo su incorporacin al paisaje sino que tambin el aprovechamiento de las bellezas naturales. Los valores estticos debern considerarse conjuntamente con la utilidad, economa, seguridad y todos los dems factores que preocupan al planificador y al proyectista

Diseo Geomtrico de Carreteras: AspectosFuncin de la carretera o camino

Las vas de transporte pueden estar destinadas fundamentalmente a servir el trnsito de paso, a dar acceso a la propiedad colindante o bien dar un servicio que sea combinacin de ambas posibilidades.

En el primer caso interesa posibilitar velocidades de desplazamiento elevadas que pueden ser mantenidas a lo largo de toda la ruta en condiciones seguras.

En el caso de caminos cuya funcin primordial es dar acceso a la propiedad colindante, deber permitirse todos los movimientos que ello implica, con la consecuente restriccin impuesta a los vehculos en trnsito.

Cuando el servicio al trnsito de paso y a la propiedad colindante presenta similar importancia, y adems acceden a ella numerosos caminos de tipo local o de desarrollo, se enfrenta una situacin intermedia respecto de las antes descrita. En efecto, los volmenes de trnsito pueden fluctuar entre varios cientos y algunos miles de vehculos, pudiendo preverse en algunos casos problemas de congestin que obliguen a consultar ampliaciones a lo largo de la vida econmica de la ruta. La velocidad de operacin deseable en este tipo de caminos ser mayor que en los caminos de tipo local, pero en razn de su funcin mixta no podr ser tan alta como en Carreteras Primarias, Autorrutas y Autopistas.

Diseo Geomtrico de Carreteras: AspectosCada categora se subdivide segn las Velocidades de Proyecto consideradas al interiorde la categora. Las Vp ms altas corresponden a trazados en terrenos Llanos, las intermedias enterrenos ondulados y las ms bajas en terreno montaoso o cuyo entorno presenta limitacionesseveras para el trazado. El alcance general de dicha terminologa es:

Diseo Geomtrico de Carreteras: AspectosTerreno Llano: Est constituido por amplias extensiones libres de obstculos naturales y una cantidad moderada de obras construidas por el hombre, lo que permite seleccionar con libertad el emplazamiento del trazado haciendo uso de muy pocos elementos de caractersticas mnimas. El relieve puede incluir ondulaciones moderadas de la rasante para minimizar las alturas de cortes y terraplenes; consecuentemente la rasante de la va estar comprendida mayoritariamente entre ms menos 3 %.

Terreno Ondulado: Est constituido por un relieve con frecuentes cambios de cota que si bien no son demasiado importantes en trminos absolutos, son repetitivos, lo que obliga a emplear frecuentemente pendientes de distinto sentido que pueden fluctuar entre 3 y 7 %, segn la Categora de la ruta. Segn la importancia de las ondulaciones del terreno se podr tener un ondulado Medio o uno Franco o Fuerte.

Terreno Montaoso: Est constituido por cordones montaosos o Cuestas, en las cuales el trazado salva desniveles considerables en trminos absolutos. La rasante del proyecto presenta pendientes sostenidas de 4 a 9 %, segn la Categora del Camino, ya sea subiendo o bajando. La planta est controlada por el relieve del terreno (Puntillas, Laderas de fuerte inclinacin transversal, Quebradas profundas, etc) y tambin por el desnivel a salvar, que en oportunidades puede obligar al uso de Curvas de Retorno. En consecuencia, el empleo de elementos de caractersticas mnimas, ser frecuente y obligado.

Diseo Geomtrico de Carreteras: AspectosAutopistas: - Terreno llano a Ondulado medio 120 km/h - Terreno Ondulado Fuerte 100 km/h - Terreno Montaoso 80 km/h

Autorrutas: - Terreno Llano a Ondulado Fuerte 100 y 90 km/h- Terreno Montaoso 80 km/h

Primarias:

Colectores:- Terreno Llano a Ondulado Medio 80 km/h - Ondulado Fuerte 70 km/h- Montaoso 60 km/h

Locales:- Terreno Llano a Ondulado Medio 70 km/h - Ondulado Fuerte 60 km/h - Montaoso 50 y 40 km/h

Diseo Geomtrico de Carreteras: VelocidadesVelocidad de Proyecto (Vp). Es la velocidad que permite definir las caractersticas geomtricas mnimas de los elementos del trazado bajo condiciones de seguridad y comodidad, elementos que slo podrn ser empleados en la medida que estn precedidos por otros (en ambos sentidos del trnsito), que anticipen al usuario que se est entrando a un tramo de caractersticas geomtricas mnimas, el que adems deber estar debidamente sealizado.

Velocidad Especfica (Ve). Es la mxima velocidad a la cual se puede circular por un elemento del trazado, considerado individualmente, en condiciones de seguridad y comodidad, encontrndose el pavimento hmedo, los neumticos en buen estado y sin que existan condiciones meteorolgicas, del trnsito, del estado del pavimento o del entorno de la va, que impongan limitaciones a la velocidad.

Velocidad de Operacin (Vop). La Velocidad de Operacin es la velocidad media de desplazamiento que pueden lograr los usuarios en un tramo de un camino de una Velocidad de Proyecto dada, bajo las condiciones prevalecientes del trnsito, del estado del pavimento, meteorolgicas y grado de relacin de sta con otras vas y con la propiedad adyacente.

Diseo Geomtrico de Carreteras: VelocidadesVelocidad Percentil 85 (V85%). Es aquella velocidad no superada por el 85% de los usuarios en un tramo de caractersticas homogneas, bajo las condiciones de trnsito prevalecientes, estado del pavimento, meteorolgica y grado de relacin de este con otras vas y con la propiedad adyacente. Cuando dichas condiciones no imponen restricciones, la V85% suele ser mayor que la velocidad de proyecto, independientemente de si la velocidad de proyecto que est sealizada, corresponde a la mxima legal, etc. (Ello siempre que el tramo no tenga control policial habitual) En consecuencia, el 85% de los usuarios circula a la V85% o menos y un 15% de los usuarios supera dicha velocidad.

Velocidad Asterisco (V* ). Es la velocidad utilizada para el clculo de distancia de visibilidad de parada. Esta velocidad es mayor que la Vp de proyecto, pero menor que la V85% prevista para el diseo dinmico en planta, al cual estn sometidos el cien por ciento de los usuarios que circulan a esa velocidad.

Diseo Geomtrico de Carreteras: Elementos GeomtricosCurvas Circulares.

En su forma ms simplificada, el alineamiento en planta de un camino consiste en una serie de tramos rectos (tangentes) conectados por curvas circulares.

Las curvas circulares son, entonces, los arcos de crculo que forman la proyeccin horizontal de las curvas empleadas para unir dos tangentes consecutivas.

La estructura bsica de una obra vial queda definida por l o los ejes de proyecto, cuya proyeccin en planta est constituida por un conjunto de alineaciones rectas enlazadas por curvas circulares o curvas de radio variable con el desarrollo.

En una curva circular simple hay que distinguir los siguientes elementos:

Los puntos donde los alineamientos rectos (tangentes) son tangentes a la curva se llaman PC y FC respectivamente.

La interseccin de las dos tangentes a la curva se designa punto de interseccin o vrtice; el ngulo de deflexin en el vrtice formado por la prolongacin de la tangente y la siguiente se designa por y tiene por valor el ngulo del centro subtendido por la curva.

El tramo entre el PC y el V como desde el FC al V, se le designa tangente (T).

El arco es el largo de la curva comprendida entre el PC y el FC, y se designa por Dc.

El trazo del MC al Vrtice se llama bisectriz.

Diseo Geomtrico de Carreteras: Elementos Geomtricos

Diseo Geomtrico de Carreteras: Elementos GeomtricosALINEAMIENTO HORIZONTAL

Estndar de Diseo de una Carretera o Camino: El estndar de una obra vial que responde aun diseo acorde con las instrucciones y lmites normativos establecidos en el MC, quedadeterminado por:

- La categora que le corresponde (autopista, Autorruta, Colector, Local o Desarrollo)- La Velocidad de Proyecto (V p), que posee o que le ha sido asignada.- La Seccin Transversal definida, segn la Categora y Velocidad de Proyecto.Que posea o est previsto un pavimento o solo carpeta de grava o ripio.

Los principales aspectos que controlan el diseo de alineamiento horizontal son:a.- Categora de la rutab.- Topografa del reac.- Velocidad de proyectod.- V85% para disear las curvas horizontalese.- V* para verificar visibilidad de Paradaf.- Coordinacin con el alzadog.- Costo de Construccin, Operacin y Manutencin

Diseo Geomtrico de Carreteras: Criterios de Diseo

Diseo Geomtrico de Carreteras: La Clotoide

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en Alzado

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en AlzadoLAS CURVAS VERTICALES

Las curvas verticales usadas en caminos como curvas de enlace de los alineamientos de rasante, pueden ser arcos de crculo, arcos de parbola, de parbola cbica, etc. De estas, la parbola de segundo grado de eje vertical es usualmente la preferida, pues, simultneamente sirve como curva de enlace y de transicin de las curvaturas. Adems, su forma se ajusta a la de la trayectoria de los vehculos para la condicin de mximo confort de estos.

Segn su posicin, las parbolas verticales pueden ser convexas o cncavas y hay que distinguir i1 e i2 que son las pendientes expresadas en porcentaje, siendo positivas las pendientes en subida y negativas las de bajada, de acuerdo al avance del kilometraje.

Se llama longitud 2T de la curva vertical a la de su proyeccin sobre la horizontal. Cuando la proyeccin del vrtice est en medio del PC y FC, la curva se llama simtrica.

El ngulo de deflexin entre dos rasantes que se cortan queda definido por la expresin (radianes) = i1 - i2, es decir, se calcula como el valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes de entrada y salida expresadas en tanto por uno.

Las pendientes debern considerarse con su signo. + Pendiente de Subida segn el avance de Dm- Pendiente de Bajada segn el avance de Dm

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en AlzadoLAS CURVAS VERTICALES

Toda vez que la deflexin es igual o mayor a 0,5 % se deber proyectar una curva vertical para enlazar rasantes. Bajo este valor se puede prescindir de la curva ya que la discontinuidad es imperceptible para el usuario.

Bajo las circunstancias descritas, el desarrollo de la curva de enlace queda dado por: Lv = R * R* (i1-i2).

Adoptando la nomenclatura correspondiente a la parbola de segundo grado, el radio R pasa a llamarse K que corresponde al parmetro de la curva vertical.

Finalmente dentro del rango de aproximaciones aceptadas, el desarrollo de la curva de enlace se identifica con Lv = 2T, siendo 2T la proyeccin horizontal de las tangentes a la curva de enlace.

En definitiva, para todos los efectos de clculo y replanteo, la longitud de la curva vertical de enlace est dada segn medidas reducidas a la horizontal y vale: 2T = K *

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en Alzado

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en Alzado Longitud mnima de las curvas verticales Por condicin de comodidad y esttica, la longitud mnima de las curvas verticales esta dada por:2 T (m) V (k/h)

Es decir, el desarrollo mnimo de la curva vertical ser el correspondiente al nmero de metros que representa la velocidad de proyecto del camino, expresada en kmh.

Criterios de diseo para curvas verticales

Las curvas verticales deben asegurar en todo punto del camino la visibilidad de parada, ya sea que se trate de calzadas bidireccionales o unidireccionales.

En calzadas bidireccionales, si las condiciones lo permiten, el proyectista podr disear curvas de enlace por criterio de adelantamiento, con lo que asegura la visibilidad de parada.

- El clculo de curvas verticales presenta dos situaciones posibles, a saber: DV >2T y DV< 2T. Las normas chilenas considera solo el caso DV2T, normalmente debe ser aumentada por criterio de comodidad y esttica.

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en AlzadoEn curvas verticales convexas o cncavas la visibilidad de parada a considerar en el clculo del parmetro corresponde a la distancia de parada de un vehculo circulando a velocidad V* en rasante horizontal. Ello en razn de que el recorrido real durante la eventual maniobra de detencin se ejecuta parte en subida y parte en bajada, con lo que existe compensacin del efecto de las pendientes (tipo 1 y 3)

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en AlzadoEn curvas verticales del tipo 2 y 4, el trnsito de bajada requiere una mayor distancia de visibilidad de parada, que resulta significativa para pendientes sobre 6% en velocidades 60 km/h y 4 % para velocidades 70 km/h. En estos casos el parmetro de la curva vertical puede calcularse adoptando la distancia de visibilidad corregida, o bien eligiendo el parmetro correspondiente a V* + 5 k/h, que da un margen de seguridad adecuado.

Visibilidad en curvas verticalesLa visibilidad es el factor que mas influencia tiene en la longitud de las curvas verticales, puesto que si es deficiente crea riesgos reales y efectivos de accidentes.

Cuando la longitud de la curva vertical y la altura de la vista del conductor sobre el pavimento son constante, la visibilidad depende de la diferencia proporcional entre las inclinaciones de rasantes.

Si la visibilidad fuese invariable, cuanto mayor sea dicha diferencia mayor tendr que ser la longitud de curva vertical necesaria para que la primera tenga la magnitud elegida.

La longitud de dicho recorrido, desde el momento en que el conductor inicia la maniobra correspondiente hasta que el vehculo queda parado, depende de las caractersticas siguientes- Velocidad- Inclinacin de la rasante- Rendimiento de los frenos- Coeficiente de rozamiento entre neumticos y superficie de rodadura.

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en Planta y AlzadoCriterios bsicos para la coordinacin de los alineamientos horizontal y vertical

Que la coordinacin de elementos de los alineamientos horizontal y vertical, surja como una solucin de compromiso entre las condiciones topogrficas del terreno y los costos de construccin, mantenimiento y operacin.

Dentro del marco de la recomendacin anterior, en general, deben evitarse los largos alineamientos rectos y las curvas horizontales de amplio radio, cuando impliquen adoptar fuertes pendientes de gran longitud. Anlogamente, deber ser evitados los trazados con suaves pendientes, logrados por la introduccin de curvas horizontales de radio cercano o igual al mnimo.

Tramos rectos o con amplias curvas horizontales no son compatibles con frecuentes quiebres de la pendiente, pues la sucesin de curvas verticales produce un indeseable efecto esttico.

Las inflexiones de los alineamientos horizontal y vertical deben estar coordinados entre si, en general, es deseable que haya coincidencia aproximada entre los vrtices respectivos.

Diseo Geomtrico de Carreteras: Trazado en Planta y AlzadoCriterios bsicos para la coordinacin de los alineamientos horizontal y vertical

Las inflexiones de los alineamientos horizontal y vertical deben estar coordinados entre si, en general, es deseable que haya coincidencia aproximada entre los vrtices respectivos.

La superposicin de curvas horizontales y verticales ofrece un aspecto esttico agradable y presenta ventajas adicionales desde el punto de vista del drenaje y de las posibilidades de sobrepaso en un tramo del camino.

Esa superposicin combina los puntos de poca pendiente longitudinal con peraltes que proporcionan inclinacin transversal. Asimismo los puntos de poca o nula inclinacin transversal con secciones de pendiente longitudinal que favorece el desage.

Por otra parte, la superposicin de curvas horizontales y verticales, que individualmente no permiten el sobrepaso, posibilita obtener en un tramo del camino mayor cantidad de sectores rectos, con distancia de visibilidad para la maniobra de sobrepaso.

Debe evitarse disear una curva horizontal de radio reducido en correspondencia o en proximidad del punto mas bajo de una curva vertical cncava que enlace pendientes pronunciadas, pues el incremento de la velocidad que estas producen podra generar situaciones peligrosas.

PAVIMENTACIN: Tipos de PavimentosIntroduccin

Se denomina pavimento a la estructura que recibe a las solicitaciones de trnsito y clima, y las traspasa a la sub-rasante, repartidas de manera que ste pueda soportar tales solicitaciones sin sufrir deformaciones, durante un perodo determinado de tiempo (vida til). La estructura del pavimento est compuesta de diferentes capas, dispuestas en forma tal, que pueda realizar las funciones para lo cual fue diseada de manera eficiente y econmica. Por esta razn los pavimentos se definen como estructuraciones multicapas.

PAVIMENTACIN: Tipos de PavimentosSolicitantes de Clima

Todos los mtodos de diseo consideran estas dos solicitaciones, razn por la cual se har una breve resea de su influencia en el diseo de un pavimento.

Rgimen de agua cada: como es de conocimiento general no puede existir un buen diseo, cualquiera que ste sea, si no se tiene un correcto drenaje y evacuacin de aguas lluvias. Como regla general podemos indicar que una vez resuelto, el escurrimiento superficial, debe mantenerse la napa fretica a una distancia mnima de 1,5 m de la superficie del pavimento. Por ejemplo se necesita conocer el total de agua cada mxima por hora, da o mes, segn se trate de disear cunetas, fosos, obras de arte, sub-drenes, etc.

Otro punto que debe estudiarse es la calidad de los terrenos naturales y capas estructurales, ya que el efecto de capilaridad puede hace variar la humedad de las capas (material de sub-rasante, base y sub-base), ms all de sus lmites de humedad ptima, pudiendo sta aumentar (zonas lluviosas) hasta la saturacin o disminuir (zonas desrticas) hasta perder la totalidad de ella

PAVIMENTACIN: Tipos de PavimentosSolicitantes de Clima

Todos los mtodos de diseo consideran estas dos solicitaciones, razn por la cual se har una breve resea de su influencia en el diseo de un pavimento.

b) Efectos producidos por la temperatura: la temperatura es el segundo factor climtico que afecta en forma relevante a un pavimento flexible con capas asflticas. Los cambios de temperatura afectan al comportamiento de las capas asflicas ya que stas varan su estabilidad de acuerdo a las variaciones que producen los cambios de temperatura en la viscosidad del asfalto. Por esta razn las capas asflticas se denominan termoplsticas y viscoelsticas.

Solicitantes de Trnsito

Las solicitaciones del trnsito que recibe el pavimento dependen fundamentalmente de dos factores que afectan a la fatiga del terreno natural y a la fatiga producida en las distintas capas componentes del pavimento. Estas son:

- volumen del trnsito- peso por eje de los vehculos comerciales - presin de inflado

PAVIMENTACIN: Tipos de PavimentosSolicitantes de Trnsito

Los dos primeros factores debern ser considerados en todos los mtodos de diseo de pavimento, para conocer la respuesta de la capacidad estructural del pavimento y del suelo de fundacin con relacin al nmero de pasadas y peso vehicular.

Con respecto a la presin de inflado de los neumticos, la carga es transmitida del vehculo al pavimento a travs de los neumticos. Cada neumtico reparte la carga que le corresponde a travs de su presin de inflado, siendo sta la presin unitaria que recibe el pavimento.

Este peso es el que llega al terreno natural, disminuido de forma tal, que este terreno puede soportar las repeticiones de trnsito estimadas para una vida til del pavimento. Pero al mismo tiempo las distintas capas del pavimento van absorbiendo esta carga unitaria a travs de sus capas componentes.

As tenemos que en la interfase de la primera capa con la segunda capa se producirn las mayores tensiones en la cara inferior de la primera capa y sta deber soportarla dentro de su rango "elstico" sin que se produzcan agrietamientos que hagan fallar esta primera capa

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaPlataforma Vial

Se llama Plataforma a la superficie visible de una va formada por su(s) calzada(s), bermas, sobreanchos de plataforma (SAP) y su mediana, en caso de existir esta ltima como parte de la seccin transversal.

El ancho de la plataforma ser entonces la suma de los anchos de sus elementos constitutivos, cuyas caractersticas se definen a continuacin.

PAVIMENTACIN: Componentes de una va

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLa Calzada

Una calzada es una banda material y geomtricamente definida, de tal modo que su superficie pueda soportar un cierto transito vehicular y permitir desplazamientos cmodos y seguros de los mismos.

La calzada est formada por dos o ms pistas. Por ende una pista ser cada una de las divisiones de la calzada que pueda acomodar una fila de vehculos transitando en un sentido.

Las calzadas pueden ser pavimentadas o no. Si son pavimentadas, quedaran comprendidas entre las bermas, en caso de no existir, la calzada y la berma se confunden y prestan el mismo servicio.

El ancho de cada pista estar en funcin de la categora del camino y la velocidad de proyecto, como se muestra en la tabla siguiente.

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLas Bermas.

Son franjas que flanquean el pavimento de la(s) calzada(s). Ellas pueden ser construidas con pavimento de hormign, capas asflticas, tratamiento superficial, o simplemente ser una prolongacin de la capa de grava en los caminos no pavimentados.

Si la carretera tiene una sola calzada, las bermas deben tener anchos iguales. En caso de tratarse de una carretera unidireccional con calzadas separadas, existirn bermas interiores y exteriores en cada calzada, siendo las primeras de un ancho inferior.

Las bermas cumplen cuatro funciones bsicas:

Proporcionar proteccin al pavimento y a sus capas inferiores, que de otro modo se veran afectadas por la erosin y la inestabilidad.

Permiten detenciones ocasionales.

Aseguran una luz libre lateral que acta psicolgicamente sobre los conductores, aumentando de este modo la capacidad de la va.

Ofrecen espacio adicional para maniobras de emergencia, aumentado la seguridad

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaSobreancho de Plataforma (SAP)

La plataforma en terrapln tendr siempre un SAP mnimo de 0.5 m que permita confinar las capas de subbase y base de modo que en el extremo exterior de la berma sea posible alcanzar el nivel de compactacin especificado.

En plataformas en corte, si la cuneta es revestida, se podr prescindir del SAP como parte de la seccin transversal.

Si la cuneta no lleva revestimiento la seccin transversal debe considerar un SAP de 0,5m para separar las capas estructurales de las aguas que escurren por la cuneta.

La Mediana

Se entiende por mediana al espacio libre existente entre los bordes interiores de los pavimentos de dos calzadas unidireccionales, donde su ancho vara segn la categora del camino, velocidad de proyecto y ampliacin futura del nmero de pistas por calzadas que se requieran.

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLa Mediana

La mediana debe consultarse en primer lugar por razones de seguridad, al permitir, ya sea por su ancho o por los dispositivos que en ella se instalen, controlar la invasin premeditada o accidental de las pistas de la calzada de trnsito en sentido contrario

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLa Infraestructura

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLa Superestructura


Entendido lo anterior, podemos mencionar que la superestructura conforma la solucin final de pavimentacin que habr de tener la calle. Estas capas, dependiendo del tipo de pavimento utilizado (rgido o flexible) pueden ser dos; base y subbase, o simplemente una (subbase).

La subbase es la capa que se encuentra entre el nivel de subrasante y la base, y se utilizada sola cuando el pavimento especificado es una losa de hormign (pavimento rgido).

Cuando la solucin de pavimentacin considera asfalto, la subbase debe complementarse con otra capa granular denominada base, ubicada sobre ella.


A su vez sobre la base se extender el concreto asfltico para conformar el pavimento, previa colocacin de una imprimacin asfltica sobre la base granular.

En lo sustancial la diferencia entre ambas capas granulares radica en su calidad estructural.

Mientras que la base presenta valores de capacidad de soporte hasta 100% de CBR, la subbase alcanza valores cercanos al 60%.

Esta diferenciacin obedece fundamentalmente una economa de costos del diseo a travs de la racionalizacin de los aportes estructurales demandados para resistir las cargas de trnsito.


En el caso particular de la subbase, como capa de apoyo directo de las losas de hormign, su bajo valor de CBR (50 a 60%) es ms bien una condicin necesaria que permite un adecuado acomodo del hormign, evitando que su elevada rigidez genere cargas puntuales sobre un terreno con elevada capacidad de soporte.

Caso contrario sucede con el asfalto en donde los elevados valores de CBR mejoran el apoyo de las capas granulares para este pavimento flexible.

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLa Subrasante

Es la capa de terreno de una carretera o camino que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseo que corresponde al transito previsto.

Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificas en los planos finales de diseo

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLa Subrasante: Propiedades

Propiedades Fsicas: son propiedades relacionadas con el tipo de material a utilizar y las caractersticas constructivas de los mismos.

Granulometra (propiedades iniciales de los suelos)Clasificacin de los suelosRelacin humedad-densidad

Propiedades Mecnicas: dan una estimacinde la calidad de los materiales para las vas.

Modulo ResilienteModulo de PoissonValor de soporte del sueloModulo de reaccin de subrasante (k)

PAVIMENTACIN: Componentes de una vaLa Subrasante: Propiedades

PROXIMA CLASE Diseo de Pavimentos

GRACIAS POR SU ATENCION

Obras Viales

Documents

Transcript of Obras Viales