lunes, 28 de octubre de 2013

Generalidades Constructivas y de Diseño


Sección transversal de carreteras(Sección típica).

La sección tipa de carreteras esta compuesta por:

1.     Eje de carretera
2.     Carril o carriles, a ambos lados.
3.     Cordón y caño.
4.     Acera (área verde). Esto generalmente en zonas urbanas.
5.     Acera (desplazamiento peatonal).

El eje de carretera lo constituye,  horizontalmente, la línea de centro de la vialidad y verticalmente (elevaciones), por la rasante definida. Cabe aclarar, que el movimiento de tierras estará definido por la sub rasante, la cual es la homologa de la rasante, pero ubicada bajo las componentes del carril definidos.

La imagen muestra los elementos de una sección típica del elemento transversal de carreteras:





Los carriles están constituidos por los siguientes componentes:

1.     Capa 1 Pavimento.
2.     Capa 2 Pavimento.
3.     Base estabilizada.
4.     Sub base.
5.     Gavetas. (ocasionalmente).

La imagen a continuación, muestra los componentes de un carril:


Los anteriores componentes varían en espesores y tipos de materiales según las características de terreno(información suministrada por el estudio de suelos y el estudio de geotecnia). Por ejemplo en suelos limosos (barros) es necesario definir una mayor sub base, la cual debería establecerse a la profundidad del terreno en la cual se encuentre alguna capa natural estable, los componentes limosos, arcillosos y barro, deberán ser removidos por completo del área constructiva del proyecto.

Así mismo, estos componentes debe presentar coherencia con el estudio de TPD, principal en cuanto a cargas esperadas se refiere. En caso de carreteras diseñadas para la circulación de camiones de carga, se deberán definir de 3 a 4 capas de asfalto de 3 a 4 cm de espesor cada una. En caso de carreteras donde circularan únicamente vehículos livianos se podría diseñar una única capa asfáltica de 5 centímetros de espesor.

La sub base debe ser compactada adecuadamente, mediante compactadora de agregados, la cual difiere de la tradicional compactadora o aplanadora de asfalto. La principal diferencia entre ambas es que la compactadora de agregados incluye en la superficie de compactación elementos expuestos de diferentes dimensiones, los cuales tienen como fin, lograr la eliminación de espacios de aíre en las capas de agregados.

Las gavetas son elementos utilizados para disminuir la contaminación de la sub base y base con los suelos colindantes, la utilización de gavetas brinda mayor estabilidad a las carreteras.

El diseñador debe tener cuenta que la sección típica de una carretera esta en función de los objetivos de la carretera y principalmente de los elementos del entorno. Siendo así una misma carretera puede poseer elementos de entorno diferentes, los cuales deberán ser contemplados para definir la sección típica específica en cada área o zona diferenciada. A manera de ejemplo, se puede tratar de una carretera la cual presenta una zona en la cual el elemento mas importante del entorno es una población, este elemento obliga a modificar la sección típica, incorporándole aceras a ambos lados, áreas verdes a las aceras, bahías bus, etc.

Practicas complementarias en el diseño de la sección típica.

Con el fin de brindar una mayor vida útil a la base y sub base de una carretera, se recomienda el uso de la sustancia denominada Vitominoso. Esta sustancia se utiliza tanto en la base como en la superficie de las capas de sub base y base, con el fin de crear una superficie que le de mayor adherencia a los agregados al mismo tiempo que disminuye la contaminación de capas entre si y con el suelo circundante.

Con el mismo propósito también se pueden utilizar los geotextiles. Es importante que el diseñador realice un análisis de costo/beneficio de utilizar estas técnicas, puesto que en ocasiones, el uso del geotextil podría justificar la disminución del espesor de la base y sub base, lo cual en un largo trayecto, podría significar una reducción importante en los costos de construcción.

Diseño de velocidades

La velocidad de diseño de una carretera esta relacionada directamente con los siguientes  tres elementos:

1.     Clasificación funcional de la vía.
2.     Tipo de terreno.
3.     Pendiente máxima.

De lo anterior, se concluye que para determinar de diseño, se deben conocer bien los anteriores tres elementos, o en su defecto, si se desea determinar una velocidad de diseño, se deben variar los elementos para lograr las condiciones aptas para desarrollar la velocidad de diseño deseada. La siguiente tabla resume la relación de estos tres elementos con la velocidad de diseño:


Finalmente, segundo el tipo de vía, y el dato TPD, se definen cantidad de carriles y tipo de superficie a utilizar. El siguiente cuadro resumen esta relación:




sábado, 12 de octubre de 2013

Diseño Geométrico de Carreteras


Diseño geométrico de carreteras

Uno de los factores determinantes para la definición de un diseño específico para una carretera es el tipo de vehículo que transitará en la carretera. Conociendo el tipo de vehículo que transitará la carretera se podrán definir los radios de giro externos e internos de las curvas horizontales(basándose en los radios de giro externo e interno de estos vehículos). El siguiente cuadro muestra la clasificación de vehículos y sus principales características.

La siguiente tabla muestra los respectivos radios interno y de diseño según el tipo de vehículo.


Así mismo, el estudio TPD(Transito promedio diario) determina, la cantidad de vehículos de cada tipo, que circularan por la vía. Esta información es de vital importancia para determinar las características de los materiales de construcción a utilizar así como las especificaciones de construcción (cantidad de capas, espesores, etc).

Por las características del ancho de los vehículos a circular se puede determinar un ancho de carril mínimo, siendo así que para un carretera donde solo circulen vehículos tipo “P” (autobuses), el ancho de carril mínimo será de 2,5 metros, en el caso de que los vehículos circulantes fueran tipo “Bus” (autobuses), el ancho mínimo de carril será de 3 metros. A continuación el detalle de las características generales de los tipos de vehículos:




Bahías bus.

Las diferentes bahías bus se determinan por:

  1. Cantidad de buses simultáneos en la bahía.
  2. Bahía con o sin defensa.
La bahía bus esta compuesta por los siguientes componentes:

  1. Transición de entrada. (10 metros de longitud).
  2. Espacio de bahía.
  3. Transición de salida. (De 5 de ancho y 15 de largo por bus).
  4. Acera (3 metros de ancho).
  5. Caseta.
  6. Barrera. (de un metro de ancho, cuando se utiliza el espacio de bahía aumenta a 6 metros de ancho.
La siguiente imagen muestra los componentes de una bahía bus para dos autobuses y sin separador:



La siguiente imagen muestra los componentes de una bahía bus para dos buses con separador:


Componente vertical en el diseño geométrico de carreteras.

El terreno en el cual se diseñara una carretera se puede clasificar en tres tipo según el tipo de pendiente presente:

  1. Terreno plano: Pendientes menores a 5%.

  1. Terreno ondulado: Pendientes mayores a 5 pero menores o iguales a 15%.

  1. Terreno montañoso: Pendientes mayores a 15 y menores o iguales a 30%.

La siguiente tabla resumen la información anterior(G representa la pendiente):



Tipos de vía.

Como se ha venido exponiendo, existen lineamientos generales que brindan las pautas a seguir para un diseño geométrico de carreteras. Estos lineamientos se basan en el siguiente cuadro.