Apuntes Clave sobre Trazado de Carreteras y Mecánica de Suelos

Trazado de Carreteras: Conceptos Fundamentales

Ve: Velocidad máxima que puede mantenerse en condiciones de seguridad y comodidad. Las únicas limitaciones son sus características geométricas.

Vp: Velocidad que permite definir las características geométricas mínimas de construcción de los elementos de trazado, en condiciones de comodidad y seguridad. Mínima Ve de los elementos que forman el tramo.

Vis.disp: Depende de la forma, dimensiones y disposición de los elementos de trazado, no depende de la velocidad a la que se recorre. Se mide en las condiciones:

• Posición del conductor → h(1,1 m co y 2,5 m ca) ; Situación transversal calzada (1,5m)
• Faros → altura (0,75m) y paralelos a la trayectoria
• Altura objeto a percibir → obstáculo (0,2m) ; semáforo (2m)

Vis.parada: Es la precisa para que un vehículo pueda detenerse antes de llegar a un objeto fijo en su línea de circulación a la Ve. En ningún punto la Vis debe ser menor a la distancia de parada (2 a 3 segundos).

Vis.adelantamiento o paso: La necesaria para que un vehículo pueda adelantar a otro que marcha por su misma vía a menor V sin peligro de colisión con los de la dirección opuesta. La distancia de visibilidad de adelantamiento suele ser 3 veces la visibilidad de parada.

Vis.cruce: Distancia que precisa un vehículo para poder cruzar otra vía que intersecta su trayectoria. Toda intersección mayor Vis.cruce que distancia mínima cruce.

Tipos curvas circulares: Simples, Compuestas (mismo lado pero distinta R), Revertidas (igual o distinta R pero distinto lado).

Condiciones curva de transición: Debe tener una L mínima debido a:

• Confort: Limitación de aceleración centrípeta.
• Seguridad: Limitación de variación de pendiente.
• Estética: Fijando αo y variación de radio.
• Condición estética deseable: αo ≥ Φ/2

Condiciones transición peralte:

• Características dinámicas aceptables para el vehículo.
• Rápida evacuación de las aguas de la calzada.
• Sensación estética agradable.

Funciones clotoide:

• Tener transición de la aceleración.
• Transición del peralte.
• Transición del giro del volante.

Propiedades de la parábola cúbica: La curva de transición parábola cúbica es simétrica respecto del radio en el C de la CC (paralela al eje y).

Condiciones de pendiente de una cuerda: Une dos puntos de la parábola que es igual a la semisuma de los coeficientes angulares (Pendiente de las rectas es tangente a esos puntos).

Definición de Kv: Es el radio de curvatura mínimo de la parábola de 2º grado donde está la tangente horizontal.

Mecánica de Suelos: Aspectos Clave

Clasificación de suelos:

• Tamaño de las partículas: grano grueso y grano fino.
• Plasticidad (límites de Atterberg):
  • LL: cuchara de Casagrande
  • LP: agrietamiento de rollos delgados
  • IP: LL-LP

Humedad óptima: Es el porcentaje de humedad para el que se alcanza la densidad máxima.

Medidas de la densidad:

• Laboratorio (grado de compactación)
  • Proctor N: 1000cm³, 3 tongadas, 26 golpes por tongada.
  • Proctor M: 2320cm³, 5 tongadas, 60 golpes por tongada.
• In situ
  • Nucleares (Troxler)
    • Densidad del suelo mediante la absorción de rayos gamma emitidos por una fuente radioactiva.
    • Humedad: La velocidad de los neutrones se reduce ante la presencia de oxígeno.
    • Ventaja: Rapidez e inconveniente con diferentes capas de medida.
  • Método de la arena
    • Se emplea por mal funcionamiento del Troxler. Se utiliza arena natural de densidad conocida. Se hace un agujero y se rellena con la arena para conocer el volumen. Con lo extraído se obtiene la masa.

Ensayo CBR: Es la razón (%) entre la presión necesaria para que el pistón penetre en el suelo hasta una cierta profundidad (0,1 y 0,2 mm) y la presión correspondiente a la misma penetración en una muestra patrón de grava machacada. Se emplea para el cálculo analítico de firmes → E(MPa)=10CBR.

Placa de carga:

• Aparato y material necesario:
  • Aparato de carga con placa: Placa de diámetro 600 o 762 mm.
  • Camión: Reacción.
  • Dispositivo de carga.
  • Dispositivo de medición de carga (error 1%)
  • Dispositivo de medición de asiento (error 0,01mm)
• Ciclo 1: Se aumenta la carga de forma escalonada hasta σ_max=0,5 M_N/m²
• Ciclo 2: Se realiza una descarga del 50, 25 y 0%.
• Ciclo 3: Carga similar a caso 1.

Equivalente de arena: