Obras viales
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NORMALIZACIÓN EN CHILE
- El organismo que regula la construcción de caminos en Chile es la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas.
- Es el principal Mandante.
- El Laboratorio Nacional de Vialidad elabora Normas y Especificaciones Técnicas.
CLASIFICACIÓN DE LAS VÍAS
- En Chile existe la siguiente clasificación según:
Aspectos Legales (DFL 850):
- Caminos Nacionales.
- Caminos Regionales.
Aspectos Administrativos y Presupuestarios (D.V.):
- Clasificación en base a la jerarquía administrativa de las ciudades o localidades que interconectan, considerando la regionalización del País.
Caminos Nacionales.
Caminos Regionales Primarios.
Caminos Regionales Secundarios.
Caminos Comunales Primarios.
Caminos Comunales Secundarios.
Aspectos Técnicos (Clasificación Funcional para Diseño):
- Autopistas.
- Autorrutas. llamadas carreteras
- Carreteras Primarias.
- Colectores.
- Locales. llamados caminos
- Desarrollo.
- Esta clasificación tiene validez al interior de la D.V. en todo lo relativo a la definición de estándares de diseño.
- No reemplaza, no complementa ni altera las clasificaciones Legales y Administrativas.
Ejemplos.
Autopistas:
- Doble calzada (con separación entre una y otra).
- Pasos sobre nivel.
- Control total en los accesos.
- Señalización apropiada para autopistas.
- En Chile son carreteras concesionadas.
- Sectores de la Ruta 5 (La Serena – Puerto Montt), Ruta 68, Red Vial Litoral Central, Troncal Sur, etc.
Primarias:
- Sectores de Ruta 5.
- Camino Internacional (Ruta 60 CH).
- La Pólvora.
Colectores:
- Caminos que salen de cualquier carretera primaria.
- Camino Troncal.
- Ruta F-190 (Colmo – Puchuncaví).
- Ruta F-30-E (Maitencillo – Concón).
Locales:
- Acceso a Casablanca.
- Acceso a Quintero.
Desarrollo:
- Accesos menores (a industrias, poblados).
- Ramales en cruces y nudos.
Clasificación según desarrollo del trazado:
- Planos (LL)
- Ondulados (O) Aumenta costo de construcción
- Montañosos (M)
Clasificación según estándar (de la superficie de rodado):
- Pavimentos (hormigón – asfalto).
- Tratamientos superficiales *
- Ripios.
- Tierra.
ALGUNAS DEFINICIONES Y CONCEPTOS.
Criterios básicos de diseño:
- Seguridad.
- Economía.
- Comodidad.
Seguridad:
- Del usuario y del entorno.
- Ej.: no debería haber paso de peatones en carreteras.
Economía:
- En cuanto a la construcción y operación de la vía.
- También economía en costos de mantención.
Infraestructura:
- Todo lo que sostiene a las capas de pavimento.
- Movimientos de tierra y obras estructurales.
Superestructura:
- Capas de pavimento.
Concepto de Subrasante:
- En sentido volumétrico, de superficie, lineal.
- Volumétrico: Masa de suelo que conforma la parte superior de la infraestructura.
- Superficial: Plano que separa la infraestructura de la superestructura (superficie de subrasante).
- Lineal: Límite del movimiento de tierras en el plano del eje (no necesariamente al medio).
Velocidad.
- De diseño:
- Máx. vel. con la que puede circular un vehículo.
- De proyecto:
- Velocidad que permite definir las características geométricas mínimas de los elementos del trazado bajo condiciones de seguridad y comodidad.
- De operación:
- Velocidad circunstancial, dada por indicaciones de tránsito y del camino.
- Nunca supera las de proyecto.
- Máxima Legal:
- Basada en las de proyecto, es decir, en las condiciones técnicas.
- No supera las de proyecto.
Anchos.
- Pistas:
- Debe ser superior a 3.0 m.
- Lo más normal es 3.5 m. y más.
- Vías de gran velocidad 3.7 – 3.75 m.
- Bermas:
- Mínimo 1.0 m.
- En caminos primarios lo usual es 2.5 m., (para que quepa totalmente un vehículo).
- Dobles calzadas:
- Esquema anterior pero repetido (uso de medianas).
PROYECTOS VIALES.
Clasificación General de los Proyectos Viales.
- Proyectos de Nuevos Trazados
- Proyectos de Recuperación de Estándar*
- Proyectos de Cambio de Estándar*
*: en algunos casos, los M.C. harán referencia al concepto de “proyectos en trazados existentes”, para referirse conjuntamente a ambos tipos de proyectos.
Proyectos de Nuevos Trazados.
- Son aquellos que permiten incorporar a la red una obra de infraestructura vial adicional.
- Carreteras o caminos cuyo emplazamiento está previsto donde no existe obra vial alguna.
- Se incluyen además, los estudios de intersecciones importantes o enlaces, donde antes existía un simple cruce de caminos, en tanto el proyecto consulta la remodelación total del área.
- En los casos de obras singulares como puentes y túneles, más que nuevo trazado se tratará de un nuevo emplazamiento, por lo que se realizará un estudio para obras nuevas.
Proyectos de Recuperación de Estándar.
- Agrupa proyectos tales como:
- Recapados de carpetas.
- Repavimentaciones.
- Reparación de fallas mayores.
- Reconstrucción.
- Complementación de obras de drenaje.
- No debe confundirse con las conservaciones rutinarias o periódicas de una obra vial.
- Pueden incluir rectificaciones locales de la geometría (por accidentabilidad por ej.).
- Proyectos de adecuación y complementación de la señalización y elementos de seguridad, iluminación.
Proyectos de Cambio de Estándar.
- Mejoramiento de la planta y/o alzado en longitudes importantes de una vía existente, que se pueden realizar mediante leves rectificaciones del eje.
- Adecuación general de la geometría y el drenaje de una vía para su pavimentación.
- Ensanches de dos a cuatro pistas con calzada única.
- Segundas calzadas con plataforma única.
Situaciones Mixtas.
- Recuperación de Estándar con tramos de C. de Estándar.
- Cambios de Estándar con variantes tipo Trazado Nuevo.
El enfoque para un estudio depende de la clasificación del proyecto; proyectos de nuevos trazados, recuperación de estándar o cambios de estándar.
Antecedentes Generales.
1.- Análisis del sector:
- Población.
- Actividades.
- Producción.
- Conexiones Viales.
2.- Estudios de preinversiones existentes:
- Ej., Preinversiones que se hubieran realizado.
3.- Proyectos Anteriores (construidos o no):
- Proyectos antiguos que se querían ejecutar.
- Sirven de base para realizar un nuevo proyecto.
4.- Datos Preliminares de Tránsito.
- Tipo de vehículos que transitan por la vía.
5.- Cartografía General.
- Para obtener características del terreno.
- Planos de ubicación.
- Cartas I.G.M. (esc. 1:5000 1:25000).
- Aerofotografías disponibles.
6.- Información sobre Materiales Disponibles.
- Distancia de transporte de material.
7.- Reconocimiento del Terreno.
Monografías.
- Descripción de un camino ya existente.
- Cuadros o tablas que describan y sinteticen información sobre lo existente (o lo proyectado).
- Uso de formatos normalizados referidos a un esquema lineal (kilometraje).
Monografías en caminos existentes a mejorar.
- Descripción de la plataforma (anchos, restricciones, etc.).
- Calzada (ídem anterior), estado del pavimento.
- Alcantarillas (ubicación, tipo, longitud, esviaje, sección, estado).
- Señalización (ubicación, tipo, necesidades).
- Etc.
Estudio Topográfico.
- Proceso iterativo en conjunto con diseño geométrico.
Plano taquimétrico general de la faja en estudio
Solución en Planta
Replanteo en terreno (eje)
Nivelación longitudinal
Solución en alzado (+ perfiles transversales.)
Cubicación Movimiento de Tierras
Estudio Geotécnico.
1.- Estudios de Gabinete en base a antecedentes existentes.
- Informes Geológicos
- Planos Topográficos
2.- Estudios en Terreno (5 tópicos).
a.- Reconocimiento de superficie (I.C. o Geólogo).
- Definirá las prospecciones y ensayos necesarios.
b.- Reconocimiento del Perfil Estratigráfico.
- Calicatas, Sondajes.
- Descripción visual de la estratigrafía, toma de muestras.
c.- Mediciones de deflexión sobre pavimentos existentes.
- Ej.: Deflectómetro de Impacto.
3.- Ensayes de Laboratorio.
- Propiedades índice, densificación, propiedades mecánicas e hidráulicas.
Lo más usual es:
- Reconocimiento cada 500m (como mínimo)
- Ir: centro, izquierda, derecha (por ej.)
Calicatas Muestras Ensayes
(Descripción Visual) Granulometría
Límites
Humedad/densidad
C.B.R
Estudio Hidrológico.
- Estudio de crecidas de cauces.
- Estudio de cuencas: Caudales máximos
Crecidas esperadas
Período de Retorno: Tiempo estadístico que transcurrirá para que vuelvan crecidas o lluvias intensas.
- Con el período de retorno se determinan los caudales de diseño.
Diseño del Saneamiento.
- Determinación de las características de la obra en base a estudios hidráulicos.
Obras de Drenaje:
I.- Drenaje Longitudinal.
- Geometría del camino
a) bombeo no son obras propiamente tal, pero ayudan al saneamiento.
b) Pendiente
- Drenaje Superficial.
a) De la plataforma Fosos, Contrafosos
b) De la calzada Cunetas, Soleras, Soleras con Zarpa.
- Drenaje Profundo
a) Drenes Granulares de plataforma
b) Tubos Ranurados
c) Pavimentos Drenantes de calzada
II.- Drenaje Transversal
a) Drenes Transversales (poco frecuente)
b) Alcantarillas Tubos, losas, bóvedas
c) Puentes Menores (hasta 20m)
Mayores
Períodos de Retorno.
- Período de tiempo estadístico en el cual ocurren ciertos eventos (crecidas, lluvias).
Diseño de Obras Complementarias
- Estructuras:
- Puentes.
- Túneles.
- Muros de contención.
- Cobertizos.
-Señalización:
- Vertical (Montada en postes).
- Preventiva
- Imperativa
- Informativa
- Horizontal (pintada sobre calzada)
- Defensas Camineras y Protección al Tránsito.
- Obras de Contención de Tierras, Protección de Taludes.
- Defensas Fluviales (enrocados, gaviones).
- Otros (cercos, obras de vialidad urbana, etc.).
Diseño Geométrico.
- Definición del EJE del camino.
- Queda definida la geometría de la infraestructura.
- Esto involucra el concepto de rasante.
- Además, incluye empalmes y accesos.
Diseño Estructural.
- Definición de superestructura.
- Determinación de calidades y espesores de las capas componentes del “pavimento” (función de la vida útil).
- Tránsito solicitante / suelo de fundación.
- Tipo de pavimento; rígido, flexible.
- Se definen el o los perfiles tipo.
- Puede existir un tramo con un perfil tipo según tránsito solicitante y suelo de fundación, y en otros tramos otro perfil.
Antecedentes para la Construcción
Planos Principales
- Plano de planta.
- Perfil Longitudinal.
- Perfiles Transversales (c/20 m y en los puntos singulares)
incluye cotas de alcantarillas, cruces, etc.
Planos Complementarios.
- Perfiles Tipo.
- Obras de Arte (alcantarillas); al menos un plano de c/u.
Monografías de Ubicación.
- Definir las obras que han sido diseñadas:
- Obras de Arte.
- Señalización.
- Defensas, etc.
Especificaciones Técnicas Especiales.
- Para cada partida de construcción:
- Materiales.
- Métodos.
- Controles.
- Medición y Pago.
Bases Administrativas (generales y especiales).
- Condiciones contractuales que debe cumplir el mandante y el contratista.
DISEÑO GEOMETRICO
- Determinación de todas las dimensiones físicas del camino y de sus elementos accesorios.
Trazado:
- Por donde irá el camino.
- Está condicionado por Tránsito
Terreno
Modelación del Trazado:
- El camino es tridimensional inserto en el terreno.
- Forma de la curva que describe en el espacio un punto del perfil transversal.
- Se debe obviar 1 de las 3 dimensiones.
- 1º considero el recorrido en planta.
- 2º “estiro” el recorrido.
- 3º agrego cota.
Elementos del Trazado
- Con características Bidimensionales: Intersecciones.
Tridimensionales: Enlaces.
- Se debe hacer un chequeo entre los análisis de trazado en planta y alzado.
- Necesario para cumplir con exigencias de seguridad, economía, etc.
- Se debe realizar un proceso interactivo:
T.P. T.A. Sección Transversal.
Parámetros Iniciales Básicos
- Velocidad de proyecto (diseño).
- Visibilidad.
Velocidad de Proyecto:
- Una para todo el camino (en teoría).
- Puede haber una definida para longitudes razonables (tramos homogéneos).
- Analizar velocidad v/s costos.
- Estudio de velocidades reales.
Visibilidad:
- Criterio de Comodidad.
- Criterio de Seguridad.