Obras viales

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.