02032014 - IPI - Infraest de Transp Caminos (GRT)

INGENIERA CIVIL EN OBRAS CIVILES

Ingeniera de Proyectos de Infraestructura

(OCIV-421)

Captulo 2: Infraestructura de Transporte

Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos 1


GENERALIDADESINGENIERIADEPROYECTOSDEINFRAESTRUCTURAS

2Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos


Se habla en la actualidad de Infraestructura de transporte como todo el conjunto de elementos que permite el desplazamiento de un medio de transporte en forma confortable y segura desde un punto a otro

Necesidad de conectividad: Las personas se trasladan Las mercancas se transportan Las comunidades se conectan

El desarrollo de las comunidades y, por ende del pas, est ligado al mejoramiento de los sistemas de transporte, ya que posibilita el traslado, el transporte y la conectividad entre organizacin y comunidades.

3

GENERALIDADES.

Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos


La dinmica social de una ciudad, una regin o un pais o una comunidad en general puede ser entendida a partir de las relaciones que se verifican entre tres variables esenciales: Sistema de Transporte, Sistema de Actividades y Estructura de flujos. (Modelo Manheim, 1977)(PAG 4 Y 5 DE Gestin de infraestructura vial. Hernn de SolminihacT.)

4

GENERALIDADES.

EF

ST SA

Relacionesentrelossistemasdetransporte,elsistemadeactividadesylaestructuradeflujos)Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos

INGENIERA CIVIL EN OBRAS CIVILESGENERALIDADES.

Los tipos de INFRAESTRUCTURA DE TRANSPORTE son:1. Caminos.

2. Puentes.

3. Tneles.

4. Metro.

5. Lneas frreas

6. Aeropuertos

7. Puertos



1.CAMINOSINGENIERIADEPROYECTOSDEINFRAESTRUCTURAS



Los primeros caminos pavimentados surgen en la poca.?:

a) Antes de la creacin de automvilb) Con la creacin del automvilc) Despus de la creacin del automvil

7

1. CAMINOS. Introduccin.


Primer camino pavimentado se remonta a la invencin de la rueda, hace unos 5.500 aos, se cree que en Mesopotamia (Asia Menor):- Ruta Asia y Egipto, 3.500 a de C. Por los Asirios y Egipcios.- El historiador Herdoto (484 a 425 a de C) menciona los caminos construidos de piedra en Egipto por encargo del rey Keops, con la finalidad de facilitar el rodamiento de las piedras con la que se construan las pirmides.


Los primeros caminos construidos considerando una estructura que brindara mejor servicio, con superficies resistentes, drenajes y que, adems, proporcionaba una vida til mayor datan de la poca del Imperio Romano.Los propsitos fueron principalmente militares, para la marcha de los soldados a pi y del traslado de los equipos pesados o armamentos de la poca, por lo que requeran ser suficientemente resistentes.

8


VaApia,Italia.CaminoconstruidoporlosRomanosenel312adeC.Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos

Cortetransversaltpico(Ashwoth,1979)


A fines del siglo XVIII comienza la especializacin en la construccin de caminos aplicndose principios cientficos para ejecutarlos cumpliendo expectativas segn su uso.

Los conceptos son:- Soportar cargas aplicadas- Material compacto- Base drenante- Superficie que facilite el transito

La construccin moderna de caminos se inicio en 1869 en Estados Unidos, donde se us la primera mquina compactadora que reemplazaba el mtodo manual.

9




De aqu surgen distintos tipos de vas, que en Chile estn tipificadas en la Ordenanza General de Urbanismo y Construccin:

- Vas Expresas (Auyopistas o Autovas segn DS 83/85 y Caminos Nacionales y Regionales, Vas Interurbanas segn DFL 850)

- Velocidad entre 80 y 100 km/hr- Conectividad entre diferentes zonas urbanas y regiones- Los cruces son en diferentes niveles- Ancho mnimo de calzada en su conjunto 21 m. Continuidad funcional de 8 km.

- Vias Troncales (Troncales segn DS83/85)- Velocidad entre 50 y 80 km/hr- Conectividad entre comunas- Los cruces pueden ser al mismo nivel pero manteniendo la preferencia de esta va.- Ancho mnimo de calzada en su conjunto 14 m. Continuidad funcional de 6 km.

10





- Vias Colectoras (Colectoras distribuidoras o Vas Urbanas segn DS83/85)

- Velocidad entre 40 y 50 km/hr- Conectividad entre la residencia y los centros de empleo y de servicios, y de reparticin y/o captacin hacia o desde la trama vial de nivel inferior- Ancho mnimo de calzada en su conjunto 14 m. Continuidad funcional de 3 km.- Puede prohibirse estacionamiento.

- Vas de Servicios (De servicios segn DS 83/85)- Velocidad 30 a 40 km/hr- Conectividad con los accesos a los servicios y al comercio emplazados en los mrgenes- Permite estacionamientos- Ancho de calzada mnimo en su conjunto 7 m. Continuidad funcional 1 km.

11





- Vas Locales (Locales segn DS 83/85)- Conectividad entre vas troncales, colectoras y de servicio y accesos.- Velocidad entre 20 y 30 km/hr- Ancho de calzada mnimo en su conjunto de 7 m. Ausencia de continuidad.- Distancia entre cruces mnimo 100 m.- Debern existir aceras a ambos costados- En caso de vas no contempla locomocin colectiva podr ser el ancho de 4,5 m y con eventual paso de vehculos el ancho mnimo podr ser de 4 mt.

- Pasajes- Trnsito peatonal y eventualmente de vehculos- Pueden ser vas sin salida o con salida- Deben permitir virar en 180 hasta vehculos de emergencia.

12




13


CartasCamineras2013.MinisteriodeObrasPblicas.Chile.Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos

VIAEXPRESA

VIATRONCALES

VIACOLECTORAS


Tipos de pavimentos:- De TIERRA

- De RIPIO

- RIGIDO: Carpeta superior o capa estructural principal de hormign.-JPCP: Hormign Simple con juntas, con o sin barras de transferencia de carga- JRCP: Hormign reforzado con juntas y barras de traspaso de carga-CRCP: Hormign continuamente reforzado.

-FLEXIBLE: Carpeta superior de concreto asfltico o tratamientos superficiales. Su estructura principal corresponde a casa de base y sub base generalmente granulares.

- MIXTO O COMPUESTO: En que su estructura superior mezcla una capa de asfalto con otra de hormign arriba o viceversa.

14




Tipos de pavimentos:

- RIGIDO: Carpeta superior o capa estructural principal de hormign.-JPCP: Hormign Simple con juntas, con o sin barras de transferencia de carga- JRCP: Hormign reforzado con juntas y barras de traspaso de carga-CRCP: Hormign continuamente reforzado.

15



LOSADEHORMIGN

SUBBASEGRANULAR

SUBRASANTE

ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

SECCION TRANSVERSAL DE PAVIMENTO RIGIDO


Tipos de pavimentos:-RIGIDO: Carpeta superior o capa estructural principal de hormign.

-JPCP: Hormign Simple con juntas, con o sin barras de transferencia de carga

16



LOSADEHORMIGN

SUBBASEGRANULAR

SUBRASANTE



Largo de losa 3 a 6 m. BARRAS



-JRCP : Hormign reforzado con juntas y barras de traspaso de carga

17



LOSADEHORMIGN

SUBBASEGRANULAR

SUBRASANTE



Largo de losa 10 a 20 m. BARRAS

REFUERZOS



-CRCP : Hormign continuamente reforzado

18



LOSADEHORMIGN

SUBBASEGRANULAR

SUBRASANTE



Largo continuo REFUERZOS

REFUERZOS


Tipos de pavimentos:-FLEXIBLE: Carpeta superior de concreto asfltico o tratamientos superficiales.

19



CAPADEASFALTO

SUBBASEGRANULAR

SUBRASANTE



Largo continuo

BASEGRANULAR


Tipos de pavimentos:-MIXTO O COMPUESTO: En que su estructura superior mezcla una capa de hormign con otra de asfalto arriba.

20



LOSADEHORMIGN

SUBBASEGRANULAR

SUBRASANTE



CAPADEASFALTO


Tipos de pavimentos:-MIXTO O COMPUESTO: En que su estructura superior mezcla una capa de asfalto con otra de hormign arriba.

21



CAPADEASFALTO

SUBBASEGRANULAR

SUBRASANTE



BASEGRANULAR

LOSADEHORMIGN


Como dato

En Chile, la Red Vial Nacional abarca 77.603 kilmetros, administrada por el Ministerio de Obras Pblicas.

18.437 km son camino pavimentados con carpeta de asfalto u hormign. El resto son caminos de ripio o tierra.

Existen 9.279 km de rutas con soluciones bsicas que mejoran la conectividad de las vas, impiden el deterioro del soporte del camino y reducen notoriamente la emisin de polvo en suspesin, contribuyendo al medio ambiente.

22


(Fuente:CartasCamineras2013.MinisteriodeObrasPblicas.Chile.)



23


CartasCamineras2013.MinisteriodeObrasPblicas.Chile.Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos


24


La infraestructura vial, correspondiente a la conectividad de caminos, es la que facilita el desplazamiento de vehculos.Siendo algunos ELEMENTOS los que aparecen en la siguiente figura:

LINEA TERRENO NATURAL CORTE

TERRAPLEN

FOSO

DREN

PENDIENTE TRANSVERSAL

FAJAProf. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos


25


CALZADA

BERMA

ELEMENTODESEGURIDAD

CANALDEAGUASLLUVIAS

SEALESDETRANSITO:PINTURAENPAVIMENTOY

SEALESTIPOPALETAProf. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos


Considerando las etapas del proceso global de gestin de pavimentos se tiene:

26



Planificacin y Evaluacin deProyecto

Diseo Construccin

MantencinEvaluacin Tcnica

Investigacin


Para efectuar una evaluacin de un proyecto vial se debe formular el proyecto, cuya etapas son las siguientes:

Necesidad o idea que otorga solucin (camino nuevo o mejoramiento camino existente). Estudios tcnicos a nivel de anteproyecto (Evaluacin Tcnica a varios trazados o alternativas, presupuesto estimativo) Pre-factibilidad Econmica o Econmica-social Estudios tcnicos a nivel de proyecto (Evaluacin Tcnica con detalles a la alternativa seleccionada, presupuesto y plazos) Factibilidad Econmica o Econmica-social

27

1. CAMINOS. Evaluacin de los Proyectos.



Necesidad o idea que otorga solucin, que constituye el proyecto que se debe desarrollar para ser evaluado, ser.

Conservacin

Restauracin de Va Rehabilitacin de Va Reconstruccin de Va

Va nueva. Cuando se requiere aumentar el estndar por aumentos de flujos (TDMA) o cuando cumple su vida til con un nivel de deterior mayor. Partiendo de un nuevo trazado

28




Los proyectos viales a evaluar son:

- DE CONSERVACIONRestauracin: Tcnicas que mantienen la infraestructura dentro de

un nivel aceptable o bajo los estndares inicialmente establecidos. Afecta tanto al pavimento como a sus elementos complementarios. Su aplicacin es permanente en el tiempo, requiere de constante revisin y las soluciones son de bajo costo en comparacin con otras tcnicas.

Elementos complementarios: Limpieza de faja y de sistema de saneamiento (fosos, contrafosos, cunetas, alcantarillas, etc.)

Pintura de puentes y estructuras mayores. Conservacin de obras fluviales que protegen zona aguas arriba de la obra vial

(Uso de bulldozers) Seguridad Vial: Reparacin de defensas camineras, conservacin de

demarcaciones (pintura de pavimentos), Limpieza y reposicin de seales de trnsito y camineras, colocacin de tachas reflectantes.

Restauracin de Pavimentos: Reemplazo de una losa (dao acelerado), reemplazo de losa en parte de su espesor, sello de grietas y juntas, estabilizacin de losas y cepillado de losas. En el caso de asfaltos, bacheo, tratamiento superficiales y sello de grietas.

29





- DE CONSERVACIONRehabilitacin: Constituye un re-capado y se efecta para otorgar

una nueva superficie de rodado, aumenta la comodidad al conducir (serviciabilidad), aumenta la seguridad y la resistencia al deslizamiento.La nueva carpeta corrige los defectos de la seccin transversal y de la superficie. Adems, aumenta la vida til del pavimenta al aportar mayor capacidad estructural.En pavimento rgido:- Hormign adherido (aumento de espesor efectivo)- Hormign no adherido (Evitar que los daos de la capa superior se transmitan a la capa nueva)- Concreto Asfltico (Mezcla en caliente).En pavimento flexible:- Hormign (Preparacin de superficies previa)- Concreto Asfltico (Preparacin de superficies previa)

30





- DE CONSERVACIONReconstruccin: Reemplazo del pavimentos existente incluyendo las

bases, constituye un rediseo de la va geomtrico y estructural.

- Por capas: Retiro de parte o la totalidad de las capas del pavimento sin aumentar la cota de ste. Permite corregir caractersticas como pendientes de drenaje, peraltes, entre otras.- Por medio de reciclado: La idea es reutilizar los materiales del pavimento existente como materia prima del nuevo pavimento. Se requiere de maquinaria especial.

31




Va Nueva: Partiendo de un nuevo Trazado:

Estudios requeridos para generar el anteproyecto Se tienen dos puntos a los que otorgar conectividad.

Estudios requeridos para genera el proyecto para definir trazado ptimo: Estudio Topogrfico; Deslindes, propiedades, cotas y distancias de las caractersticas del terreno. Curvas de cotas cada 5 m. Plano escala 1:5.000. Monografa o Catastro de Servicios u elementos existentes en el rea, extensin de roles de propiedad, viviendas, estanques, flora protegida, monumento, cercos, etc.

32



Alt A

Alt B

Alt CAlt B1


Para un proyecto a partir de una propuesta de trazadoEstudios requeridos para generar el anteproyecto Se debe visualizar las caractersticas requeridas para la faja (500 m) por tramo (1 al N) y para cada alternativa. Es as que algunas necesitarn tnel o puentes o paso tipo trinchera.

Datos iniciales son: Tipo de va: Expresa, Troncal, Colectora, Local, etc. A partir de lo anterior, caractersticas de la va, velocidad mxima, anchos de faja, calzada, berma, existencia de acera, etc. A partir de lo anterior, se limita las curvaturas horizontales y las pendientes mximas permitidas. Esto har ajustes del trazado de cada alternativa. Se caracterizan los tipos de suelos por tramo, para visualizar la dificultad en el movimiento de tierras. Se evala la posibilidad de reutilizar el material que se extraiga, dependiendo de su capacidad de soporte y calidad (no contaminados). Se estima costos de construccin, en pavimento de hormign y pavimento asfltico.

33



Alt A

Alt B

Alt CAlt B1


Resultados por alternativa

Resultados de costos de Construccin

34



ALTERNATIVA

LONGITUD(KM)

CORTE(M3)

TERRAPLEN(M3)

OTROENKM

A 7,5 8.562 5.213 TUNEL0,8KMYPUENTE0,3KM

B 8,2 7.890 8.700 PUENTE0,3KM

C 10,5 8.490 8.018 TRINCHERA0,4KM

B1 10,2 6.800 7.900 NOCONSULTA

ALTERNATIVA HORMIGON ASFALTO MIXTOA $+++ $++ $++++

B $++ $+ $+++

C $+ $ $+

B1 $ $ $+


La decisin si construir pavimentos en hormign o asfalto pasa por caractersticas tcnica y polticas. Elcementoasfltico esunsubproductodelarefinacindelpetrleo:eselresiduodel

petrleorefinadodespusdesacardellasgasolinas,aceiteslivianosypesadosylospolmerosparalafabricacindelosplsticosyotros.Sonmuypocoslospasesdelmundoquetienenpetrleo.Enelprocesoderefinacinseutilizaenergaparasometeralpetrleoatemperaturaypresinyaspoderderivarlossubproductos.

Elcementohidrulico esunproductofabricadomedianteunprocesoindustrialapartirdelacalizaylaarcilla,deampliaabundanciaenprcticamentetodoslospases.Delos193pasesenelmundo,113fabricancementohidrulico,consuspropiasplantasysupropiamateriaprima

35



PAVIMENTO HORMIGON PAVIMENTOASFALTO

Mayor costodeconstruccin Menorcosto deconstruccin

Menorcostodeoperacin.Mayorduracinbajodeterioro Mayorcostodeoperacin.Menor duracinaltodeterioro

Mayorcostodereparacin deunapatologa Menorcostodereparacindeunapatologas

Duracindereparacionesmayor Duracindereparacionesmenor

ndice deServiciabilidad muybuena (Supera2,5,valorqueseexigeparacarreterasdealtotrnsito)

ndicedeServiciabilidad Excelentesiposeeplandemantencin(ASHTO logrhasta4,2)


Estudios tcnicos a nivel de ANTEPROYECTO (Evaluacin Tcnica a varios trazados o alternativas, presupuesto estimativo)

- Ingeniera Bsica: Proceso sistemtica de recopilacin de informacin necesarios para la ejecucin, en este caso, de un estudio Vial.

- Estudio Vial (Volumen II Manual de Carretera)- Estudio Topogrfico y de Geodesia (Volumen III Manual de Carretera)- Estudios de Hidrologa, Hidrulica y Transporte de sedimentos (Volumen III Manual de Carretera)- Estudios Geotcnicos (Volumen III Manual de Carretera)- Estudios de Trnsito- Presupuesto y plazo estimativo (+/-20%)- Estimacin de costos de mantencin y operacin vial.

Si la va existe se debe realizar un estudio tcnico sobre el estado de la va.

36




Los datos que se requieren para la Pre factibilidad tiene relacin con la determinacin del los flujos de egresos probables, que deben ser financiados y los beneficios probables que aportar el proyecto, los que pueden ser econmicos y/o sociales, dependiendo si la evaluacin es requerida por los organismos de Estado o por un privado.

Si el resultado de la Pre-factibilidad es positivo, se podr desarrollar el proyecto en detalle para evaluarlo con un Factibilidad.

Para la evaluacin a nivel de Factibilidad se requiere desarrollar el PROYECTO.

37




Estudios tcnicos a nivel de PROYECTO (Evaluacin Tcnica con detalles a la alternativa seleccionada, presupuesto y plazos)

- Ingeniera de Detalle

- Proyecto Vial (Volumen II Manual de Carretera)- Levantamiento Topogrfico y de Geodesia (Volumen III Manual de Carretera)- Proyectos de Aguas Lluvias (Volumen III Manual de Carretera)- Movimiento de tierras y preparacin de subrasante. (Volumen III Manual de Carretera)- Estudio Geotcnicos- Estudio de Impacto Vial- Planificacin general de las obras.- Presupuesto y plazo estimativo (+/-10%)- Determinacin costos de mantencin y operacin vial

38




Factibilidad Econmica o Econmica-social

Consiste en estudiar en detalle la situacin actual, definir el proyecto de ingeniera, levantar los costos y beneficios y determinar la viabilidad del proyecto, exigindole una tasa de descuento (Costo oportunidad), y estimar la rentabilidad en un horizonte de tiempo dado.

La evaluacin de Proyectos puede ser privada o pblica.

Si es un organismo del Estado que realiza la inversin, lo que busca es maximizar el beneficio pblico o social. Por tanto, el beneficio ser evaluado como un AHORRO EN LOS COSTOS DE USUARIOS, como consecuencia a contar con vas en mejor condicin.

Si es una organizacin privada que realiza la inversin, lo que busca es maximizar los ingresos por concepto de cobro de peajes a los usuarios con respecto al costo de mantencin y rehabilitacin exigidos por una condicin siempre aceptable del camino.

39




Beneficios econmicos.

Flujos de vehculos valor Peajes (como costo usuario), pudiendo no existir. En caso de concesiones este punto es relevante para el inversionista privado considerndolo como ingreso. Otro beneficio ser el valor remanente del camino, correspondiente a su valor al trmino de su vida til o al trmino del periodo de anlisis.

Beneficios sociales.-Todos los que sean percibidos por el usuario.

-Disminucin de tiempos de viaje (pasajeros o cargas), disminucin de congestin o de distancia de viaje, por tanto, menores consumos de combustibles, de neumticos, de repuestos en mantencin, en mano de obra en mantencin, en lubricantes, otros. - Exgenas: Ganancias en los comercios aledaos, valorizacin de terrenos, mejoras estticas, aumento de actividad, desarrollo inmobiliario, otros.-Estos datos se obtiene comparando la situacin que aporta el anteproyecto versus la situacin base (camino sin pavimentar o camino alternativo)- Se requiere conocer el flujo actual y la proyeccin de flujo de vehculos en el horizonte de anlisis.

40




En sntesis:El anlisis de los costos en una evaluacin de proyecto estar dada dentro del ciclo de vida del proyecto.

En el caso de volmenes alto de trnsito: 20 a 50 aos; para volmenes bajos: 15 a 25 aos; para rehabilitaciones: 10 a 20 aos.

El perodo de vida til de un camino es aquel que va desde el da de su puesta en servicio hasta el momento que el evaluador quiere realizar su anlisis. Podra suceder que el perodo de anlisis es mayor o menor al perodo de diseo del pavimento.

Por tanto, los costos que se deben considerar son:- De Diseo- De Construccin- De Rehabilitacin (mantencin)- De Operacin (costo de usuarios de peajes)

41




El ante proyecto y proyecto para CONSERVACION de pavimentos tendr como insumo:

Diagnstico y propuesta de mejora de un trazado existente. Se obtienen durante la operacin del pavimento.

Estudios requeridos que develen la necesidad de mejorar la serviciabilidad y/o ampliacin de trnsito.

42




Etapas del Proceso de Construccin (Desde la preparacin de legajo para Licitacin)

- Legajo para Licitacin (Alcance)- Llamado a Licitacin- Presentacin de ofertas por contratista inscritos en los Registros

(MOP o MINVU)- Adjudicacin (Precio y plazo)- Firma del Contrato de Construccin- Entrega de Terreno (A partir de esta fecha se contabiliza el plazo

comprometido)- Ejecucin de las obras (Contratista)- Supervisin de las obras (Mandante)- Recepcin de las obras- Cierre del contrato

43

1. CAMINOS. Etapas de Construccin.



Actividades relativa a la ejecucin de las obras:1. Trazado2. Movimiento de Tierras3. CALZADA

3.1 Preparacin de Subrasante3.2 Sub base

Determinacin de emprstito (Especificaciones tcnicas: Bandas granulomtricas, Lmites Plstico, CBR, DR o PM como referencia de compactacin)

Extensin de la sub base y proceso de compactacin3.3 Base

Determinacin de Emprstito (Especificaciones tcnicas: Bandas granulomtricas, Lmites Plstico, CBR, DR o PM como referencia de compactacin)

Extensin de base y proceso de compactacin3.4 Carpeta

44




Actividades relativa a la ejecucin de las obras:4. Bermas o Aceras (Base, pavimento, soleras, canaletas)5. Obras hidrulicas

5.1 Alcantarillados5.2 Foso y contrafosos

6. Elementos de Contencin de taludes7. Elementos de trnsito

7.1Demarcaciones7.2 Sealtica tipo paleta7.3 Sealtica tipo prtico7.4 Semaforizacin

45




Actividades relativa a la ejecucin de las obras:8. Seguridad

8.1 Paso peatonales elevados8.2 Defensas de borde y de eje central

9. Paisajismo: Intersecciones, plazoletas, restauracin paisajstica (taludes, otros). 10. Otros

9.1 Zona de peajes9.2 Elementos de seguridad9.3 Prticos de control9.4 Ambientales. Pantallas acsticas.

46




Recomendaciones para el TRAZADO:-Se comienza replanteando el eje de referencia que corresponde al eje de la futura calzada.- A partir de este eje se materializan los anchos de calzada y de los dems elementos geomtricos. Se requiere de secciones transversales.- Luego se representan los datos de altimetra, proyectando las distintas capas y la cota de terminacin de la calzada, bermas y/o aceras, etc. a medida que se va avanzando en las obras Se requiere el perfil de diseo.

47



Fuente: Universidad Nacional de Patagonia San Bosco,Argentina. Apuntes de asignatura infraestructura vial. Tema Trazados.


Recomendaciones para el MOVIMIENTOS DE TIERRAS:

Se requiere de diferentes tipos de maquinarias para soltar, remover, elevar y cargar tierras.

Pala Excavadora

Bulldozer (Topadora)

Cargador Frontal

48




Recomendaciones para el MOVIMIENTOS DE TIERRAS

Se requiere de diferentes tipos de maquinarias para soltar, remover, elevar y cargar tierras.

Mototrailla (Scraper)

Motoniveladora

Camin volcador

49




Recomendaciones para el MOVIMIENTOS DE TIERRAS

Compactador

50




Correlacin de suelos y CBR aprox.

51



Tipos de Suelos USCSC: ArcillaM: LimoS: ArenaG: GravaO: Limos o arcillas orgnicasL: Baja PlasticidadH: Alta PlasticidadP: Mal graduadasW: Bien graduadas

Tipos de Suelos AASHTO:Corresponde a descripciones


Recomendaciones de ELECCION DE SUELOS SUB RASANTE, SUB BASE Y BASES.

Se deben realizar en ensayos de laboratorio para verificar las caractersticas de los suelos de emprstito o adquiridos, tal que cumplan con las especificaciones tcnicas.

- Granulometra: Segn bandas granulometricas- Lmite Plstico: Lmite Lquido, Lmite Plastico, Indice Plstico- Prctor Modificado (PM) o Densidad Relativa (DR) (Las bases son con DR)- CBR (Capacidad de Soporte)- Clasificacin de suelos (ASHHTO o USCS)- Permeabilidad

52




Recomendaciones de COMPACTACION de Sub bases y bases

Es la operacin mecnica de elevar la densidad de un suelo, o sea elpeso sobre unidad de volumen. El suelo tendr las mejorescondiciones de resistencia cuando se encuentra ms denso.

Los factores importantes que afectan la compactacin son:

- Granulometra- Contenido de humedad- Esfuerzo de compactacin

53




Recomendaciones de COMPACTACION de Sub bases y basesNo se deber avanzar en la colocacin de la siguiente capa sin verificar si se cumple el porcentaje exigido de compactacin (80% DR o 97% PM, dependiendo de las ET)

Ensayos de densidad con cono o densimetro nuclear.Ejemplo 1: Suelo con PM 1,97 kg/dm3 determinado por el laboratorio (una semana antes de la ejecucin de capas), toma de muestra suelo compactado con densidad 1,94 k/dm3. Luego 1,95/19,97 x 100= 98 % PMEjemplo 2: Suelo con DR densidad mxima seca 2,2 kg/dm3 densidad mnima seca 1,9 kg/dm3 determinado por el laboratorio (ms de una semana antes de la ejecucin de capas), toma de muestra suelo compactado con densidad 2,14 kg/dm3% DR = d max x (d t d min) / (d max d min) x d t), luego la densidad alcanzada es de 82 % DR

54




Recomendaciones de CARPETAS DE HORMIGN

El hormign especificado puede ser H25 o H30 (resistencia a la compresin) y HF 4,5 (resistencia a la flexotraccin) en zonas urbanas.

Normalmente se opta por compra de hormign preparado en camiones mixer.

Si el hormign es fabricado en obra se requerir de una serie de betoneras o una planta hormigonera, dependiendo de la envergadura de la obra.

Con las caractersticas de los ridos un laboratorio de materiales recomendar la dosificacin que asegure la obtencin de la resistencia a compresin y flexotraccin. Peso de cemento, grava, gravilla y arena, adems de la cantidad de agua de la mezcla.

55





Control de calidad:

Trabajabilidad: Cono de Abrams

56





Control de calidad:

A travs de muestras en fresco de tres moldes cbicos o cilndricos.El laboratorio espera 7 das para ensayar una probeta y espera 28 das para ensayar las dos probetas restantes. Estas ltimas debern superar la resistencia esperada.

A travs de la muestra en fresco en tres moldes (o 5) prismticosDebe verificarse la resistencia a la flexotraccin, una probeta debe ser ensayadas a los 7 y dos a los28 das tambin.

57





Control de calidad:

Si existieran resultado bajo la resistencia esperado, el tramo debe ser chequeado a travs de la extraccin de testigos de hormign (muestra endurecida cilndrica extrada con una testiguara con broca diamantada, los que se ensayarn.

Si el resultado sigue siendo por debajo de la resistencia, sta debe ser analizada por el proyectista pudiendo solicitarse la demolicin del tramo.

58





Control de calidad: A travs de la muestra en fresco en tres moldes (o 5) prismticos

Debe verificarse la resistencia a la flexotraccin, una probeta debe ser ensayadas a los 7 y dos a los28 das tambin.

59




Recomendaciones de CARPETAS DE HORMIGON

Colocacin de hormign. Moldaje con perfiles fijadosy ensamblados machiembrados

Servir de riel para alisado delhormign en su superficie.

60





Descarga y extender la mezclade hormign.

Reglas vibradoras

61





Colocacin de hormign.

62





Colocacin de hormign. Con tren de colocacin.

63





Colocacin de hormign. Con tren de colocacin.

64





Colocacin de hormign. Terminacin texturada.

65





Colocacin de hormign. Frague y curado.

Un hormign normal tendr fenmeno frague (proceso de endurecimiento) y curado (proceso de aumento de resistencia).

El hormign se debe proteger para que no pierda el agua de la mezcla en una primera instancia, evitando la evaporacin rpida que genera microfisuras.

-Se puede utilizar polietileno y se debe mantener hmedo el hormign con riego constante, especialmente con das calurosos.- Tambin se utiliza productos lquidos que impiden la evaporacin.

66




Recomendaciones de CARPETAS DE ASFALTO

Tipos de Mezclas Asflticas:POR TEMPERATURA

- En Caliente- En Frio

POR AGREGADOS PETREOS- Mortero Asfltico- Concreto Asfltico

POR PROPORCION DE VACIOS EN LA MEZCLA- Cerradas o semi cerradas- Abiertas- Porosas

67





El asfalto de mezcla en caliente debe cumplir con la densidad especificada segn el ensayo Marshall. El ensayo Marshall entrega la estabilidad, densidad y la fluencia.

La cantidad efectiva de asfalto presente en la mezcla tambin debe ser controlado.

La temperatura de colocacin en el casod e las mezclas en caliente es relevante para la obtencin de la Estabilidad.

68




69



Testigospararevisardensidadyespesor. Densimetro nuclearparadeterminardensidaddelamezcla



Requerimiento tcnicos exigidos a las mezclas asflticas.

Las mezclas asflticas estn constituidas aproximadamente por - un 90 % de agregados ptreos grueso y fino- un 5% de polvo mineral (fller) - y otro 5% de ligante asfltico.

Los componentes mencionados anteriormente son de gran importancia para el correcto funcionamiento del pavimento y la falta de calidad en alguno de ellos afecta el conjunto. El ligante asfltico y el polvo mineral son los dos elementos que ms influyen tanto en la calidad de la mezcla asfltica como en su costo total.

70





Colocacin de mezclas asflticas.

-Imprimacin de la base estabilizada. Se realiza con ligante bituminoso con caractersticas que permita penetrar la capa.

71





Colocacin de TratamientoSuperficial.

Es la aplicacin de unligante bituminoso sobreuna superficie, seguidainmediatamente por laextensin y compactacinde una capa de agregadoptreo de tamao tanuniforme como seaposible

72





Colocacin de TratamientoSuperficial Doble.

Consiste en dosaplicaciones alternativasy consecutivas de unligante bituminoso yagregados ptreos,seguidas de un procesode compactacin

73





Colocacin de Lechada Asfltica.

Mezcla de consistencia fluida, compuesta por emulsin asfltica derotura lenta, agregado fino bien gradado (normalmente de tamaomximo 10 mm), llenante mineral, agua y, eventualmente, aditivos,elaborada en una mquina especial que tambin se encarga de suextensin

74





Colocacin de mezcla asfltica en frio.

Es una aplicacin similar a la lechada asfltica que combina lascaractersticas de sta con la bondades del asfalto modificado conpolmeros, lo que da lugar a un producto con mayor durabilidad yresistencia ante las cargas del trnsito y los agentes ambientales

75





Colocacin de mezclas asflticas densas frias.

76





Colocacin de mezclas asflticas en caliente.Se trae en camin tolva a temperatura, se extiende en el ancho y largo requerido y se compacta.Del camin puede colocarse a maquina de transferencia que har la colocacin o directamente. La temperatura de colocacin se controla.

77





La compactacin de la mezcla asfltica en caliente se realiza en tresfases: Compactacin inicial la primera pasada delcompactador sobre la carpeta recin colocada Compactacin intermedia todas las pasadassiguientes hasta obtener la densidad requerida Compactacin final la que se efecta paraeliminar las marcas de los compactadores precedentes

78





79




La operacin y mantenimiento son actividades que en los proyectos de infraestructura vial se vinculan.

La operacin de las vas tiene por objeto el conservar por un periodo de tiempo las condiciones de seguridad, comodidad y capacidad estructural adecuadas para la circulacin, soportando las condiciones climticas y de entorno de la zona en que se ubica la va en cuestin. Todo lo anterior minimizado los costos monetario, social y ecolgico.

En la actualidad se habla de sistema de gestin vial, como parte de una nueva disciplina, que involucra todos las decisiones de los aspectos operativos de las infraestructura vial.

80

1. CAMINOS. Operacin, mantenimiento y cierre.



ndice de Servicio esperada de un pavimento a lo largo de su vida til

81




Las acciones de mantencin y de reparaciones locales prolongan la vida til

82




La operacin de obras viales requiere de la siguiente clase de datos

- Datos de Inventario de Informacin (MOP, MINVU, otro)- Datos de Auscultacin para obtener el estado actual del pavimento (Inspeccin especializada, ensayos no destructivos y ensayos destructivos cuando lo amerite)- Datos histricos sobre construccin y mantencin- Datos de polticas- Datos de trnsito- Datos de variables medio ambientales- Datos de costos (de construccin, de mantencin, rehabilitacin y usuarios)

Con estos datos se puede modelar el comportamiento del pavimento para analizarlo, para determinar el tipo de actuacin a realizar sobre el mismo.

83




Datos de Inventario- Dimensiones de la seccin- Curvatura- Pendiente transversal- Grado- Bermas

Datos de Auscultacin- Rugosidad- Grietas superficiales- Friccin superficial- Deflexin- Propiedades del material de las capas- Geotecnia

84




Datos Histricos- Historia de mantencin (evaluar efectividad)- Historia de construccin (para retroalimentar al diseo)- Historia del trnsito (para futuras ampliaciones o segregacin)- Historia de accidentes (Zonas de alto riesgo para el desarrollo de medidas)

Datos Polticos- Presupuesto- Alternativas disponibles (Comparacin de costos de los ciclos de vida)

85




Datos de trnsito- Tipos de vehculo (en general)- Flota de Vehculo (en la red vial analizada)- Volumen (costo de operacin y congestin vehcular)- Estratigrafa (nmero de vehculos por ejes equivalentes)- Ejes equivalentes (Estimar el efecto de las cargas en el deterioro del pavimento)

Datos medio ambientales- Drenaje- Clima

Datos de costos- Construccin, mantencin, rehabilitacin y costos usuarios

86




Para el Diagnstico se debe manejar la patologas recurrentes en las estructuras de pavimentos:

DEFECTOS SUPERFICIALES EN PAVIMENTOS RIGIDOS- Descascaramiento- Desgaste Superficial- Fisuramiento- Excesiva rugosidadDEFECTOS PAVIMENTOS RIGIDOS- Agrietamiento transversal-Agrietamiento longitudinal- Agrietamiento esquina-Desintegracin

87





DETERIOROS DE JUNTAS- Falla sellado (Bombeo)- Escalonamiento de la junta- Saltaduras- Levantamiento de la junta

DEFECTOS SUPERFICIALES EN ASFALTOS- Prdida de agregado- Desgranamiento- Afloramiento del asfalto (Exudacin)- Ondulacin transversal o por desplazamiento- Ahuellamiento- Distorsin

88


Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Infraestructura de Transporte: Caminos



AGRIETAMIENTO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES- Agrietamiento longitudinal en zona circulacin, en zonas centro de la via en el centro de la calzada en el borde- Agrietamiento Sinuosos- Agrietamiento transversal- Piel de cocodrilo- Irregular

89




Ingeniera de Proyectos de Infraestructura

(OCIV-421)

Captulo 2: Infraestructura de Transporte

Prof. Gonzalo Rivera T. OCIV-421. Ingeniera de Proyectos de Infraestructura Captulo 2: Caminos 90


2.PUENTESINFRAESTRUCTURADETRANSPORTE


02032014 - IPI - Infraest de Transp Caminos (GRT)

Documents

Transcript of 02032014 - IPI - Infraest de Transp Caminos (GRT)