NOMBRE DE LOS ALUMNO:
ERNESTO GÓMEZ PÉREZ
SEMESTRE Y GRUPO:
TURNO:
9º ÛDÜ
VESPERTINO
ASIGNATURA: VÍAS TERRESTRES I
CATEDRÁTICO (A): ING. WILLIAM MORALES SALAZAR
NOMBRE DEL TRABAJO: APUNTES DEL PRIMER PARCIAL
Tuxtla Gutiérrez, Chiapas., a ABRIL VÍAS TERRESTRES II
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CAPÍTULO 2. DRENAJE DE CAMINOS 2.1) INTRODUCCIÓN Tiene por objeto eliminar el agua corriente ó en estado de humedad que pudiera dañar la estabilidad de un camino, para esto debe evitarse que el agua llegue a él, o bien facilitarle la salida a la que en forma inevitable llega. El buen funcionamiento del drenaje es fundamental para la conservación de terraplenes y cortes, evitando asentamientos, erosiones y deslaves. Para ello, para su proyecto correcto deben tomarse datos sobre:
Permeabilidad de los suelos Tipos de estructuras más apropiadas
Y en general, valuar las obras por realizarse para elegir el mejor drenaje. El menor número de cruces con corrientes, es lo más recomendable en un camino, pero al evitarlos conviene definir si este no se queda en una zona de humedad.
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Las líneas localizadas en parte agua son las mejores en cuanto a drenaje, así como las que corren en laderas ya que drenan áreas mínimas y las barrancas están bien definidas.
Las líneas localizadas en lomeríos presentan problemas de áreas por drenar que solo quedan bien definidas con planos fotométricos de la zona.
DIBUJO+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Y por último, en las líneas que atraviesan terrenos prácticamente planos, se requiere un levantamiento amplio para definir y elegir bien los cruces más adecuados y evitar que los terraplenes trabajan como diques de almacenamiento en algunos tramos ó retentoras de humedad.
Es muy importante determinar como puntos obligados aquellos que representan buenas condiciones para cruces, pero sin restarle al camino buen alineamiento, operación y conservación.
DIBUJO++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
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2.2) TIPOS DE DRENAJE 1.- Superficial Sirve
para eliminar el agua de lluvia ó escurrimientos laterales.
Para desalojar el agua de lluvia se dan pendientes transversales adecuadas que reciben el nombre de ³Bombeo´ el cual depende del tipo de terreno y la pluviosidad de la zona.
Las cunetas recolectan el agua y lo transportan a los lados del camino, dependiendo su forma de la cantidad de agua que escurre procurándose evitar las cunetas profundas y diseñándolas lo más amplias y tendidas posibles.
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Para proyecto de cunetas se debe preferir siempre las de forma de ³V´ y su sección acorde con la cantidad de escurrimiento por drenar arrastres en el agua y material que forma la cuneta.
2.3) VELOCIDADES ADMISIBLES EN CUNETAS
MATERIAL
AGUA LIMPIA
ARENA BARRO GRAVA TEPETATE ROCA
0.75
CON CON V MÁXIMA SEDIMENTOS FRAGMENTOS 0.45 0.75 0.50 0.50 m/seg 1.10 0.70 0.70 m/seg 1.00 m/seg 1.50 m/seg Más de 2.00 m/seg
Con las velocidades anteriores se obtendrá un mínimo de depósitos en las cunetas.
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2.4)
SECCIÓN DE UNA CUNETA Y SUS GASTOS SEGÚN SUS PENDIENTES LONGTUDINALES
Conviene revestir las cunetas ó zampearla con piedra y mortero cemento con dentellones para su mejor operación.
PENDIENTE 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
VEL. m/seg 0.65 0.89 1.10 1.30 1.41 1.55
GASTO m3 /seg 0.11 0.15 0.19 0.22 0.24 0.27
2.4) CONTRA CUNETAS Sirven
para aminorar el escurrimiento en las cunetas.
Generalmente, se construyen paralelas al eje del camino evitándose en los casos en que este sigue la línea de máxima pendiente, no alejándose de las cunetas más de 12.00 metros. La forma y dimensiones dependen de los escurrimientos y estratificaciones geológicas. En algunos casos de terrenos de drenaje difícil, zona de riego, no construyen canales laterales, otras veces bordes de protección y muros de defensa, según el caso.
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PROBLEMA (1)
Calcular la sección de una cuneta, en una región que: DATOS 1. De precipitación pluvial de un metro anual 2. En un tramo de un kilometro 3. Con pendiente del 4% SOLUCIÓN 1. Suponemos que en la época de lluvia (ó época lluviosa) del año caen 0.60 m de lluvia, lo cual acontece en 60 días, es decir, podemos suponer en un día un centímetro de precipitación.
À À À de los cuales escurre solo el 50% ó sea 5 mm/día. 2. Considerando un solo aguacero torrencial de duración de 30 minutos ó sea 1800 seg § 2000 seg.
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3. Si consideramos un área por drenar en ladera de: 1000 m X 100 m X 0.005 m = 500 m 3
de agua que hay que desalojar ó sea
4. La tabla anterior nos indica que para la sección de cuneta de: 1 X y de ½ X 1 como se muestra en a figura de la tabla se puede obtener con el 4% de pendiente 0.22 m3/seg. 5. Lo cual quiere decir que prácticamente no hay que ampliar la sección. Por otra parte nos da una velocidad de 1.30 m/seg. 6. Lo cual quiere decir que la cuneta deberá estar formada en tepetate ó bien construida zampeada de piedra y mortero de cemento para no ser erosionado rápidamente.
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CAPÍTULO 3. MAQUINARIA PARA CONSTRUCCIÓN
Al analizar los ³procedimientos de construcción´ tratamos de contestar con mayor precisión, cuanto tiempo, que maquinaria, que personal se requiere para realizar una operación determinada (o actividad) dentro de la calidad especificada y al menor costo posible. El grado de éxito en el cumplimiento de programas y en el aspecto económico que pueda alcanzarse depende de la capacidad de poder predecir de la manera más precisa las diferentes variables y condiciones que presentan durante la construcción y que originan ³ los tiempos perdidos ó demoras ³. Existen causas y riesgos que deben valorarse antes que el proyecto pueda ser analizado en su perspectiva total, tales como: 1.- Problemas de equipo 2.- Avenidas 3.- Daños físicos y descomposturas en la planta general de construcción 4.- Disponibilidad de equipo 5.- Personal 6.- Materiales 7.- Financiamiento, etc.
La evaluación de tales variables es asunto de experiencia, aunado a la investigación de toda la información disponible. No basta con el estudio de los planos y especificaciones, es fundamental también examinar los factores locales y condiciones físicas del sitio, los cuales influyen en la mejor manera de llevar a cabo el trabajo y en los resultados que se obtengan en los ³Rendimientos del equipo´, así como, ³costos´ y ³Tiempos de ejecución´. Las demoras motivadas por numerosas causas y el efecto acumulado de ellas en el ³Rendimiento´ del equipo se manifiesta a través de los ³Coeficientes de la Eficiencia´, que son multiplicadores que sirven para reducir los rendimientos ideales o máximos del equipo, dado esto por los fabricantes, calculados y obtenidos por observaciones anteriores, dentro de las condiciones más o menos optimas.
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Los factores que afectan la ³eficiencia del rendimiento´ del equipo de construcción puede reunirse en los siguientes grupos: 1. Demora de rutina 2. Resistencia en la operación mecánica optima 3. Condiciones del sitio 4. Por la dirección y supervisión 5. Por la actuación al contratista
1.- Demora de Rutina
Son
todos aquellos factores que derivan de las demoras inestables del equipo independientemente de las condiciones propias al sitio de la obra, organización, dirección u otros elementos. Ningún equipo mecánico puede trabajar continuamente a su capacidad máxima, además, son importantes los tiempos en que es abastecida la unidad con lubricantes y combustibles y por otra parte, la necesidad que hay, sobre la marcha de efectuar revisiones a elementos como:
Tornillos Bandas Cables Arreglo de llantas
Lo que significa paros ó disminuciones en el ritmo de trabajo. Por otro lado interviene el factor humano, representado por el operador de la máquina, en relación a su:
Habilidad Experiencia Y la fatiga inevitable, después de horas de trabajo.
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2.- Resistencia en la Operación Mecánica Estas originan un efecto en el rendimiento, debido exclusivamente a limitaciones en la ³operación mecánica³ optima de los equipos, no refiere a casos como:
Ángulos de giro A la altura ó profundidad del corte Pendientes en el ataque Coeficientes de rodamientos
3.- Condiciones del Sitio Se
refiere a las condiciones propias del lugar en que esta ³Enclavada la obra´ y el punto ó frente concreto donde operen las unidades. Se
a) b) c) d)
producirán ciertas pérdidas de tiempo, por las condiciones en el sitio, como son: Físicas Condiciones del clima Condiciones de aislamiento Condiciones de adaptación
a) Condiciones Físicas La topografía y la geología, las características geotécnicas del suelo y roca, las condiciones hidráulicas superficiales y subterráneas, el control de las filtraciones, etc. b) Condiciones del Clima Temperatura máxima y media, heladas, precipitaciones, lluvia media anual, su distribución mensual o diaria, su intensidad, efecto en el sitio de trabajo y en los caminos, estaciones del año, días soleados, etc.
c) Condiciones de Aislamiento Vías de comunicación disponibles, para abastecimiento, distancias de centros urbanos o industriales para obtener personal y abastecer de materiales de la obra, cercana a otras fuentes de trabajo, que puedan competir en la ocupación del personal en algunas ramas especializadas.
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d) Condiciones de Adaptación Grado de adaptación del equipo de trabajo, para sortear las causas en las condiciones anteriores, características de la obra o de sus componentes derivados del proyecto que tiendan a disminuir la producción y los rendimientos del equipo, conexión de dependencia y posibilidades de balanceo entre las máquinas.
5.- Por la Actuación del Contratante En términos generales se puede afirmar, con base en una experiencia bien conocida de los constructores, que la actuación del organismo contratante de una construcción influye indiscutiblemente en la economía general de la misma, y por lo tanto, en los rendimientos que puedan lograrse de la maquinaria utilizada. Las causas o factores que puedan afectar la eficiencia del rendimiento en el equipo, por lo que, al contratante se refiere se estima que pueden resumirse en la siguiente forma:
Por la oportunidad en el suministro de planos, especificaciones, y datos de campo. Por el pago puntual de las estimaciones de obra, es algo bien conocido el afecto beneficio que en la eficiencia general de la obra, tiene este aspecto. Por el tipo de ingeniero residente ó la supervisión en su caso.
La influencia de esto como factor de eficiencia tiene varios aspectos que se expondrán a continuación. El valor fundamentalmente del ingeniero residente ó la supervisión en que cualquier proyecto de construcción, estriba en su disponibilidad y permanencia en el sitio de la obra para dirigir al contratista, satisfacer las preocupaciones de las autoridades locales, políticas o administrativas y dirigir a su propio personal de campo u oficina. Los planos y especificaciones que se entregan necesitan con frecuencia ser revisados, aclarados, explicados y a veces complementados. El ingeniero residente ó la supervisión deben comprender que el clima, los plazos de ejecución disponibles, los métodos de construcción y los materiales utilizados son los factores que regulan y aun determinan el grado de precisión y calidad de la obra.
Sigue una tabla, la tiene Héctor
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CAPÍTULO 4. MÉTODOS DE EVALUACIÓN PARA CONOCER EL RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA DE CONSTRUCCIÓN
El rendimiento es la cantidad de obra que realiza una máquina en una unidad de tiempo. El rendimiento teórico aproximado se puede valorar de las siguientes formas: a) Por conservación directa b) Por medio de tablas proporcionadas por el fabricante c) Por medio de reglas ó fórmulas
a) Cálculo del Rendimiento de una Máquina por medio de Observación Directa La obtención de los rendimientos por observación directa es la medición física de los volúmenes de los materiales movidos por la máquina, durante la unidad horaria. b) Cálculo del Rendimiento por medio de las Tablas Proporcionadas por el Fabricante Los fabricantes de equipo cuentan con manuales donde justifican los rendimientos teóricos de las máquinas. Para determinadas condiciones de trabajo que producen los datos se basan en: ~ Pruebas de campo ~ Simulación de computadoras ~ Investigación en laboratorio ~ Experiencia, etc.
Deben tomarse en cuenta. Sin embargo, que todos los datos se basan en un 100 % de eficiencia.
c) Cálculo del Rendimiento de una Máquina por este Método por medio de Reglas y Fórmulas El rendimiento aproximado de una máquina por este método puede estimarse del modo siguiente: Se
calcula la cantidad de material que mueve la máquina en un ciclo y esta se multiplica por el número de ciclos por hora.
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De
esta forma se obtiene el rendimiento horario
La cantidad que mueve en el ciclo la máquina es:
La capacidad nominal de la máquina afectada por factores de corrección expresada en porcentajes, que dependen del mismo material.
m3/ciclo = capacidad nominal de la máquina x factor de corrección. Factor de corrección, se puede determinar empíricamente para cada caso en particular, o sea, por medio de mediciones físicas ó tomarse de los manuales de los fabricantes. Algo que no es posible conseguir ni aun en condiciones optimas en obra, esto significa que al utilizar los datos de producción es necesario rectificar los resultados que se obtienen por los medios anteriores mediante factores adecuados a fin de determinar el menor grado de producción alcanzada, ya sea por: 1.- Características del material 2.- La habilidad del operador 3.- La altitud 4.- Y otros factores que pueden reducir la producción de un determinado trabajo
CAPÍTULO 5.- PRODUCCIÓN DE LOS TRADUCTORES CON CUCHILLA Para estimar la producción de los empujadores, según reglas y fórmulas se aplica la siguiente fórmula:
Donde:
P = Producción m3/hr E = Eficiencia del trabajo en minutos/hora tc = Tiempo del ciclo en minutos C = Capacidad de la hoja topadora en m 3
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PROBLEMA Determinar la producción de un tractor cuyos datos son los siguientes: a) Eficiencia 50 minutos x hora
b) Tiempo del ciclo tc = 4 minutos c) Capacidad de la hoja topadora C = 1.5 m 3
2.- VOLUMEN COMPACTO Para obtener el volumen compacto habría que dividir el resultado entre el coeficiente de abundamiento, después de aplicar los factores de corrección correspondientes al tipo de material. Por ejemplo,
Coeficiente de abundamiento
Es decir, aplicando al problema anterior
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3.- FUERZA TRACTIVA Para calcular el tiempo del ciclo de la máquina se debe tomar en cuenta que: ³La fuerza tractiva´ en la barra de un tractor esta expresado por:
Donde:
FT = Fuerza tractiva en lbs HP = Potencia nominal de la máquina en Hp V = Velocidad en millas/hora 4.- RESISTENCIA DEBIDO AL RODAMIENTO Y LA PENDIENTE A la fuerza tractiva desarrollada por el tractor se opondran dos tipos de resistencia principalmente: 1.- Resistencia al rodamiento 2.- Resistencia a la pendiente a) Resistencia al rodamiento Es la fuerza que se opone al movimiento sobre un camino a velocidad uniforme. Se
calcula en función del peso del vehículo multiplicando por e coeficiente de resistencia al rodamiento. RR = peso de la máquina x coeficiente de RR Si
consideramos que la máquina pesa 18,200 kg = 18.2 toneladas y se tiene un coeficiente RR = 50 kg/ton.
NOTA: En función vimos
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b) Resistencia a la pendiente
Es la componente del peso de la máquina paralela al plano inclinado
Su
valor esta en función del peso de la máquina y de la pendiente.
Rp = Peso de la máquina x % de pendiente/100 Si
tenemos una pendiente del 5% tendríamos
La fuerza tractiva disponible determina la velocidad de la marcha que a su vez nos permite calcular el tiempo del ciclo. Este ciclo además se integra con tiempos fijos y variables. Los tiempos fijos con el orden de: 0.15 a 0.25 minutos.
5.- CAPACIDAD DE LA HOJA La capacidad de la hoja topadora se calcula mediante la siguiente fórmula:
Donde:
C = Capacidad de la hoja en m 3 L = Longitud de la hoja H = Altura de la hoja x = Ángulo de reposo del material
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La distancia máxima de acarreo aconseja es de 100 mts. De cualquier manera que en distancias menores mayores a 30 mts el rendimiento disminuye del 1 al 4%. Otro factor que afecta el rendimiento de estas máquinas en la altura.
La producción se afecta del 1% por cada 100 mts arriba de los 30 mts.
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