Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Ingeniería Civil –SAIA Extensión Barinas Barquisimeto Eo !ara
Mariestenia Briceño " CI# $%&$'(&)*( +ias I
Índice Pag
Introucción,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,&-. /ue es una carretera,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,-0 Encontrar el 1rea e una carretera,,,&&,,,,,,,,,&&&&-0 Movimientos e tierra,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,-) Maquinaria em2leaa en el movimiento e tierra,,&&,,,,-)3-( "esmonte,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,,,,&&-(3-4 5erra2lén,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,,,,&,-4 Coronación,,,,,,,,,,,,&&,,,,,&,,,,&&&&-43-' 67cleo,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,,,,,&&,-' Es2alón,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,,,,&&,-' Cimiento,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,,,,&&,&-' Pre2aración ela su2er8icie el asiento,,,&&,,,,,&,&&&&-' 5rans2orte&&&,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,,&,,&-%3$"iagrama e masas o e B9U:9E9,,,,,,,,,,,&&&&$"iagrama e Masas,,,,,,,,,&&,,,,,,,,,,&$Construcción el iagrama e masas&,,,,,,,,,,,&&&$-3$$ ;tra 8orma e encontrar el volumen e una carretera,,,,&,$$ C1lculo e volumen e tierra 2or el métoo e las secciones,&$*3$. Com2ensación e volumen,,,,,,,,,,,,,,,&&$.3$0
Es2on
liogra8ía,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,&**
Introducción !a construcción e carreteras es una activia mu? re2resentativa el tra>ae tener un conocimiento am2lio so>re toos los 2rocesos que se llevan a ca>o 2ara su construcción@ entre esos@ com2rener los métoos e como calcular las 1reas ? vol7menes e una carretera@ 2uesto que las carreteras son una 2iea clave en el esarrollo económico ? social en el territorio e cualquier 2aís@ 2ues el e8ecto e las carreteras ese el 2unto e vista e la orenación el territorio etermina el sentio el crecimiento 8omentano el esarrollo emogr18ico ? económico& enerano >ene8icios e e8icacia@ e8ectos e trans8erencia@ ? e8ectos e re3 localiación e activia@ 2or ello@ las carreteras inucen cam>ios en los 2atrones e istri>ución e la 2o>lación ? a2o?an irectamente a las activiaes 2rouctivas&
Que es una carretera +ía e comunicación@ generalmente interur>ana@ 2ro?ectaa ? construia 8unamentalmente 2ara la circulación e ve=ículos automóviles&
Encontrar el área de una carretera $3 Mie el anc=o 2romeio e la carretera en 2ulgaas ? ivie este n7mero 2or .( 2ara convertirlo a ?aras& !lama a esta meia & Por e
si
est1s
constru?eno
una
carretera
que
tiene
a2roximaamente (4 2ulgaas D$(4@) cm e anc=o@ F $@'($ 2orque (4G.( F $@'($ D$@4- m&
*3 Mie la longitu e la carretera en ?aras ? llama a este n7mero !& Si la carretera tiene curvas@ mie la longitu 2or el centro e la misma& Si es recta@ 2uees meir su longitu 2or un lao& Por e
Una ve que los to2ógra8os =a?an com2letao el trao el 1rea@ e>en evaluar el terreno 2ara la a2ro2iaa aecuación e la carretera& H seguiamente se toman muestras e tierra usano equi2o e 2er8oración o un talaro e mano con un mínimo e *) muestras 2or caa m& Estas muestras se extienen =asta $-- 2ies D.- m a caa lao e la nueva carretera ? una ve analiaos@ llevan a una clasi8icación el 2er8il e tierra el 1rea& Pantanos@ lagos@ ríos ? otros =umeales requieren m1s su2ervisión ? valoración@ no solamente 2ara eterminar el im2acto ecológico e una nueva carretera si no tam>ién eterminar la conveniencia&
Movimientos de tierra Son activiaes constructivas mu? 8recuentes en la eano@ social e inustrial e un 2aís& Estas activiaes son e la com2etencia e los 2ro8esionales e la construcción ? en es2ecial e los Ingenieros Civiles@ 2or tal raón e>en ser estuiaas 2ara ser ca2aces e iseñar ? construir con e8iciencia tales tra>are@ etc& rom2en los 2er8iles e equili>rio e las laeras ? 8acilitan es2renimientos ? esliamientos&
Maquinaria empleada en el movimiento de tierra !a maquinaria e movimiento e tierras es un ti2o e equi2o em2leao en la construcción e caminos@ carreteras@ 8errocarriles@ t7neles@ aero2uertos@ o>ras =ir1ulicas@ ? ei8icaciones& Est1 iseñaa 2ara llevar a ca>o varias 8unciones@ entre ellas# soltar ? remover la tierra@ elevar ? cargar la tierra en ve=ículos que =an e trans2ortarla@ istri>uir la tierra en tongaas e es2esor controlao@ ? com2actar la tierra& Algunas m1quinas 2ueen e8ectuar m1s e una e estas o2eraciones& Entre otras se 2ueen mencionar las siguientes m1quinas 2ara movimiento e tierra# Pala excavaora& Existen varios ti2os# 2or su 8orma e locomoción 2ueen clasi8icarse en excavaoras so>re orugas@ o so>re neum1ticos o llantas& 5o2aora@ a menuo conocia 2or su nom>re inglés >ulloer& Estas m1quinas remueven ? em2uulloer Dcuc=illa 8ire un e
to2aora con los ientes =incaos en el suelo lo sueltan 2ara 2oerlo luego em2uras en un es2acio reucio& Mototraílla o sim2lemente traílla@ conocia tam>ién 2or su nom>re inglés scra2er& Estas m1quinas se utilian 2ara cortar ca2as uni8ormes e terrenos e una consistencia suave@ a>rieno la cuc=illa que se encuentra en la 2arte 8rontal el reci2iente& Al avanar@ el material cortao es em2ure el reci2iente 2or el lao 2osterior@ ? el material contenio entro el reci2iente es em2uién conocia 2or el nom>re inglés graer& Se utilia 2ara meclar los terrenos@ cuano 2rovienen e canteras i8erentes@ 2ara arles una granulometría uni8orme@ ? is2oner las tongaas en un es2esor conveniente 2ara ser com2actaas@ ? 2ara 2er8ilar los talues tanto e rellenos como e cortes&
Desmonte Se enomina esmonte a la excavación e tierra que se realia en un eterminao entorno con el 8in e re>ara& Existen varios meios constructivos 2ara realiar un esmonte@ que generalmente suele e2ener e la naturalea geológica3geotécnica el terreno& Así@ 2or eastar con realiar la excavación meiante una retroexcavaora@ o una 2ala cargaora 8rontal& Sin em>argo@ en aquellos terrenos cu?a naturalea es rocosa@ 2uee llegar a ser necesario em2lear ex2losivos 2ara e8ectuar un esmonte& En
los casos intermeios@ 2uee >astar con em2lear retroexcavaoras con martillo neum1tico 5alu el esmonte El 1ngulo el talu con que se 2retene eién e2ene el 8actor geotécnico& !os terrenos sueltos requerir1n talues m1s tenios De menor 2eniente@ generalmente a2roxim1nose al 1ngulo e roamiento interno el material e excavación& Por su 2arte@ las geologías rocosas 2ermitir1n@ 2or lo general@ talues verticales o su>3verticales@ siem2re ? cuano se trate e roca sana@ ?a que en caso contrario@ e2enería el >uamiento el iaclasao& El o>ra es reucir los costes e construcción al m1ximo@ motivo 2or el cual generalmente resulta interesante que los esmontes sean lo m1s verticales 2osi>les& Con ello se 2retene minimiar los vol7menes e excavación ? movimiento e tierras@ 8actores que suelen estar asociaos a elevaos costes económicos@ así como reucir al m1ximo la ocu2ación e las o>ras@ ? 2or lo tanto@ las su2er8icies e ex2ro2iación&
Terraplén Se enomina terra2lén a la tierra con que se rellena un terreno 2ara levantar su nivel ? 8ormar un 2lano e a2o?o aecuao 2ara =acer una o>ra& En los terra2lenes se istinguir1n tres 2artes o onas constitutivas# Base@ 2arte el terra2lén que est1 2or e>aase ? la corona& Corona Dca2a su>rasante@ 8ormaa 2or la 2arte su2erior el terra2lén@ construia en un es2esor e treinta centímetros D.- cm@ salvo que los 2lanos el 2ro?ecto o las es2eci8icaciones es2eciales iniquen un es2esor i8erente& !as 2artes e un terra2lén e carretera son#
Coronación: es la ca2a su2erior el terra2lén@ so>re la que se a2o?a el 8irme@ con un es2esor mínimo e * tongaas ? siem2re ma?or e )- cm& En
esta 2arte se is2one los mera
!cleo# Es la 2arte el relleno ti2o terra2lén com2renia entre el cimiento ? la coronación&
Espaldón: es la 2arte exterior el relleno ti2o terra2lén que@ ocasionalmente 8ormar1 2arte e los talues el mismo& 6o se consieran 2arte el es2alón los revestimientos sin 8unción estructural en el relleno entre los que se consieran
2lantaciones@
cu>iertas
e
tierra
vegetal@
2rotecciones
antierosión@ etc&
Cimiento: es la 2arte in8erior el terra2lén en contacto con la su2er8icie e a2o?o& Su es2esor ser1 como mínimo e $ metro& !as tareas necesarias 2ara la e
Preparación de la super"icie de asiento: com2rene la retiraa el terreno vegetal ? a veces la e
Transporte Es aquella istancia que existe entre los centros e masa Dc&m& e excavación ? e relleno o e2ósito el material excavao& Estas 2ueen ser e varios ti2os#
a "istancia Meia e Com2ensación D"&M&C# Es la que existe entre los c&m& e una ona en corte ? otra e relleno que se com2ensar1 longituinalmente o transversalmente& > "istancia Meia e Acarreo D"&M&A# esta 2or1 meirse ese# $3El c&m& e una ona en tramo en corte =asta el c&m& e la ona one se e2ositar1 a ca>allero o en un verteero el material excavao so>rante o inesea>le& * 3 El c&m& e un 2réstamo lateral =asta el c&m& e un tramo en relleno en la ex2lanación&
Diagrama de masas o de #$%&$E$: El métoo m1s con8ia>le que se =a esarrollao =asta a=ora 2ara la com2ensación e vol7menes e tierra ? la eterminación e las istancias e trans2orte es el#
Diagrama de Masas: Este iagrama es un recurso gr18ico 2ara resolver los 2ro>lemas e istancia e trans2orte el material 2roceente e los cortes 2ara la 8ormación e los rellenos@ aem1s nos 2ermite la clasi8icación e estos&
Construcción del Diagrama de Masas: Con los valores o>tenios el cuaro es 2osi>le i>ulece un sistema e coorenaas@ i>uscisas en la misma escala el 2er8il longituinal e la carretera ? seleccionano 2ara las orenaas una escala conveniente a la magnitu e los vol7menes calculaos& El iagrama e
masas tiene como a>scisas el ilometra
∑ ( V
c
− K V R ) .
Se sa>e que los materiales 2resentan i8erentes vol7menes e acuero al estao en que se encuentran Destao en >anco@ suelto ? com2actao 2or lo tanto 2ara la construcción el iagrama e masas se e>e e consierar el material en un mismo estaoJ en e8ecto se va a utiliar el estao en >anco@ así en la ex2resión e volumen com2ensao acumulao el 8actor &@ trans8orma el volumen com2actao en >anco& !a 8igura muestra un eoraos#
'tra "orma de encontrar el volumen de una carretera $3 Mie la 2ro8unia 2romeio e la carretera en 2ulgaas ? ivíelo 2or .( 2ara convertirlo a ?aras& !lama a este n7mero "& Por e
*3 Multi2lica la 2ro8unia 2or el 1rea 2ara encontrar el volumen& Por eicas e material e relleno e carreteras@ e>erías com2rar . ?aras c7>icas D*@40 metros c7>icos@ 2orque D$@-)&D*@4%* F *@%.*@ que reoneao =acia arri>a es .&
Cálculo de volumen de tierra por el método de las secciones: En este se 2resentan os casos >1sicos# a Cuano os secciones transversales consecutivas Den excavación o en relleno o terra2lén el volumen entre am>as secciones se calcula 81cilmente 2or# A e +¿ A 2
¿ V =¿
r
& @
m
3
> Cuano una sección est1 en excavación ? la otra sección consecutiva est1 en relleno o terra2lén#
En este caso#
d1 d2
=
A r A e
@
d = d1 + d2
como#
Como la línea o 3 2 Dlínea cero o línea one se 2rouce el cam>io e excavación a relleno 2osee 1rea nula#
V rell =d / 2
A r
2
A e + A r
m
3
com2actaos
2
V exc= d / 2
A e
A e + A r
m
3
6aturales
c Cuano am>as secciones transversales consecutivas est1n a meia laera o una a meia laera ? la otra en excavación o relleno&
En este caso se realia una KConstrucción AuxiliarL su>iviiénose las 1reas e las secciones a 2artir e los 2untos e cam>io e excavación a terra2lén@ 2ara así 2oer a2licar las ex2resiones >1sicas ex2licaas Dcasos incisos a ? >&
Compensación de volumen# En un iagrama e masas las intersecciones con las líneas =oriontales e8inen las canteras e com2ensación& Entre los 2er8iles iniciales ? 8inal e las canteras@ too el material e esmonte 2uee utiliarse en relleno& El volumen e com2ensación en caa cantera es la i8erencia entre el m1ximo volumen acumulao ? el mínimo volumen acumulao en esa cantera& "entro e caa cantera e com2ensación se 2ueen estuiar los costes el trans2orte@ tenieno en cuenta que 2ara caa uno e los meios em2leaos 2ara el trans2orte se 2ueen e8inir unas istancias m1ximas@ 2or encima e las cuales no resulta económico su em2leo& Cortano la cantera e com2ensación 2or unas líneas =oriontales que interce2ten las istancias m1ximas e trans2orte e caa uno e los meios De menor a ma?or@ se eterminan las onas en las que conviene em2lear los istintos meios ? los vol7menes corres2onientes a caa uno& "e esta 8orma@ se ivie la cantera e com2ensación en rect1ngulos e 1rea
equivalente a la e la cantera& !a >ase e los rect1ngulos re2resentar1 la istancia meia e trans2orte 2ara caa uno e los meios ? la altura los vol7menes
trans2ortaos
2or
caa
uno
e
ellos&
Siguieno este 2roceimiento 2uee evaluarse el coste el trans2orte ? o2timiar el iagrama e masa@ es ecir@ la selección el con
Espon(amiento o "actor de espon(amiento# Al excavar el material en >anco@ éste resulta removio con lo que se 2rovoca un aumento e volumen& Este =ec=o =a e ser tenio en cuenta 2ara calcular la 2roucción e excavación ? imensionar aecuaamente los meios e trans2orte necesarios& Se enomina 8actor e es2on
)
d#
+
,#
El 8actor e es2onargo si en otro texto 8igura otra ta>la con 8actores ma?ores que $@ quiere ecir que est1n tomano la inversa@ o sea -. ) ,* / ,# ? si se esean em2lear las 8órmulas ex2uestas aquí@ e>en invertirse& ;tra relación interesante es la que se conoce como 2orcentaanco@ o sea# S# O e es2onlas en las que a2arece el valor el es2on
en
>anco
?
en
material
suelto&
El 2orcenta
en
la
ex2resión
anterior&
Compactación Se cali8ica la com2acia 2or la com2aración cuantitativa e las ensiaes secas o 2esos unitarios secos@ gamma D@ que el suelo va aquirieno graualmente@ al variar la =umea@ la energía o el métoo e com2actación& Métoo 2roctor& Consiste en com2actar el material entro e un mole met1lico ? cilínrico@ en varias ca2as ? 2or la caía e un 2istón& Existen os variaciones el métoo 2roctor#
Proctor est1nar o normal@ con 2istón e ) l>s@ = F $*QQ@ 6 F *) gol2es ? . ca2as a com2actar& El mole e i1metroF 0QQ ? volumen $G.- 8t.&
Proctor moi8icao@ con 2istón e $- l>s@ = F $'QQ@ 6 F *) gol2es@ ? com2actano en ) ca2as@ con el mismo mole&
Curva de 0umedad 1 densidad o de compactación # Esta curva a la variación@ gamma D +s @ que se o>tiene en la>oratorio& !a ensia seca D? tam>ién el gamma D va variano al moi8icar la =umea@ @ e com2actación& !a =umea ó2tima es la que se corres2one con el m1ximo e la curva e ensia& !a rama seca es la que se corres2one al suelo >asor>e el agua ? no el esqueleto mineral&
Conclusión En los 7ltimos años =an surgio nuevas tecnologías ? métoos e construcción e>io a los i8erentes cóigos e e8iciencia que =an entrao en vigor& Es 2or ello que est1n a la vanguaria nuevas técnicas que tienen como 8inalia mees conocer el 1rea ? volumen e la misma& Pues conocer el 1rea ? el volumen e la carretera a?ua a 2resu2uestar los materiales e construcción ? el tra>aién es inis2ensa>le tener conocimiento que 2ara com2utar el 1rea e una carretera se necesita conocer su longitu ? anc=o ? que 2ara encontrar
el volumen@ se e>e sa>er su longitu@ anc=o ? 2ro8unia& Aem1s utiliar las i8erentes 8órmulas aecuaas@ 2ara los terrenos con sus cortes ? rellenos o cualquier otra situación que se 2resente&
#i4liogra"5a
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Cres2o +illala@ +ías "e Comunicación@ Eitorial Actualia@ Caracas 3 "istrito Ca2ital
