IMPORTANCIA DE LOS CAMINOS La vida moderna exige un rápido transporte de un punto a otro de personas y mercaderías, transporte que solo puede llevarse a cabo en condiciones de comodidad, seguridad y economía, con una vía de comunicación construida con técnica. Una red de caminos bien construida construida y coordinada con los otros medios de comunicación: comunicación: ferrocarriles, ríos, etc. Constituy Constituyen en las arterias arterias centrale centrales s de la vida vida de un país; país; su calidad calidad y desarro desarrollo llo son índices índices del del progreso progreso naciona nacional. l. Los malos caminos caminos o la falta falta de estos hacen hacen difícil o imposible imposible el desarrollo desarrollo de la prosperi prosperidad dad y el progreso social de una nación, las que consiguen consiguen aprovechar todos todos sus recursos naturales y logran aumentar aumentar el bienestar de los ciudadanos, alcanzan este resultado cuando llegan llegan a disponer de una buena red de caminos que enlaza todas las zonas zonas productivas del país, país, haciendo que la civilización, civilización, la cultura y el progreso lleguen lleguen a todos sus puntos. A continuación se indican algunas ventajas, el disponer de una buena red de carreteras: carreter as: Aumento de la producción agrícola y de otras riquezas naturales. • Colonización de zonas apartadas. Aumento del poder de compra de todo el pueblo, para la gran variedad de mercancías (comercio). Conversión de cultivos a otros más productivos. Equilibrio de la mano de obra, teniendo en cuenta las industrias industria s fijas y temporales. Contacto de la població población n rural con los mercados mercados urbanos, urbanos, creándose creándose entre entre la poblaci población ón rural y urbana urbana mejor mejor • Contacto entendimiento de sus problemas individuales y colectivos, relaciones comerciales, y más elevado nivel de vida para todos. Desarrollo de la educación pública al hacerse más accesible accesible las escuelas. escuelas. Mejora de las condiciones sanitarias, por resultar más fácil la asistencia médica. • •
• • •
• •
En el Perú toma especial importancia el territorio nacional con terrenos de topografía y climas variados, bien puede decirse que su economía esta basada basada en las vias de transportes, al decir por gerbi en su libro caminos del perú que clasifica que el perú es un archipiélago archipiélago terrestre, contiene algo de verdad porque núcleos dispersos de población población subsisten en él separados separados por distancias distancias y obstáculos inmensos. inmensos. No son las cadenas de los los andes, ni las densas densas florest florestas as amazó amazónic nicas, as, ni los arenal arenales es de la costa costa aquello aquello que hace hace al perú, perú, “la unida unidad d del archipiélago archipiélago son sus caminos”.
IMPORTANCIA DE LAS VÍAS DE COMUNICACIÓN
La carretera ocupa ocupa una importancia importancia desde miles de años, años, en vista que el hombre hombre desde la época primitiva busca lugares lugares fáciles para trasladar trasladarse se entre cabaña cabaña y cabaña, formando veredas para ir después a las praderas y terrenos terrenos cultivados cultivados y después poco a poco a medida medida que las familias familias vivían aisladas se agrupaban agrupaban en pueblos o aldeas y se formaron estados, comenzando a construirse los caminos. Las sendas o trochas fueron exigiendo exigiendo mejores condiciones condiciones a medida que ya no se iba a pie por ellas, sino que comenzaron a utilizarse los animales para carga y después con el descubrimiento de la rueda, se inicia el transport transportee sobre sobre carros carros halados halados por animales animales. El descubrimiento de la rueda fue la base del progreso humano.
A medida que que progresaban progresaban los vehículos vehículos de tiro, fue fue necesario mejorar mejorar las condiciones condiciones de las carreteras
y dotarlas de una capa de de rodadura que tuviera resistencia resistencia para soportar las las cargas. Asimismo Asimismo se requería de obras de arte, tales como puentes puentes que permitiera salvar salvar los obstáculos con comodidad comodidad y menos peligro, peligro, el cual recorriendo la misma ruta era también también necesario reducir reducir las pendientes pendientes cambiando cambiando la la configuración configuración del terreno y así, se inicia inicia la ejecució ejecución n de las obras obras de movimiento de tierras y en algunos algunos casos casos obras obras de fábrica fábrica importantes. Esta evolución evolución la conocemos ahora ahora con el nombre de de camino y se define: “como una franja de
terreno convenientemente preparada de acuerdo a características técnicas y dotada de obras, tal que pueda transitar los vehículos a velocidades determinadas en las l as condiciones de seguridad y economía”.
CAMINOS
Se acostumbra acostumbra denominar denominar caminos caminos a las vias vias rurales, rurales, mientras que carreteras se aplican a los caminos de caracteristicas caracter isticas modernas destinadas al movimiento de un gran número de vehiculos. La carretera es la adaptacion de una faja sobre la superficie de terreno terreno que llene las las condiciones de ancho, ancho, alineamiento y pendiente, para permitir el rodamiento de los vehículos para las cuales ha sido acondicionada. El diseño geométrico en planta o alineamiento horizontal, horizontal, es la proyección sobre un plano horizontal horizontal del eje real o espacial espacial de la carretera carretera,, dicho dicho eje esta constitui constituido do por una serie de tramos tramos rectos rectos denomin denominados ados tangentes, enlazados entre si por curvas horizontales. El estudio de una carretera distingue las siguientes etapas: Planeacion: estudios geográficos - fisicos, estudios economicos - sociales, estudios politicos. topograficos, estudios de mecanica de suelos, estudio de estructuras. Proyecto: estudios topograficos, control de mecanica de suelos. suelos. Construccion: direccion tecnica, ejecucion de la obra, control conservacion, estudio de transito, estudio de mecanica de suelos, reconstruccion. reconstruccion. Uso: conservacion,
trazado y localización de una carretera cubren 5 etapas : ruta o rutas posibles posibles de unión RECO NOCIMIEN MIENTO TO: es un examen general del terreno para determinar la ruta 1. RECONOCI entre los puntos primarios de control, que se señalan al ingeniero de vías. Constituye el conjunto de labores necesarias en la investigación preliminar de una zona, para los efectos de la elección de ruta de una
Los estudios para
carretera o camino se se tiene en consideración consideración los los factores demográficos demográficos y económicos económicos y todos lo que influye influye sobre la locación, construcción y conservación. PRELIMINAR : se adopta la mejor o mejores ubicaciones ubicaciones de la vía. ví a. 2. TRAZADO ANTE PRELIMINAR: TRAZA DO PRELI P RELIMINA MINAR R: se realiza sobre la ruta escogida con aparatos de precisión para el levantamiento 3. TRAZADO topográfico de una zona de terreno en la cual va a proyectarse. proyectars e. PRO YECTO TO: comprende los diseños en planta y en perfil del eje de la vía. 4. PROYEC necesarias para transferir al terreno, el eje de la vía determinado en LOCA LIZACIÓN CIÓN : consiste en las labores necesarias 5. LOCALIZA el proyecto.
TRAZO EN PLANTA Es la proyección horizontal del camino, sobre un plano a escala conveniente que define el proyecto que debe seguirse para unir dos puntos.
VELOCIDAD DIRECTRIZ
Es aquella velocidad de diseño a la cual un conductor de habilidad media, manejando con razonable atención, puede circular con entera seguridad. Los radios mínimos de curvas, sobre-ancho, peraltes, curvas verticales, visibilidad, longitud de transiciones, en fin todos los factores que gobiernan el diseño del camino, se calculan en función de esta velocidad. RADIO MÍNIMO radio de menor longitud, aceptado para el trazo r = __v2___ 128(p + f) V es la velocidad en km/h P es el peralte máximo en centésimos F es el coeficiente de fricción dado por la formula formula F = ____1_______ 1.4 * (v) 1/3
PERALTE O SOBRE - ELEVACIÓN
Es la inclinación de la plataforma de un camino haciendo un cierto ángulo con la horizontal, en la curvas, indispensable para la seguridad del transito. P = ___v2___ 2.28 r P = peralte en % expresado en enteros V = velocidad en kilómetros kilómetr os por hora R = radio expresado en metros Esta formula proviene de la formula de radio mínimo: R = _____v2_____ 128 ( p+ f) Según Según normas peruanas peruanas para el cálculo del peralte peralte que permita a la curva ofrecer ofrecer seguridad seguridad y comodid comodidad ad al tráfico, se ha tomado solo los ¾ del del valor de la velocidad. Esta formula formula del peralte esta basada basada en los estudios estudios del ing Barnett Barnett (curvas de transición transición para caminos) caminos) y el criterio criteri o de absorver con el peralte la fuerza centrifuga centrifu ga debida a los ¾ del valor de la velocidad o sea el 56% de la fuerza centrifuga total. total. El 44% restante será absorbido por la fricción, de modo modo que este coeficiente coeficiente es menor, con ello la curva no es solo segura sino también cómoda, es decir que no percibirá ningún efecto de la fuerza centrífuga.
VISIBILIDAD La seguridad del vehículo en el camino, precisa de condiciones mínimas de seguridad. Si en la trayectoria que ha de seguir seguir se encuentra encuentra un obstáculo, obstáculo, es preciso preciso que el conductor conductor lo vea con con tiempo suficiente, suficiente, para para que, teniendo en cuenta la velocidad de marcha, pueda salvarlo, ya sea : Apartándose del obstáculo si el ancho de la carretera lo permite, o deteniendo el vehículo por acción de los frenos, antes de chocar.
VISIBILIDAD EN TANGENTES dv = _V _ + 4 ( a *( ___V2_____ - _a_ ) )1/2 1.8 (3.6)2 g ut 4 DONDE : dv = distancia de visibilidad V = velocidad en Km /h superficie de rodadura rodadura dividido entre 2. a = ancho de la superficie ut = coeficiente de rozamiento transversal
CURVA DE TRANSICIÓN
Es una curva interpuesta entre un alineamiento recto y una curva circular , con el objeto de neutralizar el transportadas en un vehículo, vehículo, originado por por la brusca aparición desplazamiento lateral de las cargas y personas transportadas generadas por un radio infinito en el punto punto de contacto con el de la fuerza centrifuga, en razón de ser curvas generadas alineamiento alineamiento recto, magnitud que va decreciendo hasta alcanzar el valor del radio de la curva circular, en el pc de dicha curva.
CURVA CIRCULAR
Elemento de un camino que permite el cambio de dirección entre dos alineamientos rectos, mediante un arco de circulo. Sus elementos son: radio de curva (r ): ): recta de longitud determinada, determinada, que fijada por uno de sus extremos llamado centro, centro, genera por desplazamiento desplazamiento un arco de círculo con con el otro extremo, dando origen origen a la curva horizontal. Radio mínimo: el radio de menor longitud, aceptado para el trazo de curvas circulares, en un determinado camino. Punto de de intersección ( pi ): punto donde se encuentran dos alineamientos de un trazo. Punto de curva ( pc ): único punto de contacto entre la curva circular y el alineamiento alineamiento recto más próximo al origen de estudio, o también punto donde nace nace una curva circular. Punto de tangente ( pt ): único punto de contacto, contacto, entre la curva circular y el alineamiento recto recto más alejado del origen de estudio, estudio, o también punto punto en donde termina termina la curva circular. Tangente ( t ): segmento de un alineamiento recto, comprendido comprendi do entre el pi de la curva y el pc o pt de la misma. Angulo de intersección ( i ): Angulo formado por un alineamiento recto y la prolongación del otro. Vértice de curva ( v ): es el punto del arco circular, situado sobre la recta que une el centro de la curva con el pi. Externa ( e ): recta que une el vértice de la curva con el pi. Longitud de curva ( l ): distancia entre el pc y el pt de la curva, medida a lo largo del arco del círculo que la origina.
SECCIÓN LONGITUDINAL Pendientes Son tramos tramos del perfil longitu longitudina dinall de un camino, camino, que están están en declive, declive, es decir, decir, que imponen imponen un ascenso ascenso o descenso descenso de los vehículos vehículos y cuya construcción construcción obedece obedece general generalment mente e a las característica características s del terreno por atravesar, para permitir permitir el transito, entre entre dos puntos situados a diferente diferente altura sobre el el nivel del mar. pendiente te de mayor porcenta porcentaje, je, aceptab aceptable le en el perfil perfil longitud longitudinal inal de un camino, Pendiente Pendiente máxima: máxima: es la pendien deducida del análisis: máximo esfuerzo esfuerzo de tracción aconsejable en el perfil perfil longitudinal. longitudinal. deslizamiento deslizamient o de vehículos por razones de frenado en pendientes descendentes. naturaleza de la superficie de rodadura, en razón de la mayor o menor adherencia, que ofrece el tránsito. menor porcentaje, aceptable aceptable en el perfil longitudinal de un camino, en la Pendiente mínima: es la pendiente de menor construcción construc ción de caminos no se aceptan tramos a nivel. Desarrollo: es el aumento necesario de la longitud del trazo de un camino, a fin de impedir que sus pendientes sobrepasen el límite de la pendiente máxima. • •
•
CURVAS VERTICALES En los cambios de de pendientes pendientes de la rasante rasante se intercalan las curvas verticales, que que rebajando rebajando la altura de los cortes, en los vértices salientes, salientes, permiten que los pilotos tengan apropiada apropiada visibilidad visibilidad en todo momento. momento. aquellas que presenta presentan n su vértice vértice hacia arriba arriba y son las que influyen influyen sobre la Curvas verticales convexas: aquellas visibilidad. Curvas verticales cóncavas: se colocan en los vértices entrantes de la rasante, se llama también colgadas, se debe emplear cuando su diferencia algebraica es de 2%.
SECCIÓN TRANSVERSAL Se tiene en cuenta lo siguiente:
Ancho de la zona del camino o derecho de vía : es el ancho que comprende la explanación y obras accesorias, incluyendo la faja prevista para futuros ensanches. Ancho de las explanaciones explanaci ones: es el ancho total que deben abarcar las obras a construir. Comprende la distancia existente entre entre pie del talud y pie de talud. destinada al transito, construida con materiales materiales especiales especiales Ancho de la faja de rodadura: es el ancho de la faja destinada para resistir la rodadura. Subbase: capa de repartición construida inmediatamente encima de la subrasante. Base: capa de repartición inmediatamente superior a la subbase, que sirve de base a la superficie de rodadura. Rasante: proyección vertical del eje del camino, representada en el perfil longitudinal, por la cara superior de la superficie de rodadura. Bombeo: es la inclinación de la faja de rodadura, desde el eje del camino hacia los costados, a fin de permitir el escurrimiento inmediato, inmediato, hacia las cunetas. Bermas: faja de ancho variable, a ambos lados de la superficie de rodadura, construidas con materiales de resistencia resistenc ia inferior a los empleados para el firme, debidamente afirmado siguiendo la inclinación del bombeo. Cunetas: son canales longitudinales que sirven para recoger el agua que cae sobre la capa de rodadura y que llega a ellas debido al bombeo.
camino en sí, con el objeto de proporcionar estabilidad a los Taludes: es la inclinación dada a los lados de un camino materiales empleados en su construcción, o al terreno natural cortado para permitir el pasaje de un camino.
TOPOGRAFÍA Antes Antes de entrar entrar a los elemento elementos s más important importantes es que deben conocer conocer en topografía, topografía, se va indicar indicar cual es la organización de los equipos de trabajo: (trazador), cadeneros y ayudantes (porta (porta instrumentos, estanqueros, estanqueros, Equipo o brigada de trazo: jefe, ayudante (trazador), trocheros,etc) Equipo o brigada de nivelación: nivelador, portamiras y ayudantes (porta instrumentos, trocheros,etc). porta-instrumentos, trocheros,etc). Equipo de topógrafos: jefe, cadeneros y ayudantes, porta-instrumentos, Organización Organización típica que se modifica según las circunstancias Jefe de trazo: basado en los reconocimientos de ruta realiza los reconocimientos de trazo. Va fijando los vértices de la poligonal, estudia la ubicación ubicación de los puentes, de de los desarrollos, desarrollos, etc. Es el el jefe de todos los trabajos y responsable del rendimiento y avance. poligonal el trazador colocara colocara en las marcas dejadas dejadas por el jefe, Ayudante (trazador): fijados los vértices de la poligonal marcas que generalmente son jalones y, haciendo estación en estas estacas con el teodolito se tomará el trazadorr aline alineara ara a los caden cadenero eros s en la direcc dirección ión de los ángulo con la dirección anterior y el rumbo. El trazado alineamientos marcados y hará colocar estacas cada 20 mts, quedando quedando ubicado el eje eje de la carretera. carretera. Debe ir clasificando el terreno estaca por estaca dato que servirá para confeccionar el presupuesto. Nivelador: busca un punto de partida o una marca base. Este punto debe tener cota conocida y servirá de base a toda la nivelación. La nivelación comienza junto junto con el estacado y el aparato debe ubicarse ubicarse fuera del eje en un sitio en que pueda dominar varias estacas. Cuando no puede ver las estacas busca lo que llama cambio o sea un lugar al que pueda trasladarse trasladarse con su instrumento y que le permita permita ver el punto fijo marcado como ultima vista de la estación anterior y que además domine domine varias estacas nuevamente. nuevamente. Las nivelaciones nivelaciones en carreteras deben siempre cerrarse. trabajan con el eclíme Topógrafos: trabajan eclímetro tro y la wincha wincha, además un jalón o una tabla cepillada, los perfiles transversales o secciones, que sacan los topógrafos se levantan a cada eje una cantidad variable que depende del del ancho ancho de la faja faja de terreno terreno que se desea desea levanta levantar. r. Se debe deben n tomar tomar todos todos los cambio cambios s de inclinac inclinació ión n transversal del terreno. En los estudios preliminares se acostumbra tomar 100 mts a cada lado del eje y en los estudios definitivos a 20 mts a cada lado del eje.
Clisimet Clis imetros ros o eclimetros eclime tros .
Este instrumento es un nivel de mano que sirve tanto para la nivelación directa como para medir los ángulos de las pendientes. Consiste en un tubo visor de sección cuadrada y de 127 mm de largo, provisto de un tubo de extensión que lo alarga hasta 178 mm. El tubo de extensión tiene una mira de agujero con retículo horizontal en el extremo del ocular. Atornillado al tubo rectangular de mira, hay un semicírculo graduados en grados y que se lee mediante un nonio, y un eje que atraviesa el arco, lleva un brazo con un nivel de burbuja. Dentro del tubo hay un espejo bien pulido inclinado 45° con respecto a la visual y que permite al observador ver simultáneamente al nivel en el espejo y un punto distante en el retículo. De esta manera cuando se está haciendo el estudio de las rutas para la construcción de una carretera, se pueden obtener las pendientes del terreno con la exactitud necesaria en esta etapa.
TRABAJOS DE CAMPO Trazado del eje. Estacado del eje en tangentes. Numeración de las estacas kilometraje. Trazado de curvas horizontales, transicion. Elección del radio de las curvas y concepto sobre el trazo. Sentido de las curvas y clasificación del terreno durante Libreta de trazo manera de llevarla
el trazo.
Estacado de las curvas Método para estacar curvas:
de los ángulos de deflexión (más usada). de las deflexión de las tangentes y de las cuerdas (mas usada). por la ordenadas medias. por las abscisas y ordenadas. ordenadas. Obstáculo en el trazado de las curvas. Perfil longitudinal. longitudinal. Perfiles transversales. Instrucciones para llevar la libreta de nivelación. Uso del aparato de nivelación, cambio de estación vista adelante vista atrás, manera de llevar la libreta de nivelación. Uso del teodolito, cambio cambio de estación, tomar tomar ángulos y distancias, poligonal. poligonal. Uso del jalón, wincha, eclímetro, libreta de notas. • • • •
Trabajo de gabinete
MECÁNICA DE SUELOS
Los elementos estructurales que conforman la cimentación de cualquier tipo de obra de ingeniería, generalmente se hallan hallan ocultos por debajo debajo de la superficie superficie del terreno terreno y son los elementos elementos principa principales les en que se apoya apoya la superestructura, y si es el caso de haber sido inadecuadamente proyectadas o mal construidas, el daño en la estructura que sostienen, tarde o temprano recordará al proyectista o constructor su error, que muchas veces ocasionan males económicos. La conse consecue cuenci ncia a de los cambio cambios s en el compor comportam tamien iento to del suelo, suelo, de haber haber sido sido emple emplead ado o mano mano de obra obra defic deficie iente nte,, y de lo restri restringi ngido do de nues nuestro tro cono conocim cimien iento to acerca acerca de los suelos suelos que existe existen n en nuest nuestro ro país, país, generalm generalmente ente ocasiona ocasionan n serios serios daños, denotados denotados por agrietami agrietamiento entos s de muros, deformac deformación ión de elementos elementos estructurales. Por esta razón es recomendable recomendable programar programar adecuadamente adecuadamente los ensayos tanto en el laboratorio laboratorio como en el campo. Limites de consistencia recibe el nombre de límites de atterberg, según su contenido de agua en orden decreciente, decrecient e, un suelo susceptible de ser plástico, puede estar en cualquiera de los estados de consistencia: consisten cia: Estado liquido con las propiedades y apariencia de una suspensión. Estado semilíquido con las propiedades de un fluido viscoso. Estado plástico el suelo se comporta plásticamente. Estado semisólido el suelo tiene la apariencia apariencia de un sólido, pero aún disminuye disminuye su volumen al estar sujeto al secado. Estado sólido el volumen de suelo no varía con el secado. convencional entre el estado semilíquido y el plástico. Limite líquido frontera convencional Límite plástico frontera convencional entre los estados plástico y semisólido. Limite de contracción frontera entre los estados semisólido y sólidos, definidos por el contenido de agua con el que el suelo ya no disminuye su volumen al seguirse secando. Determinación Determinación del límite líquido Determinación Determinación del límite plástico Determinación Determinación del límite de contracción
Análisis granulométrico de los suelos
Consiste en determinar determinar el tamaño de las partículas o granos que constituyen constituyen un suelo. La cantidad de granos de los distintos tamaños son expresados en porcentajes de su peso total. métodos por tamizado por densímetro comentario e interpretación de curva granulométrica • • • •
TIPOS DE SUELO
Uno de los campos que requiere gran dominio por parte del inspector de obras viales es el conocimiento de las características del suelo. El sistema unificado de clasificación de suelos (sucs) y la asociación americana de establece ecen n escal escalas as para para clasif clasifica icarr los suelo suelos, s, con con base base en su agenc agencias ias de camino caminoss públi públicos cos (aasho (aasho)) establ solicitaciones externas. granulometría, su plasticidad y su comportamiento ante cargas y solicitaciones
