• Author / Uploaded
• Karen Bazán Tello

Citation preview

Caminos MSc. Ing. Tito Alfredo Burgos Sarmiento Sesión 01

MSc. Ing. TITO ALFREDO BURGOS SARMIENTO Ingeniero Civil-UPAO. Maestro en Transportes y Conservación Vial-UPAO Egresado de la Maestría en Ingeniería Vial-UDEP Estudiante del Doctorado en Ciencias e Ingeniería-UNT Consultor de Obras Past Secretario del CIP-CDLL Past Vicepresidente del Capitulo de Civiles-La Libertad Presidente de 100%Ingenieros

Caminos: La asignatura se enmarca dentro del área de transportes de la carretera de Ingeniería Civil y se ocupa principalmente de brindar al alumno las herramientas teóricas y prácticas para el diseño geométrico y proceso constructivo de vías de transporte terrestre. En general, permitirá que el futuro profesional adquiera capacidad y habilidad para diseñar carreteras seguras, cómodas, económicas y compatibles con el medio ambiente Unidades: 1. Los Caminos, Generalidades y Criterios Básicos de Diseño Geométrico. 2. Diseño Geométrico Horizontal y Vertical del camino. 3. Diseño Geométrico Transversal del Camino. 4. Movimiento de Tierras-Explanaciones-Terraplen. 5. Señalización Vial-Expediente Técnico. 6. Impacto Ambiental en Carreteras.

Sílabo Estrategia: 1. Desarrollo de prácticas calificadas. 2. Trabajo escalonado.

Evaluación: 1. 2. 3. 4.

Desarrollo de practica calificada 1 Desarrollo de practica calificada 2 Desarrollo de practica calificada 3 Informe final de Trabajo escalonado

Semana 3 Semana 6 Semana 11 Semana 14

Sílabo Examen Parcial y Final Examen Parcial: Prueba escrita. Examen final: Prueba escrita.

¿Que aprecian en las imágenes? ¿Cuál es tu opinión sobre este tipo de infraestructura vial?

(a)

(b) Fuente: google

(c)

Introducción a los caminos

Fuente: google

• Tramo de camino peatonal en la época del imperio Inca, uno de sus tramos conduce hacia la ciudadela de Machupicchu, se ubica en una zona de topografía accidentada y se caracteriza porque se desarrolla por las partes altas y cumbres, evitando los problemas propios de la inestabilidad de las laderas en las partes bajas. • Fueron caminos de uso peatonal y demuestran con su perfecta armonía con el medio ambiente, el respeto por la naturaleza que los incas practicaban. Su estado es bastante bueno a pesar de los aproximadamente 800 a 1000 años en funcionamiento.

Historia de los Caminos

Fuente: google

• Los caminos se originan cuando el hombre deja de ser nómade y requiere conectarse con otros grupos humanos para intercambiar objetos o alimentos. • Sin embargo, es a partir de la aparición de los vehículos de arrastre y rodadura que se da la gran transformación de los caminos de simple senderos a vías con mejores condiciones de superficie de rodadura, geometría y seguridad. • Se tienen evidencias de caminos de hace más de seis mil años en la zona del Cáucaso y el Golfo Pérsico que al ser caminos para vehículos con ruedas fueron dotados de gradientes adecuadas, superficies más lisas y mayores anchos.



El imperio romano desarrollo un sistema vial que le permitió comunicaciones rápidas y seguras, estableciendo diferentes categorías de vías, postas y un sistema eficiente de mantenimiento. Las calzadas eran de 5 a 6 m, con 4.5 m la calzada central para el paso de los vehículos llegando a desarrollar una red de 90,000 kilómetros, Escario (1955), tal como se aprecia en la imagen.

Fuente: google

• En Europa los caminos luego de la caída del imperio romano, por lo general, se encontraban en mal estado, hasta el siglo XVII donde los estados empiezan a organizar sistemas de transporte terrestre invirtiendo en el mejoramiento de caminos; a finales del siglo XIX con el desarrollo de los vehículos a motor se aborda el problema de las carreteras de manera más científica y organizada.

Fuente: google

Fuente: google

• En el Perú los primeros caminos construidos con ciertas técnicas fueron los realizados por los Huaris en la sierra, y los Mochicas y Chimús en la costa, sin embargo, fueron los Incas quienes integraron los caminos en un sistema vial; el cual permitió la circulación de personas y animales. Se estima que alcanzaron una longitud de 25,000 kilómetros compuestos por dos grandes caminos longitudinales norte a sur uno en la costa y el otro en la sierra y varios caminos longitudinales norte a sur uno en la costa y el otro en la sierra y varios caminos longitudinales (este-oeste) que conectaban los valles costeros con la sierra, Gallegos (2000).

Fuente: google

• La red vial del Perú en la época de la colonia no mejoró sensiblemente y se mantuvieron muchos de los caminos incas y pre incas. En los primeros años de la republica la red de caminos empeoro notablemente, situación que cambio durante el “Oncenio” de Leguía ya que con la llegada de los vehículos a motor la red carretera se constituyó en una prioridad, esta fue atendida a través de una ley de conscripción vial. En los años treinta, Benavides construyo la carretera Panamericana y se restableció la comunicación de valle en valle por la costa, atravesando los desiertos.

Fuente: google

• En 1858 el asfalto es utilizado por primera vez como un material para proteger la superficie de rodadura, en EE.UU. En 1870 se construye la primera vía con asfalto y en 1876 se coloca la primera carpeta asfáltica. Los primeros tramos de pavimentos de concreto fueron construidos en Escocia en 1865. Según Croney (1998) en EE.UU. el primer tramo de concreto fue construido en 1908.

Fuente: google

• Los métodos de diseño del pavimento evolucionaron con la ejecución de pistas de pruebas, siendo la primera construida en 1952 en Maryland donde se ensayaron pavimentos de concreto. Posteriormente WASHO, ensayo en 1955 una pista de pruebas ubicada en Idaho similar a la de Maryland pero conformada por secciones de pavimento flexible. Entre 1956 y 1960 AASHTO (AASHO) construyo y ensayo varias pistas de pruebas conformada por secciones tanto de pavimentos rígidos y flexibles dando lugar en su momento a la mayor base de datos experimentales.

En la actualidad:

Fuente: google

Transporte Etimología: La palabra transporte proviene de dos vocablos latinos: “TRANS” Y “PORTARE” que respectivamente, significan “al otro lado” y “llevar”, entendiéndose entonces por transporte, la acción de llevar de un lado a otro, personas o cosas Fuente: google

¿Qué es el Transporte? Es una actividad del sector terciario, entendida como el desplazamiento de objetos o personas (contenido) de un lugar (punto de origen) a otro (punto de destino) en un vehículo (medio o sistema de transporte) que utiliza una determinada infraestructura (red de transporte).

Fuente: google

Función de los Medios de Transporte - Funciones Económicas: Distribuye las mercancías finalizando el trabajo de los productores y permite a su vez que otros puedan trabajar con dichas mercancías. - Funciones Políticas y Estratégicas: Da la posibilidad de acceso a determinados territorios y facilita las relaciones entre poblaciones. - Funciones Sociales, Recreativas y de Mejora de la Calidad de la Vida: Los transportes han incrementado la libertad, la movilidad de las personas, las relaciones interpersonales.

Importancia del Transporte El transporte es una de nuestras necesidades más básicas, sin él, no podríamos ir a nuestros trabajos o consumir los alimentos que compramos en el supermercado y que proviene de muchas partes del mundo. En forma resumida, sin medios de transporte no existiría desarrollo económico ni personal.

Fuente: google

Medios de Transporte • • • •

.

Acuático. Barcos de vapor. Canales. Embarcaciones modernas.

• El transporte terrestre.

• Ferrocarril. • Aéreo.

• Oleoducto. Fuente: google

Medios de Transporte • Transporte por carretera: peatones, bicicletas, automóviles y otros vehículos sin rieles. • Transporte por ferrocarril: material rodante sobre vías férreas.

• Transporte por vías navegables: transporte marítimo y transporte fluvial. • Transporte aéreo: aeronaves y aeropuertos. • Transporte combinado: se utilizan varios modos de transporte y la mercancía se transborda de vehículo a otro. • Transporte vertical: ascensores y montacargas.

• Transporte por tuberías: oleoductos y gasoductos, en los que se impulsan fluidos a través de tuberías mediante estaciones de bombeo o de compresión.

Ventajas de los Medios de Transporte CUADRO COMPARATIVO TRANSPORTES •RAPIDEZ TRANSPORTE AÉREO •SEGURIDAD •FLEXIBILIDAD •CONTROL DE SEGUIMIENTO •VELOCIDAD TRANSPORTE MARÍTIMO •COMPETITIVIDAD •DOCUMENTACIÓN SENCILLA •GRAN COBERTURA TRANSPORTE FERROVIARIO •GUÍA EXTERNA •TECNOLOGÍA FÉRREA •PROPULSIÓN ELÉCTRICA •VERSATILIDAD TRANSPORTE TERRESTRE •ACCESIBILIDAD •PRONTITUD •SEGURIDAD •COSTE DE EMBALAJE •DOCUMENTACIÓN SENCILLA

Fuente: google

Desventajas de los Medios de Transporte • • • •

No es muy seguro El tiempo de entrega es mas o menos larga. Factores externos como el clima No todos los productos son adecuados

Fuente: google

Importancia del Transporte en la Zona Urbana Son muy importantes ya que todos los días y todo el día, es el medio de las personas para poder trasladarse de un lugar a otro. Los principales medios de transporte urbano son los buses (o colectivos) y los taxis.

Fuente: google

Definiciones: Camino-Carretera Camino: • Franja de terreno convenientemente preparada de acuerdo con características técnicas dotadas de obras tales que por ellas puedan transitar los vehículos a velocidades determinadas, en las mejores condiciones de seguridad y economía. (Céspedes, 2001).

• Vía terrestre para el tránsito de vehículos motorizados y no motorizados, peatones y animales, con excepción de las vías férreas. (Glosario de términos MTC, 2018).

Fuente: google

Carretera: • Camino para el tránsito de vehículos motorizados de por lo menos dos ejes, cuyas características geométricas, tales como: pendiente longitudinal, pendiente transversal, sección transversal, superficie de rodadura y demás elementos de la misma, deben cumplir las normas técnicas vigentes del Ministerio de Transportes y Comunicaciones. • Los términos camino y carreteras pueden tener igual o distinto significado. Nosotros usaremos indistintamente los dos términos para indicar lo mismo

Fuente: google

Situación Actual de las Carreteras en el Perú

Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC)

Resumen Red Vial Departamental:

Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC)

Estadísticas Red Vial Departamental

Fuente: Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC)

Cuestionario: 1.

Quien regula el diseño y construcción de carreteras en el Perú y cuál es el organigrama de dicha institución.

2.

Que es el Sistema Nacional de Carreteras

3.

Que significa Clasificador de Rutas.

4.

Que entiendes por Inventario Vial.

5.

Cuáles son los reglamentos viales en carreteras

6.

Cuáles son los manuales oficiales y autorizados por el MTC para el diseño y construcción de carreteras.

7.

Cuáles son las normas complementarias para el diseño y construcción de carreteras

8.

En la Red Vial Departamental de La Libertad:

9.

a.

Cuantas rutas tiene actualmente y describirlas.

b.

Cuantos Kms de superficie pavimentada existe según el último reporte oficial.

c.

Cuantos Kms de superficie no pavimentada existe según el último reporte oficial.

d.

Cuantos Kms de superficie proyectada se reporta en el último reporte oficial.

Que es OSITRAN; cuál es su función y organigrama.

10. Que es Provias Nacional, cuál es su función y organigrama

Diseño Geométrico de Carreteras:

Fuente: google

Fuente: google

Fuente: google

ESTUDIO DE TRÁFICO - Conteos diarios durante 24 horas, como mínimo por una semana. - Calcular el imda actual y proyectado a 20 y 50 años (periodo de diseño) en función a una tasa de crecimiento. - Considerar tasas de crecimiento por separado para los vehículos de carga. (vehículos de pasajeros: tasa de crecimiento poblacional. Vehículos de carga: tasa de crecimiento del PBI). - Estimar el trafico generado; cuantos vehículos mas usaran la vía una vez este construida el proyecto. - Clasificación de la carretera según IMDA y la orografía. - Sirve para el diseño del pavimento. Fuente: google

Índice Medio Diario Anual (IMDA): Representa el promedio aritmético de los volúmenes diarios para todos los días del año, previsible o existente en una sección dada de la vía. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la importancia de la vía en la sección considerada y permite realizar los cálculos de factibilidad económica. Los valores de IMDA para tramos específicos de carretera, proporcionan al proyectista, la información necesaria para determinar las características de diseño de la carretera, su clasificación y desarrollar los programas de mejoras y mantenimiento. Los valores vehículo/día son importantes para evaluar los programas de seguridad y medir el servicio proporcionado por el transporte en carretera. La carretera se diseña para un volumen de tránsito, que se determina como demanda diaria promedio a servir hasta el final del período de diseño, calculado como el número de vehículos promedio, que utilizan la vía por día actualmente y que se incrementa con una tasa de crecimiento anual. Estos volúmenes pueden ser obtenidos en forma manual o con sistemas tecnológicos.

IMDA: IMDA = Índice Medio Diario Anual = #vehículos / día IMDAP = IMDAO(1+TC)n

Donde: IMDAp = Índice medio diario anual proyectado. IMDAo = Índice medio diario anual inicial (año base). Tc = Tasa de crecimiento del trafico (4% a 7%), depende del PBI regional y tasa de crecimiento anual de la población. n = Período de diseño. (15, 20 a 50 años) (*) La proyección del trafico, debe también dividirse en dos partes. Una proyección para vehículos de pasajeros que crecerá aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento de la población y una proyección de vehículos de carga que crecerá aproximadamente con la tasa de crecimiento de la

economía. Ambos índices de crecimiento correspondientes a la región que normalmente cuenta con datos estadísticos de estas tendencias.

Crecimiento del tránsito: Una carretera debe estar diseñada para soportar el volumen de tráfico que es probable que ocurra en la vida útil del proyecto.

El establecimiento de la vida útil de una carretera, requiere la evaluación de las variaciones de los principales parámetros en cada segmento de la misma, cuyo análisis reviste cierta complejidad por la obsolescencia de la propia infraestructura o inesperados cambios en el uso de la tierra, con las consiguientes modificaciones en los volúmenes de tráfico, patrones, y demandas. Para efectos prácticos, se utiliza como base para el diseño un período de veinte años. La definición geométrica de las nuevas carreteras, o en el caso de mejoras en las ya existentes, no debe basarse únicamente en el volumen de tránsito actual, sino que debe considerar, el volumen previsto que va a utilizar esta instalación en el futuro.

Fuente: google

Fuente: google

Fuente: google

Fuente: google

Fuente: google

Fuente: google

RESUMEN:

Fuente: google

RESUMEN:

Ejercicios: 1.

Clasificar -

las carreteras según su demanda y orografía si se tienen los siguientes datos: Zona rural: Santiago de Chuco. IMDAo=297 veh/díaVehículos de carga. n=periodo de diseño=20 años. Tc= tasa de crecimiento del tránsito=4.85 % Pendiente transversal promedio=58%

2.

Clasificar las carreteras según su demanda y orografía si se tienen los siguientes datos: - Zona rural: Otuzco. - IMDAo=297 veh/díaVehículos de carga. - IMDAo=458 veh/díaVehículos de pasajeros y vehículos privados. - n=periodo de diseño=20 años. - Tc= tasa de crecimiento del tránsito depende de los siguientes factores: PBI regional=4.85 % Tasa de crecimiento poblacional=2.8 % - Pendiente transversal promedio de los tramos de la carretera: Tramo AB=8% Tramo BC=50% Tramo CD=87% Tramo DE=101%

FACTORES DEL DISEÑO DE CARRETERAS • Topografía: Elaborar planos topográficos. • Diseño Geométrico: Es la Arquitectura de la carretera. • Mecánica de Suelos: Evaluar calidad del suelo de fundación y materiales granulares. • Geología: Fallas geológicas, otros factores geológicos. • Hidrología: Determinar caudales en quebradas y ríos. • Hidráulica: Diseñar badenes, alcantarillas, otros. • Estructuras: Diseño acero de alcantarillas, puentes, otros • Pavimentos: Diseñar espesores del pavimento. • Ingeniería de Tránsito: Evaluar y determinar el IMDA. • Maquinaria: Evaluar tipo de máquinas y rendimientos. • Medio Ambiente: Evaluación y mitigación de impactos negativos. • Ingeniería Económica: Evaluación del costo y duración del proyecto

Obras Verticales: Son todas aquellas obras que se ejecutan o se realizan desde un punto del nivel de la superficie hacia arriba, rompiendo la ley de la gravedad.

Ejemplos: Los edificios, Silos de almacenamiento.

Fuente: google

Obras Lineales: son obras complejas que atraviesan linealmente una amplia y diversa geografía. Ejemplos: Conducciones de agua, obras de alcantarillado, Puentes, túneles o embalses, líneas de comunicación, línea de fibra óptica, carreteras, res eléctricas, redes de gas.

Fuente: google