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• Aliaga Aldo

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TRAMOS HOMOGENEOS PAVIMENTOS ING. ALVAREZ CABRERA SEGUNDO ROBERTO

TRAMOS HOMOGÉNEOS La definición de tramos homogéneos se basa en aquellas características más relevantes de los diversos componentes del medio físico, biológico y social que se ven involucrados a lo largo del recorrido del Proyecto, mediante una descripción que permita establecer los parámetros para una adecuada ponderación y jerarquización de los impactos.

DEFINICION Y DESCRIPCION DE TRAMOS HOMOGÉNEOS En el presente apartado se procede a identificar de forma pormenorizada los elementos que pueden verse afectados por el trazo propuesto. Para ello, se han dividido a efectos prácticos el trazado, en tramos de características homogéneas, en los que se precise la incidencia que cada una de las actividades previstas en el desarrollo del Proyecto puedan suponer. Asimismo, esta estructura será utilizada posteriormente en el capítulo de identificación y valoración de impactos. Los criterios con los que se determinó esta división en tramos, se basan en las características naturales y sociales de las áreas atravesadas por la línea, teniendo en cuenta aspectos como el relieve morfológico, la existencia o ausencia de amenazas naturales en las proximidades, la presencia de accesos, la red hidrográfica, la cubierta vegetal, la fauna, los espacios naturales protegidos, la presencia de mayor o menor población, las infraestructuras, el patrimonio, etc., intentando asignarlos a las diversas zonas o unidades naturales presentes en el área de influencia directa.

Debido a esto, las longitudes de los tramos son muy diferentes entre sí. El objetivo de localizar tramos en los que la respuesta ante los posibles impactos generados por la línea sea homogénea. Se ha de señalar que en el interior de estos tramos se encuentran subtramos de escasa longitud, que pueden poseer una característica diferente frente a una actividad; sin embargo, la reducida dimensión del mismo, desaconseje la definición como tramo independiente, en un intento de simplificar el análisis, evitando la determinación de un número demasiado abultado de tramos, lo que podría suponer una dificultad añadida en el manejo de la información y unas descripciones demasiado reiterativas. Las condiciones ambientales en los sitios de emplazamiento de las torres serán definidas luego de realizarse los estudios geotécnicos correspondientes. A continuación, se describen los principales parámetros que definen el territorio atravesado, como son relieve, ríos, usos de suelo, asentamientos, infraestructuras, enclaves de patrimonio artístico, etc. Esta definición en tramos permite realizar una mejor descripción de las zonas que atraviesa la línea, con una caracterización de los impactos a producirse en el entorno, siempre considerando que la existencia y magnitud de las medidas de preservación y mitigación dependen de la selección de la ruta, aspecto que tiene una importancia relevante durante la fase de estudio.

TRAMOS HOMOGENEOS PARA VELOCIDA DE DISEÑO Para que la vía sea segura, la velocidad de diseño debe ser lo más estable posible. Para lograrlo se escogen tramos que, por su topografía, presentan condiciones homogéneas que permiten asignarles una misma velocidad de diseño, la velocidad de diseño del tramo homogéneo (VTR)

3 km

Longitud mínima para un tramo homogéneo cuando la velocidad de diseño esté entre 20 km/h y 50 km/h

20

km/h

Máxima diferencia en la velocidad de diseño de dos tramos homogéneos sucesivos

4 km

Longitud mínima para un tramo homogéneo cuando la velocidad de diseño esté entre 60 km/h y 110 km/h

10 km/h Máxima diferencia en la velocidad de diseño de dos tramos homogéneos sucesivos, siempre y cuando las condiciones del terreno exijan un tramo de menor longitud que la especificada más arriba

VELOCIDAD DE DISEÑO DEL TRAMO HOMOGENEO La velocidad de diseño del tramo depende primordialmente de: – El tipo de vía – El tipo de terreno • Pero también se escoge en función de: – Servicio a ofrecer – Facilidades de financiamiento – Facilidades de acceso – Consideraciones ambientales – Volúmenes de tránsito – Usos del suelo, en especial la ocupación de la zona aledaña a la carretera

Metodología para la determinación de tramos homogéneos por el método de diferencias acumuladas. (AASHTO 1993) Fundamentos El método de las Diferencias Acumuladas es una herramienta que permite delimitar estadísticamente tramos homogéneos utilizando mediciones de repuesta del pavimento. La metodología es de fácil visualización y entendimiento, pero su ejecución manual es una tarea larga, ya que puede involucrar bases de datos de gran tamaño. A pesar de lo mencionado anteriormente su adaptación a soluciones computarizadas y análisis gráfico es sencilla. Este método se puede utilizar para una gran variedad de mediciones de respuesta de pavimentos como lo son deflexiones, serviciabilidad, fricción, índices de deterioro de pavimento, entre otros. En la Figura 4 se muestra el concepto general del método de diferencias acumuladas, con suposiciones iniciales de valores de respuesta constantes y continuos (ri) en varios intervalos (0 a x1; x1 a x2; x2 a x3) del tramo en estudio. En la Figura 4(a) se observa claramente que existen 3 unidades con su respectivos valores (r1, r2 y r3) a lo largo de la sección de estudio, y se observa que se pueden obtener valores o datos del tipo repuesta del pavimento - distancia. Si se quisiera determinar la tendencia que siguen las áreas acumuladas bajo las curvas de respuesta (línea continua en la Figura 4(b)), se obtiene un resultado como se muestra en la Figura 4(b). La línea continua indica el resultado real de los valores de respuesta del pavimento. Como las funciones son continuas y constantes en cada tramo o unidad, el área acumulada, a cualquier distancia x es simplemente la integral de cada valor de respuesta, como se muestra a continuación con la Ecuación 8.

Ecuación 8

Figura 4: Conceptos del método de diferencias acumuladas para determinación de unidades homogéneas

Donde cada integral es continua en su respectivo intervalo: En la Figura 4(b) la línea de rayas representa el área acumulada del valor de respuesta promedio del proyecto en estudio. Se debe mencionar que las pendientes de la curva de área acumulada son simplemente los valores de respuesta para cada unidad o tramo, mientras que la pendiente de la línea de rayas es el valor de respuesta promedio de proyecto en estudio. A cualquier distancia x, el área acumulada del valor de respuesta promedio se calcula como:

Como se muestra en la Figura 4(b), Zx es simplemente la diferencia en áreas acumuladas, para cualquier x, entre la línea real y línea promedio del proyecto, en la Figura 4(b) se muestra el área en rojo como la diferencia que existe entre Ax y Ax . Si se grafica Zx contra x se obtiene un resultado similar al que se muestra en la Figura 4(c). En la gráfica se observa que cada límite de tramo o unidad coincide con el lugar de cambio de pendiente de Zx (de positiva a negativa o viceversa). Este concepto fundamental es la base utilizada para determinar analíticamente la ubicación de los límites de las unidades o tramos. Aplicación a variables discontinuas Las figuras esquemáticas presentadas anteriormente están altamente idealizadas para comprender el concepto. En la práctica, las mediciones son normalmente discontinuas (medidas puntuales), obtenidas de intervalos distintos y nunca constantes, inclusive en un tramo o unidad. Para aplicar lo principios mencionados anteriormente para obtener una solución metodológica capaz de tomar en cuenta condiciones de discontinuidad, se debe utilizar un método de diferencias numérico. Donde la forma de la función Zx está dada por la Ecuación 13:

Si las mediciones se toman con intervalos iguales, la Ecuación 13 se reduce a:

Solución Tabular Secuencial La Tabla 7 muestra como se realiza la solución secuencial progresivamente y los cálculos correspondientes para el análisis de intervalos de distancias diferentes. Cada celda se explica en esta misma tabla.

Ejemplo de cálculo “Se realiza el siguiente ejemplo con resultados de IRI para la ruta 1 en la zona 2-2, de la evaluación del año 2008, ver Figura 5

1) Para la determinación de tramos homogéneos, se debe contar con una lista de datos, estos datos pueden ser índice de regularidad (IRI), deflexiones, fricción, índice de serviciabilidad de pavimento (PSI), índice de la condición de pavimento (PCI), entre otros. Como ya se mencionó anteriormente, se usarán datos de IRI. Algunos datos ejemplo se muestran en la Tabla 8.

2) Los datos generales se muestran en la Tabla 9

3) Se introducen los datos del valor de respuesta utilizado, este caso IRI y la distancia de medición. En la columna 1 se introduce a distancia y en a columna 2 se introduce el valor de respuesta de pavimento, como se muestra en la Tabla 10.

4) Se completan las columnas 3 y 4. La columna 3 se refiere al número de dato correspondiente a cada medida, en orden descendente, de i a n (donde n es e numero intervalos de datos; para el ejemplo de 1 a 481). La columna 4 es a distancia entre cada medición realizada, para este ejemplo la distancia es constante = 100 m. Cuando las distancia no son iguales se calcula la diferencias entre las mediciones. Ver Tabla 11. 5) Cálculo de la distancia acumulada. Cálculo sencillo, solo se acumulan las distancias, como se muestra en la Tabla 12.

6) Se procede a calcular el promedio de respuesta de pavimento en el intervalo [i-1, i], en este ejemplo se calcula el promedio de las deflexiones por intervalo como se muestra a continuación, en la Tabla 13.

Por ejemplo: r1 se calcula con ro y r1.

7) Después de calcular el promedio de intervalo, se procede a calcular el área bajo a curva ai (columna 7), la cual se calcula multiplicando el promedio del intervalo de la columna 6 por distancia del intervalo de la columna 4. El cálculo se muestra en la Tabla 14.

8) Una vez obtenidas las áreas (columna 7) se procede a calcular las áreas acumuladas (columna 8), como se muestra en la Tabla 15.

Después de calcular el área acumulada se calculan los valores de At y F*, de la siguiente manera: F* es el valor promedio ponderado de la respuesta de pavimento, en este caso el IRI promedio. 9) Por último se calcula el valor de las diferencia de áreas Zx en donde se le resta al área acumulada, la distancia acumulada por el factor F*, como se muestra en la Tabla 16

10) A continuación se muestra la Tabla 17 con los resultados obtenidos.