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Caminos I

Indice

Contenido Introduccion........................................................................................................ 2 Marco Teorico...................................................................................................... 3 Tema: Etapas de estudio de carreteras............................................................3 Fase I Prefactibilidad........................................................................................... 3 1.-Adquirir la cartografía existente de la zona.................................................3 2.-Realizar estudios de transito........................................................................4 3.-Identificar posibles corredores de ruta........................................................4 4.-Efectuar reconocimientos aéreos.................................................................4 5.-Reconocer tramos homogéneos..................................................................4 6.-Asignar la velocidad de diseño preliminar...................................................5 7.-Trazar la línea de ceros sobre restituciones fotogramétricas a escala 1:10.000 6 8.-Realizar un reconocimiento terrestre...........................................................6 9.-Ajustar los tramos y velocidades.................................................................6 10.-Aplicar estudios de capacidad y nivel de servicio......................................6 11.-Asignar la velocidad de diseño definitiva...................................................7 12.-Trazado de línea de ceros en el terreno.....................................................7 13.-Elaborar el croquis de línea de ceros en el terreno....................................7 14.-Fijar el estudio preliminar de impacto ambiental.......................................7 15.-Realizar una evaluación económica preliminar.........................................8 16.-Informe Final.............................................................................................. 8 Fase II Factibilidad............................................................................................... 9 1.- Realizar un reconocimiento terrestre del corredor......................................9 2.-Replantear la línea de ceros en el terreno...................................................9 3.-Elavorar el levantamiento topográfi co del..........................................9 4.-Ejecutar un estudio preliminar de la..................................................10 5.-Establecer el diseño defi nitivo del eje en planta ............................10 6.-Aplicar el estudio definitivo de impacto ambiental....................................10 7.-Obtener diseños y estudios preliminares complementarios......................10 8.-Elaborar el presupuesto preliminar............................................................11

Caminos I 9.-Realizar la evaluación económica necesaria..............................................11 10.-Informe Final............................................................................................ 11 Fase III Diseños definitivos................................................................................ 11 1.-Mejorar la topografía................................................................................. 11 2.-Realizar una evaluación geotécnica a lo largo de la carretera...................12 3.-Elaborar estudios previos al diseño del eje del perfil y de la sección transversal 4.-Ejecutar el diseño...................................................................................... 13 5.-Analizar los movimientos de tierra............................................................13 6.-Hacer estudios y diseños complementarios definitivos.............................14 7.-Elaborar el presupuesto definitivo.............................................................14 8.-Elaborar la documentación final................................................................14 conclusiones..................................................................................................... 15 recomendaciones........................................................................................... 16 Bibliografía................................................................................................... 17

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INTRODUCCION

Por necesidad los primeros caminos fueron vías de tipo peatonal (veredas) que las tribus nómadas formaban al deambular por las regiones en busca de alimentos; posteriormente, cuando esos grupos se volvieron sedentarios, los caminos peatonales tuvieron fi nalidades religiosas, comerciales y de conquista. C o n l a i n v e n c i ó n d e l a r u e d a , a p a r e c i ó l a c a r r e t a j a l a d a p o r h o m b r e s o a n i m a l e s y fue necesario acondicionar los caminos para que el tránsito se desarrollara lo más rápido y cómodo posible; así los espartanos y los fenicios hicieron los primeros caminos de que se tiene noticia y los romanos los construyeron tanto en la península Itálica como en varios puntos de Europa, África y Asia para extender sus dominios. Para estructurar la sección transversal de las vías terrestre, es necesario estudiar diversos factores que infl uyen en el funcionamiento de las vías, como el aspecto económico, las características de los materiales de construcción en cuanto a calidad, el tratamiento y la posición de las capas en que se usan, el tránsito, etc.

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MARCO TEORICO TEMA: ETAPAS DE ESTUDIO DE CARRETERAS. La primera etapa en la elaboración de un proyecto vial consiste en el Estudio de las Rutas. Por Ruta se entiende la faja de terreno, de ancho variable, que se extiende entre los puntos terminales e intermedios por donde la carretera debe obligatoriamente pasar, y dentro de la cual podrá localizarse el trazado de la vía. Como quiera que las rutas pueden ser numerosas, el estudio de las mismas tiene como fi nalidad seleccionar aquella que reúna las condiciones óptimas para el desenvolvimiento del trazado. El estudio es por consiguiente un proceso altamente infl uenciado por los mismos factores que afectan el trazado, y abarca actividades que van desde la obtención de la información relativa a dichos factores hasta la evaluación de la ruta, pasando por los reconocimientos preliminares. De las actividades que abarca el estudio de las rutas y donde de una u otra manera se aplica la Topografía, se encuentran la elaboración de los croquis y los reconocimientos preliminares o faces son:

FASE I PREFACTIBILIDAD En esta etapa se deben identifi car uno o varios corredores de ruta posibles, realizar el pre diseño de la carretera a lo largo de cada corredor y acudir a costos obtenidos en proyectos con condiciones similares para hacer una proyección económica. “El objetivo primordial es establecer si el proyecto es viable económicamente, es decir, si supera los umbrales preestablecidos para indicadores como la relación costo benefi cio. Si la evaluación no es satisfactoria, el proyecto se archiva. En caso contrario, los corredores que presentaron mayor rentabilidad avanzan a la fase II”

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1.-ADQUIRIR LA CARTOGRAFÍA EXISTENTE DE LA ZONA Obtener mapas topográfi cos y geológicos en escalas reducidas; fotografías aéreas a escala 1:50.000 o 1:40.000; restituciones fotogramétricas a escala 1:10.000 con curvas de nivel cada 25 m o menos, si es posible; e imágenes provenientes de Sistemas de Información Geográfi ca (SIG).

2.-REALIZAR ESTUDIOS DE TRANSITO Proyectar la demanda de tránsito para los próximos 20 años a partir de la fecha de entrada en operación de la carretera. Incluir el Volumen Horario de Demanda (VHD) que determina las condiciones de servicio aceptables y las características que deben otorgarse al proyecto para evitar problemas por congestión.

3.-IDENTIFICAR POSIBLES CORREDORES DE RUTA Considerar aspectos como la estabilidad geológica y geotécnica, el terreno (plano, ondulado, montañoso o escarpado), el drenaje, los cauces, las fuentes de materiales y los ecosistemas .

4.-EFECTUAR RECONOCIMIENTOS AÉREOS Para corroborar supuestos realizados a partir de la cartografía, es necesario realizar reconocimientos aéreos que permitan ratifi car o descartar la viabilidad de los corredores de ruta propuestos.

5.-RECONOCER TRAMOS HOMOGÉNEOS Para garantizar la consistencia en la velocidad, identifi car a lo largo del corredor de ruta tramos homogéneos a los que, por las condiciones topográfi cas, se les pueda asignar una misma velocidad. Es necesario tener en cuenta que: • La longitud mínima de un tramo de carretera con una velocidad de diseño dada debe ser de 3 km para velocidades entre 20 y 50 km/h, y de 4 km para velocidades entre 60 y 110 km/h. • La diferencia de la velocidad de diseño entre tramos adyacentes no puede ser

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mayor a 20 km/h. No obstante, si existe un marcado cambio en el tipo de terreno en un sector corto del corredor de ruta, es necesario establecer un tramo con longitud menor a la especifi cada. La diferencia de su velocidad de diseño con la de los tramos adyacentes no puede ser mayor de 10 km/h. Estos pasos deben aplicarse para cada uno de los corredores de ruta.

6.-ASIGNAR LA VELOCIDAD DE DISEÑO PRELIMINAR Para cada uno de los tramos homogéneos identifi cados, establecer una velocidad de diseño preliminar conforme con los siguientes criterios:

Categoría de la carretera

Tipo de terreno

Velocidad de diseño de un tramo homogéneo VTR (km/h) 20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Plano Primaria de dos calzadas

Ondulado Montañoso Escarpado Plano

Primaria de una calzada

Ondulado Montañoso Escarpado Plano

Secundaria

Ondulado Montañoso Escarpado Plano

Terciaria

Ondulado Montañoso Escarpado

7.-TRAZAR LA LÍNEA DE CEROS SOBRE RESTITUCIONES FOTOGRAMÉTRICAS A ESCALA 1:10.000 Sin exceder la Pendiente Media máxima (PM ) del corredor de ruta, asociada a la velocidad de diseño preliminar y asignada a cada tramo homogéneo, dibujar la línea de ceros entre los puntos secundarios de control que marcan las fronteras máx

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entre tramos. Recuerde que la PM en un tramo homogéneo debe ser menor que la pendiente máxima permitida para una tangente vertical en dicha distancia. Así mismo, el valor de la PM en ningún caso puede ser superior a 7 %. máx

máx

8.-REALIZAR UN RECONOCIMIENTO TERRESTRE Para defi nir si la línea de ceros es factible, establecer con un altímetro la cota de los puntos secundarios de control propuestos. Con el desarrollo de dicha línea, medido sobre las mismas restituciones, calcular la pendiente media del corredor entre puntos de control. Luego constatar, sobre la realidad del terreno, si se supera o no la máxima permitida según la velocidad de diseño asignada al tramo homogéneo. Además, es indispensable validar la estabilidad geológica y geotécnica, el drenaje, las fuentes de materiales, los ecosistemas y otros aspectos formulados con base en la cartografía.

9.-AJUSTAR LOS TRAMOS Y VELOCIDADES Si el reconocimiento terrestre revela la necesidad de descartar total o parcialmente un corredor de ruta y/o cambiar las velocidades de diseño consideradas para dichos tramos, replantear el procedimiento desde la actividad 5.

10.-APLICAR ESTUDIOS DE CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIO Para cada tramo homogéneo identifi cado, y según la velocidad de diseño preliminar asumida, realizar el pre diseño de un subtramo representativo (mínimo de 1 km de longitud). Calcular el volumen horario que hace que la velocidad de operación sea la mínima necesaria para un Nivel de Servicio D (remítase a la teoría de capacidad de carreteras desarrollada por el Transportation Research Board -TRB-), compararlo con el VHD del año 20 y concluir si la velocidad de diseño escogida para el tramo es la adecuad a

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11.-ASIGNAR LA VELOCIDAD DE DISEÑO DEFINITIVA Si se concluye que la velocidad de diseño preliminar es adecuada, entonces esta será la defi nitiva. Por el contrario, si resulta muy baja o muy alta, se debe asignar una nueva (dentro del rango indicado en la actividad 6) y reiniciar el proceso.

12.-TRAZADO DE LÍNEA DE CEROS EN EL TERRENO Una vez defi nidas las fronteras entre tramos homogéneos y asignadas las velocidades de diseño, trazar la línea de ceros en el terreno con el fi n de verifi car si es posible conectar los puntos extremos del tramo, es decir, sus fronteras .

13.-ELABORAR EL CROQUIS DE LÍNEA DE CEROS EN EL TERRENO Realizar el dibujo a partir de los datos topográfi cos levantados en el terreno utilizando instrumentos que pueden no ser de precisión como la brújula, el nivel teodolito y la cinta.

14.-FIJAR EL ESTUDIO PRELIMINAR DE IMPACTO AMBIENTAL Seguir los lineamientos establecidos en la Guía de manejo ambiental de proyectos de infraestructura, desarrollada por provias.

15.-REALIZAR UNA EVALUACIÓN ECONÓMICA PRELIMINAR Utilizar el modelo de simulación HDM-4 y comparar durante un periodo de tiempo los costos de construcción y mantenimiento rutinario y periódico, con los benefi cios que se obtendrían, representados en los ahorros en el costo de la operación vehicular .

16.-INFORME FINAL Elaborar el informe fi nal con todos los hallazgo

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FASE II FACTIBILIDAD 1.- REALIZAR UN RECONOCIMIENTO TERRESTRE DEL CORREDOR

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Hacer énfasis en la identifi cación de los puntos secundarios de control que son las fronteras entre los tramos homogéneos de diseño.

2.-REPLANTEAR LA LÍNEA DE CEROS EN EL TERRENO Usar el croquis creado en la actividad 13 de la fase I .

3.-ELAVORAR EL LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO DEL CORREDOR Medir, calcular y dibujar para determinar la posición relativa de los puntos que conforman la extensión de tierra. Incorporar instrumentos de última tecnología como GPS para obtener resultados más detallados

4.-EJECUTAR UN ESTUDIO PRELIMINAR DE LA ESTRATIGRAFÍA A LO LARGO DEL CORREDOR Tanto el diseño en perfi l como la sección transversal están condicionados por la naturaleza de los materiales que eventualmente deban ser excavados. Por esta razón, se deben utilizar métodos indirectos y de bajo costo para examinar e interpretar las rocas sedimentarias estratifi cadas.

5.-ESTABLECER EL DISEÑO DEFINITIVO DEL EJE EN PLANTA Y LOS PRE DISEÑOS EN PERFIL Y SECCIÓN TRANSVERSAL Proponer una primera alternativa para contemplar aspectos como requerimientos de estabilización de laderas, pre diseño de taludes, capacidad portante y compresibilidad de los estratos que servirían como fundación de terraplenes y estructuras viales, localización de zonas de material de préstamo para terraplenes, estudios de hidrología e hidráulica de cauces, y pre diseño de intersecciones con otras carreteras. Si el diseño resultante es susceptible de mejoras en la posición del eje en planta, ejecutarlas y realizar nuevamente la actividad.

6.-APLICAR EL ESTUDIO DEFINITIVO DE IMPACTO AMBIENTAL Si la huella ambiental no es mitigable, descartar el proyecto, al menos por el corredor de ruta en estudio. Por el contrario, si se puede reducir, continúe con las siguientes actividades.

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7.-OBTENER DISEÑOS Y ESTUDIOS PRELIMINARES COMPLEMENTARIOS Implementar estudios iniciales sobre predios para la adquisición del ancho de zona, bancos de préstamo de material para terraplenes, y fuentes de materiales para concretos y pavimentos. Asimismo, efectuar pre diseños de la solución para la estabilización de laderas, de los taludes y su protección, del plan de manejo de botaderos, del pavimento, de las intersecciones viales, y de obras especiales que se requieran, como viaductos y túneles.

8.-ELABORAR EL PRESUPUESTO PRELIMINAR Incluir, como mínimo, los siguientes rubros: adquisición de predios, movimiento de tierras (excavaciones, terraplenes y acarreos), estabilización de laderas y taludes, obras de drenaje menor, estructuras, intersecciones, pavimentos, señalización y demarcación, amueblamiento, obras de mitigación ambiental e interventoría de la construcción.

9.-REALIZAR LA EVALUACIÓN ECONÓMICA NECESARIA Aprovechando los datos más detallados, concretar si el proyecto es viable económicamente.

10.-INFORME FINAL Elaborar el informe fi nal con todos los hallazgos.

FASE III DISEÑOS DEFINITIVOS 1.-MEJORAR LA TOPOGRAFÍA De considerarse necesario, optimizar la precisión del levantamiento topográfi co logrado en la fase II. Para ello, puede procederse de dos formas:

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• Densifi car la nube de puntos en el ancho de zona radiando desde las bases de topografía existentes a lo largo del corredor. Las coordenadas de los puntos adicionales se incorporan al modelo digital, con lo que se obtiene mayor exactitud en la topografía. • Localizar el eje de la carretera radiando desde las bases de topografía existentes a lo largo del corredor y utilizando las carteras elaboradas durante la fase II del proyecto .

2.-REALIZAR UNA EVALUACIÓN GEOTÉCNICA A LO LARGO DE LA CARRETERA Defi nir con exactitud el perfi l estratigráfi co y las características de los materiales. Ejecutar sondeos y toma de muestras para ensayos de laboratorio.

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3.-ELABORAR ESTUDIOS PREVIOS AL DISEÑO DEL EJE DEL PERFIL Y DE LA SECCIÓN TRANSVERSAL Precisar parámetros como inclinación máxima de los taludes en función de su altura; localización de botaderos y de bancos de préstamo de materiales aptos para la construcción de terraplenes; cota mínima de rasante en los emplazamientos de las obras de cruce de cauces como puentes y pontones; espaciamiento máximo entre alcantarillas; diseño de las cunetas, y espesor del pavimento .

4.-EJECUTAR EL DISEÑO Ejecutar el diseño defi nitivo del eje en perfi l y de las secciones transversales .

5.-ANALIZAR LOS MOVIMIENTOS DE TIERRA Determinar los volúmenes de excavación a lo largo del eje (discriminándolos en roca y material común), de terraplén, de excavación en bancos de préstamo para terraplenes, y la programación de los acarreos utilizando el Diagrama de Curva−Masa u otra herramienta equivalente.

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6.-HACER ESTUDIOS Y DISEÑOS COMPLEMENTARIOS DEFINITIVOS Profundizar y concretar los estudios y diseños de la actividad 7 de la fase II.

7.-ELABORAR EL PRESUPUESTO DEFINITIVO Calcular el cuadro de cantidades de obra e incluir el precio unitario de cada uno de los ítems involucrados en el proyecto. No olvidar la adición por la interventoría de la construcción.

8.-ELABORAR LA DOCUMENTACIÓN FINAL Es necesario asegurarse de que contenga los planos planta-perfi l de la carretera (incluidas sus intersecciones), planos con el diseño de las secciones transversales cada 10 m y en abscisas especiales (TE, EC, CE, ET, obras viales), carteras de campo y ofi cina, estudios y diseños complementarios defi nitivos, y los pliegos de licitación para la construcción.

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CONCLUSIONES ™ Con la elaboración de la propuesta diseño se lograra los niveles de seguridad,

comodidad y de estética, necesarios para que la carretera tenga los niveles de servisiabilidad, adecuados para los volúmenes de transito actuales, garantizando su funcionabilidad mientras cumple su vida útil.

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RECOMENDACIONES Se recomienda mantener el diseño geométrico propuesto ya que este fue determinado mediante un estudio profundo de las condiciones de la carretera y obtenido en base a todos los elementos que lo integran.

BIBLIOGRAFÍA

Caminos I http://www.construdata.com/Bc/Revista_Construdata/Articulos/clasificacion_carreteras.asp http://es.slideshare.net/omarx89/etapas-del-estudio-de-un-camino https://es.scribd.com/doc/106881938/Etapas-Del-Estudio-de-Una-Carretera https://www.clubensayos.com/Historia/Etapas-D-Euna-Carretera/135642.html http://www.buenastareas.com/ensayos/Etapas-Para-El-Proyecto-De-Carreteras/1687470.html