3. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
• Cuando se diseña el perfil longitudinal de una vía, se
trata de lograr que los volúmenes de corte y de relleno
sean aproximadamente iguales, con ligera ventaja de
los cortes.
• Esto se realiza con la finalidad de lograr que el material
excavado de los cortes sirva para conformar los
terraplenes.
• El material excedente, corresponde a los volúmenes que
se supone no sirven para rellenos, como por ejemplo la
capa vegetal.
• En esta forma, no hay necesidad de realizar cortes
diferentes para obtener material para los terraplenes.
4. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
Sin embargo, esta solución teórica es difícil de llevar a la
práctica, porque pueden presentarse otros factores a
tener en cuenta para lograr un mejor trazado y más
económico. Estos factores son:
• El trazado de la vía, que no permite compensación.
• Los materiales obtenidos en los cortes, muchas veces no sirve
para hacer rellenos, ni solos ni mezclados.
• La distancia de transporte del material entre los cortes y los
terraplenes puede ser grande.
5. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
• Se llama material de préstamo aquel que por cualquier
circunstancia es necesario excavar fuera de los
chaflanes de la vía.
• Se llama material de desperdicio aquel corte que no se
utiliza en los rellenos.
• Como se puede apreciar, existe la posibilidad o
necesidad de recurrir a préstamos o a escombreras
(botaderos), de los cuales se extraen los materiales
aptos que faltan o en los cuales se depositan los
materiales sobrantes.
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DIAGRAMA DE MASAS
• Como la compensación de volúmenes es compleja, se
han ideado métodos gráficos que dan una buena
aproximación con bastante sencillez.
• El diagrama de masas es la representación gráfica del
volumen de tierra a mover y de las distancias a que hay
que transportarlo, en un tramo determinado de la
carretera en construcción.
• Es un gráfico, en el que las distancias horizontales
representan las abscisas de la carretera y las distancias
verticales (indican las sumas algebraicas de los
volúmenes acumulados de los cortes y rellenos a partir
de un punto origen en el perfil longitudinal de la
carretera
8. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
• Cuando se tiene corte y relleno en la misma abscisa, se
utiliza la diferencia entre los dos como ordenada en ese
punto; ya que cuando esto sucede, el relleno se
conforma con el corte realizado en esa misma abscisa,
moviendo el material en el eje longitudinal, o en acarreo
transversal (es el caso de secciones mixtas).
• Si sobra material de corte, éste se convierte en acarreo
longitudinal, que es el que interesa conocer.
9. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
• La parte ascendente de la curva
masa define una zona de corte el
tramo AC representa el corte entre
las abscisas A' y C'
• A su vez, la parte descendente
define una zona de terraplén el
tramo CE representa el relleno
entre las abscisas C‘ y E‘
• Cualquier punto de la curva masa,
situado sobre la línea base tiene
ordenada nula, lo que indica que los
volúmenes de corte y terraplén son
iguales desde el origen de la curva
hasta ese punto De esta manera, los
puntos donde la curva masa corta la
línea base, son los límites de los
sectores de movimiento de tierra
compensado, denominada sección
balanceada
10. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
• Tal es el caso, de los puntos A y B de
la curva masa, con ordenadas nulas,
indicando que el corte A'C servirá
para conformar el terraplén C‘B
• También los puntos B y D de la
curva masa, con ordenadas nulas,
indican que el terraplén B 'E se
conformará con el corte E‘D
• De la misma forma que la línea base
determina sectores de movimiento
de tierra compensado, cualquier
línea horizontal como FG que corte
la curva masa en dos puntos (F y G),
determina una zona de
compensación entre corte y
terraplén el corte F'C servirá para
construir el terraplén C'G por ser
más o menos iguales sus volúmenes
esta línea recibe el nombre de
compensadora
11. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
FACTOR DE COMPENSACIÓN EN
EL MOVIMIENTO DETIERRAS
En general 1 𝑚3 de corte no equivale a 1 𝑚3 de terraplén
compactado, ya que influyen una variedad de condiciones,
tales como:
• Densidades del material en sus estados, original y
compactado.
• Tamaño de las partículas.
• Contenidos de humedad.
• Grado de compactación exigido.
• Pérdidas de material en el transporte.
• Arrastre de material por el viento y el agua.
12. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
• Es importante mencionar que los materiales producto
de la excavación en los cortes se expanden y, a su vez, al
conformar los terraplenes se contraen por la
compactación exigida.
• Para efectos de compensación de volúmenes, resulta
prácticamente lo mismo reducir en un 25% el volumen
de material de corte, o sea multiplicarlo por 0.75, y
conservar invariable el volumen de terraplén, que
aumentar en 33% el volumen requerido de terraplén, o
sea multiplicarlo por 1.33, sin modificar el volumen de
material de corte disponible. El segundo de estos
procedimientos es el más usual
13. CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS II Ing. Pablo Carvallo Corral
DISTANCIA MEDIA DETRANSPORTE
O ACARREO
• Uno de los elementos que más influye en el costo del
movimiento de tierras es la distancia a la que se deben
transportar las masas de tierras movidas.
• La distancia media de acarreo longitudinal de un
volumen excavado es igual a la distancia entre los
centros de gravedad (cg) de los volúmenes de corte y
terraplén, correspondientes a una sección balanceada.
Por ejemplo,
en un trazado en media ladera, generalmente los cortes son
mayores que los terraplenes; caso contrario en los trazados en
terreno plano. Los trazados en montaña casi siempre presentan
cortes mucho más grandes que los terraplenes.
En este caso, hay que
desecharlos (botarlos) y buscar para los terraplenes materiales de
otros cortes o materiales obtenidos en préstamos de otras partes.
Dueños de los terrenos no necesitan aprobar la extracción del material
el valor de la ordenada BC, representa el volumen
acumulado de corte entre las abscisas
A' y B' respectivamente. Para una
correcta interpretación, los volúmenes de corte se consideran positivos
(+) y los de relleno negativos (-).
El método gráfico consiste en dividir la ordenada máxima AB en dos partes iguales, y por el punto medio trazar una línea horizontal, los puntos de corte C y D con la curva masa, identifican la DMA=81 m. Los 81m es la distancia media a la que debe acarrearse longitudinalmente el material excavado
Generalmente, el valor usual pactado como distancia de acarreo gratis o libre es DAL=150 m.
Entonces, el volumen de sobre-acarreo VSA , corresponde a la ordenada masa KI= LJ = AM , que a la escala del diagrama corresponde a: Quiere esto decir, que dentro de la sección balanceada (del K0+000 al K0+180) se tienen 700 m3 que hay que mover a una distancia mayor que
la distancia de acarreo gratis DAL=150m.