UNIDAD 1 VIAS DE COMUNICACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCION II
1. VÍAS DE COMUNICACIÓN 2
Facultad de Ciencias, Tecnología y Producciones
UNINTER
Profesor Ing. Gastón Mendoza
Profesora Aux. Ing. Jazmín Villamayor
2. UNIDAD 1: INFRAESTRUCTURA
- Definiciones. Estructuras de camino. Obras básicas
- Propiedades de los suelos
- Movimiento de suelos
3. VÍAS DE COMUNICACIÓN 2
• Vías de Comunicación II es una de las dos partes en que se divide el amplio
espectro de las Vías de Comunicación: carreteras, aeropuertos, ferrocarriles e
Hidrovía.
• Inicia al profesional Ingeniero Civil, en los conceptos básico para:
- Estructuras y diseño del pavimento,
- El conocimiento de los materiales y equipos,
- Los procesos constructivos de las Infraestructuras Viales
4. BIBLIOGRAFÍA
•INGENIERÍA DE CARRETERAS – VOLUMEN II - Carlos Kraemer;
José María Pardillo y otros. Madrid, España
•VIAS DE COMUNICACIONES – Carlos Crespo Villalaz, México
•CONSTRUCCIÓN Y CONSERVASÓN DE VÍAS – Pablo Manuel
Morales Camacho
5. VÍAS DE COMUNICACIÓN 2
Materia de la carrera de la ingeniería que estudia la infraestructura
vial
En la misma se aprende:
PROYECTAR – CONSTRUIR – MANTENER
- EVALUAR UN CAMINO – UNA
CARRETERA – UNA VÍA
7. Condiciones para regularizar
• 75 % asistencia a clases
• Días miércoles de 18:00 a 22:00 hs
DE PROCESO
• 10 Puntos – Primer Parcial
• 10 Puntos – Segundo Parcial
• 20 Puntos – Trabajo Práctico
Total: 40 Puntos
EXAMEN FINAL
• 60 Puntos Examen Final
8. VIAS DE COMUNICACIÓN 2
•DEFINICIONES DEL DICCIONARIO
•CAMINO: Franja de suelo preparada para caminar
•VIA: Cualquier forma de trasladar cargar, persona.
Información: Fluvial, marítimo, vial, ferrocarriles,
ductos, internet
•CARRETERA: (originalmente vía para carretas)
Se define como la vía pública para circular vehículos
terrestres
9. VIAS DE COMUNICACIÓN 2
El término ruta puede referirse a:
• En algunos países hispanoamericanos, nombre con el que se conoce a las
carreteras.
• En comunicaciones, a una ruta de enlaces, un conjunto de puntos de
comunicación que conectan dos puntos extremos.
• En informática, a una ruta o path, una jerarquía de directorios en la
que se halla un elemento del sistema de archivos.
• En aeronáutica, ruta es la línea de puntos seguida por una aeronave
desde que despega hasta que aterriza
10. DEFINICIÓN DE RUTA o CARRETERA
Ruta o carretera es el conjunto de: Obras básicas,
Estructura de Pavimentos, Puentes y Obras
Complementarias, posibilitan el tránsito automotor en
forma Segura y Confortable, y además que sea Durable y
del mínimo Impacto Ambiental
11. PROYECTO DE RUTAS
`PARA PROYECTAR UNA RUTA SE NECESITA
CONOCER EL TIPO DE OBRA, QUE PUEDE SER:
-OBRAS NUEVAS
-OBRAS DE REHABILITACIÓN
19. ETAPAS DE UN CAMINO
• DEFINIR: La traza (por donde voy a hacer el camino)
• DEFINIR: la rasante
• DEFINIR: Parámetros de Diseño Geométrico (ancho de calzada,
ancho de banquina, etc.)
• DEFINIR: Perfil transversal de obra
• DEFINIR: La tasa de crecimiento
• DEFINIR: Los parámetros de diseño estructural
• DEFINIR: Perfil de pavimento
20. UNIDAD 1: INFRAESTRUCTURA
1 - Definiciones. Estructuras de camino. Obras básicas
2 - Determinación del tipo de suelo
3 - Estabilización de suelos
4 - Compactación de suelos
21. Infraestructura
Es la ejecución de la obra básica que implica, en líneas generales, la construcción
de una plataforma de tierra donde se asentará la obra vial
La principal actividad de ésta etapa es el movimiento de suelos: cargas
(terraplén);
Excavaciones (en suelo y roca);
Excavaciones de bolsones y no clasificadas y otros.
También incluye la construcción de las obras de drenaje y obras de arte
necesarias.
22. Superestructura
Está constituido por la construcción de las distintas capas
estructurales del pavimento de una obra vial sobre el cual se
realizará el desplazamiento de los vehículos.
23. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
Los terrenos de cimentación pueden estar constituidos por roca o por suelos. Se define
como roca el material mineral sólido que se encuentra en estado natural en grandes masas o
fragmentos.
Los suelos son conjuntos de partículas minerales, producto de la desintegración mecánica o
de la descomposición química de rocas preexistentes que pueden, o no, contener materia
orgánica.
24. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
• La roca, en general, no presenta problemas como terreno de cimentación, pues los
esfuerzos que la obra vial le transmite suelen ser de muy baja intensidad en
comparación con la capacidad de soporte de la roca. Sin embargo, pueden presentar
ciertas características que deben tenerse en cuenta.
25. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
• Las rocas ígneas, por su dureza, pueden ser difíciles de excavar; por lo general, permiten
taludes verticales y requieren una capa de buen material en los cortes para nivelar las
irregularidades que quedan en la superficie durante el proceso de excavación.
26. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
• Las rocas sedimentarias son de menor dureza, lo que facilita el proceso de excavación.
En estas rocas se encuentran todos los tipos de comportamientos, siendo en general las
de grano fino duras y permanentes y las de grano grueso blandas y deleznables.
27. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
• Las rocas metamórficas más comunes, como la pizarra y los esquistos arcillosos, tienen
una estructura foliada, lo cual facilita grandemente la excavación, pues se rompen a lo
largo de los planos de foliación. Son rocas bastante frágiles y como producto de su
transformación final pueden producir arcillas muy inestables, que se degradan a veces
dentro del tiempo de la vida útil de la obra.
28. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
• Los suelos granulares tienen un comportamiento satisfactorio para
soportar las cargas y unas características de compresibilidad libres de
problemas. Las arenas sueltas y los limos pueden presentar problemas de
erosión y de asentamiento brusco ocasionados por movimientos de agua del
subsuelo, sea por infiltración desde la superficie o por cambios en el nivel
freático, ayudados por el fenómeno de capilaridad, característica sobre todo de
los limos. Esto es especialmente peligroso tratándose del terreno de fundación
de estructuras rígidas, como muros, puentes, etc.
29. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
En suelos constituidos por limos plásticos y arcillas, deben distinguirse dos casos diferentes: cuando su
compresibilidad sea relativamente baja (CL, OL, ML) y cuando sean francamente compresibles (CH, MH, OH y
PT). Los primeros no registran ningún problema ni como terreno de cimentación para la superestructura de la obra
vial, ni como fundación de las estructuras rígidas de las obras de arte. Su comportamiento se ha estudiado
suficientemente en la mecánica de suelos. Los segundos presentan un panorama diferente. En primer lugar, su
resistencia es crítica cuando es necesario construir terraplenes altos (más de 3 m). En estos casos se requieren
estudios especiales tanto en el terreno como en el laboratorio para determinar detalladamente las características
del suelo y establecer cuál es su capacidad portante. También se necesitará un estudio especial para establecer la
estabilidad de los taludes en cortes altos (más de 10 m). Los cortes de menor altura podrán tratarse por analogía
con lo que se establezca para los de mayor altura o simplemente por experiencia en obras anteriores.
30. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
En segundo lugar, y posiblemente el problema más grave, están los asentamientos que pueden producirse al
recibir la sobrecarga que representan los terraplenes. Estos asentamientos van a deformar el terraplén, causando
principalmente los siguientes daños:
31. PROPIEDADES DE LOS SUELOS
Pérdida del bombeo y, por consiguiente, de la
pendiente transversal.
Asentamientos diferenciales en el sentido
longitudinal
Daños en las obras de drenaje
Agrietamientos a lo largo del terraplén
32. MEJORAMIENTO DEL TERRENO DE CIMENTACIÓN
Por lo general, el terreno de fundación es lo suficientemente bueno para soportar las cargas
normales transmitidas por las carreteras desde el punto de vista de resistencia y
compresibilidad. En algunas zonas muy restringidas se puede requerir hacer un
mejoramiento del suelo de fundación, que por ser de alto costo no puede generalizarse a
tramos largos de vía.
Los principales métodos son los siguientes:
33. MEJORAMIENTO DEL TERRENO DE CIMENTACIÓN
Usar materiales ligeros Construir los terraplenes
con suficiente anticipación
Emplear drenes de arena Compensar total o
parcialmente la capa del
terraplén
Remover el material
compresible
Tratar el suelo con
sustancias químicas
Usar geotextiles y
geomembranas
34. Usar materiales ligeros (como escoria, cenizas, etc.), que por su peso liviano van a producir
presiones más bajas y por eso mismo un cambio en el diseño de la sección transversal del
terraplén (taludes más tendidos, carencia de bermas, etc.), lo cual significa menor
hundimiento por ser menor el ancho del terraplén. Sobre elevar la rasante para que al
asentarse el terraplén quede a los niveles requeridos, siempre y cuando el suelo natural
resista la sobrepresión causada por la sobre altura.
35. • Construir los terraplenes con suficiente anticipación para que durante la construcción
del resto de la vía se produzcan los asentamientos esperados. En algunos casos, sobre
todo cuando el suelo natural tiene baja resistencia, habrá que subir el terraplén por
etapas, aprovechando en esta forma la resistencia adicional generada por la
consolidación escalonada del terreno. Este método no registra sobrecosto y es muy
efectivo, siempre y cuando el plazo de la obra lo permita.
36. • Emplear drenes de arena. Estos drenes tienen por fin acelerar el proceso de
consolidación del suelo en el espesor tratado. Consisten en unas perforaciones
verticales hechas en el terreno en la profundidad del manto compresible, que se
rellenan con material permeable. Su función es permitir una salida rápida del agua
contenida en el suelo a medida que se va produciendo el proceso de consolidación. Este
método es más eficaz cuando dentro del manto de suelo compresible existen bolsas o
capas permeables por donde los drenes puedan descargar el agua. Por tal motivo
también es necesario colocar una capa de material drenante de 30 0 40 cm de espesor,
como mínimo, sobre toda el área tratada; así se garantizará la expulsión del agua
acumulada en los drenes verticales.
• El espaciamiento entre drenes es fundamental para el movimiento eficiente del agua, así
como el diámetro de éstos. En la práctica, se ha encontrado que diámetros de 30 0 40
cm y separación de unas diez veces el diámetro son los más eficientes. Para usar este
método es necesario realizar estudios previos y ensayos de laboratorio para su
justificación, pues generalmente es muy costoso y requiere equipos especializados.
37. • Tratar el suelo con sustancias químicas, como los aceites sulfonados derivados del
petróleo. Estos aceites rompen la adherencia iónica que existe entre el agua adsorbida y
las partículas de suelo, haciendo que esta agua quede libre y sea expulsada a través de
las perforaciones verticales realizadas para colocar el químico disuelto en agua.
38. Compensar total o parcialmente la capa del terraplén. Consiste en colocar el terraplén de
tal manera que vaya desplazando lentamente el suelo blando hasta que la presión
resultante, por la diferencia de peso entre el material colocado y el material desplazado,
sea la que pueda resistir el terreno natural.Este desplazamiento se hace muchas veces con
la ayuda de explosivos.
39. MOVIMIENTO DE TIERRAS
Excavación es el acto de remover, trasladar y depositar la superficie más exterior de la corteza terrestre, creando una forma y
condición física deseadas.
En la construcción pesada, como la construcción de presas y carreteras, y en minería a cielo abierto, el nivel final de
excavación muy rara vez está a más de 100 m de profundidad del nivel original del suelo.
Las principales obras que requieren movimiento de tierra son:
1. Carreteras.
2. Aeropuertos.
3. Edificaciones.
4. Canales.
5. Presas de embalses.
6. Minería.
7. Explotación de fuentes de materiales y producción de agregados pétreos.
8. Ferrocarriles.
9. Rellenos sanitarios.
10. Zanjas para redes de servicios.
40. La excavación suele clasificarse relacionándola con el tipo de material
excavado: capa vegetal, tierra, roca, lodo y no clasificado.
Excavación de la capa vegetal
Excavación de la tierra
Excavación en roca
Excavación en lodo
Excavación no clasificada
41. Etapas del movimiento de suelos
1. Operaciones
Previas
2. Arranque, carga y
transporte
3. Terraplenes
42. Operaciones previas
Antes de iniciar cualquier explanación, se requiere ejecutar una serie de trabajos preliminares:
Desmonte y
limpieza
Demolición y
remoción
43. 2. Arranque, carga y transporte
Es el proceso por cual el material existente es disgregado y separado en partículas
susceptibles para ser transportado.
En suelos se puede realizar con medios mecánicos: excavadoras hidráulicas, topadoras, e
incluso palas cargadoras.
En caso de que se tenga tierras muy compactas o rocas fracturadas se emplea los
escarificadores o ripper.
Pero si existen materiales como las rocas compactas y duras son arrancados con explosivos.
45. Carga y transporte
Las operaciones de carga y transporte se abordan con máquinas distintas según la
distancia de transporte.
Cuando las distancias son pequeñas, menos de 50metros, lo mas económico es
utilizar una topadora o tractor con orugas o bulldozer.
Cuando las distancias varían entre 200 y 2.000 metros es mas conveniente utilizar
las traíllas.
Si las distancias de transporte son de varios kilómetros, se emplean equipos
compuestos por excavadoras hidráulicas o palas cargadoras y varios camiones
volquetes.
