Determinación del Factor Camión.

Se entiende por factor camión al número de aplicaciones de ejes sencillos con carga equivalente de 8.2 toneladas, correspondientes al paso de un vehículo comercial (bus o camión).

En nuestro medio son utilizadas tres metodologías para a obtención del (actor camión: por conteo y pesaje de los vehículos comerciales, por el método MOPT. INGEROUTE y por el propuesto por la Universidad del Cauca.

Si bien el pesaje constituye el medio más preciso para determinar las características de equivalencia del tránsito real con respecto a ejes sencillos de 8.2 toneladas, lo costoso que resultan estos estudios impide efectuarlos para todos los diseños de pavimento que se deban acometer. Por tanto, cuando se deba efectuar un diseño para un tramo de vía en el cual no se tengan datos sobre el pesaje quedan dos alternativas;

1) Tomar el valor correspondiente a una vía cerrada de cual se posea dicha información, si se considera que las características del tránsito en los dos tramos es similar.

2) Estimar el factor camión a través de algún otro procedimiento de tipo empírico.

Determinación de Transito Existente.

La información necesaria para cuantificar el tránsito existente de una vía se debe recolectar con base en los procedimientos de la Ingeniería de Tránsito. La información que se requiere es la siguiente:

a) El tránsito promedio diario semanal (TPDS)
b) Número, tipo y peso de los ejes de los vehículos pesados.

El TPD se halla efectuando un conteo, durante una semana, de todos los vehículos que pasan por la carretera objeto del estudio. Teniendo en cuenta que el tránsito en general presenta variaciones mensuales y estacionales, es necesario hacer una cuidadosa elección de la semana de aforo. El INV efectúa los conteos de tránsito preferencialmente en época de verano.

El tránsito total registrado se divide por los siete días del conteo obteniéndose el TPDS, el cual debe discriminarse en vehículos livianos y comerciales. Estos últimos son los que realmente se tienen en cuenta para el diseño de un pavimento. La Figura 2.3 muestra un esquema modelo de presentación de los volúmenes de tránsito preparado por la Oficina de Programación del INV. En cada tramo de carretera estudiado se indica en un círculo el numero de la estación de conteo y una línea horizontal sobre la cual se encuentra relacionado el tránsito promedio diario semanal (TPDS). Bajo dicha línea se encuentran relacionados los porcentajes de automóviles, buses y camiones respectivamente.

A manera de ejemplo se presenta a continuación el cálculo de los volúmenes de automóviles, buses y camiones correspondientes al sector de conteo Yopal-Aguazul (Ver Figura 2.4).

Automóviles: 1 152 x 0.59 679.68 = 680
Buses: 1152 xO.04 = 46.08= 46
Camiones: 1152 xO.37 = 426.24 = 426

La determinación del número, tipo y peso de los vehículos comerciales se hace en nuestro medio por medida directa, utilizando básculas para el pesaje de los ejes de todos los vehículos clasificados como comerciales, registrando en cada caso la clase de vehículo y el tipo de eje pesado, ya sea simple, tándem o tridem.

En la determinación del tránsito existente probable de una vía nueva, es evidente que no puede cuantificarse por medio de conteos directos, razón por la que es necesario recurrir a alguno de los siguientes procedimientos:

• Realizar un estudio de origen y destino entre los dos sitios que serán unidos por la nueva vía.
• Adoptar los datos de tránsito de otra vía situada en una zona de características similares; o
• Utilizar los datos de tránsito de otra vía alterna a la que se desea construir. 

Figura 2.3-  Volúmenes de transito producido diario semanal.

 

 

 Figura 2.4-  Volúmenes de automóviles, buses y camiones

Clasificación del Tipo de Vehículos de Acuerdo con la Disposición de sus Ejes.

Carga máxima legal

La diversidad en las características de Los vehículos que circulan sobre un pavimento durante su vida de diseño, traen como consecuencia un amplio espectro de ejes de carga, con diferentes espacios entre Llantas y distintas presiones de inflado, lo que origina una amplia gama de esfuerzos y deformaciones aplicados a un determinado punto de la estructura. La anterior consideración, plantea un problema muy complejo que hace necesario recurrir a simplificaciones prácticas.

Dado que la estimación de daño producido por las diversas cargas por eje es muy complejo, y que la única fuente confiable de información para afrontar este problema es el UAASHO ROAD TEST”, de cuyos resultados se derivaron una serie de (actores de equivalencia, de los cuales la Figura 2.2 muestra los adoptados por el INV, la carga tomada como patrón es un eje sencillo de 8.2 toneladas, cuya elección se hizo por dos motivos principales:

a) Porque el valor de esta carga era similar a la de 8.0 toneladas propuesta en la convención de Génova en 1949 y
b) Porque dicha carga por eje fue normalizada como carga para diseño de pavimentos flexibles, por muchos países y entidades. 

 

Clasificaron de los Vehículos.

El INV (Instituto Nacional de Vías) ha designado la siguiente terminología para los vehículos que circulan en el país: 

A = Vehículos livianos
B = Buses
C = Camiones. 

Además, ha clasificado el tipo de vehiculo de acuerdo con el número y disposición de sus ejes de la forma que se muestra en la Figura 2.1.

 Figura 2.1- Conteos manuales de Transito.

 

Capas Drenantes - Vias.

Las capas drenantes pueden preverse en zonas de cortes o de terraplenes (Ver Figuras 1.6 y 1.7). En las zonas de corte una capa drenante se construye encima de la subrasante como primera capa del pavimento; permite recoger el agua de filtración o el agua de origen interior; se conecta imperativamente con subdrenes longitudinales localizados a ambos lados de la banca. Cuando la subrasante atraviesa una formación con fuentes de agua, es conveniente asociar la capa drenante con una red de subdrenes oblicuos dispuestos en forma de espina de pescado. En zona de terraplén, puede preverse la interposición de una capa drenante entre el terreno natural y el cuerpo del terraplén, especialmente en el caso de construcción de un terraplén sobre suelos compresibles; en algunos casos se completa este sistema de aceleración de la consolidación con pozos verticales, llenados con arena y unidos en su parte superior con la capa drenante.

El material de la capa drenante, así como el material colocado alrededor de los eventuales subdrenes complementarios, deben cumplir las condiciones de filtro siguientes:

Se denomina “S” el suelo natural en el cual se excava la trinchera, y “f” el material de filtro cuya gradación se determina para que satisfaga “condiciones de fiero”que se refieren a la permeabilidad relativa y la no contaminación.

-Condición de no arrastre del material de filtro a través de las perforaciones o de las juntas de la tubería. Habitualmente esta condición se expresa por la relación experimental: 

f85 > 2d                             (1.1)

donde  “í85” designa la malla del tamiz en el cual pasa el 85% (en peso) del material de filtro; y “d” es el tamaño de los orificios de la tubería.

-Condición de no contaminación del material de filtro por los elementos del suelo S, y condición de permeabilidad del filtro notablemente superior a la del suelo S.

Estas condiciones se expresan experimentalmente por la doble desigualdad:

5S15 <f15 < 5S85               (1.2)

Como condición suplementaria se exige que la curva granulométrica del filtro sea aproximadamente paralela a la del suelo S. A veces se añade una condición de uniformidad relativa del material de filtro:

f60 < 20f 10, así como una condición de limpieza de dicho material (por ejemplo, equivalente de arena superior a 40). 

 

Figura 1.6.  Subbase utilizada como capa permeable, para interceptar agua proveniente del pavimento.

Figura 1.7.  Subrasante utilizado como capa permeable, para interceptar flujo ascendente por supresión.

Subdrenes Longitudinales.

En la fase de modernización de una carretera existente, como en la fase de construcción inicial, los subdrenes longitudinales son los dispositivos básicos de drenaje interno en zonas de corte y sus principales funciones son:

• Abatimiento de un nivel freático.
• Eliminación de aguas de filtración.
• Derivación de fuentes de agua situadas debajo de la subrasante.

Figura 1.4.  Sección transversal de un Subdrem longitudinal de zanja según la práctica mexicana.

 Figura 1.7.  Disposición de las perforaciones en tuberías para subdrenaje.

Obras de Subdrenaje.

El subdrenaje en las carreteras permite reducir los efectos desfavorables del agua interna sobre la estabilidad de las calzadas y de las explanaciones. El agua interna tiene normalmente dos orígenes, interior y exterior.
 

El agua puede manifestarse por ascensión capilar a partir del nivel freático (más precisamente por fenómenos de succión en fase líquida, o aún en fase vapor). Además, pueden aparecer, en los taludes o en la banca, fuentes de agua aisladas o repartidas que, no solamente dificultan la realización de las obras nuevas, sino que también comprometen la estabilidad de las carreteras posteriormente a su construcción.
 

El agua de lluvias no se evacúa totalmente por los dispositivos de drenaje superficial, parte se infiltra a través de los taludes, de las bermas u ocasionalmente del pavimento.
 

Los objetivos del drenaje interno de las carreteras son:
 

• Facilitar la ejecución de las explanaciones durante la fase de construcción de la carretera,
Aumentar la capacidad portante de la subrasante y reducir así el espesor del pavimento.
• Contribuir en la estabilidad de los taludes mediante la orientación más favorable de los (lujos de agua interna, la reducción de las presiones intersticiales y en consecuencia el mejoramiento de las propiedades geotécnicas.

Obras de Drenaje - Vias.

Las estructuras de drenaje tienen como objetivo controlar el agua que llega a la vía y la afectan por escurrimiento superficial, independientemente que las aguas hayan caído sobre o fuera de la vía. Las obras de drenaje más comunes son:

1 El bombeo

Se entiende por bombeo a la pendiente transversal que se da en las carreteras y en as aeropistas para permitir que el agua que cae directamente sobre ellas  escurra hacia sus dos hombros. En una vía de dos carriles de circulación y en secciones en tangente el bombeo debe tener un 2% de pendiente desde el eje del camino hasta el hombro correspondiente, en las secciones en curva la pendiente transversal ocurre sin discontinuidad, desde el hombro más elevado al más bajo. En las carreteras con pavimento rígido el bombeo puede ser un poco menor, del orden de 1.5%.

En las aeropistas se dispone también el bombeo desde el eje hacia los hombros, con pendiente de 1.5%, generalmente.

2 Los bordillos

Los bordillos son estructuras que se colocan en el borde exterior del acotamiento en las secciones en tangente (ver la Figura 1.3), en el borde opuesto al corte en las secciones en balcón o en la parte interior de las secciones de tarraplén en curva. Son pequeños bordos que forman una barrera para conducir el agua hacia los lavaderos o bajantes, evitando erosiones en los taludes y saturación de éstos por el agua que cae sobre la corona de la vía.

3 Los lavaderos

Los lavaderos son canales que se conectan con los bordillos y bajan transversalmente por los taludes, con el objeto de conducir el agua lluvia que escurre por los acotamientos hasta lugares alejados de los terraplenes, en donde ya sea inofensiva.

4 Las cunetas

Las cuentas son canales que se adosan a los lados de la corona de la vía y paralelamente al eje longitudinal de la misma. El objetivo de esta estructura es la de recibir el agua superficial proveniente del talud y de la superficie de rodamiento.

5 La vegetación

la más efectiva protección de los taludes de un corte o un terraplén contra la acción erosiva del agua superficial es la plantación de especies vegetales; éstas retardan el escurrimiento, disminuyendo la energía del agua contribuyendo de paso al equilibrio de la humedad de los suelos que conforman los taludes del corte a terraplén.

6 Zanjas de coronación

Son zanjas excavadas en el terreno natural, que se localizan en la parte superior de los taludes de los cortes, con la finalidad de interceptar el agua superficial que escurre ladera abajo desde mayores alturas, para evitar la erosión el talud y el congestionamiento de la cunetas y la corona de la carretera por el agua y su material de arrastre.

7 Las alcantarillas

Este cipo de estructura es la responsable del drenaje transversal; es decir del paso del agua a través de la obra, en una dirección más o menos perpendicular a ella.

Figura 1.3  Lavadero y Bordillo.

Descripción y Funciones de los Pavimentos de Carreteras.

Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas, relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras estratificadas se apoya sobre el subrasante de una vfa obtenida por el movimiento de tierras en el proceso de exploración y que han de resistir adecuadamente los esftierzos que las cargas repetidas del tránsito le transmite durante el período para el cual fué diseñada la estructura del pavimento.