Infraestructura del transporte terrestreDiseo Geomtrico

Movimiento de SuelosIng. Roberto D. Agostarobertoagosta@alum.calberkeley.orgIng. Arturo Papazianapapazian@fi.uba.ar

Movimiento de SuelosGeneralidadesEl factor primordial que se considera para trazar la rasante es el volumen de movimiento de suelos que ser necesario efectuar.

Mtodo bsico: trazar la rasante lo ms cerca posible del nivel del terreno natural. Llano Ondulado Montaoso

Mtodo aplicado: trazar la rasante de modo que exista un balance entre el volumen excavado y el volumen de terrapln => minimizar el movimiento de suelos.

Consideraciones: Puntos fijos (FFCC, caminos y puentes existentes) Altura suficiente sobre niveles de agua Distancia visual mnimaDificultad creciente

Movimiento de SuelosPendientes longitudinales mximasiL,MAX = f (VD , Clasificacin funcional , topografa)

Movimiento de SuelosClculo de volmenesSecciones Transversales: Son proyecciones sobre un plano perpendicular el eje del camino. Las secciones se toman cada x (m) de acuerdo a la topografa de la zona y se calculan las reas.

Volumen de Suelo entre Secciones: Una vez calculadas las reas, se toma el volumen entre dos secciones considerando que la traza entre las mismas es recta.

Si d es pequeo se puede tomar:Con lo cual el volumen resulta:

Movimiento de SuelosConsolidacin o compactacin

Movimiento de SuelosClculo de volmenes

Movimiento de SuelosDiagrama de BrucknerRasanteCurva de volmenesPuntos de pasoVolumen acumuladoTerraplnDesmonteDesmonteProgresivas (km)Terreno Natural

Movimiento de SuelosDiagrama de BrucknerLa ordenada de un punto cualquiera mide el volumen acumulado neto (en m3) desde el origen (arbitrario).

La curva de volmenes presenta una pendiente ascendente cuando la seccin anterior es un desmonte, y descendente cuando es un terrapln.

Un mximo o un mnimo de la curva de volmenes, corresponde a un punto de paso.

La diferencia de ordenadas entre dos estaciones cualesquiera, representa la acumulacin neta entre ellas (mide el volumen disponible entre ellas).

Movimiento de SuelosDiagrama de BrucknerEntre las secciones correspondientes a los puntos de interseccin de una horizontal cualquiera con la curva de volmenes, existe compensacin entre desmonte y terrapln (acumulacin neta =0). El volumen total de tierra a transportar est dado por la ordenada mxima.

Movimiento de SuelosDiagrama de BrucknerEl rea de cada cmara de compensacin respecto a una horizontal cualquiera mide el momento de transporte. El rea dividida por la ordenada mxima es la distancia media de transporte (DMT). Existe entonces un rectngulo de rea equivalente al rea de la onda y que tiene por altura el volumen de tierra a transportar.

rea ACE = rea FBDGrea 1 = rea 2rea 3 = rea 4

Movimiento de SuelosDiagrama de Bruckner (ejemplo)

Movimiento de SuelosCompensacin longitudinal de suelos

Movimiento de SuelosCompensacin longitudinal de suelos Momento de transporteDMT - Distancia Media de Transporte: distancia entre los centros de gravedad del volumen en su posicin original y despus de colocado en el terrapln.

DCT - Distancia Comn de Transporte: distancia de transporte que no recibe pago directo = 300 m (3 Hm)

DET - Distancia Excedente de Transporte: es la diferencia entre la DMT y la DCT.

MT - Momento de Transporte: es el producto del volumen transportado por la DET.

MT [Hm-m3] = vol. tierra [m3] * (DMT DCT) [Hm]

Costo mnimo de transportePara minimizar el costo, la suma de las bases de los valles, debe ser igual a la suma de las bases de los montes.

Movimiento de SuelosReglas de CoriniAyudan a optimizar el movimiento de suelos. La longitud de distribucin estar comprendida entre la fundamental y una horizontal trazada por la seccin extrema. Se trazarn diversas horizontales de compensacin comprendiendo cada una un monte y un valle de igual base. De no ser posible la 2, se trazarn horizontales comprendiendo ms valles y ms montes, de modo que la suma de la base de los montes sea igual a la suma de la base de los valles. La horizontal de distribucin secundaria (dentro de una cmara autocompensada) debe ser tangente a la onda.

Mtodo del promedio de las reas externasSe basa en la suposicin de que el volumen entre dos secciones transversales consecutivas, es el promedio de sus reas multiplicado por la distancia entre aquellas.Es lo suficientemente exacto para la mayor parte de los clculos de movimiento de suelos, ya que las secciones tranversales se toman con una separacin de 25 a 50 metros, y las irregularidades menores tienden a cancelarse entre s.Cuando se requiere mayor exactitud, como en situaciones en las cuales la rasante pasa de una seccin en desmonte a una de terrapln, el volumen puede considerarse como una pirmide o como otra forma geomtrica.(Ingeniera de Trnsito y de Carreteras, Garber & Hoel, Ed. Thomson 3 Ed., 2005)

Consolidacin o compactacinCuando el material excavado de las secciones de desmonte se compacta en las secciones de terrapln, ocupa un volumen menor que el que ocupaba originalmente. Este fenmeno se conoce como consolidacin o compactacin y debe contemplarse cuando el material excavado va a volver a usarse como material de relleno.La compactacin depende del tipo de material. Se han observado consolidaciones de hasta 50% para algunos suelos. Sin embargo, los factores de consolidacin o compactacin que se emplean generalmente varan entre 1,1 y 1,25 para terraplenes altos, y entre 1,2 y 1,25 para terraplenes bajos.Estos factores se aplican al volumen de relleno con objeto de determinar la cantidad requerida de material de relleno.(Ingeniera de Trnsito y de Carreteras, Garber & Hoel, Ed. Thomson 3 Ed., 2005)