MANUAL DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Los pavimentos de hormigón, también denominados como Pavimentos Rígidos, utilizan una capa de hormigón, simple o armado, como superficie de rodado para la circulación vehicular, la que se encuentra apoyada directamente sobre una base granular.
Debido a que el hormigón presenta deformaciones de acortamiento durante su operación, las que se producen desde su endurecimiento inicial, debe ser dimensionado en secciones de un largo máximo para configurar lo que se denomina una “losa de hormigón”, y que da lugar a las denominadas juntas del pavimento, dimensionamiento que le permiten controlar estas deformaciones y sus tensiones asociadas por alabeo y cargas.
El efecto de estas deformaciones es generalmente el levantamiento de los bordes en las juntas, lo que produce lo que se denomina “alabeo de la losa”, y que tiene como consecuencia una disminución de las zonas de apoyo sobre la base. Debido al peso de la zona levantada, este alabeo le induce tensiones de tracción al hormigón, las cuales aumentan más al ser dicha zona cargada por el tránsito, lo cual constituye el principal criterio que busca controlar el diseño del pavimento de hormigón.
Debido a que la rigidez del hormigón es mucho mayor que la rigidez del material de apoyo de la base granular que la soporta, la capacidad de carga está principalmente determinada por la capacidad de la losa a deformarse y soportar estas deformaciones repetitivas al paso de los vehículos, efecto que le genera tensiones durante su uso, y que la llevan a fallar principalmente por fatiga (acciones repetitivas de carga del tránsito).
La losa tiene un gran efecto repartidor de cargas, las cuales provienen de su peso propio y de las cargas que sobre ella circulan, por lo que la presión de contacto entre la losa y la base es sólo una pequeña fracción de la carga superficial, efecto que se denomina usualmente como “acción de viga” de los pavimentos rígidos y que le permiten no exigir tanta capacidad a la base de apoyo, en comparación a los pavimentos flexibles.
El diseño estructural de un pavimento de hormigón está condicionado por una serie de factores que determinan la capacidad que deberá tener el pavimento en cuanto a resistencia del hormigón, y espesor de la losa. Dentro de ellos se encuentran los siguientes:
- Tránsito solicitante, expresado en Ejes Equivalentes (EE).
- Longitud y ancho de la losa.
- Diseño y tipo de juntas (forma y espaciamiento).
- Características climáticas y de drenaje.
- Módulo de reacción de la subrasante K.
- Propiedades del hormigón.
- Tipo de confinamiento.
GLOSARIO DE PARTIDAS APLICABLES A OBRAS DE REHABILITACION, MEJORAMIENTO Y CONSTRUCCI[ON DE CARRETERAS Y PUENTES
miércoles, 13 de febrero de 2019
INGENIERÍA DE CAMINOS RURALES / Guía de campo
Sin duda, los caminos rurales son elementos esenciales para el desarrollo social y económico de las comunidades humanas poco numerosas y, muchas veces, situadas en sitios montañosos o semidesérticos, en los que el acceso a los servicios básicos de salud y educación es muy complicado.
Si bien su construcción es indispensable, ésta debe planearse de manera respetuosa del medio ambiente, así como cumplir con una serie de requisitos técnicos que la faciliten y abaraten.
Tomando esto en cuenta y que una de las funciones sustantivas del Instituto Mexicano del Transporte (IMT) es la capacitación del personal técnico que labora en el sector transporte, se tomó la decisión de aprovechar el ofrecimiento del Ing. Gordon Keller para publicar este libro, previa traducción del inglés al español por parte del propio IMT.
La versión original del libro fue publicada por los ingenieros Gordon Keller y James Sherar, con el titulo “Manual de Prácticas Mejoradas de Caminos Forestales”, ha sido actualizada y complementada en muchos conceptos, por lo que para esta nueva versión en español, se considera que un título más adecuado sería el de “Ingeniería de Caminos Rurales”, del cual me es muy grato escribir este prólogo.
Se considera que el contenido del libro, es un valioso auxiliar para los ingenieros que tienen que ver con los caminos rurales, desde la planeación, diseño, construcción y conservación, hasta su administración y toma de decisiones, con el objetivo principal de contar con ese tipo de obras de infraestructura, previniendo, mitigando o evitando los impactos ambientales adversos que pudieran generarse.
Se incluye una definición de la terminología empleada, con esquemas y figuras explicativas, lo que facilita al lector de esta publicación su entendimiento. Dentro del contenido, se observa la importancia que los autores le dan a la planeación y proyecto del camino, con el fin de controlar o minimizar los impactos negativos, lo cual es indispensable para garantizar un desarrollo sustentable de las regiones que atravieza. Otro concepto que es fundamental en este tipo de obras, y que los autores enfatizan, es la consideración de un buen drenaje y subdrenaje, tanto para proteger la calidad del agua superficial y subterránea de la naturaleza, como para proteger la estructura del camino y su buen comportamiento a lo largo de su vida útil.
A lo largo de los capítulos del libro en cuestión, es grato observar diversas series de prácticas, las cuales son producto de la amplia experiencia de los autores en ese tipo de obras, conceptos que seguramente repercutirán en obras de mayor calidad, durables y con gran respeto al medio ambiente.
El libro inicia con un capítulo sobre normatividad en materia del impacto ambiental, así como la importancia de su cumplimiento para una adecuada planeación, considerando áreas vulnerables, potencial de desastres naturales, zonas de alto riesgo desde el punto de vista geotécnico e hidrología de detalle, acerca de las zonas de inundación y la correcta consideración del drenaje y subdrenaje para encauzar el agua a través de bordos de contención adecuados, alcantarillas y otras obras.
Más adelante se incluyen normas típicas para diseño de caminos rurales cubriendo aspectos geométricos, operacionales, volúmenes de obras, aspectos estructurales y costos. En la parte de hidrología se describen con detalle los métodos para cuantificar caudales de agua superficial y determinar sus correspondientes obras de drenaje, tomando en consideración áreas de influencia, intensidad de lluvias, coeficientes de escurrimiento, etc. No hay duda que los aspectos hidrológicos son fundamentales para el buen diseño de los caminos; se observa que los autores dan recomendaciones sobre enrocamientos, filtros adecuados y geotextiles para mejorar el comportamiento del suelo, lo que demuestra la experiencia geotécnica del profesor Keller y su colaborador.
En cuanto a las obras de drenaje, los autores involucran el dimensionamiento apropiado, su instalación, los diferentes tipos de material para alcantarillas y las obras de arte complementarias para un buen acceso y salida del flujo hidráulico, con el fin de evitar la erosión, así como el material soporte de las mismas para evitar su falla. Se maneja la opción de vados y cruces de agua en épocas de estiaje, como una alternativa de menor costo para caminos de bajas especificaciones, en vez de grandes alcantarillas o puentes costosos.
Es de felicitar a los autores porque consideran un aspecto del que a menudo se minimiza su importancia; esto es, la estabilidad de cortes, terraplenes y taludes. Se recomienda en el libro una construcción balanceada para minimizar movimientos de tierra, con su impacto ambiental consecuente, y también se sugieren pendientes de talud para diferentes materiales, como rocosos, granulares o arcillosos, cubriendo medidas para estabilizar taludes, tanto en cortes como en terraplenes, tales como la revegetación, enrocamiento y geotextiles.
En cuanto a los materiales para este tipo de caminos, se analizan varias posibilidades que funcionan en estas obras, así como su estabilización con diferentes agentes como la cal, asfalto, cemento y aditivos para mejorar su comportamiento mecánico. En relación a los bancos de materiales para suministro de insumos del camino, se recomienda ampliamente su explotación racional y operación adecuada, minimizando los impactos al medio ambiente.
En el último capítulo se observan medidas para el control de la erosión, utilizando métodos físicos, de vegetación y biotécnicos, resaltando la importancia del fenómeno de erosión severa conocido como barranquillas, que debe controlarse para evitar su progresión, a través de un adecuado control del flujo del agua mediante cunetas, bermas, taludes externos, diques de contención, tablaestacados, gaviones o roca suelta.
Toda esta información está complementada con fotos de gran valor visual, que permiten al lector obtener una idea muy clara del contenido del libro en cada capítulo. Es de resaltar que a lo largo de los últimos cinco años, los asistentes a los Cursos Internacionales sobre Impactos Ambientales Generados por los Caminos Rurales que ha organizado el IMT, con alumnos de Centro y Sudamérica, de personal de la SCT, de Gobiernos Estatales e iniciativa privada, han expresado siempre elogios, tanto para el profesor Keller como para el material didáctico empleado.
Finalmente, considero que este libro en su versión en español, constituye una valiosa herramienta, tanto para fines académicos como para aplicaciones prácticas en la ingeniería de vías terrestres, y que seguramente cumplirá con el objetivo principal de mejorar los caminos rurales, con una adecuada planeación, diseño, construcción y conservación, protegiendo los recursos naturales.
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DISEÑO HIDRÁULICO E HIDROLÓGICO DE OBRAS DE INGENIERÍA PARA PROYECTOS VIALES
Existe un rezago entre la “hidrología y la hidráulica” como ciencia y la “hidrología y la hidráulica aplicada” en proyectos de la vida real, ya que el estudio de las ciencias tienden a postular hipótesis para modelos muy complejos y sofisticados que requieren mucha información y que son prácticamente inaccesibles a los ingenieros practicantes. Tradicionalmente, la mayor diferencia se observa en la disponibilidad de datos y estimación de parámetros para los diferentes modelos, por lo que los ingenieros terminan aplicando los métodos antiguos y más simples, introduciendo una gran incertidumbre en los resultados y en los diseños finales de las obras.
La zona centro sur del departamento de Caldas se caracteriza por ser una región con un futuro desarrollo importante debido a la construcción del nuevo aeropuerto, por consolidarse como zona industrial del municipio de Chinchiná y la región de esparcimiento y recreación de Manizales, lo cual implica que se enen proyectadas grandes obras que impactan a la región.
En el presente texto se citan, además de los aportes propios de los autores, las principales normativas
nacionales que rigen estos tipos de diseños, así como las propuestas técnicas que para tales fines exponen diversos autores locales o extranjeros.
Las referencias que citan la fuente deben ser consultadas, no sólo en reconocimiento a la labor original, sino además para una comprensión más amplia de la naturaleza e intención de dichos diseños.
CURSO DE PAVIMENTOS
Hoy en día, el comportamiento y la operación de los sistemas de transporte de cada país, son una preocupación de carácter mundial, debido a la trascendencia que tales conceptos han adquirido en los diferentes renglones de la economía. Dicha situación ha llegado a plantear importantes cuestionamientos acerca de los aspectos del diseño, proyecto y construcción de los sistemas de transporte y en especial de la infraestructura Hoy en día, el comportamiento y la operación de los sistemas de transporte de cada país, son una preocupación de carácter mundial, debido a la trascendencia que tales conceptos han adquirido en los diferentes renglones de la economía. Dicha situación ha llegado a plantear importantes cuestionamientos acerca de los aspectos del diseño, proyecto y construcción de los sistemas de transporte y en especial de la infraestructura carretera, debido a su gran flexibilidad, adaptación y extensión que abarca dentro de los conceptos del desarrollo económico y de la comunicación en el contexto de una región.
En este sentido, el propósito del curso es satisfacer una evidente necesidad de las entidades, tanto públicas como privadas, en cuanto a la capacitación específica en ingeniería de pavimentos, con sus características y niveles de aplicación particulares, así como proveer los conocimientos, las herramientas y las técnicas actuales que se utilizan en los procesos de toma de decisiones relacionadas con el diseño, el proyecto y la construcción de pavimentos en la infraestructura carretera.
INGENIERÍA DE CARRETERAS - VOL. I
La obra que tiene el lector entre sus manos es el resultado de un trabajo en equipo desarrollado intensamente en los últimos tres años. Procede de una amplia experiencia, adquirida individual y conjuntamente a lo largo de varias décadas en diversos ámbitos profesionales (administración pública, centros de investigación, consultoría), y sobre todo en la prestigiosa Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de de la Universidad Politécnica de Mardid, donde los autores han sido profesores durante muchos años.
Se ha intentado crear una obra de tipo general, una característica que en el campo de la ingeniería viaria no es fácil de encontrar, ni siquiera en inglés y mucho menos en español. Los principios fundamentales se complementan con su aplicación práctica siguiendo la normativa actual española, a la que sólo se hace referencia como ejemplo.
Ingeniería de Carreteras pretende, en primer lugar, ser una herramienta de formación de los estudiantes de ingeniería civil, aunque sus contenidos excederán probablemente de los objetivos que se plantean en un curso académico, incluso de larga duración. Pero Ingeniería de Carreteras ha sido concebida con la intención de que también constituya un instrumento útil para que los profesionales de la ingeniería, no sólo en España sino también en Iberoamérica, actualicen sus conocimientos o profundicen en aspectos concretos, para lo que se ofrece una amplia y actualizada bibliografía.
GUÍA ARA EL DISEÑO DE VÍAS DE ALTO VOLUMEN - Pavimentos rígidos
El presente documento es el resultado de una investigación patrocinada por la Asociación Dominicana de Cemento Portland (ADOCEM) y realizada por EPSA-LABCO, Ingenieros Consultores , S.A.
Este documento es una guía para la aplicación de soluciones de pavimentos rígidos (Hormigón Hidráulico) en Carreteras de Alto Volumen, propuesta para su implementación como normativa en la Rep. Dom.
En este se presentan la información básica de materiales, propiedades, diseño de mezclas, dimensionamiento de firmes, construcción y conceptos de control de calidad para la aplicación de suelocemento en firmes de Carreteras de Alto Volumen.
Para el propósito de este reporte, se considera que el material de suelo-cemento se produce mediante el tratamiento con cemento del material in-situ mediante estabilizadoras mecánicas con agentes aglomerantes de cemento portland, cal + ceniza volante o una combinación de estos.
Las recomendaciones de este guía se limitan a Tráfico de Diseño desde 1,000,000 hasta 200,000,000 Ejes equivalentes a 18,000-lbs (ESALs, ver Artículo 4.-) para:
Carreteras Secundarias
Calles de Alto Transito
Vías Rurales/Agrícolas/Industriales de Alto Transito
Entre otras funciones similares
Para trafico menor a 1,000,000 de ESALs se deberá aplicar la guía de diseño para caminos emirrígidos de bajo volumen que contiene recomendaciones para superficies de losas rígidas.
MANUAL PARA DISEÑO DE CARRETERAS CON CIVIL 3D
El objetivo principal del presente manual es servir de apoyo a las personas interesadas en aprender el programa AUTOCAD CIVIL 3D 2014 METRIC, para diseño de carreteras.
El autor supone que el lector sabe utilizar el programa AUTOCAD básico y que no ha utilizado el programa CIVIL 3D, es decir, el presente manual está dirigido a ese nivel de conocimiento en los interesados. Las personas versadas en el programa tendrían que recurrir a otro tipo de manual, ya que el presente, solamente contiene lo más elemental y que servirá como un instrumento en el difícil arte de diseñar carreteras.
Se aplica a la versión en Inglés, ya que es el idioma originario del programa y porque a veces las ordenes (comandos) en los programas en castellano presentan conflictos en su ejecución.
El presente manual no enseña a diseñar carreteras, solamente está referido a las órdenes que ayudan al proyectista a plasmar su diseño en un gráfico, ya que el programa AUTOCAD CIVIL 3D sirve como un soporte para hacer los análisis y cambios de diseño dinámicos, también ayuda en los cálculos de áreas y volúmenes, como también en la tarea de laminar los planos, para su presentación final.
El autor tiene la perspectiva que, con este pequeño aporte, los diseños de carretera sean más diligentes (se aplican algunas técnicas para crear estilos propios) y que al final, el usuario se convierta en un experto en el uso del programa, investigando por su cuenta las diferentes opciones que presenta dicho programa.
Así mismo, asume que cualquier error i/o sugerencia le hagan llegar a su dirección electrónica villalagon@gmail.com para que de esta manera, se pueda optimizar y enriquecer el presente manual; y desde ya, expresa su agradecimiento.
MANUAL DE MEJORAMIENTO DE CAMINOS VECINALES Y CONSTRUCCIÓN DE PEQUEÑOS PUENTES
El presente manual tiene como referencia los manuales de carreteras no pavimentadas y diseño de puentes publicados por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones - MTC, en marzo del 2008.
Tiene por objeto dar a los proyectistas una guía de consulta, tipo check-list, para la elaboración de expedientes técnicos del FPA.
Para efectos del presente documento, se denomina mejoramiento de caminos vecinales, la adecuación de las vías existentes a los parámetros del MTC de caminos vecinales referidos a tres aspectos con el objeto de mejorar el estándar de las vías intervenidas:
a)Geometría de la vía.
b)Obras de drenaje, y
c)Afirmado de la calzada.
d)Señalización.
En el caso de puentes se refiere a la construcción de puentes con ancho de 3.5 m. y máxima luz de 25 m.
MANUAL DE DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS DG 2018 - MTC
El Ministerio de Transportes y Comunicaciones en su calidad de órgano rector a nivel nacional en materia de transporte y tránsito terrestre, es la autoridad competente para dictar las normas correspondientes a la gestión de la infraestructura vial y fiscalizar su cumplimiento. La Dirección General de Caminos y Ferrocarriles es el órgano de línea de ámbito nacional encargada de normar sobre la gestión de la infraestructura de caminos, puentes y ferrocarriles; así como de fiscalizar su cumplimiento.
El Manual de Carreteras “Diseño Geométrico”, forma parte de los Manuales de Carreteras establecidos por el Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial aprobado por D.S. N° 034-2008-MTC y constituye uno de los documentos técnicos de carácter normativo, que rige a nivel nacional y es de cumplimiento obligatorio, por los órganos responsables de la gestión de la infraestructura vial de los tres niveles de gobierno: Nacional, Regional y Local.
El Manual de Carreteras “Diseño Geométrico”, es un documento normativo que organiza y recopila las técnicas y procedimientos para el diseño de la infraestructura vial, en función a su concepción y desarrollo, y acorde a determinados parámetros. Contiene la información necesaria para diferentes procedimientos, en la elaboración del diseño geométrico de los proyectos, de acuerdo a su categoría y nivel de servicio, en concordancia con la demás normativas vigente sobre la gestión de la infraestructura vial.
La presente versión Manual de Carreteras “Diseño Geométrico (DG–2018)”, es la actualización del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2014), aprobado por R.D. N° 028 - 2014 - MTC/14. Teniendo en consideración que como toda ciencia y técnica, la ingeniería vial se encuentra en permanente cambio e innovación, es necesario que el presente documento sea revisado y actualizado periódicamente por el órgano normativo de la infraestructura vial del MTC, cuyas nuevas versiones serán denominadas de la siguiente manera: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico (DG – año de actualización)”.
DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS - JAMES CARDENAS GRISALES
El libro puede ser utilizado como texto guía en cualquier centro de educación superior nacional o extranjero, y como documento de consulta o de referencia en empresas consultoras y oficinas estatales que realicen proyectos viales. Los temas del libro están divididos en cinco grandes capítulos. El capítulo 1 “Las carreteras” define las carreteras, las clasifica y presenta su concepción tridimensional, ubicando al lector en el diseño geométrico. El capítulo 2 “Rutas y líneas de pendiente” presenta los estudios de rutas y líneas de pendiente para casos de terrenos ondulados, montañosos y escarpados, donde se pueden presentar varias soluciones de trazados. El capítulo 3 “Diseño geométrico horizontal: planta” analiza los diferentes elementos del diseño geométrico planimétrico y su relación con la estabilidad del vehículo en la marcha. El capítulo 4 “Diseño geométrico vertical: rasante” aborda todos los elementos del diseño altimétrico longitudinal, su relación con la visibilidad, y presenta los diversos criterios para la elección de las longitudes óptimas de las curvas verticales. Por último, el capítulo 5 “Diseño geométrico transversal: secciones, áreas y volúmenes” complementa la concepción tridimensional de la vía, a través del estudio de las secciones transversales, sus áreas, los volúmenes entre ellas y su compensación con el diagrama de masas.
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