3 Calculo de Explanacion

Construcción en Carreteras

Capitulo 3: CALCULO DE EXPLANACION

1 INTRODUCCION

2 PROCEDIMIENTO DE TRABAJO EN EXPLANACION

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3 CALCULO DE EXPLANACIONDentro de los trabajos de producción el personal encargado del frente de trabajo (capataz movimiento de tierra) debe tener presente los conocimientos, criterios y cálculos para poder de esta manera realizar su trabajo conforme a las especificaciones técnicas e indicaciones que proporcione el ingeniero.

3.1 GeneralidadesDentro de los conceptos básicos que un personal encargado (capataz), podemos citar los siguientes:

Proyecciones geométricas

Las proyecciones geométricas son el fundamento de los planos, lo que nos permitirá desarrollarnos en su lectura y entendimientoMirando la figura 3-1, la fotografía del volquete que se muestra a la izquierda, corresponde a una vista isométrica, pero si ha dicho volquete se le observa desde lo alto tendríamos una vista en planta, si en cambio procedemos a mirar desde un lado de la puerta del volquete estaríamos observando una vista en perfil, mas si fuéramos al encuentro con el volquete, se tendría una vista frontal.

Figura 3-1 Proyecciones geométricas de un volquete

Con los ideas de proyecciones indicado en el volquete se expande hacia la carretera, dando así nuevos términos usados en el campo de ingeniera.Entre los términos usados se encuentra el alineamiento horizontal (eje carretera), el alineamiento vertical (perfil) y la sección transversal tal como muestra la grafica indicada.

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Haciendo una extensión de los conocimientos aprendido del ejemplo de volquete se puede llegar a comprender que la carretera, posee también tres proyecciones en el que se desarrolla todos los conocimientos de ingeniería. A continuación describiremos las proyecciones usadas en carretera (ver figura 3-2) y estas tres son:

Vista en planta: en esta proyección se trabaja el eje de la carretera (alineamiento), observando en esta los tramos rectos y curvos, así como la indicación de las progresivas para cada punto del alineamiento.

Vista en Perfil: en esta proyección se labora las elevaciones en que se encuentra la carretera, constituyéndose así un eje vertical denominado perfil, existiendo una correspondencia entre el alineamiento y el perfil.

Vista frontal: la proyección de esta vista está asociado a la sección transversal, es esta última proyección el que nos brinda un mejor panorama de trabajo en la zona de terreno dado que se puede identificar el nivel de plataforma a donde se quiere llegar.

Figura 3-2 La carretera en sus tres vistas de proyecciones, planta, perfil y frontal.

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Tipos de secciones transversales

Dentro de las secciones transversales de una carretera (ver figura 3-3) se labora con tres secciones tipo:

Sección en corte: que es referido cuando el terreno natural se encuentra por encima de la plataforma de la carretera, de este modo se tiene un trabajo de excavación por realizar.

Sección en relleno: que es referido cuando el terreno natural se encuentra por debajo de la plataforma de la carretera, y el trabajo que se realizara es el de terraplén.

Sección en media ladera: Esta sección posee una posición intermedia, es decir posee un sector en corte y otro en relleno esto se desarrolla como producto de la transición cuando una sección en corte pasa a otra sección en relleno y viceversa.

Figura 3-3 Secciones típicas en carreteras

En la figura al trabajo en corte se le asocia con el achuramiento de color rojo, en cambio el achuramiento de color celeste con el de relleno. La línea de color verde al de terreno natural y el de color negro el de plantilla de diseño.

Tal vez alguien se pregunte qué casos son más críticos dentro del trabajo de carretera, usando los conceptos de secciones transversales, podemos ver tres casos (ver figura 3-

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4) que se desarrollan en la carretera y son: (1) ancho de plataforma igual, (2) ancho de plataforma mayor y (3) ancho de plataforma menor.

Ancho de plataforma igual (preciso): es el trabajo de construcción ideal que se tiene que dar, dado que cumple con las estimaciones técnicas programadas en volumen de material, tiempo y costo de equipo.

Ancho de plataforma mayor (sobrante): indica que se utilizo mas en material y tiempo de trabajo, de esta manera incrementado los costos de producción, escapando de esta manera fuera de la planificación. Todo exceso de trabajo lo asume la empresa constructora.

Ancho de plataforma menor (faltante): este es el más grave que se puede presentar, porque implica a realizar un mayor trabajo ya que primeramente se tiene que eliminar lo que se ha realizado y posteriormente realizar nuevamente el tra0bajo. De esta manera hace que se eleve los costos de producción y retrase los trabajos que están asociados con ella.

Figura 3-4 casos de trabajos realizados en campo

Alineamiento de la carretera

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El alineamiento o eje de la carretera, siempre van acompañado por curvas de nivel, que nos indica sobre que terreno se está desarrollando si es llano o con pendiente, así como sobre qué nivel se encuentra (ver figura 3-5).

Figura 3-5 El alineamiento de la carretera y las curvas de nivel

En el alineamiento de una carretera se cuenta con tramos rectos llamados tangentes y tramos curvos lo que se clasifican por la dirección que sigue en, curva del mismo sentido y curva de sentido contrario otras de las clasificaciones que se da es por el tipo de curva que lo conforman de esta manera se tiene la curva circular y la curva espiral (ver figura 3-6).

Figura 3-6 Tipo de curvas que se desarrolla en la carretera

Peralte y sobre-ancho

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En la curva de una carretera es característico encontrar un ladeo de la sección transversal hacia el mismo lado en que se desarrolla la curva del eje. Es decir que en una carretera, el ancho de plataforma presenta un desarrollo de crecimiento, desde el tramo en tangente hacia el tramo en curva, este desarrollo está dado por unos procedimientos y cálculos que establece el ancho a desarrollar y las progresivas donde se realizaran el desarrollo. De manera similar sucede con los peraltes en la sección transversal. En la figura 3-7 y figura 3-8 de abajo se muestran lo explicado.

Figura 3-7 Diagrama de la transición del peralte sin curvas de transición.

Figura 3-8 Vista isometría de desarrollo de peralte en una curva

Ecuación de empalme

En el alineamiento de la carretera, existen cambios de sectores del eje de la carretera por motivos técnicos, económicos y patrimoniales etc. Para lo cual se usa ecuaciones de

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empalme para mantener el orden de las progresivas en los tramos que no han sido modificados. Tal como se muestra la figura 3-9.

Figura 3-9 Muestra del antiguo alineamiento y nuevo alineamiento.

El carácter de manejar los criterios de ecuación de empalme, el saber ubicarse dentro de la zona de trabajo, si esta se encuentra en la zona de cambio, de este modo que una sección transversal que se encuentra en una sección de corte puede pasar a ser una sección de relleno. Tal como se muestra la figura 3-10.

Figura 3-10 Cambio de sección transversal como consecuencia de cambio del alineamiento.

Puntos de operación

En los trabajos de explanación en carretera, se encuentra con puntos de operaciones de trabajo como depósito de materiales (botadero), acopio, cantera planta chancadora,

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planta de concreto y planta de asfalto. Es de importancia saber qué tipo de material se tiene como recepción y emisión para los diferentes trabajos que se realiza en carretera.La figura 3-11 nos da una idea clara sobre el tema hablado de recepción y emisión de material.

Figura 3-11 Puntos de operación y la relación con los materiales que trabaja.

Formulaciones básicas

Formulaciones básicas que debe tener uno, para los presentes cálculos relacionados a la longitud, área y volumen esta dado en la figura 3-12.

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Figura 3-12 formulas matemáticas elementales.

3.2 Calculo de las Plantillas TopográficasPara replantear el eje de la carretera así como las seccionamiento en determinada progresiva, en tangente a cada 20m y en curva cada 10m, para los trabajos de movimiento de tierra; los topógrafos dejan indicado unos banderines que contiene

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información en el cual el personal de producción pueda interpretar y sacar información para su respectivos trabajos de excavación y/o conformación de terraplén.

La información topográfica que brinda al personal de producción se plasma en unos banderines, en el que contiene las siguientes informaciones:Progresiva de la sección (*): Prog_RAltura de relleno (m): RellReferencia al pie de relleno (m): Ref_R Centro de línea de relleno (m) : CL_RTalud de relleno (*): Tal_R

A continuación se cita un ejemplo en campo en el que se pide determinar la distancia horizontal en relleno y corte para poder así realizar los trabajos de excavación y conformación.

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Las operaciones básicas se llegan a que se necesita una distancia horizontal en relleno de 1.50m y en el caso de corte la distancia horizontal es de 0.50m.

3.3 Calculo de Volumen en Base y Sub-BaseLa cantidad de material que entrara en un sector determinado, es determinado por cálculos elementales.

Por ejemplo sea un tramo de carretera comprendido entre las progresivas 158+700 al 158+800, lo cual posee un ancho de plataforma a nivel de sub-rasante igual a 8.7m y un ancho de plataforma a nivel de sub-base igual a 8.2m con un espesor de material de 0.15m.Se pide determinar la cantidad de volumen de agregado, expresado en número de volquete.

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