Drenaje Expo Final

UNIVERSIDAD ALAS PERUANASESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

SUELOS DE SUBRASANTE EN CAMINOS, AEROPUERTOS Y FERROCARRILES

Es necesario tener en cuenta la sensibilidad del suelo a la humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales variaciones de volumen. Es una parte esencial en el diseño de pavimentos. Tiene la particularidad de otorgar la respuesta estructural y al comportamiento del pavimento en construcción y operación.

1. SUBRASANTE EN CAMINOS

Es la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde al tránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos finales de diseño.La subrasante es el terreno que conforma la superficie final de la explanación de una vía. Comprende por lo general los últimos 50cm del relleno o del corte proveniente del movimiento de tierras, que sirve de soporte a toda estructura del pavimento.

1.1 PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE:

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Propiedades físicas: son propiedades relacionadas con el tipo de material a utilizar y las características constructivas de los mismos.

Granulometría ( propiedades iniciales de los suelos) Clasificación de los suelos Relación humedad-densidad.

Propiedades ingenieriles: dan una estimación de la calidad de los materiales para las vías.

Módulo resiliente Módulo de Poisson Valor de soporte del suelo Módulo de reacción de subrasante (K)

1.2 FUNCIONES DE LA SUBRASANTE:

Se pueden nombrar las siguientes funciones que debe cumplir una subrasante, independientemente del tipo de pavimento, estas son:

RESISTENCIA:Debe ser resistente a los esfuerzos y deformaciones producidas por el tránsito y el intemperismo, proporcionando un valor de soporte mínimo a la estructura de pavimento en tal forma que limite las deflexiones a los valores tolerables. Las deflexiones causadas por una subrasante comprende entre un 70% y un 90% de la deflexión total de la estructura.

TERRENO DE FUNDFACION PROPIAMENTE DICHA:Debe proporcionar un soporte continuo, sin asentamientos significativos, ni diferenciales, evitando que se presente flujos de tipo plástico o desplazamiento lateral que atente contra la estabilidad de toda la estructura. Entre las cualidades de una subrasante, que generalmente son deseables por los ingenieros de vías , se tienen las siguientes.

- Una alta resistencia. - Permanencia de la resistencia por lo menos durante la vida útil del pavimento. - Una buena uniformidad en todas las direcciones. - Una alta densidad. - Poco susceptibles a los cambios volumétricos. - Poco susceptibles a la acción del agua. - Buena trabajabilidad durante el proceso de compactación. - Permanencia de las propiedades inducidas mediante la compactación.

1.3 LOS SUELOS COMO SUBRASANTE:

Este tipo de subrasante se puede dividir en dos grandes grupos, a saber:

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- Subrasantes constituidas por suelos friccionante- Subrasante constituidas por limos plásticos y arcillas.

a) SUBRASANTE CONSTITUIDAS POR SUELOS FRICCIONANTES.- Los suelos friccionantes, tales como: gravas, arenas y limos no plásticos; constituyen generalmente un excelente terreno de fundación, con capacidad de carga suficiente y sin problemas de asentamiento de importancia.

Algunos problemas que se pueden presentar con estos suelos, están ligados al flujo de agua a través de ellos y su grado de compacidad; entre los más frecuentes se pueden nombrar:

• Colapso rápido de la estructura.- Se presentan en las arenas y limos muy sueltos, los cuales presentan problemas de asentamiento brusco por colapso rápido de su estructura simple; este efecto, sin embargo, es poco importante bajo rellenos, pues estos absorben los movimientos producidos con facilidad; el efecto es más importante cuando el terreno de fundación soporta las estructuras rígidas que suelen construirse en una vía terrestre. • Tubificación.- Este fenómeno se produce cuando el agua se filtra a través del suelo de cimentación con un gradiente hidráulico superior al crítico, de modo que produce arrastre de partículas. Este fenómeno aunque no es muy común en la subrasante de vías terrestres, se presenta en ocasiones cuando la estructura corta el drenaje superficial en una zona, embalsándose el agua, de manera que alcance diferentes niveles en ambos la dos del terraplén . Los suelos más susceptibles este fenómeno de la tubificación en los friccionantes permeables, sin cementación de grano fino, con índice plástico menor a 10; los suelos que además de cumplir los requisitos anteriores son ligeros ( arenas pumíticas) resultan particularmente afectados por el flujo de agua.

• Licuación.- Las fuerzas producidas por el flujo ascendente del agua provocan, al vencer el peso de las partículas, efectos de flotación que hacen que el suelo pierda total o casi totalmente su capacidad de carga. El flujo de agua es lento comparado con la velocidad de disipación de las altas presiones intersticiales, disminuyendo los valores de resistencia al esfuerzo cortante hasta valores nulos o muy próximos a ceros. Los suelos friccionantes susceptibles a la licuación, son las arenas uniformes, sueltas, finas y saturadas.

b) SUBRASANTE CONSTITUIDAS POR LIMOS PLÁSTICOS Y ARCILLAS.- En los terrenos de fundación constituidos por limos plásticos y arcillas han de distinguirse dos casos diferentes, a saber:

• Subrasantes constituidas por suelos de baja compresibilidad (CL, ML, OL )

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• Subrasantes constituidas por suelos de alta compresibilidad (CL, MH, OH)

En el primer caso, no suelen presentarse problemas especiales qu4e repercutan desfavorablemente en la estructura del pavimento. Los asentamientos son absorbidos por la estructura y la resistencia del terreno de cimentación es suficiente para soportar a los terraplenes que hayan de ser construidos. Los suelos clasificados como OL, pueden no ser apropiados para su uso como cuerpo de terraplén, debido a su contenido de materia orgánica. Los suelos plásticos de alta compresibilidad que constituyen gran parte de terrenos de cimentación, esta asociados a grandes problemas de falta de resistencia y compresibilidad, a no ser que su contenido de agua sea permanentemente muy bajo.

Esto terrenos blandos y compresibles suelen ser típicos de formaciones fluviales ( deltas o llanuras deyección), lacustre o marinas. Atendiendo al problema de falta de resistencia, este es particularmente crítico cuándo los suelos que constituyen la fundación son de naturaleza plástica (especialmente si son arcillosos) y se encuentran normalmente consolidados, lo que puede reconocerse en el campo por sus contenidos altos de humedad cercanos al límite líquido pues en este caso independientemente de la denominación de suelo fino plástico, sus condiciones de constitución hacen probable una baja resistencia.

El problema más grave que ocasionan los suelos finos de alta plasticidad es el asentamiento que se produce en ellos al aplicarle la sobrecarga de la estructura vial, dichos asentamientos producen entre otros efectos los siguientes:

• Perdida de bombeo • Aparición de asentamientos diferenciales en el sentido longitudinal. • Disminución de la altura de un terraplén.

1.4 EL AGUA EN EL TERRENO DE CIMENTACIÓN.

Parte del agua que cae sobre el suelo de subrasante en el lugar en que se construirá una vía terrestre, escurre por la superficie, parte se infiltra y parte se evapora.

El agua que corre sobre la superficie de terreno lo erosiona y más tarde, se incorpora a agua corriente superficial. El agua que se infiltra a través del suelo, lo penetra hasta ser detenida por una capa de suelo impermeable satura la zona superior a dicha capa dando origen al nivel freático.

Cuando el agua freática aflora, da lugar a zonas pantanosas; si se encuentra a relativa profundidad y el terreno so0bre ella es fino, puede presentarse el fenómeno de ascensión capilar llegando a perjudicar el pavimento o al

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terraplén. La variación de los niveles de nivel freático van a afectar las propiedades de los suelos, los principales efectos son:

• Al variar el contenido de humedad, varia la resistencia al esfuerzo cortante, disminuyendo con el aumento de aquel, particularmente en suelos arcillosos; la compresibilidad aumenta con el contenido de agua, reflejándose en los asentamientos producidos en los terraplenes, en la falla de estos, en la deformabilidad de la capa subrasante.

• Las variaciones en el nivel de agua freática no son nunca uniformes, produciéndose áreas de diferentes propiedades en el suelo de subrasante propiciando asentamientos diferenciales. • En suelos de naturaleza expansiva los cambios en el contenido de agua generan cambios de volumen perjudiciales. • Al invadir el agua a el pavimento, pueden producirse efectos destructivos en este, tales como la separación de la película de asfalto de las partículas de agregado en bases asfálticas o carpetas.

• El agua puede producir erosiones en la vía y en el terreno de cimentación si se le deja correr superficialmente durante tramos largos.

1.5 ESTUDIO DE LAS CONDICIONES DE DRENAJE:

Las condiciones de drenaje ya sean buenas o malas que se presentan en la sub-rasante, son fundamentales para la estabilidad de la vía, ya que van a controlar el buen o mal manejo de la estructura de un pavimento. Los problemas de drenaje superficial o sub-drenaje (subterráneo) son de gran importancia en la construcción de carreteras; y se van a reflejar en los siguientes aspectos:

• Duración de la estructura de pavimento• Funcionamiento de otras estructuras • Costos de conservación • Disminución de la resistencia de la subrasante • Contribuye a la licuación, expansión y tubificación de los suelos susceptibles de sufrir estos fenómenos. • Afecta las propiedades físicas y químicas de la estructura de pavimento• Disminuye el valor K de la sub-rasante ya que hay un aumento en la deformación • Dificulta la conservación y el proceso constructivo de la vía

Una solución práctica es la de dar al agua el mejor trato posible abundándole una circulación cómoda para ella y segura para la estabilidad de la vía. Esto se logra mediante la construcción de económicos y prácticos sistemas de drenaje, entre los más conocidos se tienen los siguientes:

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a) DRENAJE SUPERFICIAL • Pendiente transversal o bombeo • Cunetas • Bordillos• Rondas o zanjas de coronación o contracunetas alcantarillas • Las guarniciones los lavaderos • Bajadas • Bermas • El uso apropiado de vegetación • Canales interceptores

b) EL SUB DRENAJE

• Filtros o sub-drenes • Drenes horizontales • Capas rompedoras de capilaridad • Pozos verticales • Galerías filtrantes • Trincheras estabilizadoras • Bases o sub-bases permeables

Otra solución propuesta es la de trabajar con valores de resistencia obtenidos en ensayos de laboratorio sobre muestras sometidas a condiciones extremas, como por ejemplo, saturar el espécimen y rendir su resistencia a la penetración, esta solución de ninguna manera implica descuidar o eliminar el drenaje en la vía pues no es lo mismo el efecto estático del agua, al efecto producido cuando fluye en la estructura.

1.6 Estudio De La Estabilidad Volumétrica De La Subrasante:

Cuando se utiliza como material de subrasante suelos arcillosos o suelos con importante contenido de arcilla se van a presentar frecuentemente problemas de expansión, que van a repercutir en el comportamiento de la estructura.

- Principales efectos que sufre un suelo expansivo.

Entre los principales efectos que produce un suelo expansivo en una estructura de pavimento, se tienen:

• Contracción por secado. • Expansión por humedecimiento. • Desarrollo de presiones de expansión en los su4os confinados en que se restringe la expansión.

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• Disminución de la resistencia al esfuerzo cortante y de la capacidad de carga como consecuencia de la expansión.

Daños producidos en un pavimento por los suelos expansivos.

Los efectos que sufre un suelo expansivo pueden presentarse de manera simultánea, afectando la estabilidad de toda la estructura de pavimento; entre los principales daños causados se encuentran los siguientes:

• Levantamientos o hundimientos de la superficie de rodamiento que se traducen en desigualdades e irregularidades, aunque no se produzcan agrietamientos u otros daños.

• Agrietamiento longitudinal.

• Deformaciones localizadas, generalmente en las alcantarillas y que van acompañadas de agrietamientos.

• Agrietamiento generalizado en la carpeta (piel de cocodrilo con baches).

Evaluación de los efectos de un suelo potencialmente expansivo. Cualquier intento que se haga ya sea en el laboratorio o en el campo, para tener en cuenta la presencia de un suelo expansivo en el comportamiento de una estructura de pavimento, debe partir de ciertas condiciones iniciales, como son:

• La estimación racional de las condiciones de humedad en el momento de la construcción.

• La estimación de la consistencia, límite de contracción, así como otras propiedades que pueda tener en el momento de la construcción.

• Estimación de los cambios en el contenido de agua que van a ocurrir durante la vida útil de la estructura vial.

• El establecimiento de técnicas sencillas para clasificar los sti4os finos, ya sea en el campo o en el laboratorio y así poder detectar su potencial efecto expansivo.

Criterios para identificar suelos expansivos.

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Los criterios que se siguen actualmente para la identificación de suelos finos de características expansivas, son: • Actividad de la arcilla ( Skempton). • Grado de expansión de la Bureau Reclamation de los E.U.A. (Holtz y Gibbs). • Criterio de Medowell • Criterio de Seed • Criterio de lambel

1.7 CARACTERISTICAS DEL MATERIAL USADO EN LA SUBRASANTE

La calidad de los materiales va en función de sus características y de la intensidad de transito especificada en términos del número de ejes equivalentes a 8.2 Ton, acumulados durante la vida útil del pavimento. En ningún caso se usaran materiales altamente orgánicos para la constitución de la subrasante.

Requisitos de calidad de material para capa subrasante

2. SUBRASANTE EN AEROPUERTOS

2.1 DEFINICIÓN DE AEROPUERTO.-

Los aeropuertos son las terminales en tierra donde se inician y concluyen

los viajes de transporte aéreo en aeronaves. Las funciones de los

aeropuertos son varias, entre ellas el aterrizaje y despegue de aeronaves,

abordaje y desabordaje de pasajeros, equipajes y mercancías,

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http://es.wikipedia.org/wiki/Aeronave

http://es.wikipedia.org/wiki/Despegue

http://es.wikipedia.org/wiki/Aterrizaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Aeronaves

http://es.wikipedia.org/wiki/Transporte_a%C3%A9reo


reabastacimiento de combustible y mantenimiento de aeronaves, así como

lugar de estacionamiento para aquéllas que no están en servicio. Los

aeropuertos sirven para aviación militar, aviación comercial o aviación

general.

2.2 CARACTERIZACIÓN DE LA SUBRASANTE

Con el objeto de determinar las características físico-mecánicas de los

materiales de la subrasante se llevarán a cabo investigaciones mediante la

ejecución de pozos exploratorios.

Las calicatas se ubicarán longitudinalmente y en forma alternada, dentro de

la faja que cubre el ancho de la calzada, a distancias aproximadamente

iguales; para luego, sí se considera necesario, densificar la exploración en

puntos singulares del trazo de la vía

Se considerarán como materiales aptos para las capas de la subrasante

suelos con CBR ≥ 6%. En caso de ser menor (subrasante pobre o subrasante

inadecuada), se procederá a la estabilización de los suelos, para lo cual se

analizarán alternativas de solución, de acuerdo a la naturaleza del suelo,

como la estabilización mecánica, el reemplazo del suelo de cimentación,

estabilización química de suelos, estabilización con geosintéticos, elevación

de la rasante, cambiar el trazo vial, eligiéndose la más conveniente técnica

y económica.

Cuando la capa de subrasante sea arcillosa o limosa y, al humedecerse,

partículas de estos materiales puedan penetrar en las capas granulares del

pavimento contaminándolas, deberá proyectarse una capa de material

separador de 10 cm. de espesor como mínimo o un geosintético, según lo

justifique el Ingeniero Responsable. Se estabilizarán las zonas húmedas

locales o áreas blandas o subrasantes inadecuadas, cuyo estabilización o

mejoramiento será materia de un estudio geotécnico de estabilidad y de

asentamientos donde el Ingeniero Responsable analizará según la

naturaleza del suelo diversas alternativas como estabilización con cal o

cemento, estabilización química de suelos, geosintéticos, pedraplenes,

enrocados, capas de arena, reemplazo, etc; definiendo y justificando en su

Informe Técnico la solución adoptada, donde se indicará que con la solución

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http://es.wikipedia.org/wiki/Aviaci%C3%B3n_general

http://es.wikipedia.org/wiki/Aviaci%C3%B3n_general

http://es.wikipedia.org/wiki/Aviaci%C3%B3n_comercial

http://es.wikipedia.org/wiki/Aviaci%C3%B3n_militar


adoptada el suelo alcanzará estabilidad volumétrica, adecuada resistencia,

permeablidad, compresibilidad y durabilidad.

2.3 GEOTESINTETICOS

En pavimentos de aeropuertos, los geosintéticos son

utilizados para estabilizar suelos blandos, separar y

reforzar las capas granulares y reforzar la carpeta

asfáltica. El uso de los geosintéticos previene la

perdida de material granular y mantiene la

integridad estructural, aumentando la vida útil de los pavimentos

construidos sobre suelos blandos.

ESTABILIZACIÓN Y REFUERZO DE SUBRASANTES

Las geomallas y geotextiles se utilizan para refuerzo de suelos de

subrasante blandos compresibles en la construcción de vías, dado que

otorgan una componente estructural que permite la compactación eficiente

de las capas granulares y reducen el espesor requerido. El efecto de

refuerzo es generado por las siguientes características:

Al interactuar con el agregado, restringen el desplazamiento lateral

que sucede ante la aplicación de la carga

Por su alta resistencia a la tensión limitan la profundidad de la

envolvente de falla por capacidad portante, obligándola a desarrollarse

a través de la capa de material granular, con lo cual se eleva la

capacidad portante.

Generan un efecto de membrana tensionada, que reduce la presión de

contacto sobre el suelo de subrasante.

Aumentan la capacidad de distribución de esfuerzos en profundidad

Su alto módulo de deformación garantiza el desarrollo de la capacidad

de refuerzo a mínimos valores de deformación, evitando la aparición

de fallos.

Por su bajo creep garantizan control de deformaciones a largo plazo

Garantizan la condición de drenaje de las capas, dada su estabilidad en

el desempeño hidráulico en cualquier escenario de tensión o

confinamiento

SEPARACIÓN Y DRENAJE

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Los geotextiles se utilizan en la construcción de

pavimentos para prevenir la mezcla entre los suelos de

subrasante y los materiales granulares garantizando así

homogeneidad estructural de la capa conformada, mejor

desempeño y aumento del tiempo de servicio.

Por sus características mecánicas e hidráulicas se

utilizan en la conformación de sistemas de subdrenaje

con material granular, generándose una alternativa práctica ampliamente

utilizada para el control del nivel freático en la construcción de vías y

estructuras de contención. Los filtros con geotextil remplazan a los filtros

convencionales de grava o arena que se construían con agregados de

granulometrías difíciles de lograr con procesos constructivos costosos y

complejos.

Los geotextiles se fabrican con fibras de multifilamento de poliéster de alta

tenacidad tejidas mediante la técnica de inserción de trama generando las

siguientes características:

Presentan alta resistencia al daño de instalación

Presentan estabilidad hidráulica en cualquier escenario de tensión o

confinamiento.

Sus propiedades mecánicas e hidráulicas son homogéneas en todo el

área

TERRAPLENES SOBRE SUELOS BLANDOS

Las geomallas Fortgrid® y geotextiles de alto

módulo Fortex® se utilizan para mejorar la

estabilidad de terraplenes construidos sobre suelos

de baja resistencia, generando los siguientes beneficios:

1) Reducen desplazamientos en suelos de baja resistencia debido a

bajas capacidades portantes

2) Previenen la falla global del terraplén y del suelo de fundación

blando; y

3) Prevenir la falla por deslizamiento a lo largo de la superficie de los

geosintéticos.

El aporte de refuerzo que brindan los geosintéticos al suelo es generado

por las siguientes características:

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Al interactuar con el agregado, restringen el desplazamiento lateral

que sucede ante la aplicación de la carga

Mejoran la capacidad de soporte del suelo y aumentan la distribución

de esfuerzos respecto a la profundidad

Generan el efecto de membrana tensionada, el cual se basa en el

mejoramiento de la capacidad de distribución vertical de esfuerzos

resultante del esfuerzo de tensión en una membrana tensionada

2.4 ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CON CAL.-

La cal tiene una historia extensa como una opción de tratamiento de suelos

para la construcción de aeropuertos. Los ejemplos incluyen el Aeropuerto

Internacional de Denver, el Aeropuerto Dallas Ft. Worth y Newark. Muchos

aeropuertos en los Estados Unidos se amplían alargando las pistas de

aterrizaje y despegue, calles de taxeo y Estacionamientos.

Proyecto de estabilización en un aeropuerto.

La mayor parte de aeropuertos construyen en propiedades existentes o

compran propiedades adyacentes, y por lo tanto tienen poco control sobre

el terreno y las condiciones del suelo. Si se encuentran suelos con

condiciones marginales o pobres, el propietario puede decidir quitar y

sustituir los suelos existentes o tratarlos. Las técnicas constructivas para el

tratamiento de suelos con cal, en la construcción de aeropuertos son

esencialmente las mismas que aquellas para carreteras. Sin embargo, la

Administración Federal de la Aviación (FAA) tiene especificaciones para los

métodos de construcción y tratamiento de suelos.

Estabilización de suelos: La construcción de fundaciones bajo pistas de

aterrizaje y despegue es crítica. La lechada de cal se ha convertido en la

opción de tratamiento de cal más especificada debido a que la cal seca

puede empolvar los aviones y el equipo mecánico.

Modificación y secado de suelo: La construcción de aeropuertos a menudo

procede bajo limitaciones de tiempo. El empleo de cal para secar y

modificar los suelos marginales y pobres puede ayudar en mantener los

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proyectos dentro de la programación durante la época lluviosa,

proporcionando una plataforma de trabajo y permitiendo el retorno al

trabajo de forma más rápida después de las lluvias.

3 SUBRRASANTE EN FERROCARRILES

3.1 CONCEPTO

Un ferrocarril se puede definir como la vía provista de guías paralelas,

denominadas rieles, sobre las cuales se deslizan una serie de trenes

movidos por tracción mecánica.

3.2 CONSTRUCCION DE LA VIA

La vía de un ferrocarril se compone de dos partes principales: las terracerías

y la superestructura.

Terracerías:

Conjunto de obras formadas por cortes y terraplenes para llegar al

nivel de subrasante, y a la superestructura.

Superestructura:

parte que va arriba de la terracería y la forman dos hileras de rieles

sujetos a piezas transversales llamadas durmientes, que a su vez

descansan sobre un lecho de material pétreo denominado balasto, a

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lo que hay que agregar los accesorios de la vía tales como placas,

planchuelas, tornillos, etc.

EL RIEL

Viene designado por el número de libras de peso por cada yarda de longitud

o calibre. En el caso de T.F.M. se utilizan los calibres de 100,112, 115 lb/yd.

Está formado por tres partes que son: la cabeza u hongo del riel, el alma y

el patín.

El riel y sus partes

La superficie de rodadura de los rieles no es plana sino combada con el fin

de reducir el desgaste recíproco entre rueda y riel. El alma de los rieles es la

parte que ha sido diseñada con el fin de absorber los efectos de corte como

también los efectos flectores que se producen por la acción de cargas

transversales. El patín debe darle al riel su resistencia máxima y una

superficie contra las fuerzas transversales que provocan su volteo.

Los rieles son normalmente laminados de 12 m (30 pies) de longitud. Los

rieles se fijan a los durmientes por medio de clavos que se ponen

contrapeados para que no se raje el durmiente.

LOS DURMIENTES

Se llaman durmientes o traviesas a las piezas que se colocan

transversalmente sobre el balasto para proporcionar a los rieles de la vía un

soporte adecuado. Los durmientes no solo soportan los rieles sino que

además, proporciona un medio para que los rieles se conserven con

seguridad a la distancia correcta del escantillón.

La mayor parte de los durmientes que se emplean en los ferrocarriles son

de madera. También existen los durmientes de concreto, metal, concreto

con piezas de metal o de madera insertadas; siendo algunos de ellos

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deseables y económicos cuando se trata de servicios especiales, pero es

dudoso que estos puedan competir ventajosamente con los durmientes de

madera.

Se han hecho diferentes estudios para determinar los factores que afectan

la vida de los durmientes de madera. Los tres principales resultados de

estos estudios son:

El desarrollo del conocimiento científico acerca de la pudrición de la

madera.

El desarrollo de procesos definidos para tratar químicamente los

durmientes con la finalidad de evitar su pudrición y alargar la vida.

El desarrollo de placas para durmientes y otros medios de sujeción

correctamente diseñados para usarse entre la base y el riel y el

durmiente con miras a retardar el desgaste mecánico del durmiente

debido al riel.

En México, las dimensiones reglamentarias de los durmientes son de 7

pulgadas de grueso, 8 pulgadas de ancho y 8 pies de largo (7" * 8" * 8´).

El esparcimiento de los durmientes en la vía varía de acuerdo a su tamaño y

la intensidad de tránsito. Para permitir un alzamiento correcto con

herramientas de mano, se requiere un espacio libre de 25 cm. entre los

durmientes adyacentes. En vías troncales algunos ferrocarriles emplean un

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espaciamiento mínimo de 25 cm. entre durmientes. Aún en ramales poco

importantes, la práctica usual es limitar al espacio entre durmientes a 45

cm.

PLACAS PARA DURMIENTES

Una placa de asiento bien diseñada y bien colocada en el durmiente evitará

el desgaste debido a la acción del riel. Las placas de diseño moderno se

hacen de espesores comprendidos entre un mínimo de ½" y un máximo de

5/16", de acuerdo con el peso del riel y el volumen de transito a soportar. La

anchura promedio es de 7.5" y la longitud de 10 a 14". Las placas para

durmientes pueden dividirse en dos tipos:

Placas que se sujetan rígidamente a los durmientes.

Placas que quedan sueltas sobre los durmientes.

Generalmente se emplean dos métodos para sujetar las placas a los durmientes. El primer método emplea clavos completamente independientes del riel. El segundo, usa clavos que sujetan la placa, pero el gancho de su cabeza queda librando el patín del riel en 1/16". Las placas pueden ser con 4, 6 u 8 agujeros. Estos pueden ser cuadrados o circulares.

EL BALASTO

Se llama balasto a cierta clase de material escogido, tal como piedra

triturada, grava, escoria, cenizas, etc. que se coloca sobre las terracerías

compactadas para dar apoyo y estabilidad a los durmientes o traviesas. El

balasto mantiene a los durmientes alineados y nivelados, permitiendo

arrojar el agua fuera de ellos y haciendo posible el alineamiento, nivelación

y elevación de la vía o bien la renovación de los durmientes sin tocar el

lecho. Cuando se coloca correctamente y tiene suficiente espesor, el balasto

proporciona un soporte firme y uniforme a los durmientes y distribuye por

igual la presión causada por el peso y el empuje de los trenes que transitan

por la vía.

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El material que llena mejor los requisitos de un balasto ideal es la piedra

triturada. La piedra caliza, el granito y la lava volcánica son las variedades

mas empleadas. T.F.M. especifica para su uso como balasto piedra triturada

de origen basáltico de ¾" a 2" y es traído del Sur.

3.3 PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN DE UNA VÍA FERROVIARIA

Básicamente lo que se hace es quitar toda la vegetación existente

por donde pasará la vía y se quita la capa de suelo con materia

orgánica presente (desmonte y despalme).

Después, basándose en los estudios de mecánica de suelos, se

excava a una profundidad en la que se encuentre un suelo capaz de

soportar la carga a la cual será sometido (profundidad de desplante).

Al llegar a esa profundidad esta se escarifica el estrato encontrado y

se compacta a un 95% de su peso volumétrico seco máximo, prueba

proctor estándar.

Para darnos una idea de lo anterior, presentamos el siguiente croquis:

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Una vez hecho lo anterior, se procede a realizar la formación de

terraplén en capas de 20 cms. de espesor y compactadas al 95% de

su peso volumétrico seco máximo prueba proctor estándar, hasta

llegar al nivel de subrasante.

Se coloca la capa de sub-balasto, con un espesor mínimo de 8" y una

compactación del 100% de su peso volumétrico seco máximo en la

prueba proctor estándar.

Una vez colocada la capa sub-balasto, se coloca el balasto donde

descansaran los durmientes y el riel.

A continuación, mostramos un croquis de cómo queda finalmente el

perfil de la vía:

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3.4 SOLUCION DE PROBLEMAS ENCONTRADOS EN FERROCARRILES

En terrenos de bajo soporte se aconseja el uso de un geotextil que actua

como separador y filtro sobre los suelos existentes, es por eso que se

recomienda el uso de un geotextil tejido de resistencia media.

El geotextil se extiende sobre el terreno existente, previa limpieza, en

sentido transversal al eje de vía. Se cubre en exceso toda la caja,

sobrepasando lateralmente casi 50 cm la base prevista del terraplén, en los

tramos donde se debe elevar la cota. Los paños se vinculan por solapes de

30 cm y un clavado adicional mediante grampas metálicas, asegurando su

posicionamiento durante las tareas de relleno

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Bibliografía

MANUAL DE CARRETERAS SUELOS, GEOLOGÍA, GEOTECNIA Y

PAVIMENTOS - SECCIÓN SUELOS Y PAVIMENTOS

Ministerio de transportes y comunicaciones

MANUAL DE ESTABILIZACIÓN DE SUELO TRATADO CON CAL -

ESTABILIZACIÓN Y MODIFICACIÓN CON CAL

Publicación original de la Nacional Lime Association - Enero de 2004 -

Boletín 326

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