Geologia y geotécnica en las Vías

Las vias terrestres forman parte de la infraestructura necesaria para el progresos de todos los paises, especialmente aquellos que por su gran extension deben comunicar puntos muy distantes

Los trazos y especificaciones de una carretera estan condicionados por:

La topografia La geologia Razones sociales y economicos (son

importantes para promover el desarrollo de la comunidad)

“Una de las obras de ingeniería que más necesita de la información

geológica, desde su planeación hasta su conservación es la vía de

comunicación terrestre... los estudios geológicos son una labor altamente

provechosa para bajar costos de construcción y de conservación, así como para mejorar notablemente la calidad técnica de los trabajos en las fases de planeación y proyecto. Por experiencia se sabe que el ingeniero civil o el constructor que no cuentan con la información geológica en su

trabajo profesional, incurren frecuentemente en serios y costosos

errores.” (Puig, J. B., ibidem)

Condiciones que deben ser consideradas al localizar una vía terrestre :

Condiciones geológicas.Condiciones topográficas.Necesidades económicas y sociales.Características de tránsito probable.

Las carreteras tienen diferentes características tanto de materiales para su construcción como del procedimiento constructivo empleado. Obviamente, la elección de un tipo de camino se verá muy influenciada por razones de carácter económico.

  Partes que constituyen una carretera:

1. Terraplén.Es la estructura construida sobre el

terreno producto de un corle o préstamo e incluye las siguientes capas: carpeta, base y subbase, que constituyen el pavimento; subrasante y terracería. En cienos casos puede fallar una de ellas si el terreno natural es propio para cumplir las funciones de la misma.

La construcción de una vía terrestre requiere de diversos malcríales para cada capa que la constituye, en la tabla 11.1 se anotan las características de utilización de los suelos como materiales de construcción según el sistema SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos).

Las secciones transversales más comunes de carreteras se muestran en la figura 11.1, incluyendo una sección transversal típica (donde se incluyen todas las capas que las componen).

2. PAVIMENTO

PAVIMENTO:

De acuerdo con Rico y Del Castillo (Ingeniería de suelos en las vías terrestres, p. 99),

”puede definirse como la capa o conjunto de capas de materiales apropiados, comprendida(s) entre el nivel superior de las terracerías y la superficie de rodamiento, cuyas principales funciones son las de proporcionar una superficie de rodamiento uniforme, de color y textura apropiados, resistente a la acción del tránsito, a la del intemperismo y otros agentes perjudiciales, así como transmitir adecuadamente a las terrecerías los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por el tránsito.”

Las capas que forman al pavimento son:

SUBBASE. Es la capa de material colocado sobre la subrasante, que tiene por función resistir los esfuerzos que transmite la base (véase figura 11.1) y distribuirlos a la subrasante. De preferencia los materiales usados con este objeto son aquellos que no necesitan trituración ni cribado, como las mezclas de arena, limo y grava con un porcentaje menor de cinco por ciento en partículas mayores de 51 milímetros.

BASE. Es la capa construida sobre la subbase, cuyo objeto es soportar las cargas de los vehículos y distribuirlas a las capas subyacentes de manera que no produzcan deformaciones perjudiciales.

Los materiales comúnmente empleados para construir esta capa son en general arenas y gravas bien seleccionadas.

Carpeta. Es la capa más superficial de la vía. constituida por fragmentos de roca y productos asfálticos.

Subrasante. Es la capa de material colocado directamente sobre las terrece rías, de menor calidad que la subbase.

PROBLEMA GEOTECNICOS

El terreno sobre el cual se construirá la vía terrestre puede estar formado por rocas, suelos o ambos y en todos los casos es posible que se presenten pro blemas.

Cabe señalar que Rico y Del Castillo (op. cit., p. 113), sostienen que "se considera a la roca, en general, como un buen terreno de cimentación", pues co múnmente la vía le transmitirá esfuerzos menores que su resistencia. A continua ción se harán algunas observaciones acerca de los problemas geotécnicos que pueden presentarse en rocas y suelos.

Algunas rocas como los esquistos deben su inestabilidad a la presencia de micas, las cuales son muy resbaladizas. Sin embargo, estos mismos planos de foliación, pizarrosidad, etc., pueden representar una ventaja al favorecer la excavación, cuando se encuentra una gran cantidad de bloques separados por tales planos.

Los suelos como material de cimentación pueden presentar los siguientes problemas:

◦ Asentamientos◦ Tubificación◦ Licuación◦ Empuje de tierras◦ Fenómenos de geodinámica

1. Los asentamientos :están relacionados con la reducción de

volumen del material subyacente, por efecto de las cargas colocadas. Los asentamientos de mayor magnitud se presentan en suelos de origen orgánico o depósitos lacustres principalmente arcillosos.

2. La tubificación :es el efecto del flujo del agua al pasar a través

de un suelo y producir el arrastre de las partículas más finas del suelo. Se presentan comúnmente alrededor de alcantarillas, cuando no están bien diseñadas; también afecta a los taludes al provocar deslizamientos.

ASENTAMIENTO

3. La licuación: Es la pérdida rápida de la resistencia al esfuerzo cortante debido a:

Incremento de los esfuerzos cortantes actuantes con el correspondiente desarrollo de la presión de poro.

Desarrollo rápido de presiones elevadas en el agua intersticial, producidas por un sismo, explosión, etc. Se evita al compactar el suelo hasta una capacidad relativa mayor al 50 por ciento.

Los cuatro factores que al conjugarse producen la licuación son: la saturación del suelo, una compacidad relativa menor que 50%, una solicitación diná mica y que el material esté formado de arena fina o limo arenoso.

4. El empuje de tierras es el problema que se presenta al tratar de mantener dos masas de (tierra adyacentes a distinto nivel, la solución consiste en construir muros de retención o darles un talud adecuado).

5. La expresión geodinámica externa se refiere al movimiento en masa del terreno. Al movimiento de una ladera, a un problema relativo a inestabi lidad de taludes, sea éste un deslizamiento normal (solifluxión) o un fenómeno de reptación (creep)

EXPLORACION DE VIAS TERRESTRES

Por su carácter de obra lineal extensa, que en general ejercerá una presión pequeña en un área grande, las vías terrestres requieren en general de exploraciones que alcancen profundidades someras, con un espaciamiento amplio; sin embargo serán las condiciones geológicas en primer término, las que indicarán si será o no necesario un programa exploratorio muy detallado, como por ejemplo en zonas inestables.

Durante los estudios preliminares, el objetivo principal será la elección de la ruta más favorable para la vía terrestre.

Se reco mienda efectuar un reconocimiento aéreo, en el cual participarán tres especia listas,

1. En localización de vías terrestres que por lo general es un ingeniero civil, uno en geotecnia o ingeniero geólogo y otro en estudios económicos (licenciado en Economía). El informe correspondiente hará hincapié en las características topográficas, hidrográficas, geotécnicas generales, así como en las económicas y sociales de la zona, también se informará del área elegida para tomar fotografías aéreas. más conveniente con todos los re querimientos.

2. Posteriormente se hará la fotointerpretación correspondiente,

3. Seguida por un reconocimiento de campo para verificación y con esto se estará en posibi lidad de elegir la ruta que cumpla del modo

En la investigación detallada se requiere de un análisis geológico ingenieril exhaustivo de la ruta, con objeto de conocer a fondo: las condiciones geológicas, la actividad de los procesos endógenos y exógenos, las propiedades ingenieriles de los materiales dentro del área, la carsticidad, la presencia de material expansivo o muy compresible, así como la clasificación y localización de los materiales de construcción; todo esto con objeto de prevenir cualquier problema que pueda presentarse durante o después de la construcción.

Los distintos métodos de explora ción que pueden ser utilizados en las diferentes etapas de exploración para una vía terrestre:

NOTA: LA X SIGNIFICA QUE ES UN MÉTODO ADECUADO PARA LA ETAPA DE INVESTIGACIÓN MARCADA

Proyectos actuales en ColombiaEn los últimos años se han incluido

proyectos viales significativos, cuyo objetivo principal es mejorar la competitividad del país. Colombia esta ubicado en el puesto 93 en calidad de vías entre 142 países según el foro económico mundial derivado en altos costos de transporte de bienes y de personas a través del país y a los puertos

Autopista de la prosperidad : longitud de 93.59 km 606 puentes y 131 túneles también conocida como autopista de la montaña ( la salida de Medellín a la costa atlántica que sería a través de la troncal del nordeste, pasando por San José del Nus, en el municipio de Maceo, Remedios, Zaragoza y Caucasia.)

Ruta del sol : conecta el centro del pais y la costa colombiana

Túnel de la línea :  ubicado entre Calarcá y Cajamarca pretende facilitar el trafico que fluye entre Bogotá y Cali y finalmente hacia la parte de buenaventura en el pacifico

Autopista del café : doble calzada entre Manizales, Pereira y armenia

Doble calzada Bogotá – Girardot

MUCHAS GRACIAS POR SU

ATENCION.