Prlogo

Con la imperiosa necesidad de recolectar productos silvestres para su subsistencia, el hombre antiguo form veredas con caractersticas impuestas por la capacidad fsica de escalar los accidentes topogrficos; as es como surgen los primeros caminos en la humanidad.

La utilizacin de los animales en el transporte de los productos y el descubrimiento posterior de la rueda, obliga al mejoramiento de las veredas y/o a la localizacin de nuevas rutas cuyas caractersticas geomtricas son determinadas por la capacidad de los animales de carga y las caractersticas geomtricas de los vehculos de traccin animal para vencer las pendientes topogrficas.

A finales del siglo XIX se desata la revolucin industrial trayendo como consecuencia el invento del vehculo de motor de cuatro tiempos en el ao de 1872 por Nicolaus August Otto y en el ao de 1895 en la carrera Paris - Burdeos los hermanos Michelin instalan por primera vez neumticos a los vehculos participantes.

Ante el aumento inesperado de los vehculos de motor en Europa como en los Estados Unidos, surge la necesidad inaplazable de mejorar los caminos existentes y construir los nuevos con geometra acorde a las caractersticas de tamao, potencia y peso de los vehculos. Son Francia e Inglaterra las primeras naciones que emplearon el asfalto procedente de rocas comprimidas en la pavimentacin de calles urbanas.

El crecimiento inusitado del parque vehicular en el mundo durante la primera mitad del siglo XX propici la creacin de Organismos y Organizaciones encargadas de investigar para crear Normas y Especificaciones en el Proyecto y Construccin de caminos, acordes a los vehculos. En Mxico, el primer vehculo de motor fue introducido en el ao de 1895; adems, a mediados del siglo XX, el Proyecto y Construccin de los caminos en nuestro pas estuvo condicionado ms que para dar cumplimiento a las Normas, a satisfacer la necesidad de comunicar las ciudades y poblaciones ms importantes de la Nacin, por lo que la poltica caminera se centraba en construir kilmetros de caminos y no mejores caminos.

Es en el ao de 1958 cuando aparecen las primeras Normas Mexicanas. Conforme se fue desarrollando la Red Carretera Nacional y en base a la acumulacin de la experiencia de los ingenieros mexicanos involucrados en el Proyecto y Construccin de Carreteras, en el ao de 1985 la Secretara de Comunicaciones y Transportes edita una nueva publicacin de las Normas Generales de Proyecto y Construccin de Carreteras y actualmente esta misma Dependencia actualiza de manera continua la Normativa para la Infraestructura del Transporte editada en los aos 1999 y 2000.

El Proyecto de Caminos, como todo Proyecto de Ingeniera, debe de cumplir con Normas y Especificaciones acordes al tipo de camino por construirse, siendo de primordial importancia que el proyectista y el estudiante de Ingeniera Civil y carreras afines, cuenten con referencias bibliogrficas que le sirvan de gua y acopio de conocimiento para llevar a buen fin el proyecto de un camino nuevo o la ampliacin y modernizacin de los caminos existentes.

El presente libro Proyecto de Caminos es una aportacin ms para los ingenieros involucrados en esta rama de la Ingeniera Civil, as tambin es un texto de consulta para alumnos que cursan las Carreras de Ingeniera Civil, Topgrafo y Geomtico y Constructor en la Unidad Acadmica de Ingeniera de la Universidad Autnoma de Guerrero.

5Introduccin

El proyecto es la etapa previa a la construccin, mantenimiento y operacin de toda obra de infraestructura.

El proyecto de caminos permite la concepcin de obras acordes a las demandas de los usuarios y de los volmenes vehiculares actuales y futuros.

El presente documento pretende ser una gua en el diseo de los elementos que componen el proyecto geomtrico de caminos para los estudiantes que cursan la Licenciatura en Ingeniera Civil y licenciaturas afines, as como para los ingenieros interesados en actualizarse sobre los temas bsicos de proyecto.

A continuacin se describe brevemente el contenido de cada uno de los captulos:

Capitulo Uno. Conceptos Generales.Comienza con una relatora histrica del desarrollo histrico del transporte y de los caminos, despus se desarrolla el tema del proyecto de carreteras en el cual se describen las etapas que componen el proyecto.

Se menciona la clasificacin de caminos, as como los estudios bsicos imprescindibles en el proyecto ( volmenes de trnsito, velocidad, capacidad y niveles de servicio, distancia de visibilidad etc. ).

Capitulo Dos. Alineamiento Horizontal.Se definen las tangentes horizontales y sus caractersticas principales. En las curvas horizontales se deducen las expresiones de clculo de los diversos elementos geomtricos de las curvas circulares simples, curvas circulares con espirales de transicin y curvas compuestas. Se incluyen dos ejercicios de diseo ( uno de curvas circulares simples y otro de curvas circulares con espirales de transicin ).

Capitulo Tres. Alineamiento Vertical.Se definen las tangentes verticales y las diversas acepciones de pendiente aplicables al proyecto de caminos. En lo referente a las curvas verticales, se deducen las expresiones de los elementos geomtricos y se resuelve un ejercicio para la obtencin de las elevaciones de la subrasante en un tramo de alineamiento vertical compuesto por dos tangentes y una curva.

Capitulo Cuatro. Seccin Transversal.Se definen los principales elementos geomtricos de la seccin transversal, el desarrollo de la sobreelevacin y la ampliacin de la seccin transversal en curvas horizontales, as tambin; el clculo de los ensanches para el diseo de los semianchos de subcorona. Se agrega un ejercicio de clculo para obtener semianchos de subcorona de un tramo de camino compuesto por una curva circular con espirales de transicin.

Capitulo Cinco. Proyecto de la Subrasante, Clculo de Volmenes y Ordenadas de Curva Masa.Se definen los elementos que condicionan el diseo de la subrasante y su impacto en el proyecto de un camino; se resalta la importancia de la distancia mxima de sobreacarreo econmico y se deducen las expresiones de clculo para la obtencin de las reas y volmenes que sirven de insumo para el clculo de las ordenadas de la curva masa.

Capitulo Seis. Movimiento de Terraceras.Se describen las propiedades del diagrama de masas, la definicin de los conceptos que intervienen en la construccin de las terraceras, determinacin de los acarreos y la deduccin de las diversas ecuaciones que definen la posicin econmica de la compensadora. Se presenta el ejercicio de un tramo compensado limitado por dos prstamos.

Capitulo Siete. Drenaje.Se define y describen los diversos elementos que componen el drenaje superficial y subterrneo.

Capitulo UnoConceptos generales

1.1Desarrollo Histrico del Transporte61.2Desarrollo Histrico de los Caminos91.3El proyecto de carreteras181.4Clasificacin de Caminos251.5Volmenes de Trnsito301.6Velocidad361.7Capacidad y Niveles de Servicio381.8Elementos Bsicos en el Proyecto de un Camino491.9Distancia de visibilidad61

Capitulo DosAlineamiento Horizontal2.1Tangentes Horizontales672.2Curva Circulares68

Capitulo TresAlineamiento Vertical3.1Tangentes Verticales873.2Curvas Verticales87

Capitulo CuatroSeccin Transversal4.1Elementos que la Integran97

Capitulo CincoProyecto de la Subrasante, Clculo de Volmenes y Ordenadas de Curva Masa"5.1Elementos que Definen el Proyecto de la Subrasante125

5.2Clculo de Volmenes y Ordenadas del Diagrama de Curva masa

129

Capitulo SeisMovimiento de Terraceras6.1 Propiedades del Diagrama de Masas137

6.2Precio Unitario y Forma de Pago de los Conceptos que Integran los Movimientos de Terraceras

139

6.3Determinacin de los Acarreos1406.4Posicin Econmica de la Compensadora1436.5Posicin Econmica de la Compensadora Auxiliar153

Capitulo SieteDrenaje "7.1Drenaje Superficial1557.2Drenaje Subterrneo168

Bibliografa 179

Captulo uno

Conceptos Generales

1.1 Desarrollo Histrico del Transporte

Cronologa

C. 23 000 a.C. El hombre primitivo utiliza el trineo, primer medio de transporte terrestre. Milenios ms tarde los hace desplazar sobre rodillos. 4 500 a.C. Surge la idea del eje que vemos utilizando en los tornos de alfareros, en los pivotes de las puertas Vaivn de los asirios, etc.

3 000 a.C. Aparece la rueda de UR, la primera conocida y con ella el carro.

2 000 a 1 500 a.C. En Egipto y Persia utilizan la rueda con rayos ms resistente, y el carro evoluciona como vehculo de transporte y de guerra.

1 500 a.C. Se desarrollaron los caminos. La primera ruta conocida une a Egipto con el mar rojo. China llega a tener una verdadera red vial.

Siglo IV a.C. Los romanos crean el primer carro de 4 ruedas, con un eje vertical que le permite virar. Construyen 85,000 km de caminos con postas para relevos de caballos.

410 d.C. Cae el Imperio Romano. Las ciudades se aslan y amurallan. Los caminos se abandonan y el carro, poco utilizado, no evoluciona por un periodo de 1 000 aos.

Siglo XV. Grandes cambios sociales y polticos. Renace el inters por los caminos y por la invencin de vehculos de transporte de pasajeros. En Francia se construyen carrozas cuya caja no se apoya sobre los ejes, sino sobre correas. Estas seran el antecedente del elstico y el amortiguador.

1769. El ingeniero militar francs Nicols Cugnot independientemente de los logros de James Watt construye el primer vehculo autopropulsado con un motor a vapor. Aunque de poca aplicacin prctica, por lo pesado, es considerado el primer automvil.

1784. William Murdock construye en Inglaterra un triciclo movido por una mquina a vapor.

1802. El Ingls Richard Trevithic presenta un triciclo a vapor que es ensayado en Londres. Alcanza a desplazarse a una velocidad de 10 km/h.

1822. Otro Ingls, Julius Grifith, fabrica la primera diligencia a vapor e inaugura con ella un servicio pblico.

1839 a 1865. Feroz competencia entre los ferrocarriles y las diligencias a vapor en Inglaterra. Se dicta una legislacin que permanece en vigor durante ms de 30 aos. Mediante ella se limita la velocidad de las diligencias a vapor, mientras crece la oposicin del pblico hacia estos vehculos, considerados peligrosos. Gana el ferrocarril y se desalientan las experiencias por mejorar los carros a vapor.

1850 1856. Dos italianos, Eugenio Bersanti y Felipe Mateucci, experimentan en Londres una mquina que aprovecha la explosin de gas de carbn para producir fuerza motriz. Llevan a la prctica la teora del fsico Holands Huygens, utilizando gas de carbn en lugar de plvora dentro de un cilindro. Han creado el Motor de Combustin Interna pero no pasan la etapa experimental.

1859. El petrleo comienza a ser observado con inters comercial para ser utilizado como combustible.

1860. Etienne Lenoir, Belga, patenta en Francia un motor de gas de carbn y se lleva el mrito de haber construido el primer motor de combustin interna a 3 tiempos.

1862. Lenoir aplica su motor a un vehculo de ruedas que realiza varias veces un recorrido de 20 km Beau de Rochas, francs, proyecta un motor de combustin interna de 4 tiempos.

1872. Un relojero de Munich (Alemania), Reithmann construye y hace andar un motor de 4 tiempos pero nadie se interesa. En cambio Nicolaus August Otto, un ingeniero de Colonia (Alemania), experimenta con el mismo motor consigue patentarlo y se gana la paternidad. El motor con ciclo otto es el que sigue emplendose en los motores para coches.

1873. Amadee Bollee. Obtiene en Francia el primer permiso de circulacin a un vehculo automvil. Se trata de uno con motor a vapor.

1878. Mientras los vehculos con motor a vapor gozan de aceptacin no solo en Francia sino en Alemania y Austria, Gotlieb Daimler, un ingeniero alemn, propone una modificacin esencial en los motores de combustin interna: usar como combustible una mezcla de nafta y aire en lugar de gas de carbn.

1885. Daimler construye su primer vehculo a gasolina: una motocicleta, al mismo tiempo Karl Benz fbrica un triciclo con motor de 4 tiempos tambin a gasolina.

1888. La esposa de Benz y sus dos hijos ponen a prueba su vehculo, haciendo en un mismo da un recorrido de 200 km, el ms largo logrado hasta ese momento.

1889. En la exposicin mundial de Paris, Daimler presenta un vehculo equipado con motor de 2 cilindros, 4 velocidades y un dispositivo inventado por su ayudante Maybach: el carburador.

En Francia Rene Panhard se asocia con Emile Lavassor. Le compran a Daimler la patente de su motor y poco despus lanzan a la venta un vehculo, reconocido como el primero que tiene una forma propia, distinta a la de aquellos que se asemejaban a los carruajes a caballo.

Madame Sarracin, luego de comprar la licencia de Daimler, se la cede a su mecnico Armand Peugeot.

1892. Peugeot construye un triciclo a motor y toma parte en la carrera de: Paris Brest Paris para todo tipo de vehculos. Llega tercero. Los dos primeros lugares son ocupados por ciclistas.

Circula en los Estados Unidos el primer automvil a gasolina. Es un Duryea construido por Charles y Frank Duryea.

1894. Haynes y Apperson construyen el segundo Modelo de coche norteamericano, mientras en Europa se organiza la carrera Paris - Rouen, para todo tipo de rodado. Llega primero un vehculo a vapor que pesa dos toneladas, pero es descalificado. Se declara ganador a un Peugeot y segundo un Panhard Levassor. Los vehculos de gasolina demuestran superioridad por ser ms maniobrables. Pero el pblico aun desconfa por que los considera peligrosos.

1895. Se organiza la carrera Paris Burdeos y los hermanos Michelin instalan por primera vez Neumticos a los vehculos con motor. Los neumticos haban sido inventados en 1877 por Jhonn Dunlop para usarlos en triciclos.

1896. Alexander Winston construye y vende en EE.UU. unos automviles que llegan a ser muy populares por su velocidad y elegancia. Mientras en Detroit, un joven ingeniero, que trabaja en la compaa Edison de electricidad se toma tiempo para construir su primer automvil un cuadriciclo. Se llama Henry Ford.

1897. Ramson Olds y Samuel Smith instalan en Detroit la primera planta automotriz, la Oldsmovile. Se proponen fabricar automviles livianos y baratos.

1898. Ferdinando Porsche disea su primer automvil, que construye Jacob Lohner pionero de la industria automovilstica Austriaca.

1899. Henry Ford renuncia a su puesto de ingeniero para dedicarse a construir automviles.

1900. Ya hay en el mundo alrededor de 10, 000 automviles.

1901. En EEUU, un automvil fabricado por Oldsmovile viaja por sus propios medios de Michigan a New York en una semana. El propsito es probarlo y presentarlo en la Exposicin automovilstica para lanzarlo a la venta .Es liviano y barato: 650 dlares.

1902. Len Serpollet logra en Niza (Francia) una velocidad de 102 km/h con su triciclo a vapor mientras en EEUU, sobre una pista de 5 km compiten el mejor automvil de Winston con el mejor de Ford. Gana el de Ford y logra su propsito: Llamar la atencin para obtener dinero y fundar su tercera y definitiva fbrica de automviles: la Ford Motor Company. Louis Renaut gana la carrera Paris-Viena.

1903. En EEUU aparecen los Buick, pero el mercado de ventas lo tiene copado Ford con su modelo N, que es el ms barato: 500 dlares. Aun se propone abaratarlos ms.

1907. El prncipe Scipin Borguese realiza el raid Pekn - Paris, piloteando el automvil Italia y Karl Benz atraviesa toda frica con uno de sus coches.

1908. Henry Ford provoca una verdadera revolucin en la industria automovilstica: incorpora el sistema de trabajo en cadena inspirado en los mataderos de Chicago. Con este sistema de produccin en serie abarata costos y logra vender, hasta el ao 1921, cinco millones de su modelo Ford T.

Primera gran crisis de la industria automovilstica. Desaparecen ms de 50 marcas. Hay ms modelos que demanda. Ford se impone en el mercado con su modelo T. Varias compaas se fusionan y nace la General Motors.

1910. Ferdinando Porsche gana un rally de 2.500 km a travs de Alemania y el Imperio Austro-Hngaro, con un automvil diseado por l, el Austro Daimler.

1914 1918. La primera guerra mundial interrumpe la produccin automovilstica europea.

1918. Terminada la guerra se vuelven a construir automviles, pero adoptando la produccin en serie impuesta por Ford en EE.UU.

1922. Ante la demanda de automviles baratos aparecen en Europa el Quadrillet Peugeot, el Austin Seven y el Fiat 509. Entre los que todava se hacen artesanalmente sobresalen el Rolls Royce ingls y el Lancia italiano.

1929. Una gran crisis econmica afecta al mundo y tambin a la industria automotriz. Es imperioso construir coches econmicos. Las grandes empresas mundiales absorben a las ms pequeas. Entre estas slo subsisten las que fabrican en pequea escala modelos de sper lujo.

1934. Para enfrentar la crisis, la Citron lanza el 7 CV, con gran xito de venta y luego el 11 CV que alcanza repercusin mundial.

1936. Porsche, empeado en disear un coche de bajo costo, fabrica tres unidades de prueba y recibe el apoyo de Hitler.

1939 1945. La segunda guerra interrumpe, primero en Europa y luego en Estados Unidos, la produccin masiva de automviles de uso particular.

1945. Luego de la guerra se destaca el vehculo diseado por Porsche, el DKF-Wagen despus llamado Volkswagen, que en 1972 super el record mundial de fabricacin de un mismo modelo, que desde 1927 ostentaba el Ford.Muchos de los adelantos tecnolgicos logrados en el siglo veinte se aplicaron en la fabricacin de los automviles, que alcanz ndices muy elevados aun en pases que tenan una produccin muy reducida.

A principios del siglo veintiuno (2007) haba en el mundo 806 millones de vehculos pronosticndose que para el 2010 el parque automotor mundial llegara a 1000 millones de vehculos.

1.2 Desarrollo Histrico de los Caminos La historia de la humanidad es la historia de los caminos y siempre estos han cumplido anlogas funciones en relacin con el desarrollo y las tecnologas. Las civilizaciones se sirven de los caminos, sin los cuales no se concibe su expansin. Rastro del paso del hombre fueron los primeros caminos; rastro de la historia, son al fin y al cabo todos los caminos, afirma el eminente fillogo e historiador espaol Ramn Menndez Pidal. El ser humano muchas veces es definido como animal social, ya que necesita relacionarse con sus semejantes y con su entorno para poder desempear correctamente sus funciones. En este sentido, la existencia de rutas, sendas o caminos proporciona y facilita la creacin de vnculos sociales y comerciales entre distintos grupos humanos, bien sea individuos, tribus, pueblos ciudades o naciones.

Cabe asimismo sealar, la influencia que los caminos han tenido en la historia, as como recprocamente el efecto que la historia ha tenido en la concepcin y construccin de caminos. Algunos de los grandes imperios que han dominado el mundo antiguo, entre los que destaca el Imperio Romano, basaron su proceso de expansin, conquista y posterior control en el intrincado entramado de veredas y caminos.

Por todo ello, es necesario estudiar y comprender la evolucin que los caminos han tenido a lo largo de los siglos, ya que como dijo Bertrand Russell -Una ciencia sin historia es como un hombre sin memoria-.

Los Primeros Caminos

Desde la antigedad, la construccin de vas de comunicacin ha sido uno de los primeros signos de civilizacin avanzada. Cuando las ciudades de las primeras civilizaciones comenzaron a aumentar de tamao y densidad de poblacin, la comunicacin con otras regiones se torn necesaria para hacer llegar suministros alimenticios o transportarlos a otros consumidores. Entre los primeros constructores de carreteras se encuentran los mesopotmicos.

Uno de los inventos que sin duda revolucion el mundo del transporte en la antigedad fue la rueda inventada probablemente por Sumerios, Acadios, pueblos mesopotmicos que en los albores de la historia, aproximadamente en el tercer milenio a.C., se vieron en la necesidad de comerciar gran cantidad de productos y de transportarlos; para llevar una contabilidad detallada de los productos comercializados surgi la escritura, y para su transporte surgi el carro con ruedas. Una pintura de un primitivo vehculo rodado hallada en Iraq, demuestra que hace 5000 aos ya era conocida y utilizada aunque no estaba generalizada, o por lo menos no constata esa generalizacin el registro arqueolgico.

En siglos posteriores, tras la aparicin de la rueda y a medida que se desarrollaban las grandes naciones, las necesidades militares primero y las comerciales despus impulsaron la construccin de caminos carreteros. Aunque los caminos suelen estar diseados principalmente para el paso de trfico rodado, los Incas, quienes nunca llegaron a descubrir la rueda, construyeron una avanzada red de carreteras que atravesaba los Andes, partiendo desde el actual Ecuador y recorriendo 3,680 km hacia el sur, realizando incluso galeras excavadas en roca.

En el tercer milenio a.C., las civilizaciones de Egipto, Mesopotamia y del Valle del Indo desarrollaron caminos, primero para el uso de sus bestias de carga y ms tarde para el trnsito de vehculos rodados. Algunos eran de importancia similar a las actuales carreteras, como el construido en el Valle del Nilo por los Egipcios, una verdadera carretera con pavimento artificial de 18.0 m de ancho utilizada para transportar los grandes bloques de piedra con que se construyeron las pirmides de los faraones Keops, Kefren y Mikerinos. Los escritos de Herodoto, historiador griego del siglo V a.C., dan constancia histrica de este aspecto.

Mientras que las carreteras egipcias tenan probablemente un carcter funerario, las mesopotmicas posean un marcado carcter comercial. Desde el siglo VI a.C. los Persas comenzaron a unir caminos existentes para formar el camino real, desde feso a Susa, que contaba con ms de 2,500 km de longitud. Por su parte, los Chinos construyeron la ruta de la seda -la ms larga del mundo- y desarrollaron un sistema de sendas y caminos, en torno al siglo XI a.C. la dinasta Chin estableci una amplia red de caminos por todo el pas.

Las Calzadas Romanas

Es conocido que los ms grandes constructores de caminos del mundo antiguo fueron los romanos que construyeron una red de vas de comunicacin muy eficiente y sin igual hasta los tiempos actuales. El desarrollo de la red de calzadas, que lleg a tener ms de 80,000 km de longitud, se

produjo al mismo tiempo que su expansin territorial; su imperio se desarroll partiendo de una ciudadestado que fue invadiendo otros pequeos estados limtrofes, construyendo caminos que enlazaban las regiones ocupadas para ayudar a consolidar sus conquistas. As pues, es lgico deducir que la construccin de una slida red de calzadas fue uno de los pilares de la colonizacin romana.

En un principio, dicho sistema de vas fue diseado con fines militares y polticos: mantener el control de las zonas incorporadas al Imperio era el principal objetivo de su construccin; posteriormente, las calzadas adquirieron una importancia econmica aadida, pues al unir distintas regiones facilitaban el comercio y las comunicaciones.

Hasta finales del siglo IV a.C. las calzadas romanas eran poco ms que senderos que conducan a Roma desde las distintas ciudades de Lacio. Desde ese momento comenzaron a construirse segn un plan establecido, diseados conjuntamente con el programa tctico de expansin. Al tener un significado militar considerable, se desarrollaron sistemas ms complejos de construccin de calzadas, con vistas a hacerlas ms permanentes y mejores, para soportar diferentes tipos de trfico. Ya en el 340 a.C. y una vez conquistado Latium (Lacio), se construy la Va Latina para conectar Roma con Capua, que acababa de ser devastada en la Guerra Samnita.

A iniciativa de Appius Claudius Crassus, quien financi parte del proyecto de su propio bolsillo, se construy la ms famosa de las calzadas romanas, la Va Apia ( Figura 1 ), que pretenda ser una ruta alternativa a Capua. Su construccin comenz en el ao 312 a.C. y ya en el 244 a.C. el camino haba alcanzado Brundisium ( Brindisi ), situada en el extremo sur de Italia. El aspecto ms revolucionario de la Va Apia fue su pavimentacin, realizada parcialmente con piedra y lava solidificada.

Figura 1. La Va Apia, una de las ms emblemticas calzadas romanas

Otra de las calzadas importantes, la Va Flaminia, una Roma con la colonia Latina de Arminum, cita en territorio Celta. La mayor parte de los usuarios de estas calzadas viajaban sobre el lomo del caballo o a pie; los altos funcionarios y los potentados, sin embargo, usaban carros de dos y cuatro ruedas. Se idearon tambin estaciones donde caballos y conductores podan ser relevados o

asistidos, emplazndose a cada 16 km a lo largo de los caminos, aunque eran para el uso exclusivo del gobierno; las posadas se ubicaban tambin a intervalos razonablemente frecuentes para proveer al resto de viajeros. Aprovechando la creacin de todas estas vas y servicios, se organiz un servicio postal para transmitir los mensajes del gobierno.

La Tcnica de Construccin de Calzadas

Generalmente, las calzadas se construan en lnea recta, tomando la ruta ms directa all donde fuera posible. Cuando las montaas no lo permitan, los ingenieros de la poca diseaban y construan complicados sistemas de circunvalacin. Los logros romanos en este campo son del todo meritorios, dado que los agrimensores, antiguos topgrafos, tenan que replantear la lnea de un nuevo camino y hacerlo tan recto como fuera posible, privados de los instrumentos modernos de los que hoy en da disponemos y frecuentemente en condiciones topogrficas y climticas muy desfavorables.

Una razn de porque las calzadas romanas eran tan duraderas, es el esmero que pusieron en el diseo y ejecucin de un sistema de drenaje adecuado, que bsicamente consista en la excavacin de zanjas en los extremos del camino y paralelas al mismo. La tierra procedente de aquellas se utilizaba para la formacin de un banco asentado sobre una cimentacin formada por fragmentos de roca y cermica cementada con limo.

Los grandes bloques poligonales de roca dura o de lava solidificada en zonas donde esta exista, se encajaban cuidadosamente para formar la capa de terminacin del camino. El trmino latino para esta superficie era Pavimentum, que hoy en da conocemos como pavimento.

Como es de notarse, fue el Imperio Romano quien ms desarroll y perfeccion la construccin de carreteras en el mundo antiguo, extendiendo su red de calzadas hasta los ms alejados confines imperiales. Hoy en da se conservan vestigios importantes en varios pases de Europa, que en su momento dependieron de Roma, estando incluso algunos tramos habilitados para su uso.

El Periodo Medieval

Al anterior ciclo, caracterizado por la existencia de un poder organizado y centralizado, sucedi una etapa donde los efmeros mandatos y las continuas luchas por el poder impidieron no solo el desarrollo, sino tambin el mantenimiento de la red de carreteras heredada por los romanos. Cabe destacar de este periodo las carreteras Brunehaut, construidas en el siglo VI en el norte de Francia para remozar las vas romanas, que haban sido totalmente destruidas.

Con la formacin de las nuevas naciones en el viejo continente, fueron necesarias rutas de mayor importancia para el trnsito de las cortes reales itinerantes. A principios del siglo XI, el auge que tuvo la peregrinacin a los templos sagrados aceler el desarrollo del comercio internacional e hizo que los caminos alcanzaran su ms importante ocupacin desde la cada del Imperio Romano.

Es necesario resear, que el transporte interior llevado a cabo por los caminos era muy reducido debido a los continuos asaltos que llevaban a cabo los bandoleros contra las mercancas y los comerciantes. Esa inseguridad vial produjo que experimentase un auge importante el transporte martimo y fluvial en la edad media, al ser un medio ms barato y ms seguro para comunicar dos ciudades ms o menos prximas.

Aunque desde el punto de vista actual las superficies de trnsito estaban por debajo de las

mnimas exigencias, los caminos estaban dotados a lo largo de su recorrido de fondas y posadas. El trfico rodado era poco usual ya que tanto mercaderas como pasajeros se trasladaban a lomos de caballos.

Los Orgenes de la Ingeniera de Carreteras

En el siglo XVII, especialmente despus de la guerra de los treinta aos y durante el siglo XVIII, la prosperidad de algunos pases, las necesidades comerciales y el aumento constante del trfico de viajeros, dieron lugar a un nuevo auge en la construccin de carreteras. A finales del siglo XVIII y principios del XIX se ampli la red carretera extraordinariamente a causa de las necesidades militares de las campaas napolenicas.

Durante todo el siglo XIX se prosigui su construccin, bajo el impulso del desarrollo cada vez mayor del intercambio comercial entre ciudades de un mismo pas y entre distintas naciones.

Gran Bretaa. La Nueva Concepcin Constructiva de McAdam

John Loudon McAdam ( 21 de septiembre de 1756 en Ayr, Escocia 20 de noviembre de 1836 en Moffat ) fue un ingeniero escocs que dedic su vida a la construccin de carreteras, rea en la que invent un nuevo proceso que result en la creacin del macadn, una superficie de piedra machacada apisonada lisa y dura, ms duradera y con menos facilidad para embarrarse, que los caminos de tierra.

Su experiencia como viajante por sus tierras lo impulsaron a considerar e investigar como mejorar la construccin de carreteras. En dos tratados escritos en 1816 y 1819 ( Remarks on the Present System of Road-Making y Practical Essay on the Scientific Repair and Preservation of Roads ) expuso que las carreteras deban estar a mayor altura que el suelo circundante y tambin deban construirse mediante capas de rocas y gravilla de forma sistemtica. McAdam haba sido nombrado agrimensor del Turnpike Trust de Bristol en 1816, donde decidi rehacer las carreteras con piedra triturada y gravilla sobre una base de piedras de buen tamao. Al hacer que la carretera fuera ligeramente convexa aseguraba que el agua de lluvia se drenara hacia el exterior de la carretera en lugar de penetrar y daar los cimientos. Este mtodo de construccin, el mayor avance en el campo desde los tiempos de Imperio Romano, pas a llamarse macadamizacin, o simplemente macadn.

Esencialmente este mtodo consista en disponer tres capas de piedra de unos diez centmetros de espesor cada una, acomodadas primero manualmente y posteriormente apisonadas con rodillos arrastrados por caballos. Debido al efecto del apisonado y del peso del trfico rodado, los bordes de las piedras iban pulindose, haciendo resbaladiza la superficie del pavimento. Estos caminos macadamizados o macadam eran norma general en Gran Bretaa hasta la iniciacin de la poca de los vehculos de motor. Las llantas de goma de los automviles ms rpidos tendan a desconchar la superficie de piedra apareciendo baches, a lo que se aada la gran cantidad de polvo levantado por los vehculos. Este problema condujo a la bsqueda de mejores superficies de rodamiento, tales como el asfalto.

Las Mejoras Estructurales de Telford

Thomas Telford fue otro ingeniero Escocs de reconocida fama mundial. Su mtodo consista en hacer las carreteras lo suficientemente resistentes como para poder soportar la mxima carga admisible; esto fue posible debido a que a diferencia de McAdam, Telford dedic ms atencin al estudio de la cimentacin. Su sistema implicaba la construccin de cimientos de material resistente roca de ser posible; estos se elevaban en el centro para que la carretera se inclinara hacia los bordes permitiendo su desage. La capa superior de la carretera se compona de unos 15 cm de piedra machacada y compactada. De esta forma se consegua un mejor reparto de las tensiones transmitidas por los vehculos que circulaban a lo largo de la superficie de la estructura.

El sistema McAdam, llamado macadamizacin, se adopt casi en todas partes, sobre todo en Europa. Sin embargo, los cimientos de tierra de las carreteras macadamizadas no pudieron soportar los pesados camiones que se utilizaron en la primera guerra mundial. Su principal consecuencia fue la adopcin del sistema de Telford para construir carreteras sometidas a trfico pesado, ya que proporcionaba una mejor distribucin de las cargas de trfico sobre el subsuelo subyacente.

FranciaA mediados del siglo XVII el Gobierno Francs instituy un sistema para reforzar el trabajo local en las carreteras, y con este mtodo se construyeron aproximadamente 24,000 km de carreteras principales. Ms o menos al mismo tiempo, el Parlamento instituy un sistema de concesin de franquicias a compaas privadas para el mantenimiento de dichas carreteras, permitiendo a las mismas que cobraran un peaje o cuota por el uso de aquellas. Este siglo fue un periodo caracterizado por un extraordinario crecimiento econmico. La poblacin pas de 21 millones en 1700 a 28 millones en 1790. Los ingresos procedentes de la agricultura se incrementaron en un 60%. Los historiadores econmicos sitan los comienzos de la industrializacin francesa en el siglo XVIII, fecha en la que el pas era la principal potencia industrial del mundo. El Corps des Ponts et Chausses ( Departamento de Puentes y Carreteras ), fundado en 1733, hizo del sistema de carreteras francs el mejor de Europa en 1780 y se encarg de emitir normas para la construccin de diversos tipos de caminos.

La Ingeniera de Caminos se reconoci como profesin gracias, en su mayor parte, a los logros de Pierre-Marie-Jrome Tresaguet, Inspector General de Caminos, al que se atribuye el haber codificado por primera vez y de forma detallada la construccin de carreteras. Impulsado por reducir el peso de las capas que conforman el pavimento, su mtodo de construccin se diferenciaba de los utilizados en Inglaterra por McAdam y Telford en que, aunque tambin utilizaba capas de ridos cuya granulometra iba aumentando con la profundidad, dise cada capa ligeramente bombeada de seccin transversal, con una ligera pendiente a dos aguas, siendo el eje del camino el punto ms alto para as conseguir una mejor evacuacin de las aguas hacia los lados del camino. Estas capas eran las siguientes:

Un cimiento a base de piedras gruesas hincadas a mano.Una capa de regulacin constituida por fragmentos de rocas ordenadas y apisonadas a mano que aseguraba la transmisin y el reparto de las cargas a la base.Una capa de rodamiento de unos 8 cm de espesor, con ridos de tamao de una nuez machacados con maceta y colocados mediante una paleta. Esta capa, compuesta de piedras muy duras, aseguraba el bombeo de 3% en el origen.

Adems, en los hombros del camino existan unos encintados de piedra, cuya misin era impedir que las piedras pequeas que conformaban las capas de rodadura se perdieran fuera del camino. Tambin se hizo un mayor uso de las capas de subsuelo para asentar correctamente el camino.

A principios del siglo XIX Francia avanza en la investigacin de carreteras empleando en su construccin pavimentos de mstic asfltico. A mediados del siglo XIX tanto franceses como ingleses utilizaban asfalto procedente de rocas comprimidas en la pavimentacin de calles urbanas. El rpido crecimiento del trfico rodado en la tercera dcada del siglo XX, acrecent el uso del pavimento asfltico al tener una superficie que no generaba polvo, aunque llegaba a ser resbaladizo y causante de accidentes sobre todo cuando se hallaba mojado. En 1929 se comenz a aadir grava revestida de productos bituminosos, que facilitaban una mejor mezcla al asfalto an caliente y en estado lquido, lo que proporcionaba una mayor aspereza en la capa de rodamiento mejorando as el agarre de los vehculos.

Estados Unidos. Las Primeras Autopistas

El desarrollo de carreteras especiales en los Estados Unidos realmente proviene no del deseo de permitir la circulacin del trfico de motor sin ninguna clase de impedimentos, sino de consideraciones de tipo medio ambiental. En 1907 William White Niles, miembro destacado de la Sociedad Zoolgica de Nueva York, convenci a la ciudad para que comprase las tierras existentes en ambas mrgenes del Rio Bronx para detener la contaminacin de sus aguas; como parte de este plan y aprovechando el gran volumen de tierras extradas, se construy una carretera de cuatro carriles con accesos controlados y ningn paso a nivel que interceptase su recorrido; fue el comienzo de la actual red de autopistas existentes en este pas.

Durante la depresin, Pensilvania subvencion mejoras en su red de carreteras por encima de otras obras pblicas, creando la Comisin de Carreteras de Pensilvania que, por la venta de obligaciones, ms un prstamo estatal directo, gener el suficiente capital como para construir una autopista - Motorway - de 256 km entre Harrisburg y Pittsburgh. Esta autopista de peaje, abierta en 1940, se considera como la primera de ellas, a la que pronto muchas otras siguieron. Se descubri as que estos nuevos caminos podan ser un importante negocio en las zonas a las que abastecan, aunque por otro lado provocaban efectos desastrosos sobre el medio ambiente. Los ingenieros estadounidenses se dieron cuenta de que en el proyecto de carreteras, la obtencin de una alta velocidad de circulacin no deba ser el nico factor a tener en cuenta; el trazado deba estar diseado de tal forma que evitara una sensacin de monotona al conductor del vehculo contribuyendo as a aumentar su seguridad.

Una de las dificultades a las que se enfrentaron los proyectistas de la poca era como conectar autopistas con ciudades sin invadir parte de las mismas. De las posibles soluciones ideadas, los tneles y viaductos tienen desventajas medio ambientales, y los enlaces tipo trbol que podan alcanzar hasta cuatro niveles de carretera, generaban un gran movimiento de tierras.

El gran crecimiento de trfico rodado en grandes distancias condujo en 1944 a una propuesta para la creacin de un Sistema Nacional de Autopistas Interestatales y de Defensa ( National System of Interstate and Defense Highways ). Amparado por la Federal Aid Highway Act de 1956, el presidente Eisenhower estableci un fondo para la construccin de carreteras federales cuando ya existan 8 200 km de autopistas ( de las cuales 2 600 km eran de peaje ). Financiado por los impuestos federales, dicho fondo contribuy a financiar en un 90% el costo de la construccin y mantenimiento de carreteras pertenecientes a la Red Interestatal de Autopistas.

Con un total de 60 000 km, dichas autopistas conectan 209 ciudades en 48 estados de la Unin siendo su costo estimado de 27 500 millones de dlares, que sumados al costo de las uniones desvos y distribuidores viales, se ampla hasta 40 000 millones de dlares.

Durante el siglo XX, el afianzamiento y preponderancia creciente del automvil como medio de transporte, ha requerido una gran expansin de las redes de carreteras en todos los pases, que culmina con la construccin de vas reservadas nicamente a este tipo de vehculos, sin cruces a nivel de ninguna clase y permitiendo la circulacin sin peligro y a altas velocidades que son las autopistas.

Desarrollo de Autopistas en Europa

Las bases para el desarrollo de carreteras especiales se dieron en Gran Bretaa durante el transcurso de los aos veinte. Debido a que estas eran construidas por empresas privadas que amortizaban su inversin cobrando peajes, no llegaron a popularizarse. Los primeros adelantos en este campo vinieron paradjicamente de la mano de las dictaduras italiana y alemana, debido principalmente a motivos de ndole militar. Las autopistas autostradas, nacieron en Italia fomentadas por Mussolini, y se deben al ingeniero italiano Pucelli que concibi y construy la autopista de Miln a los Lagos, Como, Varese y Sesto Calende, ntegramente financiada con fondos privados y abierta al trfico en 1924. Aunque desde el punto de vista actual las autopistas preblicas sean cualitativamente pobres, ya incorporaron aspectos esenciales como el acceso controlado y la ausencia de cruces a nivel. La idea, recogida con fines militares por la Alemania de Hitler para facilitar el transporte de tropas de frontera a frontera, se materializ con la magnfica red de autopistas del Tercer Reich que en 1938 alcanzaba ya una extensin de ms de 2,000 km. Adolf Hitler era conocedor del gran valor militar y estratgico que proporcionaba una red de carreteras adecuada, por lo que en 1933 nombro a Fritz Todd Inspector General de Carreteras, quien tena rdenes de construir 4,023 km de autobahnen (autopistas).

En 1936 la Asociacin Internacional de Clubes de Automvil ( I.A.A.C. ) propuso la creacin de una red internacional de carreteras europea, pero la II guerra mundial detuvo cualquier intento de llevar a cabo esta idea. Desde la II guerra mundial han sido los propios pases quienes individualmente han tenido grandes logros en el desarrollo de sistemas de transporte ms adecuados. Holanda era el nico otro pas que tena un programa de construccin de carreteras antes de 1939.

Gran Bretaa comenz a construir caminos especiales (motorways) en 1956. El primero de ellos, que una las ciudades de Londres y Birmingham, fue abierto al trfico en 1959. Este trabajo tuvo continuidad en la creacin de una red de autopistas, as como tambin en la elaboracin de proyectos para mejorar las carreteras existentes y los enlaces con ncleos urbanos.

En Europa y desde 1947, el Comit de Transportes Internacionales de la C.E.E. Comisin Econmica Europea, por aquel entonces define las grandes rutas europeas, a la par que establece reglas para uniformizar la circulacin y sealizacin.

La posterior creacin del Mercado Comn Europeo en 1957, aceler la construccin de la Red Internacional Europea, establecida por la Declaracin de Ginebra de 1950. Los grandes ejes de este conjunto de comunicaciones se designan por la letra E seguida de un nmero, como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1. Grandes Rutas Europeas

Eje.Origen-Destino.Longitud ( km)

E-1

E-2Gran Bretaa Italia.3 093

2 233

E-3Portugal- Suecia.3 586

E-4Portugal Finlandia.4 883

E-5Gran Bretaa Turqua.4 085

E-6Italia Noruega.2 485

En 1965 la Red Internacional de Carreteras de Europa Occidental se extenda ya a 49 577 km, de los cuales 6 071 corresponden a la categora A ( autopistas ), 6 152 km a la categora II ( ms de dos carriles ) y 36 724 km a la categora I ( dos carriles ).

Entre las autopistas europeas ms notables figura la Autostrada del Sole, que une a Miln con Npoles. Esta autopista de 755 km y cuyo ltimo tramo fue inaugurado en 1964, constituye una gran proeza tcnica por las importantes obras de ingeniera en viaductos y tneles que se exigieron en su construccin.

Organismos e Instituciones

Las organizaciones que persiguen las mejoras de las carreteras existen en la mayora de los pases desarrollados. La Federacin Internacional de Carreteras ( IRF ) ( International Road Federation ) con sedes en Washington y Ginebra, promociona la construccin de autopistas intercontinentales y la mejora y enlace de carreteras ya existentes. Quizs el proyecto de autopista intercontinental ms conocido es la Red Panamericana de Autopistas que, cuando se complete, unir las capitales de todas las capitales americanas.

La IRF tambin recopila estadsticas anuales sobre el kilometraje de carreteras en todos los pases del mundo excepto Kampuchea, Laos y Vietnam; sus cifras muestran a Estados Unidos como el pas con la red de carreteras ms extensa, con 6 242 000 km, sin embargo, en proporcin al rea del pas considerado, Blgica con 127 800 km y Holanda con 113 600 km, se sitan a la cabeza de la lista.

Por otra parte, los pases disponen de una serie de Organismos e Institutos dedicados a la investigacin y perfeccionamiento de las tcnicas y materiales empleados en el proyecto y construccin de carreteras. Entre ellos, de destacan el Transportation Research Board ( TRB ) y el American Association of State Highways and Transportation Officials ( AASHTO ) estadounidenses, el Transport and Road Research Laboratory ( TRRL ) britnico, el SETRA y el CETUR franceses, el Centro de Estudios y Experimentacin de Obras Pblicas ( CEDEX ) espaol, el OCDE europeo o el AIPCR internacional.

En Mxico el Organismo dedicado a la investigacin y capacitacin en la infraestructura del transporte es el Instituto Mexicano del Transporte ( IMT ).

El Futuro

Como se ha visto, la concepcin, el diseo y la construccin de carreteras han ido evolucionando a lo largo de los siglos en consonancia con las circunstancias histricas y el progreso tecnolgico experimentado por el hombre. Durante todo este tiempo, han variado tanto los materiales como las tcnicas utilizadas en su construccin, ha cambiado la concepcin de diferentes sistemas que asegurasen una mayor calidad y durabilidad del pavimento e incluso se han sucedido diferentes polticas viarias; sin embargo, aquello que no ha cambiado, desde el origen de la civilizacin hasta nuestros das, es el decisivo papel que representan las carreteras como infraestructura vial en el desarrollo de un pas, en su cohesin e integracin territorial, en el equilibrio regional y en la misma configuracin del territorio nacional.

El desarrollo regional y ms ampliamente el desarrollo econmico est ligado a las infraestructuras viales con carcter prioritario a otros factores de desarrollo, de tal forma que sin una infraestructura adecuada el progreso se impide u obstaculiza. La integracin del territorio exige infraestructuras viarias que impulsen el desarrollo equilibrado, incluso a nivel internacional.

En la actualidad, ms que referirse al desarrollo econmico, se deber atender al desarrollo sostenible; el progreso debe ser compatible con la conservacin del medio fsico, de forma que se asegure su capacidad actual y futura. Las obras de carreteras deben insertarse en el medio ambiente con el menor costo ecolgico, lo que obliga a la consideracin de la variable medio ambiental en la toma de decisiones sobre proyectos, mediante la evaluacin del impacto ambiental como tcnica generalizada para la proteccin de los recursos naturales.

La carretera abre el paso al progreso, pero tambin a la degradacin de la naturaleza, por lo que debe compatibilizarse la conservacin del medio ambiente con el desarrollo econmico, y determinar la prevalencia del principio econmico sobre el ecolgico o de este sobre aquel.

En resumen, la labor del ingeniero de carreteras en este milenio no se limita a proyectar una carretera apta para la circulacin de vehculos, sino que debe conjugar de la mejor manera posible este aspecto con la adaptacin al medio ambiente por donde aquella discurre, evitando en lo posible causar daos al entorno, todo ello sin perder de vista el matiz econmico. La progresiva mecanizacin y automatizacin de tareas, un adecuado soporte informtico imprescindible hoy en da, as como la profesionalizacin y especializacin del personal tcnico que interviene en su construccin, son las poderosas armas con las que se debe contar para ello.

1.3 El Proyecto de Carreteras

Muchos son los factores que intervienen a la hora de proyectar una carretera y el proyectista de carreteras debe ponderarlos concienzudamente, ajustando el proyecto final de tal manera que cumpla con las mximas exigencias a un costo mnimo. De la anterior, puede inferirse que el factor econmico adquiere preponderancia sobre el resto, generalmente es as, aunque hay casos en los que necesariamente debe sacrificarse este aspecto a favor de otros, generalmente de ndole geogrfico, ambiental, poltico o estratgico.

El proyecto es el pilar fundamental sobre el que se asienta la realizacin de cualquier tipo de obra; es un compendio de toda la informacin necesaria para llevarla a buen trmino, donde se reflejan y establecen justificadamente todas sus caractersticas y dimensiones, se dan las precisas instrucciones para su construccin, indicndose adems los materiales apropiados y valorndose todas y cada una de las unidades que la componen.

Tipos de Proyectos Carreteros

Los tipos de proyectos son muy diversos, desde el proyecto de un camino nuevo hasta efectuar modificaciones geomtricas en puntos determinados del mismo. La ingeniera de carreteras distingue los siguientes tipos de proyectos:

a) Proyectos de Nuevo Trazados. Son aquellos cuya finalidad es la construccin de una va de comunicacin no existente o la modificacin funcional de una en servicio, con trazado independiente que permita mantenerla con un nivel de servicio adecuado.

b) Proyectos de Duplicacin de Calzada ( modernizacin ). Su principal cometido es la transformacin de una carretera de calzada nica en otra de calzadas separadas. Esto se consigue mediante la construccin de una nueva calzada, generalmente muy cercana y paralela a la existente o bien, la construccin de ampliaciones simtricas a cada lado de la carretera que se moderniza. Esta clase de proyectos suelen ir acompaados de modificaciones locales del trazado existente como: supresin de cruces a nivel, reordenacin de accesos y otras modificaciones necesarias para dotar a la carretera de una mayor funcionalidad.c) Proyectos de Modificacin Geomtrica. Este tipo de proyectos se realizan bsicamente para efectuar modificaciones en las caractersticas geomtricas de una carretera existente, con acciones tendientes a acortar tiempos de recorrido, mejorar el nivel de servicio y reducir la accidentalidad de la misma.

d) Proyectos de Mejoras Locales. Su propsito fundamental es la adecuacin de determinados puntos de la carretera que generan problemas de funcionalidad y seguridad, reduciendo su nivel de servicio o de seguridad en los llamados puntos negros. Para ello se acta modificando las caractersticas geomtricas de tramos y elementos aislados de la carretera.

Fases Operativas de Proyecto

La carretera, como va proyectada y construida para la circulacin de vehculos, no solo deber limitarse a resolver de manera efectiva el traslado de un punto a otro de la superficie terrestre, sino que deber hacerlo asegurando las mximas condiciones de comodidad y seguridad a sus usuarios as como integrndose con el paisaje por el que discurre y del que forma parte.

Para abordar la realizacin de cualquier proyecto en general - y de una carretera en particular- deben plantearse las tres fases operativas siguientes, ver Tabla 2.

1. Estudiar el problema que quiere resolverse, recopilando los datos necesarios.2. Plantear una serie de posibles soluciones al problema; generalmente existen y deben plantearse ms de una.3. Realizar el anlisis de cada una de ellas estableciendo su idoneidad, estudiando los problemas a corto y largo plazo que conllevara el llevarla a cabo.

Tabla 2. Fases de Desarrollo del Proyecto.

FASEOBJETIVOS

1. ESTUDIOS PREVIOSPlanificacin Vial.Recopilacin de Datos. Informacin Pblica.

2. ANTEPROYECTOAnlisis de Posibles Trazados

3. PROYECTO DE TRAZADODefinicin Geomtrica.

Adelantamiento de Trmites Administrativos.

4. PROYECTO CONSTRUCTIVODocumento Contractual.

Caractersticas delaObra y Procedimientos Constructivos.

Valoracin de las Obras.

5. PROYECTOS MODIFICADOSAdaptar el Proyecto a la Realidad o a las Circunstancias.

6. PROYECTOS COMPLEMENTARIOSObras Menores que Complementan el Proyecto Original.

La primera de las fases operativas la constituyen los denominados estudios previos donde, en base a una serie de datos de carcter tcnico y socioeconmico se justifica el proyecto, bien construyendo una nueva carretera, mejorando una ya existente o acondicionando diversos puntos aislados de la misma.

Una vez recopilada la informacin necesaria, se plantean y analizan las posibles soluciones en base a los distintos criterios y factores que condicionan el proyecto. Como sntesis de este proceso de anlisis se obtiene el anteproyecto.

Habiendo trabajado las posibles alternativas, el siguiente paso es la eleccin de la ms favorable. En el proyecto de trazado se plasmar la solucin finalmente adoptada. Por ltimo, y como resultado de las anteriores fases operativas, se realiza el proyecto constructivo de la carretera, donde se especifica cmo debe ser ejecutada dicha obra.

Durante la ejecucin de las obras, pueden surgir imprevistos que obliguen a modificar en mayor o menor medida parte de las caractersticas especificadas en el proyecto original, procedindose entonces a preparar un proyecto modificado; obras menores como son: cunetas, bordillos, fajas separadoras, paraderos, zonas de descanso; estn comprendidas en los proyectos complementarios.

Estudios Previos

Generalmente el proyecto de una carretera comienza con un estudio de factibilidad tcnica y econmica del proyecto, justificando la necesidad de la construccin de esa va mediante un anlisis de la demanda existente o la necesidad de mejorar o descongestionar un determinado tramo. En funcin de estas exigencias, generalmente cuantitativas o en ocasiones cualitativas, se decide la eleccin de un tipo u otro de camino: eje troncal, autopista, va rpida o carretera alimentadora, pudiendo ser de mbito nacional, regional, estatal, municipal o vecinal.

Una vez que el proyecto ha sido declarado viable, se procede a la realizacin de diversos tipos de estudios previos al proyecto constructivo, y cuyo principal cometido es la planificacin general de la obra. Entre estos estudios cabe destacar los siguientes:

a) Planificacin Vial. En ella se define el esquema del desarrollo vial de la carretera para un determinado horizonte de proyecto, as como sus caractersticas y dimensiones recomendables necesidades del suelo y otras limitaciones a la vista de la planeacin territorial y del transporte. Tambin se estudian factores urbansticos, socioeconmicos y ambientales de la zona por donde se pretende construir la carretera. Este estudio se realiza para que los municipios afectados dispongan de las medidas necesarias para evitar la construccin de cualquier otro tipo de obras en la zona afectada por el paso del trazado del camino.

b) Recopilacin de Datos ( Estudios Tcnicos Previos ). Bsicamente sirven para recopilar la mayor cantidad de informacin posible acerca de la zona afectada por la obra, pudiendo as plantear las posibles rutas de trazo o variantes, valorando los posibles efectos derivados de la construccin. Estos estudios se centran fundamentalmente en la topografa, geotecnia pluviometra y desarrollo urbano de la zona, realizndose una relacin de terrenos a expropiar de cara al anlisis econmico de las rutas factibles.

c) Informacin Pblica ( Estudio Informativo ). Formada por una serie de documentos que definen a grandes rasgos el trazo y las caractersticas de la carretera, todos ellos sometidos a un plazo de exposicin pblica para que las organizaciones o ciudadanos implicados, puedan interponer posibles inconformidades. Una vez acabado el plazo se estudiarn las inconformidades presentadas, que modificarn o no el trazo preliminar de la carretera, segn considere oportuno la autoridad competente.

El Anteproyecto

El anteproyecto se plantea como una fase ms elaborada aunque no definitiva del proyecto de carreteras. Su objetivo bsico es el anlisis detallado de las posibles variantes o trazados alternativos de la carretera. Dichas variantes obedecen fundamentalmente a criterios de adaptaciones a la topografa de la zona; los datos topogrficos han sido obtenidos previamente mediante vuelos fotogramtricos, tecnologa que acelera en gran medida el proceso de proyecto. Otros factores preponderantes son la disponibilidad de los terrenos, la aptitud geotcnica de los mismos y el impacto ambiental generado tanto en la fase de construccin como en la de explotacin de la obra aunque por encima de todos estos factores, el criterio econmico, salvo en contadas ocasiones siempre prevalece.

El anteproyecto consta de los siguientes documentos:a) Memoria Descriptiva. En ella se exponen las necesidades a satisfacer por la obra, as como la descripcin de los elementos funcionales de la misma, los factores que intervienen en el desarrollo del proyecto son: sociales, ambientales y tcnicos, as como un estudio previo de costos de unidades de obra.b) Anexos de la Memoria. Se incluyen los documentos justificativos de las conclusiones adoptadas en la memoria, como son los estudios efectuados con anterioridad: topogrficos, geotcnicos medio ambientales, as como aquellos que se consideren oportunos.c) Condiciones Establecidas en el Estudio de Impacto Ambiental. Como consecuencia del Estudio de Impacto Ambiental, que se centra en el anlisis de las ventajas e inconvenientes de cada uno de los posibles trazados, se extraen las conclusiones que debe cumplir siempre desde el punto de vista medio ambiental con los distintos trazados propuestos o dicho de otro modo, las medidas de mitigacin a adoptar en cada caso.d) Planos. Deben realizarse a una escala no inferior de 1:5000, tanto en planta como perfil. Las obras complementarias adoptarn escalas desde 1:500 a 1:100, es decir, la suficiente como para que la obra quede totalmente clara y definida.e) Presupuesto. Debe contener mediciones y valoracin de las obras, para tener una idea del orden de magnitud econmica del mismo. Se establecern presupuestos para cada una de las variantes en estudio.f) Posible Descomposicin del Anteproyecto en Proyectos Parciales. Se analiza la posibilidad de realizar varios proyectos parciales de la carretera, dividiendo esta en tramos. Lo que nunca se podr hacer es dividir la obra en fases, obras de drenaje, terraceras, pavimentacin, etc., de manera que se ejecutan de forma independiente, ya que la obra estara incompleta.g) Estudio de Factibilidad Econmica y Financiera. En l se analiza la viabilidad y rentabilidad de la obra de cara a su explotacin posterior, en el caso de que sean aplicables tarifas o peajes como en las autopistas de cuota, en los dems solo es aplicable el estudio de factibilidad econmica ( relacin beneficio/costo ).

El Proyecto de Trazado

Posterior al anteproyecto y en funcin de los resultados arrojados por el mismo, se procede a la realizacin del proyecto de trazado de la carretera, en el que se define con detalle la geometra, cuyo contenido se especifica brevemente a continuacin:

26Memoria. En ella se describe perfectamente el trazo definitivo de la carretera, as como una justificacin razonada y fundamentada de la solucin adoptada.Anexos de la Memoria. Los necesarios y suficientes para definir a la obra en su totalidad.Planos. En ellos se definen grficamente los elementos funcionales de la carretera.Presupuesto. Se especifican los detalles econmicos, procedindose a la valoracin de cada una de las unidades de obra, al anlisis del estado de mediciones de la misma y en funcin de los anteriores apartados se proporciona una estimacin del costo de ejecucin de la totalidad de las obras.

El proyecto de trazado sirve como avance del proyecto constructivo, de forma que mientras este se elabora permite agilizar los trmites relativos a la liberacin del derecho de va y la reposicin de servicios y servidumbres de paso.

El Proyecto Constructivo

Como ltimo paso, se procede a la realizacin del proyecto constructivo con el cual se efectuar la obra, bien por licitacin pblica, invitacin a cuando menos tres personas o adjudicacin directa (artculo 27 de la Ley de Obras Publicas y Servicios Relacionados con las Mismas).

El proyecto podra definirse como el documento en el que se reflejan detalladamente las caractersticas y exigencias de orden tcnico, econmico y administrativo de una determinada obra as como los procedimientos constructivos a seguir para la ejecucin de la misma.

Ni que decir que el proyecto es pilar fundamental en la ejecucin de la obra, debe estar correctamente redactado con un lenguaje claro y conciso, que no induzca a error, de forma que pueda ser fcilmente interpretado por terceras personas. Asimismo, contendr la necesaria documentacin grfica ( planos generalmente ) y los anexos explicativos y justificativos oportunos para una correcta y completa definicin de la totalidad del proyecto.

Todo proyecto constructivo de carreteras consta, como cualquier otro proyecto de construccin, de cuatro documentos bsicos, que son:Documento # 1. Memoria y sus Correspondientes Anexos.Documento # 2. Planos.Documento # 3. Pliego de Prescripciones Tcnicas Particulares.Documento # 4. Presupuesto.

Documento # 1. Memoria y sus Correspondientes Anexos. Su objetivo bsico es poner en antecedentes y documentar al personal relacionado con la obra, principalmente a los tcnicos acerca de la misma. En ella se exponen los siguientes puntos:Antecedentes que han determinado la necesidad de ejecucin de la obra, as como la Dependencia u Organismo que ha tomado la decisin de llevarla a cabo.El objeto de la elaboracin del proyecto ( expropiacin, ejecucin, demolicin, fijacin de tarifas o peajes, etc.). La normativa que ser de aplicacin en el proyecto, tanto administrativa como tcnica. A este efecto, puede ser de utilidad la relacin de textos proporcionada al final de este captulo.Una detallada y pormenorizada descripcin de las obras que son objeto del proyecto, debiendo esta ser clara y concisa, sin inducir a error o equivoco. Es necesario incluir una localizacin de la zona donde se realizarn las obras. Asimismo debe indicarse la procedencia de los materiales empleados para la realizacin de la obra (ptreos, concretos, cementos, asfaltos, etc.) justificndose adecuadamente mediante el correspondiente anexo.La condicin minina necesaria para que el contratista pueda realizar la obra se calificar segn su experiencia en el ramo y el cumplimiento del articulado correspondiente de la Ley de Obras Publicas y Servicios Relacionados con las Mismas.Plazo de ejecucin de las obras, es el tiempo de duracin de los trabajos sustentados en un programa de obra anexo.Presupuesto de ejecucin de las obras, justificado ms adelante en el documento nmero 4: Presupuesto. Relacin de documentos que integran el proyecto, desglosando cada uno de ellos en los apartados y sub-apartados correspondientes.

Anexos a la Memoria

Acompaan al anterior documento, siendo todos ellos justificativos de las soluciones adoptadas desde el punto de vista tcnico y econmico. Su nmero y extensin puede variar en funcin de la magnitud y caractersticas del proyecto, aunque generalmente y como mnimo deben incluirse los que se citan a continuacin:Estudio de Trnsito.Estudio Geotcnico.Estudio de Pavimentos.Estudios Hidrolgicos y Topo-hidrulicos.Estudios de Mecnica de Suelos.Seguridad y Salud e Impacto Ambiental. En obras de medio y alto costo, estos anexos se sustituyen por proyectos completos donde se analizan las condiciones de trabajo del personal de obra procurando los medios necesarios para su seguridad as como tambin las medidas a adoptar durante o despus de la ejecucin de las obras para que los perjuicios causados al medio ambiente sean mnimos.Anexos de carcter tcnico. En ellos se exponen caractersticas de elementos que componen la obra o se justifican los clculos efectuados y criterios tcnicos y econmicos, adoptados en la eleccin de una determinada solucin constructiva.

Documento # 2. Planos. En este se incluye la documentacin grfica necesaria para la completa definicin de la obra. Se pueden distinguir, a grandes rasgos, distintos tipos de planos:

Planos de situacin y localizacin para indicar el acceso a la zona de obras.Planta general de la obra con coordenadas, conteniendo: referencias de trazo, bancos de nivel alineamiento horizontal con datos de curvas con cadenamientos a cada 20.0 m y de los puntos principales, seccin tipo, y dems elementos geomtricos del proyecto, derecho de va, localizacin de obras de drenaje, etc.Planos de proyecto de subrasante, necesarios para la cubicacin de tierras y definicin de pendientes, as como los diagramas de curva masa con el estudio del movimiento de las terraceras.Planos de detalle de secciones constructivas del proyecto a cada 20.0 m, que contengan datos de reas de corte, reas de terrapln, reas de despalme, elevaciones de subrasante y dems informacin propia de las secciones de construccin.Solucin de intersecciones con otras carreteras o vas de ferrocarril, etc.Proyecto de Sealamiento y Dispositivos para el Control del Trnsito.Proyecto de Drenaje que contenga la relacin de las obras y el proyecto especfico de cada obra de drenaje.Proyecto de Iluminacin en caso necesario.

Proyecto de Obras complementarias, comprenden las obras adicionales que por motivos del proyecto deben realizarse o reubicarse como son: Lneas de conduccin de agua potable y alcantarillado Lneas de Energa Elctrica, Lneas Telefnicas, etc.

Documento # 3. Pliego de Prescripciones Tcnicas Particulares. En l se detallan las caractersticas tcnicas que debern satisfacer los materiales empleados en la ejecucin de las unidades de obra, as como la forma de ejecutar cada una de stas y la medicin y pago de las mismas. Se compone generalmente de los siguientes puntos:Disposiciones generales, donde se incluye la legislacin y reglamentacin vigente en la obra, su plazo de ejecucin y garanta, las exigencias relativas a materiales, maquinaria y mano de obra recepcin de las obras.Descripcin minuciosa y pormenorizada de las obras, de forma que cada concepto quede perfectamente definido.Condiciones que deben satisfacer los materiales, indicando una relacin de todos ellos y los requisitos y controles que individualmente se exijan.Ejecucin de las obras, especificando el procedimiento de ejecucin de cada uno de los conceptos de obra contemplados en el proyecto.Medicin y pago de las obras, donde se aclara como va a medirse el volumen de obra ejecutado en funcin del tipo de concepto de obra, as como su correspondiente pago.

Documento # 4. Presupuesto. Se trata del documento ms importante desde el punto de vista econmico, ya que en l se refleja el costo al que asciende la totalidad de la obra. El presupuesto suele dividirse en captulos y subcaptulos para as presentar una mejor estructuracin, comprensin y manejo. Generalmente de cada captulo se redacta un presupuesto parcial en el que se detalla el valor de cada uno de los conceptos de obra, para acabar resumindolos en un presupuesto general. Este documento se divide en los siguientes apartados:Mediciones, donde se indica el volumen a ejecutar de cada concepto de obra, si fuera necesario se emplearan mediciones auxiliares, como en el caso de la cubicacin de materiales, tambin incluidas en el presente apartado.Cuadro de precios unitarios, documento contractual y justificativo de los precios que se pagaran por la ejecucin de cada uno de los conceptos de obra, figurando en nmero y en letra, prevaleciendo esta ltima en caso de contradiccin.Presupuestos, donde se incluyen los presupuestos parciales de cada captulo y los presupuestos generales, compendio de los anteriores. A continuacin se menciona la integracin de un Precio Unitario:

a) Costo Directo ( Materiales, Mano de Obra y Maquinaria y Equipo ).b) Costo Indirecto ( Administracin Central ms Administracin de Campo ).c) Cargos por Utilidad ( Propuesta por el Contratista ).d) Cargos por Financiamientoe) Cargos Adicionales.

Una vez analizados los precios unitarios de los conceptos de obra motivo del proyecto, estos se aplicarn a las cantidades del proyecto para obtener el presupuesto.

Proyecto Modificado

A lo largo del proceso de ejecucin de las obras pueden surgir circunstancias de muy diversa ndole que impidan el normal desarrollo del mismo, lo que obliga a una modificacin del proyecto original.

Una de las principales circunstancias que motivan este cambio, es la necesidad de realizar unidades de obra no previstas en el proyecto, generalmente asociadas a peculiaridades desconocidas del entorno o del propio terreno sobre el que se asentara la va. Otras veces, es el Residente de Obra quien decide sobre el terreno un anlisis de ciertos problemas que pueden presentar una mejor solucin que la adoptada en el proyecto. Por ltimo, pueden existir ambigedades contradicciones, errores u omisiones en el proyecto y que no dejen clara la forma de proceder ante determinadas unidades de obra.

En todos estos casos, se procede a la modificacin del proyecto, no olvidemos que es un documento contractual en el que la administracin y el contratista tratarn de alcanzar un consenso en lo que se refiere a los precios de las nuevas unidades de obra con precios contradictorios y la variacin del presupuesto global de la obra. Si este ltimo vara en no ms del 25% con respecto al presupuesto inicial, la administracin es libre de realizar convenios. En casos excepcionales debidamente sustentados, la Ley de Obras Publicas y Servicios Relacionados con las Mismas tambin admite los convenios por obras adicionales que exceden el 25% del presupuesto inicial.

Todos los cambios realizados se plasman en el proyecto modificado adjunto al original y en el que se incluirn, entre otras cosas, una memoria justificativa, as como una valoracin econmica que compare el estado inicial y posterior de las unidades afectadas.

Proyectos Complementarios

Este tipo de proyectos tiene como fin la realizacin de actuaciones menores, independientes del proyecto principal, pero que lo complementan. Este tipo de obras son convenientes, para el correcto funcionamiento y explotacin de la infraestructura proyectada. Dentro de este grupo de obras pueden citarse las referentes a reas de servicio, estacionamientos, casetas de peaje, reforestacin encauzamiento de aguas, reposicin de servicios y servidumbres, etc.

Normativa Aplicable a Proyectos de Carreteras

A continuacin se detalla una relacin de las principales Leyes, Reglamentos y Normas que rigen la construccin de carreteras a las que debe ajustarse el proyectista, ya que el estricto cumplimiento de las mismas le exime de toda responsabilidad derivada de los aspectos considerados en aquellas: Ley de Obra Pblica y Servicios Relacionados con las Mismas. Reglamento de la Ley de Obra Pblica y Servicios Relacionados con las Mismas. Normativa para la Infraestructura del Transporte. Manual de Proyecto Geomtrico de Carreteras. Normas para Proyecto de Carreteras. Normas para Construccin de Carreteras. Normas para Mantenimiento de Carreteras.

I.4 Clasificacin de los Caminos

Entendemos por camino la faja de terreno acondicionada para el trnsito de vehculos; en la prctica mexicana se distinguen varias clasificaciones del tipo de caminos algunas de las cuales coinciden con la de otros pases, principalmente se tienen las siguientes: Clasificacin Segn su Trnsitabilidad. En general corresponde a etapas de construccin y se dividen en:

CAMINO PAVIMENTADO CAMINO REVESTIDOCAMINO DE TERRACERA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Clasificacin administrativa. Por lo general es independiente de las caractersticas geomtricas del camino, enfocndose exclusivamente a identificar la Jurisdiccin, Organismo o Dependencia responsable de la Construccin y/o del Mantenimiento.Camino Federal. A cargo de la Federacin. Camino Estatal. A cargo del Estado.Camino Municipal. A cargo del Municipio.Camino Alimentador. Construido con la participacin de la comunidad, Estado y Federacin.Camino de Cuota. A cargo de Caminos y Puentes Federales de Ingresos y Servicios Conexos (CAPUFE), la inversin es recuperable a travs de cuotas de paso.Camino Concesionado de Cuota. A cargo de la iniciativa privada durante un perodo que garantiza la recuperacin del capital invertido ms utilidades.

Clasificacin Segn su Funcionamiento. Se refiere principalmente a las facilidades operacionales que el camino proporciona al usuario, por lo que el camino puede tener dos o ms clasificaciones funcionales a la vez, estos son:Control Total de Accesos.Control Parcial de Accesos.Camino Dividido.Camino No Dividido.Arteria Urbana.Calle ColectoraCalle LocalCamino de Dos Carriles.Camino de Tres Carriles.Camino de Carriles Mltiples.Va Rpida ( Camino con Control Parcial Accesos, Dividido ).Autopista ( Dividido, Control Total de Accesos, Carriles Mltiples ).

Clasificacin Tcnica Oficial. Permitedistinguir enforma precisa la categora fsica del camino. Toma en cuenta los volmenes de trnsito sobre el camino y las especificaciones geomtricas. Por lo general esta clasificacin asigna categoras por letras. La Secretara de Comunicaciones y Transportes ( SCT ), los clasifica como sigue, ver Tabla No.3 y Figuras 2 y 3.

Clasificacin de las Carreteras ( Propuesta a la Normativa SCT Actual )La clasificacin para fines de proyecto geomtrico en la normativa mexicana ms reciente (Referencia 1), es bsicamente en funcin del Trnsito Promedio Diario Anual ( TPDA ) esperado al final del horizonte de proyecto. As, las carreteras se Clasifican en:A4, para un TDPA de 5 mil a 20 mil vehculos.A2, para un TDPA de 3 mil a 5 mil vehculos.B, para un TDPA de 1,500 a 3 mil vehculos.C, para un TDPA de 500 a 1,500 vehculos.D, para un TDPA de 100 a 500 vehculos.E, para un TDPA de hasta 100 vehculos.

Las normativas mundiales de vanguardia anteponen una clasificacin funcional a cualquier otra, con el fin de definir en primer lugar la funcin deseada para la va en el contexto de la red nacional de carreteras. En ese sentido, se propone la siguiente clasificacin funcional de las carreteras mexicanas para fines de Proyecto geomtrico:

Tabla 3. Clasificacin y Caractersticas Tcnicas de las Carreteras

CONCEP TOUT I P O D E C A R R E T E R A

EDCBA

TP DA DE P ROYECTOveh/diaHA STA 100100 A 500500 A 15001500 A 3000M A S DE 3000

TERRENOM ONTA OSOM

LOM ERIOL

P LA NOP

VELOCIDA D DE P ROYECTOkm/hr30405060703040506070405060708090100506070809010011060708090100110

DISTA NCIA DE VISIB ILIDA D DE P A RA DAm30405575953040557595405575951151351555575951151351551757595115135155175

DISTA NCIA DE VISIB ILIDA D DE REB A SEm00000135100225270315360225270315360405450225270315360405430495270315360405450495

GRA DO M XIM O DE CURVA TURA603017117.5603017117.53017117.55.54.33.317117.55.54.33.32.8117.55.54.33.32.75

CURVA S VERTICA LE SCRESTAK(m/%)4712233634814204814203143578142031435772142031435772

COLUM P IOK(m/%)4710152047101520710152025313710152025313743152025313743

LONG. M INIM Am203030404020303040403030404050506030404050506060404050506060

P ENDIENTE GOB ERNA DORA%88654

76543

00000

P ENDIENTE M XIM A%1312876

109765

76544

LONGITUD CRTICAm

A NCHO DE CA LZA DAm4.06.06.07.0A2 A4 A 4S

7.02 X 7.02 X 7.0

A NCHO DE CORONAm4.06.07.09.012 .0 UN CUERPO 2 2 .0UN CUERPO2 X 11.0CUER POSSEPA RA DOS

A NCHO DE A COTA M IENTOm0.00.00.51.02.53.0 EXT,3.0 EXT,

0.5 INT,1.0 INT,

A NCHO DE FA JASEP A RA DORA CENTRA Lm0.00.00.00.00.0 1. 0 8 . 0

B OM B EO%33222

SOB RE ELEVA CIN M A XIM A%1010101010

SOB RE ELEVA CIONES P A RA GRA DOS M ENORES A L M XIM O%Sobreelevacion(Sc)=(Smax/Gmax)*Gc; Ampliaciones y Longitudes de Espirales de Transicion: Ver f igura 4.2 y Capitulo 2. AlineamientoHorizontal.

A M P LIA CIONES Y LONGITUDES M NIM A S DE TRA NSICINm

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a) Troncales o Primarias. Son parte de corredores de transporte que unen centros de poblacin importantes, generalmente de ms de cincuenta mil ( 50 000 ) habitantes, cuyas actividades generan o atraen viajes de largo Itinerario. A su vez, se subdividen en:

Autopistas (AP). Carreteras de sentidos separados fsicamente por una faja central o mediana control total de acceso, dos ( 2 ) o ms carriles por sentido de circulacin y velocidad de proyecto en el rango de 80 a 110 km/h. Sus TDPAs son mayores a cinco mil ( 5 000 ) vehculos.

Vas Rpidas (VR). Carreteras de sentidos separados fsicamente por una faja central o mediana, y velocidad de proyecto en el rango de 80 a 110 km/h; y que en relacin con uno o varios de los dems elementos ( control de acceso nmero de carriles por sentido, etc. ), no cumple con los estndares de las autopistas. Sus TDPAs van de tres mil ( 3 000 ) a cinco mil ( 5 000 ) vehculos.

b) Arterias o Secundarias. Son vas que unen poblaciones medianas o pequeas con los nodos de la red troncal, que aportan gran proporcin de los viajes de mediano y corto itinerario. Tienen un slo cuerpo, control parcial de accesos, un carril por sentido de circulacin y velocidad de proyecto en el rango de 70 a 110 km/h. Sus TDPAs van de mil quinientos (1500 a tres mil (3000) vehculos.

c) Alimentadoras. Son aqullas utilizadas por viajes de muy corto itinerario. Se subdividen en:

Colectoras ( C ). Carreteras de un slo cuerpo, control parcial de accesos, un carril por sentido de circulacin y velocidad de proyecto en el rango de 60 a 100 km/h. Sus TDPAs van de quinientos ( 500 ) a mil quinientos ( 1 500 ) vehculos.Locales ( L ). Carreteras de un slo cuerpo, sin control de acceso, un carril por sentido de circulacin y velocidad de proyecto en el rango de 50 a 80 km/h. Sus TDPAs van de cien ( 100 ) a quinientos ( 500 ) vehculos.Brechas ( Br ). Carreteras de un slo cuerpo, sin control de acceso, un carril de circulacin y velocidad de proyecto en el rango de 30 a 70 km/h. Sus TDPAs son menores a cien ( 100 ) vehculos.

La clasificacin anterior tiene adems la ventaja de que sus tres grandes categoras ( troncales arterias y alimentadoras ) pueden homologarse con las tres categoras ( primarias, secundarias y alimentadoras ) de una propuesta reciente de clasificacin de caminos y puentes para el Reglamento de Pesos y Dimensiones. Aunque parezca extrao, esta correspondencia no es muy buena ni en las normativas ms avanzadas, aunque es indispensable para garantizar que los vehculos para los que se disea un camino sean congruentes con los que operarn en el mismo ( congruencia entre el diseo y la operacin vehicular ).

Cabe sealar que en el Reglamento de Pesos y Dimensiones vigente, las carreteras se clasifican en los Tipos ET, A, B, C y D, donde:a) Carreteras Tipo ET. Son aqullas que forman parte de los ejes de transporte establecidos por la Secretara de Comunicaciones y Transportes ( SCT ), cuyas caractersticas geomtricas y estructurales permiten la operacin de todos los vehculos autorizados con las mximas dimensiones, capacidad y peso, as como de otros que por inters general autorice la SCT, y que su trnsito se confine a este tipo de caminos.b) Carreteras Tipo A. Son las que por sus caractersticas geomtricas y estructurales permiten la operacin de todos los vehculos autorizados con las mximas dimensiones, capacidad y peso excepto aquellos que por sus dimensiones y peso slo se permitan en las carreteras tipo ET.c) Carreteras Tipo B. Se refiere a las que conforman la red primaria y que atendiendo sus Caractersticas geomtricas y estructurales prestan un servicio de comunicacin interestatal adems de vincular el trnsito.d) Carreteras Tipo C. Red secundaria. Son vas que atendiendo a sus caractersticas geomtricas y estructurales, principalmente prestan servicio dentro del mbito estatal con longitudes medias estableciendo conexiones con la red primaria.e) Carreteras Tipo D. Red alimentadora. Son las que atendiendo sus caractersticas geomtricas y estructurales, principalmente prestan servicio dentro del mbito municipal con longitudes relativamente cortas, estableciendo conexiones con la red secundaria.

En la Norma Oficial Mexicana NOM-012-SCT2-1995, sobre el Peso y Dimensiones Mximas con los que Pueden Circular los Vehculos de Autotransporte que Transitan en los Caminos y Puentes de Jurisdiccin Federal, publicada en el Diario Oficial de la Federacin el 07 de enero de 1997, no se establecen los pesos y dimensiones mximas para las carreteras Tipo ET. Sin embargo, en el Reglamento de Pesos y Dimensiones se menciona que para esas carreteras, se permite la operacin de todos los vehculos autorizados con las mximas dimensiones, capacidad y peso. Por tanto, para las tipo ET, los vehculos debern cumplir con lo especificado para las carreteras Tipo A indicadas en la Norma, con la consideracin de que se permite la circulacin de los vehculos extra largos, es decir, aquellos que tienen una configuracin de tracto camin-semirremolque, de longitud mxima de 23.00 m tracto camin-semirremolque-remolque y camin-remolque, de longitud mxima de 31.00 m.

Cabe mencionar que esta propuesta no est vigente en la normativa SCT actual, por lo que se da como referencia tcnica.

Figura 2. Carreteras Tipo A2, A4 y A4S.

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Figura 3. Seccin Evolutiva en Derecho de Va de 40.0 y 100.0 m.

1.5 Volmenes de Trnsito

Se define volumen de trnsito, como el nmero de vehculos que pasan por un punto o seccin transversal dados, de un carril o de una calzada, durante un periodo de tiempo determinado.

Volmenes de Trnsito Promedio Diarios

Se define el volumen de trnsito promedio diario ( TPD ), como el nmero total de vehculos que pasan durante un periodo dado ( en das completos ) igual o menor que un ao y mayor que un da dividido entre el nmero de das del periodo. De acuerdo al nmero de das de este periodo, se presentan los siguientes volmenes de trnsito promedio diario, dados en vehculos por da.

Trnsito Promedio Diario Anual ( TDPA ).

ta TDPA = ( Ecuacin 1 ) 365 Trnsito Promedio Diario Mensual ( TPDM ).

tm TPDM = ( Ecuacin 2 ) 30

Trnsito Promedio Diario Semanal ( TPDS ).

ts TPDS = ( Ecuacin 3 ) 7

Dnde:ta = nmero total de vehculos que pasan durante un ao.tm = nmero total de vehculos que pasan durante un mes.ts = nmero total de vehculos que pasan durante una semana.

Volmenes de Trnsito Horarios

Con base en la hora seleccionada, se definen los siguientes volmenes de trnsito horarios dados en vehculos por hora.

Volumen Horario Mximo Anual ( VHMA ). Es el mximo volumen horario que ocurre en un punto o seccin de un carril o de una calzada durante un ao determinado. En otras palabras, es la hora de mayor volumen de las 8760 horas del ao.

Volumen Horario de Mxima Demanda ( VHMD ). Es el mximo nmero de vehculos que pasan por un punto o seccin de un carril o de una calzada durante 60 minutos consecutivos. Es el representativo de los periodos de mxima demanda que pueden presentarse durante un da en particular.

Volumen de la Trigsima Hora Anual. Es el volumen horario que ocurre en un punto o seccin de un carril o de una calzada durante un ao determinado, que es excedido por 29 volmenes horarios. Tambin se le denomina volumen horario de la 30ava hora de mxima demanda.

Volumen Horario de Proyecto. Es el volumen de trnsito horario que servir para determinar las caractersticas geomtricas de la vialidad. Fundamentalmente se proyecta con un volumen de trnsito pronosticado. No se trata de considerar el mximo nmero de vehculos por hora que se puede presentar en un ao, ya que se exigira inversiones demasiado cuantiosas, sino un volumen horario que pueda dar un nmero mximo de vehculos en el ao, previa convencin al respecto.

El volumen horario de proyecto, VHP, para el ao de proyecto en funcin de la hora 30ava de mxima demanda y del trnsito promedio diario anual, TPDA, se expresa como sigue: VHP = k ( TDPA) ( Ecuacin 4 )Dnde:k = Valor esperado de la relacin entre el volumen de la 30ava hora de mxima demanda y el TPDA de proyecto, para proyecciones a aos futuros en carreteras. Se recomiendan los siguientes valores de k:Para carreteras suburbanas k= 0.08Para carreteras rurales secundarias k= 0.12Para carreteras rurales principales k = 0.16TPDA = Trnsito Promedio Diario actual.

El volumen horario de proyecto en funcin de la variacin horaria y de la tasa de incremento del trnsito se expresa como sigue:

VHP = vh ( Fi ) ( TDPA ) = vh ( 1 + i )n (TDPA ) ( Ecuacin 5 )

En donde:vh = Variacin horaria = Volumen horario mximo semanal/TPDA actual.

Fi = ( 1 + i )n ( Ecuacin 6 )i = Tasa de crecimiento anual del trnsito.n = Nmero de aos del pronstico.

Uso de los Volmenes de Trnsito

Los datos de los volmenes de trnsito se utilizan ampliamente en los siguientes campos:

Planeacin.-Clasificacin Sistemtica de Redes de Carreteras.-Estimacin de los Cambios Anuales en los Volmenes de Trnsito.-Modelos de Asignacin y Distribucin de Trnsito.-Desarrollo de Programas de Mantenimiento, Mejoras y Prioridades.-Anlisis Econmicos.-Estimaciones de la Calidad del Aire.-Estimaciones del Consumo de Combustible.

Proyecto.-Aplicacin a Normas de Proyecto Geomtrico.-Requerimientos de Nuevas Carreteras.-Anlisis Estructural de Pavimentos.

Ingeniera de Trnsito.-Anlisis de Capacidad y Niveles de Servicio en Todo Tipo de Vialidades.-Caracterizacin de Flujos Vehiculares.-Zonificacin de Velocidades.-Necesidad de Dispositivos para el Control del Trnsito.-Estudio de Estacionamientos.

Seguridad.-Calculo de ndices de Accidentes y Mortalidad.-Evaluacin de Mejoras por Seguridad.

Investigacin.-Nuevas Metodologas Sobre Capacidad.-Anlisis e Investigacin en el Campo de los Accidentes y la Seguridad.-Estudio Sobre Ayudas, Programas o Dispositivos para el Cumplimiento de las Normas de Trnsito.-Estudios de Antes y Despus.-Estudios Sobre el Medio Ambiente y la Energa.

Usos Comerciales.-Hoteles y Restaurantes.-Urbanismo-Autoservicios-Actividades Recreacionales y Deportivas.

Caractersticas de los Volmenes de Trnsito

Es fundamental, en la planeacin y operacin de la circulacin vehicular, conocer las variaciones peridicas de los volmenes de trnsito dentro de las horas de mxima demanda, en las horas del da, en los das de la semana y en los meses del ao. An ms, tambin es importante conocer las variaciones de los volmenes de trnsito en funcin de su distribucin por carriles, su distribucin direccional y su composicin.

Distribucin y Composicin del Volumen de Trnsito

La distribucin de los volmenes de trnsito por carriles debe ser considerada, tanto en el proyecto como en la operacin de calles y carreteras.

Tratndose de tres o ms carriles de operacin en un sentido, el flujo asemeja una corriente hidrulica, as, al medir los volmenes de trnsito por carril, en zona urbana, la mayor velocidad y capacidad, generalmente se logran en el carril del medio; las fracciones laterales, como paradas de autobuses y taxis y las vueltas izquierdas y derechas causan un flujo ms lento en los carriles extremos, llevando el menor volumen el carril cercano a la acera.

En cuanto a la distribucin direccional, en las calles que comunican el centro de la ciudad con la periferia de la misma, el fenmeno comn que se presenta en el flujo de trnsito es de volmenes mximos hacia el centro en la maana y hacia la periferia en las tardes y noches. Es una situacin semejante al flujo y reflujo que se presenta durante los fines de semana cuando las personas que vacacionan salen de la ciudad el viernes y sbado y regresan el domingo en la tarde.

En los estudios de volmenes de trnsito muchas veces es til conocer la composicin y variacin de los distintos tipos de vehculos. La composicin vehicular se mide en trminos de porcentajes sobre el volumen total, por ejemplo el porcentaje de automviles, de autobuses y de camiones. En los pases ms adelantados con un mayor grado de motorizacin los porcentajes de autobuses y camiones en los volmenes de trnsito son bajos. En cambio, en pases con menor grado de desarrollo, el porcentaje de estos vehculos grandes y lentos es mayor.

Variacin del Volumen de Trnsito en la Hora de Mxima Demanda

Un volumen horario de mxima demanda, a menos que tenga una distribucin uniforme, no necesariamente significa que el flujo sea constante durante toda la hora. Esto significa que existen periodos cortos dentro de la hora con tazas de flujo mucho mayores a las de la hora misma. Para la hora de mxima demanda, se llama factor de la hora de mxima demanda, FHMD, a la relacin entre el Volumen Horario de Mxima Demanda VHMD, y el flujo mximo, qmax; que se presenta durante un periodo dado dentro de dicha hora. Matemticamente se expresa como:

VHMD