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Unidad I

INGENIERIA BASICA Y DISEÑO VIAL

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Clase N°3

Clasificación de proyectos viales

Clasificación de Proyectos Viales Clasificación de los Proyectos Según su Impacto Económico.

Impactos sobre el Sistema de Actividades, sobre la Generación/Atracción

de viajes y/o sobre la Distribución de Viajes.

Impactos sobre la Partición Modal.

Impacto sobre la Asignación de Flujos a la Red Vial.

Clasificación de los Proyectos Según su Impacto Ambiental.

Proyectos que sólo requieren de una “Declaración de Impacto Ambiental”,

(DIA) y que pueden requerir de uno o más estudios específicos sobre la

materia.

Proyectos que requieren de un “Estudio de Impacto Ambiental” (EIA).

En ambos casos los proyectos deben ingresar al Sistema de Evaluación de

Impacto Ambiental (SEIA).

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Clasificación de Proyectos Viales Niveles De Estudio Y Metodologías Alternativas Según Tipo De Proyecto

Los niveles o grado de profundidad creciente de los Estudios de Ingeniería

considerados en el Manual de Carreteras, son:

Idea

Perfil

Estudio Preliminar Prefactibilidad Diagnóstico Ambiental

Anteproyecto Factibilidad Impacto Ambiental (DIA o EIA)

Estudio Definitivo Actualización de Indicadores(1) (DIA o EIA)

(1) Si corresponde según se establezca en los Términos de Referencia

Específicos del Estudio (TRE) en que

DIA: Declaración de Impacto Ambiental;

EIA: Estudio de Impacto Ambiental

El símbolo implica que los estudios de las áreas de Evaluación Social y

de Evaluación y Mitigación de Impacto Ambiental, se ejecutan

simultáneamente con los estudios de ingeniería vial, realimentándose entre

sí.


Clasificación de Proyectos Viales


Estudio de Factibilidad Introducción

Esta etapa tiene dos objetivos principales. Primero, afinar y desarrollar

anteproyectos correspondientes a las alternativas seleccionadas para

garantizar que el diseño físico y operacional propuesto es factible de

implementar y estimar con un grado de precisión razonable los montos de

inversión involucrados. Y segundo, producir información relevante y

confiable que permita avalar, desde el punto de vista técnico económico, el

proceso de toma de decisión para la ejecución del proyecto.

Actividades metodológicas

Diseño físico. Recolectada del anteproyecto

Diseño operacional. Especificación de las condiciones de uso de la

vialidad, mediante un conjunto de regulaciones que constituye el sistema

de control de tránsito. Una determinación de una regulación puede implicar

modificaciones en el diseño físico.


Estudio de Factibilidad Modelación y simulación. Para evaluar una alternativa de diseño es

necesario predecir las características de la circulación en el área de

influencia del proyecto con la finalidad de estimar los consumos de

recursos asociados a las distintas situaciones y beneficios

correspondientes.

Estimación de costos y beneficios. Esta actividad tiene como finalidad

proveer toda la información necesaria para la evaluación de alternativas.

Respecto a los costos de inversión estos deberán ser valorizados a precios

sociales.

Evaluación. Tiene como objetivo principal entregar la información

relevante para apoyar el proceso de toma de decisiones. Para tal efecto se

determinan los indicadores de rentabilidad de corto y largo plazo y los

análisis de sensibilidad correspondientes. Este análisis es complementado

con el de los impactos sociales y ambientales para ofrecer una perspectiva

amplia, y lo más rigurosa posible, de los efectos de la alternativa sobre el

conjunto de actividades y personas que tienen relación con el área sujeta al

proyecta a proyecto.


Ciclo de vida de un Proyecto Vial


Ingeniería Básica Introducción

Dependiendo del tipo proyecto vial se requerirá realizar estudios de

Ingeniería básica, los cuales abarcan principalmente:

Aspectos geodésicos y topográficos.

Aspectos de hidrología, hidráulica y transporte de sedimentos.

Aspectos geotécnicos.

Demanda y características del transito.

Aspectos ambientales – impacto y mitigación.

Ingeniería básica en proyectos de puentes y estructuras afines.

Sistema de Unidades

En todos los trabajos topográficos se aplicará el Sistema Internacional de

Unidades (SI).

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Ingeniería Básica Medidas Angulares

Las medidas angulares se expresarán siempre en grados de arco

centesimal y sus decimales. Sus símbolos de abreviatura serán: grados (g),

minutos (c), segundos (cc). La única excepción a lo anterior la constituirán

las coordenadas geodésicas curvilíneas que indican la latitud () y la

longitud () de un punto sobre el elipsoide que se expresarán en grados

sexagesimales (°) minutos (’) y segundos (”).

Medidas de Longitud

Las medidas de longitud se expresarán en metros (m) y cuando se esté

indicando una distancia acumulada a un cierto origen, se le antepondrá la

sigla “Dm”, que significa “Distancia Acumulada expresada en metros”, se

expresará en metros como Dm 252.324,843 empleando punto para los

miles y coma para separar los submúltiplos, centímetros (cm) y milímetros

(mm). En el caso de la señalización vial las distancias a un cierto destino o

la longitud de un tramo se expresará en km, sin decimales y las

velocidades en km/h.


Ingeniería Básica Referenciación Planimétrica En Terreno

Los trabajos topográficos para el estudio de obras viales quedarán

referidos a bases con coordenadas geodésicas (WGS-84), determinadas

mediante GPS.

Referencia Altimétrica

Los estudios de carreteras y caminos estarán referidos al nivel medio del

mar (NMM), para lo cual bastará con ligarse a un punto de nivelación (PN)

de la Red Altimétrica materializada por el IGM. Si en la zona del estudio no

existieran puntos de dicha red, la Dirección de Vialidad podrá autorizar se

determine la cota de partida desde un sistema local, determinándola con

GPS, la que deberá ser corregida mediante el modelo EGM-96

previamente.


Ingeniería Básica Nivelación del Perfil Longitudinal

El levantamiento del perfil longitudinal en terreno corresponde a una

nivelación geométrica de todas las estacas que lo conforman, llevando a un

registro las lecturas que se observen conjuntamente con la distancia

acumulada a cada punto. El registro que conviene emplear es del tipo “Por

Cota Instrumental”. Antes de iniciar la nivelación geométrica del perfil

longitudinal se deben establecer, a lo largo del estacado y a una distancia

conveniente, de él, puntos de referencia de cota (PR). Estos puntos de

referencia se ubicarán, ni tan distantes del eje del trazado como para que

las medidas importen trabajo excesivo, ni tan cercanos como para que se

vean comprometidos por el movimiento de tierras o labores auxiliares de la

construcción de la obra. En todo caso su ubicación debe efectuarse sobre

terreno estable y serán debidamente monumentados. La distancia entre PR

no debe superar los 500 m, y se intercalarán PR auxiliares en las

proximidades de las obras especiales. Los PR estarán ligados a la red de

Puntos de Referencia Principales (PRP), utilizada en la etapa de

levantamiento. Toda vez que sea posible la red de PR que se lleva junto al

trazado se cerrará contra algún PRP. La tolerancia en el cierre será de (m),

en que k es la distancia del circuito en kilómetros.


Ingeniería Básica Perfiles Transversales De Terreno

El perfil transversal tiene por objeto presentar, en un corte por un plano

transversal, la posición que tendrá la obra proyectada respecto del terreno

y, a partir de esta información, determinar las distintas cantidades de obra,

ya sea en forma gráfica o analítica.

Para efectuar el levantamiento de perfiles transversales se procederá de la

siguiente manera:

Definición del Perfil Transversal. En cada estaca del perfil longitudinal, al

momento de levantar un perfil transversal, se debe definir un eje

transversal en la forma más perfecta posible, ya que un error de

dirección significará un error sistemático de las evaluaciones

posteriores. Se puede recurrir a procedimientos auxiliares en mérito de

una mayor precisión; es el caso del replanteo del ángulo recto con

ayuda de medidas con cinta métrica o escuadras de reflexión. El eje

transversal así definido se puede señalizar, mientras dure su

levantamiento con jalones u otro elemento de instalación provisoria.


Ingeniería Básica Levantamiento de los Puntos Singulares. Para la confección del perfil

transversal se deben tomar todos los puntos que definan o ayuden a

definir cambios de pendiente del terreno, cruce de canales, cercos, y

cualquier otro detalle de interés o punto singular; en todo caso debe

haber, a lo menos, un punto cada 10 m.

Las distancias horizontales se miden con cinta métrica y precisión corriente

(cuidando su horizontalidad, etc.). En casos de fuerte pendiente se puede

medir con cinta métrica la distancia inclinada y reducirla a la horizontal con

una lectura del ángulo vertical al minuto.


Ingeniería Básica Sistemas de Replanteo de una Obra Vial

Básicamente pueden darse dos situaciones extremas, dependiendo de la

localización del trazado respecto de sistema de transporte de coordenadas

(STC), materializado en terreno en la etapa de Anteproyecto.

a) Que no exista un STC materializado en terreno o que éste se

encuentre muy distante del trazado, caso en que será necesario abordar el

replanteo materializando en primer término la poligonal definida por las

alineaciones, rectas y tangentes, que presenta la estructura general del eje

del trazado. Es decir se replantea navegando con los datos del Cuadro de

Rectas y Curvas. En todo caso deberán establecerse como mínimo, Líneas

Base GPS al inicio y termino del proyecto, según se explícita más adelante.


Ingeniería Básica Sistemas de Replanteo de una Obra Vial

En este caso dicha poligonal constituye un sistema de transporte de

coordenadas en sí, pero por el procedimiento empleado poseerá una

precisión reducida, debiendo verificarse en el terreno mismo que la

poligonal replanteada represente realmente lo proyectado, es decir se

emplace según lo estudiado, y que su estructura general posea un cierre

razonable contra las Líneas Base materializadas.

b) Cuando existe un STC la estructura general del eje se replanteará

desde estaciones de dicho sistema y la densificación del eje podrá

ejecutarse a partir de la estructura general ya replanteada, en especial en

el caso de las rectas, o bien, desde las estaciones del STC. El eje

replanteado va siempre ligado al STC y, por lo tanto, no se requieren

operaciones de cierre para el conjunto del trabajo, ya que éstas se ejecutan

para cada uno de los alineamientos que definen la estructura general del

trazado.


Aspectos geotécnicos Introducción

Desde las primeras fases del estudio de una obra vial, el Proyectista de

Carreteras deberá trabajar en forma coordinada con el ingeniero

especialista en Geotecnia. En la etapa de identificación de rutas posibles,

la oportuna detección de zonas conflictivas desde el punto de vista

geotécnico, puede aconsejar que se abandone una ruta que pudiera

parecer atrayente por consideraciones de trazado.

En los diversos niveles de estudio el ingeniero especialista irá detectando

con grados de precisión creciente, aspectos tales como:

Identificación de sectores específicos con características geotécnicas

desfavorables.

Sectorización de la zona de emplazamiento del trazado, definiendo el perfil

estratigráfico pertinente y sus propiedades.

Todo ello orientado a establecer la capacidad de soporte del terreno

natural, así como los taludes seguros para terraplenes y cortes, asociados

a los distintos materiales.

17 OVI-7201. OBRAS VIALES. Profesor Herman Leyton V. CLASE Nº 03.

Aspectos geotécnicos Condiciones de fundación de estructuras, obras de arte y obras anexas.

Aspectos de drenaje incidentes en el problema geotécnico.

Disponibilidad de yacimientos de materiales.

Las características geotécnicas de los materiales que pueden presentarse

a lo largo del emplazamiento de una carretera son variadas, pudiendo

experimentar cambios radicales entre sectores muy próximos. No es

posible, por lo tanto, definir a priori un procedimiento de estudio de tipo

general. En consecuencia, deberá ser el ingeniero especialista quien vaya

definiendo, en las diversas etapas, los estudios específicos que deberán

ejecutarse.

Mecánica de suelos

Naturaleza de los suelos

Se definen a las Rocas como Materias sólidas minerales que se presentan

en masas o fragmentos y se clasifican según su origen como Ígneas,

Sedimentarias o Metamórficas. Los suelos son sedimentos u otras

acumulaciones de partículas sólidas producidas por la desintegración,

descomposición y/o transportación física y/o química de las rocas.


Sistemas de clasificación de suelos Sistema unificado de clasificación de suelos USCS

Deriva de un sistema desarrollado por A. Casagrande, divide los suelos en

dos grandes grupos, de granos gruesos y de granos finos. Los primeros

tienen más del 50 % en peso de granos mayores que 0,08 mm; se

representan por el símbolo G si más de la mitad, en peso, de las partículas

gruesas son retenidas en tamiz 5 mm, y por el símbolo S sí más de la

mitad pasa por tamiz 5 mm.

A la G o a la S se les agrega una segunda letra que describe la graduación:

W, buena graduación con poco o ningún fino; P, graduación pobre,

uniforme o discontinua con poco o ningún fino; M, que contiene limo o limo

y arena; C, que contiene arcilla o arena y arcilla.

Los suelos finos, con más del 50 por ciento bajo tamiz 0,08 mm, se dividen

en tres grupos, las arcillas (C), los limos (M) y limos o arcillas orgánicos

(O).

Estos símbolos están seguidos por una segunda letra que depende de la

magnitud del límite líquido e indica la compresibilidad relativa: L, si el límite

líquido es menor a 50 y H, si es mayor.


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SISTEMA CLASIFICACION USCS

FINOS (≥ 50 % pasa )

Tipo de Suelo Símbolo Lim. Liq.

wl

Indice de Plasticidad

* IP

Limos Inorgánicos

ML < 50

< 0.73 (wl – 20)

ó < 4

MH > 50 < 0.73 (wl – 20)

Arcillas inorgánicas

CL < 50

> 0.73 (wl – 20)

y > 7

CH > 50 > 0.73 (wl – 20)

Limos o arcillas orgánicas

OL < 50 ** wl seco al horno

≤ 75 % del wl seco al aire

OH > 50

Altamente orgánicos P1 Materia orgánica fibrosa se carboniza, se quema o se pone incandescente.

Si IP 0.73 (wl – 20) ó si IP entre 4 y 7

E IP > 0.73 (wl – 20), usar símbolo doble:

CL-ML, CH-OH

** Si tiene olor orgánico debe determinarse adicionalmente wl seco al horno

Si wl = 50; CL-CH ó ML-MH


21

SISTEMA CLASIFICACION USCS

GRUESOS (< 50 % pasa )

Tipo de Suelo

Símbolo % RET . % Pasa CU CC ** IP

Gravas

GW

50% de lo ret. En

< 5 > 4 3

GP ≤ 6 <1ó>3

GM

> 12

< 0.73 (wl-20 ó <4

GC > 0.73 (wl-20)

ó >7

Arenas

SW

< 50% de lo ret. En

< 5 > 6 3

SP ≤ 6 <1ó>3

SM

> 12

< 0.73 (wl-20) ó <4

SC > 0.73 (wl-20)

y >7

* Entre 5 y 12% usar símbolo doble como GW-GC, GP-GM,SW-SM, SP-SC.

** Si IP 0.73 (wl-20) ó si IP entre 4 y 7 e

IP>0.73 (wl-20), usar símbolo doble: GM-GC, SM-SC.

En casos dudosos favorecer clasificación menos plástica

Ej: GW-GM en vez de GW-GC.

10

60CU

1060

30CC

2


Sistemas de clasificación de suelos Sistema AASHTO

Sistema de clasificación de suelos creado por El Departamento de

Caminos Públicos de USA (Bureau of Public Roads) en 1929 y modificado

en 1945. Este sistema describe un procedimiento para clasificar suelos en

siete grupos, basado en las determinaciones de laboratorio de

granulometría, límite líquido e índice de plasticidad. La evaluación en cada

grupo se hace mediante un "índice de grupo", el cual se calcula por la

fórmula empírica:

IG = (F - 35) (0,2 + 0.005 (Wl - 40)) + 0,01 (F - 15) (IP - 10).

En que:

F: Porcentaje que pasa por 0.08 mm, expresado en números enteros

basado solamente en el material que pasa por 80 mm.

Wl: Límite Líquido.

IP: Índice de Plasticidad.

Se informa en números enteros y si es negativo se informa igual a 0.


24

SISTEMA DE CLASIFICACION AASHTO

Clasif general Suelos Granulares (≤ 35 % pasa ) Suelos Finos (> 35 % bajo )

Grupo A-1

A-3

A-2 A-4 A-5 A-6 A-7

Sub-Grupo

A-1a A-1b A-2-4 A-2-5 A-2-6* A-2-7**

A-7-5

A-7-6

≤ 50

≤ 30 ≤ 50 ≥ 51

≤ 15 ≤ 25 ≤10 ≤35 ≥ 36

Wl ≤40 ≥41 ≤40 ≥41 ≤40 ≥41 ≤40 ≥41

IP ≤ 6 NP ≤10 ≤10 ≥11 ≥11 ≤10 ≤10 ≥11 ≥11

CBR 40-80 ≤20 ≥20 20-40 ≤15 ≤10 ≤15 ≤5

Descripción

Gravas y arenas Arena

fina

Gravas y Arenas

Limosas y Arcillosas Suelos Limosos Suelos Arcillosos

A – 7 – 5 : IP ≤ (wL – 30) A – 7 – 6 : IP > (wL – 30)

IG = (B/0.08 – 35) (0.2 + 0.005 (wl – 40)) + (B/0.08 – 15) (IP – 10) * 0.01

* Para A–2–6 y A–2–7: IG= (B/0.08 – 15) (IP – 10) * 0.01


Clasificación de suelos

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Grava

Pasa la malla de 3 pulgadas y se retiene en la de 2 mm. Las partículas

mayores se conocen como enrocamientos.

Suelo gravoso es duro y posee muchos

minerales ya que se compone de la

acumulación de fragmentos de rocas

sueltas corresponde al el mas resistente

y no tiene plasticidad

Arena

Pasan la malla de 2 mm y se retienen en la de .074 mm.

Suelo arenoso es ligero y filtra el agua

rápidamente. Tiene baja materia orgánica

por lo que no es muy fértil.


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Clasificación de suelos

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Arcilla

Es un material cohesivo y sus partículas pasan la malla de .005 mm.

Presentan plasticidad dependiendo del contenido de humedad y son muy

compresibles.

Un suelo arcilloso es un terreno pesado

que no filtra casi el agua. Es pegajoso,

plástico en estado húmedo y posee

muchos nutrientes y materia orgánica.

Limo

Es un material más pequeño que la arena y se retiene en la malla de .005 mm.

Este es poco resistente, tiene poca humedad y es poco compresible.

Un suelo limoso es estéril, pedregoso y

filtra el agua con rapidez. La materia

orgánica que contiene se descompone

muy rápido.


Definiciones Control de acceso: acción de la Autoridad por la cual se limita parcial o

totalmente el derecho de los dueños ocupantes de la propiedad adyacente

o de las personas en tránsito, acceder a una carretera.

Caminos Laterales o de Servicio: Es un camino que se construye

adyacente a una Autopista, Autorruta o Carretera Primaria y tiene como

objetivos, controlar el acceso a las vías expresas, dar acceso a la

propiedad colindante, restituir la continuidad del sistema local de caminos o

calles previamente existentes y evitar recorridos excesivamente largos

provocados por la construcción de la vía expresa.

Instalaciones al Lado de la Carretera: En carreteras con control de

acceso están normadas las instalaciones al lado de ellas en cuanto a su

frecuencia, ubicación, obstrucciones a la visibilidad, etc.


Definiciones Facilidad para Peatones: La norma determina responsabilidades al Fisco

y Municipalidades respecto de la construcción de aceras y veredas en

sectores de paradas de buses, senderos y pasarelas.

Capacidad de una Carretera: Intensidad máxima de vehículos que

pueden pasar por una sección de un camino bajo las condiciones

prevalecientes del tránsito.

Niveles de Servicio: Se definen 6 Niveles de Servicio A, B, C, D, E y F y

dependen de las condiciones del flujo vehicular y la libertad del conductor

de seleccionar su velocidad, es decir, el Nivel A: representa la condición de

flujo libre permitiendo altas velocidades a elección del conductor. Por el

contrario el Nivel F: describe el flujo forzado a bajas velocidades

correspondiente a la que el usuario describe como “taco en la carretera”.

Tránsito Medio Diario Anual (TMDA). Promedio aritmético de los

volúmenes diarios durante todo el año en un tramo.


Definiciones

Clasificación por tipo de vehículo. Expresa en porcentaje la participación

que le corresponde el TMDA a las diferentes categorías de vehículos.

Vehículos livianos: Automóviles, camionetas hasta 1.500 Kg.

Locomoción colectiva: Buses Rurales e Interurbanos.

Camiones: Unidad Simple para transporte de carga.

Semirremolques y remolques: Unidad compuesta para transporte de

carga.

Demanda Horaria. En caminos de alto tránsito es el Volumen Horario de

Diseño (VHD) y no el TMDA, lo que determina las características del

proyecto para evitar congestión y determinar condiciones aceptables de

servicio.

Crecimiento del tránsito. Deben establecerse los volúmenes de tránsito

del año de la puesta en servicio y los del año horizonte con ello elaborar

eventualmente un programa de construcción por etapas.


Velocidades en el diseño vial Velocidad de Proyecto (Vp): Velocidad que permite definir las |características

geométricas mínimas de los elementos del trazado bajo condiciones de seguridad y

comodidad. Se usará para efectos del sistema de clasificación funcional para

Diseño.

Velocidad Específica (Ve): Es la máxima velocidad a la cual se puede circular por

un elemento del trazado, considerado individualmente, en condiciones de seguridad

y comodidad, encontrándose el pavimento húmedo, los neumáticos en buen estado

y sin que existan otras condiciones meteorológicas, del tránsito, del estado del

pavimento o del entorno de la vía, que impongan limitaciones a la velocidad. La

velocidad específica se aplica a los elementos curvos de la planta.

Velocidad de Operación (Vop): Es la velocidad media de desplazamiento que

pueden lograr los usuarios de un tramo de la carretera de una Vp dada, bajo las

condiciones prevalecientes del tránsito, del estado del pavimento, meteorológicas y

grado de relación de esta con otras vías y con la propiedad adyacente.

Velocidad Percentil 85 (V85%). Es aquella velocidad no superada por el 85% de los

usuarios de un tramo de características homogéneas, bajo las condiciones

prevalecientes del tránsito, estado del pavimento, meteorológica y grado de relación

de éste con otras vías y con la propiedad adyacente. Suele ser mayor que la

velocidad de proyecto.


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PRÓXIMA CLASE …


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