notas dg 4 movimiento suelos

Infraestructura del transporte terrestreDiseño Geométrico

Movimiento de Suelos

Ing. Roberto D. [email protected]

Ing. Arturo [email protected]

2 Roberto D. Agosta – Arturo Papazian – marzo de 2006

Movimiento de SuelosGeneralidades

El factor primordial que se considera para trazar la rasante es el volumen de movimiento de suelos que será necesario efectuar.

Método básico: trazar la rasante lo más cerca posible del nivel del terreno natural.

Llano Ondulado Montañoso

Método aplicado: trazar la rasante de modo que exista un balance entre el volumen excavado y el volumen de terraplén => minimizar el movimiento de suelos.

Consideraciones: Puntos fijos (FFCC, caminos y puentes existentes) Altura suficiente sobre niveles de agua Distancia visual mínima

Dificultad creciente


Movimiento de SuelosPendientes longitudinales máximas

iL,MAX = f (VD , Clasificación funcional , topografía)

Velocidad Directriz

Plano Ondulado MontañosoVelocidad Directriz

Plano Ondulado Montañoso

km/h Pendientes % km/h Pendientes %

60 5 6 8 80 4 5 670 5 6 7 90 4 5 680 4 5 7 100 3 4 690 4 5 6 110 3 4 5100 3 4 6 120 3 4 -110 3 4 5 Fuente: AASHTO-1994 - Tabla VIII-1

120 3 4 5Fuente: AASHTO-1994 - Tabla VII-1

Velocidad Directriz

Plano Ondulado MontañosoVelocidad Directriz

Plano Ondulado Montañoso

km/h Pendientes % km/h Pendientes %

30 7 10 12 30 9 12 1440 7 10 11 40 9 12 1350 7 9 10 50 9 11 1260 7 8 10 60 9 10 1270 7 8 10 70 8 9 1180 6 7 9 80 7 8 1090 6 7 9 90 7 8 10100 5 6 8 100 6 7 9110 4 5 6 110 5 9 7

Fuente: AASHTO-1994 - Tabla VI-3 Fuente: AASHTO-1994 - Tabla VI-3

Arteriales rurales y urbanos Autopistas

Colectores rurales Colectores urbanos


Secciones Transversales: Son proyecciones sobre un plano perpendicular el eje del camino. Las secciones se toman cada x (m) de acuerdo a la topografía de la zona y se calculan las áreas.

Volumen de Suelo entre Secciones: Una vez calculadas las áreas, se toma el volumen entre dos secciones considerando que la traza entre las mismas es recta.

Sección en Terraplén Sección en DesmonteSemiperfil en Terraplén y

Desmonte

A1

A2

Am

d

Si d es pequeño se puede tomar: 2

21 AAAm

Con lo cual el volumen resulta: dAV m *

Movimiento de SuelosCálculo de volúmenes


Movimiento de SuelosConsolidación o compactación


Movimiento de SuelosCálculo de volúmenes

Nº AD AT L VD VT VCOMP VTT VN(D-T) VNA

m2 m2 m m3 m3 m3 m3 m3 m3

18 + 000 0 0,3 1,7 10% 018 + 050 1 0,2 4,6 50 13 158 16 173 -161 -16118 + 100 2 0,2 9,0 50 10 340 34 374 -364 -52518 + 150 3 0,4 11,2 50 15 505 51 556 -541 -1.06518 + 200 4 0,0 14,1 50 10 633 63 696 -686 -1.75118 + 250 5 0,0 11,3 50 0 635 64 699 -699 -2.45018 + 300 6 4,2 1,9 50 105 330 33 363 -258 -2.70818 + 350 7 8,8 0,5 50 325 60 6 66 259 -2.44918 + 400 8 7,8 0,2 50 415 18 2 19 396 -2.05318 + 450 9 8,5 0,0 50 408 5 1 6 402 -1.65118 + 500 10 7,8 0,0 50 408 0 0 0 408 -1.24318 + 550 11 6,4 0,0 50 355 0 0 0 355 -88818 + 600 12 5,4 0,0 50 295 0 0 0 295 -59318 + 650 13 5,2 0,0 50 265 0 0 0 265 -32818 + 700 14 5,0 0,4 50 255 10 1 11 244 -8418 + 750 15 4,8 1,8 50 245 55 6 61 185 10018 + 800 16 6,6 2,4 50 285 105 11 116 170 27018 + 850 17 7,4 3,8 50 350 155 16 171 180 44918 + 900 18 3,0 5,2 50 260 225 23 248 13 46218 + 950 19 0,2 5,4 50 80 265 27 292 -212 25019 + 000 20 0,0 4,0 50 5 235 24 259 -254 -3

Estación

Área extrema (m2) Volumen (m3) Volumen neto (m3)


Rasante

Curva de volúmenes

Puntos de paso

Vol

umen

acu

mul

ado

Terraplén DesmonteDesmonte

Progresivas (km)

Terreno Natural

Movimiento de SuelosDiagrama de Bruckner



1. La ordenada de un punto cualquiera mide el volumen acumulado neto (en m3) desde el origen (arbitrario).

2. La curva de volúmenes presenta una pendiente ascendente cuando la sección anterior es un desmonte, y descendente cuando es un terraplén.

3. Un máximo o un mínimo de la curva de volúmenes, corresponde a un punto de paso.

4. La diferencia de ordenadas entre dos estaciones cualesquiera, representa la acumulación neta entre ellas (mide el volumen disponible entre ellas).



5. Entre las secciones correspondientes a los puntos de intersección de una horizontal cualquiera con la curva de volúmenes, existe compensación entre desmonte y terraplén (acumulación neta =0).El volumen total de tierra a transportar está dado por la ordenada máxima.


área ACE = área FBDG

área 1 = área 2

área 3 = área 4

máxima ordenadacámara o onda la de área

DMT


6. El área de cada cámara de compensación respecto a una horizontal cualquiera mide el momento de transporte. El área dividida por la ordenada máxima es la distancia media de transporte (DMT). Existe entonces un rectángulo de área equivalente al área de la onda y que tiene por altura el volumen de tierra a transportar.


Movimiento de SuelosDiagrama de Bruckner (ejemplo)

-3.000

-2.500

-2.000

-1.500

-1.000

-500

0

500

1.000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Nº Estación

Vo

lum

en

Ac

um

ula

do

(m

3)


Movimiento de SuelosCompensación longitudinal de suelos


Movimiento de SuelosCompensación longitudinal de suelos

Momento de transporteDMT - Distancia Media de Transporte: distancia entre los centros de gravedad del volumen en su posición original y después de colocado en el terraplén.

DCT - Distancia Común de Transporte: distancia de transporte que no recibe pago directo = 300 m (3 Hm)

DET - Distancia Excedente de Transporte: es la diferencia entre la DMT y la DCT.

MT - Momento de Transporte: es el producto del volumen transportado por la DET.

MT [Hm-m3] = vol. tierra [m3] * (DMT – DCT) [Hm]

Costo mínimo de transportePara minimizar el costo, la suma de las bases de los “valles”, debe ser igual a la suma de las bases de los “montes”.

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