UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE FACULTAD DE INGENIERIA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA GEOGRAFICA

INSPECCION TOPOGRFICA EN OBRAS VIALES. APLICACIN RUTA TRAIGUEN LOS SAUCES, IX REGION.

TRABAJO DE TITULACION PRESENTADO EN CONFORMIDAD A LOS REQUISITOS PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO DE EJECUCIN EN GEOMENSURA

PROFESOR GUIA: WALTERIO GONZALEZ B.

MATIAS ALFREDO CARVAJAL LEIVA 2001

INDICE

CAPITULO 1. 1.0.1. 1.1 1.2

INTRODUCCION. 2 3 4

Objetivos Antecedentes Fsicos del Proyecto. Identificacin del Proyecto.

CAPITULO 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.1.3. 2.1.4. 2.1.5. 2.1.6. 2.1.7. 2.2. 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4.

FUNDAMENTO TEORICO 5 6 7 10 11 11 12 13 18 18 19 21 22

Diseo Geomtrico. Factores que Influyen en el Diseo Geomtrico. Clasificacin de Caminos. Demandas y Caractersticas de Trnsito. Velocidad de Diseo. Velocidad de Operacin. Efectos de los Vehculos sobre el Diseo Geomtrico. Visibilidad en la Va. Alineaciones del Proyecto. Trazado de la Va. Alineamiento Horizontal. Alineamiento Recto. Curvas Horizontales.

2.2.5. 2.2.6. 2.2.6.1. 2.2.7. 2.2.8. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5.

Curvas Circulares. Arcos de Enlace o Transicin. La Clotoide. Alineamiento Vertical. Curvas Verticales. Seccin Transversal. La Calzada. Bombeos. Las Bermas. La Mediana. Sobreanchos de Compactacin.

23 28 29 37 41 46 47 47 48 49 49

2.4. 2.4.1. 2.4.2. 2.4.3.

Nivelaciones. Nivelacin Geomtrica Nivelacin Geomtrica Cerrada. Nivelacin Geomtrica Abierta.

50 50 51 51

CAPITULO 3. 3.1. 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3.

MEDICIONES. 52 52 55. 59

Mediciones de Distancias. Mediciones con Cinta. Mediciones por Estada Medicin Electrnica

3.2. 3.2.1. 3.2.2.

Medicin de Angulos Precisos. Medicin por Mtodo de Repeticin. Medicin por Mtodo de Reiteracin.

59 60 61

3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3.

Mtodos de Nivelacin Cerrada. Nivelacin Cerrada. Nivelacin Paralela. Nivelacin por Doble Posicin Instrumental.

63 64 65 66

CAPITULO 4. 4.1. 4.1.1.

CONTROLES TOPOGRAFICOS. 66 68

Reconocimiento General del Proyecto. Mantencin del Balizado y Puntos de Control.

4.2. 4.2.1. 4.2.2.1. 4.2.2.2.

Instrumental Utilizado. Estacin Total TopCon GTS-313 Funciones de la Estacin Total. Verificacin y Correccin de la Estacin Total.

69 70 71 72

4.3. 4.3.1. 4.3.2. 4.3.3.

Controles y Chequeos Topogrficos Control de P.R. Control de Vrtices Coordenados. Control de Canchas de Subrasante, Subbase y Base.

74. 74 77 8

4.3.4. 4.3.5. 4.3.6.

Control de Obras de Arte. Control de Subdrenes. Control de Fosos y Contrafosos.

86 88 91

CAPITULO 5. -

REPLANTEOS.

5.1. 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3.

Mtodo Planimtrico para el Replanteo de Puntos. Mtodo de Replanteo Radial. Mtodo de Replanteo por Interseccin de Visuales. Mtodo de Replanteo por Coordenadas.

94 94 97 99

5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.2.2.1. 5.2.3.

Replanteo de Curvas Circulares. Clculo de los Elementos de la Curva Circular. Replanteo de Curvas Circulares por Deflexiones. Replanteo de Curvas Circulares con Vrtice Inaccesible. Mtodo de Replanteo por coordenadas Polares.

103 103 104 107 109

5.3. 5.3.1. 5.3.2.

Replanteo de Clotoides. Clculo de los Elementos de la Clotoide Replanteo de Clotoide por Mtodo de Deflexiones.

111 112 113

CAPITULO 6. -

CUBICACION PARA EL MOVIMIENTO DE TIERRA

6.1. 6.2. 6.3.

Determinacin de Superficies de Contorno Poligonal. Determinacin de Superficie de Contorno Curvo. Calculo de Volmenes.

117 120 121

CAPITULO 7. -

CONCLUSIONES

125

CAPITULO 8. -

BIBLIOGRAFA

128

RESUMEN

En el siguiente trabajo de titulacin se abordan las distintas materias y funciones topogrficas que se deben desarrollar en la ejecucin de un proyecto vial. El enfoque que se entregar en el presente trabajo ser desde el punto de vista de la Inspeccin Topogrfica de Obras y desde este perfil se abordar un anlisis de una obra vial y que demandarn la intervencin del profesional encargado del control topogrfico. Para fines de la inspeccin, este trabajo se orientar al llamado control topogrfico de obras viales, entregando adems las principales exigencias y tolerancias que este servicio plantea en relacin con esta rea fundamental de todo proyecto vial. Tambin se podrn encontrar temas relacionados con los procedimientos utilizados en los controles previos a la construccin de un camino, a fin e evitar errores en la construccin de ella, donde se realizar un estudio de los procedimientos utilizados en terreno para el replanteo de la va, los clculos y procedimientos utilizados en el desarrollo de proyecto.

Capitulo 1. INTRODUCCIN

Hoy en da existe en nuestro pas, la necesidad de construir nuevos caminos, nuevos trazados, mejorar caminos ya existentes o mantener vas ya construidas, adems existe la necesidad de construir muchas otras obras, tales como: tneles, puentes, aeropuertos, etc. En resumen son muchas las obras viales que se necesitan realizar para que el desarrollo y crecimiento econmico del pas no se estanque, o a lo menos sea sostenido.

En la actualidad la Direccin de Vialidad del Ministerio de Obras Pblicas, a travs de una propuesta pblica licita la construccin de obras viales adjudicndolas a Empresas Constructoras privadas, las cuales estn a cargo de la ejecucin y construccin de dicho proyecto, para lo cual la Direccin de Vialidad junto con el apoyo de otra empresa privada llamada Asesora a la Inspeccin Fiscal asegura que las bases y especificaciones del proyecto se cumplan a cabalidad por la Empresa Constructora, para as establecer los requisitos de calidad y construccin de una obra de ingeniera vial.

Para el logro de esto debe existir una poltica de control permanente por parte de las empresas encargadas de la construccin o inspeccin de las obras, lo que conlleva a una interaccin de las labores de cada profesional en cada una de las etapas de construccin, con el fin de detectar oportunamente errores, diferencias o variaciones con respecto al proyecto original.

El presente trabajo muestra el papel que desempea el Ingeniero de Ejecucin en Geomensura en la Asesora a la Inspeccin Fiscal, ya que su presencia junto a un grupo de profesionales son los que

controlan la ejecucin de las obras del contrato. Adems de un control cualitativo (calidad de ejecucin) se llevar un control cuantitativo de las obras ejecutadas y con este control la Asesora a la Inspeccin Fiscal tendr un resumen de avance semanal, quincenal o mensual segn el requerimiento de la Inspeccin Fiscal.

1.0.1. - Objetivo General El objetivo general del presente trabajo es entregar un anlisis y un detalle completo de todas las funciones y trabajos topogrficos que se deben realizar en la construccin e inspeccin de un proyecto vial. Adems se deben aportar los fundamentos tericos que actan como base sustentable para la evaluacin de los trabajos topogrficos. Dentro de los objetivos de este trabajo, se desarrollarn los pasos lgicos a seguir dentro del proceso constructivo del proyecto, enfocados desde el punto de vista de la labor que desempea el Ingeniero Geomensor en la inspeccin topogrfica. Adems se entregar un mtodo de replanteo con instrumental digital en las labores que se destinen para ello, sin dejar de lado la utilizacin de los instrumentos anlogos en la topografa vial.

1.0.2.- Objetivos Especficos Dentro de los objetivos de este trabajo, se desarrollarn los pasos lgicos a seguir dentro del proceso constructivo del proyecto, enfocados desde el punto de vista de la labor que desempea el Ingeniero Geomensor en la inspeccin topogrfica. Adems se entregar un mtodo de replanteo con instrumental digital en la labores que se distinguen para ello, sin dejar de lado la utilizacin e los instrumentos anlogos en la topografa vial.

1.1. ANTECEDENTES FISICOS DEL PROYECTO El proyecto referencial se lleva a cabo en la IX Regin entre las ciudades de Traigun y Los Sauces, donde el clima predominante es templado clido, con estaciones lluviosas En la ciudad de Traigun la temperatura media anual es de 12,2 C. siendo el mes de Julio el mas fro con una media de 7,6 C. mientras que las ms altas temperaturas se registran habitualmente en Enero, Febrero y Marzo, considerados meses secos, ya que generalmente en ellos se registran precipitaciones ocasionales de escasa magnitud. En la IX Regin predominan los suelos hmedos, pardo y rojizos divididos de acuerdo a sus caractersticas fisiogrficas en tres grupos: a) b) c) Los que ocupan posicin alta y cerros abruptos. Los que se sitan en una posicin intermedia y presentan lomajes suaves. Los suelos planos, es decir las vegas y las depresiones pequeas. Entre Traigun y los Sauces se pueden apreciar los suelos altos con topografa escarpada y cerros abruptos, en los cuales se presentan pendientes y gradientes medias y fuertes. Los campos son amarillos, por el color de la paja, y en kilmetros no se ve ni un solo rbol ni arbustos, lo cual es producto de los lugareos que arrasaron con la flora autctona, producindose una espantosa erosin que empobreci la tierra siendo hoy la solucin la plantacin del bosque de pino en sectores forestales.

1.2. IDENTIFICACIN DEL PROYECTO

El Ministerio de Obras Pblicas para llevar a cabo el proyecto, por intermedio de una publicacin en el Diario Oficial y diarios importantes de la Regin llama a concurso de licitacin a las empresas constructoras, las cuales deben encontrarse inscritas en el Registro General de Contratistas, al que

divide en Primera, Segunda y Tercera categora. La clasificacin de las categoras es de acuerdo con la experiencia y capacidad econmica.

Los contratistas que cumplan con la categora solicitada y quieran participar en la propuesta deben comprar las Bases del Concurso, donde aparecen los requisitos solicitados por el Ministerio de Obras Pblicas y el presupuesto oficial.

El contratista antes de la presentacin de su oferta, debe estudiar cuidadosamente el lugar de trabajo, los planos, especificaciones y dems documentos de la propuesta. Las propuestas se presentan en dos sobres cerrados, Propuesta y Documentos anexos, en ambos sobres se indicar el nombre, firma y domicilio del proponente.

Las propuestas se abren ante los funcionarios autorizados el da y hora indicada. La propuesta es adjudicada a la empresa que se encuentre mejor calificada para desempear la obra. Una vez adjudicada, el contratista debe esperar que salga la resolucin por parte de la direccin contratante, en este caso es la Direccin de Vialidad.

Capitulo 2. FUNDAMENTO TEORICO

Es importante entregar previamente algunos conceptos bsicos que faciliten una mayor comprensin del presente trabajo.

El camino es una extensin longitudinal de terreno, especialmente adaptada sobre la superficie terrestre, que rene las condiciones geomtricas de ancho, alineamientos planimtricos y en alzado, donde se respetarn generalmente las condiciones geomorfolgicas del terreno, para as entregar servicios de circulacin y seguridad a los vehculos que transiten por la va proyectada.

Es importante sealar que los factores operativos, fsicos, ambientales y econmicos son variables fundamentales que van a condicionar el diseo geomtrico del proyecto. Estos factores se influyen entre s, y adems tendrn mayor o menor relevancia segn la categora que se le asigne a dicho camino.

2.1. DISEO GEOMETRICO

El diseo geomtrico tiene que suministrar a la demanda una va adecuada que minimice el costo total del transporte y los perjuicios que se pueda derivar del entorno, para ello deben tomarse en cuenta numerosos factores, los cuales son en la mayora de ellos variables, dependiendo de cada proyecto en particular.

2.1.1. Factores que Influyen en el Diseo Geomtrico

Existen diferentes factores que influyen de distinta manera en el diseo de un camino, por lo cual se deben examinar cuidadosamente el proyecto para saber cual o cuales factores estn influyendo mas fuertemente, con el fin de aplicar los criterios mas adecuados segn sea el caso.

-

Factores Operacionales. Estos factores tienen relacin con el tipo de necesidades que va atener el usuario. Dentro de esto

se deben analizar la velocidad de operacin deseable, el volumen y las caractersticas del transito inicial y futuro.

-

Factores Fsicos. Estos factores se refieren a las condiciones impuestas por la naturaleza, las cuales van a ser restrictivas segn sea la ubicacin de emplazamiento del proyecto. Estos factores naturales son: Relieve, clima de la zona, geologa, hidrologa y uso de suelo.

-

Factores Ambientales. Los factores ambientales se refieren a todos los aspectos que tengan relacin directa con el trazado del camino, respecto al impacto que puede producir al entorno dicha estructura vial. Los Aspectos ms relevantes son:

a) b)

Actividad de la zona de influencia y reas colindantes Interaccin con otras infraestructuras y con la propiedad adyacente.

c) Caractersticas ecolgicas y efectos estticos d) Efectos poluyentes en sus distintas formas. e) Seguridad de los bienes y personas ajenas al uso del proyecto.

-

Factores Econmicos. Los siguientes aspectos son consecuencia de la categora asignada al camino

a) b) c)

Costo inicial. Costo de mantencin durante su vida til. Costo de operacin del vehculo. d) Costo del tiempo de los usuarios.

2.1.2. Clasificacin de Caminos La funcionalidad permite efectuar la nica divisin tcnica de los caminos, de acuerdo a estas funciones las carreteras o caminos se clasifican de la siguiente manera:

a) Autopistas y Carreteras Primarias. Interesa posibilitar las velocidades de desplazamiento elevadas, que puedan ser mantenidas a lo largo de toda la ruta en condiciones seguras, para que justifique econmicamente las inversiones que implica la infraestructura asociada a este tipo de servicio. Para lograr estos propsitos resulta indispensable restringir el acceso hacia o desde la propiedad colindante y dar un tratamiento especial al cruce de la carretera con otras vas de transito. En resumen, las autopistas entregan movilidad y muy poca accesibilidad.

b) Caminos Colectores. Este tipo de camino cumple la funcin de entregar movilidad de desplazamiento y a la vez entregar accesibilidad a la propiedad colindante en forma moderada. Los volmenes de desplazamiento vehicular pueden fluctuar entre varios cientos y algunos miles de vehculos.

c) Caminos Locales. Este tipo de camino tiene como nica funcin entregar acceso a la propiedad colindante y adems ser una va de conexin mltiple entre distintos lugares en que se desea acceder, como por ejemplo (vas urbanas).

d) Caminos de Desarrollo. Este camino entrega accesibilidad a la propiedad colindante y muy poca movilidad, generalmente estos son caminos que no justifican pavimentos y su importancia corresponde a escala vecinal, siendo este un camino de tipo rural.

Velocidades de diseo segn su seccin transversal

Tabla N2.1. Categora Autopista Primario N de Pistas 4 o + UD 4 o + UD 2 BD Colector 4 o + UD 2 BD Local Desarrollo 2 BD 2 BD N de Calzadas 2 2 1 1 1 1 1 Velocidad de Diseo 120-80 120-60 100-60 90-50 90-50 70-40 50-30

Fuente: Volumen3, Manual de Carreteras.

UD = Unidireccional BD = Bidireccional

2.1.3. Demandas y Caractersticas de Transito

Los volmenes del trnsito determinarn la categora que se debe dar a una va, y para estos los principales indicadores son:

a) Transito Medio Diario Anual. (TMDA)

Representa el promedio aritmtico de los volmenes diarios para todos los das del ao predecible o existente en una seccin dada de la va. Adems el TMDA entrega el porcentaje (%) obtenido en la seccin estudiada de cada tipo de vehculo segn su clasificacin.

-

Clasificacin por Tipo de Vehculo.

Expresa en porcentaje la participacin que le corresponde en el TMDA a las diferentes categoras de vehculos, debiendo diferenciarse en:

-

Vehculos Livianos Locomocin Colectiva Camiones

: automvil, camioneta hasta 1500 kg. : buses rurales e interurbanos. : unidad simple para transportes de carga. : unidad compuesta para transporte de carga.

Semiremolques y Remolques

b)

Volumen Horario de Diseo. (VHD)

Volumen mximo que se considera para los fines de proyecto. La eleccin del volumen horario de diseo permite suponer en que horas de mayor demanda se tendr una menor calidad de servicio, se selecciona una hora ubicada en el lugar treinta a la ochentava posicin de un ordenamiento descendente de los volmenes horarios. En aquellos caminos que no cuenten con estadsticas se considera un valor de 0.12 a 0.18 del valor del TMDA, siendo este ultimo valor aplicable a los caminos con alta estacionalidad.

2.1.4. Velocidad de Diseo

Condiciona al diseo geomtrico, principalmente el alineamiento horizontal y vertical, y corresponde a la mayor velocidad que un conductor de habilidad media puede recorrer con seguridad un tramo incluso con pavimento mojado y sometido a las condiciones impuestas por la geometra. Su eleccin influye en el costo de construccin y de operacin, ya que incide en las caractersticas que deben tener las curvas verticales horizontales.

2.1.5. Velocidad de Operacin Es la mxima velocidad media que puede viajar un conductor bajo las condiciones prevalecientes del trnsito sin exceder los lmites de seguridad dada por la velocidad de diseo.

2.1.6. Efectos de los Vehculos sobre el Diseo Geomtrico Los vehculos que circulan por el camino van a condicionar diversos aspectos del diseo geomtrico, por ejemplo:

- Ancho de los Vehculos las intersecciones

: incide en el ancho de las pistas, bermas y de los ramales en

- Distancia entre ejes y la longitud

: influye en el sobreancho de las curvas de la calzada principal,

como tambin el ancho de las pistas y radios mnimos de los ramales de las intersecciones.

- Longitud total de los vehculos virajes a la izquierda.

: tiene incidencia en la longitud en las pistas de espera para los

- Relacin Potencia Peso

: tiene relacin con los vehculos pesados, ya que ello influye en

la determinacin del valor mximo de la pendiente, o en la determinacin de la necesidad de pistas adicionales de subida. - Altura admisible para los vehculos, como su carga: ello condiciona el galibo vertical que debe tener todo tipo de infraestructura que cruce por encima del camino, por ejemplo los tneles. - Velocidades mxima que pueden desarrollar los vehculos livianos: inciden en la eleccin de la velocidad de diseo.

-

Dimensin de los Vehculos livianos: esto influye en la determinacin de las distancias mnimas

de visibilidad para el frenado y para el adelantamiento, condicionando de esta forma el alineamiento vertical.

2.1.7. Visibilidad en la Va.

En todo trazado de caminos se debe entregar la visibilidad suficiente para que el conductor adopte las decisiones necesarias y as poder detenerse sin riesgos. Se conocen tres tipos de visibilidad: Parada, adelantamiento y visibilidad en los cruces.

-

Visibilidad. Es la longitud continua de un camino que es visible para el conductor que transita por ella, la

seguridad impone que en un camino Bidireccional dos vehculos puedan divisarse y alcanzar a detenerse.

-

Visibilidad de Parada. Se dice que en un camino tiene visibilidad de parada, cuando en toda su longitud la distancia de

visibilidad es igual o mayor que la distancia de parada.

-

Distancia de Parada. Es la distancia total recorrida por un vehculo obligado a detenerse tan rpidamente como sea

posible, medida desde el momento de aparecer el objeto que motiva la detencin. La distancia de

parada se compone de dos distancias parciales, la distancia recorrida durante el tiempo de percepcin y reaccin, y la distancia recorrida durante el frenado. Las alturas que se consideran son de 1,15 mts como altura de los ojos del conductor y 0,15 mts la altura del obstculo.

-

Tiempo de Percepcin. Es el ver un objeto, analizar que decisin se va a tomar, a veces esto es instantneo y en otras

no lo es. Este tiempo depende de la velocidad del vehculo, condiciones atmosfricas, etc.

-

Tiempo de Reaccin Es el tiempo que se requiere para que el conductor decida accionar los frenos una vez que lo ha

decidido.

Tiempo de Percepcin y Reaccin. = 2 Segundos. DP = D1+D2 D1 = V*T (V expresado en m/seg)

D1 = (V*T) / 3.6 (V expresado en km/hrs) D2 = Distancia recorrida en el tiempo de frenado. Debido a las limitaciones que impone el rozamiento entre los neumticos y el pavimento y la deceleracin mxima que se permite en el frenado sin violencia, hay una distancia mnima que recorre el vehculo antes de detenerse, la distancia de frenado va a depender de la velocidad y del tipo de pavimento. Si despreciamos las fuerzas retardantes generadas por la inercia, la resistencia del aire, el

grado de deceleracin del auto, por principio de mecnica, la fuerza por la distancia es igual a la variacin de energa cintica.

D2 = V^2 / (254 * (f+-i)) DP = V*T/(3.6) + V^2 /(254 *(f+-i)) Donde: Dp = Distancia de parada V = Velocidad en K/H T = Tiempo en segundos f = Friccin longitudinal i = Pendiente (en tanto por uno) Calculo distancia de parada.

-

Visibilidad de Adelantamiento.

Es la mxima distancia que debe disponer un conductor para poder adelantar en caminos bidireccionales. Se debe dar la mayor longitud posible con distancia de visibilidad superior a la distancia de adelantamiento y las alturas que se consideran son de 1.15mts la altura de los ojos del conductor y de 1.3 mts la altura del vehculo. La distancia de adelantamiento es mayor que la distancia de parada, resultando antieconmico construir un camino que en su totalidad tenga visibilidad de adelantamiento, pero tambin es cierto que la escasa frecuencia de las zonas de adelantamiento genera peligro, ya que los conductores se

impacientan y efectan maniobras arriesgadas. Para determinar la distancia de adelantamiento se consideran: a) El vehculo lento va a velocidad uniforme. b) El vehculo que quiere adelantar est obligado a llevar la velocidad del de adelante cuando la visibilidad es poca. c) Cuando hay buena visibilidad el conductor decide pasar. d) El vehculo es acelerado, ocupa la va de paso y su velocidad es mayor en 15 k/h. e) Cuando el vehculo que pasa regresa a su pista hay suficiente distancia entre l y el vehculo que viene por la pista de paso pero en sentido contrario. D1 = Corresponde a la distancia que debe mantener el vehculo cuando va analizando la situacin. D1= (V*T)/ 3.6 Siendo T = 2 segundos

D2 = Es la sumatoria de todas esas distancias parciales. D2 = (S0+Lb+S1+LA)+ (V*Ta) / 3.6 (ver esquema de adelantamiento) S0 = Distancia que hay entre los dos vehculos antes de iniciar el adelantamiento. S0 = S1 S0 = V* 0.7 seg./(3.6) DA = D1+D2+D3 (esta compuesta de tres distancias parciales)

D3 = (V* Ta) / 3.6 (siendo Ta el tiempo que dura la aceleracin) DA = (V*T) / 3.6 +D2+ (V*Ta) / 3.6

Esquema de Adelantamiento.

A So

b lb V*TA/(3.6) S1 lA D3

Figura N 2.1. Tabla N2.2. Distancia Mnima de Adelantamiento Velocidad de diseo (K/H) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Dist. Mn. de Adelantamiento (Mts) 120 160 200 240 280 325 375 425 475 525

2.2. ALINEACIONES DEL PROYECTO

El proyecto en general empieza con la posibilidad de la construccin de un camino a travs de una zona prefijada y sigue por el sealamiento apropiado de su recorrido. Para ello hay que determinar la lnea ms conveniente dentro de una faja de terreno, y en caso necesario decidir entre varias igualmente viables. La lnea definitiva se adopta despus de hechos los estudios especiales con los cuales se obtiene el levantamiento exacto de una faja estrecha de terreno con todos sus detalles.

2.2.1. - Trazado de la Va.

Una carretera es una obra tridimensional, cuyos elementos quedan definidos mediante sus proyecciones sobre cada uno de los elementos planos ortogonales de referencia: Planta, Elevacin y Seccin Transversal.

El elemento bsico para tal definicin es el eje de la va, cuyas proyecciones de la planta y elevacin constituyen los alineamientos horizontal y vertical, respectivamente. Estos alineamientos, o ejes en planta y alzado, deben cumplir con una serie de normas y recomendaciones. Estas pretenden conciliar la conveniencia econmica de adaptarlos lo ms posible al terreno, con las exigencias tcnicas requeridas para posibilitar desplazamientos seguros de un conjunto de vehculos, a una cierta velocidad de diseo.

La eleccin y definicin de los alineamientos y de sus combinaciones, reguladas y normalizadas segn una instruccin de diseo, constituye el trazado del eje y, por extensin, de la carretera.

Los criterios bsicos a aplicar en los distintos casos se establecen mediante normas y recomendaciones que el proyectista deber respetar en lo posible, dentro de limites econmicos razonables, para lograr un trazado que satisfaga las necesidades del trnsito y brinde la calidad de servicio que se pretende obtener de la carretera.

El trazado debe ser homogneo: Sectores de ste que permitan velocidades superiores a las de diseo no deben ser seguidos de otros en los que las caractersticas geomtricas se reducen

bruscamente. Las transiciones de una a otra situacin, si ellas existen, debern darse en longitudes suficientes como para ir reduciendo las caractersticas del trazado a lo largo de varios elementos, hasta llegar a los mnimos absolutos permitidos, requeridos en un sector.

2.2.2. Alineamiento Horizontal.

El alineamiento horizontal deber permitir una operacin segura y continua a la velocidad de diseo, cuando los volmenes de trnsito no controlan la velocidad de operacin. En aquellos sectores particulares en que por excepcin deba limitarse la velocidad, o si al variar la topografa se opta por cambiar la velocidad de diseo, ello deber quedar claramente especificado en los planos y sealizado en el terreno.

La planta de una carretera queda definida, en lo general, por una sucesin de alineamientos rectos enlazados por curvas.

Estos elementos podrn ser:

a) Circulares b) La parte central circular y dos arcos de enlace. c) Otras combinaciones de arco circular y arco de enlace.

Podr tambin suprimirse el alineamiento recto y el trazado quedar reducido a una sucesin de curvas. La tendencia actual en el diseo de carreteras de cierto nivel se orienta hacia la utilizacin de curvas amplias que se adaptan a la topografa del terreno, haciendo casi desaparecer los tramos rectos. Esta forma de trazado se preferir por cuanto los largos tramos rectos aumentan el peligro de deslumbramiento por las luces del vehculo que avanza en el sentido opuesto, y porque durante el da inducen a una menor concentracin del conductor, lo que en muchas oportunidades es motivo de accidentes. Las curvas suaves fijan la atencin y evitan la monotona. Por otra parte, las curvas armonizan en mejor forma con las sinuosidades del terreno, proporcionando claras ventajas desde los puntos de vista esttico y econmico.

Hay zonas en Chile en que los trazados con curvas se producen naturalmente, y otras en las cuales la topografa sugiere largos tramos en recta, los que debern ser evitados paulatinamente.

2.2.3. Alineamiento Recto Las alineaciones rectas son de uso habitual en las calles de una ciudad, siendo tradicional que las prefieran como elemento bsico de definicin, por la simplicidad con que los problemas geomtricos propios de todo diseo pueden ser abordados y resueltos, por la facilidad que ellas ofrecen a los usuarios para la conduccin y orientacin, y en general por todo un conjunto de conveniencias que en ltima instancia se traducen en un costo menor del proyecto, ejecucin y operacin. En muchos casos puede reemplazarse con ventaja un alineamiento recto por curvas de radios comprendidos entre 5.000 y 10.000 mts.

-

Longitudes Mximas en Recta Se evitar, siempre que sea posible, longitudes en recta superiores a: Lr (mts) = 20 V (kph) Lr = largo en mts. de la alineacin recta V = Velocidad de diseo de la carretera

En caminos bidireccionales de dos pistas, a diferencia de lo que ocurre en carreteras unidireccionales, se debe de proveer secciones con visibilidad adecuada para adelantar, justificando una mayor utilizacin de rectas importantes. Sin embargo, rectas de longitud comprendida entre 8V y 10V, enlazados por curvas amplias, cubren adecuadamente esta necesidad.

-

Longitudes Mnimas en Recta.

Entre dos curvas circulares de distinto sentido se deber mantener un tramo en recta que permita desarrollar adecuadamente la transicin de peralte. Si estas curvas circulares poseen curva de enlace no ser indispensable dejar un tramo recto entre l trmino de una curva de enlace y el inicio de la siguiente. Entre dos curvas circulares del mismo sentido es conveniente, por razones de guado ptico y por tanto de seguridad, dejar un tramo en recta, cuya longitud se cita en la siguiente tabla: Tabla N2.3. Espacio en Recta entre Curvas del mismo sentido. V(kph) Lr min. 30 40 40 55 50 70 60 85 70 100 80 90 100 140 110 155 120 170

110 125

Fuente: Volumen 3, Manual de Carreteras.

2.2.4. Curvas Horizontales En la localizacin de carreteras, las curvas horizontales que se emplean en los puntos de cambio de direccin son arcos de crculo. Las lneas rectas que conectan estas curvas circulares son tangentes a ellos y, por consiguiente, se les denomina tangentes. En la lnea determinada, la transicin de tangente a la curva circular y de la curva circular a la tangente puede hacerse gradualmente por medio de un segmento de una espiral.

2.2.5. Curvas Circulares.

Las curvas mas empleadas son el arco de circulo, fcil de calcular, dibujar y replantear. La interseccin de dos alineaciones sucesivas toma el nombre de vrtice. Para acordar dos alineamientos que se cortan, por un arco de circulo, es necesario medir su ngulo del vrtice o ngulo de las tangentes, calcular los elementos de la curva, replantear sus puntos principales y terminar la operacin por el trazado de puntos de detalle de esta curva. La medida de los ngulos se efecta por los mtodos corrientes con la ayuda del teodolito.

El radio en la curva circular estar expresado en metros. El radio al aumentar su valor, directamente disminuir el grado de curvatura, es decir la curva proyectada ser ms amplia en su desarrollo, por el contrario al disminuir, la curva ser mas cerrada y aumentar su grado de curvatura. El radio se selecciona de acuerdo con las especificaciones de diseo geomtrico del proyecto.

- Elementos de la Curva Circular.

Se entiende por elementos de la curva circular, las siguientes magnitudes:

Tangentes : distancia desde el vrtice hasta las puntas de acomodamiento, que hemos llamado

PC (principio de la curva circular) y FC (fin de la curva circular). Bisectriz : distancia desde el vrtice hasta el (MC)

Desarrollo Circular Radio Vrtice Angulo deflexin

: desarrollo del arco de crculo, desde el Pc hasta el Fc : Radio de curvatura del arco de crculo. : Punto de interseccin de dos alineaciones. : Angulo de reflexin entre ambas alineaciones. : Angulo entre dos alineaciones consecutivas

Peralte

: Valor de la inclinacin transversal de la calzada. (%)

- Radios Mnimos: Los radios mnimos para cada velocidad de diseo, calculados bajo el criterio de seguridad ante el deslizamiento, estn dados por la siguiente expresin:

Rm = (V^2) / (127*(Pmax + t max))

Rm V

: Radio mnimo absoluto : Velocidad de diseo

Pmax : Peralte mximo asociado a V t max : Coeficiente de friccin transversal mximo asociado a V

Tabla N 2.4. Radios mnimos absolutos en curva circular.

V (kph) 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 0.16 0.16 0.16 0.15 0.15 0.14 0.13 0.13 0.12 0.11

T max 8 8 8

P max (%) 30 55 80

Rm (mts)

7.5 7.5 7 6.5 6.5 6 5.5

125 170 240 330 400 530 700

Fuente: Volumen 3, Manual de Carreteras Curvas de Contraperalte. Sobre ciertos valores de radio, es posible mantener el bombeo normal de la calzada, resultando una curva que se presenta en una o en todas sus pistas, un contraperalte en relacin con el sentido de giro de la curva. Puede resultar conveniente adoptar esta solucin cuando el radio de la curva es igual o mayor que el indicado en la siguiente tabla, y se da alguna de las siguientes situaciones:

a) La pendiente longitudinal es muy baja y la transicin de peralte agudizar el problema de drenaje de la calzada. b) Se desea evitar el escurrimiento de agua hacia la mediana. c) En zonas de enlace donde existen ramales de salida o entrada asociados a una curva amplia de la carretera, se evita l quiebre de la arista comn entre ellas.

El criterio empleado para establecer los radios lmites que permiten el uso del contraperalte se basa en:

Bombeo considerado en la calzada

: -2.5%

Coeficiente de friccin lateral aceptable : t max /2

Por lo tanto:

R lmite contraperalte = (V^2) / (127*(t max/2)-b))

Tabla 2.5.Radios Limites de Contraperalte. V (Kph) (tmax /2-0.025) RL Calculado RL adoptado 60 0.05 567 1000 70 0.05 772 1000 80 0.045 1120 1200 90 0.04 1560 1600 100 0.04 1970 2000 11 0.035 2722 2800 120 0.03 3780 4000

Fuente: Volumen 3, Manual de Carreteras.

- Sobreancho en la Curva Circular En las curvas de radio menor a 200 metros, se deber ensanchar la calzada con el fin de restituir los espacios libres entre vehculos, o entre vehculos y borde de la calzada, que se poseen en recta para un ancho de calzada dado. Este sobreancho equivale al aumento del glibo lateral que experimentan los camiones al transitar en una curva cerrada. E = n* (50/R) E max = 3 metros

E n R

= Sobreancho total (mts) = Numero de pistas de la calzada = Radio de la curva (m)

El sobreancho se desarrollar en la recta que precede a la curva, alcanzando su ancho total en el principio de la curva. Se ubicar al costado de la carretera que corresponde al interior de la curva mantenindose a lo largo de sta de forma constante y desaparece del mismo modo como se gener, a partir del fin de curva.

2.2.6. - Arcos de Enlace o Transicin.

La incorporacin de elementos de curvatura variable con el desarrollo, entre recta y curva circular o entre dos curvas circulares, se hace necesaria en carreteras de categora elevada por razones de seguridad, comodidad y esttica.

El uso de estos elementos permite que un vehculo, circulando a la velocidad de diseo, se mantenga en el centro de su pista. Esto no ocurre, por lo general, al enlazar directamente una recta con una curva circular, ya que en tales casos el conductor adopta instintivamente una trayectoria de curvatura variable que lo aparta del centro de su pista e incluso lo puede hacer invadir la adyacente, con el peligro que ello implica.

La curvatura variable permite desarrollar el peralte a lo largo de un elemento de curvatura variable, evitando calzadas peraltadas en recta; al mismo tiempo la aceleracin transversal no compensada por el peralte crece gradualmente desde cero en la recta a su valor mximo al comienzo de la curva circular, lo que hace ms confortable la conduccin. Las ventajas estticas estn relacionadas con el grado de adaptacin al medio y la variacin uniforme de la curvatura que se logra mediante estos elementos.

2.2.6.1. - La Clotoide

Como elemento de curvatura variable en arcos de enlace, o como elemento de trazado propiamente tal, se emplear la clotoide, que presenta las siguientes ventajas:

a)

El crecimiento lineal de su curvatura permite una marcha uniforme y cmoda para el usuario,

quien solo requiere ejercer una presin creciente sobre el volante, manteniendo inalterada la velocidad, sin abandonar el eje de su pista.

b)

La aceleracin transversal no compensada, propia de una trayectoria curva, puede controlarse

limitando su incremento a una magnitud que no produzca molestia a los ocupantes del vehculo. Al mismo tiempo, aparece en forma progresiva, sin los inconvenientes de los cambios bruscos.

c)

El desarrollo del peralte se logra en forma tambin progresiva, consiguiendo que la pendiente

transversal de la calzada sea en cada punto exactamente la que corresponde al respectivo radio de curvatura.

d)

La flexibilidad de la clotoide permite acomodarse al terreno sin romper la continuidad, lo que

conlleva a mejorar la armona y apariencia de la carretera.

e)

Las mltiples combinaciones de desarrollo versus curvatura facilitan la adaptacin del trazado a las

caractersticas del terreno, lo que en oportunidades permite disminuir el movimiento de tierras logrando trazados ms econmicos.

Todas las clotoides tienen la misma curvatura y solo se diferencian en su tamao, el cual es definido por su parmetro A. Las clotoides grandes aumentan lentamente su curvatura lo que las hace aptas para velocidades mayores y aquellas de parmetros pequeos aumentan fuertemente su curvatura lo que las hace aptas para velocidades bajas.

- Ecuacin Paramtrica: La clotoide es una curva de la familia de las espirales, cuya ecuacin paramtrica esta dada por: A^2 = R* L

A R L

= Parmetro (m) Factor de ampliacin de la clotoide. = Radio de curvatura en un punto (m) = Desarrollo (m) Desde el origen hasta el punto de radio R

-

Ecuacin General de Parmetro Mnimo: ____________________________________ (V*R)/3.6*J) * ((V^2/R) 127*P) = Amin.

Corresponde a una clotoide calculada por distribuir la aceleracin transversal no compensada a una taza uniforme (J) compatible con la seguridad y la comodidad.

Amin = 0.12* Raz (V^3/J)

Tabla N 2.6. Variacin de la Aceleracin transversal

V (Kph) 30-70 80-120

J Normal 0.5 0.4

J Extraordinario 0.8 0.5

Fuente: Volumen 3, Manual de Carreteras

-

Parmetros Mnimos y Deseables.

El valor Amin calculado segn el criterio de limitacin del crecimiento de aceleracin transversal no compensada, deber cumplir adems las siguientes condiciones:

a) Por Esttica y Guiado Optico: (R/3) O AO R La condicin A R/3 corresponde al parmetro mnimo que asegura la adecuada percepcin de la existencia de la curva de enlace. La condicin A R asegura la adecuada percepcin de la existencia de la curva circular.

b) Por Condicin de Desarrollo del Peralte.

Para velocidades bajo los 60 Kph, cuando se utilizan radios del orden del mnimo, o en calzadas de mas de dos pistas, la longitud de la curva de enlace correspondiente a Amin puede resultar menor que la longitud requerida para desarrollar el peralte dentro de la curva de enlace. En estos casos se determinar A, imponiendo la condicin que L (largo de la curva de enlace) sea igual al desarrollo de peralte P, requerido a partir del punto en que la pendiente transversal de la calzada o pista (s) es nula.

Luego: Amin = n a P

_____________________ (n*a*P*R) / )

= Numero de pistas entre eje y borde de calzada = Ancho normal de una pista (m) = Peralte de la curva enlazada (%) = pendiente relativa de borde respecto al eje

Luego de obtener los tres valores calculados de Amin, se escoger el valor mayor de los tres parmetros calculados, ya que proveen confort adicional al usuario en la carretera.

-

Radios que Permiten Prescindir de la Curva de Enlace.

Cuando no existe una curva de enlace, el desplazamiento instintivo que ejerce el conductor respecto del eje de la pista disminuye a medida que el radio de curva circular crece. Se estima que un desplazamiento < 0.1 mts es suficientemente pequeo como prescindir de una curva de enlace que la evitara.

Los radios circulares limite calculados, aceptando un Jmax de 0.4m/seg3 y considerando que al punto inicial de la curva circular se habr desarrollado solo un 70% del peralte necesario, son: Tabla N 2.7. Radios Sobre los cuales se Puede Presindir de la Curva de Enlace por Condicion de Aceleracion Transversal.

V(Kph) R (mts)

30 80

40 150

50 225

60 325

70

80

90 750

100 900

110 1200

120 1500

450 600

Fuente: Volumen 3, Manual de Carreteras. La anterior tabla no significa que para los radio superiores a los indicados se deba suprimir la curva de enlace; ello es optativo y depender en parte del sistema de trabajo adoptado ya que se ocupo la clotoide como elemento de trazado y se cuenta con los programas de computacin para realizar los clculos y obtener los datos de

replanteo, no se justificar suprimir las curvas de enlace, al menos hasta que la amplitud del radio alcance el nivel en que el peralte requerido sea igual al bombeo normal de la calzada en recta.

-

Elementos de la Clotoide La introduccin de un arco de enlace implica el desplazamiento del centro de la curva circular original en una magnitud que es funcin del retranqueo y del ngulo de deflexin de las alineaciones. El radio de la curva circular permanece constante y el desarrollo de esta es parcialmente reemplazado por secciones de las clotoides de enlace.

R (m) L

: Radio de la curva circular que se desea enlazar. : Longitud o desarrollo de la clotoide. : Angulo de la clotoide.

X Y X0 DR

: Abscisa : Ordenada : Abscisa del centro del sistema. : Retranqueo o desplazamiento de la curva circular enlazada, medido sobre la normal a

la alineacin considerada, que pasa por el centro de la circunferencia retranqueada de radio R.

Y0 T.C. T.L.

: Ordenada del centro del sistema. : Tangente corta. : Tangente larga.

& T V Vk Bk Dc

: Angulo de centro de la curva circular. : Angulo del centro del sistema : Tangente principal : Vrtice principal : Vrtice de la clotoide : Bisectriz principal : Desarrollo de la curva circular.

2.2.7. Alineamiento Vertical

Las cotas de eje en planta de una carretera o camino, al nivel de la superficie del pavimento o carpeta de rodado, constituyen la rasante o lnea de referencia del alineamiento vertical. La representacin grfica de esta rasante recibe el nombre de perfil longitudinal.

La rasante determina las caractersticas en alzado de la carretera y est constituda por sectores que presentan pendiente de diversa magnitud y/o sentido, enlazada por curvas verticales que normalmente sern parbolas de segundo grado. Para fines de proyecto, el sentido de las pendientes se define segn el avance del kilometraje, siendo positivas aquellas que implican un aumento de cotas y negativas las que producen una prdida de cota.

Las curvas verticales de acuerdo entre dos pendientes sucesivas permiten lograr una transicin paulatina entre pendientes de distinta magnitud y/o sentido, eliminando l quiebre de la rasante. El adecuado diseo de ellas asegura las distancias de visibilidad requeridas para el proyecto. En todo punto de la carretera debe existir por lo menos la distancia de visibilidad de parada.

El alineamiento vertical est controlado principalmente por:

a) Categora del camino b) Velocidad de diseo c) Topografa d) Alineamiento vertical e) Distancia de visibilidad f) Seguridad

g) Drenaje h) Costos de construccin i) Valores estticos El sistema de cotas del proyecto se referir en lo posible al nivel medio del mar, para lo cual se enlazarn los puntos de referencia del estudio con los pilares de nivelacin del Instituto Geogrfico Militar.

-

Pendiente Mxima.

El proyectista procurar utilizar las menores pendientes compatibles con la topografa en que se emplaza el trazado. Carreteras con alto volumen de trnsito justifican econmicamente el uso de pendientes moderadas, pues el ahorro en costos de operacin y la mayor capacidad de la va compensan los mayores costos de construccin.

El proyectista deber verificar que en los sectores de curva la lnea de mxima pendiente no supere lo establecido en la siguiente tabla:

Tabla N 2.8. Pendientes Mximas Admisibles (%), en Condiciones Normales

Velocidad de Diseo Categora 30 Desarrollo Local Colector Primario Autopista 10 40 9 9 9 8 8 8 7 8 8 6 7 6 5 6 5.5 5 4.5 4.5 4.5 4.5 4 50 60 70 80 90 100 110 120

Fuente: Volumen 3, Manual de Carreteras

-

Pendientes Mnimas Es necesario proveer una pendiente longitudinal del orden de 0.5% a fin de asegurar en todo

punto de la calzada un eficiente drenaje de las aguas superficiales. Se distinguirn los siguientes casos:

a) Si la calzada posee un bombeo o inclinacin transversal superior a 2% y no existen soleras o cunetas se podr excepcionalmente aceptar secciones con pendiente longitudinal nula.

b) Si al borde del pavimento existen soleras, la pendiente longitudinal mnima deseable ser de 0.5% y mnima absoluta de 0.35%.

c) En zonas de transicin de peralte en que la pendiente transversal se anula, la pendiente longitudinal mnima deber ser de 0.5% y en lo posible del orden de 1%.

2.2.7.1. - Curvas Verticales.

El ngulo de deflexin entre dos rasantes queda definido por:

(Radianes) = [i1 i2], es decir, se calcula como el valor absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes de entrada y salida, expresada en tanto por uno.

Las pendientes debern considerarse con su signo, segn la definicin:

i+ i-

Pendiente de subida segn avance de kilometraje. Pendiente de bajada segn avance de kilometraje.

Toda vez que es igual o mayor a 0.5% se debe proyectar una curva vertical para enlazar las rasantes. Bajo esta magnitud se puede prescindir de la curva de enlace, ya que la discontinuidad es imperceptible para el usuario La curva que se utiliza en el enlace de rasantes es la parbola de segundo grado, que se caracteriza por presentar una variacin constante de la tangente a lo largo del desarrollo, adems de permitir una serie de simplificaciones en sus relaciones geomtricas que las hace muy prcticas para el clculo y el replanteo.

La parbola y la curva circular mencionada en la prctica son muy semejantes, tanto as que el clculo terico de la curva de enlace requerida por concepto de visibilidad se hace sobre la base de la curva circular, en tanto que el proyecto y replanteo se ejecuta en base a la parbola.

Bajo estas circunstancias el desarrollo de una curva vertical queda dado por:

Lv = R * = R * [i1 i2]

Adoptando la nomenclatura correspondiente a la parbola de segundo grado, el radio R pasa a llamarse K que corresponde al parmetro de la curva, de modo que:

Lv = K * [i1- i2]

Finalmente, dentro del rango de aproximaciones aceptadas, el desarrollo de la curva de enlace se identifica con Lv = 2T, siendo 2T la proyeccin horizontal de las tangentes a la curva de enlace. En definitiva para todos los casos los efectos de calculo y replanteo, la longitud de la curvatura vertical de enlace est dada segn medidas reducidas a la horizontal y vale:

2T = K * = K * [i1-i2]

- Criterios de Diseo para Curvas Verticales.

a)

Las Curvas verticales deben asegurar en todo punto del camino la visibilidad de parada, ya se trate de calzadas bidireccionales o unidireccionales.

b)

En calzadas bidireccionales, si las condiciones lo permiten, el proyectista podr disear curvas de enlace por criterio de visibilidad de adelantamiento, con lo que asegura la visibilidad de parada.

c)

El clculo de la curva vertical presenta dos situaciones posibles, a saber:

Dv > 2T Dv < 2T

La presente norma considera solo el caso de Dv < 2T ya que representa el caso mas corriente, implica diseos mas seguros y la longitud de la curva de enlace aumentada por criterio de comodidad y esttica. d) En las curvas verticales convexas y cncavas, la visibilidad de parada a considerar en el clculo Dv >2T, normalmente debe ser

de parmetro corresponde a la distancia de un vehculo circulando a velocidad de diseo en rasante horizontal. Ello en razn de que el recorrido real durante la eventual maniobra de detencin se ejecuta parte en subida y parte en bajada, con lo que existe la compensacin de efecto de las pendientes

-

Parmetros Mnimos por Visibilidad de Parada, en Curva Vertical Convexa.

Se considera la visibilidad de parada sobre un obstculo fijo situado sobre la pista de trnsito y la altura de los ojos del conductor sobre la rasante de esta pista. El parmetro queda dado por:

Kv = Dp^2/2 * (raz(h1) + raz(h2))2

Kv Dp h1 h2

= Parmetro Curva vertical Convexa = Distancia de parada = Altura de los ojos del conductor (1.15m) = Altura obstculo Fijo (0.15m)

Luego: Kv = Dp^2 / 4.26 Parmetros Mnimos por Visibilidad de Parada, en Curva Vertical Cncava.

Se considera la visibilidad de parada nocturna la distancia que debe tenerse sobre un obstculo fijo que queda dentro de la zona iluminada por los faros del vehculo. El parmetro queda dado por:

Kc = Dp^ 2 / (2 *(h + Dp sen ))

Kc Dp h

= Parmetro Curva Vertical Cncava = Distancia de Parada = Altura de focos del Vehculo = 0.60m. = Angulo de abertura haz luminoso respecto de su eje = 1

Tabla N 2.9. Parametros Minimos en Curvas Verticales Por criterio de Visibilidad de Adelantamiento V (Kph) Kv (m) Kc (m) 30 40 50 60 1400 1500 70 2200 2000 80 3500 2700 90 5000 3400 100 7200 4200 110 120

300 400 800 400 700 1000

10500 15000 5200 6300

Fuente: Volumen 3, Manual de Carreteras.

2.3. - SECCION TRANSVERSAL

Las dimensiones de los elementos de la plataforma: bermas, medianas y sobreancho de compactacin se han normalizado en funcin de la velocidad de diseo y las demandas de trnsito esperadas al ao horizonte del proyecto, todo lo cual se relaciona con los conceptos de capacidad. Las inclinaciones de estos elementos tambin son objeto de normas y recomendaciones.

La seccin transversal de una carretera describe las caractersticas geomtricas de esta, segn un plano normal a su eje de replanteo. Esta seccin vara de un punto a otro de la va, ya que ella resulta de la combinacin de sus distintos elementos constitutivos, cuyos tamaos, formas e interrelaciones dependen de las funciones que ellas cumplan y de las circunstancias del trazado en los puntos considerados.

La suma de la calzada, sobre-ancho de compactacin y mediana, determinan el ancho de la plataforma, la que a su vez puede contener algunos elementos auxiliares, que pudieran aumentar sus dimensiones, como barreras de seguridad, soleras, cunetas, iluminacin o sealizacin.

La altimetra de la plataforma resulta de perfil longitudinal de la rasante y de las inclinaciones transversales de sus elementos una vez que estos son tipificados.

2.3.1. - La calzada

Una calzada es una faja geomtricamente definida, diseada para soportar un cierto trnsito vehicular y permitir desplazamientos cmodos y seguros. Una calzada est formada por dos o ms pistas, siendo una pista cada una de las divisiones de la calzada que pueda acomodar una fila de vehculos transitando en un sentido.

El ancho de la calzada junto con el estado de su superficie son las caractersticas que ms influyen en la seguridad y confort del usuario de la va.

A lo largo de la carretera el ancho de la calzada puede ser variable dependiendo de la localizacin de la seccin en la alineacin horizontal y excepcionalmente, en el vertical. Usualmente, el ancho de la calzada se refiere al ancho en recta del alineamiento horizontal.

2.3.2. Bombeos

El bombeo o inclinacin transversal se har en todos los tramos rectos o en aquellos cuyo radio de curvatura permita el contraperalte, con el fin de evacuar las aguas superficiales, dependiendo del tipo de superficie de rodadura y los niveles de precipitacin de la zona.

2.3.3. - Las Bermas

Las bermas son las fajas que flanquean el pavimento de las calzadas, estas pueden ser pavimentadas, tratadas superficialmente, o construidas por grava chancada o csped.

Algunas funciones principales de las bermas son proteger el pavimento y sus capas inferiores, proveer espacio para el estacionamiento de vehculos accidentados, permitir detenciones ocasionales, asegurar una luz libre lateral que acte psicolgicamente sobre los conductores, ofrecer espacio adicional para maniobras de emergencia, mejorar la visibilidad en los tramos de curvatura, etc.

Para que estas funciones se cumplan, las bermas deben tener un ancho constante, estar libre de obstculos y estar compactadas homogneamente en toda su seccin, previendo los sobreanchos de compactacin necesario para facilitar esto ultimo.

Las pendientes de las bermas deben permitir un drenaje rpido de las aguas lluvia tanto de las que caen sobre ellas como las que provienen de la calzada. Lo primero sucede cuando la berma est en el lado exterior de una curva peralteada y lo segundo, cuando la calzada presenta bombeo normal; en este ltimo caso ambas bermas recibirn el agua proveniente desde una mitad de la calzada.

2.3.4. - La Mediana

La mediana es un espacio que se deja entre dos calzadas bidireccionales, cuyo objetivo es favorecer el funcionamiento de la va disminuyendo las interacciones entre las distintas corrientes de trnsito, sean luminosas, sonoras o accidentales.

Debido a que la aparicin de la mediana no asegura por completo maniobras de invasin de la calzada opuesta, es que se emplean dentro de ella, una serie de elementos que contribuyen a solucionar total o parcialmente el problema mencionado. Algunos de estos elementos pueden ser:

-

Islas elevadas, ejecutadas mediante soleras. Barreras de seguridad. Cortinas antideslumbrantes. Plantaciones arbreas.

2.3.5. - Sobreanchos de Compactacin.

El sobreancho de compactacin de la plataforma debe permitir una compactacin uniforme de la berma. La funcin del sobreancho de compactacin es de defender la berma, otorgndole un soporte lateral y dndole espacio para barreras, sealizacin e iluminacin.

Esta tendr un mnimo absoluto de 0.50.m, pero si se provee iluminacin y barrera de seguridad este ancho ser aumentada segn las caractersticas del proyecto.

2.4. - NIVELACIONES

Con respecto a la ingeniera de terrenos, l termino nivelacin tiene dos significados distintos. Con frecuencia se usa la palabra nivelacin para indicar el proceso de la medicin de niveles, las alturas de las superficies del terreno en ciertos puntos especficos. El otro significado describe el proceso de poner a nivel, rellenar o excavar.

La nivelacin, termino general que se aplica a cualquiera de los diversos procedimientos altimetricos, por medio de los cuales se determinan elevaciones o niveles de puntos, o bien, diferencias de elevacin o desniveles, es una operacin vital para obtener los datos necesarios para la elaboracin de trabajos topogrficos.

2.4.1. - Nivelacin Geomtrica

En este procedimiento se establece un plano horizontal de visin por medio del llamado ptico fijo, que por lo general consta de un nivel tubular de burbuja y un anteojo telescpico giratorio montado en un trpode, el cual permite leer distancias verticales sobre reglas graduadas llamadas miras de nivelacin. Este mtodo altimetrico es de uso ms comn.

El objetivo es la determinacin de desniveles cotas, alturas de puntos caractersticos de un terreno a travs de la medida directa de distancias verticales.

2.4.2. - Nivelacin Cerrada

Corresponde a la nivelacin que, habiendo partido de un punto dado, termina en el mismo punto, despus de recorrer todos los puntos que se requiera nivelar. Por consiguiente, es tambin nivelacin cerrada, la que resulta al nivelar desde A hasta B, y enseguida desde B hasta A, por via de comprobacin. Cuando se hace esto conviene hacer el cierre del circuito por otro camino. La comprobacin global de la nivelacin cerrada, se obtiene verificando si la suma de las lecturas de atrs es igual a la suma de todas las lecturas de adelante.

2.4.3. - Nivelacin Abierta.

Cuando se lleva una nivelacin desde un punto A, hasta un punto B, de una sola medida, se habla de nivelacin simple. La nivelacin simple no tiene mas medios de combatir los errores, que el cuidado que se ponga en las mediciones.

Esta nivelacin abierta se realiza desde una cota conocida y luego de un itinerario topogrfico se llega a un punto del terreno de cota desconocida, Esta nivelacin se utiliza generalmente en trabajos de perfiles transversales, chequeo de canchas, cubicaciones, etc.

Captulo 3. MEDICIONES3.1. - Medicin de Distancias 3.1.1 - Mediciones con Cinta

Las mediciones con cinta se refieren a la ejecucin de la medicin directa de la distancia utilizando cintas de acero cuyas longitudes varan desde 1 metro hasta 300 metros. Estas cintas estn graduadas en metros, decmetros y milmetros. Originalmente fue comn en los levantamientos de precisin ordinaria la utilizacin de cadena de Gunter para la medicin de la longitud de las lneas.

El procedimiento a seguir en la medicin de distancia con cinta depende hasta cierto punto de la precisin que se requiere y propsito del levantamiento. La descripcin siguiente representa una practica de uso generalizado cuando las mediciones son de una precisin relativa.

a)

Medicin en Sectores Llanos.

Se sostiene la cinta a lo largo de toda su longitud. Si va a determinarse nicamente la longitud que existe entre dos puntos (como son las esquinas de una parcela), el equipo constar de una o ms balizas, fichas de cadeneo y una cinta pesada de acero de 30 metros de longitud graduada. Se coloca una baliza detrs del punto ms lejano para indicar su posicin.

El cadenero de atrs (zaguero) se posiciona en el punto de inicio con una ficha. El cadenero de adelante avanza hacia el punto lejano con el extremo de la cinta en donde se marca el cero (graduado).

Cuando este ultimo se ha desplazado aproximadamente 30 metros, el cadenero de atrs grita cinta, seal que indica que se detenga el cadenero de adelante. El cadenero de atrs sostiene la marca de 30 metros sobre el punto de inicio y, por medio de seales o con la voz, procede a alinear una ficha de cadenamiento (sostenida por el cadenero de adelante) con una baliza u otra seal, marcado el punto ms lejano. Durante el procedimiento de la alineacin, el cadenero de atrs se encuentra en una posicin en cuclillas hacia un lado observando de frente el punto lejano; el cadenero de adelante esta en cuclillas hacia un lado observando de frente la lnea, de tal forma que pueda sostener la cinta firmemente y de que el cadenero de atrs pueda ver claramente la seal que marca el punto lejano. El cadenero grita bien y el cadenero de atrs suelta la cinta; el cadenero de adelante se mueve hacia el frente en la misma forma que lo hizo anteriormente y se precede a la repeticin del proceso (hasta ocupar 11 fichas que son 300 metros).

A final de 10 estaciones o 300 metros, el cadenero de adelante ha colocado la ultima ficha en el terreno y hace la seal para pedir fichas; el cadenero de atrs avanza hacia el frente y entrega 10 ficha al cadenero de adelante; ambos revisan el total, el cual se apunta, y luego se repite el procedimiento. El conteo de las fichas es importante porque, debido a distracciones, fcilmente se olvida el numero de puestas de cinta que se ha marcado.

b)

Medicin Horizontal sobre Terrenos Inclinados

El procedimiento para efectuar mediciones sobre terrenos inclinados, o bien sobre pasto u arbustos, es muy parecido al que se describi en terrenos planos y nivelados, con la excepcin de que en este caso se usa plomada. La cinta se sostiene en forma horizontal y ambos cadeneros utilizan plomada o jaln para hacer la proyeccin de la cinta a la ficha, o viceversa. En trabajos aproximados, la lnea a plomo puede obtenerse con una baliza. Se requiere bastante habilidad para asegurarse de que se obtenga una precisin comparable a la que se tiene al medir con cinta en terreno plano. Se necesita algo de experiencia para determinar en que momento esta prcticamente horizontal la cinta; se tiene la tendencia a sostener el extremo de la cinta que queda pendiente abajo mas debajo de lo conveniente. Es til entonces contar con un nivel de mano para realizar de la altura correcta a la que se deben sujetar ambos extremos de la cinta para tenerla en forma horizontal. Se recomienda emplear el procedimiento siguiente en aquellos lugares en los que la lnea por medirse pasa por terrenos mas inclinados. Supongamos que el terreno esta inclinado hacia abajo con respecto a la direccin de la medicin; el cadenero de adelante avanza la longitud completa de la cinta y luego regresa a un punto intermedio desde el cual es posible mantener la cinta horizontal. El cadenero de adelante suspende la plomada hacia una marca al pie, se alinea d acuerdo con el cadenero de atrs y fija una ficha en el punto indicado. El cadenero de atrs avanza hacia delante, da al cadenero de adelante una ficha y detiene la cinta en la ficha sobre el terreno en la marca del pie que sirvi para ubicar la plomada originalmente.

El cadenero de adelante a otro punto desde el cual puede suspenderse horizontal la cinta y, de esta forma, el proceso se repite hasta que el cadenero de adelante llegue a la marca de cero en la cinta.

En cada punto intermedio de la longitud de la cinta, el cadenero de atrs da una ficha al cadenero de adelante, aunque no lo hace en el punto que indica una longitud de cinta completa. De esta forma, la cinta avanza una longitud completa cada vez; el numero de fichas que tiene el cadenero de atrs en cada punto de 300 metros indica el numero cientos de mltiplos de 30 a partir del ultimo recuento y conteo de las fichas del cadenero de atrs no es equivocado.

3.1.2. - Medicin por Estada.

c)

Visuales Horizontales.

El equipo utilizado para la realizacin de mediciones con la estada consiste en un telescopio provisto de dos hilos horizontales, denominados hilos de estada, y un estadal graduado al que se llama estadal para la estada o mira topogrfica.

El procedimiento para llevar a cabo las mediciones con la estada consiste en la observacin, a travs del telescopio, de la posicin aparente en la que cruzan dos hilos de la estada al estadal, el cual se detiene en posicin vertical. El intervalo que se determina de esta forma, denominado intervalo de estada o lectura de estada, es una funcin directa de la distancia existente entre el instrumento y el estadal. La relacin de la distancia al intervalo de estada es de 100en la mayor parte de los instrumentos.

-

Teora de la Estada

En la siguiente figura se ilustra el principio en el que se basa el mtodo de la estada. La lnea visual del telescopio es horizontal y el estadal esta en posicin vertical. Los hilos de la estada se indican con los puntos a y b, la distancia entre estos hilos es (i). La ubicacin evidente de los hilos de la estada en el estadal se representa con los puntos A y B y el intervalo de estada es (s). Los rayos provenientes de a y que pasaron por el centro ptico (O) de la lente y el punto focal de la lente (F), se enfocan en A. En forma similar, se cumple lo inverso, es decir que los rayos provenientes de A y que pasan por (F) y (O), se enfocan en (a).

Ya que ab = ab, por tringulos semejantes.

f/i=d/s

Por consiguiente, la distancia horizontal del foco principal al estadal es:

d = (f / i)*s

=

[K * s]

En donde K = f / i es coeficiente denominado factor de intervalo de la estada, el cual es constante para un instrumento en particular, siempre que las condiciones permanezcan sin variar. Por consiguiente, en una visual horizontal, la distancia del foco principal al estadal se obtiene multiplicando el factor de intervalo de estada por el intervalo de estada. La distancia horizontal del centro del instrumento al estadales, es entonces.

D = Ks + (f+c) = Ks + C

En donde C es la distancia del centro del instrumento al foco principal. Esta formula se emplea en el calculo de las distancias horizontales a partir de los intervalos de estada cuando las visuales son horizontales.

-

Visuales Inclinadas.

En los levantamientos con estada, la mayor parte de las visuales son inclinadas y, por, lo tanto, generalmente se requiere encontrar tanto las distancia horizontales como las verticales del instrumento al estadal. El problema se reduce a la obtencin de las proyecciones horizontal y vertical de una lnea de visual inclinada. Por comodidad en las operaciones de campo, el estadal se detiene siempre en posicin vertical (a plomo).

Para poder calcular la distancia horizontal con el ngulo cenital podemos decir:

= 100 Z Di = Cos * KG Dh = Cos * Di Reemplazando

Dh = Cos* (Cos * KG) Dh = KG * Cos^2 Dh = KG * Cos^2 (100-Z)

Por ngulos dobles: [Cos Z = Cos* CosZ -+ Sen * Sen Z]

Dh = KG * Cos * Cos Dh = KG * Cos(100-Z) * Cos(100-Z) Dh = KG*(cos100*cosZ+sen100*senZ)*(cos100*cosZ+sen100*senZ)

Dh = KG * Sen^2 (Z)

Distancia horizontal en funcin del ngulo cenital.

3.1.3. - Medicin Electrnica de Distancias con Equipos Electro-opticos.

El principio bsico de los aparatos electro-opticos consiste en la determinacin indirecta del tiempo que requiere un rayo de luz para viajar entre dos estaciones. El instrumento se coloca en una estacin y emite un rayo modulado de luz a un reflector pasivo colocado en el otro extremo de la lnea

por medirse. El reflector, actuando como un espejo, regresa el pulso de la luz al instrumento, en donde se lleva a cabo la comparacin de fase entre el pulso proyectado y el reflejado. La velocidad de la luz sirve como la base al calculo de la distancia.

Se requiere la existencia de una lnea de visin despejada y no puede llevarse a cabo las observaciones si las condiciones no permiten que se vean entre si las dos estaciones.

3.2. - Medicin de Angulos Precisos.

Estas mediciones son caractersticas principalmente del numero de veces que se medir el ngulo en directa y transito. Esta medicin se realiza cuando se requiere determinar el ngulo preciso que hay entre dos direcciones dadas. Los mtodos mas usados son los siguientes:

3.2.1. - Medicin por Mtodo de Repeticin

Por medio de un teodolito de repeticin puede acumularse mecnicamente un ngulo horizontal y la suma puede leerse con la misma precisin que el valor sencillo. Cuando esta suma se divide en l numero de repeticiones, el ngulo resultante tiene una precisin que excede el valor nominal de la aproximacin del instrumento

Medicin:

-

Se instala el instrumento en la estacin de la operatoria. Se cala en 0.00g y se dirige al la visual al lado izquierdo del ngulo donde se fija el movimiento general del instrumento.

-

Luego se dirige la aliada hasta el otro lado y se lee el ngulo, se suelta el movimiento general y se visa de nuevo al lado izquierdo repitiendo n veces la operacin. Se tendr al final el ngulo ampliado.

Registro: Angulo Repeticin A-O-B 138.0325 Diferencia Promedio Ang. Prom. Correccin Ang. Correg. Ptos A B Directa 0.000 552.1425 552.1425 552.1487 138.0371 -0.00179 138.0353 Transito 200.000 752.1550 552.1550 Ptos B A Complemento Directa 0.000 1047.8900 1047.8900 1047.8725 261.9681 -0.0034 261.9647 Transito 200.000 1247.8550 1047.8550

Error: Correccin:

e = (Promedio Ang)- (Promedio complemento) Ci = (e / 400) * Angulo Promedio

3.2.2. - Medicin por Mtodo de Reiteracin.

Se basa en la medicin de un ngulo n veces; pero en distintas partes del limbo, el cual se divide en tantas secciones como l numero de reiteraciones. Cada seccin del limbo significa o corresponde un ngulo; el ngulo de reiteracin que vale:

= 400 / (N*n) N = N de Reiteraciones n = N de nonios Operatoria: leemos. Giramos calando la direccin de referencia anotando el ngulo. Hecho esto se termina la llamada serie. Enseguida se cala la direccin de referencia con otro ngulo de calaje y se repite la serie las veces necesarias. Registro: Instalados en el punto de estacionamiento, calamos a la direccin de referencia con 00.00g Giramos la aliada al punto deseado y anotamos el valor del ngulo. Luego transitamos y

Est A

N Reit. 1

Punto Vo

Directa 0.000

Transito 200.010

Prom. 0.0010

P Reduc. Angulos 0.000

Croquis

B V1 Vo A 2 Vo B V1 Vo A 3 Vo B V1 Vo A 4 Vo B V1 Vo A 5 Vo B V1 Vo

77.725 161.424 0.000 80.000 157.720 241.416 80.000 160.000 237.719 321.407 160.000 240.000 317.719 1.411 239.999 320.000 397.720 81.419 320.000

277.726 361.419 200.011 279.992 357.710 41.410 279.993 360.000 37.720 121.421 360.000 39.998 117.719 201.409 39.995 120.010 197.722 281.420 120.014

77.7200 161.415 400.0022

77.7188

77.7188

161.4141 83.6953 400.000

3.3. - Mtodos de Nivelacin Cerrada.

En la realidad se nos indica que de acuerdo con los innumerables errores a que estamos expuestos, en la practica jamas tendremos la seguridad de haber hecho un trabajo aceptable sin verificarlo ejecutado. Es por esto que debemos recurrir a mtodos especiales de nivelacin que nos permita comprobar nuestros resultados y mtodos que llamaremos de Nivelacin Cerrada y que son en realidad mtodos de nivelacin sencilla con comprobacin.

Los mtodos que estudiaremos son los siguientes: a) b) c) Nivelacin cerrada propiamente tal Nivelacin paralela Nivelacin por doble posicin instrumental

3.3.1. - Nivelacin Cerrada.

El mtodo consiste en hacer una nivelacin sencilla entre dos puntos pasando por varios puntos de cambio y enseguida compararla con otra nivelacin sencilla de regreso pasando por otros puntos de cambio. La comprobacin es obvia, pues la diferencia de nivel entre el punto de partida y el punto de llegada medido de ida debe ser igual en valor absoluto al medido en el sentido inverso o sea de regreso.

Ahora bien, para saber si efectivamente los desniveles son iguales; el procedimiento que debe seguirse es sumar separadamente las lecturas de atrs y las de adelante, las que deben ser iguales (o aproximadamente iguales). Esta comprobacin es muy practica ya que en los registros estn en columnas separadas las lecturas de atrs y las de adelante lo que facilita la operatoria de sumar.

Anteriormente se indico que estas sumas podran ser aproximadamente iguales, esto es en base a que en la practica se aceptan algunos errores en el cierre conforme a tolerancias.

3.3.2. - Nivelacin Paralela.

El mtodo consiste en llevar desde una serie de instalaciones instrumentales, dos series de puntos de cambio, en que coinciden solo el primero y el ultimo punto

Operacin:

-

Ubicado el instrumento en el punto (a) se dirige la visual a PR1 primero con una mira y despus con la otra. La primera mira se cambia al punto 1 y la segunda se cambia al punto 1` donde se hacen ambas lecturas de adelante.

-

Enseguida el instrumento se cambia a (b) y se hacen las lecturas de atrs hacia los puntos 1 y 1`. La mira que estaba en el punto 1 se traslada al segundo haciendo las lecturas de adelante a estos puntos 2 y 2`.

-

Despus se cambia el instrumento a las posiciones (c), (d) y (e) haciendo las lecturas de atrs y de adelante hacia los puntos 2-2`, 3-3` y 4-4` y se termina estando en (e) y llevando las miras que estaban en 4 y en 4` al punto PR2 donde se leen las dos lecturas de adelante. Se debe establecer que por existir para cada posicin instrumental dos lecturas de adelante y dos lecturas de atrs, ser necesario llevar dos registros paralelos.

La comprobacin se produce porque la diferencia de nivel entre el punto inicial (PR1) y final (PR2) debe ser la misma en la nivelacin medida por los puntos de cambio 1,2,3 y 4 y la medida por los puntos de cambio 1`,2`,3`y 4`o como el caso de la nivelacin cerrada.

Ahora bien, si el error es mayor que la tolerancia, se puede deducir donde esta la falla, ya que se puede observar que la cota instrumental es comn y por lo tanto igual para las dos nivelaciones (PR1 1,2,3,4, PR2 y la PR1 1`,2`,3` y 4` - PR2) luego calcular los registros se ve donde no se produce esta igualdad, para ubicar en esa posicin el error cometido.

La exigencia de este mtodo es de llevar ambas nivelaciones en registros

separados como ya se estableci, permite la ventaja de ubicar errores si los hay en cada posicin del instrumento lo cual se logra comparando cada vez el valor de hi en cada registro.

3.3.3. - Nivelacin por Doble Posicin Instrumental

Este mtodo consiste en ir comprobando cada vez, las nivelaciones entre dos puntos de cambio, para lo cual se coloca en cada una de ellos y se mide la diferencia de nivel desde dos posiciones diferentes del instrumento tales como a y b estando la nivelacin aceptable si la diferencia que hay entre ambos desniveles cae dentro de tolerancia previamente fijada. Es necesario llevar registros por separado (a y b).

Capitulo 4. CONTROLES TOPOGRAFICOS

Todo trabajo topogrfico debe asegurar una exactitud compatible con los objetivos que motivan su ejecucin. Por lo general, se requiere representar las caractersticas del terreno en un plano, o materializar en el terreno diversos elementos concebidos a partir de la informacin contenida en un plano. En ambos casos, las relaciones determinadas entre los accidentes geogrficos o entre estos y los elementos replanteados, debern mantener la exactitud requerida.

Se denomina Control Topogrfico al conjunto de exigencias relativas de precisin y exactitud que se le imponen a las diversas operaciones de un trabajo topogrfico.

4.1. Reconocimiento General del Proyecto

El recorrido del contrato se desarrolla entre los Kilmetros 30.900,000 al Km. 65.316,480 del camino Traigun Los Sauces. Ruta R-86-88.

Este recorrido tiene como fin conocer el inicio y termino fsico del contrato, los accesos de los caminos secundarios, los accesos a predios y los lugares ms relevantes del contrato.

La comunicacin del Departamento de Topografa I.T.O. con el departamento de Topografa de Autocontrol se lleva a cabo por intermedio de un libro llamado Manifold, el cual consta de hojas triplicadas y foliadas. Es un documento en el cual quedan registradas todas las obras ejecutadas, el Manifold debe ser foliado, de manera que no sea alterado. De las tres copias una debe quedar para la Asesora, otra para el contratista y la ultima es para el Inspector Fiscal, todas las obras que ejecuta el contratista deben ser entregadas por intermedio del Manifold a la Topografa I.T.O para su previa autorizacin, la respuesta tambin se emite en el Manifold. Desde el momento que se recibe la solicitud de recepcin de alguna obra por intermedio del Manifold, la asesora debe inspeccionar la obra, dentro de las siguientes cuatro horas, si transcurrido ese plazo las horas el contratista podr ejecutar la obra sin la inspeccin de la Topografa I.T.O.

En un principio, el control que realiza la Asesora a la empresa constructora se debe llevar a cabo en un 100% y a medida que avanza la obra puede establecer el departamento de Topografa de Autocontrol, si es confiable en la ejecucin de las obras, de ser as, el control que se ejerce sobre la obra podra disminuir.

El papel del Ingeniero Geomensor en la asesora a la inspeccin fiscal se resume en llevar un control de las obras ejecutadas, aprobar o rechazar las modificaciones de proyecto que proponga el contratista, llevar un control cuantitativo de las obras ejecutadas para poder dar curso el estado de pago y confeccionar parte del informe mensual de la Asesora el que se reparte entre las autoridades del Ministerio.

En el informe de la Asesora se nombran los antecedentes de proyecto y sus modificaciones, los antecedentes generales de la obra, el avance fsico de la obra, el avance financiero de la obra, un comentario de la obra precisando las obras que se ejecutan dentro del mes, indicando sus cubicaciones, los frentes de trabajo que realizo la constructora y por ultimo el control de calidad que efecto el departamento de topografa.

4.1.1. - Mantencin del Balizado y Puntos de Referencia.

Con el objetivo de llevar un control adecuado de los trabajos a realizar, junto con la iniciacin de la obra, el contratista deber ejecutar o reponer el balizado del camino en puntos cada 20 metros y demarcar el kilometraje total cada 100 metros. De manera semejante se deber balizar los kilometrajes de inicio y termino del tramo que se construye y en general cualquier punto singular del sector proyectado, incluyendo obras de arte.

Estas balizas sern de madera con nmeros negros y fondos amarillo, las que debern estar adheridas al cerco a la vista del camino, el balizado se podr marcar, tambin en elementos inamovibles, tales como: muros, postes, rocas, etc.

Se debern instalar puntos de referencia altimetricos cada 250 metros, como mximo, ubicados fuera de la plataforma de trabajo y en un lugar donde no sufra ningn deterioro durante el periodo de utilizacin.

Estos estarn materializados en punto fijos invariables y debern ser entregados a satisfaccin de la Inspeccin Fiscal antes de iniciar cualquier trabajo que les requiera. Estos elementos (balizado y P.R.) debern mantenerse en buen estado durante todo el periodo de construccin de las obras.

4.2. INSTRUMENTAL UTILIZADO

Un buen conocimiento de los instrumentos topogrficos, le permite al profesional seleccionar los aparatos mas adecuados para sus medidas, a fin de manejarlos correcta y eficientemente. Esto requiere, no tan suficiente conocimiento terico acerca de la estructura y funcionamiento de los instrumentos, sino tambin, experiencia practica en su manejo y uso.

Es de gran importancia que el profesional, en este caso un Ingeniero Geomensor tenga la habilidad y el buen juicio de comprobar si el instrumento est en condiciones de ser utilizado antes de iniciar cualquier trabajo, de no ser as, este podra estar desajustado, por lo tanto la obra estara mal ejecutada, lo que llevara a la entrega de proyectos equivocados, desprestigiando al profesional.

Por lo anterior, el usuario debe estar preparado para revisar, de manera correcta estos instrumentos de trabajo y realizar ajustes y pequeas mantenciones, en caso de ser necesario, para dejarlos en excelente estado de uso.

4.2.1. Estacin Total TopCon GTA-313 El funcionamiento de la Estacin Total permite reducir los errores producidos por clculos indirectos de distancias o desniveles, aumenta la precisin de las mediciones y adems reduce el tiempo en obtener resultados, debido a que el trabajo destinado a clculos se minimiza.

La factibilidad de empleo y gran variedad de programas de aplicacin que integran la Estacin GTS 313 se traducen en una productividad mxima para el operador.

La puesta en marcha tambin resulta sencilla, basta con estacionar el instrumento y centrar la burbuja de nivel electrnico, que puede visualizarse en la pantalla, permite efectuar un calado preciso. El sistema de captacin de ngulos dinmico absoluto evita el tener que reiniciar. Al apagar el instrumento las orientaciones permanecen almacenadas.

Con respecto a la medicin indirecta de una distancia con recursos electrnicos se logra, al menos en principio, mediante la determinacin del tiempo que un haz de luz emplea en recorrer esa distancia de ida y de vuelta. Conocida la velocidad de propagacin del haz de luz y medido el timpo T, se puede hallar en forma terica la distancia entre A y B.

Sea: C = Velocidad de la Luz T = Tiempo empleado entre AB, ida y vuelta Entonces: dAB = AB 2AB = CT Distancia AB = CT

4.2.2.1. Funciones de la Estacin Total GTS 313 a) Medidas de Angulos. Mide ngulos horizontales y verticales. Precisin : Tres segundos

b) -

Medidas de Distancias. Mide distancias inclinadas y calcula distancias horizontales Precisin : 2mm.

c) Obtencin de Cotas y Desniveles El instrumento calcula los desniveles entre dos estaciones, generando las cotas de los puntos de inters aludidos. Para lograr un eficiente calculo de cotas es necesario ingresar la altura instrumental, la altura de jaln y partir con una base topogrfica con las cotas ya determinadas.

d) -

Medicin de Coordenadas Con los datos obtenidos anteriormente, calcula y registra coordenadas de los puntos de inters asignados.

e) -

Replanteo en 3D Calculo de elementos de replanteo polares (posicin y altitud) a partir de coordenadas grabadas y datos de la estacin.

f) -

Levantamientos Toma la informacin asociada a los puntos de inters del levantamiento, la cual es procesada internamente y transformada en coordenadas. Luego con estos datos coordenados es posible generar una grfica ortogonal del sector abordado.

4.2.2.2. - Verificacin y Correcciones de la Estacin Total.

a)

Lnea de fe al eje vertical de rotacin. Esta prueba sirve para comprobar que el nivel tubular esta centrado, el eje vertical es realmente vertical.

-

Se coloca el nivel tubular paralelo a dos tornillos nivelantes y se centra la burbuja moviendo dichos tornillos en la misma proporcin, pero en sentidos opuestos.

-

Se gira la aliada en 90,y se centra la burbuja, utilizando para ello el tercer tornillo nivelante.

-

Se gira la aliada en 180. La burbuja permanece centrada si la lnea de fe es perpendicular al eje vertical de rotacin, si no es as la lnea de fe no se encuentra perpendicular al eje vertical de rotacin.

Ajuste: Se corrige la mitad del error por medio del tercer tornillo nivelante y la otra mitad con los tornillos de ajuste del nivel tubular. Se repite la prueba hasta eliminar el error.

b)

Error de colimacin. Con este procedimiento se comprueba la coincidencia del eje de colimacin con el eje ptico del anteojo. Esta prueba es muy importante, porque el eje de colimacin se define como la visual que pasa por la intercesin de los hilos del retculo

-

Se visa en directa un punto a 100 metros de distancia y que puede ser enfocado por el anteojo aproximadamente horizontal. Se lee la lectura del limbo horizontal y se anota.

-

Se transita el instrumento, se visa el mismo punto y se anota la lectura del limbo horizontal. La segunda lectura de limbo, reducida por 180, debe ser igual a la primera, teniendo en cuenta la precisin del instrumento. La posible diferencia en los segundos o minutos, corresponde al doble del error horizontal del eje de colimacin. El promedio de ambas lecturas da por resultado la direccin correcta.

Ajuste:

-

Se gira la aliada segn el modo de lectura, bien sea con el tornillo tangencial del movimiento horizontal, de manera que se tenga la medida de las dos lecturas anteriores. Con esto, el retculo se desva hacia la derecha o izquierda del punto visado, en el valor del error de colimacin.

-

Se le lleva de nuevo sobre el punto con la ayuda de los tornillos laterales de correccin del retculo.

c)

Hilo vertical del retculo perpendicular al eje horizontal de rotacin. Se ubica un punto y se hace desplazar a lo largo del hilo vertical del retculo, haciendo uso del tornillo de movimiento tangencial vertical. Si el punto no sufre alteraciones en su recorrido, indica que la condicin se cumple. De lo contrario deber corregirse haciendo uso de los tornillos de correccin del retculo.

4.3. Controles y chequeos Topogrficos

4.3.1. - Control de P.R. Para lograr un adecuado control altimetricos de las obras a ejecutar, se debe hacer un chequeo de todos los puntos de referencia ubicados a lo largo e la obra.

Estos puntos deben a 250 metros de distancia entre ellos y materializados con un monolito de hormign o un estacon de madera. La empresa constructora debe entregar antes de la ejecucin del proyecto un cuadro de P.R., el cual necesariamente debe constar con el numero de P.R., la cota del P.R., y otro cuadro anexo de amarras de los de amarras de los P.R. Para proceder a verificar la distancia altimetrica de los P.R., se debe buscar un mtodo de chequeo, este ser por medio de una nivelacin cerrada. Las nivelaciones, como todos los trabajos topogrficos, se pueden efectuar por diversos procedimientos y con distinto grado de precisin, dependiendo del instrumental que se utilice y los mtodos que se apliquen. La nivelacin geomtrica de precisin ser el procedimiento apropiado para transportar el sistema altimetrico de referencia a travs de toda la zona de estudio del proyecto, cualquiera sea su extensin.

Chequeo:

-

Para iniciar el chequeo de los puntos de referencia se debe instalar el nivel en un lugar donde se visualice un P.R., el cual lo denominaremos (A), luego se obtiene la lectura del punto.

-

Posteriormente se proceder a obtener una lectura adelante la cual la denominaremos (B), este punto no debera estar mas de 50 metros de distancia del lugar donde se encuentre el nivel. Luego se traslada el nivel a unos 50 metros mas all de (B), se visara y anotaremos la lectura atrs.

-

Ya obtenida la lectura atrs de (B), procederemos a dar una lectura (C). Este procedimiento lo reiteraremos hasta llegar al prximo P.R. que estar a 250 metros de distancia del primer punto de referencia. Al llegar al prximo P.R. se cotejaran la cota de llegada con la cota del cuadro de P.R. entregada por autocontrol.

-

Luego de ejecutada la nivelacin de ida, se rectificara la nivelacin hecha previamente con una nivelacin de vuelta, as se comprueba los valores reales de las cotas definitivas.

-

Si uno de los P.R. no esta dentro de tolerancia exigida con respecto las cotas de proyecto, se le comunicara por intermedio del manifold de topografa a autocontrol, con el fin que autocontrol rectifique la cota del P.R., para no ejecutar trabajos con altimetra defectuosa.

Control Puntos de Referencia Altimetricos

25

0

M

ts

P u n t o d e R e f e r e n c ia A lt im e t r ic o ( P r ) N iv e la c i n id a y v u e lt a e n t r e P r s .

4.3.2. - Control de Vrtices Coordenados.

El sistema referencia planimetrico ser nico para cada proyecto, y todos los trabajos topogrficos necesarios para el proyecto estar referidos a este sistema.

El sistema de referencia ser plano, triortogonal, dos de sus ejes representara un plano horizontal, sobre el cual se proyectaran ortogonalmente todos los detalles de terreno; ya sea artificial o natural, el tercer eje corresponde a la elevacin, cuya representacin del terreno se har por curvas de nivel o por perfiles, por lo tanto, el sistema de coordenadas del proyecto no es en U.T.M., sino un sistema de coordenadas planas ligado, en lo posible, a vrtices de coordenadas en U.T.M., lo cual permitir, eventualmente, hacer la transformacin de coordenadas que se requiera.

Al realizar la construccin de la faena ya transcurrido un tiempo considerable desde que se efecto el estudio del contrato, por lo tanto para poder ubicar los vrtices es necesario que se cuente con sus coordenadas y amarras, las cuales son siempre materializadas a objetos firmes como postes, cercos, solers, defensas camineras, etc., de manera que su ubicacin sea mas sencilla. En el volumen II de las especificaciones tcnicas se encuentra el cuadro de amarras de los vrtices mas el cuadro de coordenadas, en el que aparecen las coordenadas de los vrtices, los ngulos entre vrtices, el acimut, la distancia entre los vrtices.

Chequeo:

-

Para la ubicacin de los vrtices se utiliza la siguiente metodologa. Primero se ubica el kilometro del vrtice inicial del contrato, luego se ubican las amarras N1 y N2 y se genera la distancia que corresponda a cada amarra, simultneamente utilizando 2 hinchas las cuales deben intersectarse en las distancias generadas y en aquel punto de interseccin se ubica el vrtice, (la distancia de las amarras aparece en el cuadro de amarras).

-

Luego se instala la estacin total en el segundo vrtice segn avance del kilometraje y se da calaje al primer vrtice del kilometro inicial (Km 30.900,00) del contrato, donde estaremos geomtricamente estructurados para obtener las coordenadas del primer vrtice de la poligonal del contrato. Las coordenadas obtenidas debern ser las mismas que las que entrega el proyecto, siendo as proseguiremos chequeando ngulos horizontales por medio de reiteracin o por el mtodo de repeticin.

Ya chequeados los ngulos y coordenadas, continuaremos con el chequeo de distancias horizontales, este chequeo de distancias lo realizaremos con la misma estacin, donde se tomara varias veces la distancia horizontal y as sacar un promedio del resultado de distancias.

-

Si no llegaran a cuadrar los ngulos, distancias y por defecto las coordenadas obtenidas con las de proyecto, se tendra que comunicar autocontrol la deficiencia del proyecto buscar la solucin mas apropiada o simplemente paralizar las obras hasta que se presente nuevamente el proyecto sin errores de estructura geomtrica

Control de Vrtices del Proyecto

V e r t ic e c h e q u e a d o

V3

g.

In

t.

C a la j e V1

E s t a c i n V2

An

V 1 - V 2 = B ase C oordenada V3 = C o o r d e n a d a O b t e n id a

4.3.3. - Control de Canchas de Subrasante, Subbase y Base.

a)

Control de Subrasante: La construccin de la sub