INFRAESTRUCTURA VIAL

La infraestructura vial es todo el conjuto de elementos que permite el desplazamiento de vehiculos en forma confortable y segura desde un punto a otro.

A nivel general, las vías se agrupan en dos categorías principales: vías urbanas y vías interurbanas. El primero de los tipos corresponde con las calles y el segundo está formado por las carreteras. En las carreteras, la circulación es a motor, con nudos y accesos separados en el espacio y recorridos medios y largos, mientras que en las calles, la circulación es mixta, las intersecciones y accesos son frecuentes y los recorridos son generalmente cortos.

En España, la regulación fundamental a nivel estatal se recoge en la Ley 25/1988 de Carreteras y su Reglamento. Además, las Comunidades Autónomas tienen también competencias en materia de carreteras, por lo que las Comunidades Autónomas han promulgado leyes de carreteras autonómicas de acuerdo con el artículo 148 y 149 de la CE. La Ley de Carreteras considera una carretera a la vía de dominio y uso público proyectada y construida fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles.

Existen numerosas clasificaciones de vías atendiendo a diferentes criterios: sus características, titularidad, número de calzadas, grado de control de accesos, condiciones orográficas o condicionantes del entorno urbanístico. A continuación se completarán las clasificaciones según estos criterios.

Referencia: http://www.buenastareas.com/ensayos/Programa-Arquitectonico-Para-Museo-De-Arte/6072268.html

Características de la vía

• Autopistas: carreteras especialmente proyectadas, construidas y señalizadas como tales para la exclusiva circulación de automóviles que contienen las siguientes características: no tener acceso a las mismas las propiedades colindantes, no cruzar a nivel ninguna otra vía de comunicación o servidumbre de paso alguna y constar de distintas calzadas para cada sentido de circulación separadas entre sí.

 Autovías: son las carreteras que, no reuniendo todos los requisitos de las autopistas, tienen calzadas separadas para cada sentido de circulación y limitación de accesos a las propiedades colindantes.

 Vías rápidas: son las carreteras de una sola calzada y con limitación total de accesos a las propiedades colindantes. Este concepto ha desaparecido en la Disposición final primera del Reglamento de Circulación.

 Carreteras convencionales: las que no reúnen las características propias de las autopistas, autovías y vías rápidas.

Titularidad

• Estatal: La administración competente es el Estado.
• Autonómica: La administración competente es una Comunidad Autónoma.
• Diputaciones: La administración competente es una Diputación.
• Municipales: La administración competente es un Ayuntamiento.
• Otros organismos: La administración competente no es ninguna de las anteriores.

Las carreteras estatales son aquellas que forman parte de un itinerario de interés general o cuya función en el sistema de transporte afecte a más de una Comunidad Autónoma, considerando un itinerario de interés general aquél en el que se dé alguna de las siguientes circunstancias: forma parte de los principales itinerarios de tráfico internacional, constituye el acceso a un puerto o aeropuerto de interés general, sirve de acceso a los principales pasos fronterizos o enlaza las Comunidades Autónomas conectando los principales núcleos de población del territorio estatal formando una red continua que soporta regularmente tráfico de largo recorrido.

Número de calzadas

• Carreteras de calzadas separadas: son las que tienen calzadas diferenciadas para cada sentido de circulación, con una separación física entre ambas.
• Carreteras de calzada única: son las que tienen una sola calzada para ambos sentidos de circulación, sin separación física, independiente del número de carriles.

Grado de control de accesos

• Sin acceso a propiedades colindantes.
• Con acceso limitado a propiedades colindantes.
• Con accesos directos autorizados.

Condiciones orográficas

• Llano: la máxima inclinación es igual o inferior al 5%.
• Ondulado: la máxima inclinación se encuentra entre el 5 y 15%.
• Accidentado: la máxima inclinación se encuentra entre el 15 y 25%.
• Muy accidentado: la máxima inclinación es superior al 25%.

Condiciones del entorno urbanístico

• Tramos urbanos: los que discurren en su totalidad por suelo clasificado de urbano.
• Tramos interurbanos: los que no discurren totalmente por suelo clasificado de urbano.

Dentro de las carreteras urbanas, se pueden distinguir los siguientes grupos según criterios funcionales como el ámbito del viaje:
• Vías primarias: canaliza los movimientos de larga distancia, como son los interurbanos y metropolitanos, cumpliendo la función de conexión y distribución de los vehículos que acceden a la ciudad y la atraviesan sin detenerse.
• Vías colectoras: Distribuyen los tráficos urbanos e interurbanos hasta la red local, siendo un viario intermedio, normalmente sin continuidad en itinerarios interurbanos.
• Vías locales: Su función principal es la de acceso a los usos ubicados en sus márgenes.

Dentro de las vías primarias urbanas, si se diferencia por intensidad y tipo de tráfico, se pueden considerar dos grupos, de manera análoga a las carreteras interurbanas:
• Vías no convencionales: son vías con circulación continua, control de accesos, uso exclusivo para el automóvil y separación total con los movimientos peatonales. Se pueden distinguir, a su vez, en autopistas urbanas (APU), autovías urbanas (AVU) y vías rápidas urbanas (VRU).
• Vías convencionales: vías primarias urbanas de características convencionales. Dentro de este tipo se encuentra la vía arterial (VAU).

Referencia : http://www.wikivia.org/wikivia/index.php/Tipos_de_v%C3%ADa

PARTES DE UNA VIA

Calzada o parte por la que circulan los vehículos. Pueden tener uno o más carriles de uno o dos sentidos.

-Carriles, uno o varios, en que puede estar dividida la calzada, esté o no delimitada por líneas longitudinales y por la que se permite la circulación de automóviles y mot -Calzada o parte por la que circulan los vehículos.

-Arcén: zona contigua a la calzada destinada al uso de automóviles sólo en casos de emergencia.

-Mediana: zona intermedia que separa las calzadas de sentido contrario. No se puede circular por ella con vehículos.

-Plazoleta o isleta, o zona situada dentro de la calzada: para ayudar a incorporarse distintas vías.

-Paso a nivel: es un cruce entre la vía y una línea de ferrocarril.

-Parada BUS: es la zona reservada a determinados servicios públicos recogida o bajada de viajeros.

-Cuneta: es la zona de la calzada para recoger el agua de lluvia

-Acera: es la zona de la vía reservada a la circulación de peatones, que normalmente está elevada sobre la calzada.

-Intersección: zona en la que confluyen dos o más vías.

-Aparcamiento: en paralelo o en línea para estacionar vehículos.

Carril de aceleración o de entrada: indicado para la incorporación desde otra vía distinta que permite a los vehículos alcanzar una velocidad similar a la de los vehículos que ya circulaban por ella. Por ello, se llama carril de "aceleración".

-Carril de deceleración o de salida: igual que el anterior pero para su uso contrario. Se usa para abandonar la vía por la que se circula y por la que irá reduciendo la velocidad, no en la propia vía.

-Carril para vehículos lentos: presente en algunas vías, normalmente en los tramos ascendentes con rampas pronunciadas y que deberán ocupar los vehículos que circulen a una velocidad inferior a la indicada al comienzo de este.

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Referencia: http://webs.uvigo.es/albertogonzalez/arquivos/vias_circulacion.html

PAVIMENTOS

Generalmente se conocen dos tipos de pavimentos:

Los pavimentos flexibles

Los pavimentos rígidos

PAVIMENTOS FLEXIBLES

Los pavimentos flexibles se caracterizan por estar conformados principalmente de una capa bituminosa , que se apoya de de otras capas inferiores llamadas base y subbase;sin embargo es posible prescindirse de estas capas dependiendo de la calidad de la subrasante y de las necesidades de cada obra.

en este tipo de pavimentos se puede hacer una breve descripción de cada una de sus capas según su funcionalidad

Carpeta o capa de rodadura: Es la capa mas superficial y tiene como principal función proporcionar una superficie segura, cómoda y estable en el transito vehicular; además de actuar como capa impermeable para impedir la infiltración de agua en la estructura del pavimento.

La base: es la encargada de recibir los esfuerzos de la capa de rodadura y transmitirlo de forma adecuada a la subbase  y a la subrasante.

La subbase: Se considera una capa netamente económica, debido a que el contenido de sus materiales son muy accesiquible y económicos. Tiene la función de  actuar como capa de transición entre la base y la subrasante, puesto que impide la penetración de materiales finos de la subrasante así, como la ascensión capilar.

PAVIMENTOS RÍGIDOS

Los pavimentos rígidos son aquellos que se constituyen principalmente de una capa de concreto hidráulico y de materiales seleccionados como aglomerantes,arenas y toda clase de material granular.

El concreto se caracteriza por tener un alto nivel de elasticidad y de resistencia a elevados esfuerzos mecánicos, catalogándolo como un pavimento duradero  y eficiente. Así como se se hizo una breve descripción de cada una de las capas del pavimento flexible segun su funcionalidad así mismo se hará una del pavimento rígido.

Losa de concreto: La principal función de la losa de concreto es la misma de la carpeta alsfaltica es decir, soportar los esfuerzos producidos por el flujo vehicular y transmitirlos de manera apreciable a las capas inferiores.

La subbase: Tiene como objetivo impedir la fluencia de material fino con agua fuera de la estructura del pavimento,debido a la penetración de agua por medio de las juntas del pavimento. También actúa como un sistema de drenaje para evacuar gran parte del agua infiltrada.

Referencia

 http://civilgeeks.com/2011/12/28/tipos-de-pavimentos/

FIRMES DE HORMIGON

Los firmes de hormigón (específicamente, hormigón de cemento Portland) se crean usando una mezcla de cemento Portald, grava, arena y agua. El material es aplicado cuando es una lechada fresca, y trabajado mediante medios mecánicos (vibrado) para compactar el interior y permitir que el cemento más fino quede en la capa superior para crear una superficie más suave y densa, libre de la piel de cocodrilo (grietas que se producen por la retracción del hormigón). El agua permite que la mezcla se combine a nivel molecular en un proceso llamado hidratación.

Las superficies de hormigón pueden ser de los siguientes tres tipos en función del tratamiento de las fisuras:

·         Pavimentos de Hormigón con Junta Normal (en inglés Jointed Plain Concrete Pavements (JPCP)) se realizan con juntas suficientes para prevenir todas las fisuras naturales que puedan producirse. Las grietas se concentran en las juntas y no aparecen en otra parte de la losa. Los pavimentos de junta plana no contienen ningún refuerzo de acero. Sin embargo es posible que las juntas transversales queden unidas por acero sin corruga (la corruga deterioraría el hormigón por rozamiento, por lo que se pone lisa). El espacio entre juntas transversales está entre los 15 y 10 metros para losas de 18 a 30 centímetros. En la actualidad la mayor parte de las agencias estatales de Estados Unidos usan este sistema.

·         Pavimentos de Hormigón Armado con Junta (en inglés Jointed Reinforced Concrete Pavements (JRCP)) contienen una malla de acero de refuerzo (a veces llamado acero distribuido). En estos pavimentos las losas son mucho mayores y las juntas están reforzadas con acero para evitar que se fisuren las losas. El espacio entre juntas era de 30 metros o más. En el pasado, algunas agencias de carreteras estadounidenses llegaron a los 100 metros. Este método ha sido muy usado en el Este de Estados Unidos y en el Medio Oeste. Aunque muchas agencias lo usan no es un diseño recomendable ya que es la opción más difícil de reparar.

·         Pavimentos de Hormigón Armado Continuos (en inglés Continuously Reinforced Concrete Pavements (CRPC)) no requieren ninguna junta transversal. Las fracturas transversales se esperan en la losa, generalmente a intervalos de 1 - 1,5 metros. Los pavimentos CRPC están diseñados con el suficiente acero, 0,6-0,7% del área transversal, para mantener las fisuras juntas. Determinar un espaciamiento apropiado entre las fisuras es una parte del proceso de diseño para este tipo de pavimento. Su puesta inicial es la opción más cara, debido a la mayor cantidad de acero, pero también son las más eficientes en corredores urbanos con un tráfico muy elevado.

Una ventaja de las carreteras de hormigón es que son más resistentes y duran más que las de asfalto. Además tienen un mantenimiento muy fácil, porque una vez que se desgastan pueden repararse fácilmente para volver a recuperar la textura. Las desventajas son tener un elevado coste inicial, son más rudas para el conductor, la fisuración nunca se detiene y son más difíciles de reparar si sufren una fractura. Los estudios recientes demuestran que la mayor parte de estas vías se encuentran dañadas a causa del peso de los camiones. Las reparaciones suelen ser caras y consumen mucho tiempo.

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Referencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Firme

INFRAESTRUCTURA VIAL Y PAVIMENTOS

Introducción

La infraestructura vial incide mucho en la economía de nuestro país por el gran valor que tiene en ésta, pues al alto costo de construccion, mantenimiento o rehabilitación hay que adicionarle también los costos que se derivan por el mal estado de las vías, por eso los nuevos ingenieros que se dediquen a esta rama de la profesión se enfrentaran a un reto muy importante que es el de proporcionar estructuras de pavimentos eficaces con presupuestos cada vez más restringidos.

Referencia

http://www.buenastareas.com/ensayos/Infraestructura-Vial/2123294.html
Dentro del contexto del diseño de pavimentos se acepta que el dimensionamiento de estas estructuras permite que se establezcan las características de los materiales de las distintas capas del pavimento y los espesores, de tal forma que el pavimento mantenga un "índice" de servicio aceptable durante la vida de servicio estimada.
El método que se describe en este documento está encaminado a dar una aproximación de las correlaciones empíricas logradas hasta la primera mitad del siglo XX en el diseño estructural de pavimentos; se ha llegado a este estado del arte aplicando metodologías usadas en otras áreas de la ingenieria que tienen en cuenta las propiedades de los materiales que constituyen el pavimento; el procedimientos puede tener el grado de sofisticación que el ingeniero desee. Con este procedimiento se pueden obtener los esfuerzos, deformaciones y deflexiones producidas por las cargas a las que está sometida la estructura (tránsito).El procedimiento seguido para el diseño de un pavimento por metodos racionales se planteó inicialmente por medio de modelos bicapas que posteriormente fueron generalizados a tricapas y multicapa.

Es el área de la Ingeniería Civil encargada del diseño y mantenimiento de las vías y sus estructuras. Un ingeniero especializado en Infraestructura vial y pavimentos debe tener conocimientos en las siguientes áreas:

Diseño geométrico de vías

Diseño de pavimentos rígidos

Diseño de pavimentos flexibles

Ingeniería de materiales

Diseño geométrico de vías

El Diseño geométrico de carreteras es la técnica de ingenieria civil que consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno. Los condicionantes para situar una carretera sobre la superficie son muchos, entre ellos la topografía del terreno, la geología, el medio ambiente, la Hidrologia o factores sociales y urbanísticos. El primer paso para el trazado de una carretera es un estudio de viabilidad que determine el corredor donde podría situarse el trazado de la vía. Generalmente se estudian varios corredores y se estima cuál puede ser el coste ambiental, económico o social de la construcción de la carretera. Una vez elegido un corredor se determina el trazado exacto, minimizando el coste y estimando en el proyecto de construcción el coste total, especialmente el que supondrá el volumen de tierra desplazado y el firme necesario.

Diseño de pavimentos flexibles y rígidos

. Desde el punto de vista de diseño, los pavimentos flexibles están formados por una serie de capas y la distribución de la carga está determinada por las características propias del sistema de capas. Los rígidos tienen un gran módulo de elasticidad y distribuyen las cargas sobre una área grande, la consideración más importante es la resistencia estructural del concreto hidráulico.

Una buena forma de caracterizar el comportamiento de un pavimento flexible bajo la acción de cargas de ruedas, es considerarlo como un semiespacio homogéneo; este tiene una área infinita y una profundidad infinita con una carpeta delgada encima donde son aplicadas las cargas.

Como un primer análisis para determinar la distribución de esfuerzos en un pavimento se aplicó el modelo propuesto por el matemático francés Boussinesq en 1885, estado de esfuerzos en una masa de suelo a cualquier profundidad; el estudio del matemático se basó en una carga concentrada aplicada en un semiespacio lineal, elástico, isótropo y homogéneo; los esfuerzos, deformaciones y deflexiones debidos a la carga concentrada pueden ser extrapolados para obtener aquellas debidas a una área circular cargada.

Esta solución fue por mucho tiempo la única disponible, hasta que en 1945 Donald M. Burmister propuso una teoría que se podía aplicar a estructuras de pavimentos, basada en la de Boussinesq pero que tenía en cuenta estratos y las propiedades mecánicas de los materiales que conforman la masa de suelo, para calcular el estado de esfuerzos de ésta a cualquier profundidad. Desde el punto de vista del estudio de pavimentos, el modelo de Burmister puede ser usado para determinar los esfuerzos, deformaciones y deflexiones en la subrasante si la relación de módulos del pavimento y la subrasante es cercana a la unidad, si no es así, la modelación es más compleja. Analíticamente es un procedimiento más complejo que los basados en el primer modelo, que se podía solucionar con ecuaciones relativamente fáciles; el modelo de Burmister introduce transformadas de Fourier que requieren funciones de Basel para su solución y que sin la ayuda de un programa de computador no se pueden modelar estructuras de más de dos capas.

La generalización del modelo a estructuras multicapa con diferentes condiciones de frontera fue propuesta por Westergaard, Palmer y Barber, Odemark y otros; estos modelos describen el funcionamiento del sistema en el cual, la presion ejercida por una rueda q puede ser muy alta para ser soportada por el suelo natural; la estructura del pavimento reparte la carga para llevarla lo más reducida posible a la subrasante que es la fundación del pavimento; entonces la solución al problema consiste en determinar a una profundidad z que cantidad de esfuerzo se ha disipado.

Figura 2. Modelo de Boussinesq

La modelación de la solución inicial basada en la teoría de Boussinesq. La ecuación general para determinar la distribución de esfuerzos de es la siguiente:

s z = q

Donde,

s z: es el esfuerzo vertical a cualquier profundidad.

q: es la presión de la carga.

A: es el radio de la carga de huella circular.

Se supone un comportamiento lineal entre los esfuerzos y deformaciones, lo que indica que se acepta que los materiales trabajan dentro de su rango elástico; sin embargo, la reología de los materiales asfálticos demuestra que su comportamiento es visco elástico,función  del estado de esfuerzos, del tiempo de aplicación de las cargas y de la temperatura; de la misma manera los materiales granulares responden a las cargas, de acuerdo al nivel de esfuerzos aplicados, a su densidad y humedad, en general su comportamiento no es lineal y depende en gran medida de las características del material de la capa subyacente; en este sentido existen modelos teóricos elásticos no lineales (Boyce 1980)

Referencia: http://www.monografias.com/trabajos13/pafle/pafle.shtml

ASFALTO

Asfalto (especificamente, hormigon asfáltico) ha sido ampliamente usado desde los años 1920-1930. La naturaleza viscosa del betun hace que se pueda realizar un material con una capacidad significativa de resistir la deformación plástica, aunque la fatiga debida a la carga repetida del firme es la principal causa de rotura. La mayor parte de las superficies asfálticas descansan sobre un capa de gravas o de zahorras. En zonas ricas en arcillas y limos a veces se acude a la estabilización con cemento portand para mejorar la base. Polypropileno y poliester geosintético también están siendo usados para este propósito. En algunos países septentrionales se usa una capa de poliestireno para prevenir la entrada del hielo en la capa base.

Dependiendo de la temperatura que se le aplique, el asfalto se categoriza en Mezcla Asfáltica en Caliente, Mezcla Bituminosa Templada o Mezcla Bituminosa en Frío.

·         Mezcla bituminosa en caliente: Se aplica a temperaturas entre 90 °C y 120 °C, hay que gastar una elevada cantidad de energía para la puesta (ya que hay calentarlo) y genera una enorme polución de compuestos volátiles.

·         Mezcla bituminosa en frío: Se emplea en zonas rurales, lejanas a la fábrica de mezclas, y en pequeñas reparaciones.

Las ventajas que suponen una vía asfaltada son reducción de ruido (en comparación con otros tipos de firme), menor coste que otras opciones y fácil reparación. Las desventajas incluyen menor durabilidad que otros métodos, menor resistencia que el hormigón, tendencia a ablandarse en lugares muy cálidos y una mayor cantidad de contaminación del suelo debido al empleo de hidrocarburos.

En la década de 1960 se empleó por primera vez el asfalto gama que mezcla el asfalto con viruta procedente de neumáticos. Este tipo de asfalto tiene varias ventajas: Permite dar un uso a los neumáticos (que además son inflamables) de vertederos, reducen el ruido del paso de vehículos entre 7 y 12 dB respecto al asfalto convencional y además el asfalto goma dura más tiempo que el convencional. Sin embargo la aplicación de asfalto goma es más sensible a las temperaturas y en algunos lugares solo puede ser aplicado en momentos muy determinados del año.

Referencia: http://es.wikipedia.org/wiki/Asfalto

VIDEO DE UNA VÍA ASFÁLTICA