SECCIONES TRANSVERSALES Y MOVIMIENTO DE TIERRAS
DISEÑO GEOMÉTRICO TRANSVERSAL El diseño geométrico transversal de una carretera consiste en la definición de la ubicación y dimensiones de los elementos que forman la carretera, y su relación con el terreno natural, en cada punto de ella sobre una sección normal al alineamiento horizontal. Así se podrá fijar la rasante y el ancho de la faja que ocupará la futura carretera, y así estimar las áreas y volúmenes de tierra a mover.
5.1 CRITERIOS Y SECCIONES TÍPICAS
SECCIONES TRANSVERSALES TIPICAS La sección transversal típica a adoptarse para una carretera depende casi exclusivamente del volumen de tráfico y del terreno y por consiguiente de la velocidad de diseño más apropiada para dicha carretera. En la selección de las secciones transversales deben tomarse en cuenta los beneficios a los usuarios, así como los costos de mantenimiento.
ELEMENTOS GEOMÉTRICOS Geométricamente, la sección transversal de una carretera está compuesta por el derecho de vía, el ancho de explanación, la plataforma, la corona, la calzada, los carriles, los espaldones, las cunetas, los taludes laterales y otros elementos complementarios.
Derecho de vía es la faja de terreno destinada a la construcción, ampliación y mantenimiento de la vía, 60 m para viviendas y 50 m para cerramientos. La plataforma de la carretera, es la distancia horizontal, medida entre los extremos exteriores de las cunetas. La calzada es la parte de la sección transversal destinada a la circulación de los vehículos, constituida por uno o más carriles para uno o dos sentidos, se denomina también superficie de rodadura. Los carriles tendrán un ancho suficiente para permitir la circulación de una sola fila de vehículos, con un ancho variable. El ancho y el número de carriles de la calzada se determinan con base en un análisis del tipo de carretera, el tipo de terreno, y nivel de servicio deseado al final del período de diseño.
El ancho del pavimento se determina en función del volumen y composición del tráfico (dimensiones del vehículo de diseño) y de las características del terreno. Para un alto volumen de tráfico o para una alta velocidad de diseño, se impone la provisión del máximo ancho de pavimento económicamente factible. Para un volumen de tráfico bajo o para una velocidad de diseño baja, el ancho del pavimento debe ser el mínimo permisible.
Los espaldones son espacios entre el filo de la calzada y el de la cuenta, sirven para el confinamiento lateral de la calzada, protegiéndola de la humedad y las posibles erosiones, se pueden utilizar para estacionamiento provisional y para dar seguridad al usuario, se pueden eludir accidentes potenciales o reducir la severidad. Otras funciones son: el mejoramiento de la capacidad de la carretera, facilitando una velocidad uniforme, mejora la distancia de visibilidad en curvas horizontales, mejoramiento de la apariencia estética de la carretera, provisión de espacio para trabajos de mantenimiento.
La pendiente transversal de los espaldones podría variar desde 3 por ciento hasta 6 por ciento dependiendo de la clase de superficie que se adopte para los mismos. Se ha adoptado una pendiente de 4 por ciento como norma general.
La existencia de espaldones en sí no se justifica económicamente para carreteras de bajo volumen de tráfico, para los cuales en la mayoría de casos se especifican superficies de rodadura de grava. En los caminos vecinales de penetración de características mínimas (Clase V), tampoco se justifican los espaldones, pero en este caso es aconsejable el ensanchamiento de la calzada a intervalos adecuados para facilitar la circulación de los vehículos en ambas direcciones.
La corona, es el suma de la calzada y los espaldones, es la distancia horizontal medida entre las aristas interiores de las cunetas de un corte y/o entre las aristas superiores de los taludes de un terraplén. El bombeo, es la pendiente transversal que va del eje hacia los bordes para escurrir el agua lluvia hacia los espaldones y las cunetas. En las carreteras de dos carriles de circulación y en secciones en tangente es común que el bombeo de la capa de rodadura sea del 2% de pendiente y en los espaldones sea del 4%
Las cunetas son zanjas, revestidas o no, construidas paralelamente a las bermas, destinadas a facilitar el drenaje superficial longitudinal de la carretera. Sus dimensiones se determinan de acuerdo a los análisis hidráulicos del sitio. Los taludes son las superficies laterales inclinadas que limitan la explanación, si la sección es en corte, el talud empieza enseguida de la cuenta, si la sección es en terraplén o relleno el talud inicia en el borde de la hombro la inclinación se base en estudios geológicos. 1:2 en corte, 3:2 relleno
Los taludes en corte y en relleno son muy importantes en la seguridad y buena apariencia de una carretera, además de influir en su costo de mantenimiento. Aunque su diseño depende de las condiciones de los suelos y de las características geométricas de la vía, como regla general los taludes deben diseñarse con la menor pendiente económicamente permisible. En terrenos ondulados y montañosos, en donde las condiciones de los suelos constituyen un factor determinante y el movimiento de tierras es el rubro mayor en la construcción, se recomienda dar especial consideración a los taludes en corte en las curvas horizontales, a fin de proveer una adecuada distancia de visibilidad a un costo razonable.
SECCIONES TRANSVERSALES TÍPICAS Dependiendo del tipo de terreno o topografía, predominará una sección transversal determinada, la cual será típica para ese tramo. En la siguiente figura, se muestran los tipos generales de secciones transversales, en corte (excavación), terraplén (relleno) y mixtas (a media ladera).
ESTACAS DE TALUD Y ESTACAS DE CEROS Las estacas de talud o chaflanes son los puntos donde los taludes, de corte o relleno encuentran el terreno natural, las estacas de ceros son los puntos de paso de corte a relleno o viceversa. Se define como la cota de trabajo, al trabajo necesario realizar verticalmente en un punto, ya sea excavando o rellenando, expresada como: Cota de Trabajo =Cota Roja - Cota Negra Cota Roja = Cota de proyecto o nivel de sub-rasante. Cota Negra = Cota del terreno natural.
LÍNEA DE CHAFLANES Es la representación en planta, de los bordes de la explanación o líneas que unen las estacas de chaflán consecutivas. Esta línea indica hasta dónde se extiende lateralmente el movimiento de tierras por causa de los cortes o de los terraplenes. Para diferenciar los cortes de los terraplenes se utilizan colores especiales, achurados con diferentes tipos de líneas. La línea de chaflanes determina la necesidad de eventuales compras adicionales de predios y la identificación preliminar de requerimientos de estructuras de contención.
POSICIÓN DE LOS CHAFLANES Una sección transversal queda geométricamente definida en forma completa cuando se especifican los siguientes elementos:
Tales posiciones se pueden expresar analíticamente con las siguientes expresiones: x d = B 2 + Y d t x i = B 2 + Y i t