1. Introducción a la Topografía

1.1. Curvas de Nivel

¿Qué son las curvas de nivel?

Son la traza entre un plano horizontal y el relieve, proyectadas en un solo plano horizontal.

1.2. Corte Topográfico

¿Para qué sirve el corte topográfico?

Hacerse una idea de cómo es el relieve que está dibujado en el mapa.

1.3. Elementos de una Curva de Nivel

  • Punto de inicio de una curva
  • Punto de intersección
  • Punto de tangencia
  • Distancia externa
  • Distancia de la ordenada media
  • Longitud de la subtangente

2. Movimientos de Tierras y Red Vial

2.1. Movimientos de Tierras

¿Qué son los movimientos de tierras?

Son aquellas acciones que realiza el hombre para variar o modificar la topografía de un área, faja o zona.

2.2. Red Vial

  • Red vial: Es fundamental para su desarrollo y crecimiento porque es el único medio que posibilita el transporte de las personas.
  • Ministerio de transporte y comunicaciones: Encargados de conectar e integrar al país a través del desarrollo de sistemas de transporte.
  • Diseño geométrico: Es de cumplimiento obligatorio, recopila las técnicas y procedimientos para el diseño de la infraestructura vial.
  • Clasificación de Carreteras:

Por demanda: Autopista; 1era, 2da // Carreteras 1era, 2da, 3era clase // Trochas carrozables

Por orografía: Terreno plano, ondulado, accidentado, escarpado

2.3. Índices de Tráfico

  • IMDA (Índice Medio Diario Anual): Representa el promedio aritmético de los volúmenes diarios para todos los días del año.
  • VHD (Volumen Horario de Diseño): El patrón de tráfico en cualquier carretera que muestra una variación.

2.4. Actividades de Movimientos de Tierras

  • Excavación
  • Carga
  • Transporte
  • Descarga
  • Extendida
  • Humectación
  • Compactación
  • Servicios auxiliares

2.5. Capacidad Vial y Niveles de Servicio

  • Capacidad Vial: Es el número máximo de vehículos por unidad de tiempo que pasan por una sección.
  • Niveles de Servicios: Manera de medir cualitativamente la calidad de flujo vehicular.

3. Drenaje en Carreteras

3.1. Generalidades

Drenaje en Carreteras: Es el conjunto de obras que permiten un manejo adecuado de fluidos, para la cual es indispensable considerar los procesos de captación.

Oxidación en el drenaje: Esta provoca especialmente un debilitamiento de la estructura.

Efectos negativos que provoca la presencia de agua en el pavimento:

  1. Causa un desgaste externo adicional, todos los materiales se deterioran con el tiempo.
  2. Se produce la disminución del perímetro de los agregados que se encuentra en la superficie.
  3. La carga continua de los vehículos generan la intrusión del agua en el pavimento con mayor velocidad.
  4. Aparición de grietas.

3.2. Tipos de Drenaje

3.2.1. Drenaje Superficial

Drenaje superficial: Se construye la superficie del terreno. Se emplea para el recojo de aguas pluviales.

3.2.2. Drenaje Longitudinal

Drenaje longitudinal: Capta los escurrimientos de agua sobre la plataforma de taludes, su objetivo es prever que lleguen al camino o permanezcan en él.

3.2.2.1. Cunetas

Cunetas: Zanjas ubicadas en ambos lados de la carretera. Con el objetivo de captar, conducir y evacuar las aguas superficiales.

3.2.2.2. Bordillos

Bordillos: Permiten discurrir el agua sobre la plataforma de la carretera.

3.2.2.3. Cunetas de Coronación

Cunetas de coronación: Se construye en la parte superior de un talud de corte, con el objetivo que el agua baje por la pendiente.

3.2.2.4. Cunetas de Banqueta

Cunetas de banqueta: Una o más terrazas con el fin de estabilizar un talud y se ubica en el pie de cada banqueta.

3.2.2.5. Tubos

Tubos: Alcantarillas de sección circular y que necesita un espesor de terraplén o un mínimo de 0.6 m para un mejor funcionamiento.

3.2.2.6. Cajones

Cajones: Son estructuras rectangulares, trabajan como marco rígido que absorbe el peso y empuje del terreno.

3.2.2.7. Bóvedas

Bóvedas: Se conformó por el piso, 2 paredes verticales, caras interiores de los estribos.

3.2.2.8. Badenes

Badenes: Permiten el acceso del agua de forma natural sobre la superficie.

4. Pavimentos

4.1. Tipos de Pavimentos

  • Flexible: Sub rasante, sub base, base, carpeta asfáltica.
  • Rígido: Sub rasante, sub base, losa de concreto.
  • Tipos de pavimentos flexibles: Pavimentos flexibles convencionales, full depth, de larga duración.
  • Transferencia de cargas: Es la capacidad de una losa de transferir su carga a una losa vecina.
  • Pavimento semirrígido: Se conoce como pavimento articulado y está compuesto por una capa de rodadura de adoquines de concreto.
  • Ventajas y desventajas de pavimentos flexibles: (Regularidad / Capacidad estructural / Reciclable / Mantenimiento / Costo Inicial)
  • Viga Benkelman: Es un dispositivo de medición de deflexiones que se utiliza para evaluar la rigidez del pavimento.
  • Elasto-Plástico: La deformación no se recupera.

5. Exploración de Suelos y Rocas

5.1. Exploración de Suelos

  • Exploración de suelos y rocas: Están espaciadas entre 250 m y 2000 m, se realizan calicatas.
  • Ensayo de penetrómetro de cono (PDC): Este ensayo permite detectar las diferentes capas existentes y asignar un valor del índice CBR in situ.
  • Ensayos para el reconocimiento del terreno: Métodos sísmicos, métodos eléctricos, gravimétricos, georradar.
  • ¿Qué es el CBR?: Es una prueba de penetración para comprobar las características mecánicas de un suelo.
  • Pruebas de campo para clasificación:

(Reacción la agitación o dilatancia – (bolita)), (Ensayo de amasado y tenacidad – bastón de 3 mm)), Resistencia en estado seco – (muestra expuesta al sol) si se rompe fácil es limo)

  • Propiedades fundamentales para clasificar un suelo: (Granulometría, plasticidad, equivalente de arena, índice de grupo, humedad natural).
  • Ensayos de laboratorio para subrasante: Ensayo California Bearing Ratio (CBR), Ensayo Proctor modificado, Ensayo para determinar el contenido de sales solubles, ensayo para clasificación de suelos, ensayo para determinar el contenido de humedad, ensayo para determinar la densidad natural.
  • Proctor: Ensayo de compactación de un suelo que tienen como finalidad obtener la humedad óptima de compactación.
  • Ensayo CBR: Relación entre la presión necesaria para que el pistón penetre en el suelo una determinada profundidad.
  • Módulo elástico: Se utiliza en la estimación de deformaciones bajo cargas estáticas es el módulo de elasticidad.
  • Compresión edométrica ASTM D 2435: El ensayo permite obtener el módulo elástico.
  • Ensayo de compresión triaxial: Estudia el comportamiento deformacional del suelo bajo confinamiento y permite obtener módulos estáticos.
  • Ensayo CBR y ensayo de placa: Permite obtener los parámetros elásticos en la evaluación de la subrasante. Sin embargo, en nuestro medio no se utiliza en la práctica.
  • Ensayo de placa: Es uno de los ensayos in situ llevados a cabo para realizar un reconocimiento geotécnico (comprobación de la capacidad portante).
  • Subrasante: Es el nivel superior de la plataforma de una carretera donde se coloca la estructura del pavimento.
  • Teoría de Boussinesq: Esta teoría supone homogeneidad, carga circular, isotropía y elasticidad del material.

5.2. Canteras y Materiales

  • Cantera: Son áreas donde podemos explotar minerales diversos, vinculados con distintos procedimientos técnicos, son la fuente principal de materiales pétreos.
  • Material de préstamo: Se obtiene de las zonas de préstamo.
  • Especificaciones granulométricas: La gradación es una de las más importantes propiedades de los agregados. (Afecta a casi todas las propiedades).
  • Afirmado: Utilizado como superficie de rodadura de una carretera, pueden ser obtenidos en forma natural o procesados.
  • Sub base granular: Se pueden obtener de igual forma que el afirmado (arriba).
  • Requisitos de una base granular: (Granulometría, agregado grueso, agregado fino).
  • Estudio de cantera de roca: (Ubicación, Descripción, muestreo, ensayos de laboratorio, rendimiento de cubicación).
  • ¿Qué es CBR?: Es un método utilizado para evaluar la calidad relativa del suelo para subrasante, sub base y base.

6. Construcción de Explanaciones

6.1. Principios de Diseño y Construcción

  • Principios de diseño y construcción de explanaciones:
  1. Máxima compensación de volúmenes de tierra.
  2. Óptima distribución de las masas de suelo a mover.
  3. Buena selección en la maquinaria pesada.
  4. Correcta organización de trabajos.
  5. Mínimo impacto ambiental.

6.2. Etapas de la Construcción

  • Etapas de la construcción de explanaciones:
  1. Etapa preliminar
  2. Etapa fundamental
  3. Etapa final

6.3. Mecanización de Movimientos de Tierras

  • Ventajas de la mecanización de los movimientos de tierras:
  • Reducción de costos
  • Disminución en los plazos de ejecución
  • Dignificación del trabajo humano
  • Mejora la calidad
  • Reducción de los riesgos laborales

6.4. Metrado en Obras Viales

  • Metrado en obras viales (carreteras): Conjunto ordenado de datos obtenidos o logrados mediante lecturas acotadas. Los metrados se realizan con el objetivo de calcular la cantidad de obra a realizar.
  • Metrado de perfiles transversales: Es el método más usado y está especialmente indicado en obras de desarrollo lineal.

7. Estabilización de Suelos

7.1. Generalidades

  • Estabilización de suelos: Es el proceso al que se ven sometidos los suelos naturales para mejorar sus cualidades: aumentar su resistencia, reducir su plasticidad, aumenta estabilidad, etc.
  • Metodologías de estabilización: (Mejoramiento por sustitución de suelos / Estabilización mecánica de suelos / Mejoramiento por combinación de suelos / Mejoramiento por combinación de suelos / Suelos estabilizados con cal / » » con cemento / «» con escorias)
  • Criterios geotécnicos para establecer la estabilidad de un suelo: Se considera como material apto para las capas de la subrasante con CBR > 6%.
  • Factores que se consideran al seleccionar el método de estabilización:
  1. Tipo de suelo a estabilizar.
  2. Uso propuesto del suelo estabilizado.
  3. Tipo de aditivo estabilizador de suelo.
  4. Experiencia en el tipo de estabilización.
  • Importancia de la estabilización de suelos:
  • Reduce el riesgo de erosión.
  • Aumenta la capacidad de carga y la resistencia del suelo.
  • Disminuye la necesidad de transportar y utilizar materiales de relleno.
  • Mejora las condiciones de drenaje y de permeabilidad.
  • Propiedades de los suelos a estabilizar: (Estabilización volumétrica, Resistencia, Durabilidad, Compresibilidad, Permeabilidad)
  • Estabilización con cal: La cal mejora las características naturales, de modo que aumenta su capacidad para resistir los efectos inducidos por el tránsito.
  • Estabilización con cemento Portland: El cemento es el producto de la mezcla de diferentes materiales que se someten a un proceso de cocción y molido.
  • Estabilización con material pétreo: Se realiza con el objetivo de dar un reforzamiento a la obra básica a construirse.
  • Frecuencias de las pruebas de control: Para ejercer el control de calidad en las construcciones, las especificaciones suelen fijar un número mínimo de pruebas por lote de materiales.