Con la mejora de las técnicas de construcción y el desarrollo urbano, se están construyendo túneles debajo de nuestras ciudades.
El falso túnel (o cut and cover), la técnica más habitual, se suele sustituir por la excavación mecanizada, una técnica que en la actualidad ha posibilitado la construcción de túneles de gran diámetro de hasta 15 metros (por ejemplo, los túneles de Shanghái y el de la M30 en Madrid).
Los túneles de carreteras urbanas pueden utilizarse para facilitar el tráfico del centro de las ciudades o desviarlo. Asimismo, en ocasiones se construyen para cruzar ríos o puertos.
Desde un punto de vista técnico, la construcción de túneles debajo de las ciudades supone un reto considerable, ya que la presencia de edificios en la superficie y otras infraestructuras en las cercanías de los túneles subterráneos obligan a controlar parámetros como las vibraciones y la subsidencia del terreno. Es por ello que los túneles urbanos se suelen realizar en suelos con muy poca sobrecarga. Si no se toman mediadas previas a la hora de diseñar y construir el túnel, el riesgo de hundimiento y grandes deformaciones en la superficie es muy elevado y las obras pueden tener impactos negativos sobre los edificios antiguos.
CRUZAR LAS CIUDADES
La topografía de determinadas ciudades no ofrece otra opción para cruzarlas que realizar obras subterráneas. Es el caso, por ejemplo, de las ciudades costeras rodeadas de montañas, en las que prácticamente todo el espacio libre de la superficie está ocupado desde hace tiempo.
Un ejemplo es la ciudad de Marsella (Francia), donde una gran cantidad de túneles facilita el acceso por carretera. El primer túnel se construyó en 1967, posteriormente se transformó un antiguo túnel ferroviario en un túnel de carretera y el túnel más reciente se empezó a utilizar en 2007. Actualmente se está considerando la construcción de más túneles.
Otro ejemplo es la ciudad de Locarno (Suiza), que ha tenido que afrontar el mismo tipo de problema a causa de su compleja topografía y donde se ha construido un túnel de 5,6 kilómetros de longitud. Tras la apertura del túnel, cerca del 50 % del tráfico lo absorbe la nueva circunvalación subterránea.
En determinadas ocasiones, las antiguas infraestructuras de la superficie se soterran para crear nuevos espacios en la superficie, lo cual genera soluciones más respetuosas con el medio ambiente que liberan espacio para distintos usos.
Un ejemplo de esta estrategia son los nuevos túneles creados en Madrid para soterrar la M30, la principal circunvalación de la ciudad. Estos túneles, con un diámetro aproximado de 15 m, se han excavado en el suelo con las mayores tuneladoras jamás utilizadas hasta aquel momento. Hoy, donde antes miles de vehículos cruzaban la ciudad, hay parques verdes y espacios apacibles.
Una intersección vial hace referencia a aquellos elementos de la infraestructura vial y de transporte donde se cruzan dos o más caminos. Estas infraestructuras permiten a los usuarios el intercambio entre caminos. El cruce de caminos se puede dar con una intersección a nivel o con una interseccion a desnivel. Es importante remarcar que este término también puede hacer referencia a elementos de otros sistemas de transporte, como vias ferreas o ciclovias.
Cuando se habla de intersecciones viales a nivel, es frecuente referirse con el término de acceso a la sección vial que ingresa a la zona de conflicto. La zona de conflicto es la suma de las áreas donde se interceptan las trayectorias de los diferentes posibles movimientos. Movimientos se refieren a los posibles destinos que pude elegir un vehículo entrando a la intersección. En general hay cuatro tipos de movimientos: giro a la derecha, movimiento directo, giro a la izquierda y movimiento en “U”. Muy frecuentemente las intersecciones a nivel tienen carriles exclusivos de giro a la derecha o a la izquierda, con el fin de aumentar la capacidad de la intersección y para evitar el bloqueo de otros vehículos por aquellos que están en espera. Esto es conocido en España como abocinamiento porque es un ensanchamiento de la sección regular de la vía al llegar a la intersección que se asemeja a una bocina.
Intersecciones controladas
Como las intersecciones llevan a que los vehículos circulando por diferentes accesos se puedan encontrar simultáneamente (implicando peligro de colisión), las intersecciones a nivel requieren algún tipo de control para que puedan operar de forma segura. Existen diferentes códigos y sistemas de control de intersecciones que permiten prevenir el uso simultáneo de vehículos en movimientos en conflicto. Las más frecuentes son Stop/Pare, ceda el paso y semaforo.
A continuación algunas señales que permiten definir las reglas para operar en la intersección:
Rotondas
Dentro de las intersecciones a nivel, está también la glorieta o rotonda. A diferencia de las anteriores, funciona en un movimiento circular en el que los vehículos en el interior de la rotonda tienen preferencia, con lo cual técnicamente y en condiciones normales todos los caminos o vías que llegan a la rotonda tienen la misma preferencia.
Intersecciones sin control
Existen intersecciones que no tienen ningún tipo de control. Para estas intersecciones existen algunas reglas: Dar la prioridad al primer vehículo que llega, al vehículo que llegue por la derecha (en países en que los conductores vayan por la izquierda la regla puede ser inversa, dando paso a los vehículos que vengan por la izquierda) o al vehículo que transite en una vía pavimentada (cuando se transite por una sin pavimento), estas reglas pueden cambiar de acuerdo al pais o región. Estas intersecciones se reservan exclusivamente a zonas rurales o zonas residenciales e industriales de muy bajo tráfico.
Intersecciones a desnivel(intercambiadores)
Dentro del rango de intersecciones, las intersecciones a distinto nivel son las de mayor capacidad. Se les denominan enlaces o intercambiadores. Se basan en la idea de segregar en diferentes niveles las corrientes en conflicto por medio de túneles o viaductos. Los diferentes niveles en la intersección son interconectados por medio de rampas. Estas conexiones permiten intercambios de caminos. Este tipo de soluciones son utilizadas en vías expresas (donde no se pueden colocar semáforos) y en intersecciones que a nivel no puede prestar un buen servicio. Se debe evaluar muy bien su implementación en casos necesarios debido a las cuantiosas inversiones necesarias.
Existen decenas de posibles intersecciones a desnivel estándar. Dentro de las más frecuentes está el trébol con sus diferentes variaciones. Los tréboles son utilizados cuando el flujo por las dos vías es alto, por ejemplo el cruce de dos autopistas en donde todos los giros (derecha, directo, izquierdo y en U) por todos los accesos se permiten. De forma similar, están las intersecciones en molino y de turbina, pero estas últimas son intersecciones de 3 o más niveles, mientras que el trébol solo requiere elevar uno de los dos caminos en conflicto.
Según el Ministerio de Transporte las señales de tránsito hacen más ágil, segura, eficiente y cómoda la circulación de automotores en el territorio nacional. La señalización vial pretende indicarnos limitaciones y precauciones en carretera, además brindan la información, estrictamente necesaria. Para que la señalización vial cumpla plenamente el objetivo propuesto es necesario conocerlas. Es sabido que hay varios tipos, por tal razón es indispensable aprender a identificarlas teniendo en cuenta color, tamaño y posición en las vías.
TIPOS DE SEÑALES DE TRANSITO
Señales de tránsito verticales
En un primer lugar encontramos las señales verticales, estas placas están fijadas en postes o estructuras instaladas sobre a vía o cercanos a ella. Este tipo de señalización es clasificada según sus funciones:
Señales preventivas:
advierten a los usuarios sobre la existencia de peligros y su naturaleza.
Estas señales se caracterizan por tener forma de rombo, ser amarillas en el fondo y usar negro para orlas, símbolos, letras y/o números.
Señales reglamentarias:
muestran limitaciones, prohibiciones o restricciones respecto del uso de las vías.
Sí violamos estas señales estamos sujetos a las sanciones previstas en el Código Nacional de Tránsito Terrestre.
En su mayoría los colores son fondo blanco; orlas y franjas diagonales de color rojo y símbolos, letras y números en color negro.
Señales informativas:
exponen todo lo que los usuarios necesitamos saber para tener una guía oportuna en las vías, es decir, nos ayudan a identificar: localidades, destinos, direcciones, sitios de interés turístico, geográficos, intersecciones, cruces, distancias por recorrer, prestación de servicios, etc.
Usualmente podemos reconocerlas porque, en su mayoría, son cuadradas o rectangulares. Además las identificamos por su fondo blanco o azul, mientras que las letras y/o números son negros.
Sí son señales informativas que nos indican destino las distinguimos por su fondo verde y letras y/o números son blancos.
Señalización vial elevada
Estos tipos de señalización son estructuras de gran tamaño visibles desde distancias lejanas. Las señales elevadas son usadas en vías principales, autopistas o vías rápidas donde los vehículos circulan a altas velocidades. Esta señalización no puede tener, en ninguna circunstancia, mensajes publicitarios.
Señales de tránsito horizontales
Según la definición dada por el Ministerio de Transporte, este tipo de señalización vial corresponde a “las marcas viales, conformadas por líneas, flechas, símbolos y letras que se pintan sobre el pavimento y estructuras de las vías de circulación o adyacentes a ellas, así como los objetos que se colocan sobre la superficie de rodadura, con el fin de regular, canalizar el tránsito o indicar la presencia de obstáculos”.
Conocer cada uno de estos elementos hará tu circulación en las vías sea cada vez más seguro. Sin embargo, no puedes dejar toda tu seguridad en manos de la señalización porque no todos saben para qué sirven las señales de tránsito.
Uno de los elementos que causa más daño a las estructuras viales sin lugar a duda es el agua, pues en general disminuyen la resistencia de los suelos, presentándose fallas en la estructura que conforma una vía de transito.
Lo anterior obliga a que en un buen proyecto de cualquier vialidad se considere un buen diseño de obras de drenaje, de tal forma que el agua se aleje a la mayor brevedad posible del mismo.
Al construirse un camino se modifican las condiciones del escurrimiento en las zonas que la vía atravesará, lo cual puede originar problemas de erosión e inundación.
En la vida del camino es fundamental el funcionamiento del drenaje, pues por naturaleza del material con que se forman los terraplenes o los taludes de los cortes, cualquier exceso de agua o humedad ocasionan deslaves y ocasiona problemas de funcionamiento del camino.
TIPOS DE DRENAJE
El drenaje se clasifica como superficial y subterráneo, dependiendo de si el agua escurre o no por las capas de la corteza terrestre.
El drenaje superficial se considera longitudinal o transversal, según la posición que las obras guarden con respecto al eje del camino.
El drenaje longitudinal tiene por objeto captar los escurrimientos para evitar que lleguen al camino o permanezcan en él, causando desperfectos. De este tipo de drenaje son las cunetas, contracunetas, bordillos y canales de encauzamiento. Se llama drenaje longitudinal porque se sitúa más o menos paralelos al eje del camino.
El drenaje transversal da paso expedito al agua que cruza de un lado a otro del camino, o bien retira lo más pronto posible de la corona, como tubos, losas, cajones, bóvedas, lavaderos, vados, sifones invertidos, puentes y el bombeo de la corona.
De acuerdo con la dimensión del claro de las obras de drenaje transversales, se ha convenido dividir al drenaje en mayor y menor. El drenaje mayor requiere de obras con un claro superior de 6 m. A las obras de drenaje mayor se les denomina puentes y a las del drenaje menor, alcantarillas.
DRENAJE LOGITUDINAL
LAS CUNETAS
Son zanjas que se construyen adyacentes a los hombros de la corona en uno o en ambos lados, con el objeto de interceptar el agua que escurre sobre la superficie de la corona, de los taludes de los cortes, o del terreno contiguo, conduciéndola a un sitio donde no haga daño a la carretera o a terceros.
LAS CONTRACUNETAS
Son zanjas o bordos que se construyen en las laderas localizadas aguas arriba de los taludes de los cortes, con el objeto de interceptar el agua que escurre sobre la superficie del terreno natural, conduciéndola a una cañada inmediata o a una parte baja del terreno, para evitar el saturamiento hidráulico de la cuneta y el deslave o erosión del corte. Según lo indique el proyecto o la Secretaría, las zanjas pueden estar recubiertas o no y los bordos pueden ser de tierra, concreto o suelo-cemento.
LOS BORDILLOS
Son elementos que interceptan y conducen el agua que por el efecto del bombeo corre sobre la corona del camino, descargándola en los lavaderos, para evitar erosión a los taludes de los terraplenes que estén conformados por material erosionable. Los bordillos pueden ser de concreto hidráulico, concreto asfáltico o de suelo-cemento. En todos los casos se considerarán obras provisionales en tanto el talud se vejete y se proteja por sí mismo o sea protegido mediante otro procedimiento, momento en que deben ser removidos y retirados.
CANALES DE ENCAUZAMIENTO
En terrenos sensiblemente planos, en los cuales el escurrimiento es de tipo torrencial y no existen cauces definidos, es necesario construir canales que intercepten el agua antes de que ésta llegue al camino y la conduzca a sitios elegidos con anticipación, en los que se pueda construir una obra transversal y efectuar el cruzamiento. Si el material extraído al hacer estos canales tiene la calidad adecuada, puede utilizarse en la construcción de los terraplenes. La pendiente del canal se proyecta con base en que la descarga se efectuará en el sitio preestablecido y se evitara construir canales de salida de gran longitud, entre otros factores.
DRENAJE TRANSVERSAL
TUBOS
Son alcantarillas de sección interior usualmente circular y que requiere un espesor de terraplen o un colchon minimo de 0.60 m para un mejor funcionamiento estructural.
El material utilizado para este tipo de alcantarilla puede ser de concreto reforzado o lamina ondulada.
CAJONES
Son estructuras de sección rectangular con paredes, techos y piso de concreto reforzado cuya construcción requiere de cuidados especiales. Trabajan en conjunto como un marco rígido que absorve el peso y el empuje del terraple, la carga viva y la reacción del terreno.
Tanto las losas como los muros son de sección delgada y de poco peso.
BOVEDAS
Las bóvedas son estructuras cuya sección transversal interior está formada por tres parte principales: el piso, dos paredes verticales que son las caras interiores de los estribos y sobre estas un arco circular de medio punto o rebajado que es el intrados de u arco estructural de sección variable con un mínimo de espesor en la clave.
En general, las bovedas se construyen con mampostería de tercera y mortero de cemento 1:5.
LAVADEROS
Los lavaderos son canales que conducen y descargan el agua recolectada por los bordillos, cunetas y guarniciones a lugares donde no cause daño a la estructura del pavimento. Los lavaderos pueden ser de mampostería, concreto hidráulico o metálicos. Si se construyen con mampostería o concreto hidráulico, generalmente tienen sección triangular, con el propósito de lograr una depresión en su intersección con el acotamiento, para facilitar la entrada del agua al lavadero.
Los lavaderos se construirán sobre el talud y a ambos lados de los terraplenes en tangente, de preferencia en las partes con menor altura; solo en el talud interno de los terraplenes en curva horizontal en su parte más baja; en las partes bajas de las curvas verticales, en las secciones de corte en que se haya interceptado un escurridero natural que pase arriba de la rasante, que deba continuar drenando, y en las salidas de las obras menores de drenaje que lo requieran.
A menos que el proyecto indique otra cosa, en los tramos en tangente los lavaderos se construirán a cada cincuenta (50) metros..
En los taludes de los cortes, los lavaderos se ubicarán de tal manera que capten el escurrimiento desde el punto superior y lo conduzcan hasta la parte inferior del corte, descargándolo a una caja amortiguadora ubicada al pie del lavadero y conectada a una cuneta o a una alcantarilla que permita el paso del escurrimiento aguas abajo.
VADOS
Los vados son las obras que se construyen en las zonas de cruce del camino con un cauce, para permitir el paso del agua sobre la superficie de rodamiento. Según el régimen de la corriente, los vados pueden ser:
Vados monolíticos
Los vados monolíticos son los que se construyen a nivel del cauce, cuando el arroyo por cruzar tiene escurrimientos sólo durante la temporada de lluvias normales, que producen tirantes de hasta cuarenta (40) centímetros.
Puentes Vado
Los puentes vado son los que se construyen mediante tubos o cajones de concreto hidráulico en cauces que presentan un gasto pequeño en forma permanente. Funcionan como alcantarillas conservando seca la superficie de rodamiento hasta el momento en que el gasto excede la capacidad de los tubos, funcionando entonces como vado.
PUENTES
Los puentes sirven para cruzar arroyos o ríos con claros mayores de 10 m, en general constan de apoyos extremos o estribos y de apoyos intermedios o pilas.
Para el cálculo estructural las alcantarillas se calculan con el 100% de la carga móvil que pueda caber en la obra, tomando el modelo del camión más pesado según lo especificado o en su caso la carga de ferrocarril correspondiente. Los puentes se calculan en carreteras con el 75% de la carga uniformemente repartida correspondiente a la máxima móvil, más un camión cargado al centro; para ferrocarriles se tiene que ver el máximo de la carga rodante.
BOMBEO DE LA CORONA
El bombeo consiste en proporcionar a la corona del camino, ubicada en las tangentes del trazo horizontal, una pendiente transversal desde el centro del camino hasta los hombros.
Su función es dar salida expedita al agua y evitar que caiga en lo mayor posible a la superficie interna de las terracerías.
En las curvas horizontales, el camino se sobre eleva en el hombro exterior con respecto al interior para contrarrestar la fuerza centrífuga. Dicha sobreelevación sirve para dar salida al agua que cae en estas partes del camino, hacia el hombro izquierdo.
En caminos rurales cuya corona únicamente esta revestida, el bombeo debe ser del 4% como máximo; sin embargo, para evitar la erosión en los terraplenes en balcón y en la superficie de rodamiento cuando la pendiente longitudinal sea fuerte, se dará a la corona una pendiente transversal continua hacia el lado del corte hasta de 15%. Con objeto de desalojar con rapidez el agua hacia la cuneta, la sobreelevación máxima será del 10%.
ALCANTARILLAS
Son estructuras menores, aunque pueden llegar a ser obras de cierta importancia, de acuerdo a circunstancias específicas.
Generalmente se utilizan como pasos a través de terraplenes, por lo cual quedan muchas veces enterradas, detectándose su presencia por (cabezales que asoman en cada extremo por una cierta prolongación de la misma alcantarilla), La dimensión de sus aberturas son definidas en función del caudal de las aguas que atravesaran.
Tipos de Alcantarillas.
De acuerdo a la altura del relleno y desde el punto de vista económico, para aberturas inferiores a los 8 metros las mejores soluciones pueden ser de los siguientes cuatro tipos:
Alcantarillas en bóveda maciza o de concreto armado.
Son estructuras que resisten grandes rellenos encima de su techo. Casi siempre formadas por secciones de espesores variables y con geometría de arcos circulares o parabólicos, en la fotografía se puede observar este tipo de alcantarillas.
Las bóvedas en si serán tratadas más adelante con un mayor detalle.
Alcantarillas metálicas.
Especialmente utilizadas cuando el relleno es de mediana altura y de solución muy interesante cuando el terreno de fundación es malo, están formadas por tubos metálicos prefabricados o chapas acanaladas de acero galvanizado, premoldeadas para formar tubos de diámetros previsto.
Funcionan como estructuras elásticas ó flexibles, por lo cual se adaptan a las presiones del relleno que soportan.
Se recomienda que el relleno mínimo sobre las alcantarillas metálicas sea de 60 cm. y pueden soportar el paso de grandes cargas rodantes sobre la calzada
Alcantarillas circulares o Tubos de hormigón simple y armado.
Generalmente cuando las corrientes de agua son reducidas, se les da paso mediante alcantarillas formadas por tubos. Para pequeños diámetros es suficiente fabricarlos con mezcla húmeda de cemento y arena, ver fotografía. Son tubos enterrados, generalmente de diámetros no menores de 90 cm, para facilitar su limpieza y la economía, cuidando también que no sean tubos de diámetros grandes ya que son muy costosos.
Para terraplenes destinados a vías férreas se aceptan tubos en hormigón simple hasta 0.8 metros. de diámetro, siempre que sobre el tubo el relleno sea superior a 3 m. y si el terreno es malo se debe colocar una capa de hormigón y a veces inclusive revestir el tubo con ella.
Alcantarillas cajón.
Cuando la altura del relleno es pequeña o nula la solución normal puede ser un sistema aporticado o el uso de secciones cajón.
Son empleadas frecuentemente para luces que no llegan a los 10 metros, pero si el terreno de fundación es de mala capacidad puede alcanzar luces hasta de 12 metros, están formadas por dos paredes laterales, una tapa y fondo, generalmente de sección constante y a veces presentan unas cartelas en las esquinas.
Algunas veces no tienen relleno encima por lo cual las cargas rodantes estarán en contacto con la losa de tapa; otras veces tienen relleno encima.
