Obras Viales

E.P.E.T. N° 2 − Centenario
6 ° Año construcciones
Unidad N° 9 − TopografÃ-a y Obras Viales
9.1 Anteproyecto: Antecedentes topográficos, legales y económicos. Consultoras, relevamiento, amojonado
y representación de la traza. 9.2 Marco jurÃ-dico−legal: presentación del anteproyecto, declaración de
utilidad pública, mensura de la traza, compra o expropiación de las tierras, llamado a licitación,
concesión, adjudicación. 9.3 Proyecto: cálculo de los perfiles transversales y longitudinal, cota de la
rasante, progresivas, obras de arte. Cálculo de curvas, peraltes y movimiento de suelos. 9.4 Ejecución:
Apertura, despeje y alambrado de la traza, replanteo del eje de ruta. 9.5 Obras anexas: yacimientos, planta de
asfalto, obrador. 9.6 Ejecución del terraplén: capas, subrasante, rasante, maquinaria vial. Apéndice.
Generalidades Las Obras Viales como su nombre lo indica son las obras que implican la construcción de
una VÃ-a (del latÃ-n VÃ-a = Ruta) de comunicación, que puede ser una carretera, una vÃ-a férrea o un
viaducto (puente o canal navegable) y por extensión se pueden englobar todas las obras de infraestructura ya
que el tipo de construcción y la modalidad son similares.
Los antecedentes históricos de la Vialidad debemos buscarlos directamente en los comienzos de la
civilización humana con los caminos recorridos por los pueblos nómadas que en persecución de las
manadas de animales migratorios recorrÃ-an una y otra vez ciertos senderos y pasos a través de montañas
y selvas del pleistoceno, abriendo picadas, construyendo puentes colgantes y marcando sendas que se
respetaban año tras año.
Pasamos luego a la construcción de sistemas de carreteras como las utilizadas por los persas, asirios, griegos
y romanos, pueblos que comprendiendo la necesidad de la comunicación terrestre llevaban a sus ingenieros y
constructores de rutas un paso adelante de sus generales y soldados.
Este sistema fue perfeccionado por el imperio romano cuyo sistema de vÃ-as se extendió por todo el mundo
conocido (alrededor del mar Mediterráneo y en Asia hasta la mesopotamia) y se mantiene aún hoy como
monumento histórico en toda la penÃ-nsula itálica, pudiendo encontrarse restos de las mismas en los
desiertos norafricanos sobre la costa del mediterráneo y en las costas turcas y del medio oriente.
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La via Appia una de las rutas del sistema vial romano
Otro caso clásico es el de la Ruta de la Seda que uniendo los oasis de los desiertos asiáticos recorrÃ-a
miles de kilómetros para unir Constantinopla sobre el Mediterráneo con las costas del mar de la China
Para no ir tan lejos podemos citar también el sistema de carreteras incaico (el Camino del Inca), que unÃ-a
la actual provincia argentina de Mendoza con las costas ecuatorianas cercanas a Guayaquil, pasando por
Chile, Bolivia y Perú como la actual carretera Panamericana.
Antecedentes
Entrando ya en el tema de la obra vial propiamente dicha comenzaremos por el principio, el génesis de todo
proyecto vial, puede ser de tres tipos, y enumerados por su importancia podemos citar :
Antecedentes Legales o Históricos : El origen de la mayor parte de nuestro sistema vial lo encontramos en
el recurso jurÃ-dico denominado Por el uso y la costumbre, es decir una gran parte de la red vial argentina
esta asentada por donde históricamente pasaron las primeras vÃ-as de comunicación (las rastrilladas de los
indios pampas en los desiertos centrales, el Camino del Virrey actual Ruta Nac. 8 , acceso al NOA y las rutas
seguidas por la conquista del desierto en nuestra zona, actuales rutas 40 y 22).
Antecedentes Topográficos y Topológicos: Es decir los accidentes geográficos y la constitución
fÃ-sica del terreno donde se va a construir una ruta. Si bien en el pasado este constituÃ-a el antecedente y la
razón fundamental del trazado de una ruta, ahora con los actuales medios técnicos ya no mantiene el
carácter de antecedente fundamental de antaño.
Antecedentes económicos : Es este quizás el antecedente de mayor peso al momento de evaluar el trazado
de una ruta, jugando roles fundamentales en la toma de decisiones los siguientes Ã-tems económicos :
1 °.− Importancia económica, turÃ-stica, o mercantil de las ciudades o zonas unidas por la ruta en
proyecto.
2 °.− Valor de las tierras que deberán ser expropiadas (y por supuesto pagadas), por el paso de la traza.
3 °.− CaracterÃ-sticas morfológicas del terreno que hacen al precio final del proyecto.
Uniendo estos antecedentes a necesidades detectadas en la población o proyectos de tipo polÃ-tico, social y
económico es como tiene origen una futura ruta, puente o vÃ-a férrea. El origen puede estar en una
cámara legislativa provincial o nacional o en el poder ejecutivo provincial o nacional, en todo caso una vez
que ha tomado cuerpo la decisión polÃ-tica o la necesidad de la construcción, comienza la fase puramente
técnica de la misma.
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Anteproyecto
(A partir de aquÃ- nos referiremos obviamente a una ruta pero los procedimientos son similares en caso de
otro tipo de obra vial como una vÃ-a férrea o un canal)
En este paso se vuelven a tener en cuenta los antecedentes antes mencionados pero ya con mayores
precisiones, puesto que es el personal técnico−profesional el que se encarga de los estudios.
Estos estudios deben ser encarados por un cuerpo técnico que puede ser tanto un equipo de trabajo de la
respectiva dirección de vialidad (provincial o nacional) o puede ser encargado a un ente privado como una
consultora, en general este último criterio es el que se sigue quedando los equipos de trabajo oficiales como
contralor del trabajo ejecutado por la mano de obra privada.
Las consultoras son empresas que se encargan especÃ-ficamente del relevamiento y el estudio técnico de
las caracterÃ-sticas topográficas de la zona y del impacto ambiental de la futura obra.
El primer paso a dar en esa dirección es conseguir los antecedentes cartográficos y catastrales de la
probable traza: cartográfico para conocer los accidentes geográficos y las caracterÃ-sticas geológicas que
se hallarán en el terreno, y catastrales para averiguar los dominios, el uso actual y los posibles efectos
sociales de la obra.
El próximo paso es el envÃ-o al terreno de uno o varios equipos de trabajo que efectuarán trabajos de
nivelación (para conocer con certeza los desniveles existentes), de posicionamiento de puntos (para efectuar
el deslinde exacto de las tierras que se ocuparán), colocarán la red de puntos fijos (de coordenadas y cota
conocida) que será la base sobre la que trabajarán los topógrafos para el futuro replanteo del proyecto
terminado y efectuarán el estudio de suelos.
Una vez concluida la etapa de relevamiento comienza la fase de representación de la o las trazas probables lo
que se hace comúnmente sobreponiendo a modelos digitales del terreno, estructuras virtuales creadas a partir
de proyectos generados en estaciones C.A.D. Estos modelos creados en computadora deben ser ploteados para
ser presentados ante las comisiones técnicas de los organismos gubernamentales y legislativos quienes en
definitiva elegirán las mejores opciones (en teorÃ-a) y efectuarán las correcciones necesarias que
originarán el anteproyecto definitivo.
9.2 Marco jurÃ-dico−legal
Presentación ante el poder legislativo − Marco legal
En general la presentación del anteproyecto a las cámaras legislativas es un paso meramente formal ya que
este es producto de comisiones donde los legisladores han tenido gran injerencia a través de sus asesores
técnicos, por lo que la Ley que comúnmente aprueba el anteproyecto solo da un sustento legal y un
carácter más oficial a lo ya actuado.
Una vez aprobada la ley comienzan una serie de trámites administrativos orientados a poner en orden el
dominio de la traza aprobada en el anteproyecto, generalmente se envÃ-an al terreno nuevas comisiones
encargadas de deslindar la traza, mensurar y amojonar lo que luego será zona de camino y las propiedades
privadas, tasar las propiedades a expropiar y acordar con los propietarios los emplazamientos de las
alcantarillas y obras de arte con que se deberá resarcir a quienes se vean afectados. Por lo general este tipo
de trabajos es llevado a cabo por equipos de trabajo de las respectivas direcciones de catastro de las
provincias.
9.3 Proyecto
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Proyecto − Licitación − Adjudicación
Mientras se llevan a cabo los trabajos anteriores, otros equipos técnicos generalmente de la dirección
provincial de vialidad o de una consultora o ambos reunidos van convirtiendo el anteproyecto en el proyecto
final que será construido.
El Ã-tem más importante que se decidirá en este paso es la Cota de la Rasante, es decir la altura final sobre
el terreno natural de la capa asfáltica una vez terminada. La importancia de esto radica en que en base a esta
cota se deberán proyectar y calcular los perfiles transversales y el longitudinal de toda la obra:
Perfil longitudinal: Es la lÃ-nea que sigue el centro de la cinta asfáltica, representa la parte mas alta que
alcanzará el proyecto es decir la RASANTE a intervalos regulares le será definida una cota que será la de
la cinta asfáltica terminada. Sobre ella se emplazarán las curvas, puentes y alcantarillas, también se
medirán las progresivas que definirán la longitud final de la obra y a ella estarán referidos los desniveles
con respecto a las distintas capas, al terreno natural y a los drenajes laterales.
Perfiles transversales: Son lÃ-neas trazadas perpendicularmente al perfil longitudinal, a intervalos regulares
que definen los desniveles entre las distintas capas entre sÃ- y con respecto a la rasante, los peraltes, las
profundidades de los drenajes laterales con respecto al terreno circundante, etc. Por lo común están
separadas entre sÃ- unos 100 a 200 mts. en zonas llanas y a intervalos menores en zonas mas escarpadas o
según la necesidad, al aparecer algún accidente o circunstancia que obligue a crear un perfil transversal
fuera del intervalo correspondiente.
La cota final en que quedará la rasante no es resultado de una decisión arbitraria sino que se deben tener en
cuenta ciertos parámetros económicos y técnicos; en general son mas tenidos en cuenta los económicos
ya que de ellos depende la realización de la obra mientras que los técnicos se pueden cambiar (dentro de
un cierto rango) en tanto y en cuanto no afecten a la seguridad de quienes en el futuro la utilicen.
El criterio económico que mas influye en la decisión de la cota de la rasante es el de ejecutar el menor
movimiento de tierras posible, en general menor cantidad de terraplenes y zanjas o que la tierra ocupada en
los terraplenes sea sacada de los zanjeos, etc.
El criterio técnico más importante a tener en cuenta es el desnivel que se creará con respecto al terreno
circundante y la influencia sobre él (por ejemplo en caso de inundaciones).
El cálculo de las curvas (trayectoria, radio, y transiciones) por lo general esta tabulado pero en algunos casos
el terreno no permite la utilización de las variables establecidas por las tablas o hechos existentes naturales o
artificiales insoslayables harán cambiar la traza.
Una vez adoptadas las cotas de la rasante se procederá a calcular las cotas de todos los demás elementos de
la zona de camino, como por ejemplo zanjas de drenaje longitudinales y transversales, estas son canaletas
paralelas ( y perpendiculares a la ruta) destinados a evitar que el escurrimiento de las aguas de lluvia
perjudique al terraplén o que el terraplén se convierta en un dique artificial que no permita el normal
escurrimiento del agua por los desniveles naturales del terreno; las zanjas transversales pasan por debajo del
terraplén a través de las alcantarillas por lo que también estas deberán ser acotadas para evitar que se
formen lagunas que lo debiliten.
Otros elementos a acotar son alcantarillas de entrada a las propiedades que quedan a los costados del camino,
las distintas capas del terraplén, badenes, puentes, etc.
A partir de las cotas definidas y del estudio de suelos realizado se podrán obtener los volúmenes de tierra y
piedra, necesarios para el terraplenamiento y los volúmenes sobrantes producto de los desmontes realizados.
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Conjuntamente con los cálculos de las cotas se deberán calcular también los desarrollos de las curvas,
los peraltes, las pendientes; para lo cual habrá que definir la velocidad máxima a la que podrán llegar los
bólidos que se desplacen por la carretera, el tipo de asfalto a utilizar, etc.
Todos estos cálculos permitirán una cuantificación global aproximada de los trabajos que serán
necesarios para terminar la obra, la maquinaria, los métodos y el personal a utilizar para construir la misma
y a partir de todas estas variables será posible obtener un costo global estimado que se conoce como
presupuesto oficial de la obra. Una vez calculado este monto es posible confeccionar los pliegos que serán
ofrecidos en venta a las empresas viales que cumpliendo ciertos requisitos de solvencia, deseen presentarse en
la licitación. Esta es un acto público en la cual varias empresas ofrecen sus servicios en un sobre cerrado
que es abierto durante el acto licitatorio, este sobre contiene la oferta que cada empresa obtiene según
criterios técnico−financieros particulares y se compromete a mantener (bajo ciertas condiciones) de resultar
adjudicataria de la obra.
9.4 Ejecución
Apertura, despeje y alambrado de la traza
Una vez concluido todo el trámite burocrático llega, por fin, el momento del comienzo de obra por lo
general, (dependiendo de las directivas de cada dirección de vialidad provincial) el primer paso es la
colocación del cartel de obra, en el constará el nombre oficial de la obra el organismo supervisor, la
empresa constructora, el monto oficial, el plazo de ejecución, etc.
Hecho esto se comienzan los trabajos propiamente dichos, los cuales son decididos por un cuerpo técnico
financiero que por lo general esta formado por :
− Jefe de obra o representante técnico (con tÃ-tulo de ingeniero civil o en construcciones)
− Conductor de obra (con tÃ-tulo de ingeniero o técnico vial)
− Responsable financiero (contador, licenciado o técnico en administración de empresas
o idóneo)
− Capataz general (técnico vial, M.M.O. o idóneo)
− Topógrafo (Agrimensor, T.G.M. o idóneo)
Generalmente los trabajos comienzan con el despeje de la traza, desmalezamiento, talado, limpieza y
emparejado, paralelamente se va procediendo al alambrado según el ancho de ruta establecido en el
proyecto, mientras el topógrafo posiciona las obras de arte (alcantarillas y badenes).
Una vez inspeccionado todo o parte del trazado se procede al replanteo del eje de ruta, lo cual se lleva a cabo
mediante estacas de madera que marcan los bordes del futuro terraplén. En los tramos rectos el replanteo se
lleva a cabo por medio de una alineación con un teodolito, mientras que las curvas son replanteadas
mediante tres métodos distintos, uno de ellos el método radial se basa en la colocación del teodolito en
el centro radial de la curva, se coloca el 0° del limbo al comienzo de la curva y se van replanteando distintos
radios de un mismo largo a intervalos angulares regulares, hasta el fin de la curva, el inconveniente es que
solo se pueden replantear curvas circulares sin transiciones; el método polar consiste en colocar el teodolito
en el comienzo de la curva colocar el 0° sobre la recta y comenzar a replantear ángulos y distancias que se
hallan calculado y tabulados según el desarrollo de la transición y de la curva, en general es el mas utilizado
y el mas simple; por último el método de coordenadas implica la creación de un eje de abcisas que
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coincida con el eje de camino, al cual a intervalos regulares se le van calculando ordenadas.
En el párrafo anterior se nombraron las transiciones estas son porciones de curva que no pertenecen al
segmento principal de la misma y que tienen un radio mayor de manera que es mas abierto que el segmento
principal, esto permite que los vehÃ-culos entren a la curva teniendo un espacio o transición para poder
frenar y evitar una brusca entrada que por la fuerza centrÃ-fuga desarrollada podrÃ-a sacarlos del camino.
Las transiciones al igual que los peraltes se calculan en función de la velocidad directriz, del coeficiente de
rozamiento entre el caucho y el asfalto, y la masa de los vehÃ-culos (valores estimados máximos para mayor
seguridad)
9.5 Obras Anexas
Con el comienzo de las obras del trazado también se debe comenzar con las obras anexas a la obra vial,
estas son el determinar un predio para el obrador donde concentrar al personal y la maquinaria al comienzo y
al fin del dÃ-a de trabajo, en él se construirán las oficinas del staff directivo, de la inspección e incluso
los depósitos de herramientas e instrumento de precisión.
También se debe comenzar con el montaje de la planta de asfalto, el laboratorio, y la zona de acopio, los
que debieran estar dentro del perÃ-metro del obrador
Preferiblemente el obrador deberá estar ubicado equidistante de la zona de camino, para evitar excesivos
desplazamientos de vehÃ-culos; de un centro poblado, para tener al alcance los servicios necesarios, los
insumos, la mano de obra, etc. y de los yacimientos de áridos, estos son canteras elegidas para extraer el
ripio o las distintas granulaciones de material calcáreo con que se construirán las distintas capas del
terraplén.
9.6 Ejecución del Terraplén
Con el comienzo de la ejecución del terraplén se da comienzo a la obra vial propiamente dicha, este debe
estar suficientemente elevado sobre el terreno natural y se lo debe construir con materiales suficientemente
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plásticos y a la vez resistentes para aguantar sin agrietarse ni deformarse las fuerzas a que será sometido
una vez que comiencen a transitar los vehÃ-culos sobre el mismo.
Se debe tener especial cuidado en el replanteo y compactación de las capas del terraplén ya que de esto
dependerá la durabilidad de la futura ruta, más que del grosor o resistencia de la capa asfáltica.
Nivelación de las capas del terraplén
La razón fundamental de su construcción es brindar a la capa asfáltica un soporte rÃ-gido y plano que
permita su inalterabilidad a pesar de las presiones que recibirá, en algunos casos como en terrenos
montañosos o calcáreos la rigidez necesaria está dada naturalmente por el propio terreno, pero en la
mayorÃ-a de los casos el terreno natural está constituido por tierras o arena de escasa resistencia y
compactabilidad por lo que se deben mezclar los elementos naturales con calizas o arcillas traÃ-das desde
yacimientos lejanos para lograr una compactación adecuada del terraplén. Incluso en algunos casos es
necesario crear las condiciones de compactabilidad adecuadas agregando capas de mezclas en diferentes
porcentajes de tierra con cal (suelo cal) o cemento (suelo cemento).
Estas capas de distintos materiales, grosores y densidades son calculados durante el proyecto de la obra y
durante la misma deben ser replanteados mediante estacas niveladas; estas se deben ir construyendo de a una
compactándose cada cual antes de comenzar la otra. Esta compactación es el proceso mas importante de su
construcción ya que de su perfección depende la duración de la capa asfáltica superior en mayor medida
que de su grosor y su constitución quÃ-mica, como ya lo decÃ-amos anteriormente.
Concluida la construcción de la última capa del terraplén se habrá llegado al nivel llamado de la
subrasante , en este nivel terminan los trabajos de la topografÃ-a aplicados a la obra vial ya que lo que queda
es una capa Ã-nfima de imprimación (que es un lÃ-quido asfáltico−bituminoso que cumple la función de
amalgamar la cinta asfáltica con el soporte de material natural de la subrasante).
Por último la colocación de la capa asfáltica (hasta llegar al nivel de la rasante) es responsabilidad de los
conductores de la
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Máquina asfaltadora ya que esta tiene un dispositivo que permite dar el grosor debido a esta última capa.
Maquinaria Vial
Topadoras
Son las máquinas mas grandes utilizadas en construcción vial, su principal función es la de abrir la traza
con su gran hoja frontal, en zonas de montaña son las encargadas de cortar las laderas para construir la
trocha donde se extenderán el terraplén y la capa asfáltica.
Son vehÃ-culos de un peso que oscilan entre las 10 y 50 toneladas, con motores policarburantes de entre 250
y 500 HP , tienen en su parte posterior una (o hasta tres) uñas de acero llamadas escarificadores, que
permiten al conductor abrir surcos en zonas de roca o caliza especialmente dura, para después retirar el
material sobrante con la hoja. Generalmente por su masivo peso están montadas sobre orugas de hierro o
acero, aunque existen modelos de rueda para trabajos no muy pesados.
Motoniveladoras
Son las máquinas encargadas del enrasado de las capas del terraplén, de la mezcla de los materiales de las
mismas y de las terminaciones de cunetas, desagües y desmontes.
Algo mas pequeñas que las topadoras también poseen una hoja, pero ventral no frontal, la cual puede
hacer todo tipo de movimientos que no le están permitidos a las topadoras, como por ejemplo
dezplazamientos transversales, giros de 180° , variación del ángulo de corte y de incidencia en el terreno,
etc. Asimismo poseen también escarificadores en la parte posterior y en algunos casos en la parte ventral
(delante de la hoja).
Existen diversos modelos y marcas, incluso algunos de arrastre, otros con hoja móvil para niveles láser,
etc.; todos ellos por su poco peso y necesidad de maniobra son a rueda, generalmente seis; de ellas las cuatro
traseras son motrices.
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Cargadoras
Estas máquinas son las encargadas de llenar las cajas de camiones volcadores, volquetes, e instalaciones
fijas como zarandas o mezcladoras de áridos o cintas transportadoras. Poseen en su parte frontal una pala
que varÃ-a según los modelos entre 1,5 y 5 mts³, su caracterÃ-stica principal es su articulación central
que le permite un Ã-nfimo radio de giro, especial para su movimiento en espacios reducidos.
Compactadoras
Existen variados modelos de estos vehÃ-culos destinados a la compactación de las distintas capas del
terraplén, por su tracción pueden ser de arrastre o motorizadas, según el elemento de compactación
pueden ser ser de ruedas, rodillo o rodillo dentado (pata de cabra), por la cantidad pueden ser unitarios, dobles
o cuádruples, por el tipo de compactación pueden ser de compactación por gravedad o
vibrocompactadores o incluso los hay térmicos (para compactar la cinta asfáltica)
Tractores
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Son estos elementos vitales en una obra vial, se los utiliza en una gran cantidad de tareas, aunque siempre en
su rol de elementos de tiro.
Su tarea fundamental es el acarreo de compactadoras, rejas de arado, mezcladoras de áridos, cisternas, palas
de arrastre,ect.
Existen tres modelos, el tradicional de dos ruedas tractoras utilizado desde siempre en tareas agrÃ-colas, el
articulado de tracción en las cuatro ruedas, y el articulado de solo dos ruedas tractoras (estos dos modelos
muy poco usados aun por su gran coste de adquisición y mantenimiento)
Apéndice
− Lo mejor para la tristeza − dijo MerlÃ-n empezando a soplar y resoplar − es aprender algo. Es lo único que
no falla nunca. Puedes envejecer y sentir toda tu anatomÃ-a temblorosa, puedes permanecer durante horas por
las noches escuchando el desorden de tus venas, puedes echar de menos a tu único amor, puedes ver el
mundo a tu alrededor devastado por locos perversos, o saber que tu honor es pisoteado en las cloacas por
inteligencias inferiores. Entonces solo hay una cosa posible : APRENDER . Aprender porque se mueve el
mundo y que hace que se mueva, es lo único que la inteligencia no puede agotar, ni alienar; que nunca te
torturará, que nunca te inspirará miedo ni desconfianza, y que nunca soñarás con lamentar, de lo que
nunca te arrepentirás. Aprender es lo que conviene: la ciencia pura, la única pureza que existe. Entonces,
puedes aprender astronomÃ-a en el espacio de una vida, historia natural en tres, literatura en seis. Y entonces
después de haber agotado un millón de vidas en aprender biologÃ-a y medicina y teologÃ-a y geografÃ-a
e historia y economÃ-a; pues ... entonces puedes empezar a hacer una rueda de carreta con la madera
apropiada, o pasar cincuenta años aprendiendo a vencer a tu contrincante en esgrima...
Y después de eso, puedes empezar de nuevo con las matemáticas ...
hasta que sea tiempo de arar la tierra.
Terence White
(The once and future king) (1958)
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