Semana 12

METRADO DE CARRETERAS: Está comprendido por:

• Obras Provisionales
• Trabajos Preliminares
• Explanaciones y Movimiento de Tierras
• Pavimento
• Transporte
• Construcción de Cunetas
• Construcción de Alcantarillas
• Muros de Concreto Ciclópeo
• Caseta de Peaje y control
• Obras Varias
• Señalización

Diagrama de masas

Para un buen diseño de la carretera es necesario realizar un análisis para obtener la mayor economía en el movimiento de tierras, ya que como sabemos dicho movimiento de tierras representa el 80% del costo de la carretera. Esta economía se obtiene excavando y rellenando únicamente lo indispensable y acarreando los materiales la menor distancia posible. El estudio necesario es llamado curva masa o diagrama de masa. 

Los volúmenes de material, ya sea de corte o de préstamo, deben ser transportados para formar los terraplenes. Sin embargo, en algunos casos, parte de los volúmenes de corte deben ser desperdiciados, principalmente por su baja calidad como material para el terraplén, para lo cual se transportan a lugares convenientes fuera del camino. El diagrama de masas permite determinar todos los movimientos de terracerías y establecer el esquema más eficiente, al cual corresponden los costos mínimos. El diagrama de masas es la curva resultante de unir todos los puntos dados por las ordenadas de la curva masa.  

Al diseñar perfil de un camino no basta con ajustarse a las especificaciones sobre pendientes, curvas verticales, compensación por curvaturas, drenaje, etc… para obtener un resultado satisfactorio, sino que también es igualmente importante conseguir la mayor economía posible en el Movimiento de la Tierra.

Esta economía se consigue excavando y rellenando solamente lo indispensable y acarreando los materiales la menor distancia posible y de preferencia cuesta abajo, es decir, determinar hasta que limite conviene sobreacarrear un material de corte ya sea de línea o de préstamo; sin embargo en algunos casos parte de los volúmenes de corte deben desperdiciarse para lo cual se transportan a lugares convenientes fuera del camino (Excavacion en línea o excavación de préstamo). 

Para determinar los movimientos de tierra en un proyecto de carretera y obtener su costo mínimo, EL DIAGRAMA DE MASAS es el instrumento con que cuenta el proyectista, el cual sirve para indicar las distancias de acarreo y determinar hasta que límite conviene sobreacarrear un material de corte, ya sea de línea o de préstamo.

EL DIAGRAMA DE MASAS: Es una curva en el cual las ordenadas representan volúmenes acumulativas de la terracerías (suma algebraica excavación (+) y terraplén (-)) y las abscisas el cadenamiento correspondiente. Un diagrama de masa es un total acumulado de la cantidad de material excedente o deficiente a lo largo del perfil de la carretera. 

En el diagrama de masas se lleva a cabo el estudio de las cantidades de excavación y relleno, su compensación, préstamos y desperdicios longitudinales, determinación de las distancias de acarreo y sentido de los movimientos. 

En general los objetivos del diagrama de masas son:

• Aprovechar el material de excavación para construir terraplén. Logrando una compensación total sin que exista sobrante o faltante de material.
• Aprovechar al máximo los cortes para compensar los terraplenes con las menores distancias posibles de transporte y reducir a un mínimo los botes provenientes de los cortes y los préstamos de material para construir los terraplenes.
• Obtener la mejor forma de distribuir el material para minimizar el transporte + bote + préstamo. 

La ordenada de curva masa en una estación dada es la suma algebraica acumulada de los volúmenes de terraplén y de corte, estos última afectada por su coeficiente de variabilidad volumétrica. Esta suma se hace desde el origen del cadenamiento hasta la estación analizada. Normalmente se consideran positivos los volúmenes de corte y negativos los de terraplén.

Generalmente, los préstamos se originan por exceso de volumen de terraplén y los desperdicios por exceso de volumen de corte, pero pueden coexistir préstamos y desperdicios, cuando la suma de los costos del acarreo del material excavado al llevarlo al terraplén y la compactación requerida, sea mayor que la suma de los costos de excavación, del acarreo y de compactación del material producto del  préstamo y del acarreo del desperdicio, o bien, cuando el material de corte no deba emplearse en la construcción del camino.

Utilización del diagrama de masas.

El diagrama de masas es el arma más eficaz para el proyectista y el constructor para el cálculo de los volúmenes de tierra a mover y para el cálculo de los costos de las tierras movidas. Los objetivos principales de la curva masa o diagrama de masas son los siguientes:

•  Compensar volúmenes
•  Fijar el sentido de los movimientos del material
•  Fijar los límites del acarreo libre
•  Calcular los sobreacarreos
•  Controlar préstamos y desperdicios

El diagrama proporciona información acerca de la cantidad de materiales a mover, distancia promedio que debe trasladarse y la dirección en la cual deberá hacerse el acarreo. Cuando se combina esta información con el perfil del terreno, es  posible establecer los tramos en que deberá hacerse el corte o el relleno y el equipo más adecuado para hacer el trabajo. El diagrama de masa es una de las herramientas más efectivas para la planeación del movimiento de material en cualquier proyecto de carácter lineal 

El proyectista lo utiliza para:

•  Comparar alternativas y escoger la subrasante mas económica.
•  Para seleccionar el equipo más económico.
•  Determinar los sobreacarreos y selección adecuada de los banco de préstamo.
•  Determinar los costos de los suelos a transportar.

El contratista lo utiliza para:

                        Distribución del equipo. 

                        Determinar el sentido de los movimientos. 

                        Cuantificar los volúmenes movidos.

Limitaciones del uso del diagrama de masas.

El diagrama no puede ser aplicado o no es de mucha utilidad, cuando la subrasante está obligada a proyectarse en determinada forma por circunstancias especiales tales como: 

a.-En terrenos planos en que la superficie natural se aproxima mucho a la subrasante, aquí el diagrama presenta una pendiente negativa pronunciada demandando grandes volúmenes de préstamos

b.- En terrenos en los que la subrasante debe tener cierta altura para quedar a salvo de las inundaciones o de la humedad que por capilaridad puede llegar a perjudicar la terracerías. 

c.- En terrenos en donde es necesario alojar la carretera en firme. 

d.- En aquellos tramos con pendiente sostenida donde las excavaciones son excesivas y dificultosas.

e.- En acceso a puente e intersecciones a nivel


Propiedades del diagrama de masas.

En el diagrama de masas: se lleva a cabo el estudio de las cantidades de excavación y relleno, su compensación, préstamos y desperdicios longitudinal, determinación de las distancias de acarreo y sentido de los movimientos.

Utilizando como ejemplo la figura abajo indicada, se explican las principales propiedades del diagrama de masas. La línea que representa el diagrama de masas es la reflejada por los puntos ABCDEFG correspondiente a los volúmenes de terracería a mover al ubicar la rasante (acef) en el perfil de terreno deliniado por (abcdefg)