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En este documento se presenta el método de diseño de firmes de la Red de Carreteras de Andalucía. El método propuesto se basa en el cálculo analítico, partiendo de un modelo matemático que obtiene las tensiones y deformaciones debidas a las solicitaciones estimadas; posteriormente las tensiones o deformaciones consideradas críticas se comparan con los valores límite para determinar la vida teórica de servicio; repitiendo el proceso para el mismo tipo de firme, pero con varias disposiciones y espesores de los materiales, se ajusta el diseño de manera que la vida de servicio teórica del firme coincida con la de proyecto o la supere.
En el Capítulo 3 se definen las variables necesarias para el análisis: tráfico de proyecto, categoría del cimiento y zona climática. Para definir estas variables debe contarse al menos con los datos de las últimas campañas de aforo, un estudio geotécnico y geológico de los suelos de la traza y los datos climáticos de la zona.
Se reconocerá el terreno natural de la traza con objeto de definir Subtramos del terreno natural subyacente homogéneos. Estos subtramos estarán formados por terrenos de características similares, y a efectos de cálculo, quedarán caracterizados por el suelo de menor capacidad portante que los constituyan.
En el Capítulo 4 se definen los criterios de proyecto que deben considerarse en el diseño tanto del cimiento como de la propia estructura del firme. Entre otros los relativos a la tramificación del proyecto, la selección de los materiales y de los espesores, la disposición de capas, la comparación económica de secciones, drenaje y protección ambiental.
En función de los criterios de proyecto previamente hallados, se dividirá la traza en Tramos de Proyecto, de forma que en cada uno de los tramos definidos se mantengan constantes sus factores de diseño (tráfico, clima y categoría del cimiento). En general, cada tramo de proyecto incluirá varios de los subtramos definidos para el terreno natural subyacente.
En el Capítulo 5 se describe el procedimiento para el dimensionamiento de secciones, tanto para el dimensionamiento del cimiento como para la estructura del firme, diferenciando en este último caso entre firmes con pavimento bituminoso o de hormigón.
Con respecto al cimiento, se dimensionará una sección
tipo por subtramo homogéneo con el condicionante de que se mantenga la categoría del
cimiento durante todo el tramo de proyecto. Esta sección tipo estará formada en general
por el terreno natural subyacente, los suelos de aportación al núcleo del terraplén y
las capas de asiento necesarias hasta conseguir la capacidad portante requerida.
Posteriormente, el proyectista podrá optar por agrupar aquellas secciones tipo que
considere
oportunas dentro de cada tramo de proyecto, con el fin de optimizar los trabajos de
construcción.
En cuanto a la estructura del firme, se calculará una sección tipo por tramo de proyecto. El cálculo deberá repetirse para varias tipologías de firme, al menos tres, de manera que se comparen costes de los distintos tipos y se determine la estructura más económica, según los criterios fijados en la Instrucción. Para el estudio de los firmes debe disponerse de datos sobre los materiales disponibles, comportamiento de firmes análogos a los estudiados en la zona, etc.
En el Capítulo 6 se dan las directrices para el proyecto de firmes sobre tableros de obras de paso, que debido a sus condicionantes especiales, presentan tipologías y características que difieren de las soluciones generales.
En el Capítulo 7, se presentan diversas soluciones para firmes en arcenes, que no necesitan de cálculo estructural.
En el Capítulo 8 se dan prescripciones sobre materiales para su utilización en la estructura del firme, y que deben incluirse con el resto de Prescripciones en los Pliegos de Prescripciones Técnicas Particulares (PPTP).
Se han incluido una serie de anejos como ayuda y para la mejor comprensión de los conceptos desarrollados en el texto general de la Instrucción. En el Anejo 1 se presenta un glosario de definiciones relativas a la Instrucción.
En el Anejo 2, se proporcionan diversos datos de ayuda para el Cálculo de los factores de diseño, como son datos acerca de las producciones de los principales cultivos en Andalucía.
En el Anejo 3 se presentan algunos de los tipos de secciones más frecuentes para estructuras de firme.
En el Anejo 4 se dan los escenarios de conservación para el cálculo de los costes de conservación, reparación y reconstrucción de las diversas secciones de firme durante el período para el cual han sido diseñadas.
El resto de los anejos son ejemplos de cálculo. En el Anejo 5 se describe el cálculo del tráfico de proyecto. Se desarrolla un ejemplo concreto que incluye el cálculo sus diferentes factores: intensidades de tráfico con limitación por capacidad, factores de crecimiento, con tasas constante y variable, y coeficientes de equivalencia.
Los anejos 6, 7 y 8 son respectivamente ejemplos de cálculo del cimiento, de estructuras de firmes con pavimento bituminoso y de estructuras de firme con pavimento de hormigón.
En los anejos 9 y 10 se incluyen las referencias del texto y bibliografía general de dimensionamiento de firmes.
Por último, en el anejo 11 se presenta el programa de cálculos ICAFIR cuyos resultados deberán presentarse entre la documentación técnica del proyecto de construcción.
En los proyectos de firmes se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones generales:
Tanto para firmes de nueva construcción como para firmes de ampliación de calzada existentes en la Red Principal se adoptará como periodo de proyecto 20 años, excepto para pavimentos de hormigón que se adoptará 30 años.
Tanto para firmes de nueva construcción como para firmes de ampliación de calzada en la Red Secundaria se podrán considerar justificadamente periodos de proyecto inferiores, pero en cualquier caso no menores de l0 años.
Se dimensionará el firme de la calzada para aquel de sus carriles, denominado carril de proyecto, que soporte mayores cargas de tráfico, es decir, para el que se prevea un mayor tráfico de proyecto.
| Comentario | Elección del carril de proyecto |
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| fin de comentario | |
El método de diseño considera que el firme ha llegado al final de su vida de servicio cuando se cumpla alguna de las situaciones siguientes:
Cuando en una calzada con dos o más carriles por sentido de circulación se obtenga para el carril que no sea el de proyecto una categoría de tráfico inferior a la de éste, puede considerarse en toda la calzada la misma sección que la correspondiente al tráfico de proyecto o utilizarse una sección variable de firme a lo ancho de la misma, teniendo en cuenta los criterios fijados en el capítulo 4.
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