via balasto vs via placa

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DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE VIALIDAD Y GEOMÁTICA UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL UNI, 14 de Abril del 2014 VÍA EN BALASTO VS VÍA EN PLACA Docente : Erich Villavicencio Asignatura : Ingeniería de Transporte Sección : TV 661 - G Tema : N°2 Ciclo : 2014 - I Aula : TV - AUD

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balasto vs via placa

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Page 1: via Balasto vs via Placa

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE VIALIDAD Y GEOMÁTICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

UNI, 14 de Abril del 2014

VÍA EN BALASTO VS VÍA EN PLACA Docente : Erich Villavicencio

Asignatura : Ingeniería de Transporte

Sección : TV 661 - G

Tema : N°2

Ciclo : 2014 - I

Aula : TV - AUD

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UNI, 14 de Abril del 2014 Erich Villavicencio | Ingeniería de Transporte - 2 de 18 -

Actualmente conviven las dos, existiendo países que optan por uno

u otro sistema en función de diferentes consideraciones

Existe un gran debate a nivel mundial sobre la idoneidad de cada

uno de ellos para la alta velocidad, en este sentido:

Japón optó desde el principio por la vía en placa, desde los años 70

Francia es un ejemplo de país defensor de la vía con balasto para alta

velocidad

Alemania, actualmente en las nuevas líneas, monta vía en placa

En Italia se monta vía con balasto incluso en los grandes túneles.

En Países Bajos, Taiwán y China ya han optado por la vía en placa, y

en España se está montando vía con balasto de forma general, y en

casos de túneles largos ya se empieza a poner vía en placa (túnel de

Guadarrama 28 Km).

0. INTRODUCCIÓN

En la toma de decisión final por uno u otro sistema intervienen

muchos factores: tipo de línea, número de túneles, viaductos, etc.,

que hacen que tenga posiciones a favor y en contra a veces muy

diferenciadas.

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La construcción de la línea de Tokaido, en Japón , y su

apertura al trafico en 1964 (1°Línea Alta Velocidad en

el Mundo), puso de manifiesto lo siguiente:

Que la degradación de la calidad geométrica de la vía para

la velocidad establecida de 210 Km/h, seguía un proceso

tan acelerado que hacia insuficiente el trabajo de

mantenimiento de la vía que se realizaba por la noche.

0. INTRODUCCIÓN

Paralelamente a este fenómeno y como

consecuencia asimismo del difícil

mantenimiento de la calidad de la vía en

los túneles, especialmente en aquellos

en los que se presentaban importantes

problemas de flujos de agua, fue

tomándose en consideración la idea de

desarrollar un sistema de vía que

necesitase menos conservación. Fuente: Central Japan Railway Company

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UNI, 14 de Abril del 2014 Erich Villavicencio | Ingeniería de Transporte - 4 de 18 -

Dado que era el balasto el elemento crítico del problema, la

investigación se centró, bien en su estabilización mediante

procedimientos naturales o artificiales, bien en su sustitución por

un elemento menos deformable.

0. INTRODUCCIÓN

Es de esta forma como se

produce la aparición de la vía

sobre placa de concreto en el

ámbito ferroviario. Lo que se

conoce como «Vía en placa».

Tanto la vía sobre balasto

como la vía en placa tienen

sus ventajas y sus

inconvenientes, así como sus

defensores y detractores.

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Repartir uniformemente sobre la plataforma las cargas que recibe el

durmiente, de forma tal que su tensión admisible no sea superada.

Estabilizar vertical, longitudinal y lateralmente la vía.

Amortiguar, mediante su estructura pseudo-elástica, las acciones de

los vehículos sobre la vía.

Proporcionar una rodadura suave a los vehículos y un notable confort

a los viajeros.

1. VÍA EN BALASTO

1.1 FUNCIONES DEL BALASTO

Proteger la plataforma de las

variaciones de humedad

debidas al medio ambiente.

Facilitar la evacuación de las

aguas de la lluvia.

Permitir la recuperación de la

calidad geométrica de la vía

mediante operaciones de

alineación y nivelación.

Vía en Balasto. Referencia: Estación La Cultura L1 Metro Lima

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UNI, 14 de Abril del 2014 Erich Villavicencio | Ingeniería de Transporte - 6 de 18 -

Naturaleza.

Curva granulométrica.

Forma geométrica de las partículas.

Resistencia al choque.

Resistencia al desgaste.

Resistencia a la acción de la helada.

1. VÍA EN BALASTO

1.2 CARACTERÍSTICAS DEL BALASTO

Proyecto: Metro de Lima Tramo II Gradación 3 de AREMA (EE.UU) Dichas características se

recogen, en general, en las

distintas especificaciones que

las Administ. Ferroviarias

poseen sobre los materiales

utilizados como balasto.

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UNI, 14 de Abril del 2014 Erich Villavicencio | Ingeniería de Transporte - 7 de 18 -

1. VÍA EN BALASTO

1.3 OBTENCIÓN

Se obtiene por trituración de rocas sanas y debe cumplir ciertas

especificaciones en cuanto a calidad del material madre y en su

granulometría.

Se transporta en camiones hasta donde puede ser cargado en trenes

especiales con tolvas que permiten su descarga en la vía.

Cantera UNICON – Producción , acopio y transporte del Balasto

Proyecto: Rehabilitación del Ferrocarril Huancayo - Huancavelica

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Carguío del Balasto a los

vagones hooper, para su

traslado a las vías del

ferrocarril Huancayo –

Huancavelica (128 Km.)

Control de Calidad del Balasto

1. VÍA EN BALASTO

VIDEO

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Flexibilidad de tendido, reparación y mantenimiento.

Costes de ciclo de vida y duración conocidos.

Capacidad de amortiguación de ruidos y vibraciones.

Reutilización el balasto

1. VÍA EN BALASTO

1.4 VENTAJAS

Disponibilidad de infraestructura reducida por el tiempo de

mantenimiento.

Los costes de mantenimiento son más altos.

Problemas de desgaste del balasto.

1.5 DESVENTAJAS

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Su colocación se realiza sin balasto y consta de una placa de hormigón que

transmite a la plataforma tensiones uniformemente distribuidas y de menor

valor que con balasto.

2. VÍA EN PLACA

Para velocidades del orden de 200

Km/h la conservación de la vía sobre

balasto conduce a la concepción de la

vía sobre placa de hormigón, para evitar

la deformación permanente y creciente

del balasto, bajo las cargas del tráfico y

velocidad superiores al valor indicado.

La vía en placa dispone de un material

elastómero (galocha), que le

proporciona elasticidad, y de una placa

de hormigón, hidráulico o bituminoso,

que junto a una importante reducción de

las presiones especificas que transmite

a la plataforma en que se asienta,

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2. VÍA EN PLACA

i) PLATAFORMA

2.1 COMPONENTES

Sus características son fundamentales en el comportamiento de la vía en

placa, puesto que la causa principal de la rotura de estos pavimentos es el

fenómeno de surgencia o “ pumping”, que produce una socavación

progresiva de bajo la placa.

Para que se produzca este fenómeno tienen que concurrir los siguientes

factores:

Agua libre bajo la placa.

Suelo susceptible de entrar en suspensión.

Cargas fuertes y frecuentes.

Se sitúa sobre la plataforma con objeto de realizar un mayor reparto de

cargas sobre el terreno, disminuir elefecto de surgencia que puede

aparecer.

Con ello se pretende dar uniformidad de sustentación a la placa principal,

para mejorar sus condiciones de trabajo.

ii) PLACA BASE

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2. VÍA EN PLACA

ii) PLACA BASE (Continuación)

2.1 COMPONENTES

No es recomendable que el espesor de la placa base sea inferior a 10 cm.,

siendo preferible 15 cm., y no ya por causas resistentes de tipo estructural,

sino por razones constructivas.

Constituye el conjunto que soporta los carriles, los cuales se fijan a ella por

elementos de sujeción, cumpliendo por tanto de, forma general, y en

combinación con el elastómero, las funciones del balasto y las traviesas.

iii) PLACA PRINCIPAL

Según los diferentes tipos de

estructura en placa, variara su

forma y habrá que considerar

diferentes aspectos.

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2. VÍA EN PLACA

iv) ELASTÓMERO

2.1 COMPONENTES

Su presencia es indispensable a la hora de reproducir, en cierto modo, la

capacidad característica de la vía convencional, para absorber fuertes

cargas mediante pequeñas deformaciones, siendo norma general el empleo

de elementos de caucho interpuestos entre el carril y la placa principal.

Estos elementos son característicos y de formas muy diversas, según los

diferentes tipos de vía en placa, tenemos por ejemplo:

Elastómeros del tipo placa de asiento: ser incorporados debajo del carril.

Sus dimensiones son próximas a las de 15x25 cm. y espesor de 10 a 15

mm, son empleados en las placas con traviesas tipo Rheda o con bloques

Elastómeros de tipo envolvente: incorporados

entre el elemento prefabricado y la placa

principal. Su forma es la adecuada para

envolver la parte inferior del durmiente, de

dos bloques o el dado de hormigón.

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2. VÍA EN PLACA

iv) ELASTÓMERO (Continuación)

2.1 COMPONENTES

Elastómeros del tipo banda, para ser incorporados entre el carril y la

laca continua, en las del tipo apoyo continuo del carril. Sus dimensiones

suelen ser de 15 x 200 cm y un espesor de unos 10 mm.

2.2 VENTAJAS

Soporta mayores cargas por eje.

Disminuye la presión transmitida a la plataforma. Lo que es de gran

utilidad cuando el terreno tiene capacidades portantes bajas.

Menor coste de mantenimiento. Limitándose a reponer. Los carriles por

exceso de desgaste, las piezas de sujeción del carril deterioradas por la

fatiga y los elementos de elastómero inservibles por envejecimiento.

Reduce los asientos localizados.

En los túneles se reduce la altura de galibo, con el consiguiente ahorro

en la excavación, debido a que el espesor de la placa es inferior al de la

placa de balasto.

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2. VÍA EN PLACA

En los túneles, es casi insustituible la vía en placa por la dificultad que en

ellos tienen los trabajos de mantenimiento, a pesar de utilizar maquinas,

pues hay que tener en cuenta la toxicidad de los gases que desprenden.

Ante un descarrilamiento, no sufre daños importantes, cuando, por el

contrario, el mismo accidente en una línea sobre balasto supone un

gasto estimable, aparte de los trastornos en la circulación al efectuar la

reposición de los elementos dañados.

2.2 VENTAJAS (Continuación)

Instalación de vía en placa en la

línea 11 de Metro de

Madrid

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UNI, 14 de Abril del 2014 Erich Villavicencio | Ingeniería de Transporte - 16 de 18 -

Según la JARTS (Japan Railway Technical Service) y la JRTT (Japan

Railway Construction Transport and Technology Agency):

REFERENCIA: Costos de mantenimiento de vía en balasto del Tokaido y los tramos que hay en el

Sanyo y de la vía en placa del resto de la red japonesa.

Se aprecia que en general los costes de mantenimiento de la vía en

placa son del orden de la cuarta parte del de la vía en balasto.

3. COSTO COMPARATIVO DE VIA EN BALASTO VS VÍA EN

PLACA

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UNI, 14 de Abril del 2014 Erich Villavicencio | Ingeniería de Transporte - 17 de 18 -

Según la JARTS (Japan Railway Technical Service) y la JRTT (Japan

Railway Construction Transport and Technology Agency): (Continuación)

REFERENCIA:

Costos de mantenimiento de vía en balasto del Tokaido y los tramos

que hay en el Sanyo y de la vía en placa del resto de la red japonesa.

3. COSTO COMPARATIVO DE VIA EN BALASTO VS VÍA EN

PLACA

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UNI, 14 de Abril del 2014 Erich Villavicencio | Ingeniería de Transporte - 18 de 18 -

Gracias.

Erich Villavicencio [email protected]

TGV Francia sobre vía en Balasto