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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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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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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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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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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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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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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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Gracias.
Erich Villavicencio [email protected]
TGV Francia sobre vía en Balasto