Tema 8 fer

Miguel Angel Ferreiro Morales Tema 8 Ferrocarriles

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Tema 8 Plataforma

La funcin de la plataforma es el soporte de la estructura. Es todo lo que est por debajo del balasto (o la placa

principal en caso de vas en placa). Los factores que le afectan son:

- Capacidad portante

- Causas y efectos de las deformaciones y asientos que en ella se produzcan

Descripcin Naturaleza y Geometra, dependen de:

- Caractersticas geotcnicas del suelo

- Condiciones hidrolgicas y climticas

- Caractersticas del trfico (velocidad,

carga por eje, frecuencia)

- Armamento de la va

Capas de asiento

Funcin de las capas de asiento Las principales funciones de las capas de asiento son:

- Repartir las cargas y transmitirlas a la plataforma

- Proteger a la plataforma de:

la erosin del balasto

las aguas cenitales

el hielo

- Amortiguar vibraciones

- Contribuir a la estabilidad longitudinal y transversal de la va

Naturaleza y geometra: Los tramos que conforman la capa de asiento son:

- Sub-base: sub-balasto de grava 0/30, compactada 100% OPM (Ensayo Proctor Optimo Modificado). Capa de

grava con betn para atenuar tensiones.

- Capa de cimentacin: grava ms fina compactada al 95 % OPM

- Capa anticontaminante. Puede ser de una grava an ms fina, un betn, un geotextil dependiendo de las

condiciones


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Suelo soporte

Parmetros caractersticos Los parmetros caractersticos son:

- Tipologa, clasificacin

- Contenido de sales y material orgnico

- Granulometra

- Sedimentacin

- Compactacin (Proctor, CBR)

- Lmites de Atterberg

Tipologa y clasificacin La clasificacin genrica es una clasificacin histrica, basado en la experiencia

- S0 : Suelos inadecuados que deben ser sustituidos

- S1 : Suelos malos

- S2 : Suelos regulares

- S3 : Suelos buenos

Actualmente, la UIC (unin internacional de ferrocarriles) establece esta clasificacin, estndar UIC 719 C:


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Si atendemos a la clasificacin de Casagrande:


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La clasificacin de la Public Roads Administration (EEUU) es:


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La clasificacin en funcin de los ensayos de laboratorio se pueden resumir en:

Granulometra Todo est basado cuantitativamente en las cribas, en los tamices. Hay diversos estndares, como por ejemplo:


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Ensayos

CBR Medida comparativa de la resistencia del suelo a la penetracin por comparacin con el caso de piedra machacada.

- Penetrador de 3 in2

- Velocidad de penetracin: 0.05 in/min

- Profundidad de penetracin: 0.1 0.2 in

- Probeta de suelo en molde de 6 in compactado segn un protocolo

- Disco anular con sobrecarga de 5 lb

Prctor - Penetrador de aguja con punta regruesada ( disco, cono)

- Velocidad de penetracin: 0.5 in/s

- Probeta de suelo en molde compactado segn un protocolo

- Se mide segn el indice de cono.

Penetrmetro - Penetrador de aguja con punta cnica de 300

- Seccin circular en la base de 0.5 in2

- Se mide segn el indice de cono

Comparacin proctor-CBR


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Lmites de Atterberg Mide la cantidad de agua que contiene el suelo frente a los cambios de volumen:


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Plataforma

Capacidad portante Su principal caracterstica es la capacidad portante, o la capacidad de resistir una solicitacin repetida debido al paso

de los ejes. Depende de:

- Nivel de carga (por rueda, eje, distribucin lineal, por bogie, )

- Caractersticas del material mvil. No es lo mismo que vaya un tren de mercancas cargado de mineral que un

tren ligero de aluminio. No solo importa el peso de la carga, sino tambin la suspensin del propio tren que

atraviesa la va

- Velocidad de circulacin de vehculos

- Geometra y naturaleza del balasto

- Nivel de trfico soportado

Las plataformas se clasifican (genricamente) en:

- P1 : Plataformas malas

- P2 : Plataformas medias

- P3 : Plataformas buenas

La relacin entre la capacidad portante y el ndice CBR es:

Una descripcin a partir de la capacidad portante del suelo, y las cargas que va a transmitir la superestructura

podemos hallar la altura del balasto. Las recomendaciones de la UIC 719R son:


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El valor mnimo exigido de capacidad portante es 0,6-1kg/cm2. Podemos ver en la tabla el valor de la resistencia en

funcin de la granulometra:

Uno de los valores que nos indican el valor de la capacidad portante es Ed, o mdulo de elasticidad dinmico, que

cumple:

= 100

Para nuestros valores lmites, el mdulo vale;


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Agentes causantes de las deformaciones a) Externos a la plataforma (clasificacin segn Terzaghi)


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b) Debidos a la plataforma

- Drenaje defectuoso

- Nivel de la capa fretica alto

- Carriles de seccin insuficiente

- Traviesas mal diseadas:

Superficie de apoyo insuficiente

Separacin excesiva entre ellas

- Capa de balasto de espesor insuficiente

- Defectos en la geometra de la va

La experiencia nos lleva a encontrar los mismos problemas en suelos de caractersticas similares.

- Suelos limosos: ascensin a travs del balasto, bombeo de lodo, manchas blancas

- Suelos plsticos: elevacin del porcentaje de humedad debido a lluvias, hundimiento de la traviesa,

blandones.

- Suelos cohesivos: hinchamiento debido a heladas en invierno, descenso con disminucin de la

Capacidad portante durante el deshielo.

- Suelos yesferos: el agua puede disolver el yeso dando lugar a hundimientos.

- Suelos expansivos: el incremento de humedad da lugar a incremento de volumen.

Estos efectos se atenan de distintas formas. Una de ellas es la colocacin de una capa intermedia entre balasto y

plataforma (ley de filtros de Terzaghi)

- impedir la ascensin de finos

- impedir la ascensin de humedad por capilaridad

- Coeficiente uniformidad


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Otras son:

- derivar el agua de escorrenta

- aminorar las heladas

Un suelo se considera insensible al hielo si las heladas y los deshielos sucesivos no ocasionan

deformaciones inaceptables.

En proyecto debe suponerse siempre que la plataforma va a sufrir inviernos rigurosos, ya que los daos

producidos por las heladas son difcilmente reparables.

Tambin se puede utilizar el ndice de hielo atmosfrico


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Finalmente, hay materiales que utilizamos para evitar este tipo de desgaste o deformaciones:

- Geotextiles, resinas sintticas

- Materiales tratados

con aglomerante cemento (grava-cemento)

con aglomerante cal (grava-cal, arena-cal)

con aglomerante betn

por calcinacin con lanza de aire caliente

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