El diseño de las infraestructuras de autopistas y de lineas de alta velocidad

Abstract

El trabajo presenta inicialmente una descripción de los principales métodos que se utilizan para realizar el diseño de las infraestructuras en una autopista y en una línea de alta velocidad y su evolución con el paso de los años, pudiendo comprobarse el paralelismo en el desarrollo de ambas metodologías.

En el campo del diseño de carreteras, las metodologías de dimensionado existentes se agrupan en métodos de dimensionado empírico y métodos dimensionado analítico. Los métodos empíricos fueron los primeros en ser desarrollados y empleados. Se fundamentan en la observación del comportamiento de secciones experimentales, ensayadas en circuitos o en tramos de carretera en servicio. Los métodos analíticos se desarrollaron posteriormente basándose en la aplicación de coeficientes y cálculos que permiten predecir comportamientos, tensiones y deformaciones. Desde ya hace unos años, algunas administraciones europeas, como en el caso de España, desarrollaron métodos empíricos de dimensionado de firmes en función del tráfico y la categoría de la explanada, y prescribieron una serie de secciones tipo que se recogen en el catálogo de secciones estructurales.

En el caso del ferrocarril, la evolución ha sido más substancial debido a que la infraestructura en si misma ha sufrido más modificaciones respecto a lo ocurrido con el cálculo del dimensionado de carreteras. En la construcción de los primeros ferrocarriles, la vía se apoyaba sobre bloques de piedra, sin disponer de ningún elemento de transición entre estos y el suelo. Se observó que las cargas trasmitidas superaban la capacidad portante del terreno natural y éste se hundía. Entonces se introdujo bajo la traviesa un material granular (balasto), con objeto de repartir las cargas sobre una mayor superficie.Posteriormente, para la determinación del dimensionado de estos elementos se han utilizado, como en el caso de las carreteras, métodos de tipo empírico, cuasi - empírico experimental. Análogamente, con objeto de establecer unas normas de construcción de infraestructuras ferroviarias, cada administración ha elaborado unos catálogos en los que, a partir de diferentes variables como son el tipo de terreno, el tráfico esperado o el tipo de traviesas, se prescriben las características de las secciones estructurales a emplear.

La segunda parte del trabajo presenta el desarrollo de un supuesto práctico, con la finalidad de avanzar en una nueva metodología de diseño de líneas ferroviarias de alta velocidad. Como primera actuación, se ha realizado el dimensionado en paralelo de dos infraestructuras (una para autopistas y una para líneas de alta velocidad) a partir de la normativa más reciente. Sobre este diseño y utilizando un sistema experimental, se han calculado los efectos que ocasiona en la plataforma de suelo natural el paso de un vehículo sobre las respectivas infraestructuras (autopista y tendido ferroviario). Una vez obtenidos estos resultados y analizado las posibles similitudes y diferencias, se han propuesto determinadas conclusiones referentes a la mejora del diseño de líneas de alta velocidad, incorporando elementos de la infraestructura de carreteras.