En los últimos años ha surgido la necesidad de mejorar la infraestructura de vía frente a las crecientes cargas de tráfico que tiene que soportar. Uno de los objetivos para conseguir esta mejora es reducir los esfuerzos y las tensiones que llegan a la capa de balasto. Por este motivo, a finales de los años 90 del siglo XX apareció un nuevo tipo de traviesas, las traviesas cuadro. Éstas tienen la particularidad de tener dos traviesas situadas longitudinalmente bajo los carriles y que son unidas, a cada extremo, por una traviesa dispuesta transversalmente en el sentido de la vía. De esta manera, adopta la forma de un rectángulo o doble H. Con esta disposición se consigue una mayor superficie de apoyo de las traviesas, con lo que las cargas se reparten mejor y el nivel de tensiones que deben soportar el balasto y la plataforma es menor. Además, la propia configuración de las traviesas cuadro confiere a la vía una rigidez más alta que con las traviesas estándares. Actualmente, algunos tramos de prueba en líneas austriacas, suizas e italianas se han equipado con traviesas cuadro, a fin de realizar estudios experimentales, tanto de carácter técnico como económico.
En el presente estudio se realiza un modelo de cálculo de una vía dotada con traviesas cuadro, que luego se ejecuta considerando dos casos de carga representativos. De esta manera, se puede ver el comportamiento que tiene este tipo de traviesas, así como el conjunto de la vía. Para ello, se analizan los resultados obtenidos de diferentes parámetros, como los asientos, los momentos flectores y las tensiones a que se ven sometidos los diferentes elementos de la vía. Estos resultados son comparados con los obtenidos en una vía con traviesas convencionales, considerando los mismos casos de carga. De esta forma, se puede cuantificar la reducción de los parámetros antes mencionados en una vía con traviesas cuadro, una disminución que era intuitiva pero que hasta ahora carecía de valores numéricos. De hecho, tanto los asientos, los momentos flectores, las tensiones y la onda de levante se reducen notablemente, así como la longitud de vía afectada por estos parámetros. Esto implica que la vía es más resistente y soporta mejor las cargas, por lo tanto su durabilidad aumenta.
Por otra parte, también se intenta adaptar el método de Zimmermann empleado para el cálculo de una vía con traviesas convencionales, para poder usarlo en vías con traviesas cuadro. Para ello, se parte de los distintos resultados obtenidos con el modelo de cálculo y se intentan ajustar las fórmulas modificando los parámetros necesarios, proporcionando porcentajes de error del ajuste en relación a los valores del modelo.
Las traviesas cuadro tienen un coste de inversión superior al de las traviesas estándares, debido, principalmente, a la existencia de traviesas longitudinales además de las transversales. Sin embargo, la frecuencia de mantenimiento de la vía es más baja, gracias a que la vía no se deteriora tanto. Entonces, los costes de mantenimiento son menores, con lo que habría que ver si se compensan con los costes iniciales de inversión o no, es decir, si los costes totales son más pequeños o no. En este estudio también se comenta este aspecto económico, dando una visión de lo que se conoce hoy en día al respecto.
