memoria de cálculo camino los morros 3 nu

Universidad Diego PortalesFacultad de IngenieríaEscuela de Ingeniería en Obras Civiles Explotación de Redes Viales

MEMORIA DE CÁLCULOPROYECTO CAMINO DE ACCESO “EL MORRO”

REGIÓN DE ATACAMA

INGECOVIAL LTDA.

Autores: Fabiana Pañella

Joaquín Rojas

Edna Soto

Fecha: 13/11/2014


Índice de Contenidos

Introducción.......................................................................................................................................5

1. Objetivos....................................................................................................................................6

2. Desarrollo: “Proyección de elementos de contención”........................................................7

2.1. Conceptos..........................................................................................................................7

2.1.1. Niveles de riesgo............................................................................................................7

2.1.2. Zonas de riesgo Alto.......................................................................................................7

2.1.3. Zona de riesgo normal...................................................................................................8

2.1.4. Procedimiento de atención al riesgo.............................................................................8

2.1.5. Zona Despejada..............................................................................................................9

2.1.6. Zonas infranqueables.....................................................................................................9

2.1.7. Punto duro.....................................................................................................................9

2.1.8. Nivel de contención alto.................................................................................................9

2.1.9. Nivel de contención Muy alto........................................................................................9

3. Análisis de Proyecto.................................................................................................................10

3.1. Detección de necesidad y tipo de barrera....................................................................10

3.2. Variables de entrada Requeridos.................................................................................11

3.2.1. Datos relativos al tránsito circulante por la vía....................................................11

3.3. Análisis zona de Riesgo Alto.............................................................................................12

3.3.1. Zonas de Riesgo Normal..............................................................................................13

Terraplén....................................................................................................................................13

4. Criterios a considerar...............................................................................................................14

4.1. Zonas de riesgo alto.............................................................................................................14

4.2. Zonas de riesgo normal.......................................................................................................14

5. Análisis de resultados...............................................................................................................22

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Índice de figuras

Ilustración 1: Proceso de selección barreras de contención.............................................................10Ilustración 2: Función del tránsito y de la altura de terraplén..........................................................12

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Índice de tablas

Tabla 1. Resumen radios de curvas contenidas en el proyecto.........................................................8Tabla 2. TMDA, Tránsito medio diario anual...................................................................................9Tabla 3. Valores máximos de camiones de más de dos ejes requeridos para aumentar el nivel de contención........................................................................................................................................10Tabla 4: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 26400 a 27120)..........13Tabla 5: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 27140 a 27840)..........14Tabla 6: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 27860 a 28580)..........15Tabla 7: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 28600 a 29320)..........16Tabla 8: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 229340 a 30060)........17Tabla 9: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 30080 a 30800)..........18Tabla 10: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 30820 a 31520)........19Tabla 11: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 31540 a 32040)........20

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Introducción

El presente proyecto consiste en realizar la proyección de elementos de contención para el camino de acceso minero “El Morro” emplazado en la Región de Atacama. Este nuevo camino de acceso comienza en el kilómetro 715 de la ruta 5 Norte y atravesará el terreno montañoso de la Quebrada Algarrobal. También conectará con las rutas existentes C-455 y C-479, para terminar en el sitio de la mina del proyecto, brindando el acceso principal a la mina El Morro y a los sitios de la planta procesadora.

Para este proyecto en específico, se estudiarán los niveles de riesgo que posee el camino, el cual está comprendido desde el vértice 25 hasta el 42, los cuales se encuentran distribuidos a partir del kilómetro 26,4 hasta el 32,15 respectivamente. Todo esto bajo el supuesto de que por el camino transitarán vehículos pesados, camiones de ejes, buses y taxi buses, ya que el proyecto en cuestión, como se indicó anteriormente corresponde a una ruta de acceso a una mina a tajo abierto. Dentro del desarrollo de la vía es posible apreciar una gran cantidad de curvas, además de grandes alturas en los taludes que la comprenden, debido a la topografía del terreno.

La finalidad principal de un sistema de contención es conseguir contener y redireccionar un vehículo fuera de control, considerando que el daño producido durante el impacto resulte menor que las consecuencias esperadas sin este elemento, este debe evitar impactos con elementos de alto riesgo, tales como; puntos duros del entorno y accidentes geográficos o topográficos de potencial peligrosidad.

Para la proyección de los elementos de contención, se utilizarán los criterios dictados por “Manual de Carreteras”, Volumen 6 “ Seguridad Vial .

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1. Objetivos

Objetivo General:

Desarrollar un proyecto de seguridad vial.

Objetivos Específicos:

Analizar criterios para determinar el emplazamiento o ubicación de los elementos en la vía, de acuerdo a las situaciones o condiciones del lugar.

Determinar el nivel de riesgo que posee el camino. Proyectar elementos de contención.

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2. Desarrollo: “Proyección de elementos de contención”

2.1. Conceptos

A continuación se detallan algunos de los conceptos que serán utilizados en el desarrollo del informe, en el caso que se desee encontrar más de estos, se recomienda consultar “Manual de Carreteras”, Volumen 6 “ Seguridad Vial .

2.1.1. Niveles de riesgo.

En toda vía existen diferentes situaciones que pueden afectar en distinto grado la seguridad de sus usuarios y de los habitantes del entorno. Por ello, suelen definirse niveles de riesgo en función de los distintos parámetros que los originan, siendo los más destacados, la jerarquía de la vía, los flujos de tránsito, las características geométricas de la vía y todo otro elemento presente en el entorno de la ruta, que pueda significar un riesgo.

Los niveles de riesgo se clasifican en:

Zonas de riesgo alto Zonas de riesgo normal

2.1.2. Zonas de riesgo Alto

Aquellos sectores donde las características de la calzada o su entorno permiten prever accidentes de alta severidad, donde exista, además, otro elemento de peligro, ta que eleva la gravedad esperada de un accidente en dicha zona.

Entre algunas de las situaciones de riesgo alto se encuentran:

sectores donde personas desarrollan actividades aledañas a la ruta, con riesgo de ser alcanzadas por un vehículo fuera de control

accesos a puentes que atraviesen cursos importantes de agua zonas con construcciones ubicadas al pie de terraplenes Curvas horizontales con radios menores a 250m en caminos. Tramos con pendientes mayores a 6% en zonas con curvas restrictivas Sectores próximos a aguas profundas (más de un metro de profundidad)

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2.1.3. Zona de riesgo normal

Aquellas áreas que no presentan algunas de las características propias de las de riesgo alto. Los accidentes que pueden generarse son de severidades catalogadas como”normales” y con daños “aceptables” a la infraestructura colindante. Corresponden normalmente a zonas de terraplenes, cortes con afloramientos rocosos, medianas, puentes y estructuras, y zonas laterales de las calzadas, no traspasables en forma segura, a causa de obstáculos o cualquier irregularidad que pueda transformarse en un punto duro factible de ser impactado por un vehículo.

Entre las situaciones de riesgo se encuentran:

muro tuberías obras de arte longitudinales o transversales fosos y cursos de agua permanente

2.1.4. Procedimiento de atención al riesgo

Dentro del proceso de diseño de medidas de mitigación, que pueden llegar a disponer barreras de contención, se recomienda emplear el siguiente procedimiento de atención de zonas de peligro o de riesgo, tanto alto como normal. En cada una de las instancias se requiere realizar un análisis, para determinar la solución más efectiva. Si no fuera posible aplicar algunas de las recomendaciones indicadas, se procederá a analizar las consideraciones descritas a continuación:

Intentar eliminar el objeto fijo o la situación peligrosa detectada, como por ejemplo postes de electricidad, pueden ser retirados efectuando el cableado subterráneo.

Desplazar la situación riesgosa más allá del límite de la zona despejada. Modificar el elemento de riesgo minimizando así su peligrosidad. En casos especiales, como árboles, postes, etc., ubicados en forma continua por tramos

largos en el interior de la zona despejada, en vez de instalar barreras, se deberán evaluar diversas alternativas de solución, como entre otras, reducir la velocidad de operación.

De no materializar cualquiera de las opciones anteriores, el proyectista tendrá que seleccionar un sistema de contención para proteger a los usuarios del peligro.

La delineación del riesgo, como medida mínima de advertencia a los usuarios, deberá considerar el uso de delineadores verticales, a lo largo de la extención de la singularidad que se desea advertir. En el caso de vías bidireccionales, estos elementos deberán ser dobles, para ser advertidos desde ambos sentidos del tránsito

Dentro de las posibles soluciones, se deberá considerar entre otras medidas:

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Aumento del nivel de contención del sistema a proponer. Rediseño del entorno y de los riesgos identificados. Otras medidas tendientes a reducir la probabilidad de impacto en la zona particular de

riesgo identificado.

2.1.5. Zona Despejada

Área paralela al eje de la calzada, a contar del borde de ésta hacia el exterior, en la que, en caso de perder el control del vehículo, el conductor pueda retornarlo a la vía o detenerse sin riesgo de sufrir daños de importancia. Por lo tanto en esta zona no pueden localizarse elementos que constituyan obstáculos, zonas infranqueables o “puntos duros”, equivalentes a elementos que, de ser impactados, pueden producir mayores daños que los correspondientes a una barrera de

2.1.6. Zonas infranqueables

Aquellas singularidades riesgosas, aquellos elementos que a pesar de no sobresalir de la superficie como un obstáculo, impedirán el paso de un vehículo fuera de control, tales como, cunetas profundas, canales, fosos, ríos, lagunas, etc.

2.1.7. Punto duro

Todo elemento natural o artificial que puede generar grandes dañosa los vehículos y/o sus ocupantes en caso de ser impactados, como por ejemplo, afloramientos de rocas, muros de obras de arte, muros de contención, postes, árboles, etc.

2.1.8. Nivel de contención altoCorresponde a sistemas capaces de contener vehículos de hasta 16.000 Kg, a 80Km/h

2.1.9. Nivel de contención Muy altoCorresponde a sistemas capaces de contener vehículos de hasta 38000 Kg, a 65 Km/h.

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3. Análisis de Proyecto.

Tabla 1. Resumen radios de curvas contenidas en el proyecto.

Vértice Radio [m]

V-25 120V-26 220V-27 120V-28 120V-29 120V-30 120V-31 180V-32 180V-33 120V-34 120V-35 120V-36 140V-37 50V-38 80V-39 225V-40 180V-41 140V-42 200

Según las definiciones anteriormente señaladas, el camino de acceso minero “El Morro” se clasifica como Zonas de riesgo alto, ya que la totalidad de las curvas que contiene su geometría, el radio es menor a los 250 mts., lo que implica un aumento en el nivel de contención del sistema a proponer, rediseño del entorno y modificación de los riesgos identificados, además de otras medidas tendientes a reducir la probabilidad de impacto en la zona particular de riesgo identificado.

3.1. Detección de necesidad y tipo de barrera

En la Ilustración 1, se definen varios pasos a seguir para diseñar una barrera de contención, tendientes a determinar la necesidad efectiva de su instalación, como también determinar sus características

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Antes de aplicar este procedimiento de necesidad y/o selección, debe contarse con información de la totalidad de las variables de entrada requeridas.

Se analizarán las variables relacionadas con el flujo vehicular que opera en la vía; es decir, se debe determinar el porcentaje de TMDA (tránsito medio diario anual) correspondientes a cada clasificación, tanto de vehículos livianos, camiones de 2 ejes, camiones de más de 2 ejes, buses y taxibuses como se muestra en la tabla 2.

3.2. Variables de entrada Requeridos.

3.2.1. Datos relativos al tránsito circulante por la vía.

Tabla 2. TMDA, Tránsito medio diario anual.

Tipo Vehículo Año 2010Año puesta en

servicio

Livianos 3170 3980Buses 375 402Camiones 2 ejes 626 750camiones más de dos ejes 1506 1840

Total 5677 6972

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Ilustración 1: Proceso de selección barreras de contención

3.3. Análisis zona de Riesgo Alto.

Camiones de más de 2 ejes supera valores máximos. (Paso 2)

Tabla 3. Valores máximos de camiones de más de dos ejes requeridos para aumentar el nivel de contención.

( Tabla 6.502.602.A, Manual de Carreteras, Volumen 6, Seguridad Vial, Capítulo 6.500, Sistemas de Contención Vial)

TMDACamiones de más de dos Ejes (veh/dia)

Calzada Bidireccional Calzada Unidireccional1000 300 360

1000-3000 300+0,10*(TMDA-1000) 360+0,12*(TMDA-1000)3000-7000 500+0,08*(TMDA-3000) 600+0,10*(TMDA-3000)

>7000 820+0,06*(TMDA-7000) 1000+0,08*(TMDA-7000)

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En este caso:

TMDA = 6972 Calzada Bidireccional

Se reemplaza en la fórmula obtenida en la tabla 3.

500+0.08∗(TMDA−3000 )=817

Se compara el tránsito de camiones de más de 2 ejes, para el sector, tramo o área en estudio, con los valores presentes en de valores máximos de camiones de más de 2 ejes requeridos para aumentar el nivel de contención, donde:

1840>817

Como se puede apreciar, el TMDA supera el valor máximo indicado, las barreras máximas a proyectar deberán tener un nivel de contención MUY ALTO para aquellas zonas de riesgo alto. (Paso 3)

3.3.1. Zonas de Riesgo Normal

Terraplén.Consideraciones según Tránsito y altura de terraplén. (6.502.504, Manual de Carreteras, Volumen 6, Seguridad Vial, Capítulo 6.500, Sistemas de Contención Vial)

La altura de terraplén H(m) mayor o igual a 2m Si se trata de ina calzada bidireccional, se considerará el TMDA de la ruta.. La ilustración 2 se utiliza leyendo directamente los valores de la altura de terraplén H en

función del talud (6.502.504.A, Manual de Carreteras, Volumen 6, Seguridad Vial, Capítulo 6.500, Sistemas de Contención Vial)

Sin embargo deberá considerarse la instalación de una barrera de contención, cuando al pie del talud exista una situación de riesgo alto.

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Ilustración 2: Función del tránsito y de la altura de terraplén.

4. Criterios a considerar

En resumen, los criterios a considerar para la proyección de elementos de contención serán:

4.1. Zonas de riesgo alto Curvas de radio < 250m TMDAC, nivel de riesgo muy alto

4.2. Zonas de riesgo normal Terraplén, altura ≥ 2m y talud según ilustración 2 No dejar espaciamientos entre tramos de barreras menores a 40m.

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Tabla 4: Altura de terraplén y condiciones geométricas de la calzada (Dm 26400 a 27120)

Dm Altura de Terraplén [m] Barrera Condición Geométrica

26400 4,3258 SI -

26420 4,0573 SI -

26440 3,4389 SI -

26460 3,3777 SI -

26480 3,1243 SI -

26500 3,6193 SI -

26520 4,0954 SI -

26540 4,752 SI -

26560 5,3442 SI -

26580 5,7137 SI -

26600 6,7453 SI -

26620 6,944 SI -

26640 7,7179 SI -

26660 8,3471 SI -

26680 8,2989 SI -

26700 8,7272 SI -

26720 8,5515 SI -

26740 7,7525 SI -

26760 7,5709 SI -

26780 5,4705 SI -

26800 6,8569 SI -

26820 6,6165 SI -

26840 5,8354 SI -

26860 - NO Corte26880 - NO Corte26900 - NO Corte26920 - NO Corte26940 2,541 NO Badén26960 NO Badén26980 - NO Badén27000 - NO Badén27020 - NO Badén27040 - NO Badén27060 - NO Badén27080 - NO Badén27100 - NO Badén27120 - NO Badén

15




27140 1,103 NO -

27160 1,973 NO -

27180 3 SI -

27200 3,171 SI -

27220 3,46 SI -

27240 2,682 SI -

27260 2,878 SI -

27280 3,209 SI -

27300 3,346 SI -

27320 3,465 SI -

27340 3,118 SI -

27360 2,57 SI -

27380 2,183 SI -

27400 1,84 NO -

27420 2,221 SI -

27440 1,405 NO -

27460 2,235 SI -

27480 3.320 SI -

27500 4,134 SI -

27520 4,493 SI -

27540 4,218 SI -

27560 4,0934 SI -

27580 3,915 SI -

27600 3,571 SI -

27620 3,112 SI -

27640 2,535 SI -

27660 1,922 NO -

27680 1,866 NO -

27700 1,36 NO -

27720 1,35 NO -

27740 1,2 NO -

27760 1,336 NO -

27780 1,376 NO -

27800 1,561 NO -

27820 1,6 NO -

27840 1,679 NO -

16




27860 1,9 NO -

27880 2,175 SI -

27900 2,265 SI -

27920 2,172 SI -

27940 2,235 SI -

27960 2,0892 SI -

27980 1,8466 NO -

28000 1,7198 NO -

28020 1,586 NO -

28040 1,573 NO -

28060 1,609 NO -

28080 1,806 NO -

28100 2,003 SI -

28120 2,207 SI -

28140 2,383 SI -

28160 2,339 SI -

28180 2,223 SI -

28200 1,804 NO -

28220 1,275 NO -

28240 1,826 NO -

28260 1,821 NO -

28280 1,907 NO -

28300 1,708 NO -

28320 1,748 NO -

28340 1,904 NO -

28360 2,086 SI -

28380 2,0862 SI -

28400 3,697 SI -

28420 4,117 SI Acceso28440 2,428 SI Acceso28460 1,907 NO -

28480 1,288 NO -

28500 0,98 NO -

28520 2,331 SI -

28540 2,633 SI -

28560 3,245 SI -

28580 3,698 SI -

17




28600 3,691 SI -

28620 2,909 SI -

28640 2,274 SI -

28660 1,853 NO -

28680 1,761 NO -

28700 2024 SI -

28720 2,069 SI -

28740 2,582 SI -

28760 3,108 SI -

28780 3,237 SI -

28800 2,878 SI -

28820 3,432 SI -

28840 2,898 SI -

28860 2,595 SI -

28880 2,869 SI -

28900 - NO Corte28920 - NO Corte28940 - NO Corte28960 3,101 SI -

28980 2,997 SI -

29000 2,766 SI -

29020 2,189 SI -

29040 0,546 NO -

29060 - NO Corte29080 1,21 NO -

29100 1,165 NO -

29120 0,252 NO -

29140 4,687 SI29160 4,454 SI -

29180 5,165 SI -

29200 5,631 SI -

29220 3,551 SI -

29240 1,467 NO -

29260 0,83 NO -

29280 4,383 SI -

29300 - NO Corte

29320 - NO Corte

18




29340 4,207 SI Corte29360 6,714 SI -

29380 6,195 SI -

29400 2,371 SI -

29420 - NO Corte

29440 - NO Corte29460 1,787 NO29480 2 SI -

29500 1,066 NO -

29520 1,364 NO -

29540 0,916 NO -

29560 0,683 NO -

29580 2,386 SI -

29600 2,299 SI -

29620 0,382 NO -

29640 - NO Corte29660 - NO Corte29680 - NO Corte29700 - NO Corte29720 7,215 SI29740 6,977 SI -

29760 5,784 SI -

29780 5,076 SI -

29800 4,105 SI -

29820 3,438 SI -

29840 2,307 SI -

29860 1,531 NO -

29880 1,07 NO -

29900 0,986 NO -

29920 1,289 NO -

29940 1,618 NO -

29960 1,991 NO -

29980 1,821 NO -

30000 2,553 SI -

30020 2,779 SI -

30040 0.96 SI -

30060 - NO Corte

19




30080 - NO Corte30100 2,95 SI30120 4,862 SI -

30140 1,646 NO -

30160 2,462 SI -

30180 6,083 SI -

30200 5,86 SI -

30220 6,069 SI -

30240 6,414 SI -

30260 3,994 SI -

30280 - NO Corte

30300 - NO Corte30320 1,311 NO Corte30340 1,342 NO -

30360 2,211 SI -

30380 2,607 SI -

30400 4,088 SI -

30420 4,811 SI -

30440 4,643 SI -

30460 4,557 SI -

30480 4,221 SI -

30500 3,126 SI -

30520 1,928 NO -

30540 1,54 NO -

30560 3,421 SI -

30580 3,83 SI -

30600 2,992 SI -

30620 3,749 SI -

30640 4,361 SI -

30660 4,459 SI -

30680 4,611 SI -

30700 6,434 SI -

30720 9,886 SI -

30740 8,182 SI -

30760 2,142 SI -

30780 - SI Corte30800 - SI Corte

20




30820 4,931 SI Corte30840 7,696 SI -

30860 6,894 SI -

30880 5,577 SI -

30900 3,575 SI -

30920 3,407 SI -

30940 1,885 NO -

30960 1,978 NO -

30980 2,72 SI -

31000 2,415 SI -

31020 2,334 SI -

31040 1,914 NO -

31060 3,437 SI -

31080 2,371 SI -

31100 1,754 NO -

31120 2,562 SI -

31140 2,934 SI -

31160 3,337 SI -

31180 2,459 SI -

31200 1,336 NO -

31220 2,688 SI -

31240 2,439 SI -

31260 2,893 SI -

31280 3,011 SI -

31300 2,79 SI -

31320 3,235 SI -

31340 3,843 SI -

31360 4,6 SI -

31380 4,561 SI -

31400 4,143 SI -

31420 3,516 SI -

31440 2,978 SI -

31460 2,473 SI -

31480 2,288 SI -

31500 2,217 SI -

31520 2,553 SI -

21




31540 2,946 SI -

31560 2,703 SI -

31580 2,269 SI -

31600 1,491 NO -

31620 0,697 NO -

31640 0,425 NO -

31660 0,339 NO -

31680 0,484 NO -31700 1,046 NO -31720 1,559 NO -31740 2,23 SI -

31760 2,365 SI -

31780 1,403 NO -

31800 1,028 NO -

31820 0,341 NO -

31840 - NO Corte31860 - NO Corte31880 - NO Corte31900 - NO Corte31920 - NO Corte31940 - NO Corte

31960 - NO Corte

31980 - NO Corte32000 - NO Corte32020 - NO Corte32040 - NO Corte

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5. Análisis de resultados

Luego de analizar los perfiles transversales correspondientes al proyecto en estudio, los cuales fueron medidos y proyectados cada 20m de distancia, se midió la altura de cada uno de estos taludes y se estudió caso a caso según las consideraciones establecidas en el punto 4.

A continuación se detallarán algunos de los puntos en donde fue necesario estudiar en profundidad, si era o no necesario proyectar un elemento de contención.

Dm = 26880

Por perfil transversal se identifica corte, no se proyecta elemento de contención por concepto de “Zona despejada”

Desde Dm 26935 a 27105

En dicho tramo existe un Badén, lo que implica una reducción en la velocidad al momento de tomar la curva.

En el proyecto de señalización se ubicaron en la zona: delineadores direccionales que advierten la presencia de esta, siendo así, se decide no proyectar un elemento de contención, sino una señal de tránsito para disminuir la velocidad.

Dm = 26940

Por la relación de pendiente y atura de talud, se analizó este punto con el gráfico indicado en la Ilustración 2, la cual justifica elemento de contención poe relación de pendientes versus TMDA.

Dm=27400, 27440, 27940, 28660, 26680

No justifica barrera por altura de terraplén menor a 2m, pero debido a que los kilómetros que tanto lo anteceden como el siguiente poseen elemento de contención , por criterio de unión entre barreras, en este tramo se proyecta una.

Dm = 26860, 26880, 26900, 26920, 28900, 28920, 28940, 29060, 29300, 29320, 29340, 29420, 29440, 29640, 29660, 29680, 29700, 30060, 30080, 30280, 30300, 30320, 30780, 30800, 30820, 31840, 31860, 31880, 31900, 31920, 31940, 32040.

En los kilómetros especificados anteriormente no justifica elemento de contención por el criterio de corte.

No justifica elemento de contención.6. Conclusi

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7.

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memoria de cálculo camino los morros 3 nu

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