11.- INSTRUCTIVO DE DISEÑO

11.1. INTRODUCCIÓN

11.1.1. Generalidades

El problema de la seguridad vial es sin duda uno de los aspectos más difíciles de tratar en la evaluación de proyectos de transporte carretero. Esta dificultad es caracterizada por sistemas de evaluación de costos y beneficios imprecisos y sujetos a muchas estimaciones de tipo subjetivo, que normalmente no permiten reflejar la verdadera dimensión del problema.

Por su parte, los beneficios que se pueden obtener luego de la implementación de mejoramientos en la seguridad vial, son generalmente imperceptibles como efecto inmediato y muchas veces dependen de la aplicación de acciones complementarias en otras áreas. Con esto, resulta evidente que la única forma de evaluar positivamente una intervención en seguridad vial, estará reflejada en estadísticas más favorables de largo plazo, como pueden ser las tendencias a la disminución de las fatalidades o de la gravedad de los accidentes.

La implementación de medidas de seguridad vial abarca también campos de acción muy diferentes a los propios de esta materia. Las medidas adoptadas en legislación, educación, fiscalización, servicios de urgencia e infraestructura vial, por mencionar algunas, deben ser adecuadas y complementarias entre sí, para maximizar los resultados.

11.1.2. Alcance y Objetivos

En el presente documento se aborda, mediante formato de Instructivo, uno de los aspectos importantes de la seguridad vial, como es el tratamiento de elementos de contención, específicamente el diseño de barreras, terminales, amortiguadores de impacto y rampas de escape.

El objetivo de este Instructivo es, primero definir los requerimientos de los sistemas de contención que deben implementarse en el país, considerando para ello el conocimiento y análisis de la información y experiencia que contiene el informe “Desarrollo del Instructivo para Proyectos de Contención Vial” de la Unidad de Seguridad Vial de la Dirección de Vialidad y, segundo, proveer al proyectista un procedimiento de diseño que conduzca a la elección de dispositivos seguros y económicos.

Para la correcta aplicación de las pautas y procedimientos aquí indicados, es recomendable que el proyectista conozca y entienda el contexto y contenido de las materias incluidas en el informe mencionado, ya que muchos de los conceptos, definiciones y temas tratados en dicho informe conforman la base de los criterios de diseño definidos en el presente Instructivo.

La organización del documento comienza con la definición, según funcionalidad y rendimiento de contención, de las tipologías o sistemas que han sido considerados para su utilización en Chile y la definición de los requisitos que deberán cumplir, contemplando para ello una clasificación relacionada principalmente con las características de contención de estos elementos.

En segundo término, se entrega una guía para la selección de los dispositivos, para lo cual es necesario conocer la demanda por estos elementos, lo que implica definir diversos parámetros, como por ejemplo: condiciones del lugar, velocidad de diseño del sector, tipo o estándar de la vía, etc. En el caso de rampas de escape se entrega un procedimiento para su diseño.

Luego, se proveen criterios para determinar el emplazamiento o ubicación de los elementos en la vía, de acuerdo a las situaciones o condiciones del lugar. En este aspecto se entregan recomendaciones de instalación lateral, longitudinal, altura, disposición de elementos terminales, disposición de amortiguadores de impacto, etc.

Finalmente, se incluye una lista con algunos sistemas existentes ensayados en EE.UU. y Europa, que clasifican según los requisitos mínimos especificados para ser usados en Chile, además de sus respectivas láminas o planos de detalle. Junto con lo anterior, se ha incorporado una clasificación provisoria de los principales dispositivos que actualmente se comercializan en el país, la cual debe ser verificada o rectificada una vez que se disponga de resultados de ensayos de impacto real.

11.2. CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTENCIÓN

Los criterios establecidos en estas recomendaciones respecto a la selección de elementos de contención, se refieren fundamentalmente a la funcionalidad de éstos y a su nivel de contención.

11.2.1. Clasificación según su Función

Los sistemas de contención de vehículos se clasifican de acuerdo a su función en:

- Barreras de Seguridad: Comprenden las barreras longitudinales laterales y centrales y, las barreras o pretiles de puentes y viaductos.

- Terminales de Barrera: Involucran los elementos terminales de una barrera longitudinal, no catalogados como amortiguador de impacto.

- Amortiguadores de Impacto: Comprenden los sistemas amortiguadores de impacto frontales, con o sin capacidad de redireccionamiento.

- Rampas de Escape: Corresponden a los sistemas de detención de vehículos pesados, específicamente a lechos de frenado ubicados en los costados de las rutas.

11.2.1.1. Barreras de Seguridad

Dentro del ámbito de barreras de seguridad se definen los siguientes tipos:

- Definitivas y provisorias.

- Rígidas, semirígidas o flexibles.

- Simples (pueden ser impactadas solo por un lado) o dobles (pueden ser impactadas por ambos lados).

- Metálicas, de hormigón, mixtas u otras.

En la siguiente tabla se muestra un resumen de las principales tipologías de barreras, desagregadas de acuerdo a sus características de rigidez.

TABLA 11.2.1.1 Principales Tipologías de Barreras

11.2.1.2. Terminales de Barrera

Se definen los siguientes tipos de terminales de barrera:

- Abatidos y enterrados.

- Empotrados en taludes de corte.

- Atenuadores de impacto (extrusor u otro).

11.2.1.3. Amortiguadores de Impacto

Dentro de los amortiguadores de impacto se definen las siguientes tipologías:

- Móviles o fijos.

- Con o sin capacidad de redireccionamiento.

11.2.1.4. Rampas de Escape

Dentro de las Rampas de Escape se definen las siguientes familias:

- Lecho de Frenado

- Rampa gravitacional

11.2.2. Clasificación según su Rendimiento

El objetivo principal de un sistema de contención es contener y, en algunos casos, redireccionar vehículos fuera de control. Basados en esta premisa, se han clasificado los sistemas a utilizar en el país, de acuerdo a sus requisitos de contención según lo siguiente:

11.2.2.1. Barreras de Seguridad

Se definen para Chile cinco (5) niveles de clasificación de acuerdo al rendimiento de contención de las barreras de seguridad. Estos niveles reflejan de alguna manera las principales características del parque automotriz y condiciones de operación en los caminos del país y, se relacionan con los tres factores más relevantes que inciden en un ensaye para medir el rendimiento de una barrera: masa del vehículo, ángulo y velocidad de impacto.

En la tabla 11.2.2.1.a siguiente se entregan los requisitos mínimos de ensayo establecidos para los cinco niveles definidos.

TABLA 11.2.2.1.a Sistema de Clasificación de Barreras

(1) Cuando más de un parámetro (ángulo, masa o velocidad) esté por debajo del requerimiento, pero dentro de la tolerancia, se debe verificar la tolerancia compuesta a través de la Energía Asociada E. La “Energía Asociada” corresponde a la energía cinética del móvil asociada a los parámetros mínimos definidos y esta dada por la siguiente expresión:

E = ½ mv 2

Dónde: m = Masa del vehículo; v = Velocidad de la componente ortogonal al dispositivo.

Los requisitos mínimos de ensayo de los sistemas a utilizar deben ser verificados a través de ensayos de impacto real. Las normativas vigentes en EE.UU. y Europa para realizar estos ensayos son el Reporte 350 de la NCHRP y la Norma EN-1317, respectivamente.

En la siguiente tabla se muestran los niveles definidos en los dos procedimientos de ensayo mencionados, que cumplen con los distintos niveles definidos en la clasificación chilena:

TABLA 11.2.2.1.b Relación entre Sistema de Clasificación de Barreras y Niveles definidos en Normativa de E.E.U.U. y Europa

En el punto 11.5 de este capítulo se entrega un listado con los sistemas, que de acuerdo a los antecedentes disponibles, cumplen con los requisitos definidos en la clasificación chilena y, por lo tanto, pueden ser usados en los diseños a implantar en adelante.

Los dispositivos incluidos en la lista corresponden, fundamentalmente, a diseños de la AASHTO y del Catálogo de Sistemas de Contención español, ensayados en EE.UU y Europa, respectivamente.

La lista entregada está abierta a la incorporación de otros elementos, cuyo nivel de contención esté verificado por ensayos de impacto real debidamente certificados. La Dirección de Vialidad, con los antecedentes pertinentes, clasificará cada elemento de acuerdo a los requisitos mínimos exigidos en la Tabla 11.2.2.1.a del presente documento.

11.2.2.2. Terminales de Barrera

Para los terminales de barrera se han definido tres (3) niveles, según se resume en la siguiente tabla:

TABLA 11.2.2.2 Sistema de Clasificación de Terminales

Notas: - Los terminales clasificados TCH – 1 y TCH – 2 deben presentar una geometría de acuerdo a lo indicado en 11.4.6 y la fuerza de anclaje debe ser similar a la resistencia en tracción de la barrera asociada.

- Los terminales atenuadores de impacto clasificados TCH-3 deben estar certificados con cumplimiento del nivel TL3 del Reporte 350 de la NCHRP.

En el punto 11.5 de este capítulo se entrega un listado con los terminales que, de acuerdo a los antecedentes disponibles, cumplen con los requisitos definidos para TCH – 3.

11.2.2.3. Amortiguadores de Impacto

Se han definido cinco (5) niveles de clasificación para los amortiguadores de impacto. Estos niveles están asociados fundamentalmente a la capacidad o no de redireccionar un vehículo y a su capacidad de contención.

En la siguiente tabla se entregan los requisitos de clasificación de amortiguadores de impacto.

TABLA 11.2.2.3.a Sistema de Clasificación de Amortiguadores

Los requisitos mínimos de ensayo de los amortiguadores de impacto deben ser verificados a través de ensayos de impacto real. Las normativas vigentes en E.E.U.U. y Europa para realizar estos ensayos son el Reporte 350 de la NCHRP y la Norma EN-1317, respectivamente.

En la siguiente tabla se muestran los niveles definidos en los dos procedimientos de ensayo mencionados, que cumplen con los distintos niveles en la clasificación chilena.

TABLA 11.2.2.3.b Relación entre Sistema de Clasificación de Amortiguadores y Niveles definidos en la Normativa de E.E.U.U. y Europa

En el punto 11.5 de este capítulo se entrega un listado con los sistemas que, de acuerdo a los antecedentes disponibles, cumplen con los requisitos definidos en la clasificación chilena y, por lo tanto, pueden ser usados en los diseños a implantar en adelante.

La lista entregada está abierta a la incorporación de otros elementos, cuyo nivel de contención este verificado por ensayos de impacto real debidamente certificados. La Dirección de Vialidad, con los antecedentes pertinentes, clasificará cada elemento de acuerdo a los requisitos mínimos exigidos en la Tabla 11.2.2.3.a del presente documento.

11.3. SELECCIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTENCIÓN

11.3.1. Generalidades

En esta sección se presenta el proceso que debe seguir el proyectista para la selección y el diseño de todos los elementos de contención que son necesarios en una obra. El proceso se aplica en pasos secuenciales, considerando las zonas despejadas, las estructuras (puentes y viaductos), los terraplenes, las medianas, los objetos fijos, los peatones y ciclistas, los terminales de barreras y los amortiguadores de impacto. Se podrá aplicar el proceso tanto a un proyecto nuevo como a un proyecto de modernización de elementos de contención de una ruta existente.

El presente punto aborda además el diseño de rampas de escape, para lo cual se entregan los principales criterios que debe seguir el proyectista para definir cuando y dónde se debe implementar y, las características que debe tener este dispositivo en cada situación particular.

Antes de entrar a definir sistemas de contención para un proyecto, se recomienda que el proyectista estudie todos los antecedentes expuestos en el documento “Desarrollo del Instructivo para Proyectos de Contención Vial” de la Unidad de Seguridad Vial de la Dirección de Vialidad, ya que sólo así podrá conocer en detalle los antecedentes, criterios y definiciones que dieron como resultado el presente Instructivo.

El objetivo del proceso es identificar y seleccionar un sistema integral de elementos de contención, que en su conjunto, provean un nivel de seguridad adecuado para los usuarios de la vía. En muchos casos, el proyectista se verá obligado a considerar el efecto de estas barreras en el costo total de la obra y, posiblemente, tendrá que jerarquizar, eliminando algunos elementos y postergando la instalación de otros. Para tomar bien estas decisiones, de vida o muerte, es imprescindible contar primero con un diseño total de los sistemas de contención de la vía, para luego conocer el efecto que puede tener en la seguridad el no incluir algún elemento en particular.

En la siguiente tabla, incluida en la “Road Design Guide” de la AASHTO, se entregan algunas recomendaciones respecto a la instalación de barreras de contención en las situaciones de mayor ocurrencia que se observan en las carreteras.

TABLA 11.3.1 Recomendación de Instalación de Barreras para Zonas No Traspasables y Obstáculos Laterales1,2

Notas:

- Se recomienda la instalación de barreras para proteger al usuario de la vía de un elemento no traspasable o de un obstáculo a la orilla del camino, sólo cuando está dentro de la “zona despejada” y no se puede quitar o reubicar; además, se debe determinar que la barrera proporcione una mejora de la seguridad bajo las condiciones antes mencionadas.

- En situaciones límites, con respecto a la decisión de colocación o no de una barrera, normalmente se decidirá considerando la accidentalidad del lugar.

11.3.2. Pautas y Criterios de Selección

Una vez que se establece la necesidad de colocar una barrera lateral hay que seleccionar la más apropiada. Este proceso de selección es complicado y no existe en el mundo un criterio objetivo aplicable, no obstante, hay algunas pautas generales que pueden ayudar en el proceso de selección.

Normalmente, el sistema más adecuado será uno que cumpla con los requerimientos básicos y, además, tenga a lo largo de la vida útil de la barrera una relación costo/beneficio menor. La evaluación de costos y beneficios no se encuentra establecida de manera objetiva, sin embargo, la evaluación de los riesgos asociados, las condiciones de operación, la geometría y cualquier otro aspecto relevante permitirán establecer criterios de jerarquización adecuados para una evaluación técnica del especialista.

Al hacer la selección es importante considerar las condiciones presentes como las condiciones futuras. Normalmente, al mejorar una vía se genera un aumento de la demanda y una posible modificación en la composición del tránsito, lo cual puede ser importante en la selección de los sistemas.

En la siguiente tabla se resumen criterios generales que se deben tener en cuenta para la selección de una barrera.

TABLA 11.3.2. Criterios Generales para la Selección de Barreras

FUENTE: RDG de la AASHTO

El proceso que se ha adoptado en el país para los diseños de elementos de contención y que se describe a continuación, requiere una aplicación integral, considerando de manera progresiva los diferentes factores que influyen en la necesidad de usar un dispositivo de contención. Todos los elementos son importantes, por lo que el haber incluido en este procedimiento un factor al inicio o al final del proceso, no implica que ese factor es más o menos importante.

El procedimiento de selección da cierta libertad al proyectista de preferir una solución en favor de otra. Por ejemplo, en algunos casos la selección de un sistema de menor costo inicial será la más rentable, pudiendo en otros casos ser lo contrario, si los costos de mantención son muy bajos.

11.3.3. Demanda de Seguridad

No es lo mismo un accidente donde un vehículo se sale del camino y termina en un predio dedicado a la producción agrícola que si ese mismo vehículo termina en un jardín infantil o en las vías de un ferrocarril.

Cada elemento de un camino, un puente, un terraplén o un pavimento, etc., puede requerir un mayor o menor nivel de intervención en cuanto a barreras de contención, dependiendo de su ubicación con respecto a elementos colindantes, por lo que es recomendable considerar esta demanda de seguridad, generada por el factor del entorno y su relación con la vía.

Elementos como lagos, cursos de agua, yacimientos arqueológicos, zonas escolares, parques de recreo, etc. pueden, por su naturaleza, justificar la instalación de una barrera de contención, aún cuando no exista un obstáculo o una zona peligrosa en el contexto clásico. Para este tipo de demanda de seguridad no existe un patrón fijo, más bien, el proyectista debería consultar con la comunidad local y con representantes de otras entidades gubernamentales para definir el nivel de riesgo que representa la posible penetración de un vehículo en esas zonas.

Todo accidente tiene el potencial de ser sumamente grave, dependiendo de las circunstancias, sin embargo, para los efectos de este procedimiento, conviene definir algunos factores específicos que aumentan las consecuencias de tener un accidente “normal”.

La demanda de seguridad es una valorización empírica del riesgo adicional cuando un accidente de riesgo “normal” se hace más grave al involucrarse con ciertos elementos colindantes a la vía. Esta demanda puede ser: alta, media o normal, en otras palabras, un accidente “normal” que ocurre en una zona de demanda alta, tiene la posibilidad de convertirse en un accidente de consecuencias graves.

En la tabla 11.3.3 se definen los factores que de existir en un lugar, aumentarían la peligrosidad de éste y justificarían la implementación de una barrera de mayor nivel de contención, lo cual permitiría mejorar las expectativas de contención ante diferentes condiciones de impacto, aumentando además, la cobertura de contención a vehículos de mayor masa. El proyectista debe considerar esta tabla durante el procedimiento para la selección y diseño de sistemas de contención.

TABLA 11.3.3 Factores de Riesgo Adicional

1) Se debe cumplir L · i^2 > 12 Donde L = longitud del tramo en pendiente (Km)

i= Pendiente (%) > 4%

2) Curvas horizontales de radios inferiores al radio correspondiente a la velocidad de diseño incrementada en 10 Km/h.

La velocidad de diseño indicada en la tabla anterior y en el resto del presente documento, corresponde a la velocidad asociada a la geometría y/o el entorno del tramo de ruta que se está analizando. En general, en tramos rurales la velocidad dependerá de la geometría del trazado, en cambio, en tramos urbanos dependerá del entorno. Si la señalización reglamentaria que regula las velocidades de una ruta está correctamente diseñada, entonces, ésta estará en correspondencia con la velocidad de diseño a aplicar en el presente Instructivo.

11.3.4. Procedimiento de Selección

El proceso de selección de los elementos de contención se ha definido en función de la demanda de seguridad, la cual está directamente relacionada con el objeto o situación de que se quiere proteger al usuario, condicionado además por el riesgo adicional (Tabla 11.3.3). Otros factores tenidos en consideración en el proceso son las características de operación de la vía, ilustradas a través de la velocidad de diseño y el volumen de tránsito en el año cero (0) o año de puesta en servicio del sistema.

Dentro del proceso normal de selección no se ha considerado la variable “composición del tránsito”, ya que la mayoría de los elementos o dispositivos de contención disponibles han sido desarrollados con el objetivo de contener automóviles, camionetas y vehículos comerciales livianos, objetivo que se ha mantenido en la concepción del presente Instructivo.

En casos especiales, relacionados con rutas en que existan magnitudes importantes de la componente vehículos pesados o la carga que circula es del tipo peligrosa, es posible que sea necesario adoptar directamente la instalación de elementos de alta contención, como los clasificados en los niveles BCH4 o BCH5, sin aplicar la secuencia de diseño definida en este Instructivo. Estos casos deben ser analizados cuidadosamente por el proyectista, recomendándose que lo haga al menos en las siguientes situaciones:

• Alta accidentabilidad de vehículos pesados
• Componente de vehículos pesados mayor al 50% del TMDA combinado con situaciones catalogadas como de riesgo alto o medio.
• Circulación importante de cargas peligrosas en caminos de trazado complicado y/o emplazados junto a cursos de agua. Dentro de las cargas se incluyen explosivos, materiales corrosivos, inflamables y, en general, todo elemento que pueda dañar el medio ambiente.
  

El procedimiento que a continuación se entrega, enfocado fundamentalmente a la protección de automóviles, camionetas y vehículos comerciales livianos, abarca la selección de barreras de seguridad, terminales de barrera y amortiguadores de impacto. Para la selección de estos elementos, se proporcionan tablas de doble entrada, donde se accede, en general, a través de cuatro rangos de velocidades de diseño y tres o dos niveles de volúmenes de tránsito (TMDA), definidos como representativos de la situación de la red vial del país y dependientes de si se trata de rutas convencionales bidireccionales o rutas convencionales de doble calzada y autopistas.

Los volúmenes de tránsito adoptados se muestran en la siguiente tabla:

TABLA 11.3.4 Sectorización según TMDA

(1) En caminos sin pavimento o en aquellos pavimentados cuyo TMDA sea inferior a 500 se deben proyectar elementos de contención al menos en los lugares clasificados como de riesgo adicional, según lo indicado en 11.3.2 y, además, en las situaciones especiales que el proyectista califique como prioritarias.

11.3.4.1. Consideración de la Zona Despejada

El primer concepto que debe manejar el proyectista es el de la definición de la zona despejada de una ruta. En la siguiente tabla se entrega el criterio para su determinación en función del volumen de tránsito (TMDA) de la vía, la velocidad de diseño del tramo y las condiciones topográficas de la zona lateral.

Las características geométricas de la zona lateral consideran tres alternativas:

- Situación de Terraplén:

Talud traspasable y recuperable, 4 : 1 (H : V) o mejor (más extendido).

- Situación de corte:

Talud traspasable y recuperable, 3 : 1 (H : V)

Talud traspasable y recuperable, 4 : 1 (H : V) o mejor (más extendido).

TABLA 11.3.4.1.a Criterio de Definición de Zona Despejada

(1) Valores mínimos deben ser usados sólo si se trata de vías existentes, donde no se contempla una rehabilitación mayor de su infraestructura.

El ancho de esta zona se debe ajustar por un factor que incorpora el efecto del radio de curvatura y velocidad de diseño del tramo, factor que se deduce a partir de la tabla siguiente:

TABLA 11.3.4.1.b Factor por Efecto de Radio de Curvatura y Velocidad de Diseño

Con esta información se pueden definir los límites de la zona despejada a lo largo de la ruta. Esto quiere decir que elementos o situaciones de peligro ubicadas fuera de los límites definidos, no constituyen una condicionante para la instalación de elementos de contención, salvo que exista otra u otras características especiales en la vía o su entorno, que requieran que el proyectista reevalúe estos límites (p.e. pavimento resbaladizo, zona de fuertes vientos, etc.)

A partir de la determinación de la zona despejada, el proyectista debe identificar cualquier objeto fijo o situación peligrosa existente en ésta, para luego aplicar el siguiente procedimiento:

1. El primer paso es intentar eliminar el objeto fijo o situación peligrosa. Por ejemplo, postes de electricidad se pueden eliminar efectuando un cableado subterráneo y, una cámara de sifón con muros elevados podría ser eliminada rebajando esos muros a nivel de terreno natural e implementando una rejilla de protección vehicular y peatonal.

2. La segunda opción es desplazar más allá de la línea de la zona despejada la situación riesgosa, de manera de minimizar el peligro que representan para el usuario de la vía. Por ejemplo, los postes de electricidad o el cabezal del sifón podrían ser localizados fuera de la zona despejada.

3. La tercera opción es modificar el elemento, minimizando así su peligrosidad. Por ejemplo, un poste de alumbrado podrá modificarse agregando una base quebradiza.

4. De no poder materializar cualquiera de estas opciones, el proyectista tendrá que seleccionar una barrera o un amortiguador de impacto para escudar al usuario del peligro.

5. Si por alguna razón no se puede lograr ninguna de las acciones anteriores, o si se puede documentar que el peligro de chocar contra una barrera es igual o peor que chocar con el objeto fijo, se debe delinear claramente el objeto.

11.3.4.2. Selección de Barreras de Seguridad

- Barreras o Pretiles en Puentes, Viaductos y Estructuras en general

El siguiente paso del proceso es la selección de barreras para las estructuras, incluyendo los puentes, alcantarillas-puentes, muros de contención de suelos, túneles y otros. Se debe primero definir el tipo de vía o tránsito asociado y luego la velocidad de diseño en el tramo donde se emplaza la estructura. Basado en estos parámetros, se identifica el bloque correspondiente de la Tabla 11.3.4.2.a, donde se entrega la clasificación de la barrera para las condiciones de seguridad normal.

Para definir la demanda de seguridad adicional que existe en el lugar donde se ubica cada estructura, se consideran las posibles condiciones listadas en la Tabla 11.3.3. De tener una demanda de seguridad alta, hay que aumentar el nivel de contención y esto se hace desplazándose en la Tabla 11.3.4.2.a hacia abajo un total de dos bloques. Con una demanda de seguridad media, el desplazamiento es solamente un bloque hacia abajo, y para una demanda de seguridad normal, se usa el bloque identificado según el párrafo anterior.

TABLA 11.3.4.2.a Barreras en Puentes, Viaductos y Estructuras

Una vez definida la clasificación requerida, se selecciona una barrera de las que están listadas en el punto 11.5, para ese nivel de contención. Se debe tener especial cuidado en la selección, ya que es necesario considerar dentro de la gama de sistemas listados, aquél que proporcione una deflexión típica menor o igual al espacio disponible tras la barrera. En el caso de puentes, viaductos y estructuras en general, este espacio normalmente es inexistente, por lo que la deflexión en estos casos debiera ser nula o muy cercada a esto.

Luego de definidas las barreras de todas las estructuras de un proyecto, conviene intentar de seleccionar para toda la obra una o a lo más dos tipos de sistemas. De esta manera, el proyectista podrá minimizar los costos totales por la estandarización del diseño.

- Barreras en Terraplenes

En este punto se entrega el proceso para determinar la necesidad y la selección de barreras en terraplenes. El primer paso es verificar si los taludes son traspasables y recuperables ( 4: 1 o menores) e identificar su altura.

De contar con taludes de terraplén de altura mayor o igual a 3 m y de inclinaciones no traspasables y recuperables, incluyendo taludes de la mediana, se debe identificar la velocidad de diseño y el nivel de tránsito medio diario anual del tramo o sector en análisis. Conociendo estos datos, se debe identificar el nivel de contención necesario para cada caso, considerando la Tabla 11.3.4.2.b.

Igual que en el caso de las estructuras, este es el nivel de contención para una demanda de seguridad normal. De tener una demanda de seguridad adicional alta, el proyectista debe de seleccionar el nivel listado dos filas hacia abajo y en el caso de una demanda de seguridad media, solo una fila hacia abajo.

TABLA 11.3.4.2.b Barreras en Terraplenes

Nota: - Terraplenes menores a 3 m de altura, no requieren barreras, excepto por razones operativas.

- Ver tabla 11.3.4.1.a para identificar zona despejada.

Conociendo el nivel de contención se debe proceder a seleccionar una barrera de las listadas en el punto 11.5 para barreras laterales y barreras centrales. En cada caso se debe considerar el espacio disponible para la deflexión.

De igual manera que en la selección final de barreras para estructuras, se debería propiciar el uso de uno o máximo dos tipos de barreras en el total de una obra.

- Barreras en Medianas

De contar con una doble calzada con mediana, el proyectista debe primero identificar el ancho de la mediana y el TMDA. De esta manera, utilizando la Tabla 11.3.4.2.c, se podrá definir si se requiere una barrera por consideraciones de seguridad.

De necesitar una barrera, se ingresa en la Tabla 11.3.4.2.d con la velocidad de diseño del tramo y el TMDA de la ruta. Allí se establece la barrera para una demanda de seguridad normal. De tener una demanda adicional alta, se debe desplazar dos filas hacia abajo para determinar el sistema mínimo , y en el caso de una demanda media el desplazamiento debe ser sólo de una fila.

TABLA 11.3.4.2.c Necesidad de Barreras en Medianas

TABLA 11.3.4.2.d Barreras en Medianas

Nota: - Medianas mayores a 9 m no requieren barreras, excepto por razones operativas.

- Ver tabla 11.3.4.2.c para detalle de requerimiento de instalación en la mediana.

En los casos de medianas anchas, donde no existe la necesidad de colocar una barrera central por razones de seguridad, puede haber necesidades operacionales que ameriten la implementación de una barrera mínima, como por ejemplo para controlar y evitar cruces ilegales o virajes en “U”.

Medianas de ancho menor a 2 m, normalmente requerirán de un análisis especial, que incorpore estudiar la colocación de barreras de alta contención (clasificadas BCH4 O BCH5), con anchos de trabajo reducidos o nulos.

- Barreras junto a Obstáculos Laterales

Los objetos fijos peligrosos que se encuentran dentro de los límites definidos como zona despejada y que no puedan ser eliminados o trasladados, debieran contar con un elemento de contención para la protección del usuario.

En la siguiente tabla se indica el proceso de selección de una barrera de seguridad que cumpla con el objetivo mencionado. En ésta se define la barrera recomendada para dos rangos de ubicación lateral del objeto, habida consideración del volumen de tránsito de la vía y la velocidad de diseño del tramo correspondiente.

TABLA 11.3.4.2.e Barreras junto a Obstáculos Laterales

Nota: La delimitación de una zona despejada se debe establecer de acuerdo a lo indicado en 11.3.4.1.

Al igual que para el caso de selección de barreras en puentes, terraplenes y medianas, se debe verificar si es necesario considerar una demanda de seguridad adicional. De ser así, se debe efectuar el mismo procedimiento indicado para dichos casos.

- Barreras para Protección de Peatones y Ciclistas

El proyectista debe hacer un análisis de posibles movimientos peatonales o ciclistas en una ruta. Para atender las necesidades de estos usuarios pueden existir cuatro opciones:

1. En casos de bajo tránsito vehicular y bajas velocidades, los peatones y ciclistas generalmente compartirán la vía con los vehículos motorizados. De contar con un número importante de peatones y/o ciclistas, conviene incluir una señalización informando de la presencia de estos usuarios en la vía.

2. En casos en que existan bermas de buen estándar, los ciclistas y/o peatones las utilizarán para sus viajes. El proyectista debe consultar también la señalización correspondiente.

3. En algunas situaciones el proyectista verá la necesidad de separar los flujos de tránsito vehicular con el peatonal/ciclista, para lo cual se recomienda utilizar el criterio indicado en la Tabla 11.3.4.2.f. En la mayoría de estas situaciones bastará instalar una solera de 10 a 15 cm de altura, pintada de amarillo.

4. En casos de alto volumen automotor y altas velocidades conviene establecer vías independientes, las cuales deberían ser señalizadas debidamente, incluyendo la prohibición de la entrada de bicicletas y/o peatones en la vía principal.

TABLA 11.3.4.2.f Recomendaciones para Ciclovías y Aceras Peatonales

Nota: - El uso compartido de la calzada supone la existencia de bermas.

- La separación Tipo 1 corresponde a una solera y señalización.

- La separación Tipo 2 corresponde a una vía segregada y señalización.

- La separación Tipo 3 corresponde a una vía segregada, señalización y barrera en caso de que la ciclovía se emplace dentro de los límites de la zona espejada.

Si se determina la necesidad de instalar una barrera de contención, ya sea por factores de protección a los usuarios o por razones operativas, se debe seguir el mismo procedimiento indicado para barreras junto a obstáculos laterales.

11.3.4.3. Selección de Terminales de Barrera

Una vez seleccionadas las barreras longitudinales a colocar en un proyecto es necesario definir los terminales que deben llevar.

En primer lugar se debe determinar el emplazamiento de estas barreras de acuerdo a las recomendaciones y criterios que se entregan en el punto 11.4 de este capítulo, incluyendo el análisis de conexiones entre tramos de barrera ubicados a corta distancia.

Resuelto el tratamiento de la ubicación de las barreras se debe definir que terminal es recomendable, lo cual dependerá del tipo de vía, asociado al volumen de tránsito, la velocidad en el tramo donde se emplaza la barrera, las condiciones del lugar y por supuesto el tipo de barrera.

En la Tabla 11.3.4.3 se señalan los criterios básicos que debe tener en cuenta el proyectista para la implantación de terminales de barrera. La primera prioridad será siempre intentar terminar la barrera empotrada adecuadamente en un talud de corte (terminal clasificado TCH-2).

TABLA 11.3.4.3 Recomendaciones para Selección de Terminales de Barrera

Nota: - El terminal TCH2 indicado en la primera fila de cada rango de velocidades corresponde a la primera prioridad de instalación que debe considerar el proyectista.

- El nivel TCH 3 se considerará sólo en los terminales que enfrentan el sentido de tránsito, en el sentido contrario se deberá considerar TCH 2 o TCH 1.

11.3.4.4. Selección de Amortiguadores de Impacto

Dentro de una carretera existen algunos puntos duros que no es posible tratar en base a barreras de seguridad, ya sea por las características de su emplazamiento (por ejemplo en bifurcaciones o salidas a otras vías), restricciones de espacio, etc.

En estos casos muchas veces es conveniente instalar un amortiguador de impacto, para lo cual se entrega en la siguiente tabla los criterios de selección, en función del volumen de tránsito de la vía, velocidad de diseño y disponibilidad de espacio.

No obstante lo anterior, se recomienda que la instalación de amortiguadores de impacto se realice sólo en casos muy específicos, que representen una gran probabilidad de impacto, ya sea porque la ubicación del obstáculo es muy próxima a la calzada o por que éste se encuentra en un lugar propenso a una conducción errática por parte del usuario.

TABLA 11.3.4.4 Recomendaciones para Selección de Amortiguadores de Impacto

11.3.5. Criterios de Diseño de Rampas de Escape

Existen algunos fundamentos básicos en el diseño de las rampas de escape, en general relacionados con las características físicas de ellas, pero también existe otro fundamental y es el relacionado con la seguridad.

Las condiciones mínimas que se deben cumplir en el diseño de una rampa de escape son: contar con un acceso amplio, tener una buena visibilidad de toda la rampa la mayor cantidad de tiempo posible (si el conductor percibe discontinuidades, aunque éstas no existan, no entrará en ella), tener una longitud suficiente, colocar los materiales adecuados y contar con una pista auxiliar para remover vehículos y permitir su mantenimiento. Otro elemento que favorece la seguridad de las rampas de escape es la iluminación nocturna.

En este punto se entregan algunos criterios de diseño, específicamente de lechos de frenado, que corresponden a las configuraciones recomendadas en los países desarrollados para lograr la detención de vehículos de gran masa que circulen fuera de control.

Los criterios que se exponen a continuación están basados principalmente en la experiencia que existe al respecto en E.E.U.U., gran parte de la cual se vierte en la publicación de la AASHTO “A Policy on Geometric Design of Highways and Streets” (1994).

11.3.5.1. Justificación

En general, se justificará la colocación de una rampa de escape en las siguientes situaciones:

- Lugares con estadística de accidentes causados por vehículos pesados fuera de control, debido a averías en el sistema de frenos.

- Zonas con importante tránsito de camiones y con pendiente sostenida superior a 5% y que además se cumpla.

L · i^2 > 60

Dónde : L = Longitud en pendiente (Km.)

i= Pendiente (%)

Si después de la pendiente sostenida y antes de llegar a una curva restrictiva continúa un tramo de pendiente nula o en contrapendiente, de longitud suficiente para detener el vehículo fuera de control, se podrá analizar no implementar la rampa de escape.

11.3.5.2. Ubicación

La ubicación de una rampa de escape involucra una serie de consideraciones, dentro de las cuales se deben tener presente:

- La rampa debería ser ubicada en un punto de la pendiente que permita interceptar la mayor cantidad de camiones fuera de control y, por supuesto, antes del lugar donde se hayan registrado accidentes asociados.

- Las rampas deberían ser construidas antes de las curvas que no pueden ser enfrentadas en forma segura por un vehículo fuera de control. No es aconsejable disponer rampas en tramos con fuerte curvatura horizontal, ya que seguramente el vehículo saldrá fuera de la ruta antes de llegar a ésta.

- Las rampas deben ser visibles desde una larga distancia de manera que el conductor pueda preparar la maniobra de acceso con antelación. No es aconsejable disponer rampas luego de una curva vertical convexa.

- Las rampas deben ubicarse preferentemente en el costado derecho de la vía y lo más tangente posible a ésta. Sólo en condiciones extremas o cuando la vía sea unidireccional, se podrá emplazar una rampa en el costado izquierdo, cuidando en todo caso que el lugar tenga una adecuada visibilidad, tanto para el conductor del vehículo siniestrado como para los conductores de los vehículos que circulen en sentido contrario (vías bidireccionales).

- Las rampas deben tener una adecuada preseñalización y deben ser perfectamente distinguibles, especialmente de noche, de manera de evitar que un conductor las pueda confundir con la vía principal. Se aconseja disponer iluminación nocturna en los casos de geometría complicada.

11.3.5.3. Acceso y Ancho

El acceso a las rampas debe ser perfectamente distinguible y despejado. Se recomienda demarcar el sector de berma y el cuello (si fuera pavimentado) frente al acceso, con un reticulado de bloques blancos y rojos, de 1 x 1 m cada uno. El ángulo del acceso respecto a la vía principal no debiera superar los 5º.

El ancho de la rampa dependerá de si se quiere permitir su utilización para uno o dos vehículos. En general, el ancho en el primero de los casos será entre 4 y 5 m y, el doble, si se quiere habilitar para otro vehículo.

Cuando la rampa tenga un ancho de 5 m o menos y esté ubicada junto a un terraplén alto o una ladera, que involucre un peligro de caída del vehículo fuera de control, se recomienda la instalación de una barrera en el costado de riesgo, de clasificación BCH-5.

11.3.5.4. Longitud

La longitud se determinará utilizando la siguiente ecuación desarrollada por la AASHTO:

Donde:

L = Distancia de detención (m).

V = Velocidad de entrada (Km/h).

G = Pendiente de la rampa, dividida por 100

R = Resistencia al rodado del material de la rampa, expresado como un equivalente de la pendiente, dividido por 100.

La longitud total “LT” del lecho de frenado debiera ser, por razones de seguridad:

LT = L x 1,2 (m)

La resistencia al rodado “R” se entrega en la siguiente tabla, para los distintos tipos de materiales con que puede confeccionarse:

TABLA 11.3.5.4 Resistencia al Rodado

Entonces, por ejemplo, si se asume que las condiciones topográficas en un sector seleccionado para diseñar una rampa de escape, imponen una gradiente de un 8%, lo que implica un valor G = + 0.08, si el lecho de frenado se construirá con una grava suelta, de acuerdo al cuadro anterior con un valor de R = 0,10, y la velocidad de entrada del vehículo es de 100 Km/h, la rampa de escape deberá tener una longitud de 260 m.

Cuando la pendiente varía dentro del lecho de frenado, la velocidad final al término de la primera pendiente puede ser calculada y utilizada como la velocidad inicial en la segunda pendiente y así sucesivamente.

Utilizando la misma fórmula se tiene:

La velocidad del vehículo es determinada en cada cambio de pendiente de la rampa.

11.3.5.5. Profundidad

En general, las rampas deben ser construidas con profundidades variables para evitar desaceleraciones excesivas. Es recomendable comenzar con una profundidad de 75 a 100 mm en la entrada, hasta llegar paulatinamente a la profundidad total, considerando una pendiente relativa del fondo entre 1 y 2%.

La profundidad total debiera ser mínimo 0,6 m, pudiendo llegar a 1,0 m o más en lechos diseñados con grava de río.

11.3.5.6. Tipos de Materiales

Los materiales a ser utilizados en la superficie de las rampas deben estar limpios, no deben ser fáciles de compactar y deben tener un alto coeficiente de resistencia al rodado.

Cuando se utilicen áridos, éstos deben estar compuestos de elementos redondeados, predominantemente de un mismo tamaño y lo más limpios posible de partículas y contaminación. El uso de un tipo de material grande y de tamaño regular minimizará los problemas derivados de la retención de humedad y congelamiento, así como también minimizará el mantenimiento requerido.

El material que se recomienda es la gravilla de tamaño uniforme, suave, redondeada y no compactada, cuyo tamaño ideal debe estar comprendido dentro del rango ¼” a 1 ½” y con un promedio de las mismas entre ½ y ¾”. No obstante lo anterior, también puede utilizarse grava suelta o arena.

Para asegurar la durabilidad y resistencia al desgaste del material tipo grava o gravilla en las rampas, debe realizarse la determinación del desgaste mediante la máquina de Los Ángeles, considerándose como máximo un valor de 30% según LNV 75.

11.3.5.7. Drenaje

El drenaje es un factor fundamental en la vida útil de las rampas de escape, por dos razones. La primera es que el congelamiento anula la eficacia del lecho en climas fríos, y segundo, el drenaje inadecuado puede llevar a la acumulación de partículas que llenen los huecos, compacte los áridos y finalmente reduzca el rendimiento de las rampas.

Una de las medidas para contrarrestar lo anterior consiste en diseñar el fondo de la rampa con pendiente, de manera de instalar un dren longitudinal que intercepte y drene las aguas que entren al lecho. En zonas de alta pluviometría se recomienda además incorporar un sistema interceptor consistente en drenes transversales.

Para evitar la colmatación de los drenes y la contaminación del material de la rampa se debe impedir la infiltración de material fino desde el suelo natural, para lo cual se recomienda utilizar geotextiles o pavimento.

Cuando exista una probabilidad de contaminación por petróleo u otro tipo de material, es conveniente pavimentar la base de la rampa y colocar estanques de almacenamiento para retener los contaminantes que eventualmente puedan caer de los vehículos en emergencia.

11.3.5.8. Rescate de Vehículos

El diseño adecuado de una rampa de escape no sólo debe estar orientado a que los vehículos fuera de control sean salvados de un alto riesgo de accidente, sino que además debe contemplar disposiciones para facilitar la remoción de los vehículos por medio de grúas u otros equipos de servicio. Para ello es indispensable diseñar pistas auxiliares de servicio y pilares de seguridad, de manera tal que en conjunto formen un diseño integral de las rampas de escape.

Ahora bien, estos elementos adicionales deben estar diseñados de tal forma que el conductor que viene en un vehículo fuera de control no la confunda con la rampa. Esta distinción tiene especial relevancia sobretodo en una conducción nocturna.

Para ello debería disponerse de un camino auxiliar con un ancho mínimo de 3,0 m, adyacente al lecho de frenado y al mismo costado donde se ubica la carretera. Este camino auxiliar debe permitir el acceso a camiones de remolque que acudan a retirar los vehículos atrapados y provea una superficie dura, alejada de la ruta principal, hacia la cual se puedan arrastrar los vehículos atrapados. Es recomendable que este camino sea pavimentado, especialmente en zonas de lluvias, pero también podría ser de material granular.

Los pilares de seguridad deberían estar ubicados a distancias regulares de entre 50 y 100 m entre si y emplazados en el camino auxiliar, alejados del lecho de frenado. Se debería instalar, además, uno de estos pilares en el inicio del material del lecho de frenado, lo que facilitará el rescate de los vehículos que sólo hayan entrado una corta distancia en la rampa.

En los lugares que sea posible, es conveniente que el camino auxiliar retorne al camino principal. Esto permitirá tanto a la grúa como al vehículo rescatado un reingreso más fácil a la ruta.

11.3.5.9. Rampas Tipo

En las siguientes láminas se muestran esquemas con las principales disposiciones de rampas de escape, una planta tipo de lecho de frenado y su sección longitudinal y transversal.

11.4. DISPOSICIÓN DE LOS SISTEMAS DE CONTENCIÓN

11.4.1. Generalidades

La disposición o emplazamiento de un elemento de contención tiene tanta importancia como la selección de éste. No se obtendrá un funcionamiento correcto si una barrera se dispone en un lugar inadecuado o su longitud es insuficiente para cubrir completamente la situación de riesgo.

Por otra parte, si la altura de emplazamiento de una barrera no es la indicada por el fabricante, ésta no tendrá el rendimiento esperado y seguramente será sobrepasada por el vehículo impactante o bien, éste se meterá por debajo del dispositivo.

En los puntos que siguen, se entregan recomendaciones para la disposición de los sistemas de contención, considerando criterios de emplazamiento longitudinal, transversal, en altura, conexiones entre sistemas, disposición de terminales, disposición de amortiguadores de impacto y el tratamiento de otros aspectos particulares de común ocurrencia en las vías del país.

11.4.2. Emplazamiento Longitudinal de Barreras

En la generalidad de los casos las barreras se dispondrán paralelas a la vía, salvo que por algún motivo de configuración geométrica de ésta, sea conveniente emplazarla en una posición distinta, lo cual debe ser convenientemente evaluado por el proyectista.

A continuación, se proveen los criterios de emplazamiento longitudinal en terraplenes y en aproximaciones a obstáculos laterales como: cepas de puentes, estribos, postes, etc.

11.4.2.1. Terraplenes

Cuando una barrera se instale para proteger de un terraplén, debe verificarse que cubra completamente la situación de riesgo, sin considerar la longitud adicional que provee el terminal (en general 12 m).

En el caso de que los extremos de la barrera quedaran a corta distancia de un talud de corte es recomendable extenderla hasta ese punto, de manera de implementar un terminal empotrado, que es el que resulta más conveniente desde el punto de vista seguridad y costo.

11.4.2.2. Aproximación a Obstáculos Laterales

Disponer una barrera con una adecuada aproximación a un obstáculo lateral es de suma importancia, ya que con ello se persiguen dos cosas: asegurar la suficiencia estructural esperada para el sistema y tratar de evitar que un vehículo fuera de control, que se salga de la vía antes del inicio de la barrera, colisione con el obstáculo.

Los siguientes esquemas y la tabla Nº 11.4.2.2, muestran la situación típica en estos casos y las longitudes recomendadas, en función de la velocidad de diseño del tramo, si es vía bidireccional o unidireccional y, también en función de la distancia entre la calzada y el punto más alejado del obstáculo.

TABLA 11.4.2.2 Longitud de Aproximación de Barreras

Notas:

- Este cuadro se debe aplicar hasta el rango que corresponda a la zona despejada asociada de la vía (Ver 11.3.4.2).

- Para determinar las barreras de aproximación en puentes y viaductos se debe aplicar también el criterio anterior.

- En el caso de barreras rígidas, L2 es nulo en calzadas unidireccionales.

- Cuando la superficie tras la barrera no tiene características traspasables, la distancia de aproximación al obstáculo debe ser la indicada para el rango 0-3.

Cuando un obstáculo lateral se ubique en una zona donde exista o se proyecte, por otro motivo, una barrera continua, se debe verificar que ésta tenga las propiedades para proteger del obstáculo, es decir, el nivel de contención y el ancho de trabajo sean los adecuados, de acuerdo a lo dispuesto en este Instructivo. De no ser así, se debe proyectar una barrera adecuada a los requerimientos, considerando las mismas longitudes de aproximación indicadas en la tabla 11.4.2.2 y, contemplando las transiciones y conexiones correspondientes con la barrera continua.

11.4.3. Emplazamiento Lateral de Barreras

El emplazamiento lateral de una barrera debe ser cuidadosamente estudiado, ya que puede incidir notablemente en el comportamiento esperado de ésta.

La ubicación lateral puede afectar, entre otras cosas, el ángulo de impacto, el comportamiento de la amortiguación del vehículo durante la colisión (cuando debe traspasar una superficie irregular), el guiado óptico a través de la “distancia de preocupación” cuando existe estrangulamiento de la plataforma del camino y, lo más importante, el espacio disponible para la deflexión de la barrera.

A continuación se proveen los principales criterios para disponer lateralmente las barreras, principalmente se aborda el tratamiento en terraplenes, obstáculos fijos, medianas y puentes.

11.4.3.1. Efectos del Terreno

El buen comportamiento de un dispositivo de contención se producirá si, al ser éste impactado, el sistema de suspensión del vehículo causante del choque no experimenta variaciones significativas, es decir, no se comprime ni eleva y sus neumáticos no se despegan del suelo, esto sin importar el tipo de barrera usada o el modelo o tamaño del móvil. Las condiciones del terreno, entre la calzada y la barrera, puede tener efectos significativos en el comportamiento del vehículo inmediatamente antes del impacto y esto afectará el rendimiento de la barrera.

Las cunetas, soleras y las pendientes al borde de la calzada son situaciones particulares, que necesitan un cuidado especial, debido a que pueden ser determinantes en el comportamiento de un sistema de barreras de contención. Un vehículo que cruza una cuneta o pasa por una pendiente antes del impacto con la barrera, puede sobrepasarla, enganchar sus neumáticos en los postes o quedar atrapado debajo de la viga. Así, la barrera pierde todas sus características de contención y redireccionamiento.

- Soleras y cunetas

Cuando un vehículo pasa por sobre una cuneta o solera, la trayectoria que toma éste va a depender de muchas variables: tamaño y masa del móvil, las características de su sistema de suspensión, la velocidad y el ángulo a los cuales se produce el impacto y la geometría de la cuneta o solera (ancho, profundidad y alto).

La experiencia en ensayos de choques muestra que debe evitarse la combinación de alta velocidad, un elevado ángulo de impacto y una barrera sobre una solera. Cuando no exista alternativa, se recomienda el uso de soleras con una altura de hasta 100 mm. Otra posibilidad es de rigidizar la barrera para reducir su deflexión, fijando una placa, pletina o viga por detrás de los postes. Otro método consiste en agregar un perfil o riel inferior sin bloque separador, a una altura aproximada de 0,3 m. En vías de baja velocidad, aún existe el riesgo que el vehículo sobrepase la barrera, sin embargo, este es mucho menor y no amerita un cambio en el diseño, ya que podría no ser rentable desde el punto de vista económico. Lo recomendado es el análisis de cada caso por parte del proyectista y prever las consecuencias que podría tener un impacto.

- Pendientes

La mayor parte de los sistemas de barreras se someten a pruebas en terrenos planos. Cuando una barrera es colocada sobre pendientes más empinadas que 1:10, estudios han mostrado que para ciertos ángulos y velocidades de salida de la vía, un vehículo puede sobrepasar la barrera o impactarla muy abajo.

Cuando un vehículo deja la calzada, cruza la berma y comienza a transitar por terreno irregular, la trayectoria que sigue es también irregular, debido al sistema de amortiguación (esto es, sube y baja). Por lo tanto, la distancia de emplazamiento de una barrera debe ser tal que permita al móvil estabilizarse e impactarla con sus cuatro neumáticos tocando el suelo y con el sistema de suspensión en condición normal, con lo cual se está evitando un probable volcamiento.

11.4.3.2. Efectos del Esviaje

Una barrera es considerada esviada cuando no es paralela al borde de la calzada. Este esviaje es usado normalmente para que el terminal quede lo más alejado posible de la vía, además de minimizar la percepción de angostamiento del conductor frente a un obstáculo cercano a la vía, como pueden ser las barreras de puentes.

Una desventaja de esta aplicación es que un gran esviaje incrementa el ángulo al cual se podría producir un eventual impacto. Al crecer el ángulo de impacto, la severidad de éste también aumenta, particularmente en sistemas rígidos y semi-rígidos. Una segunda desventaja radica en que si el vehículo impacta la barrera, al ser redireccionado se incrementa la probabilidad que éste cruce toda la calzada, factor muy importante en el caso de vías bidireccionales, ya que puede ocurrir una colisión con un móvil que se mueva en sentido contrario.

No obstante lo anterior, el concepto del esviaje para iniciar una barrera presenta dos virtudes importantes. Primero, minimiza el peligro que representa el terminal de una barrera y, segundo, puede ser más económico que un terminal paralelo lateral a la vía.

De acuerdo a la experiencia internacional se recomienda considerar como esviaje máximo una relación 1:10 (lateral: longitudinal) en el caso de barreras flexibles y semirígidas y, una relación 1:12 en el caso de barreras rígidas. En términos generales, esviajes de menor ángulo resultan ser de menor peligro, pero siendo más largos son más costosos.

11.4.3.3. Distancias al Borde de Calzada

En general, una barrera no se colocará a una distancia inferior a 0.5 m del borde de la calzada, salvo que sea estrictamente necesario por disponibilidad de espacio. En estos casos, se recomienda restringir la velocidad de circulación a no más de 60 Km/h y delinear convenientemente la barrera.

Cuando la vía tenga berma la barrera deberá disponerse fuera de ésta, cuidándose que siempre exista espacio detrás para su sustentación y deflexión.

Casi siempre será deseable que exista una zona lateral despejada entre el borde de la calzada y los elementos laterales como barandas de puentes, muros de contención y barreras. Un alejamiento de los elementos de contención refuerza la seguridad de la carretera, ya que reduce la preocupación del conductor por la proximidad de éstos. La distancia desde el borde de la calzada, más allá de la cual un objeto no es percibido como un obstáculo y no ocasiona que el conductor reduzca la velocidad o cambie la posición del vehículo en la vía, se conoce como “Distancia de Preocupación”. Esta distancia varía según la velocidad de diseño de la carretera.

Por otro lado, la máxima distancia recomendable para la ubicación de una barrera respecto del borde de la calzada (berma si está existiese) estará muy ligada al ángulo de impacto esperado de un vehículo fuera de control.

En teoría, a mayor distancia y menor velocidad, mayor será el ángulo esperado de colisión. Por el contrario, si la barrera está próxima al borde de plataforma y la velocidad de circulación es alta, el ángulo de impacto debiera ser menor.

En la siguiente tabla se entregan las distancias mínimas y máximas laterales recomendadas para la instalación de barreras, las que están directamente relacionadas con la distancia de preocupación y la distancia más allá de la cual se esperaría un ángulo no recomendable de impacto, respectivamente. Se debe tener presente que no deben existir obstáculos entre el borde de la calzada o de la berma y la barrera y, además, el área a traspasar debe ser plana (pendiente no mayor a 10%) y sin deformaciones o desniveles, que produzcan un guiado forzado de las ruedas del eventual vehículo sin control.

TABLA 11.4.3.3 Distancias Mínimas y Máximas Recomendadas para el Emplazamiento Lateral de Barreras

Nota: - El número de pistas corresponde al total de pistas en un sentido, específicamente el número de pistas que existen en el sentido de tránsito que se está analizando. Es decir, en calzadas de dos pistas, con tránsito bidireccional, el número de pistas con que se ingresa a la tabla es uno (1), en cambio, en dobles calzadas de dos pistas cada una, el número de pistas debe ser dos (2).

- La distancia mínima se considera respecto al borde de calzada. La distancia máxima se considera respecto al borde de calzada o berma, si esta última existiera.

Para evitar reacciones impredecibles por parte del conductor, una barrera lateral debiera ser emplazada más allá de las distancias mínimas señaladas en la tabla 11.4.3.3, sobretodo para situaciones aisladas o barreras de corta longitud. Para casos de barreras de mayor largo, las mencionadas distancias de desplazamiento lateral no son críticas, especialmente si la barrera comienza más allá de las distancias indicadas en la tabla y se acercan gradualmente a la vía.

11.4.3.4. Distancia a Obstáculos o Bordes de Terraplén

Un factor crítico tanto en la elección de un sistema de barreras como en su emplazamiento es el ancho de trabajo o distancia que este necesita para su deflexión durante un impacto. Por lo tanto, la separación entre la parte posterior de una barrera y el borde de un terraplén o un obstáculo lateral no debiera ser inferior al ancho de trabajo de dicha barrera.

A su vez, el ancho de trabajo de una barrera estará asociado a la deflexión típica que se espera tenga ésta cuando es impactada según las condiciones de ensayos de impacto real, cuyos requisitos mínimos para poder ser usadas en Chile, se definen en el punto 11.3 de este documento.

Si se trata de un obstáculo rígido, el ancho de trabajo de la barrera debe ser tal que, si eventualmente la barrera es impactada por un vehículo, este no choque con él. Si la barrera es impactada por un vehículo con un centro de gravedad relativamente alto, este puede inclinarse e impactar al objeto aún cuando la distancia de deflexión dinámica sea la adecuada. Este factor, incorporado en la definición de ancho de trabajo (deflexión dinámica + distancia horizontal adicional producto de la eventual inclinación de vehículos altos), debe ser considerado especialmente si por el lugar donde se emplazará el elemento de contención, circulan una cantidad considerable de vehículos de mayor tamaño que los móviles livianos, tales como camionetas tipo Van, buses o camiones.

En el esquema anterior se define una instalación normal de barrera. Como se menciona en 11.4.3.3, la distancia mínima respecto a la calzada debe ser 0.5 m y la parte de la barrera más próxima a la circulación debe estar emplazada fuera de la berma , si esta existiera.

La distancia “d mín”, entre la parte posterior de la barrera y un obstáculo lateral debe corresponder a la deflexión dinámica típica asociada a la barrera. En el caso de terraplenes se permitirá, en situaciones extremas, una distancia entre el borde y la barrera equivalente al 70% de la deflexión dinámica típica.

Cuando el sistema de contención se diseñe con el objetivo de contener vehículos de mayor tamaño que el vehículo liviano normal, se debe tener presente el concepto de ancho de trabajo, que agrega una distancia adicional a la deflexión dinámica típica, debido a la eventual inclinación de la carrocería del vehículo impactante.

En los casos en que el espacio disponible entre la barrera y el obstáculo no es el adecuado, se debe aumentar la rigidez de la barrera a medida que se acerca al objeto. Los métodos comúnmente usados para reducir la deflexión en sistemas flexibles o semirígidos son reducir el espacio entre postes, incrementar la sección de los postes mediante la incorporación de placas, anclajes intermedios o aumentar la rigidez de la viga.

11.4.3.5. Disposiciones Laterales en Medianas

La disposición de barreras en medianas dependerá fundamentalmente, de cuatro factores: ancho de ésta, situación de bermas, pendiente transversal y existencia de obstáculos (postes, cunetas, etc.).

Si la mediana es plana (pendiente transversal inferior a 10%) y no existen obstáculos se preferirá la instalación de una barrera única, doble, siempre y cuando no se superen las distancias incluidas en la tabla 11.4.3.3. Si la mediana presenta pendientes importantes y/o existen objetos fijos de riesgo, será recomendable la disposición de barreras independientes, ubicadas junto a cada berma interior.

En ambos casos, la ubicación de la barrera deberá asociarse también a la disponibilidad de espacio para desarrollar el ancho de trabajo que se espera de ésta, ante un impacto.

En los siguientes esquemas se muestran las principales disposiciones de barreras en medianas.

11.4.3.6. Disposiciones Laterales en Puentes

Los pretiles o barreras en puentes se dispondrán de la siguiente manera:

- Puentes nuevos:

- En puentes sin pasillo deberán ubicarse en el borde del tablero o plataforma.

- En puentes con pasillo deberán ubicarse junto a la berma o calzada del puente, antes del pasillo. Se dispondrá en estos casos una baranda peatonal en el borde del tablero.

- Puentes existentes sin la configuración de puentes nuevos:

- Como primera prioridad se deberá verificar el nivel de contención aproximado de la barrera existente del puente. De no cumplir con los requisitos mínimos, se evaluará su reemplazo por una del nivel adecuado o se procederá según lo indicado en los párrafos siguientes:

- Si el ancho de la calzada es ³ 8 m y el ancho de pasillo es ³ 1 m, entonces se deberá disponer una barrera semirígida o rígida en el borde del pasillo, junto a la calzada. En estos casos se mantendrá la barrera existente como barrera peatonal y la nueva barrera deberá estar conectada a las barreras de aproximación al puente.

- Si el ancho de calzada es < 8 m o el ancho del pasillo es < 1m, entonces, en primer lugar, se estudiará la factibilidad de cambiar la barrera existente por la recomendada según lo expuesto en 11.3 del presente documento. De no ser posible, solo se deberá procurar implementar una adecuada transición y empalme (conexión) entre las barreras de aproximación y las barreras existentes del puente.

11.4.4. Emplazamiento en Altura e Inclinación

11.4.4.1. Altura

La altura con que deberán quedar instaladas las barreras será la especificada por el fabricante, debiendo en todo caso corresponder a la misma que se utilizó en las pruebas de impacto, que permitieron clasificar a la barrera para su uso en Chile.

Las tolerancias permitidas en la altura serán de 5 cm por arriba y 2 cm por abajo.

La altura se medirá de acuerdo al criterio indicado en el siguiente esquema.

Si la distancia lateral de la barrera respecto al borde de calzada es menor o igual a 2 m, la altura se medirá respecto a este borde. En los demás casos, la altura se medirá respecto a la superficie del terreno ubicado a 0.5 m de la cara anterior de la barrera.

Cuando exista una solera antes de la barrera (disposición no recomendada), se utilizará el mismo criterio anterior, es decir, la altura se medirá respecto de la superficie del terreno ubicado a 0.5 m de la cara anterior de esta.

11.4.4.2. Inclinación

La inclinación de la barrera debiera, en lo posible, ser tal que su eje vertical sea perpendicular al plano de la plataforma adyacente. En barreras junto a la calzada o junto a bermas de ancho £ 2.0 m el plano será el bombeo o peralte de la calzada. En barreras ubicadas junto a bermas de ancho > 2 m, el plano será el bombeo de la berma.

Si por razones técnicas, atribuibles a las características de operación del equipo de colocación de postes, no es posible lograr lo indicado en el párrafo anterior, se permitirá una instalación a plomo, es decir vertical, sin importar la inclinación del plano horizontal.

11.4.5. Transición y Conexión entre Sistemas

La integración o conexión entre sistemas, ya sea iguales o de distinta configuración, es un elemento importante del diseño de sistemas de contención.

La primera labor que debe efectuar el proyectista es resumir, en un plano o en un listado ordenado por lado y kilometraje, los distintos elementos de contención diseñados para las situaciones de riesgo a lo largo de la ruta. Con esto podrá fácilmente detectar aquellos tramos que deben o pueden ser conectados y también aquellos que convendría extender, por ejemplo, para eliminar del proyecto un elemento de mayor costo como puede ser un terminal de barrera o un amortiguador de impacto.

En la tabla 11.4.5 se entrega el criterio que se debe considerar para conectar sistemas que estén separados a corta distancia entre si, siempre y cuando no exista una situación que lo justifique, como accesos o intersecciones, paraderos y cruces peatonales, etc.

En relación a este tema, es necesario recalcar que un sistema de contención interrumpido representa un gran peligro para los usuarios de la vía, principalmente porque los terminales son en si un punto negro, que en muchos casos puede producir un accidente por penetración o bien por efecto rampa y, por otra parte, en las proximidades de estos terminales las barreras no desarrollan su máxima capacidad de contención.

Por ejemplo, cuando un camino secundario o una entrada de vehículos intercepta una carretera principal cerca de un puente, en muchas ocasiones es complejo dar un adecuado tratamiento al extremo terminal de la barrera de aproximación. Preferentemente la solución sería cerrar o reubicar la intersección e instalar una barrera de aproximación con una sección de transición común. Si esta solución no puede llevarse a cabo, se debe hacer un esfuerzo para asegurar que un vehículo fuera de control no se desvíe detrás, a través o sobre la barrera. En tales circunstancias, sería inevitable sacrificar parte de la eficiencia de la barrera contra impactos.

La utilización de amortiguadores de impacto u otros dispositivos disponibles en el comercio podrían solucionar el problema de los extremos terminales, frente a la imposibilidad de materializar una transición adecuada.

TABLA 11.4.5 Distancia que Justifica Conexión entre Sistemas (m)

Nota: El proyectista podrá en base a un análisis de costos, justificar la conexión entre sistemas que estén a una distancia mayor a la indicada.

Cuando la integración deba hacerse entre sistemas de distinta rigidez y por lo tanto de distinta deflexión, es necesario diseñar una transición adecuada y proveer además, la pieza especial de conexión. Esta transición será obligatoria en los casos donde se cambia, en el sentido de tránsito, de un elemento de menor deflexión a uno de mayor deflexión y, optativa, en el caso contrario.

Para determinar la longitud de transición se deberá utilizar la siguiente relación:

L = |di - df| x 8

Donde:

L = Longitud de transición (m)

di = Deflexión típica de primer sistema (m)

df = Deflexión típica de segundo sistema (m)

La transición se efectuará normalmente interviniendo el elemento de mayor deflexión, de manera de rigidizarlo paulatinamente. En general, bastará con aumentar la frecuencia de los postes de sustentación, considerando uno o dos tramos sucesivos de cambio de rigidez. Otra alternativa es reforzar la viga doble onda o triple onda, según sea el caso, o bien incorporar un perfil o riel inferior.

La pieza de conexión entre los sistemas deberá tener un diseño que permita verificar la capacidad en tracción de al menos el sistema de menor resistencia.

A continuación se señalan otros aspectos de especial importancia para el diseño de transiciones y conexiones:

- El empalme o conexión entre una barrera de aproximación y una barrera de puente debe ser tan fuerte como la barrera de aproximación, de manera que en condiciones de impacto la conexión no colapse. Generalmente es recomendable realizar el anclaje mediante la conexión con pernos pasados, cuyo número y características deberán estar en correspondencia con la necesidad de asegurar el funcionamiento del sistema.

- La unión estructural entre barreras debe ser diseñada para minimizar la probabilidad de enganchamiento de un vehículo fuera de control, incluyendo los que se dirijan en sentido contrario del tráfico, en una vía bidireccional.

- Un sistema semirígido o una combinación normal de postes y vigas fuertes puede utilizarse en transiciones a barreras de puentes rígidas u otros obstáculos que pudieran resultar riesgosos. Estos sistemas generalmente deben contar con bloques separadores, a menos que la viga tenga el ancho suficiente para prevenir o reducir el enganchamiento a un nivel aceptable.

- Los separadores o la viga podrían ser insuficientes para prevenir el potencial enganchamiento del extremo superior de la barrera de un puente. En algunos diseños es recomendable utilizar un riel inferior, que puede ser una viga de sección “W”, para dar rigidez al sistema e impedir la penetración del vehículo entre los postes. La viga inferior, producto de su baja altura, no requerirá de bloques separadores.

- En el punto 11.6 del presente Instructivo, se incluyen algunos diseños tipo de transiciones y conexiones entre sistemas de distinta rigidez. Estos diseños abordan las situaciones de mayor ocurrencia que encontrará el proyectista cuando deba resolver transiciones entre dispositivos de contención.

11.4.6. Disposición de Terminales

Los terminales de una barrera casi siempre constituyen un punto de eventual peligro para los usuarios y es un tema que ha sido analizado y estudiado extensamente en los países de avanzada en seguridad vial.

En los siguientes puntos se entregan recomendaciones respecto a la disposición de estos terminales, las cuales recogen los principales criterios de diseño que hoy se manejan en estos países.

11.4.6.1. Terminales de Barreras Metálicas

Los terminales de barreras metálicas además de tener como objetivo proveer un adecuado diseño para causar los menores inconvenientes ante un impacto, deben también proveer el anclaje necesario para asegurar la suficiencia estructural del resto de la barrera.

En lo que sigue, se entregan tres disposiciones de terminales de barrera, que representan los casos más corrientes que debe utilizar el proyectista en sus diseños. Estas disposiciones muestran solo las características geométricas del emplazamiento, no entregando los detalles estructurales del terminal en si, ya que estos deben ser materia del diseño particular de cada caso, en función de la resistencia en tracción que debe tomar el anclaje, lo cual dependerá fundamentalmente de las características del resto de la barrera y las condiciones del suelo de fundación. No obstante lo anterior, en el punto 11.6 del presente documento, se incluyen algunos esquemas con configuraciones tipo de terminales de barrera doble onda, para condiciones normales de fundación (ver condiciones mínimas en punto 11.4.9.1).

- Terminal empotrado en corte

Este terminal es el más recomendado, ya que no expone ninguna pieza frontal al tránsito y mantiene, en general, la altura de la barrera hasta llegar a su extremo. Se debe tener el cuidado de no exceder la altura máxima de la barrera, más su tolerancia, cuando esta pase por una eventual cuneta al pie del corte.

El empotramiento en el talud debe garantizar que no existan protuberancias que puedan enganchar a un vehículo que impacte esa zona y el anclaje del terminal debe tener similar resistencia en tracción que el resto de la barrera.

- Terminal abatido y enterrado

Se consideran dos configuraciones de terminales abatidos y enterrados, el terminal abatido normal y el terminal abatido corto. El primero debe disponerse en calzadas bidireccionales, en ambos extremos y en calzadas unidireccionales, en el extremo que enfrenta al tránsito. El abatido corto debe emplazarse en el extremo de salida, según el sentido de tránsito, en calzadas unidireccionales.

Ambas configuraciones deben tener un anclaje con la resistencia en tracción del resto de la barrera.

Nota: El terminal se dispondrá con esviaje solo en caso de existir disponibilidad de espacio para materializarlo.

- Terminal atenuador de impacto

Este terminal comercial se debe disponer de acuerdo lo señale el fabricante. En general, tiene una longitud de 12 m, su emplazamiento es paralelo a la calzada y las características de su sustentación incluye los requisitos necesarios para el anclaje del resto de la barrera.

11.4.6.2. Terminales de barreras de hormigón

Para el caso de terminales de barrera de hormigón también se distinguen tres tipos característicos y cuya geometría debe cumplir con lo siguiente:

- Terminal empotrado en corte

- Terminal abatido

La disposición de estos terminales se hará siguiendo el mismo criterio señalado para terminales abatidos en barreras metálicas.

ABATIMIENTO NORMAL

Nota: El terminal se dispondrá con esviaje sólo en caso de existir disponibilidad de espacio para materializarlo

ABATIMIENTO CORTO

- Terminal comercial

Este tipo de terminales han sido desarrollados en base al principio de disipación gradual de la energía cinética.

El más conocido es el Terminal de Módulo de Extensión de Impacto Dinámico ADIEM II, que consiste en una serie de diez módulos de hormigón liviano, reforzado con malla de alambre e impermeabilizados.

La disposición en terreno de este tipo de terminales deberá ajustarse estrictamente a las normas del fabricante, lo cual deberá conocer el proyectista antes de considerarlos en su diseño.

Es importante destacar que también se podrá usar como terminal de barrera de hormigón, un terminal del tipo atenuador de impacto para barreras metálicas. En estos casos se deberá proveer una adecuada transición y la correspondiente pieza de conexión entre ambos elementos.

11.4.7. Disposición de Amortiguadores de Impacto

La disposición o ubicación donde deben ser instalados los amortiguadores de impacto tiene directa relación con la elección del tipo de dispositivo. Por ejemplo, si existe espacio suficiente para la instalación es posible que convenga elegir un amortiguador conformado por tambores plásticos rellenos con arena, en cambio, si la disponibilidad de espacio es reducida, no quedará más alternativa que disponer de un amortiguador esbelto, del tipo “telescópico”.

11.4.7.1. Emplazamiento de Amortiguadores Sin Capacidad de Redireccionamiento – Tambores de Plástico Con Arena

Puede haber un gran número de configuraciones de estos sistemas, por lo cual su emplazamiento variará en relación a ello. Las distintas opciones incluyen el numero de tambores, la configuración del grupo, el peso de la arena en cada línea de la serie y el tamaño del tambor. Cada sistema requiere un diseño apropiado para las condiciones específicas del sitio. Los proveedores han desarrollado series estandarizadas cumpliendo con los requerimientos del sistema, como son peso del vehículo, velocidad de impacto, máxima desaceleración del vehículo; además de forma y tamaño del obstáculo. En las láminas 11.4.7.1.a y 11.4.7.1.b se muestran algunas configuraciones típicas de este tipo de dispositivo y en la lámina 11.4.7.1.c se indican recomendaciones de emplazamiento en las situaciones de mayor ocurrencia en las carreteras.

Los amortiguadores de impacto de tambores de plástico con arena son dispositivos sin capacidad de redireccionamiento, por esta razón, es importante posicionar cuidadosamente los tambores posteriores. Si el sistema no ha sido diseñado apropiadamente, los impactos en los tambores posteriores de estos dispositivos pueden ocasionar el enganchamiento en la esquina del obstáculo rígido. Por esto, se recomienda que los módulos exteriores, en las últimas tres líneas posteriores, traslapen en su ancho al objeto fijo del cual se quiere defender, por lo menos en 760 mm, de manera de reducir la severidad de los impactos en estas esquinas (ver la figura 11.4.7.1). De contar con espacio suficiente, se puede agregar una línea longitudinal adicional de módulos más livianos para mejorar el diseño.

Figura 11.4.7.1. Emplazamiento de las últimas tres líneas posteriores de tambores con arena.

11.4.7.2. Emplazamiento de Amortiguadores Con Capacidad de Redireccionamiento – Sistema “Telescopico”

En la lámina 11.4.7.2 se entregan las dimensiones del área que se debe disponer para la instalación de amortiguadores de impacto del tipo redireccionables. Aunque muestra el espacio necesario para una bifurcación, sus requerimientos se pueden aplicar para cualquier objeto que pueda requerir protección.

Las dimensiones listadas en la columna “preferida”, deben ser consideradas como óptimas, porque aseguran mejor que los dispositivos puedan funcionar correctamente y dan suficiente espacio para su eventual mantenimiento.

Las condiciones “sin restricciones” representan las dimensiones mínimas para una función adecuada de un amortiguador de impacto. En aquellos sitios donde se pueda demostrar que lograr las dimensiones “sin restricciones” aumenta demasiado los costos, se puede usar las dimensiones mínimas “con restricciones”. En este último caso, se debería reconocer que en algunos impactos el amortiguador podrá no responder adecuadamente y el mantenimiento requerirá cerrar transitoriamente pistas adyacentes.

De no contar con el espacio de reserva indicado, se debe hacer lo posible para modificar el diseño del proyecto para obtener el espacio requerido.

La información entregada en la tabla que se incluye en la lámina es genérica y podría dejar fuera de consideración a algunos sistemas. Se recomienda que el diseñador elija entre varias opciones de amortiguadores de impacto disponibles, además de conocer los requerimientos de espacio necesario entregado por el proveedor. El diseñador debe tener claro que las condiciones del lugar de emplazamiento a veces puede ser preponderante al momento de elegir el dispositivo.

11.4.8. Tratamiento de Situaciones Especiales

Dentro de las características que se pueden encontrar en los caminos existen algunas situaciones especiales que, en general, son complejas de abordar cuando es necesario la instalación de un elemento de contención.

En los siguientes puntos se entregan algunas recomendaciones para el tratamiento de las situaciones de mayor ocurrencia dentro de las rutas del país y que tienen que ver principalmente con las interrupciones de las barreras.

11.4.8.1. Interrupciones de Medianas por Pasos de Emergencia

En general, estos pasos deberán tener una longitud mínima de 20 m y se dispondrán, normalmente, con una frecuencia entre 5 y 10 Km, siempre sobre tramos rectos.

El paso deberá controlarse mediante barreras desmontables de simple y rápida remoción. Para esto se recomienda un diseño que considere dos etapas de operación, la primera que permita un desmonte inmediato de un tramo para el paso de un vehículo de emergencia (bastaría con 4 m de longitud en esta condición) y la segunda, la remoción del resto de la barrera en un tiempo prudente, de manera de dejar habilitado el paso completo.

Para materializar este tipo de barreras desmontables se recomienda el uso de pernos con tuercas de mariposa y postes colocados en vainas empotradas en el suelo de fundación.

11.4.8.2. Interrupciones por Pasos Peatonales

Cuando se quiera habilitar un paso peatonal en una zona que requiera de barreras se recomienda un tratamiento en base al traslape o solape de dos tramos independientes estructuralmente.

Los terminales de estas barreras pueden ser abatidos, pero deben proveer el anclaje necesario para la suficiencia estructural del resto del sistema.

En el caso de barreras laterales se debe aplicar la siguiente configuración:

En el caso de medianas con barrera doble se debe aplicar la siguiente configuración:

En las dos configuraciones anteriores se recomienda, para otorgar una mayor protección al peatón, que las barreras susceptibles de ser impactadas en la zona de paso indicada con ancho mínimo 0,7 m, tengan una deflexión nula. Para lograr esto se puede considerar la instalación de barreras rígidas en esa zona, cuidando de efectuar las transiciones y conexiones correspondientes con las barreras de aproximación al paso peatonal.

11.4.8.3. Interrupciones de Medianas por Intersecciones

El tratamiento de las interrupciones de barrera de medianas por intersecciones es uno de los casos más conflictivos de solucionar, ya que siempre queda un flanco débil en los extremos y también, la misma interrupción, genera una zona sin protección, que puede permitir el paso de un vehículo fuera de control desde una calzada a otra.

La siguiente configuración, si bien no es perfecta en atención a lo dicho en el párrafo anterior, presenta una agresividad menor de los extremos expuestos al tránsito.

11.4.9. Fundación de Barreras

Las características del suelo o superficie de fundación es uno de los aspectos importantes que se deben tener en consideración en el emplazamiento de elementos de contención. Un dispositivo puede tener por si solo una resistencia o suficiencia estructural acorde con los objetivos que se buscan, pero su comportamiento será insatisfactorio si no cuenta con una fundación adecuada.

A continuación se describen algunas recomendaciones importantes que debe considerar el proyectista cuando especifique las condiciones que debe tener la fundación de los elementos de contención.

11.4.9.1. Barreras Metálicas

- Fundación en terreno natural o terraplén

En beneficio de la rapidez y menor costo de instalación se recomienda la fundación de postes mediante hincado en el terreno natural o terraplén.

Para ello, el suelo de fundación debe tener en toda la profundidad de hincado una compactación que alcance como mínimo el 95% de la D.M.C.S. medida según LNV 95 y un CBR ³10% determinado según LNV 92 y medido al 95% de la D.M.C.S.

En los sectores de terraplén se recomienda tener al menos la siguiente situación de perfil transversal, la cual deberá ser verificada, además, atendiendo la necesidad de espacio para la deflexión de la barrera (ver 11.4.3.4).

e debe considerar un sobre ancho de compactación (s.a.c.) mínimo de 0.8 m, debiendo quedar la cara exterior del poste a 0.3 m del borde de la berma y a 0.5 m mínimo del borde del terraplén. Las condiciones de compactación y CBR deben ser verificables (mediante ensayos) al menos en estos primeros 0.3 m de s.a.c.

Cuando existan situaciones especiales que no provean el sobreancho de compactación mínimo indicado, el proyectista deberá evaluar una alternativa que satisfaga una resistencia adecuada del suelo de respaldo, junto con asegurar la concordancia entre espacio disponible y deflexión de la barrera. Una alternativa podrá ser aumentar la profundidad de hincamiento y disminuir el espaciamiento entre postes.

Si por cualquier motivo (suelos de menor capacidad de soporte, etc.) no es posible materializar adecuadamente el hincado, existe una segunda alternativa para la fundación de los postes, como es el sistema de dado o poyo de hormigón. En estos casos se recomienda que el dado de fundación sea de hormigón grado H-20, tenga una sección mínima de 0.3 x 0.3 m y una profundidad igual a la longitud de empotramiento del poste indicada por el fabricante, incrementada en 0.10 m.

La fabricación de estos dados de hormigón debe efectuarse directamente en sitio, luego de que los postes están colocados y perfectamente alineados dentro de zanjas preexcavadas, de las mismas dimensiones que el dado.

- Fundación sobre estructuras

En los casos que la barrera debe emplazarse sobre estructuras, se el recomienda el siguiente procedimiento:

1. Analizar la suficiencia estructural del puente o estructura, de manera de verificar si es posible emplazar la barrera.

2. Diseñar el sistema de sujeción de los postes de acuerdo a las características de la estructura.

En general se sugiere la utilización de 4 pernos solidarios a la estructura, con el objeto de afianzar un poste con pie formado por una pletina soldada, provista de cuatro perforaciones. La resistencia de este tipo de fundación deberá corresponder a la indicada por el fabricante de la barrera,

recomendándose que la parte solidaria a la estructura se diseñe con un factor de seguridad adicional, para en lo posible evitar que sufra daño ante una colisión y tenga que ser reemplazada, lo que seguramente acarrearía un elevado costo y una nueva intervención a la estructura.

En estructuras existentes, si la losa tiene un espesor superior a 0.25 m, se preferirá efectuar perforaciones parciales en la losa (en aproximadamente 0.20 m de profundidad) y luego colocar los pernos, adheriéndolos al hormigón existente mediante un mortero epóxico u otro producto ad-hoc. En caso de losas menores a 0.25 m, se recomienda efectuar las perforaciones en todo espesor y colocar pernos pasados, adheridos a una contrapletina ubicada en la parte inferior de la losa.

En estructuras nuevas, se preferirá soldar los pernos a la armadura y luego hormigonar o bien, colocar pernos con patas para mejorar la adherencia.

11.4.9.2. Barreras de Hormigón

- Fundación sobre terreno natural, bases granulares o pavimentos

En general, las barreras de hormigón irán simplemente apoyadas sobre una superficie convenientemente nivelada y compactada. El peso propio y la unión entre los segmentos proporcionará la resistencia suficiente a deslizamientos no esperados.

En caso de querer asegurar un desplazamiento lateral nulo, se podrá proporcionar un anclaje a la superficie de fundación mediante pernos especiales, espárragos afianzados al terreno de fundación o simplemente mediante la ejecución de una zanja en el terreno, del ancho de la barrera y una profundidad de 0.05 m, de manera de que esta quede confinada en su base. Esta última alternativa requiere del estudio de una solución especial para el drenaje lateral del camino.

- Fundación sobre estructuras

Al igual que para el caso de barreras metálicas, se deberá estudiar en primer lugar la suficiencia estructural del puente, considerando la situación de cargas que proporcionará la barrera.

Si la estructura verifica esta condición, el procedimiento en general es el siguiente:

En puentes existentes se recomienda demoler parcialmente la losa, solapar las armaduras de la barrera y puente y, luego, hormigonar.

En puentes nuevos, las acciones son las mismas, solo que en este caso no corresponde la demolición parcial de la estructura.

11.5. SISTEMAS CLASIFICADOS

En este punto se entrega una lista con los sistemas de contención que, de acuerdo a los antecedentes disponibles, cumplen con los requisitos mínimos definidos para la clasificación chilena.

Los elementos incluidos contemplan barreras de seguridad, terminales de barreras comerciales y amortiguadores de impacto y, fundamentalmente, corresponden a diseños de la AASHTO y del Catálogo de Sistemas de Contención español, ensayados en EE.UU. y Europa, respectivamente.

La lista que se entrega está abierta a la incorporación de otros sistemas, cuyo nivel de contención esté certificado por ensayos de impacto real. La Dirección de Vialidad, con los antecedentes pertinentes, clasificará cada elemento de acuerdo a los requisitos mínimos definidos en el punto 11.2 del presente documento.

TABLA 11.5.1.a Barreras para Puentes y Viaductos

TABLA 11.5.1.b Barreras Laterales

(1) Deflexión esperada ante un impacto de las características asociadas a la clasificación provisoria de la barrera.

(2) Clasificación provisoria hasta contar con la certificación de ensayos correspondientes.

TABLA 11.5.1.c Barreras Centrales

(3) Deflexión esperada ante un impacto de las características asociadas a la clasificación provisoria de la barrera.

(4) Clasificación provisoria hasta contar con la certificación de ensayos correspondientes.

TABLA 11.5.2 Terminales Comerciales

(1) Normativa en revisión, pr EN – 1317 – 4

TABLA 11.5.3 Amortiguadores de Impacto

(1): Dependiendo de la configuración de tambores cumple nivel TL2 o TL 3

11.6 LAMINAS DE SISTEMAS CLASIFICADOS