Cómo considerar las acciones geotécnicas debidas al tráfico rodado

En este post vamos a presentar cómo considerar las acciones de tráfico con el enfoque geotécnico, obteniendo finalmente estados de cargas equivalentes que nos permitan aplicarlas sobre modelos de cálculo más simplificados, como por ejemplo, cálculos en deformación plana.

La primera generación del Eurocódigo 1991-2 define en el Anexo Nacional que en la parte superior del terraplén, en la zona por donde pueda discurrir el tráfico, se emplee una de las dos opciones:

a) El modelo de cargas verticales LM1:

Localización	Carga por eje Qik (kN)	Carga uniforme qik (kN/m2)
Carril 1	300	9,0
Carril 2	200	2,5
Carril 3	100	2,5
Otros carriles	0	2,5
Área restante	0	2,5

b) Una sobrecarga vertical uniforme de valor 10 kN/m² de extensión ilimitada.

La segunda generación del Eurocódigo EN 1991-2 abarca las acciones debidas al tráfico y amplia el ámbito de la primera generación que se limitaba a las acciones sobre puentes (de carretera y de ferrocarril) para incluir otras obras de ingeniería civil, como son las obras de tierras (taludes, excavaciones y terraplenes) y los muros de contención.

El modelo de carga alternativo para el cálculo de las estructuras geotécnicas se basa en el modelo de carga LM1 y reparte la sobrecarga debida al carro de 600 kN en una superficie de 3 m×5 m, por lo que resulta en una sobrecarga Q_ek=40 kN/m² a aplicar en el carril donde se obtengan los efectos más adversos, mientras que en el resto se aplica una sobrecarga q_ek=9 kN/m², excepto en las zonas accesibles únicamente para mantenimiento en que se reduce a q_ek=5 kN/m².

Para los casos en los que se permite la redistribución a través del terreno y los efectos locales no son significativos se puede emplear el modelo de carga alternativo simplificado en el que se disminuye el valor de la sobrecarga debida al carro a q_ek,l=20 kN/m² a aplicar en el carril de ancho 3 m donde se obtengan los efectos más adversos, manteniéndose igual el resto de sobrecargas. Este modelo no se puede emplear, por ejemplo, si la distancia entre el carril y la estructura es menor de 1,0 m.

De este modo, los modelos de carga a emplear en las estructuras geotécnicas son los siguientes:

1.-Problema 3D y problema local: se emplea una carga uniforme de 40 kN/m² aplicada en un área de 3 m×5 m.

2.- Problema 2D y análisis de estabilidad global: se considera una carga uniforme de 20 kN/m² en un ancho de 3 m (y profundidad infinita por analizarlo en deformación plana).

El valor de 20 kN/m² indicado para el modelo de redistribución simplificado se obtiene de considerar una redistribución uniforme del peso de un vehículo «típico» sobre una longitud tipo de 14 m fijada por el Eurocódigo, de modo que en un carril de 14 m×3 m se tiene:

• Sobrecarga total = (5×3)×40+[(14-5)×3]×9=843 kN
• Sobrecarga equivalente = (14×3)×20=840 kN

Cuando se publique, el Anexo Nacional puede incluir reglas adicionales o modificar estos valores.

Se recoge a continuación en forma de tabla los valores de las cargas de tráfico rodado de diferentes referencias.

A modo de ejemplo, se analiza la estabilidad global de un muro de contención estando el tráfico separado 1 metro del muro, de acuerdo con la siguiente configuración:

Realizando un análisis de reducción de parámetros resistentes, se obtienen los siguientes resultados:

Los factores de seguridad obtenidos en cada caso son:

• Eurocódigo (EN 1991-2:2023) = 1,464
• IAP = 1,531
• CTE = 1,606
• ROM = 1,462

En todos los casos se obtiene un fallo por deslizamiento combinado con vuelco, con valores similares en la norma EN 1991-2:2023 y la ROM 4.1, que resulta ser la más desfavorable.

Y aquí nos despedimos. Esperamos que os sirva y os dejamos la cinemática de la rotura en la siguiente animación:

 

---

¿Quieres ser el primero en leer nuestros artículos?

Déjanos tu nombre y un email válido, y nosotros te avisaremos cuando hayan novedades en Estructurando