borrador final hector

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ÍNDICE DE CONTENIDO Pág. 1 GENERALIDADES........................................ 1 1.1 INTRODUCCION......................................... 1 1.2 ANTECEDENTES......................................... 6 1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA...........................6 1.3.1 Identificación del Problema..........................6 1.3.2 Formulación del Problema.............................7 1.4 OBJETIVOS............................................ 8 1.4.1 Objetivo General.....................................8 1.4.2 Objetivos Específicos y Actividades..................8 1.5 JUSTIFICACION....................................... 10 1.5.1 Justificación Técnica...............................10 1.5.2 Justificación Económica.............................10 1.6 ALCANCE............................................. 10 1.6.1 Alcance Temático....................................10 1.7 FUNDAMENTACION TEORICA..............................11 1.8 PROGRAMA DE ACTIVIDADES.............................14 2 MARCO TEORICO....................................... 15 2.1 TRAFICO............................................. 15 2.1.1 Definición..........................................15 2.1.2 Descripción.........................................15 2.1.3 Volumen de Tráfico..................................15 2.1.3.1 Transito diario promedio (TPD).................15 2.1.3.2 Transito Promedio Diario Anual (TPDA)..........16 i

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Page 1: Borrador Final Hector

ÍNDICE DE CONTENIDO

Pág.

1 GENERALIDADES....................................................................................1

1.1 INTRODUCCION.......................................................................................1

1.2 ANTECEDENTES......................................................................................6

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................6

1.3.1 Identificación del Problema.......................................................................6

1.3.2 Formulación del Problema.........................................................................7

1.4 OBJETIVOS...............................................................................................8

1.4.1 Objetivo General........................................................................................8

1.4.2 Objetivos Específicos y Actividades..........................................................8

1.5 JUSTIFICACION......................................................................................10

1.5.1 Justificación Técnica...............................................................................10

1.5.2 Justificación Económica..........................................................................10

1.6 ALCANCE................................................................................................10

1.6.1 Alcance Temático....................................................................................10

1.7 FUNDAMENTACION TEORICA..............................................................11

1.8 PROGRAMA DE ACTIVIDADES.............................................................14

2 MARCO TEORICO..................................................................................15

2.1 TRAFICO.................................................................................................15

2.1.1 Definición.................................................................................................15

2.1.2 Descripción..............................................................................................15

2.1.3 Volumen de Tráfico.................................................................................15

2.1.3.1 Transito diario promedio (TPD)...............................................................15

2.1.3.2 Transito Promedio Diario Anual (TPDA)..................................................16

2.1.3.3 Tráfico proyectado, atraído, generado y desarrollado............................18

2.1.3.4 Determinación del volumen de transito...................................................19

2.1.3.5 Caracterización vehículo tipo..................................................................20

2.1.3.6 Elección del vehículo tipo........................................................................22

2.1.3.7 Categorización de la vía..........................................................................22

2.1.3.8 Nivel de Servicio (Nds)............................................................................24i

Page 2: Borrador Final Hector

2.1.3.9 Derecho de vía........................................................................................26

2.1.3.10 Inventario vial..........................................................................................26

2.1.3.11 Definición.................................................................................................26

2.1.3.12 Descripción..............................................................................................26

2.1.3.13 Componentes inventario vial...................................................................27

2.2 TOPOGRAFÍA.........................................................................................28

2.2.1 Definición.................................................................................................28

2.2.2 Descripción..............................................................................................28

2.2.3 Planimetría..............................................................................................29

2.2.4 Altimetría.................................................................................................29

2.2.5 Coordenadas UTM..................................................................................30

2.2.6 Modelo digital del terreno........................................................................30

2.2.7 Poligonal principal...................................................................................31

2.2.8 Curvas de nivel........................................................................................31

2.2.9 Validación topográfica.............................................................................32

2.2.9.1 Georeferenciación...................................................................................33

2.2.10 Programas usados en topografía............................................................35

2.3 GEOLOGÍA..............................................................................................35

2.3.1 Definición.................................................................................................35

2.3.2 Descripción..............................................................................................36

2.3.3 Mapas geológicos....................................................................................36

2.3.4 Fallas geológicas.....................................................................................36

2.3.5 Exploración de suelos.............................................................................36

2.3.6 Bancos de préstamo................................................................................37

2.4 GEOTECNIA............................................................................................37

2.4.1 Definición.................................................................................................37

2.4.2 Descripción..............................................................................................38

2.4.3 Suelos......................................................................................................38

2.4.3.1 Tipos de suelos.......................................................................................38

2.4.4 Clasificación de suelos............................................................................40

2.4.4.1 Clasificación de suelos sistema AASHTO...............................................40

ii

Page 3: Borrador Final Hector

2.4.4.2 Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS)...........................42

2.4.5 Ensayos de suelos..................................................................................43

2.4.5.1 Granulometría..........................................................................................44

2.4.5.2 Límites de Atterberg................................................................................45

2.4.5.3 Proctor T – 180 D....................................................................................57

2.4.5.4 C.B.R. (California Bearíng Ratio).............................................................63

2.5 HIDROLOGÍA..........................................................................................67

2.5.1 Definición.................................................................................................67

2.5.2 Descripción..............................................................................................68

2.5.3 Precipitación............................................................................................68

2.5.4 Cuenca hidrológica..................................................................................69

2.5.4.1 Demarcación...........................................................................................70

2.5.5 Tiempo de concentración........................................................................71

2.5.6 Periodo de retorno...................................................................................72

2.5.7 Caudal de diseño.....................................................................................73

2.5.8 Intensidad................................................................................................74

2.5.9 Coeficiente de escorrentía.......................................................................75

2.6 CARRETERAS........................................................................................77

2.6.1 Definición.................................................................................................77

2.6.2 Descripción..............................................................................................77

2.6.3 Criterios para definir las características de una carretera.......................77

2.6.4 Alineamiento Horizontal...........................................................................78

2.6.4.1 Categoría de ruta.....................................................................................79

2.6.4.2 Velocidad del Proyecto............................................................................79

2.6.4.3 Velocidad Percentil (V85%).....................................................................80

2.6.4.4 Distancia de Frenado..............................................................................80

2.6.4.5 Radios mínimos de curvas horizontales..................................................81

2.6.4.6 Curvas de transición................................................................................83

2.6.4.7 Por condición de guiado óptico...............................................................84

2.6.5 Elementos del Alineamiento Vertical.......................................................87

2.6.5.1 Curvas Parabólicas.................................................................................87

iii

Page 4: Borrador Final Hector

2.6.5.2 Curvas verticales convexas....................................................................87

2.6.5.3 Curvas verticales cóncavas.....................................................................89

2.6.5.4 Longitud mínima de curvas verticales.....................................................90

2.6.5.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.........................90

2.6.5.6 Sección Transversal................................................................................91

2.6.5.7 Ancho del carril........................................................................................92

2.6.5.8 Bombeo...................................................................................................93

2.6.5.9 Bermas....................................................................................................93

2.6.5.10 Taludes....................................................................................................94

2.6.5.11 Sobre ancho............................................................................................94

2.6.5.12 Diagrama de Masas................................................................................95

2.6.6 Señalización vial......................................................................................98

2.6.6.1 Señalización vertical................................................................................98

2.7 HIDRÁULICA.........................................................................................104

2.7.1 Definición...............................................................................................104

2.7.2 Descripción............................................................................................105

2.7.3 Drenaje longitudinal...............................................................................105

2.7.4 Diseño Hidráulico de Canales...............................................................106

2.7.5 Tipos de Canales...................................................................................107

2.7.6 Drenaje Transversal..............................................................................108

2.7.7 Alcantarilla.............................................................................................109

2.7.7.1 Materiales para la Alcantarilla...............................................................109

2.7.8 Numero de Froude................................................................................111

2.7.9 Pendiente critica....................................................................................112

2.7.9.1 Sección de la Alcantarilla......................................................................112

2.8 PAVIMENTOS.......................................................................................113

2.8.1 Definición...............................................................................................113

2.8.2 Descripción............................................................................................113

2.8.3 Tipos de Pavimentos.............................................................................114

2.8.4 Pavimentos empedrados.......................................................................114

2.8.5 Componentes del Pavimento................................................................115

iv

Page 5: Borrador Final Hector

2.8.5.1 Subrasante............................................................................................115

2.8.5.2 Suelos de fundación..............................................................................115

2.8.5.3 Capacidad de soporte de la subrasante................................................116

2.8.5.4 Capa de rodadura..................................................................................116

2.9 EQUIPO Y MAQUINARIA......................................................................117

2.9.1 Definición...............................................................................................117

2.9.2 Descripción............................................................................................117

2.9.3 Descripción de equipos y cálculo de producción...................................117

2.9.3.1 Tractores...............................................................................................117

2.9.3.2 Retroexcavadora...................................................................................122

2.9.3.3 Equipo de transporte o acarreo.............................................................125

2.9.3.4 Moto niveladoras...................................................................................126

2.9.3.5 Equipo de compactación.......................................................................129

2.9.3.6 Camión Aguatero...................................................................................131

2.9.3.7 Costo horario de operación de maquinaria............................................132

2.9.3.8 Cargos fijos............................................................................................132

2.9.3.9 Cargos por consumo.............................................................................135

2.9.3.10 Cargos de operación.............................................................................138

2.10 IMPACTO AMBIENTAL DEL PROYECTO............................................138

2.10.1 Definición...............................................................................................138

2.10.2 Descripción............................................................................................139

2.10.3 Contenido Ficha Ambiental...................................................................140

2.11 EVALUACIÓN Y DIRECCIÓN DE OBRAS............................................140

2.11.1 Definición...............................................................................................140

2.11.2 Descripción............................................................................................141

2.11.3 Pliego de especificaciones técnicas......................................................141

2.11.4 Presupuesto..........................................................................................142

2.12 CONSTRUCCIONES.............................................................................142

2.12.1 Definición...............................................................................................142

2.12.2 Descripción............................................................................................142

3 MARCO PRÁCTICO..............................................................................144

v

Page 6: Borrador Final Hector

3.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN DE CAMPO...............................144

3.1.1 Tráfico....................................................................................................144

3.1.1.1 Vehículo Tipo.........................................................................................148

3.1.1.2 Proyecciones de Tráfico........................................................................149

3.1.1.3 Conclusiones.........................................................................................150

3.1.2 Inventario vial........................................................................................150

3.1.2.1 Ubicación...............................................................................................151

3.1.2.2 Características de la vía........................................................................151

3.1.2.3 Tareas desarrolladas.............................................................................152

3.1.3 Topografía.............................................................................................162

3.1.3.1 Trabajo de campo..................................................................................163

3.1.3.2 Trabajo de gabinete...............................................................................163

3.1.3.3 Conclusión de la Validación Topográfica...............................................164

3.1.4 Geología................................................................................................165

3.1.4.1 Estratigrafía del suelo............................................................................165

3.1.4.2 Condiciones geológicas del proyecto....................................................166

3.1.4.3 Mapas geológicos..................................................................................166

3.1.4.4 Bancos de préstamo..............................................................................166

3.1.4.5 Conclusión Geología.............................................................................168

3.1.5 Hidrología..............................................................................................169

3.1.5.1 Cuencas de aporte................................................................................170

3.1.5.2 Conclusión Hidrología...........................................................................172

3.1.6 Geotecnia..............................................................................................174

3.1.6.1 Ensayo granulométrico..........................................................................176

3.1.6.2 Limites atterberg....................................................................................179

3.1.6.3 Ensayo Proctor......................................................................................182

3.1.6.4 Ensayo C.B.R........................................................................................184

3.1.6.5 Resultados validación geotécnica.........................................................185

3.2 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO GEOMÉTRICO...............................186

3.2.1 Criterios para el diseño del alineamiento horizontal..............................186

3.2.1.1 Categoría de la ruta...............................................................................186

vi

Page 7: Borrador Final Hector

3.2.1.2 Velocidad de proyecto...........................................................................186

3.2.1.3 V85% 186

3.2.1.4 Distancia de Frenado............................................................................187

3.2.1.5 Radio mínimo de curvas horizontales....................................................187

3.2.1.6 Curvas de transición..............................................................................188

3.2.1.7 Guiado óptico........................................................................................188

3.2.1.8 Longitud de clotoide..............................................................................189

3.2.1.9 Longitud de la clotoide según la aceleración transversal......................189

3.2.2 Criterios para el diseño del alineamiento vertical..................................190

3.2.2.1 Curvas Parabólicas...............................................................................190

3.2.2.2 Curvas verticales convexas..................................................................190

3.2.2.3 Curvas verticales cóncavas...................................................................191

3.2.2.4 Longitud mínima de curvas verticales...................................................192

3.2.2.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.......................192

3.2.2.6 Sobre ancho..........................................................................................193

3.2.2.7 Sección Transversal..............................................................................193

3.2.2.8 Conclusión Diseño Geométrico.............................................................194

3.3 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO.................................194

3.3.1 Drenaje longitudinal...............................................................................194

3.3.1.1 Diseño de Cunetas................................................................................194

3.3.1.2 Drenaje transversal...............................................................................197

3.4 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL PAQUETE ESTRUCTURAL...199

3.4.1 3.4.1 Conclusión Paquete Estructural...................................................199

3.5 ESTUDIO DE SEGURIDAD VIAL..........................................................200

3.6 EVALUACIÓN Y PRODUCTIVIDAD DE MAQUINARIA Y EQUIPO......203

3.6.1 Volúmenes del proyecto........................................................................205

3.7 DOCUMENTOS DEL PROYECTO........................................................207

3.7.1 3.7.1 Planos...........................................................................................207

3.7.2 Pliego de especificaciones técnicas......................................................207

3.7.3 Precios unitarios....................................................................................207

3.7.4 Presupuesto del proyecto......................................................................208

vii

Page 8: Borrador Final Hector

4 EVALUACIÓN........................................................................................210

4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA.......................................................................210

4.1.1 Obras de Drenaje..................................................................................211

4.1.2 Señalización Vertical.............................................................................212

4.1.3 Superficie del Camino...........................................................................214

4.1.4 Mano de Obra........................................................................................215

4.1.5 Equipo y Maquinaria..............................................................................215

4.1.6 Parámetros de Diseño Geométrico.......................................................216

4.2 EVALUACIÓN ECONÓMICA.................................................................217

4.2.1 Cronograma de desembolsos...............................................................218

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.........................................219

5.1 CONCLUSIONES..................................................................................219

5.2 RECOMENDACIONES..........................................................................220

viii

Page 9: Borrador Final Hector

ÍNDICE DE IMÁGENES

Pág.

IMAGEN 1. Camino Actual RAMADAS - APHARUMIRI.........................................5

IMAGEN 2. Condiciones actuales del Camino RAMADAS - APHARUMIRI............5

IMAGEN 3. Señalización informativa Municipio de TAPACARI..........................149

IMAGEN 4. Estado actual del camino RAMADAS – APHARUMIRI....................151

IMAGEN 5. Recorrido camino RAMADAS - APHARUMIRI.................................153

IMAGEN 6. Señalización existente en el camino RAMADAS APHARMIRI.........156

IMAGEN 7. Estado del camino sin alcantarillas..................................................158

IMAGEN 8. Ríos existentes en el camino RAMADAS – APHARUMIRI..............159

IMAGEN 9. Estado camino Ramadas - Apharumiri............................................160

IMAGEN 10. Entrada población de Ramadas.....................................................162

IMAGEN 11. Camino Ramadas – Apharumiri.....................................................165

IMAGEN 12. Rio Tapacari...................................................................................167

IMAGEN 13. Quebrada # 2.................................................................................168

IMAGEN 14. Proceso de obtención de muestra del terreno...............................175

IMAGEN 15. Proceso del ensayo de granulometría............................................177

IMAGEN 16. Proceso del ensayo de Limites atterberg.......................................180

IMAGEN 17. Proceso del ensayo Proctor...........................................................183

ix

Page 10: Borrador Final Hector

ÍNDICE DE FIGURAS

Pág.

FIGURA 1. Ubicación del Proyecto “RAMADAS- APHARUMIRI”...........................1

FIGURA 2. Ubicación de RAMADAS......................................................................2

FIGURA 3. Ubicación de APHARUMIRI..................................................................2

FIGURA 4. Ubicación Proyecto Parotani – Ramadas 2008....................................3

FIGURA 5. Ubicación de Parotani y Ramadas........................................................4

FIGURA 6. Vehículo tipo usado por la Norma ASSHTO.......................................21

FIGURA 7. Levantamiento Topográfico – Planimetría..........................................29

FIGURA 8. Curvas de nivel...................................................................................32

FIGURA 9. Aparato de Casagrande......................................................................49

FIGURA 10. Resultados CBR expresados de forma grafica.................................66

FIGURA 11. Ciclo Hidrológico...............................................................................68

FIGURA 12. Escurrimiento de una Cuenca...........................................................70

FIGURA 13. Demarcación de cuenca hidrográfica...............................................70

FIGURA 14. Representación de Curvas IDF.........................................................75

FIGURA 15. Radio de giro Bus Interurbano..........................................................83

FIGURA 16. Visibilidad de curvas en planta.........................................................84

FIGURA 17. Curvas verticales convexas..............................................................88

FIGURA 18. Curvas verticales cóncavas..............................................................89

FIGURA 19. Perfil transversal descriptivo.............................................................91

FIGURA 20. Perfil transversal descriptivo en curvas............................................92

FIGURA 21. Diagrama de Masas..........................................................................96

FIGURA 22. Ubicación de la Señalización Vertical Transversal...........................99

FIGURA 23. Ubicación de Señales Preventivas de Restricción..........................100

FIGURA 24. Señales Preventivas.......................................................................101

FIGURA 25. Señales Reglamentarias.................................................................102

FIGURA 26. Señales Informativas......................................................................104

FIGURA 27. Propiedades hidráulicas de los canales..........................................108

FIGURA 28. Tractor de orugas............................................................................118

FIGURA 29. Tractor de Neumáticos....................................................................119

x

Page 11: Borrador Final Hector

FIGURA 30. Retroexcavadora.............................................................................122

FIGURA 31. Equipo de transporte o acarreo......................................................125

FIGURA 32. Motoniveladora...............................................................................126

FIGURA 33. Equipo de Compactación................................................................129

FIGURA 34. Camión Cisterna.............................................................................131

FIGURA 35. Ubicación de estaciones de Aforo Vehicular..................................144

FIGURA 36. Trafico promedio diario semanal estación Ramadas......................147

FIGURA 37. Trafico promedio diario semanal estación Apharumiri....................148

FIGURA 38. Bus interurbano..............................................................................149

FIGURA 39. Relevamiento Señalización Vertical................................................155

FIGURA 40. Tipos de defensas para carreteras y caminos................................159

FIGURA 41. Cuenca del Amazona......................................................................169

FIGURA 42. Cuencas de aporte al camino RAMADAS – APHARUMIRI............169

FIGURA 43. Cuencas de aporte camino RAMADAS – APHARUMIRI................171

FIGURA 44. Áreas de aporte del camino............................................................172

FIGURA 45. Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia...................................173

FIGURA 46. Resultados validación geotécnica...................................................185

FIGURA 47. Verificación de cunetas Triangulares..............................................196

FIGURA 48. Alcantarilla Tipo II...........................................................................197

FIGURA 49. Alcantarilla Tipo III..........................................................................197

FIGURA 50. Verificación del Drenaje Transversal Hcanales..............................199

FIGURA 51. Detalle sección transversal.............................................................200

xi

Page 12: Borrador Final Hector

ÍNDICE DE TABLAS

Pág.

TABLA 1. Objetivos específicos y actividades........................................................8

TABLA 2. Contenido del marco teórico.................................................................11

TABLA 3. Categorización según el Tipo de Vehículo............................................21

TABLA 4. Categorización de vía...........................................................................22

TABLA 5. Clasificación de suelos ASSHTO..........................................................40

TABLA 6. Codificación según el Tipo de Material.................................................43

TABLA 7. Planilla de Resultados Granulometría...................................................44

TABLA 8. Planilla de resultados limite plástico.....................................................51

TABLA 9. Planilla de resultados limite líquido.......................................................57

TABLA 10. Modelo de resultados ensayo Proctor.................................................61

TABLA 11. Planilla de resultados ensayo Proctor.................................................62

TABLA 12. Valores de carga unitaria....................................................................67

TABLA 13. Formulas para el Cálculo del Tiempo de Concentración (tc)..............72

TABLA 14. Periodos de retorno de diseño............................................................73

TABLA 15. Coeficientes de Escurrimiento según el Tipo de Terreno...................75

TABLA 16. Coeficientes de escorrentía T=10 Años..............................................76

TABLA 17. Clasificación Funcional para Diseño Carreteras y Caminos Rurales..79

TABLA 18. V85% en función de Vp. y Lr para Vp. entre 40 y 120 km/h...............80

TABLA 19. Valores máximos para el peralte y la fricción transversal...................82

TABLA 20. Radios Mínimos Absolutos en Curvas Horizontales...........................82

TABLA 21. Pendientes relativas de borde.............................................................85

TABLA 22. Tasa Máxima de Distribución de la Aceleración Transversal..............86

TABLA 23. Tasa Normal de Distribución de Aceleración Transversal..................86

TABLA 24. Parámetro Mínimo Curvas Verticales Convexas para Asegurar

Visibilidad de Adelantamiento................................................................................91

TABLA 25. Ancho de carril....................................................................................92

TABLA 26. Valores de bombeo recomendables...................................................93

TABLA 27. Ancho de bermas................................................................................94

TABLA 28. Distancia Mínima (M) Entre Señales Verticales..................................99

xii

Page 13: Borrador Final Hector

TABLA 29. Valores del coeficiente “n” para la formula de Manning....................107

TABLA 30. Vida útil según Categoría de la vía...................................................109

TABLA 31. Coeficientes de rugosidad según el material de la alcantarilla.........110

TABLA 32. Parámetros de diseño empedrado....................................................114

TABLA 33. Factor del tipo de material.................................................................121

TABLA 34. Factor de eficiencia de trabajo.........................................................121

TABLA 35. Factores de pendiente......................................................................122

TABLA 36. Características de las excavadoras normales..................................123

TABLA 37. Velocidades de trabajo adecuadas...................................................128

TABLA 38. Tráfico diario del camino RAMADAS - APHARUMIRI.......................145

TABLA 39. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 1........................................146

TABLA 40. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 2........................................147

TABLA 41. Resultados estudio de Trafico...........................................................150

TABLA 42. Señales existentes en el camino RAMADAS - APHARUMIRI..........161

TABLA 43. Cantidad de señales de acuerdo a su estado...................................161

TABLA 44. Datos de validación topográfica........................................................164

TABLA 45. Precisión Validación Topográfica......................................................164

TABLA 46. Estaciones pluviométricas.................................................................170

TABLA 47. Precipitaciones anuales estación pluviométrica Ramadas...............170

TABLA 48. Características de las cuencas de aporte.........................................171

TABLA 49. Intensidades para diferentes tiempos de retorno..............................173

TABLA 50. Calculo de caudales de diseño Tr= 25 -50 años...............................174

TABLA 51. Resultados del ensayo de granulometría..........................................179

TABLA 52. Resultados del ensayo de Limites Atterberg.....................................182

TABLA 53. Resultados del ensayo Proctor T – 180 D........................................184

TABLA 54. Resultados del ensayo C.B.R...........................................................185

TABLA 55. Detalle del Drenaje Longitudinal.......................................................195

TABLA 56. Detalle de Zanjas de Coronamiento..................................................196

TABLA 57. Detalle del Drenaje Transversal........................................................198

TABLA 58. Detalle mejoramiento subrasante.....................................................199

TABLA 59. Volúmenes de piedra........................................................................200

xiii

Page 14: Borrador Final Hector

TABLA 60. Señalización Vertical.........................................................................201

TABLA 61. Resumen Señalización Vertical........................................................202

TABLA 62. Maquinaria del proyecto según codificación.....................................203

TABLA 63. Maquinaria del proyecto según el ítem.............................................204

TABLA 64. Detalle volúmenes excavación Drenaje transversal..........................205

TABLA 65. Volúmenes del Proyecto...................................................................206

TABLA 66. Presupuesto Total del Proyecto........................................................208

TABLA 67. Comparación técnica del Camino.....................................................210

TABLA 68. Cantidad total de Señalización..........................................................214

TABLA 69. Maquinaria disponible para el Proyecto............................................216

TABLA 70. Parámetros del Diseño Geométrico..................................................216

TABLA 71. Costo total de la inversión.................................................................217

TABLA 72. Recursos Económicos del Municipio de Tapacarí............................217

xiv

Page 15: Borrador Final Hector

1 GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCION

El presente trabajo tiene como objeto de estudio: “El camino “RAMADAS-

APHARUMIRI”. El cual será realizado bajo el enfoque causal determinista, dentro

del Paradigma positivista. Los principales métodos a considerar tenemos el

analítico, inductivo. Las técnicas a emplear la observación, encuesta y entrevistas,

los instrumentos para recabar la información serán fichas bibliográficas,

cuestionarios, dirigidas a una población y muestra conformada por autoridades

políticas, comunitarias y pobladores de la región.

FIGURA 1. Ubicación del Proyecto “RAMADAS- APHARUMIRI”.

(Fuente: Elaboración Propia.)

Las población de RAMADAS con aproximadamente 5.000 habitantes (FIGURA 2),

perteneciente al Municipio de TAPACARI, se encuentra ubicada en la parte

occidental del Departamento de Cochabamba y una distancia de 78 km de la

ciudad.

1 - 220

RAMAD

APHARUMIRI

Page 16: Borrador Final Hector

CARRETERA LA PAZ - ORURO

CARRETERA LA PAZ-ORURO-COCHABAMBA

Apharumiri

CARRETERA LA PAZ - ORURO

CAMINO VECINAL RAMADAS - APHARUMIRI CARRETERA LA PAZ-ORURO-COCHABAMBA

FIGURA 2. Ubicación de RAMADAS.

(Fuente: Elaboración Propia.)

La población de APHARUMIRI (FIGURA 3), se encuentra aproximadamente a 18

Km. De RAMADAS, con una población aproximada de 8.000 habitantes.

FIGURA 3. Ubicación de APHARUMIRI.

(Fuente: Elaboración Propia.)

La población de TAPACARI ubicada a 43 km de PAROTANI aproximadamente se

caracteriza por la producción de hortalizas como: cebollas, papas, zanahorias,

2 - 220

Page 17: Borrador Final Hector

explotación de piedra caliza, sulfato de calcio di-hidrato. Los pobladores para su

comercialización de estos productos utilizan la vía PAROTANI-RAMADAS-

APHARUMIRI-TAPACARI. La vía que comunica las poblaciones que se

encuentran entre PAROTANI y RAMADAS comenzó como un sendero entre los

cultivos y la orilla del rio Tapacari, por donde solo transitaban personas y

animales. El año 2007 se realizo la apertura de un camino rustico de tierra de solo

6 mts. De ancho que permitía el ingreso de vehículos livianos y de vehículos

pesados.1

El año 2008 se presento el Proyecto de mejoramiento del camino “PAROTANI -

RAMADAS” que vincula las poblaciones de Parotani, Ornuni, Chaqueri, Kochi

Marca y Ramadas. El presente camino mencionado sirve como vía de acceso al

actual Proyecto de mejoramiento del camino RAMADAS – APHARMIRI.

FIGURA 4. Ubicación Proyecto Parotani – Ramadas 2008.

(Fuente: Tesis “Proyecto de mejoramiento camino Parotani – Ramadas”, María Elena Silez, Cbba

2008.)

1 María Elena Silez, Tesis “Proyecto de mejoramiento camino Parotani- Ramadas”,Cbba, año 2008

3 - 220

Page 18: Borrador Final Hector

Además de ser una vía de acceso y vinculación entre poblaciones, sirve para que

los pobladores de Parotani, Ornuni, Chaqueri, Kochi Marca y Ramadas puedan

transportar sus productos obtenidos.

De acuerdo a información proporcionada por el I.N.E. más del 80% de los

pobladores se dedica año redondo a la producción y comercialización de cebolla,

zanahoria, remolacha, ajo, papa, etc. y el resto del los pobladores se dedica a

otras actividades como: la explotación de piedra caliza, sulfato de calcio di-

hidratado, etc.

FIGURA 5. Ubicación de Parotani y Ramadas.

(Fuente: Tesis “Proyecto de mejoramiento camino Parotani – Ramadas”, María Elena Silez, Cbba

2008.)

Actualmente el camino de acceso a las poblaciones de RAMADAS –

APHARUMIRI de categoría IV establecida por el Municipio de Tapacari, de

material de tierra con 6 m de ancho se encuentra deteriorado, porque presenta

baches, deslizamientos, derrumbes, curvas con radios mínimos.

4 - 220

Page 19: Borrador Final Hector

IMAGEN 1. Camino Actual RAMADAS - APHARUMIRI.

(Fuente: Elaboración Propia.)

IMAGEN 2. Condiciones actuales del Camino RAMADAS - APHARUMIRI.

(Fuente: Elaboración Propia.)

La necesidad de un camino transitable es notoria en los habitantes por no tener

continuidad en sus actividades productivas, especialmente en épocas de lluvias el

acceso a las poblaciones es prácticamente imposible, lo que ocasiona que los

pobladores dejen de cultivar sus productos por no contar con un camino en

5 - 220

Page 20: Borrador Final Hector

buenas condiciones en cualquier época del año. Las poblaciones afectadas que

están unidas a la red Departamental son: Tapacari, Apharumiri, Ramadas,

Cochimarca, Chaqueri, Hornoni, Chirchuanani, Vinticuya, Ciracaba y Parotani.

1.2 ANTECEDENTES

La información necesaria para poder realizar el proyecto de grado será recopilada

de la Unidad de Pre-inversión de la Gobernación, de la cual se realizara la

validación correspondiente.

Levantamiento Topográfico realizado por la Gobernación el 2007

Estudio de suelos elaborado por la Gobernación el 2007

Estudios Hidrológicos realizados por el SENAMHI 2007

Estudio de tráfico elaborados por la Gobernación el 2007

Trabajo de grado referido al Proyecto de Mejoramiento del camino PAROTANI –

RAMADAS, realizado por la Estudiante María Elena Siles en la Gestión 2008. El

mismo que constituye una base referencial por constituir el tramo de acceso al

camino RAMADAS – APHARUMIRI.

1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.3.1 Identificación del Problema

Para la identificación del problema se utiliza la técnica de espina de pescado o

diagrama causa-efecto.que a continuación se desarrolla.

Actualmente la economía de los pobladores de RAMADAS Y APHARUMIRI está

basada en la producción de hortalizas, cereales, legumbres, además la

explotación de materias primas (piedra caliza, sulfato de calcio di-hidratado).

Producción que no puede ser transportada a los centros de consumo por

6 - 220

Page 21: Borrador Final Hector

encontrarse incomunicadas en gran parte del año por no contar con un camino

estable que cumpla con las condiciones necesarias de seguridad, comunicación,

garantías para el transporte de pasajeros. Asimismo la explotación de materias

primas es postergada y difícil de llevar a cabo a pesar de constituir la principal

fuente de ingreso económico para los habitantes de esa región.

Debido al mal estado del camino en la mayor parte del año, especialmente en

tiempo de lluvias ocasiona la reducción del tránsito vehicular a camiones,

colectivos, micros de doble tracción, situación que eleva los costos de transporte,

con incidencias negativas para la magra economía de los habitantes de la región.

La infraestructura caminera en el municipio de TAPACARI está representada

solamente por el camino vecinal de categoría IV PAROTANI-RAMADAS-

TAPACARI, el cual se encuentra vinculado a la ruta 4 de la red fundamental;

siendo la única vía de acceso a las poblaciones y comunidades, por tanto no

existe otra alternativa de circulación para los medios de transporte y pobladores de

la región.

Al no contar con un proyecto de mejoramiento del mencionado tramo caminero,

las poblaciones de la región continuaran en una situación de retraso y

postergación en su desarrollo y crecimiento económico. Esta situación hace

necesaria la implementación de un proyecto de mejoramiento del camino vecinal

RAMADAS- APHARUMIRI, con el objetivo de garantizar el transporte de pasajeros

y la producción agrícola a los mercados de consumo. (Ver Anexo “A”).

1.3.2 Formulación del Problema

El camino que vincula actualmente las poblaciones de “RAMADAS-APHARUMIRI”

se encuentra en mal estado en gran parte del año por los deslizamientos,

derrumbes, lluvias; dificultando la movilidad de personas, vehículos y el transporte

de productos agrícolas, explotación y traslado de materias primas a los principales

7 - 220

Page 22: Borrador Final Hector

mercados de consumo; ocasionando además elevados costos de transporte que

afectan considerablemente los ingresos económicos de los pobladores de la

región, manteniendo una situación de retraso y postergación en el desarrollo y

crecimiento de las comunidades.

1.4 OBJETIVOS.

1.4.1 Objetivo General.

Realizar el Proyecto de mejoramiento del camino “RAMADAS- APHARUMIRI”.

1.4.2 Objetivos Específicos y Actividades.

Realizar la recopilación y validación de información de campo.

Elaborar el diseño y dimensionamiento Geométrico.

Elaborar el diseño y dimensionamiento hidráulico

Elaborar el diseño y dimensionamiento de la carpeta estructural

Elaborar un estudio de seguridad vial.

Evaluación de la productividad de Equipos y Maquinaria.

Elaborar la documentación del proyecto.

TABLA 1. Objetivos específicos y actividades.

OBJETIVOS ESPECIFICOS ACTIVIDADES

Recopilación y validación de

información de campo

3.1.1 Elaborar estudio de tráfico

vehicular.

3.1.2 Elaborar Inventario vial actual

del camino.

3.1.3 Recopilación y validación del

estudio Topográfico.

3.1.4 Recopilación de información

geológica

8 - 220

Page 23: Borrador Final Hector

3.1.5 Recopilar la información

Hidrológica

3.1.6 Recopilar y validar los estudios

geotécnicos.

Elaborar el Diseño y

Dimensionamiento Geométrico

3.2.1 Diseño del alineamiento

Horizontal.

3.2.2 Diseño alineamiento Vertical.

Elaborar el Diseño Hidráulico

3.3.1 Diseñar y dimensionar

drenajes Longitudinal.

3.3.2 Diseñar y dimensionar

drenajes transversales.

Elaborar el Diseño de la carpeta

estructural.

3.4 Diseñar y dimensionar el

paquete estructural.

Elaborar un Estudio de

seguridad vial.

3.5 Estudio de Seguridad vial

Evaluación y productividad de

equipos y maquinarias.

3.6 Determinación del equipo y

maquinaria para el proyecto.

3.6.1 Volúmenes de proyecto

Productividad de maquinaria.

(ver en ANEXO K “CD”)

Elaborar la documentación del

proyecto.

3.7.1 Elaborar los planos del

proyecto.

3.7.2 Elaborar especificaciones

técnicas.

3.7.3 Elaborar el análisis de precios

unitarios.

3.7.4 Elaborar presupuesto del

proyecto.

3.7.5 Elaboración de ficha

ambiental.

Elaborar el cronograma de

9 - 220

Page 24: Borrador Final Hector

actividades.( ver Anexo L)

1.5 JUSTIFICACION

1.5.1 Justificación Técnica.

La justificación técnica del proyecto surge por la implementación de un inventario

vial de las condiciones actuales que presenta el camino, así mismo se realizara un

inventario vial del proyecto.

Aplicando criterios prácticos y teóricos, mediante el uso de programas

computarizados con los cuales se realizo el diseño y dimensionamiento del camino

con normas previamente establecidas.

1.5.2 Justificación Económica.

El presente proyecto coadyuvara en la búsqueda de financiamiento para ejecutar

el mejoramiento del camino “RAMADAS – APHARUMIRI”, que impulsara el

desarrollo de los pobladores de la zona, facilitando así el transporte de su

producción, personas, especies. Siendo así una facilidad de los pobladores mino

rizando los costos de transporte y adquisición de insumos para la zona.

1.6 ALCANCE.

1.6.1 Alcance Temático.

Se aplicaran todos los conocimientos obtenidos a lo largo de los años de estudio

realizados en la EMI para la Elaboración del proyecto “Mejoramiento del camino

“RAMADAS- APHARUMIRI “.

10 - 220

Page 25: Borrador Final Hector

El diseño y mejoramiento de caminos es una rama de la Ingeniería Civil, más

específicamente la Ingeniería vial, en la cual se realizan los diseños y

dimensionamientos de las carreteras, con la ayuda de asignaturas en las

diferentes áreas como ser:

Topografía (Validación topográfica, Modelo digital del terreno, Poligonal,

curvas de nivel).

Geología (Mapas geológicos, bancos de préstamo).

Mecánica de suelos y Geotecnia (Granulometría, Ensayos de suelo, limites

atterberg, Proctor T-180D, C.B.R).

Hidrología (Validación información hidrológica, Áreas de aporte, curvas IDF,

Intensidad de lluvia, caudal de diseño).

Carreteras (Diseño geométrico, alineamiento vertical, alineamiento

horizontal, diagrama de masas, sección transversal).

Hidráulica (Diseño de drenajes transversales y longitudinales).

Maquinaria y Equipo (Tipo de equipo y maquinaria, Cantidad de equipo,

Volúmenes de proyecto)

Construcciones (Cómputos métricos, análisis de precios unitarios).

Evaluación y Dirección de Obras (cronograma de trabajo, presupuesto de

proyecto, cronograma de desembolso).

1.7 FUNDAMENTACION TEORICA

TABLA 2. Contenido del marco teórico.

OBJETIVOS

ESPECIFICOSACTIVIDADES

FUNDAMENTACION

TEORICA

Recopilación y

validación de

información de campo.

Elaborar estudio

de tráfico

vehicular.

Recopilación y

validación del

Tráfico.

-Determinación del

flujo vehicular.

-Proyección

vehicular.

11 - 220

Page 26: Borrador Final Hector

estudio

Topográfico.

Recopilación de

información

geológica

Recopilar y

validar los

estudios

geotécnicos.

Recopilar la

información

Hidrológica

Topografía

-Modelo digital del

terreno.

-Poligonal principal.

-Curvas de nivel.

Geología

-Mapas geológicos

-Fallas geológicas

-Bancos de préstamo

Geotecnia

-Clasificación de

suelos

-Validación de

ensayos geotécnicos:

-Granulometría

-Limites

-Proctor

-Resistencia CBR

Hidrología

-Curvas IDF

-Áreas de aporte

-Métodos de cálculo

de caudales.

Elaborar del Diseño y

Dimensionamiento

Geométrico

Diseño del

alineamiento

Horizontal.

Diseño

alineamiento

Vertical.

Carreteras.

Manual y normas

para el diseño del

alineamiento

horizontal y vertical.

Elaborar el diseño

hidráulico.

Diseñar y

dimensionar

Hidráulica.

-Diseño de cunetas y

12 - 220

Page 27: Borrador Final Hector

drenajes

Longitudinal.

Diseñar y

dimensionar

drenajes

transversales.

alcantarillas.

Elaborar el diseño de la

carpeta estructural.

Diseñar y

dimensionar el

paquete

estructural.

Pavimentos.

-Métodos de diseño

de pavimentos.

Evaluación y

productividad de

equipos y maquinarias.

Determinación del

equipo y

maquinaria para

el proyecto.

Volúmenes de

proyecto

Productividad de

maquinaria.

(ver en ANEXO K

“CD”)

Equipo y

Maquinaria

-Evaluación y

productividad del

equipo y maquinaria.

Elaborar un

Estudio de

seguridad vial.

Estudio de

seguridad vial

Carreteras.

Señalización Vial

Elaborar documentos

del proyecto.

Elaborar los

planos del

proyecto.

Elaborar

especificaciones

técnicas.

Elaborar el

análisis de

Evaluación y

dirección de obras.

-Elaboración de

pliego de

especificaciones

técnicas.

-Presupuesto del

proyecto.

13 - 220

Page 28: Borrador Final Hector

precios unitarios.

Elaborar

presupuesto del

proyecto.

Elaboración de

ficha ambiental.

Elaborar el

cronograma de

actividades.( ver

Anexo L)

Construcciones

-Elaboración de

planos

-Análisis de precios

unitarios.

-Elaboración de ficha

ambiental.

1.8 PROGRAMA DE ACTIVIDADES

El presento programa de actividades del proyecto se encuentra en el ANEXO L.

2 MARCO TEORICO

14 - 220

Page 29: Borrador Final Hector

2.1 TRAFICO

2.1.1 Definición

Es una rama de la Ingeniería Civil que trata sobre la planificación, operación y

diseño, estudiando el fenómeno causado por el flujo de vehículos en una vía,

calle o autopista. Mejorando las condiciones del flujo vehicular y peatonal en una

determinada zona.2

2.1.2 Descripción

Para poder seleccionar la categoría de una determinada vía, es indispensable

tener los volúmenes de demanda, composición y la evolución del tráfico variables

que se darán a conocer en el diseño de la vía. A continuación se darán los

principales indicadores que intervendrá en este proceso.

2.1.3 Volumen de Tráfico

El volumen de tráfico de una carretera como su nombre lo indica es la cantidad y

el tipo de vehículos que pasan por un punto determinado durante un periodo de

tiempo especifico.

2.1.3.1 Transito diario promedio (TPD)

Es el promedio de los conteos de 24 horas recolectados en u número de días

mayor que 1, pero menor que un año. Los TDP se usan para:

La planificación de las actividades de la carretera.

La medición de la demanda actual.

La evaluación del flujo existente de transito.

2Nicholas J. Garber-Lester A.Hoel, Ingeniería de transito y carreteras

15 - 220

Page 30: Borrador Final Hector

2.1.3.2 Transito Promedio Diario Anual (TPDA)

Es el promedio de los conteos de 24 horas recolectados todos los días del año.

Los TDPA se usan en varios análisis de transito y de transporte para:

La estimación del ingreso, debida a los usuarios de las carreteras de peaje.

El cálculo de las tasas de accidentes en términos de accidentes para 100

millones de vehículos.

Establecimiento de las tendencias de volumen de transito.

Evaluación de la factibilidad económica de los proyectos de carreteras.

Desarrollo de autopistas y de sistemas de calles arteriales principales.

Desarrollo de los programas de mejora y mantenimiento.

Para obtener el tránsito promedio diario anual TPDA en base al tránsito promedio

diario semanal, se calculara mediante la siguiente expresión:

TPDA=TPDS ± A

Donde:

A = máxima diferencia entre el TPDA y el TPDS

Como se observa, el valor de A, sumado o restado del TPDS, define el intervalo

de confianza dentro del cual se encuentra el TPDA. Para un determinado nivel de

confiabilidad. El valor de A es:

A=K∗E

Donde:

K = Número de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad

deseado

En la distribución normal, para niveles de confiabilidad del 90% y 95% los valores

de la constante k son 1.64 y 1.96, respectivamente.

E = Error estándar de la media.

16 - 220

Page 31: Borrador Final Hector

Estadísticamente se ha demostrado que las medias de diferentes muestras

tomadas de la misma población, se distribuyen normalmente alrededor de la

media poblacional con una desviación estándar equivalente al error estándar. Por

lo tanto, también se puede escribir que:

E=σ

Donde:

σ = Estimador de la desviación estándar poblacional.

Una expresión para determinar el valor estimado de la desviación estándar

poblacional, σ, es la siguiente.

σ=(√N-nN-1 )∗ S

√nDonde:

S = Desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito o

desviación estándar muestral.

N = Tamaño de la población en número de días del año.

n = Tamaño de la muestra en número de días del aforo.

La desviación estándar muestral, S, se calcula como:

S=√∑i=1

n

(TDi−TPDS )2

n−1

Donde:

TDi = Volumen de tránsito del día i.

Finalmente la relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario anual y

semanal es:

TPDA=TPDS ± A

TPDA=TPDS ±K∗E

TPDA=TPDS ±K∗σ

2.1.3.3 Tráfico proyectado, atraído, generado y desarrollado.

17 - 220

Page 32: Borrador Final Hector

a) Tráfico proyectado. Para los proyectos viales no solo es importante el tráfico

existente en la vía, si se trata de un mejoramiento, sino más bien del tráfico

que la carretera va a servir a lo largo de su funcionamiento.

Para la proyección se pueden utilizar los siguientes métodos de crecimiento como

ser:

Método Crecimiento Aritmético:

Método Crecimiento Geométrico:

Método Crecimiento Wappaus:

Donde:

TPDAf = Tráfico proyectado.

TPDAo = Tráfico correspondiente al año base.

i = Índice de crecimiento del tráfico.

t = Número de años.

b) Tráfico Generado. Es el que se origina por las novedades que ofrecen una

nueva carretera o las mejoras en una existente. Es decir, el uso de la carretera

por su mejor servicio, por novedad en vez de necesidad; se ha estimado que

este tráfico se produce hasta un tiempo de dos años.

18 - 220

Page 33: Borrador Final Hector

c) Tráfico Atraído. Que sería aquel atraído desde otras carreteras o medios de

transporte; una vez que entre en servicio la vía mejorada, en razón de ahorros

en tiempo, distancia o costos.

d) Tráfico Desarrollado. Es el volumen de tránsito que se incrementa por las

mejoras en el suelo adyacentes a la vía. A diferencia del tráfico generado, el

tráfico desarrollado continúa actuando por muchos años después que la nueva

carretera ha sido puesta en servicio.

2.1.3.4 Determinación del volumen de transito.

Se realizan estudios de volumen de transito para recolectar datos del número de

vehículos y/o peatones que pasan por un punto en una instalación de una

carretera durante un periodo especifico de tiempo. Este periodo de tiempo varía

desde 15 minutos hasta un año, dependiendo del uso anticipado de los datos. Los

datos recolectados también pueden clasificarse en sub-categorías. Para la

recolección de datos del número de vehículos que pasa por una carretera pueden

ser:

a) Método manual. En el conteo manual intervienen una o más personas que,

por medio de un contador registran los vehículos observados, o simplemente se

puede realizar mediante una planilla en la cual se establece las diferencias de

vehículos livianos, pesados de acuerdo al tipo de eje que estos posean. A

continuación se ve un modelo de planilla de conteo:

19 - 220

Page 34: Borrador Final Hector

b) Método automático. Algunos contadores automáticos emplean un método

de conteo que requiere la instalación en el camino con detectores de superficie

(como los tubos neumáticos de camino) o detectores debajo de la superficie (como

aparatos magnéticos o de contacto eléctrico). Los cuales detectan al vehículo que

pasa y transmiten la información a un registrador, que se conecta a un detector en

el camino.

2.1.3.5 Caracterización vehículo tipo.

El manual y normas para el diseño geométrico, indican las dimensiones y radios

de giro de los vehículos tipo definidos por el A.B.C. considerando los principales

datos de los vehículos tipo, recomendados para el diseño geométrico de

carreteras.

20 - 220

Page 35: Borrador Final Hector

FIGURA 6. Vehículo tipo usado por la Norma ASSHTO.

(Fuente: Norma ASSHTO.)

TABLA 3. Categorización según el Tipo de Vehículo.

Características del

vehículo

Automóviles

(VP)

Camiones y

Ómnibuses

convencional

(CO)

Ómnibuses

interurbanos

(O)

Camión

Semiremolque

(SR)

Ancho total 2.10 2.60 2.60 2.60

Largo total 5.80 9.10 12.20 16.80

Radio mínimo de la rueda

externa delantera7.30 12.80 12.80 13.70

Radio mínimo de la rueda

interna trasera4.70 8.70 7.10 6.00

(Fuente: Manual y normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

La norma establece cuatro grupos básicos de vehículos, que se adoptaran para

cada caso, en función a las características predominantes de tránsito:

VP = Vehículos livianos, asimilables a automóviles, furgonetas y similares.

CO = Vehículos comerciales rígidos, compuestos de unidades tractores simples;

abarcan a los camiones y Ómnibuses comerciales, de dos ejes y seis ruedas.

21 - 220

Page 36: Borrador Final Hector

O = Ómnibuses de mayores dimensiones, empleando normalmente para larga

distancia y turismo; sirven también de referencia para considerar la existencia de

camiones rígidos de mayor longitud que los CO y que pueden contar con tres ejes.

SR = Vehículo comercial articulado, compuesto normalmente de unidad tractor y

un semiremolque de dos ejes.

2.1.3.6 Elección del vehículo tipo.

La elección del vehículo tipo es muy importante puesto que interviene

directamente en el diseño geométrico de la carretera, esto dependerá del

elemento que se baya a diseñar.

Para determinar algunos de esos elementos (por ejemplo los radios mínimos de

curvas del alineamiento horizontal), la elección del vehículo de diseño se realiza

identificando el más representativo dentro de la corriente de la vía, siempre que

los elementos del proyecto satisfagan las exigencias de circulación de los otros

vehículos.

2.1.3.7 Categorización de la vía

La categorización de las vías para el diseño de carreteras y caminos, se

fundamenta en el tipo de calzada, volumen de tráfico y además que indica la

velocidad que deberá tener esa vía según su categoría.

TABLA 4. Categorización de vía.

Categoría de

la carreteraCaracterísticas Criterio de clasificación

Velocidades

Directrices

(Km. /hr.)

0

Doble calzada dos o más

carriles por dirección.

Control total de acceso.

- TPDA mayor de 15000

vehículos.

- Función de total prioridad:

movilidad.

120 – 80

I. A.Doble calzada dos o más

carriles por dirección.

- TPDA mayor de 5000

vehículos.120 – 70

22 - 220

Page 37: Borrador Final Hector

Control parcial de acceso.- Función más importante,

movilidad.

I. B.Calzada simple dos carriles.

Control parcial de acceso.

- TPDA mayor de 1500

vehículos.

- corresponde al nivel de

servicio C o D

120 – 70

II Calzada simple dos carriles.-TPMA mayor de 700

vehículos.100 – 50

III Calzada simple dos carriles.-TPMA mayor de 300

vehículos.80 – 40

IVCalzada simple dos

carriles.

-TDMA menor de 200

vehículos.80 – 30

(Fuente: Manual y normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

Categoría I.A.

Corresponde a una carretera de doble calzada con control parcial de acceso. Su

necesidad se presenta cuando los volúmenes de tránsito futuros ocasionarían en

una carretera de calzada simple niveles de servicio, en correspondencia con el

VHD, inferiores al C o al D; siendo además su función más importante la de servir

al tránsito de paso.

Categoría I.B.

Corresponde a una carretera de elevado patrón de diseño, con requerimientos por

parte de la demanda similares a los de la categoría I.A, pero que pueden ser

satisfechos con una calzada simple de dos carriles. A título indicativo, esta

categoría podría corresponder a aquellas carreteras con TPDA superior a 1500

vehículos/día a los 10 años de habilitada y que puedan satisfacer el VHD de ese

momento con un nivel de servicio igual o superior al C o D, según las

características del terreno.

Categoría II.

Corresponde a una carretera que, a los 10 años de habilitada, presente volúmenes

de tránsito (TPDA) superiores a los 700 vehículos/día, con calzada simple de los

carriles y cuyas características de diseño geométrico permitan asegurar una

23 - 220

Page 38: Borrador Final Hector

calidad de servicio equivalente o superior a los niveles C o D según las

características del terreno.

Categoría III.

Con similares consideraciones que la categoría anterior, poseyendo un diseño

adecuado a tránsitos (TPDA) mayor de 300 vehículos, a los 10 años de habilitada,

pero de características geométricas no suficientes como para considerar a la

carretera dentro de la categoría II.

Categoría IV.

Corresponde a la mínima categoría de la clasificación, en la que se encuadran

todos aquellos caminos que presentarían en su habilitación tránsitos (TPDA)

menores de 200 vehículos. Son, en general, carreteras que se constituyen para

satisfacer vinculaciones donde el tráfico aún no se ha desarrollado

suficientemente, o bien son simplemente vías locales donde la función primordial

es el acceso a la propiedad.

2.1.3.8 Nivel de Servicio (Nds).

El concepto de niveles de servicio es, por definición, una medida cualitativa

descriptora de las condiciones operativas de un flujo vehicular y de su percepción

de los conductores y/o pasajeros. La definición de nivel de servicio describe

generalmente estas condiciones en relación con variables tales como la velocidad

y tiempo de recorrido, la libertad de maniobra, la comodidad y conveniencia o

adecuación del flujo a los deseos del usuario y la seguridad vial.

Los criterios de nivel de servicio, se aplican al recorrido durante los 15 minutos

pico de viaje, y en los tramos de carretera de longitudes significativas. Las

designaciones de nivel de servicio son A (máximo) a F (mínimo). Las definiciones

del nivel de servicio, son como sigue:

24 - 220

Page 39: Borrador Final Hector

Nivel de servicio A: ésta es la calidad máxima de servicio que puede

alcanzarse. Los conductores pueden viajar a la velocidad que desean. La

necesidad de rebasar a otros vehículos, está muy por debajo de la capacidad

de rebase y pueden observarse algunos grupos (si es que hay alguno) de tres

o más automóviles.

Nivel de servicio B: Para este nivel de servicio, si los vehículos van a

conservar la velocidad deseada, la demanda para rebasar a otros vehículos

aumenta mucho. Para el nivel mínimo del rango B del NDS, la demanda de

rebase y la capacidad de rebase son casi iguales

Nivel de servicio C: los aumentos adicionales de flujo más allá del rango B

del NDS, resultan en un incremento notorio de la formación de grupos y en un

aumento de tamaño de éstos. Las oportunidades de rebase en estos casos,

disminuyen notablemente.

Nivel de servicio D: El flujo es inestable y las maniobras de rebase son

difíciles de completar, si no es que imposible. Puesto que el número de

oportunidades de rebase se aproxima a cero a medida que aumentan las

intenciones de rebase, cada carril opera esencialmente en forma

independiente del carril opuesto. No es raro que se formen grupos de una

longitud de cinco a diez vehículos consecutivos.

Nivel de servicio E: Ahora el rebase se ha hecho virtualmente imposible. Los

grupos son más largos y más frecuentes ya que también se encuentran

vehículos más lentos. Las condiciones operativas son inestables y difíciles de

predecir.

Nivel de servicio F: El tránsito está congestionado con la demanda

excediendo a la capacidad. Los volúmenes son mayores que la capacidad y

las velocidades son variables.

25 - 220

Page 40: Borrador Final Hector

2.1.3.9 Derecho de vía.

El derecho de vía es una parte del suelo de propiedad privada que tiene un uso

limitado por una reglamentación ya sea esta nacional o local. Para el diseño de

carreteras nuestro país cuenta con el Decreto Supremo N° 25134 que establece

parámetros de derecho de vía según la categoría del camino siendo los siguientes:

Caminos Vecinales 25 (m)

Caminos Interprovinciales 30 (m)

Caminos Interdepartamentales o troncales 50 (m)

2.1.3.10 Inventario vial.

2.1.3.11 Definición.

Es la contabilización de las características físicas y socioeconómicas así como la

importancia y necesidad de desarrollo de la vía para el tránsito vehicular y el

transporte de bienes y personas.

2.1.3.12 Descripción.

El inventario vial es un proceso que nos permite conocer los caminos que

componen la red vial de una determinada área, asimismo los componentes del

camino y el estado de conservación de los mismos.

Antes de dar inicio a los trabajos de mantenimiento, se debe efectuar el inventario

detallado del camino.

Los datos que son consignados en el inventario permiten, además, conocer la

ubicación de los principales componentes y obras que conforman el camino, el

estado de los mismos y la necesidad de ciertos trabajos.

26 - 220

Page 41: Borrador Final Hector

El inventario vial debe efectuarse cada dos años para conocer la variación de las

condiciones del camino.

2.1.3.13 Componentes inventario vial.

Los componentes que se deberán tomar para realizar un inventario vial serán los

siguientes:

a) Identificación del tramo. Se podrán tomar como referencia primeramente

mapas generales, para poder facilitar la descripción del lugar indicando

poblaciones cercanas, ríos, ciudades, es decir describiendo la localización.

b) Longitud del tramo. En este caso se determinara la longitud total del

camino, carretera mediante información recopilada, en caso que no hubiera

información se determinara mediante el odómetro de un vehículo.

c) Ancho de calzada. Comprende el ancho de la superficie de rodadura,

entre bordes de carriles de circulación, en caso de no estar bien definidos los

bordes se realizara la estimación de acuerdo al criterio del ingeniero a cargo del

inventario.

d) Ancho de bermas. Comprende la zona de estacionamiento de

emergencia, ubicada en la parte exterior de la calzada de circulación. La cual se

determinara de acuerdo a la geometría básica de la carretera.

e) Tipo de superficie del camino. Se definirá de acuerdo al tipo de material

utilizado pudiendo ser pavimento rígido, flexible, empedrado y adoquinado. Según

el estado en que se encuentre podemos clasificarlo:

Buena (B): no presenta daños significativos.

Regular(R): Daños menores, pero no constituye una obstrucción impórtate

para el tráfico.

Pobre (P): Daños moderados y frecuentes en la calzada.

Muy mala (MM): Daños severos y frecuentes, solo transitable por vehículos

grandes o de doble tracción.

Intransitable (I): Fuera de servicio de manera total o parcial.

27 - 220

Page 42: Borrador Final Hector

f) Topografía. La topografía general del tramo indica las dificultades para la

operación del tránsito, lo que se debe tener en cuenta sobre todo para el paso de

los camiones.

g) Obras de arte y drenaje. Se determinara la ubicación y características

físicas de estructuras de drenaje como: puentes, alcantarillas, cunetas, canales de

agua, zanjas de drenaje, badenes, túneles y muros.

h) Otros elementos de las carreteras. Son los demás elementos de

carreteras y su entorno:

Señalización horizontal

Señalización vertical

2.2 TOPOGRAFÍA.

2.2.1 Definición.

Se define la Topografía como la ciencia que trata de los principios y métodos

empleados para determinar las posiciones relativas de los puntos de la superficie

terrestre, por medio de medidas, y usando los tres elementos del espacio. Estos

elementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o una distancia, una

dirección y una elevación.3

2.2.2 Descripción.

La topografía es de vital importancia para la elaboración de los proyectos de

carreteras, ya que es necesario disponer de un modelo a escala reducida del

terreno sobre el cual se plasmaran las ideas, es decir construir posteriormente. La

topografía será nuestra principal aliada para materializar en el terreno todo aquello

que hemos proyectado.

3 Jorge Franco Rey, Nociones de Topografía, Geodesia y Cartografía

28 - 220

Page 43: Borrador Final Hector

2.2.3 Planimetría.

Es una de las divisiones de la topografía, consiste en proyectar sobre un plano

horizontal los elementos de la cadena o poligonal sin considerar su diferencia de

elevación.

FIGURA 7. Levantamiento Topográfico – Planimetría.

(Fuente: Elaboración Propia)

2.2.4 Altimetría.

Es la manera de determinar y representar la altura o cota de cada uno de los

puntos respecto a un plano de referencia, con ella se consigue representar el

relieve del terreno. Se encarga de la medición de las diferencias de Nivel o de

elevación entre los diferentes puntos del terreno, las cuales representan las

distancias verticales medidas a partir de un plano horizontal de referencia, todas

las operaciones se reducen a mediciones sobre las siguientes magnitudes.4

1)- Distancias horizontales

2)- Distancias verticales

3)- Ángulos horizontales

4Jorge Franco Rey, Nociones de Topografía, Geodesia y Cartografía

29 - 220

Page 44: Borrador Final Hector

4)- Ángulos verticales

2.2.5 Coordenadas UTM.

El Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator (En inglés

Universal Transverse Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la

proyección geográfica transversa de Mercator, que se construye como la

proyección de Mercator normal, se la hace tangente a un meridiano. Zonas UTM,

Se divide la Tierra en 20 zonas de 8º Grados de Latitud, que se denominan con

letras desde la C hasta la X excluyendo las letras "I" y "O".

2.2.6 Modelo digital del terreno.

Se denomina MDT al conjunto de capas (generalmente raster) que representan

distintas características de la superficie terrestre derivadas de una capa de

elevaciones a la que se denomina Modelo Digital de Elevaciones (MDE). Aunque

algunas definiciones incluyen dentro de los MDT prácticamente cualquier variable

cuantitativa regionalizada, aquí se prefiere limitar el MDT al conjunto de capas

derivadas del MDE. El trabajo con un MDT incluye las siguientes fases que no son

necesariamente consecutivas en el tiempo:

Generación del MDE

Manipulación del MDE para obtener otras capas del MDT (pendiente,

orientación, curvatura, etc.)

Visualización en dos dimensiones o mediante levantamientos 3D de todas

las capas para localizar errores

Análisis del MDT (estadístico, morfo métrico, etc.)

Aplicación, por ejemplo como variable independiente en un modelo de

regresión que haga una estimación de la temperatura a partir de la altitud.

30 - 220

Page 45: Borrador Final Hector

Una de las razones por las que estas fases se solapan es que en muchos casos la

manipulación, visualización y análisis van a permitir descubrir errores en el MDE.

De este modo se vuelve a la primera fase y se genera un MDE mejorado.5

2.2.7 Poligonal principal.

La poligonal principal consiste en la medición de los ángulos y los lados, a partir

de la nivelación de todos sus vértices y la toma de secciones transversales.

Este tipo de poligonales son abiertas, por que comienzan y terminan en puntos

diferentes, pero se debe tener controles en su trayectoria, así pudiendo presentar

estos dos casos:

a) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas conocidas,

las cuales tendrán control acimutal y métrico.

b) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas

desconocidas, las cuales tendrán control acimutal a través de acimuts

determinados por medio de observaciones solares y que se aconsejan realizar

cada 5 kilómetros.

2.2.8 Curvas de nivel.

Se denominan curvas de nivel a las líneas que marcadas sobre el terreno

desarrollan una trayectoria que es horizontal. Por lo tanto podemos definir que una

línea de nivel representa la intersección de una superficie de nivel con el terreno.

En un plano las curvas de nivel se dibujan para representar intervalos de altura

que son equidistantes sobre un plano de referencia. Esta diferencia de altura entre

curvas recibe la denominación de “equidistancia.

5 Enciclopedia Libre Wikipedia, Modelo digital del terreno, Disponible:

http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_digital_del_terreno

31 - 220

Page 46: Borrador Final Hector

De la definición de las curvas podemos citar las siguientes características:

Las curvas de nivel no se cruzan entre sí.

Deben ser líneas cerradas, aunque esto no suceda dentro de las líneas del

dibujo. 

Cuando se acercan entre sí indican un declive más pronunciado y viceversa. 

La dirección de máxima pendiente del terreno queda en el ángulo recto con la

curva de nivel.

FIGURA 8. Curvas de nivel.

(Fuente: Elaboración propia)

2.2.9 Validación topográfica.

La validación se la realizara con una Estación Total, ubicando los puntos en el

terreno de la información previa recopilada, a partir de esto se realizara una

comparación con la información obtenida y recopilada, para así determinar si la

información es válida o no mediante un margen de error mínimo.

2.2.9.1 Georeferenciación.

32 - 220

Page 47: Borrador Final Hector

Básicamente la validación comienza con la Georeferenciación que es una técnica

geográfica, que  consiste en asignar mediante cualquier medio técnico apropiado,

una serie de  coordenadas geográficas  procedentes de una imagen de referencia

conocida, a una  imagen digital de destino. Estas coordenadas geográficas

reemplazaran a las coordenadas graficas propias de una imagen digital en cada

píxel, sin alterar ningún otro atributo de la imagen original, cada  serie de pixeles

serán fácilmente reconocibles, en ambas imágenes  y pueden tener un origen

antrópico (Cruces de carreteras, caminos, edificaciones y estructuras,

construcciones, vértices geodésicos, etc)  o naturales normalmente de carácter

fisiográficos y topográficos, y que no sean demasiado  dinámicos en el espacio ni

en el tiempo ( Desembocaduras de ríos, línea de costa,  toponimia etc).6

La Georeferenciación puede estar expresada en 2 coordenadas:

Coordenadas cartesianas o planimetrías, están son las UTM medidas en

metros.

Coordenadas geográficas, están son latitud y longitud. Estas se utilizan para

referenciar grandes extensiones.

a) Puntos BM Y BN. Para la Georeferenciación se utilizaran puntos

denominados BM Y BN, en topografía BM hace referencia a un Banco de Marca, y

el BN referencia a un Banco de Nivel. Que son las marcas colocadas en puntos

estratégicos de la carretera, o estructura.

b) Monumentacion de la carretera. Trabajo que consiste en la colocación

sobre el terreno de hitos de naturaleza permanente. Puede estar referido tanto a la

ubicación de mojones nuevos como a la reposición de mojones ya existentes por

su deterioro o ausencia. Algunos usos habituales de esta técnica son la

delimitación de propiedades o la creación de vértice geodésicos.

c) Puntos intervisibles. Estos puntos serán ubicados en la Monumentacion

de la carretera los cuales deberán ser visibles entre sí para su posterior calibración

con la estación total, es recomendable una distancia de 1k a 2 km. Los puntos 6 Enciclopedia Libre Wikipedía, georefenciacion, Disponible:

http://es.wikipedia.org/wiki/Georreferenciaci%C3%B3n

33 - 220

Page 48: Borrador Final Hector

relevados o replanteados tendrán un valor tridimensional; es decir, se determina la

ubicación de cada punto en el plano horizontal (de dos dimensiones, norte y este)

y en altura (tercera dimensión).

d) GPS de Navegación. “Sistema de posicionamiento Global” es la

tecnología que nos permite fijar a escala mundial la posición de un objeto, es decir

podremos verificar las coordenadas de cada punto utilizado para la

Georeferenciación obteniendo las coordenadas en el plano horizontal y vertical.

e) Levantamiento topográfico. Para el levantamiento topográfico debemos

realizar un conjunto de operaciones que se necesitan realizar para poder

confeccionar una correcta representación gráfica planimétrica, o plano, de una

extensión cualquiera de terreno, sin dejar de considerar las diferencias de cotas o

desniveles que presente dicha extensión.

f) Dispositivo de medición Estación Total. Mediante este equipo

podremos medir ángulos, distancias y niveles, es decir podremos calibrar los

puntos intervisibles colocados previamente en la carretera obteniendo así los

datos necesarios.

g) Nube de puntos. Una vez que se realizo la Monumentacion de la

carretera debemos caracterizar el terreno adyacente a la carretera, esto se hace

mediante la ubicación de puntos en lugares representativos de la carretera y

terreno. La nube de puntos representara las características graficas del terreno

tanto en el plano vertical como horizontal, después de tener la nube de puntos se

debe realizar la organización de los mismos de acuerdo a su importancia, con lo

cual podremos generar el modelo digital del terreno.

h) Modelo digital del terreno. El resultado de la obtención de la nube de

puntos será el MDT, el cual representa las características gráficas del terreno

obtenido mediante la triangulación de los puntos (nube de puntos) los cuales van

34 - 220

Page 49: Borrador Final Hector

generando las elevaciones mediante la ayuda de un software. Una vez generado

el MDT podremos realizar la interpolación para así poder encontrar las curvas de

nivel las cuales representaran la altura y desniveles obteniendo así la topografía.

2.2.10 Programas usados en topografía.

En la representación de la planimetría y altimetría, existe un gran número de

programas computacionales capaces de realizar la determinación de polígonos y

terrenos, levantamientos y de plasmar curvas de relieve con extrema facilidad.

Ente los programas más importantes en esta rama pueden realizar gran variedad

de trabajos, por ejemplo:

1. AutoCad Land: Es uno de los primeros programas utilizados para el diseño

arquitectónico asistido por ordenador. Sus funciones principales son:

alineamientos, plantillas, secciones transversales, datos del terreno, volúmenes,

perfiles y ploteo.

2. EaglePoint: Es un programa que va de la mano de Autocad 2000, es decir, no

funciona sin este. Este nos permite calcular áreas, elevaciones y nos da el diseño

de cómo se comportan las curvas de nivel.

2.3 GEOLOGÍA.

2.3.1 Definición.

La geología estudia la composición y constitución de la corteza terrestre, los

fenómenos que en esta acaecen y las leyes físicas y químicas por las que se

rigen. La geología además investiga la historia y evolución de las actividades de la

tierra desde los tiempos más remotos hasta el momento actual, la composición,

disposición y origen de las rocas y los minerales que forman la corteza terrestre y

los procesos que han dado lugar a su presente estructura7

7Oscar Plaza Diaz, Ingenieria de Geología aplicada

35 - 220

Page 50: Borrador Final Hector

2.3.2 Descripción.

2.3.3 Mapas geológicos.

Un mapa geológico es la representación de los diferentes tipos de materiales

geológicos (rocas y sedimentos) que afloran en la superficie terrestre o en un

determinado sector de ella, y del tipo de contacto entre ellos.

2.3.4 Fallas geológicas.

En geología, una falla es una discontinuidad que se forma por fractura en las rocas

superficiales de la Tierra (hasta unos 200 km de profundidad) cuando las fuerzas

tectónicas superan la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una

superficie generalmente bien definida denominada plano de falla y su formación va

acompañada de un deslizamiento de las rocas tangencial a este plano.

2.3.5 Exploración de suelos.

Es la etapa de un proyecto, donde se obtienen las características del suelo, con

datos firmes, seguros y abundantes respecto al suelo con el que se está tratando.

El conjunto de estos datos debe llevar al proyectista a adquirir una concepción

razonablemente exacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de ser

consideradas en sus análisis.

2.3.6 Bancos de préstamo.

Son yacimientos o canteras de agregados, los cuales se determinan a través del

estudio del mapa geológico de la zona de proyecto. Los materiales o agregados

36 - 220

Page 51: Borrador Final Hector

que forman un banco de préstamo son los que serán usados para el proyecto,

provenientes de la excavación y explanación requeridos para la construcción de

los terraplenes y para la provisión de materiales para la conformación de capa de

sub-base, base e incluso para hormigones.

2.4 GEOTECNIA.

2.4.1 Definición.

La  geotécnica es la rama de la ingeniería civil que se encarga del estudio de las

propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes

de la Tierra. La geotecnia investiga el suelo y las rocas por debajo de la superficie

para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras

tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, carreteras.8

Para el presente trabajo se determinara lo siguiente:

Suelos.

Tipos de suelo.

Clasificación de los suelos.

Ensayos de suelos.

2.4.2 Descripción.

La geotecnia es una rama de la ingeniería mediante el cual se determina las

características mecánicas, hidráulicas de suelo, para la posterior construcción en

el mismo. En carreteras se determina el material de la capa base, sub-base, así

como la capacidad máxima de carga que pueda soportar.

8 M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición. Estados Unidos, 1994

37 - 220

Page 52: Borrador Final Hector

2.4.3 Suelos.

El suelo procede de la interacción entre la atmósfera, y biosfera. El suelo se forma

a parir de la descomposición de la roca madre, por factores climáticos y la acción

de los seres vivos. Esto implica que el suelo tiene una parte mineral y otra

biológica, lo que le permite ser el sustento de multitud de especies vegetales y

animales.

2.4.3.1 Tipos de suelos.

En los tipos de suelos tenemos los siguientes:

a) Suelos arcillosos están formados fundamentalmente por arcilla. La arcilla

está constituida fundamentalmente por silicato de aluminio hidratado. Es un tipo de

suelo que, cuando esta húmedo o mojado, resulta pegajoso pero, cuando seco es

muy fino suave dado que la arcilla está formada por partículas diminutas de menos

de 0,005 mm de diámetro. Desde un punto de vista de la textura, tiene

consistencia plástica y puede ser modelado. Son suelos que, para la agricultura,

se conocen como suelos húmedos y pesados. Son muy impermeables dado que

no dejan pasar el agua o el aire, todo ello propicia que sean suelos donde el agua

se estanque con facilidad por lo que en este tipo de suelo se necesita realizar un

sistema de drenaje adecuado porque, después e las lluvias el agua queda retenida

en la superficie, la cual presenta un color marrón oscuro.

Los suelos arcillosos, al secarse quedan muy compactos y duros y se caracterizan

por la aparición de grietas.

La ventaja principal es que son suelos que conservan fácilmente la forma que les

damos al trabajarlos.

b) Suelos limosos. Son los suelos que contienen una proporción muy elevada

de limo. Es un tipo de suelo muy compacto, sin llegar a serlo tanto como los

arcillosos. Estos suelos resultan producidos por la sedimentación de materiales

38 - 220

Page 53: Borrador Final Hector

muy finos arrastrados por las aguas o depositados por el viento. Suelen

presentarse junto a los lechos de los ríos y son muy fértiles.

Sabemos que se trata de suelos limosos porque, al igual que los arcillosos,

permiten formar bolas aunque estas se rompen con facilidad. A diferencia de los

arcillosos no nos permite formar cintas entre los dedos.

c) Suelos arenosos. El suelo arenoso es el que está formado principalmente

por arena. La arena son partículas pequeñas de piedra de carácter silicio con un

diámetro entre 0,02 y 2 mm. A diferencia de la arcilla cuando esta húmeda o

mojada no se engancha. Los suelos arenosos no retienen agua que rápidamente

se hunde a capas más profundas. Son suelos considerados secos en donde hay

muy poca humedad. A diferencia de los suelos anteriores requieren un riego

continuado y un trabajo constante si queremos darle una forma determinada

porque la pierden con facilidad, presenta colores claros.

Sabemos que se trata de este tipo de suelo porque al coger un poco de él entre

los dedos, somos incapaces de formar una bola. Este tipo de tierra, por mucho

que lo manipulemos seguirá estando suelto.

d) Suelos margosos. El suelo margoso es un suelo compuesto de arcilla, limo

y arena con abundante cantidad de materia vegetal descompuesta (humus). Se

trata de un suelo que presenta un color oscuro poco apelmazado y ligero.

Podríamos decir que presenta las características positivas de los tres suelos

anteriores: mantiene la suficiente humedad pero, al mismo tiempo, permite la

permeabilidad hacia las capas inferiores.

e) Suelos gredosos. Un suelo gredoso es aquel que procede de la

descomposición de las crestas o piedras calizas que contienen mucho carbonato

cálcico. Es un tipo de tierra ligero y con un buen drenaje. Presenta un color marrón

claro o blanquecino.

f) Suelos pantanosos. Se considera que un suelo es pantanoso a aquel que

se ha formado en lugares que se encuentra habitualmente inundados. Son suelos

que tiene muy poca riqueza mineral y con una acidez muy elevada, con un color

negro.

39 - 220

Page 54: Borrador Final Hector

2.4.4 Clasificación de suelos.

2.4.4.1 Clasificación de suelos sistema AASHTO.

El sistema de clasificación de suelos de la "American Association of State Highway

and Transportation Officials" es el más utilizado actualmente y se basa en las

prestaciones de suelos utilizados en la práctica para construir carreteras.

La tabla que viene a continuación muestra la distribución que hace el sistema.

Divide los materiales en siete grupos principales con varios subgrupos.

La tabla muestra el análisis según mallas así como el límite líquido e índice de

plasticidad de las fracciones que pasan la malla Nº40. Al pie de la tabla aparece el

índice del grupo fundado en una fórmula que tiene en cuenta el tamaño de la

partícula, y los índices Límite Líquido e Índice de plasticidad. El índice del grupo

indica la idoneidad de un suelo determinado para construir explanaciones. El

índice de un grupo igual a "0" indica un material bueno mientras que  un índice

igual a "20" indica un material deficiente.9

TABLA 5. Clasificación de suelos ASSHTO.

Clasificación General

Materiales granulares.  (35% como máximo de la que pasa el tamiz Nº 200)

Materiales de arcilla-limo (más de 35% del total de la

muestra que pasa el tamiz Nº 200) 

Clasificación por grupos

A-1 A-1-b A-3 A-2 A-4 A-5 A-6 A-7

  A-1-a   A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7       A-7-5  A-7-6

Análisis por mallas,

porcentaje que pasa el tamiz

                      

Nº 10 50 máx...

                   

Nº 40 30 máx...

50 máx..

.

51 máx...

               

Nº 200 15 máx...

10 máx..

.

10 máx..

35 máx..

35 máx.

.

35 máx..

35 máx..

36 máx..

36 máx..

36 máx..

36 máx..

Características                      

9 M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición. Estados Unidos, 1994

40 - 220

Page 55: Borrador Final Hector

de la fracción que pasa la malla Nº 40

Límite liquido       40 máx..

41 min.

40 máx..

41 min.

40 máx..

41 min.

40 máx..

41 min.

índice de plasticidad

6 máx..

NP 10 máx..

10 máx..

10 máx.

.

11 min.

11 min.

10 máx..

10 máx..

11 min.

11 min.

índice del grupo

0 0 0                

(Fuente: Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Das)

A-1-a Principalmente gravas con o sin partículas finas de granulometrías bien

definidas.

A-1-b Arena con o sin partículas finas de granulometrías bien definidas.

A-2-4 Materiales granulares con partículas finas limosas.

A-2-5 Intermedio.

A-2-6 Materiales granulares con partículas finas arcillosas.

A-2-7 Intermedio.

A-3 Arena de granulometría deficiente que casi no contiene partículas finas ni

gravas.

A-4 Principalmente partículas finas limosas.

A-5 Tipos de suelos poco frecuentes que contienen partículas finas limosas,

generalmente elásticas y difíciles de compactar.

A-6 Contienen partículas finas limosas o arcillosas con un límite liquido bajo.

A-7-5 Las arcillas y limos más plásticos.

A-7-6 Las arcillas y limos más plásticos.

2.4.4.2 Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).

Este sistema fue propuesto por Arturo Casagrande como una modificación y

adaptación más general a su sistema de clasificación propuesto en el año 1942

para aeropuertos.10

Esta clasificación divide los suelos en:

10 M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición. Estados Unidos, 1994.

41 - 220

Page 56: Borrador Final Hector

Suelos de grano grueso.

Suelos de grano fino.

Suelos orgánicos.

Los suelos de granos grueso y fino se distinguen mediante el tamizado del

material por el tamiz No. 200.

Los suelos gruesos corresponden a los retenidos en dicho tamiz y los finos a los

que lo pasan, de esta forma se considera que un suelo es grueso si más del 50%

de las partículas del mismo son retenidas en el tamiz No. 200 y fino si mas del

50% de sus partículas son menores que dicho tamiz.

Los suelos se designan por símbolos de grupo. El símbolo de cada grupo consta

de un prefijo y un sufijo. Los prefijos son las iníciales de los nombres en ingles de

los seis principales tipos de suelos (grava, arena, limo, arcilla, suelos orgánicos de

grano fino y turbas), mientras que los sufijos indican subdivisiones en dichos

grupos.

Suelos gruesos. Se dividen en gravas y arena, y se separan con el tamiz No. 4, de

manera que un suelo pertenece al grupo de grava si más del 50% retiene el tamiz

No. 4 y pertenecerá al grupo arena en caso contrario.

Suelos finos. El sistema unificado considera los suelos finos divididos entre

grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas © y limos y arcillas orgánicas

(O). Cada uno de estos suelos se subdivide a su vez según su límite liquido, en

dos grupos cuya frontera es Ll = 50%. Si el límite líquido del suelo es menor de

50 se añade al símbolo general la letra L (low compresibility). Si es mayor de 50 se

añade la letra H (hig compresibility). Obteniéndose de este modo los siguientes

tipos de suelos:

ML: Limos Inorgánicos de baja compresibilidad. OL: Limos y arcillas orgánicas.

CL: Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad. CH. Arcillas inorgánicas de alta

compresibilidad. MH:

42 - 220

Page 57: Borrador Final Hector

Limos inorgánicos de alta compresibilidad. OH: arcillas y limos orgánicas de alta

compresibilidad.

TABLA 6. Codificación según el Tipo de Material.

Primera

Letra

Palabra Segunda

Letra

Palabra

G Grava (Gravel) W Bien gradado (Well graded)

S Arena (Sand) P Mal gradado (Poorly graded)

M Limo (Silt) M Limoso (Siltey)

C Arcilla (Clay) C Arcilloso (Clayey)

O Organico (Organic) L Baja plasticidad (Low plasticity)

PT Turba (Peat) H Alta plasticidad (High plasticity)

(Fuente: Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Das)

2.4.5 Ensayos de suelos.

Los suelos poseen una infinidad de características, así como sus propiedades

mecánicas, hidráulicas, las cuales se ven afectadas por su contenido de humedad

y la densidad que posean. A continuación se muestra las pruebas físicas a las

que serán sometidos para realizar el presente trabajo:

2.4.5.1 Granulometría.

Los ensayos de granulometría tienen por finalidad determinar en forma cuantitativa

la distribución de las partículas del suelo de acuerdo a su tamaño. La distribución

de las partículas con tamaño superior a 0.075 se determina mediante tamizado,

con una serie de mallas normalizadas. Para partículas menores que 0.075 mm, su

tamaño se determina observando la velocidad de sedimentación de las partículas

en una suspensión de densidad y viscosidad conocidas.

TABLA 7. Planilla de Resultados Granulometría.

ANALISIS GRANULOMETRICO AASHTO T-11 Y T27

43 - 220

Page 58: Borrador Final Hector

PROYECTO MEJORAMIENTO CAMINO RAMADAS - APHARUMIRI

SOLICITANTE : PROGRESIVA :PROCEDENCIA : MATERIAL :

LABORATORISTA : LABORATORIO :

HUMEDAD HIGROSCOPICA PESO SECO DE LA MUESTRARecipiente Muestra total húmedaSuelo húmedo + tara Agregado gruesoSuelo seco + Recipiente Pasa T#4 HúmedoPeso del agua Pasa T#4 SecoPeso del Recipiente Muestra total SecaPeso del Suelo Seco  

Porciento de Humedad  

AGREGADO GRUESO

TAMIZ

Peso ret. En (gr)

Retenido Acumulado Tamaño mm.

% que pasa total

Especificaciones

grs %3"          2

1/2"          2"          1

1/2"          1"          

3/4"          3/8"          

#4          GRANULOMETRIA DEL MORTERO

DE SUELO LIMITES DE ATTERBERGMaterial Pasa T#4 Húmedo……………………. LIMITE LÍQUIDO…………………………….Material Pasa T#4 Seco…………………………. LIMITE PLASTICO………………………….

  INDICE PLASTICO…………………………

AGREGADO FINO

TAMIZ

Peso ret. En (gr)

Retenido Acumulado Tamaño mm.

% que pasa total

Especificaciones

grs %#10              #40              

#200              

44 - 220

Page 59: Borrador Final Hector

CLASIFICACION AASHTO : ……………………

CLASIFICACION USCS : ………………………

(Fuente: TECASH.)

2.4.5.2 Límites de Atterberg

Los suelos poseen algo de cohesión según su naturaleza y cantidad de agua,

pueden presentar propiedades que los incluyan en el estado sólido, semi-solido,

plástico o semi-liquido. El contenido de agua o humedad limite al que se produce

el cambio de estado varia de un suelo a otro. El cual se determina mediante:

a) Limite Líquido. El límite líquido como fue definido por Atterberg ha estado

sujeto a distintas variaciones en su determinación. Fue Terzaghi, quien le sugirió a

Casagrande en 1927, que diseñara un dispositivo mecánico que pudiera eliminar

en la medida de lo posibles errores del operador en la determinación del mismo.

Casagrande [2] desarrolló un dispositivo normalizado. El límite líquido, como ya se

ha comentado anteriormente, se estableció como la humedad que tiene un suelo

amasado con agua y colocado en una cuchara normalizada, cuando un surco,

realizado mediante un acanalador normalizado, que divide dicho suelo en dos

mitades, se cierra a lo largo del fondo en una distancia de 13 mm, tras haber

dejado caer 25 veces la mencionada cuchara desde una altura de 10 mm sobre

una base también normalizada, con una cadencia de 2 golpes por segundo. La

altura de caída, como las dimensiones del cascador y las dimensiones de la

ranura, como el material de la base, etc., son factores de influencia en los

resultados obtenidos. Estos factores se comentarán en el siguiente apartado. Para

entender el significado del ensayo mediante el dispositivo desarrollado por

Casagrande, se puede decir que para golpes secos, la resistencia al corte

dinámica de los taludes de la ranura se agota, generándose una estructura de flujo

que produce el deslizamiento. La fuerza resistente a la deformación puede

considerarse como la resistencia al corte de un suelo. La resistencia al corte de

todos los suelos en el límite líquido es constante y tiene un valor aproximado de

2,2 kPa.

45 - 220

Page 60: Borrador Final Hector

1) Equipo Utilizado.

Espátula, de hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de longitud por 20

mm (3/4") de ancho.

Recipiente para Almacenaje, de 115 mm (4 ½”) de diámetro.

Balanza, con aproximación a 0.1 g.

Horno o Estufa, termostáticamente controlado regulable a 110 ± 5 °C(230 ±

9 °F).

Tamiz, de 426 μm (N° 40).

Agua destilada.

Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para determinación de

humedades.

Superficie de rodadura. Comúnmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado.

2) Procedimiento para Determinar el Límite Líquido.

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Page 61: Borrador Final Hector

3)

Aparatos.

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Aparato de Casagrande: Aparato de

dimensiones normalizadas, consistente en

una copa de bronce que con un sistema de

rotación, cae libremente desde 10 mm sobre

una base de goma normalizada.

Llenado de la copa con mezcla homogénea

de suelo con agua. 

El llenado se hace hasta que se forme una

superficie horizontal

Se forma una zanja en el suelo, manteniendo

perpendicular el acanalador a la superficie de

la copa de bronce

Se hace rotar la manivela a una velocidad

constante de 2 vueltas por segundo.

Se cuenta el número de golpes necesarios

para cerrar la zanja en una longitud de 13

mm.

Desde la zona en que se cerró la zanja, se

Page 62: Borrador Final Hector

Plato de evaporación: De porcelana un diámetro aproximado de 120 mm.

Espátula: Con una hoja flexible de aproximadamente 75mm de largo y

20mm de ancho.

Aparato de límite líquido: Taza de bronce con una masa de 200±20(g)

montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de plástico duro de

una re silencia tal que una bolita de acero de 8 mm de diámetro, dejada

caer libremente desde una altura de 25 cm rebote entre 75% y 90%.

Acanalador: Combinación de acanalador y calibre, construido de acuerdo

con el plano y dimensiones de uno de los tipos indicados.

Recipientes. Para las muestras de contenido de humedad.

Balanza. Con una precisión de 0.01 (g)

Probeta. Con una capacidad de 25 ml.

Horno.

 FIGURA 9. Aparato de Casagrande.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  (Fuente. Elaboración propia)

4) Tamaño de la muestra de ensaye.

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Page 63: Borrador Final Hector

La muestra de ensaye debe tener un tamaño igual o mayor que 100(g) del material

que pasa por el tamiz de 0.5 (ASTM NO40) obtenido de acuerdo con la norma

AASHTO.

 

5) Ajuste y control del aparato de límite líquido.

Ajustar la altura de la caída de la taza, se gira la manivela hasta que la tasa

se eleve a su mayor altura. Utilizando el calibrador de 10 mm (adosado al

ranurador), se verifica que la distancia entre el punto de percusión y la base

sea de 10 mm exactamente. De ser necesario, se aflojan los tornillos de

fijación y se mueve el ajuste hasta obtener la altura de caída requerida. Si

el ajuste es correcto se escuchará un ligero campanilleo producido por la

leva al golpear el tope de la taza; si la taza se levanta por sobre el calibre o

no se escucha ningún sonido debe realizarse un nuevo ajuste. Verificar

periódicamente los aspectos siguientes:

Que no se produzca juego lateral de la tasa por desgaste del pasador que

la sostiene;

Que los tornillos que conectan la taza con el apoyo estén apretados;

Que el desgaste de la taza no sobrepase la tolerancia de masa.

Que el desgaste de la base no exceda de 0,1 mm de profundidad. Cuando

suceda esto, debe pulirse nuevamente verificando que se mantiene la re

silencia.

Que el desgaste de los soportes no llegue al punto de quedar apoyados en

sus tornillos de fijación;

Que el desgaste del ranurador no sobrepase las tolerancias dimensionales.

Previo a cada ensaye se verificará que la taza y la base estén limpias y

secas.

6) Acondicionamiento de la muestra.

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Page 64: Borrador Final Hector

Colocar la muestra en el plato de evaporación. Agregar agua destilada y

mezclar completamente mediante la espátula. Continuar la operación

durante el tiempo y con la cantidad de agua destilada necesaria para

asegurar una mezcla homogénea.

Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y

sólida se mezclen homogéneamente.

Nota: en suelos de alta plasticidad este plazo no debe ser menor que 24 h.

En suelos de baja plasticidad este plazo puede ser mucho menor y en

ciertos casos puede eliminarse. Expresión de resultados.

Calcular y registrar la humedad de cada prueba (w) de acuerdo con NCh

1515 79.

Construir un gráfico semilogarítmico, con una humedad (w) como ordenada

en escala aritmética y el número de golpes (N) como abscisa en escala

logarítmica.

Dibujar los puntos correspondientes a los resultados de cada una de las

tres (o más) pruebas efectuadas y construir una recta (curva de flujo) que

pase tan aproximadamente como sea posible por dichos puntos.

Expresar el límite líquido (WL) del suelo como la humedad correspondiente

a la intersección de la curva de flujo con la abscisa de 25 golpes,

aproximando al entero más próximo.

7) Método puntual.

Proceder según lo anterior, excepto que la muestra debe prepararse para

obtener una consistencia que requiera 20 a 30 golpes para cerrar la ranura.

Deben observarse a lo menos dos resultados consecutivos consistentes

antes de aceptar una prueba. Registrar el numero de golpes requerido (N).

La muestra para determinar la humedad debe tomarse sólo para la prueba

más aceptada. El ensaye debe efectuarse desde la condición más seca del

suelo.

Calcular y registrar la humedad de la prueba aceptada (w).

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Page 65: Borrador Final Hector

El punto obtenido se debe confrontar con la curva de flujo determinada

previamente para el mismo tipo de suelo.

Determinación del Límite Líquido: Se deben hallar los datos de la

siguiente tabla, se lo realiza por medio del ensayo de casa grande.

TABLA 8. Planilla de resultados limite plástico.

Lata No.

Peso Suelo

húmedo + lata

Peso Suelo seco +

lata

Peso de lata

Peso suelo seco

Peso de agua

Contenido de

humedadw=Ww

Ws∗100

Número de golpes

(Fuente: Elaboración propia.)

Índice de Plasticidad IP = LL- LP

b) Limite Plástico. Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un

procedimiento normalizado pero sencillo consistente en medir el contenido de

humedad para el cual no es posible moldear un cilindro de suelo, con un diámetro

de 3 mm. Para esto, se realiza una mezcla de agua y suelo, la cual se amasa

entre los dedos o entre el dedo índice y una superficie inerte (vidrio), hasta

conseguir un cilindro de 3 mm de diámetro. Al llegar a este diámetro, se desarma

el cilindro, y vuelve a amasarse hasta lograr nuevamente un cilindro de 3 mm.

Esto se realiza consecutivamente hasta que no es posible obtener el cilindro de la

dimensión deseada. Con ese contenido de humedad, el suelo se vuelve

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Page 66: Borrador Final Hector

quebradizo (por pérdida de humedad) o se vuelve pulverulento. Se mide el

contenido de humedad, el cual corresponde al Límite Plástico. Se recomienda

realizar este procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de

interpretación o medición.

Para cada uno de los límites de plasticidad, el máximo y el mínimo, corresponde,

en función del terreno, un porcentaje de humedad, la diferencia entre los dos

porcentajes de humedad límites de llama número o índice de plasticidad. Tanto

los límites de plasticidad como también el correspondiente número de plasticidad o

índice de plasticidad varían, obviamente de terreno a terreno, en función

principalmente de la textura y más precisamente del contenido de coloides

inorgánicos.

1) Procedimiento Para Determinar el Límite Plástico.El Límite Plástico se

define por convención como el contenido de humedad para el cual un cilindro de 3

mm de diámetro comienza a desmoronarse.

Alcance y campo de aplicación. Este método establece el procedimiento para

determinar el límite plástico y el índice de plasticidad de los suelos.

2) Aparatos.

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Formación de un cilindro de 3 mm de diámetro. 

Cuando el cilindro comienza a desmoronarse y no

puede formarse nuevamente, se determina su

humedad. Esto se repite tres veces.

Page 67: Borrador Final Hector

Plato de evaporación. De porcelana, con un diámetro de aproximadamente

120 mm.

Espátula. Con una hoja flexible de aproximadamente 75 mm de largo y 20

mm de ancho.

Superficie de amasado. Placa de vidrio esmerilado.

Recipientes. Para muestras de contenido de humedad.

Balanza. Con una precisión de 0,01 g.

Probeta. Con una capacidad de 25 ml.

Patrón de comparación. Alambre o plástico de 3 mm de diámetro.

Horno.

Tamaño de la muestra de ensaye. Debe tener un tamaño en masa de

aproximadamente 20 g.

3) Acondicionamiento de la muestra de ensaye.

Si solo se requiere determinar el límite plástico, tomar la muestra de ensaye

del material completamente homogeneizado que pasa por el tamiz de 0,5

mm, colocar en el plato de evaporación y mezclar completamente con agua

destilada mediante la espátula hasta que la pasta se vuelva suficientemente

plástica para moldearla como una esfera.

Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y

sólida se mezclen homogéneamente.

Nota: En suelos de alta plasticidad este plazo no debe ser menor que 24 h. En

suelos de baja plasticidad este plazo puede ser mucho menor y en ciertos

casos puede eliminarse.

Si se requiere determinar ambos límites, líquido y plástico, tomar la muestra

de ensaye de la porción de suelos acondicionada. Tomar esta muestra en

aquella etapa en que la pasta de suelo se vuelva suficientemente plástica

para moldearla como una esfera. Si el material está seco, agregar agua

53 - 220

Page 68: Borrador Final Hector

destilada y homogeneizar completamente; si está muy húmedo, amasarlo

de modo que seque al contacto con las manos hasta alcanzar la

consistencia requerida.

4) Ensaye.

Tomar una porción de la muestra de ensaye acondicionada de

aproximadamente 1 cm³;

Amasar la muestra entre las manos y luego hacerla rodar con la palma de

la mano la base del pulgar sobre la superficie de amasado conformando un

cilindro solo con el peso de mano;

Cuando el cilindro alcance un diámetro de aproximadamente 3 mm, doblar,

amasar nuevamente y volver a conformar el cilindro;

Repetir la operación hasta que el cilindro se disgregue al llegar a un

diámetro de aproximadamente 3 mm, en trozos de orden de 0,5 a 1 cm de

largo, y no pueda ser reamasado ni reconstruido.

Nota 1: Si esta disgregación se produce cuando tiene un diámetro mayor

que 3 mm, puede considerarse como un punto final satisfactorio siempre

que el material haya podido conformar previamente un cilindro de 3 mm.

Nota 2: En ningún caso debe procurarse obtener la disgregación

exactamente a los 3 mm de diámetro de cilindro (por ejemplo reduciendo la

velocidad y/o la velocidad del amasado).

Reunir las fracciones del cilindro disgregado y colocarlas en un recipiente

tarado. Determinar y registrar su humedad (w) de acuerdo con; y repetir las

etapas anteriores con dos porciones más de la muestra de ensaye.

Nota 3: Se recomienda efectuar las tres determinaciones tratando de

conseguir una humedad ligeramente mayor que el límite y ligeramente

menor que el límite, respectivamente.

Nota 4: Se recomienda efectuar este ensaye en cámara húmeda. Si no se

cuenta con este equipo deben tomarse las precauciones necesarias para

reducir la evaporación.

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Page 69: Borrador Final Hector

5) Expresión de resultados.

Calcular el límite plástico (Wp) como el promedio de las tres

determinaciones efectuadas sobre la muestra de ensaye. Dichas

determinaciones no deben diferir entre sí en más de 2 puntos. Cuando no

se cumpla esta condición se debe repetir todo el ensaye.

Calcular el índice de plasticidad de acuerdo con la formula siguiente:

IP = WL – Wp en que:

IP= índice de plasticidad del suelo, %

WL = límite liquido del suelo, %; y

WP = límite plástico del suelo, %.

 

Cuando no pueda determinarse uno de los dos límites (WL ó Wp). o la

diferencia es negativa, informar el índice de plasticidad como NP (no

plástico)

Calcular el índice líquido de acuerdo con la formula siguiente:

IL = (W - WP)/ IP

En que:

IL = índice líquido del suelo;

W = humedad (natural) del suelo,%;

WP = límite plástico del suelo, %;

IP = índice de plasticidad del suelo, %. 

Calcular el índice de consistencia de acuerdo con la formula siguiente:

IC = (WL - W) / IP

En que:

IC = índice de consistencia del suelo;

WL = límite líquido del suelo, %;

W = humedad (natural) del suelo, %;.

IP = índice de plasticidad del suelo, %.

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Page 70: Borrador Final Hector

6) Precisión.

Repetitividad. Dos resultados obtenidos por un mismo operador sobre la

misma muestra, en el mismo laboratorio, usando los mismos aparatos, y en

días diferentes, se consideraran dudosos si ellos difieren en más de un 10%

del promedio de ambos.

Reproductibilidad. Dos resultados obtenidos por operadores diferentes, en

laboratorios diferentes, se considerarán dudosos si difieren en más de 18%

de su promedio.

Determinación del límite plástico: Se deben hallar los datos de la

siguiente tabla:

TABLA 9. Planilla de resultados limite líquido.

Lata No.

Peso Suelo

húmedo + lata

Peso Suelo seco

+ lata

Peso de lata

Peso suelo seco

Peso de agua

Contenido de

Humedad

(Fuente: Elaboración propia)

Este método es usado para medir estos límites se conoce como el método de

atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los

cambios de estados, denominados limites atterberg. Ellos marcan una separación

arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados en los que se

puede encontrar el suelo.

56 - 220

Page 71: Borrador Final Hector

2.4.5.3 Proctor T – 180 D.

El Ensayo Proctor es una prueba de laboratorio que sirve para determinar la

relación entre el contenido de humedad y el peso unitario seco de un suelo

compactado. El grado de compactación se mide en términos del peso específico

seco y el contenido de humedad óptimo. El agua cuando se la agrega al suelo

durante la compactación actúa como ablandador de las partículas del suelo

Proctor es un ensayo de compactación determinado por el científico del cual lleva

el nombre, que más se emplea para compactación obteniéndose del ensayo el

peso específico seco y el contenido de humedad óptima.

Actualmente, ambas pruebas cuentan con variantes a las formas originales. La

elección del tipo de ensayo a efectuar dependerá, básicamente, de la naturaleza

de la obra a realizar, para realizar este ensayo se deben realizar los siguientes

pasos:

a) Materiales.

1) Ensamblaje del Molde: Los moldes deben de ser cilíndricos hechos de

materiales rígidos. Las paredes del molde deberán ser sólidas, partidas

o ahusadas. El tipo “partido” deberá tener dos medias secciones

circulares, o una sección de tubo dividido a lo largo de un elemento que

se pueda cerrar en forma segura formando un cilindro que reúna los

requisitos de esta sección.

2) El collar de extensión debe de alinearse con el interior del molde, la

parte inferior del plato base y del área central ahuecada que acepta el

molde cilíndrico debe ser plana.

3) Molde de 4 pulgadas: Un molde que tenga en promedio 4,000 ± 0,016

pulg (101,6 ± 0,4 mm) de diámetro interior, una altura de 4,584 ± 0,018

pulg (116,4 ±0,5 mm) y un volumen de 0,0333 ± 0,0005 pie3 (944 ± 14

cm3). Un molde con las características mínimas requeridas.

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Page 72: Borrador Final Hector

4) Molde de 6 pulgadas: Un molde que tenga en promedio 6,000 ± 0,026

pulg (152,4 ± 0,7 mm) de diámetro interior, una altura de: 4,584 ± 0,018

pulg (116,4 ± 0,5mm) y un volumen de 0,075 ± 0,0009 pie3 (2 124 ± 25

cm3). Un molde con las características mínimas requeridas

5) Pisón ó Martillo: Un pisón operado manualmente ó mecánicamente. El

pisón debe caer libremente a una distancia de 18 ± 0,05 pulg (457,2 ±

1,6 mm) de la superficie de espécimen.

6) Balanza: Una balanza de aproximación de 1 gramo.

7) Horno de Secado: Con control termostático preferiblemente del tipo de

ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme de

230 ± 9 ºF (110 ± 5 ºC) a través de la cámara de secado.

8) Regla: Una regla metálica, rígida de una longitud conveniente pero no

menor que 10 pulgadas (254 mm). La longitud total de la regla recta

debe ajustarse directamente a una tolerancia de ±0,005 pulg (±0,1 mm).

El borde de arrastre debe ser biselado si es más grueso que 1/8 pulg (3

mm).

9) Tamices ó Mallas: De ¾ pulg (19,0 mm), 3/8 pulg (9,5 mm) y Nº 4

(4,75mm), conforme a los requisitos de la especificaciones ASTM E11

(“Especificación para mallas metálicas con fines de ensayo”).

10) Herramientas de Mezcla: Diversas herramientas tales como cucharas,

mezclador, paleta, espátula, botella de spray, etc. ó un aparato.

b) Procedimiento. Los pasos que deberán realizarse son:

1. Cada grupo debe tomar una muestra y su peso nominal de suelo secado al

aire, desmenuzado para que pase a través del tamiz # 4; luego debe ser

58 - 220

Page 73: Borrador Final Hector

mezclado con la cantidad de agua necesaria para alcanzar el contenido de

humedad basado en porcentaje de peso seco; la humedad deberá ser, para

este primer ensayo, aproximadamente un 4 a 5 % menor que la humedad

óptima estimada; debe quedar claro que el suelo y el agua en un ensayo

deberían mezclarse con anterioridad y dejarse curar - para asegurar su

distribución homogénea - durante 24 horas cuando se trabaja con suelos

cuyos finos sean plásticos; sin embargo, en esta sesión de laboratorio para

estudiantes, esta etapa podrá omitirse.

2. Pesar el molde de compactación, sin incluir la base ni el collar.

3. Medir las dimensiones internas del molde de compactación para determinar

su volumen.

4. Compactar el suelo en 5 capas aplicando 56 golpes sobre cada una (para

molde grande); se debe procurar que la última capa quede por sobre la

altura del molde de compactación; en caso que la superficie de la última

capa quedara bajo la altura del molde, se debe repetir el ensayo; se debe

evitar además que esta última capa exceda en altura el nivel del molde en

más de 6 mm ya que al enrasar se estaría eliminando una parte significativa

del material compactado, disminuyendo la energía de compactación por

unidad de volumen.

5. Retirar cuidadosamente el collar de compactación, evitar girar el collar; en

caso que se encuentre muy apretado, retirar con espátula el suelo que se

encuentra adherido a los bordes por sobre el nivel del molde; finalmente

enrasar perfectamente la superficie de suelo a nivel del plano superior del

molde.

6. Pesar el molde con el suelo compactado y enrasado.

7. Extraer el suelo del molde y tomar una muestra representativa para

determinar el contenido de humedad.

8. Desmenuzar el suelo compactado y mezclarlo con suelo aún no utilizado;

agregar un 2% de agua y repetir los pasos 4 a 8; realizar la cantidad de

ensayos que el instructor indique, suficientes para obtener una cantidad de

puntos que permita determinar la humedad óptima y la densidad máxima.

59 - 220

Page 74: Borrador Final Hector

9. Volver posteriormente al laboratorio para obtener los pesos secos de las

muestras de humedad.

c) Resultados del ensayo.

Se debe hallar la densidad seca (g/cm3) y el contenido de humedad (%) para

después graficarlos y unir esos puntos mediante una parábola de la cual se

hallara el punto más alto y se observara a que contenido de humedad y densidad

seca pertenece, habiendo hallado de ese modo la “densidad máxima seca” y el

“contenido optimo de humedad”.

TABLA 10. Modelo de resultados ensayo Proctor.

(Fuente: Elaboración propia.)

d) Curva de saturación

La curva de saturación representa la densidad seca de un suelo en estado de

saturación. Esto equivale a que los vacios, Vv, estén totalmente ocupados por

agua y se expresa por la relación

 

W = [1 / الd - 1 / Gs]

Donde:

.d = Peso específico secoال

Gs = Peso específico relativo de las partículas.

60 - 220

ENERGIA MODIFICADA DE COMPACTACION -56 golpes por capa -5capas

Peso del Suelo + Molde (g)= 7625 7881 7996 7917

Peso del Molde (g)= 2876 2876 2876 2876

Volumen del Molde (cm3)= 2122 2122 2122 2122

Peso del Suelo (g)= 4749 5005 5120 5041

Densidad Húmeda (g/cm3)= 2,238 2,359 2,413 2,376

Capsula Nº= H-9 H-2 H-13 H-12

Caps + Suelo Húmedo (g)= 418,4 367,5 529,3 629,7

Caps + Suelo Seco (g)= 407,5 355 504 590,8

Peso de la Capsula (g)= 86,5 88,3 87,1 87,6

Peso del Agua (g)= 10,9 12,5 25,3 38,9

Peso del Suelo Seco (g)= 321 266,7 416,9 503,2

Contenido de Humedad (%)= 3,396 4,687 6,069 7,731

Densidad Seca (g/cm3)= 2,164 2,253 2,275 2,205

Page 75: Borrador Final Hector

Este contenido de humedad es por lo tanto la humedad que se necesita para

llenar todos los vacíos de agua de una masa de suelo compactada a una densidad

preestablecida.

TABLA 11. Planilla de resultados ensayo Proctor.

Ensayo de compactación capa base triturada

MuestraNo.

Muestra

EnsayoPuntos Densidad/Humedad Densidad Máxima

(Kg/cm3)Humedad

óptima (%)γd w(%)

Densidad Humedad

 

1 T-99D

   

   

   Km. 2 +225        Muestra I        

Trituración        80%

2 T-180D

   

   

   no plástico        

                  

 

1 T-99D

   

   

   

Km. 2 +452        

Muestra II        

Trituración        

40%

2 T-180D

   

   

   

IP = 4        

         

         (Fuente: Elaboración propia.)

e) Métodos de ensayos Proctor

El primer método en relación a esta técnica es el conocido como Prueba Proctor

Estándar. El mas empleado actualmente es el denominado Prueba Proctor

Modificado en donde se aplica mayor energía de compactación que el estándar,

ya que es más adecuado a las solicitaciones de las estructuras que se construyen

en la actualidad.

61 - 220

Page 76: Borrador Final Hector

En algunos casos, según las condiciones, se emplea el ensayo conocido

como Proctor de 15 golpes. Básicamente, todos se realizan por compactación del

suelo, con condiciones variables. En la tabla siguiente se especifican las diferentes

pruebas (estándar, modificado y 15 golpes).

2.4.5.4 C.B.R. (California Bearíng Ratio).

El Ensayo CBR (California Bearing Ratio: Ensayo de Relación de Soporte de

California) mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo y para poder

evaluar la calidad del terreno para subrasante, sub base y base de pavimentos. Se

efectúa bajo condiciones controladas de humedad y densidad. Este es uno de los

parámetros necesarios obtenidos en los estudios geotécnicos previos a la

construcción, como también lo son el Ensayo Proctor y los análisis

granulométricos del terreno.

Diferenciamos distintos tipos de CBR en función de la calidad de suelos, a saber:

CBR suelos inalterados.

CBR suelos remoldeados.

CBR suelos gravosos y arenosos.

CBR suelos cohesivos poco o nada plásticos.

CBR suelos cohesivos plásticos.

Este procedimiento puede efectuarse en terreno compactado.

Este procedimiento mide la carga necesaria para penetrar un pistón de

dimensiones determinadas a una velocidad previamente fijada en una muestra

compactada de suelo después de haberla sumergido en agua durante cuatro días

a la saturación más desfavorable y luego de haber medido su hinchamiento.

El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria, en Kg. /cm2 se

obtiene mediante la siguiente ecuación:

62 - 220

Page 77: Borrador Final Hector

El valor del CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento

de los suelos, principalmente con fines de utilización como base y subrasante bajo

pavimentos de carreteras y aeropistas.

a) Equipo

Molde de compactación (con collar y base)

Disco espaciador

Martillo de compactación

Aparato para medir la expansión con deformímetro de carátula con

precisión de mm

Pesos para sobrecarga

Máquina de compresión equipada con pistón de penetración CBR capaz de

penetrar a una velocidad de 1.27 mm/min

b) Procedimiento1. Preparar una muestra de suelo de grano fino (en cantidad suficiente para hacer

6 probetas) menor que el tamiz # 4, al contenido de humedad óptima del suelo

determinado con el ensayo de Proctor Modificado.

2. Antes de compactar el suelo en los moldes, tomar una muestra representativa

para determinar su contenido de humedad (por lo menos 100 g si el suelo es de

grano fino).

3. Pesar los moldes sin su base ni el collar.

4. Para cada molde ajustar el molde a la base, insertar el disco espaciador en el

molde y cubrirlo con un disco de papel filtro.

5. Fabricar 6 probetas de 5 capas cada una: 2 de 12 golpes por capa, 2 de 26

golpes por capa y 2 de 56 golpes por capa; dejar saturando una muestra de 12,

de 26 y de 56 golpes por capa.

6. Para cada molde retirar la base, el collar y el disco espaciador, pesar el molde

con el suelo compactado y determinara el peso unitario total del suelo.

63 - 220

Page 78: Borrador Final Hector

7. Colocar un disco de papel filtro sobre la base, invertir la muestra y asegurar el

molde a la base de forma que el suelo quede en contacto con el papel filtro.

Para muestras no saturadas, llevar a cabo los pasos 8 a 10:

8. Colocar suficientes pesas ranuradas (no menos de 4.5 kg) sobre la muestra de

suelo para simular la presión de sobrecarga requerida.

9. Colocar la muestra en la máquina de compresión y sentar el pistón sobre la

superficie de suelo utilizando una carga inicial no mayor de 4.5 kg. Fijar el cero

en los deformímetros de medida de carga y de penetración (o deformación).

10. Hacer lecturas de deformación o penetración y tomar las respectivas lecturas

del deformímetro de carga. Extruir la muestra del molde y tomar dos muestras

representativas adicionales para contenido de humedad. Para muestras no

saturadas:

11. Colocar la placa perforada con el vástago ajustable sobre el suelo compactado

y aplicar suficientes pesas para obtener la sobrecarga deseada, cuidando que

no sea inferior a 4.5 kg. Asegurarse de usar un disco de papel filtro entre la

base perforada del vástago y el suelo para evitar que el suelo se pegue a la

base del vástago.

12. Sumergir el molde y las pesas en un recipiente de agua de forma que el agua

tenga acceso tanto a la parte superior como a la parte inferior de la muestra y

ajustar el deformímetro de carátula (con lecturas al 0.01 mm) en su respectivo

soporte; marcar sobre el molde los puntos donde se apoya el soporte de forma

que pueda removerse y volver a colocarlo sobre el molde en el mismo sitio

cuando se desee hacer una lectura.

13. Ajustar el cero del deformímetro de expansión y registrar el tiempo de

comienzo del ensayo. Tomar las lecturas a 0, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48, 72 y 96

horas de tiempo transcurrido; el ensayo de expansión puede terminarse

después de 48 horas si las lecturas en el deformímetro de expansión se

mantienen constantes por lo menos durante 24 horas.

14. Al final de las 96 horas de inmersión, sacar la muestra y dejarla drenar por

espacio de

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Page 79: Borrador Final Hector

15 min; secar completamente la superficie superior de la muestra con toallas de

papel.

15. Pesar la muestra sumergida incluyendo el molde.

16. Realizar los pasos 8 al 10 para cada muestra.

17. Tomar muestras para contenido de humedad de las muestras saturadas de la

siguiente forma:

2 dentro de los 3 cm superiores del suelo

2 dentro de los 3 cm inferiores del suelo

2 en el centro de la muestra de suelo.

c) Cálculos

1. Dibujar una curva de resistencia a la penetración en libras por pulgada

cuadrada (psi) o kPa versus la penetración en pulgadas o mm. En un mismo

gráfico las muestras secas y en otro las muestras saturadas. Dibujar

posteriormente estas curvas en un mismo gráfico comparando las resistencias

secas y saturadas.

2. Calcular el CBR para una penetración de 0.01 pulgadas (carga patrón 3000 psi)

para los 6 ensayos; dibujar en un mismo gráfico la curva CBR (%) versus densidad

seca (kg/cm3), una curva para las muestras secas y otro para las muestras

saturadas. Realizar otro gráfico con las mismas características para una

penetración de 0.02 pulgadas (carga patrón 4500 psi).

FIGURA 10. Resultados CBR expresados de forma grafica.

65 - 220

Page 80: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia.)

Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son:

TABLA 12. Valores de carga unitaria.

Penetración Carga unitaria patrón

mm. Pulgada MPa. Kg. /cm2 Psi.

2.54

5.08

7.62

10.62

12.7

0.1

0.2

0.3

0.5

0.6

6.90

10.30

13.10

15.80

17.90

70.00

105.00

133.00

162.00

183.00

1000

1500

1900

2300

2600

(Fuente: Mecánica de suelos- Braja M. Das)

2.5 HIDROLOGÍA.

2.5.1 Definición.

La hidrología es la ciencia que estudia la circulación del agua en la naturaleza

(ciclo hidrológico) cualitativa y cuantitativamente. Específicamente, estudia el agua

sobre la superficie de la tierra, en el suelo, en las rocas subyacentes y en la

atmosfera, con referencia a la evaporación y la precipitación.11 11 David R. Maidement,Hidrologia Aplicada Vente Chow colombia 2004.

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Page 81: Borrador Final Hector

La importancia radica en su aplicación directa en el diseño y operación de

proyectos de ingeniería para el control y uso del agua como:

- Vías de comunicación: redes viales, puentes alcantarillas.

- Ingeniería estructural: Influencia sobre las cimentaciones

- Ingeniería hidráulica: Información indispensable en el diseño.

FIGURA 11. Ciclo Hidrológico.

(Fuente: Hidrología aplicada Vente Chow)

2.5.2 Descripción.

La hidrología para el diseño de una carretera es importante, porque se busca

determinar la intensidad, duración y frecuencia de lluvia. Para así poder

caracterizar el flujo del agua, y determinar el tipo de estructura a ser utilizada para

evitar excesos de acumulación de agua en la carretera.

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Page 82: Borrador Final Hector

Los estudios hidrológicos son importantes para determinar:

Elección del periodo de retorno.

Caracterización hidrográfica de la zona de estudio.

Recopilación de datos meteorológicos.

Análisis de datos hidrológicos.

Estimación de caudales de diseño.

2.5.3 Precipitación.

Se entiende por precipitación todo aquello que cae del cielo a la superficie de la

tierra, ya sea en forma de lluvia, granizo, pedrisco, nieve. Este fenómeno se da por

la condensación del vapor de agua con tal rapidez en la atmósfera alcanzando tal

peso que no pueda seguir flotando como las nubes, la niebla o la neblina (cuyas

partículas están suspendidas o se depositan directamente sobre la tierra en forma

de rocío o escarcha).

El manejo de la información pluvial, para varias aplicaciones hidrológicas, es

necesario conocer la altura de la lamina de agua sobre un area determinada, lo

que es factible establecer si se cuentan en la zona con datos puntuales, cuando la

lamina de agua es referida a una cuenca hidrográfica, hablamos de la

precipitación de una cuenca.12

Existen varios procedimientos para determinar la precipitación de una cuenca

entre las que se tomaran en cuenta para realizar este trabajo tenemos:

Media aritmética

Polígonos de thiessen

Método de las curvas isoyetas

La aplicación de estos métodos requiere conocer la precipitación puntual de la

mayor cantidad de estaciones que estén tanto dentro como próximas a ella, por

12 David R. Maidement,Hidrologia Aplicada Vente Chow colombia 2004.

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Page 83: Borrador Final Hector

eso es necesario contar con la información de precipitaciones que será recopilada

de la institución encargada en nuestro departamento como es SENAMHI.

2.5.4 Cuenca hidrológica.

Se define al área de terreno donde todas las aguas caídas por precipitación se

unen y forman un solo curso de agua. La delimitación de una cuenca se hace

sobre un plano a curvas de nivel, siguiendo las líneas de las altas cumbres.

FIGURA 12. Escurrimiento de una Cuenca.

(Fuente: Elaboración propia)

2.5.4.1 Demarcación.

Los cauces de los ríos siempre se encuentran en la parte más baja del terreno, por

esta razón entre dos cauces existe una línea divisoria más alta llamada divortium

aquarum, por lo que trazando una línea por la divisoria de aguas que rodea al rio

en estudio y todos sus afluentes se delimita el área que drena todas las aguas

precipitadas hacia el rio de interés (cuenca hidrográfica).

FIGURA 13. Demarcación de cuenca hidrográfica.

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Page 84: Borrador Final Hector

(Fuente: Hidrología aplicada Vente Chow)

Para la demarcación se debe considerar:

- Utilizar un mapa a escala conveniente en el que figuren la cuenca y sus

áreas aledañas.

- La divisoria de aguas debe pasar por los puntos más altos separar una

cuenca de otra.

- Las curvas de nivel se cortaran perpendicularmente así estas sean rectas

(paralelas al cauce), cóncavas (si se va de un punto más alto a uno más

bajo) o convexas (si se va de un punto más bajo a uno más alto).

- La divisoria de aguas solo cortara el cauce en el punto de interés.

2.5.5 Tiempo de concentración.

El tiempo de concentración se define como el lapso de tiempo, bajo precipitación

constante, que tarda el agua en ir al punto más distante hidráulicamente definido

dentro la cuenca hasta el punto de evacuación o control.

Este parámetro naturalmente depende, entre otras variables, la longitud máxima

que debe recorrer el agua hasta la salida de la cuenca y la velocidad promedio

que adquiere en la misma, la cual a su vez varía en función a la pendiente y la

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Page 85: Borrador Final Hector

rugosidad de la superficie. Para la determinación del tc según podemos utilizar las

siguientes formulas dependiendo el tamaño de la cuenca:

TABLA 13. Formulas para el Cálculo del Tiempo de Concentración (tc).

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.5.6 Periodo de retorno.

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Page 86: Borrador Final Hector

En la elección del periodo de retorno, frecuencia o probabilidad a utilizar en el

diseño de una obra, es necesario considerar la relación existente entre la

probabilidad de excedencia de un evento, la vida útil de la estructura y el riesgo de

falla aceptable, dependiendo, este último, de factores económicos, sociales,

ambientales, técnicos y otros.

Para poder seleccionar el tiempo de retorno para una determinada obra depende:

La importancia de la vía que se va a protegerse 8tipo de vía), pues de ella

depende que se causen mayores o menores daños.

La función que desempeña la obra, pues está claro que la integridad de la vía

debe garantizarse en grado mayor que el libre tránsito de vehículos.

TABLA 14. Periodos de retorno de diseño.

(Fuente: Manual de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)

2.5.7 Caudal de diseño.

El caudal de diseño se determinara mediante el método racional el cual supone un

escurrimiento máximo proveniente de una tormenta proporcional a la lluvia caída,

con lo cual se genera una formulación, el cual determinara el caudal, para un

periodo de retorno dado, se obtiene mediante la siguiente expresión:

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Page 87: Borrador Final Hector

Q=Cu∗C∗I∗A3,6

Donde:

C= Coeficiente de escorrentíaI = Intensidad de la precipitación (mm. /Hrs.)A= Superficie de la cuenca en km2

Cu= Coeficiente de uniformidad, que tiene en cuenta la falta de uniformidad en la distribución del aguacero.

El coeficiente de uniformidad Cu corrige el supuesto reparto uniforme de la

escorrentía dentro del intervalo de cálculo de duración igual al tiempo de

concentración contemplando en la formulación del método racional.

Aunque el coeficiente de uniformidad varia de un aguacero a otro, su valor medio

en una cuenca concreta depende principalmente de su tiempo de concentración.

Esta dependencia es tan acusada que, a efectos prácticos, puede despreciarse la

influencia de las restantes variables, tales como el régimen de precipitaciones.

Para su estimación puede realizarse según la siguiente expresión:

Cu=1+ tc1,25

tc1,25+14

Cu= Coeficiente de uniformidad.

Tc= Tiempo de concentración (horas).

a) Tabla de cálculo de caudales

Esta tabla muestra el procedimiento que se seguirá para realizar el cálculo de los

caudales con criterios previamente definidos. (Ver ANEXO I)

2.5.8 Intensidad.

La intensidad de lluvia de diseño corresponde a aquella duración igual al tiempo

de concentración del área y de la frecuencia o periodo de retorno seleccionado

para el diseño de la obra en cuestión. La determinación numérica de la Intensidad

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Page 88: Borrador Final Hector

se realiza utilizando curvas regionales de Intensidad-Duración-Frecuencia, o

curvas IDF. Para este efecto se fijan la Frecuencia según el nivel de probabilidad

de falla admitido, y la Duración del aguacero, y se aplica la curva IDF.

El valor de Intensidad se determina a partir de la curva de intensidad- duración-

frecuencia (IDF). El valor de la intensidad se obtendrá de la relación de Sg.

Bernard:

I=P [mm ]

tduracion [hr ]

Donde:

t = Duración de la lluvia (min)

P = Precipitación (mm)

FIGURA 14. Representación de Curvas IDF.

(Fuente: Enciclopedia Wikipedia)

2.5.9 Coeficiente de escorrentía.

Se denomina coeficiente de escorrentía al cociente entre el caudal de agua que

circula por una sección de una cuenca a consecuencia de un suceso lluvioso

(lluvia neta), y el volumen de agua que ha precipitado sobre la misma (lluvia total).

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Page 89: Borrador Final Hector

Es decir, se trata de la proporción de lluvia real que produce escorrentía

superficial. El manual de hidrología y drenaje nos entrega a continuación rangos

usuales de este coeficiente para diversos tipos de situaciones:

TABLA 15. Coeficientes de Escurrimiento según el Tipo de Terreno.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

El método racional se ha utilizado ampliamente para la determinación de caudales

de diseño en carreteras, debido a su simplicidad y lógica. Sin embargo se deben

tener presentes sus limitaciones y las hipótesis involucradas. El método supone

que el coeficiente de escorrentía se mantiene constante para distintas tormentas,

lo cual es estrictamente valido solo para áreas impermeables, de allí la necesidad

de amplificar los valores de C para periodos de retorno altos. Se asume que el

periodo de retorno de lluvia de diseño es igual al caudal máximo. Las diversas

formulas desarrolladas para la determinación del tiempo de concentración, a veces

dan estimaciones bastante diferentes, lo que refleja la precisión de estas formulas

empíricas. Supone también que la tormenta tiene distribución e intensidad

constante en toda la cuenca.

En otras situaciones, la elección del coeficiente de escurrimiento puede abordarse,

con la ayuda de los factores de relieve, infiltración, cobertura vegetal y

almacenamiento de agua en el suelo. En la siguiente tabla mostrada a

continuación se entregan valores recomendados, los cuales son representativos

de tormentas con periodos de retorno de 10 años. Si se necesitan coeficientes de

escorrentía de tormentas de periodos de retorno mayor, se recomienda amplificar

los resultados por 1,1 1,2 y 1,25 para periodos de retorno de 25,50 y 100 años

respectivamente.

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Page 90: Borrador Final Hector

TABLA 16. Coeficientes de escorrentía T=10 Años.

(Fuente: Manual de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)

2.6 CARRETERAS.

2.6.1 Definición.

Una carretera o ruta es una vía de dominio y uso público, proyectada y construida

fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles.

2.6.2 Descripción.

Se empleara una carretera para asignar las características de diseño, adecuada

para los volúmenes de transito de paso circulando a velocidades previamente

establecidas, cuya función principal consiste en dar acceso a la propiedad

adyacente.

2.6.3 Criterios para definir las características de una carretera.

76 - 220

Page 91: Borrador Final Hector

La institución A.B.C (Administradora Boliviana de Caminos) recomienda mediante

el “MANUAL Y NORMAS PARA EL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS”

los siguientes criterios:

Es necesario realizar un estudio de tráfico actual, generado y futuro para así

poder definir las características del camino o carretera, que cumpla con la

infraestructura necesaria para esa vía.

Se debe definir la velocidad de proyecto porque mediante esta se podrá

caracterizar la geometría y elementos del trazado bajo condiciones de

seguridad y comodidad para el tránsito de vehículos, así mismo deberá estar

debidamente señalizado.

Se debe tener conocimiento de los caminos adyacentes para así tomar en

cuenta como vías de acceso, procurando la seguridad y libertad deseada para

el tránsito de paso. Además de proveer un acceso a la propiedad colindante

evitando los recorridos excesivamente largos.

Los vehículos que circula por las carreteras influencian el diseño

fundamentalmente en: velocidades que son capaces de desarrollar y

dimensiones que le son propias. Es por eso que se deberá tomar en cuenta

vehículos livianos, medianos, pesados para así poder determinar las

velocidades y visibilidades para los usuarios de la vía.

Otro punto importante a tomar en cuenta es las facilidades para peatones,

donde si el flujo de peatones en la zona es considerable se deberá realizar un

estudio para realizar instalaciones de protección y aislar las aceras de la

plataforma de la vía.

2.6.4 Alineamiento Horizontal.

Los limites normativos que se tiene para realizar el alineamiento horizontal

mediante la combinación de elementos rectos y curvos de caminos bidireccionales

y unidireccionales son:

Categoría de la ruta

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Page 92: Borrador Final Hector

Velocidad de Proyecto

V85% para diseñar las Curvas Horizontales

Distancia de Frenado

Radios mínimos de curvas horizontales

Curvas de transición

Guiado óptico

Peralte máximo admisible

Todos estos elementos deben conjugarse de manera tal que el trazado resultante

sea el más seguro y económico, en armonía con los contornos naturales y al

mismo tiempo adecuado a la categoría, según la clasificación funcional para el

diseño.

2.6.4.1 Categoría de ruta.

La categoría dependerá fundamentalmente de la función que cumpla el camino o

carretera, del volumen y composición del tránsito previsto, de la topografía de la

zona de emplazamiento y del diferencial de costo que implica, mediante el cual se

determinara la categoría de la vía.

En el caso del proyecto el terreno es montañoso constituido por cunetas, en las

cuales el trazado salvara desniveles considerados en términos absolutos. El

camino actual presenta pendientes elevadas ya sea subiendo o bajando, en

cuanto al relieve presenta laderas con inclinaciones, quebradas.

La tabla a continuación mostrada resume las características principales según

categoría:

TABLA 17. Clasificación Funcional para Diseño Carreteras y Caminos

Rurales.

78 - 220

Page 93: Borrador Final Hector

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.4.2 Velocidad del Proyecto.

Esta velocidad permite definir las características geométricas mínimas de los

elementos del trazado bajo condiciones de seguridad y comodidad, elementos que

solo podrán ser empleados en la medida que estén precedidos por otros (en

ambos sentidos del tránsito), que anticipen al usuario que se está entrando a un

tramo de características geométricas mínimas, el que además deberá estar

debidamente señalizado.

En consecuencia, el concepto Velocidad de Proyecto se usara para efectos del

sistema de Clasificación Funcional para Diseño, a fin de indicar el estándar global

asociado a la carretera y para definir los parámetros mínimos aceptables bajo

condiciones bien definidas.

2.6.4.3 Velocidad Percentil (V85%).

Es aquella velocidad no superada por el 85% de los usuarios en un tramo de

características homogéneas, bajo las condiciones de transito prevalecientes,

estado del pavimento, meteorológicamente y grado de realización de este con

otras vías y con la propiedad adyacente. La V85% considerada para el Diseño en

planta sirve para verificar la visibilidad de frenado y para diseñar el alineamiento

vertical.

79 - 220

Page 94: Borrador Final Hector

Para el rango de velocidades de proyecto (Vp.) y la longitud del tramo en recta (Lr)

que se definen en la siguiente tabla, la V85% dependerá de:

TABLA 18. V85% en función de Vp. y Lr para Vp. entre 40 y 120 km/h.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.4.4 Distancia de Frenado.

En todo punto de una carretera o camino, un conductor que se desplaza a una

velocidad V, por el centro de su carril de transito, debe disponer al menos de la

visibilidad equivalente a la distancia requerida para detenerse ante un obstáculo

inmóvil, situado en el centro de dicho carril. Se considera obstáculo aquel de una

altura igual o mayor a 0,20 m, estando situado los ojos del conductor a 1,10 m

sobre la rasante del eje de su carril.

La distancia de frenado sobre una alineación recta con pendiente, se calcula

mediante la siguiente expresión:

Donde:

Df = Distancia de frenado (m)

V = Velocidad de Proyecto (km/h)

T = Tiempo de percepción + Reacción (s)

f1 = Coeficiente de roce rodante

I = Pendiente Longitudinal (m/m)

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Page 95: Borrador Final Hector

La tabla mostrada a continuación muestra valores parciales calculados mediante

la expresión citada y el valor redondeado para adoptar Df.

2.6.4.5 Radios mínimos de curvas horizontales.

Los radios mínimos para cada velocidad de proyecto, calculados bajo el criterio de

seguridad ante el deslizamiento, están dados por la expresión:

Donde:

Rmin = Radio mínimo absoluto (m)

Vp = Velocidad Proyecto (km/h)

emax = Peralte Máximo correspondiente a la Carretera o Camino

(m/m)

f = Coeficiente de fricción transversal máximo correspondiente a

Vp.

TABLA 19. Valores máximos para el peralte y la fricción transversal.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

TABLA 20. Radios Mínimos Absolutos en Curvas Horizontales.

Velocidad de Diseño (km/hr)

Peralte Máximo (%)

Fricción Lateral

Radio Mínimo [m]

Calculo AASHTO

Manual A.B.C.

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Page 96: Borrador Final Hector

25 10 0,18 18 -

30 10 0,17 26 25

40 10 0,17 48 4550 10 0,16 76 75

60 10 0,15 112 115

70 10 0,14 156 155

80 10 0,14 210 210

90 10 0,13 274 265

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

FIGURA 15. Radio de giro Bus Interurbano.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.4.6 Curvas de transición.

82 - 220

Page 97: Borrador Final Hector

Como elemento de curvatura variable en arcos de enlace, o como elemento de

trazado propiamente tal, se empleara la clotoide, que presenta los siguientes

parámetros:

La clotoide es una curva de la familia de las espirales, cuya ecuación paramétrica

está dada por:

A2=R∗L

A= Parámetro (m)

R= Radio de curvatura en un punto (m)

L= Desarrollo (m). Desde el origen al punto de radio R.

FIGURA 16. Visibilidad de curvas en planta.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

83 - 220

Page 98: Borrador Final Hector

Para la elección de una clotoide usada como curva de transición tenemos los

siguientes criterios:

2.6.4.7 Por condición de guiado óptico.

Es decir para tener una clara percepción del elemento de enlace y de la curva

circular, el parámetro debe estar comprendido entre:

R3≤ A ≤R

A= Parámetro (m)

R= Radio de curvatura en un punto (m)

a) Como condición adicional de guiado óptico es conveniente que si el radio

enlazado posee un R≥1,2 Rmin el retranqueo de la curva circular enlazada (ΔR)

sea≥0,5 m, condición que está dada por:

A≥(12∗R3)0 , 25

Estas condiciones geométricas deben complementarse de modo de que aseguren:

b) La longitud de la clotoide sea suficiente para desarrollar el peralte, según

los criterios explicados previamente, condición que se cumple si:

A≥( n∗a∗e∗R∆

)1 /2

Donde:

n= número de carriles entre el eje de giro y el borde del pavimento

peraltado

a= ancho de cada carril, sin considerar ensanches

e= peralte de la curva

R= radio de la curva

Δ= Pendiente relativa del borde peraltado respecto del eje de giro

84 - 220

Page 99: Borrador Final Hector

TABLA 21. Pendientes relativas de borde.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

c) La longitud de la clotoide sea suficiente para que el incremento de la

aceleración transversal no compensada por el peralte, pueda distribuirse a una

tasa uniforme J (m/s3). Este criterio dice relación con la comodidad del usuario al

describir la curva de enlace, y para velocidades menores o iguales que la

velocidad especifica de la curva circula enlazada, induce una conducción por el

centro del carril de circulación. La expresión correspondiente es:

A=[ Ve∗R46 ,656∗J (Ve2

R−1,27∗e)]

1/2

Donde:

Ve= Velocidad especifica (km/h)

R= Radio de la Curva Circular Enlazada (m)

J= Tasa de Distribución de la Aceleración Transversal (m/s3)

e= Peralte de la Curva Circular (%)

Se consideran dos grupos de valores de J para el diseño, según sea la situación

que se esté abordando:

1) Si el radio que se está enlazando posee un valor comprendido entre Rmin≥1,2

Rmin, resulta conveniente emplear los valores de J max que se señalan en la

siguiente tabla:

TABLA 22. Tasa Máxima de Distribución de la Aceleración Transversal.

85 - 220

Page 100: Borrador Final Hector

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2) Si el radio se está enlazando posee un valor de R> 1,2 Rmin, se emplearan los

valores de J normal que se indicaron anteriormente o incluso algo menores.

TABLA 23. Tasa Normal de Distribución de Aceleración Transversal.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

Los radios que no requieren el empleo de clotoide son:

En caminos con Vp ≤ 80 km/h Si R> 1500 m

En carreteras con Vp ≥ 80 km/h Si R> 3000 m

2.6.5 Elementos del Alineamiento Vertical.

Los elementos que componen el trazo del alineamiento vertical son:

2.6.5.1 Curvas Parabólicas.

Son las que enlazan las rectas y están definidas en base a un coeficiente “K” de la

parábola cuanto más se amplía la parábola es mejor, por lo que se restringen los

valores mínimos de “K”. Definidas por:

L=K∗∅

Donde:

L= Longitud horizontal total de desarrollo de la curva vertical

86 - 220

Page 101: Borrador Final Hector

Ø= Diferencia de pendiente conservando su signo

K= Coeficiente de la parábola a ser desplazada

2.6.5.2 Curvas verticales convexas.

Se considera la distancia de frenado sobre un obstáculo fijo situado sobre el carril

de transito y la altura de los ojos del conductor sobre la rasante de este carril. El

parámetro está definido por:

Kv= Df 2

2∗(√h1+√h2 )

Donde:

Kv= Parámetro Curva Vertical Convexa (m)

Df= Distancia de Frenado (m)

h1= Altura ojos del conductor (m)

h2= Altura obstáculo Fijo (m)

Luego:

Kv= Df 2

4 , 48

Para el cálculo de Df tenemos la siguiente expresión:

Df=V∗t3 ,6

+ V 2

254∗( f i+i )

Donde:

V= Velocidad efectiva

T= Tiempo de reacción

fi= Coeficiente de fricción

87 - 220

Page 102: Borrador Final Hector

i= Pendiente del tramo

FIGURA 17. Curvas verticales convexas.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.5.3 Curvas verticales cóncavas.

Se considera la distancia de frenado nocturna sobre un obstáculo fijo que debe

quedar dentro de la zona iluminada por los faros del vehículo. Este parámetro esta

dado por:

Kc= Df 2

2∗(h+Df∗sinβ )

Donde:

Kc= Parámetro Curva Vertical Cóncava (m)

Df= Distancia de Frenado (m)

h= Altura Focos del Vehículo (m)

β= Angulo de Abertura del Haz luminoso respecto de su Eje= 1°

88 - 220

Page 103: Borrador Final Hector

Luego:

Kc= Df 2

1 ,2+0 ,035∗Df

FIGURA 18. Curvas verticales cóncavas.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.5.4 Longitud mínima de curvas verticales.

Por condiciones de comodidad y estética, la longitud mínima de las curvas

verticales está dada por:

2∗T (m)≥Vp (

kmh

)

Es decir, el desarrollo mínimo de la curva vertical será el correspondiente al

número de metros que representa la velocidad de proyecto de la carretera,

expresada en km/h.

2.6.5.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.

En este caso, a considerar en caminos bidireccionales, tiene relevancia las curvas

verticales convexas, ya que en las cóncavas las luces del vehículo en sentido

89 - 220

Page 104: Borrador Final Hector

contrario son suficientes para indicar su posición y no existe obstáculo a la visual

durante el día a causa de la curva. Este parámetro esta dado por:

Ka= Da2

2∗(√h1+√h5 )2

Donde:

Ka= Parámetro Mínimo para Visibilidad Adelantamiento (m)

Da= Distancia de Adelantamiento (m)

h1= Altura Ojos Conductor (m)

h5= Altura Vehículo en Sentido Contrario (m)

Luego:

Ka= Da2

9 ,2

TABLA 24. Parámetro Mínimo Curvas Verticales Convexas para Asegurar

Visibilidad de Adelantamiento.

(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.5.6 Sección Transversal.

La sección transversal de una carretera o camino describe las características

geométricas de estas, según un plano normal a la superficie vertical que contiene

el eje de la carretera. Esta varia de un punto a otro de la vía, ya que resulta la

combinación de los distintos elementos que la constituyen, cuyos tamaños, formas

e interrelaciones dependen de las funciones que ellas cumplan y de las

características del trazado y del terreno en los puntos considerados.13

13 Kraemer, Carlos. Ingeniería de Carreteras, Primera Edición Mc Graw Hill. España, 2004.

90 - 220

Page 105: Borrador Final Hector

FIGURA 19. Perfil transversal descriptivo.

(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

FIGURA 20. Perfil transversal descriptivo en curvas.

(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

91 - 220

Page 106: Borrador Final Hector

2.6.5.7 Ancho del carril.

El ancho del carril estará formado por dos o más carriles. Un carril será entonces

cada una de las divisiones de la calzada que pueda acomodar una fila de

vehículos transitando en un sentido. En el caso de carreteras o caminos con

calzada bidireccionales de dos carriles, cada uno de ellos podrá ser utilizado

ocasionalmente por vehículos que marchan en el sentido opuesto, en el momento

en que estos adelanten a otros más lentos.

TABLA 25. Ancho de carril.

Categoría Características Velocidad directriz

(Km/hr)

Ancho de carril

(m)

O Doble calzada 120 – 80 3.65 - 3.50

I.A Doble calzada 120 – 70 3.65 - 3.50

I.B Calzada simple 120 – 70 3.65 - 3.50

II Calzada simple 100 – 50 3.65 - 3.35

III Calzada simple 80 – 40 3.65 - 3.00

IV Calzada simple 80 – 30 3.65 – 3.00

(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.5.8 Bombeo.

Es la inclinación que se debe dar a las calzadas, con el propósito de evacuar las

aguas superficiales, una inclinación transversal mínima o bombeo, que depende

del tipo de superficie de rodadura y de la intensidad de la lluvia de 1 hora de

duración con un periodo de retorno.

TABLA 26. Valores de bombeo recomendables.

Tipo de Pavimento

O de Calzada

Pendiente Transversal (%)

Zona Húmeda Zona Seca

Pavimento de Hormigón 2.00 – 1.50 2.00 – 1.50

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Page 107: Borrador Final Hector

Pavimento Flexible de Alta Calidad 2.50 – 2.00 2.00

Pavimentos Porosos 3.00 – 2.50 2.50 – 2.00

Calzadas no Pavimentadas 4.00 – 3-00 3.50 – 2.50

(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.5.9 Bermas.

Son franjas que flanquean el pavimento de las calzadas, pueden ser construidas

con pavimento de hormigón, capa asfáltica, tratamiento superficial, o simplemente

ser una prolongación de la capa de grava en los caminos no pavimentados.

TABLA 27. Ancho de bermas.

Categoría de la

carretera

Características Velocidad directriz

(Km/hr)

Ancho de

bermas (m)

O Doble calzada 120 – 80 3.50 - 3.00

I.A Doble calzada 120 – 70 3.50 - 2.50

I.B Calzada simple 120 – 70 3.00 - 2.50

II Calzada simple 100 – 50 3.00 - 2.00

III Calzada simple 80 – 40 3.00 - 1.00

IV Calzada simple 80 – 30 3.00 - 0.50

(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

2.6.5.10 Taludes.

93 - 220

Page 108: Borrador Final Hector

La determinación de taludes variara a lo largo de la obra según sea la calidad y

estratificación de los suelos encontrados.

Donde tendrán inclinaciones únicas por cada tramo, o bien presentar variaciones

en un mismo perfil. Esto último en el caso de comprobarse las ventajas técnicas y

económicas, o de otro tipo.

2.6.5.11 Sobre ancho.

Es el ensanche de la calzada que permite la maniobra de giro dentro de los límites

del carril, el sobre ancho se considera en base a los espacios que debe existir

entre el vehículo y los ejes demandados (huellas).

El sobre ancho se determina a través de la siguiente expresión:

S=100R

Donde:

R = Radio de Curvatura (m)

2.6.5.12 Diagrama de Masas.

La curva masa busca el equilibrio para la calidad y economía de los movimientos

de tierras, además es un método que indica el sentido del movimiento de los

volúmenes excavados, la cantidad y la localización de cada uno de ellos.

Las ordenadas de la curva resultan de sumar algebraicamente a una cota

arbitraria inicial el valor del volumen de un corte con signo positivo y el valor del

terraplén con signo negativo; como abscisas se toma el mismo cadena miento

utilizado en el perfil.

Los volúmenes se corrigen aplicando un coeficiente de abundamiento a los cortes

o aplicando un coeficiente de reducción para el terraplén.

a) El procedimiento para el proyecto de la curva masa es como sigue:

1. se proyecta la subrasante sobre el dibujo del perfil del terreno.

2. se determina en cada estación, o en los puntos que lo ameriten, los

espesores de corte o terraplén.

94 - 220

Page 109: Borrador Final Hector

3. se dibujan las secciones transversales topográficas (secciones de

construcción)

4. se dibuja la plantilla del corte o del terraplén con los taludes escogidos

según el tipo de material, sobre la sección topográfica correspondiente,

quedando así dibujadas las secciones transversales del camino.

5. se calculan las áreas de las secciones transversales del camino por

cualquiera de los métodos ya conocidos.

6. se calculan los volúmenes abundando los cortes o haciendo la reducción de

los terraplenes, según el tipo de material y método escogido.

7. se dibuja la curva con los valores anteriores.

b) Determinación del desperdicio:

Cuando la línea compensadora no se puede continuar y existe la necesidad de

iniciar otra, habrá una diferencia de ordenadas.

Si la curva masa se presenta en el sentido del cadena miento en forma

ascendente la diferencia indicara el volumen de material que tendrá que

desperdiciarse lateralmente al momento de la construcción.

c) Determinación de los prestamos:

Se trata del mismo caso anterior solo que la curva masa se presentara en

forma descendente, la decisión de considerarlo como préstamo de un banco

cercano al camino o de un préstamo de la parte lateral del mismo, dependerá

de la calidad de los materiales y del aspecto económico, ya que los acarreos

largos por lo regular resultan muy costosos.

FIGURA 21. Diagrama de Masas.

95 - 220

Page 110: Borrador Final Hector

(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)

d) Determinación del acarreo libre:

Se corre horizontalmente la distancia de acarreo libre 20 metros, de tal manera

que toque dos puntos de la curva, la diferencia de la ordenada de la horizontal al

punto más alto o más bajo de la curva, es el volumen.

e) Determinación del sobre acarreo:

Se traza una línea en la parte media de la línea horizontal compensadora y la línea

horizontal de acarreo libre.

La diferencia de abscisas X – B será la distancia a la que hay que restarle el

acarreo libre para obtener la distancia media de sobre acarreo convertida en

estaciones y aproximada al décimo.

El volumen se obtendrá restando la ordenada de la línea compensadora A –B a la

de la línea de acarreo libre a-b.

f) Propiedades de la curva masa:

1. La curva crece en el sentido de la cadena miento cuando se trata de

cortes y decrece cuando predomina el terraplén.

96 - 220

Page 111: Borrador Final Hector

2. En las estaciones donde se presenta un cambio de ascendente a

descendente o viceversa se presentara un máximo y un mínimo

respectivamente.

3. Cualquier línea horizontal que corta a la curva en dos extremos marcara

dos puntos con la misma ordenada de corte y terraplén indicando así la

compensación en este tramo por lo que serán iguales los volúmenes de

corte y terraplén. Esta línea se denomina compensadora y es la distancia

máxima para compensar un terraplén con un corte.

4. La diferencia de ordenada entre dos puntos indicara la diferencia de

volumen entre ellos.

5. El área comprendida entre la curva y una horizontal cualquiera, representa

el volumen por la longitud media de acarreo

6. Cuando la curva se encuentra arriba de la horizontal el sentido del acarreo

de material es hacia delante, y cuando la curva se encuentra abajo el

sentido es hacia atrás, teniendo cuidado que la pendiente del camino lo

permita.

2.6.6 Señalización vial.

2.6.6.1 Señalización vertical.

La señalización vertical son placas fijadas en postes o estructuras instaladas sobre

la vía o adyacentes a ella, que mediante símbolos o leyendas determinadas

cumplen función de prevenir a los usuarios sobre la existencia de peligros y su

naturaleza, reglamentar las prohibiciones o restricciones respecto del uso de las

vías, así como brindar la información necesaria para guiar a los usuarios de las

mismas. De acuerdo con la función que cumplen las señales verticales se

clasifican en:

97 - 220

Page 112: Borrador Final Hector

- Señales preventivas: Son señales de advertencia de peligro (preventivas)

tiene como propósito advertir a los usuarios la existencia y naturaleza de

riesgos o situaciones imprevistas presentes en la vía o en sus zonas

adyacentes, ya sea en forma permanente o temporal.

- Señales reglamentarias: tiene por finalidad notificar a los usuarios de las

vías las prioridades en el uso de las mismas, así como las prohibiciones,

restricciones y autorizaciones existentes. Su trasgresión constituye

infracción a las normas de transito.

- Señales informativas: Las señales informativas tienen como propósito

orientar y guiar a los usuarios del sistema vial, entregándoles información

necesaria para que puedan llegar a sus destinos de la forma mas segura,

simple y directa posible.

a) Ubicación longitudinal

La ubicación de una señal debe garantizar que un usuario que se emplaza a la

velocidad máxima que permite la vía, será capaz de interpretar y comprender el

mensaje que se le está transmitiendo, con el tiempo suficiente para efectuar las

acciones que se requieran para una eficiente y segura operación.

TABLA 28. Distancia Mínima (M) Entre Señales Verticales.

(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)

b) Ubicación lateral

La ubicación lateral de una señal vertical, dependerá de la distancia, medida

desde el borde de la calzada, a la cual será instalada. Para esto es importante

98 - 220

Page 113: Borrador Final Hector

tener presente que el conductor de un vehículo tiene una visibilidad en la forma de

un cono de proyección, el que se abre en un ángulo de alrededor de 10° con

respecto a la visual. Por lo tanto, se deberá asegurar que la señal quedara

instalada en esa zona.

FIGURA 22. Ubicación de la Señalización Vertical Transversal.

(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)

c) Señales preventivas

Son señales de advertencia de peligro, llamadas también preventivas, tienen como

propósito advertir a los usuarios la existencia y naturaleza de riesgos o situaciones

especiales presentes en la vía o en sus zonas adyacentes, ya sea en forma

permanente o temporal. Se identifican como base con el código SP.

Estas señales deben ubicarse con la debida anticipación, de tal manera que los

conductores tengan el tiempo suficiente adecuado para percibir, identificar, tomar

la decisión y ejecutar con seguridad la maniobra que la situación requiere. Este

tiempo puede variar de 3 s, como en el caso de señales de advertencia más

sencillas, curva pronunciada, pendiente fuerte, hasta 10 s.

FIGURA 23. Ubicación de Señales Preventivas de Restricción.

99 - 220

Page 114: Borrador Final Hector

(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)

Las señales preventivas por la función que cumplen se clasifican desde la SP1

hasta SP68, a continuación se muestran algunas de ellas:

FIGURA 24. Señales Preventivas.

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Page 115: Borrador Final Hector

(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)

d) Señales Reglamentarias

Tienen por finalidad notificar a los usuarios de las vías, las prioridades en el uso

de las mismas, así como las prohibiciones, restricciones, obligaciones y

autorizaciones existentes. Su transgresión constituye infracción a las normas del

tránsito y acarrea las sanciones previstas en la ley. Estas señales se identifican

con el código SR.

Estas señales deberán instalarse al lado derecho de la vía, en el lugar preciso

donde se requiera establecer la regulación. Por otro lado, se deberá ubicar una

señal adicional al lado izquierdo de la vía, en toda condición cuando se trate de

señales del tipo No Adelantar (SR-26), y en el caso de Velocidad máxima (SR-30),

donde la presencia de camiones y buses cuenten con un tránsito medio diario

anual mayor o igual al 20% del total.

A continuación se representa un resumen mostrando alguna de las señales

preventivas utilizadas en la señalización vial:

101 - 220

Page 116: Borrador Final Hector

FIGURA 25. Señales Reglamentarias.

(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)

e) Señales informativas

Señales informativas o de información, tienen por objeto guiar al usuario de la vía

suministrándole la información necesaria sobre identificación de localidades,

destinos, direcciones, sitios de interés turístico, geográficos, intersecciones,

cruces, distancias por recorrer, presentación de servicios.

En particular son utilizadas para informar sobre:

- Enlaces o empalmes con otras vías.

- Pistas apropiadas para cada destino.

- Direcciones hacia destinos, calles o rutas.

102 - 220

Page 117: Borrador Final Hector

- Inicio de la salida a otras vías.

- Distancias a que se encuentran los destinos.

- Nombres de rutas y calles.

- Servicios y lugares de atractivo turístico existentes en las inmediaciones de

la vía.

- Nombres de ciudades, ríos, puentes, calles, parques, lugares históricos y

otros.

La ubicación de las señales longitudinales quedara determinada por su función,

según se especifica para cada señal en el “Manual de Dispositivos de Control de

Transito”. En todo caso, para efectos de su instalación, el lugar podrá ser ajustado

hasta un 20% dependiendo de las condiciones del sector y de factores tales como

geometría de la vía, accesos, visibilidad, transito, composición de este y otros.

Las señales informativas, de acuerdo a su función se clasifican en:

- Señales que Guían al Usuario a su Destino.

- Señales con Otra Información de Interés.

A continuación se mostraran algunos tipos de señales preventivas según la

función que cumplen:

FIGURA 26. Señales Informativas.

103 - 220

Page 118: Borrador Final Hector

(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)

2.7 HIDRÁULICA.

2.7.1 Definición.

La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de

las propiedades mecánicas de los fluidos, y tiene como principal objetivo la

conducción de las aguas.14

2.7.2 Descripción.

14 Maximo Villon B, Hidráulica de Canales

104 - 220

Page 119: Borrador Final Hector

En el diseño hidráulico en carreteras es necesario para poder conducir el agua

mediante drenajes por eso es necesario realizar:

Drenaje longitudinal.

Drenaje transversal.

En la actualidad se cuenta con el apoyo de numerosos programas computarizados

de dominio público o de fácil acceso, que ayudan a realizar los cálculos hidráulicos

como ser:

HEC-RAS River Analysis System

HCanales

2.7.3 Drenaje longitudinal.

En obras viales el drenaje longitudinal se utiliza para evacuar el agua procedente

de lluvia y/o para impedir que el nivel freático alcance las capas superiores de la

plataforma, alargando así la vida útil de las mismas.

El objetivo de este drenaje es que debe captar y eliminar las aguas que corren

sobre el terreno natural y sobre la estructura, evacuar y transportar el excedente

del agua subterránea para proteger la plataforma de la erosión y de las

inundaciones.

Se debe considerar que el sistema de drenaje sea resistente y que tenga una vida

útil larga para prolongar el tiempo de servicio y reducen los gastos de

mantenimiento de la carretera.

En el drenaje de carreteras se procede a captar el agua superficial a través de

cunetas laterales de sección transversal: trapezoidal, triangular o redonda. Cada

cuneta contara son sus dimensiones suficientes para drenar el agua de la

plataforma hasta llevarla a un punto de descarga.

2.7.4 Diseño Hidráulico de Canales

105 - 220

Page 120: Borrador Final Hector

Para realizar el diseño de los canales se utilizara los principios de flujo de canales

abiertos donde se distinguen los siguientes elementos:

Área o superficie mojada, (A) es el área de la sección transversal del flujo

normal a la dirección del flujo.

Perímetro mojado, (P) es la longitud de la línea de la intersección de la

superficie mojada del canal con la sección transversal normal a la dirección

del flujo.

Radio hidráulico, (R) es la relación entre el área mojada y el perímetro

mojado, se expresa como: R = A / P.

Factor de sección el factor de la sección (Z), para cálculos de escurrimiento o

flujo crítico es el producto del área mojada con la raíz cuadrada de la

profundidad hidráulica.

El diseño comenzara con el cálculo del caudal de escurrimiento “Q” determinado

con el método racional, posteriormente se determinaran las dimensiones del canal

mediante la aplicación de la Formula de Manning para canales abiertos

V=1n∗R

23∗S

12

Para comprobar que la sección elegida satisface al caudal de diseño, se empleará

la fórmula de gasto:

Q=1n∗R

23∗S

12∗A

Donde:

n= Coeficiente de rugosidad del material.

R= Radio hidráulico. Relación entre Área y Perímetro.

A= Área mojada.

106 - 220

Page 121: Borrador Final Hector

S= Pendiente de la línea mojada.

TABLA 29. Valores del coeficiente “n” para la formula de Manning.

TIPO DE MATERIAL VALORES DE "n"

Canal revestido con placas de concreto. 0.012

Canal de concreto. 0.014

Zanja o cuneta, revestida en concreto. 0.016

Superficie cubierta por algas finas y fondo con

dunas de arena arrastrada.

0.018

Canal de irrigación, recto, en arena suave muy

densa.

0.020

Canal excavado en marga arcillosa y limosa. lecho

duro y resbaladizo.

0.024

Zanja o cuneta, con fondo bastante irregular, con

algunos cantos rodados sueltos.

0.024

Fondo del canal en canto rodado. 0.028

Canal con lecho de cantos rodados grandes. 0.030

Canal natural con muy poca variación en la sección

transversal.

0.035

Canal en roca excavada con explosivos. 0.040

Canal degradado, pendientes laterales y fondo

irregular.

0.045

(Fuente: Hidráulica de canales - Máximo Villón B)

2.7.5 Tipos de Canales.

Para el diseño de canales tenemos diferentes formas como: circulares,

trapezoidales, triangulares. En el diseño de obras viales es recomendable utilizar

107 - 220

Page 122: Borrador Final Hector

canales trapezoidales debido a que evitan la acumulación de material en sus

paredes laterales y tiene mayor capacidad para una profundidad dada.

Los canales más utilizados según su forma geométrica son:

FIGURA 27. Propiedades hidráulicas de los canales.

(Fuente: Hidráulica de canales - Máximo Villón B)

2.7.6 Drenaje Transversal.

El drenaje transversal de la carretera se consigue mediante alcantarillas cuya

función es proporcionar un medio para que el agua superficial que escurre por

cauces naturales o artificiales de moderada importancia, en forma permanente o

eventual, pueda atravesar bajo la plataforma de la carretera sin causar daños a

esta, riesgos al tráfico o a la propiedad adyacente.

108 - 220

Page 123: Borrador Final Hector

2.7.7 Alcantarilla.

Se entiende por alcantarilla estructura de drenaje cuya luz mayor, medida paralela

al eje de la carretera, sea de hasta 6 m; losas luces mayores, se trataran como

puentes en el relativo a su cálculo hidráulico. La alcantarilla debe ser capaz de

soportar las cargas del tráfico en la carretera, el peso de la tierra sobre ella, las

cargas durante la construcción, es decir debe cumplir requisitos del tipo estructural

también.

2.7.7.1 Materiales para la Alcantarilla.

Los materiales más usados para las alcantarillas son el hormigón (armado in situ o

prefabricado) y el acero corrugado. En la elección del material de la alcantarilla se

deben tomar en cuenta la durabilidad, resistencia, rugosidad, condiciones del

terreno, resistencia a la corrosión, abrasión e impermeabilidad.

Según sea la categoría de la carretera o camino se deben considerar las

siguientes vidas útiles:

TABLA 30. Vida útil según Categoría de la vía

Categoría de la vía Vida útil de la

Alcantarilla

Autopistas >50 años

Colectores

Locales

>30 años

Desarrollo >10 años

(Fuente: Manual y Normas de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)

En la elección del tipo de alcantarillas se consideran los siguientes factores:

Factores físicos y estructurales

- Durabilidad

- Altura disponible para la alcantarilla

109 - 220

Page 124: Borrador Final Hector

- Carga de tierra sobre ella

- Condiciones de apoyo

- Rigidez de la alcantarilla

- Resistencia al impacto

- Tipo de terreno existente

Factores hidráulicos

- Caudal de diseño

- Forma, pendiente y área del cauce

- Velocidad de aproximación

- Carga hidráulica admisible

- Arrastre de sedimentos

- Condiciones de entrada y salida

- Pendiente de la alcantarilla

- Rugosidad del conducto

- Longitud y tamaño de la alcantarilla

- Sección transversal

Factores de construcción y mantenimiento

- Accesibilidad del lugar

- Disponibilidad de materiales

- Costos de la obra

TABLA 31. Coeficientes de rugosidad según el material de la alcantarilla.

110 - 220

Page 125: Borrador Final Hector

(Fuente: Manual y Normas de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)

2.7.8 Numero de Froude.

El numero de froude tiene una función muy importante en las características de los

canales y se clasifican subcriticos o tranquilo, critico y supercritico o rápido. Se

puede calcular mediante la siguiente expresión:

Fr= V

√g∗h

Donde:

V= Velocidad media de la sección del canal (m/s)

h= Profundidad hidráulica (m)

g= aceleración de la gravedad (m/s2)

En el caso de que:

Sea FR > 1 el régimen del flujo será supercrítico

Sea FR = 1 el régimen del flujo será crítico

Sea FR < 1 el régimen del flujo será subcrítico

111 - 220

Page 126: Borrador Final Hector

La velocidad de flujo será lento (Fr<1) se da cuando hay una pequeña alteración

que se desplaza corriente arriba afectando así las condiciones corriente arriba a

este se llama flujo subcritico o tranquilo.

Para las velocidades de flujo altas (Fr>1) se da lo contrario que en lo lento la

alteración no puede viajar corriente arriba, entonces las corrientes arriba no

pueden ser las mismas corrientes abajo a este se llama flujo supercritico o rápido.

Entonces para concluir estos flujos se dice que (Fr<1) es una onda superficial que

viaja corriente arriba y (Fr>1) es arrastrada corriente abajo y parece congelada,

cuando en la superficie es (Fr=1). Por otro lado la velocidad de una onda se

propaga y altera en canales más profundos que en los menos profundos.

2.7.9 Pendiente critica.

La pendiente crítica es el valor de la pendiente del fondo de la alcantarilla para la

cual este conduce un caudal. El valor de la pendiente crítica dependerá de: caudal

o gasto, profundidad crítica, velocidad crítica, área crítica, perímetro mojado y

radio hidráulico. La pendiente crítica se obtener a partir de la formula de Manning

con la siguiente ecuación:

S= Q∗n2

A∗R23

Donde:

S= Pendiente critica

Q= Caudal de escurrimiento

n= Rugosidad de la alcantarilla

A= Área de la alcantarilla

112 - 220

Page 127: Borrador Final Hector

R= Radio hidráulico de la alcantarilla

2.7.9.1 Sección de la Alcantarilla.

El área de sección de una alcantarilla se puede determinar a través de:

Previa observación del funcionamiento de estructuras existentes aguas

arriba o aguas abajo.

Calculo mediante el uso de formulas empíricas que determinan

directamente el tamaño de la sección necesaria.

Utilización de formulas que determinan la cantidad de agua que llega a

la alcantarilla y utilizando posteriormente una segunda fórmula que

determine el tamaño indicado para descargar dicho caudal.

Para determinar la sección de una alcantarilla tenemos la siguiente expresión

propuesta por Talbolt:

A=0 .183∗C∗4√M 3

Donde:

A = Área libre del tubo en m2.

M = Área que se desea evacuar en Ha.

C = Coeficiente que depende del entorno de la cuenca.

Valores típicos de C:

- 0,04: Terreno llano.

- 0,10: Terreno ondulado.

- 0,18: Terreno montañoso.

2.8 PAVIMENTOS.

113 - 220

Page 128: Borrador Final Hector

2.8.1 Definición.

En ingeniería, es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan

sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la

circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la

pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de

soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas.15

2.8.2 Descripción.

Para realizar el diseño del pavimento previamente se debe tener una seria de

estudios preliminares como son: diseño geométrico de la carretera (planta, perfil,

secciones transversales), estudios geotécnicos, geológicos, impacto ambiental,

hidráulicos, hidrológicos, tráfico y estudio de yacimientos y canteras para la

explotación de materiales, estudio de la subrasante, estudio del subsuelo.

2.8.3 Tipos de Pavimentos.

En la técnica actual se cuenta con variedad de pavimentos que siguiendo los

criterios se clasifican en:

Pavimentos flexibles

Pavimentos rígidos

Pavimentos empedrados

Pavimentos adoquinados

2.8.4 Pavimentos empedrados.

Constituidos por una capa de piedra de canto rodado, colocado sobre una

superficie de rodadura de tierra o subrasante, donde las piedras se acomodan en

15 Abel Chacón Choque, Texto Guía de Pavimentos, marzo 2011

114 - 220

Page 129: Borrador Final Hector

una capa delgada de arena intermedia, aliviando así el polvo emergente por el

tráfico vehicular.

Con el fin de garantizar un empedrado de buenas condiciones, la subrasante

donde se realizará este trabajo debe cumplir los siguientes requisitos:

TABLA 32. Parámetros de diseño empedrado.

(Fuente: Manual andino Diseño de Empedrados.)

2.8.5 Componentes del Pavimento.

El componente estructural de un pavimento es variable de acuerdo al tipo de

pavimento, fundamentalmente consta de un suelo de fundación o material de

subrasante, una capa de subrasante mejorada, una capa de sub – base, una capa

de base y finalmente una carpeta asfáltica o una capa de concreto de hormigón.

2.8.5.1 Subrasante.

Es la correspondiente al terreno de fundación del pavimento. Debido a que el

terreno de la subrasante varia considerablemente, es necesario efectuar estudios

de suelos en el lugar y de acuerdo a los resultados diseñar el pavimento. Los

suelos a su vez son altamente variables debido a su diferente textura, densidad,

contenido de humedad, granulometría y plasticidad por lo que no es posible

determinar reglas generales para cada uno de los casos generalmente se agrupan

suelos de características similares.

115 - 220

Page 130: Borrador Final Hector

2.8.5.2 Suelos de fundación.

De acuerdo a las características geológicas y geotécnicas del suelo de fundación

se tiene:

- Si el suelo de fundación es pésimo(A-6 o A-7). El material que lo compone

debe eliminarse en su totalidad y sustituirlo por otro de mejor calidad, el

suelo a reemplazar debe ser de mejor calidad (material granular) y se

conoce con el nombre de sub rasante mejorada.

- Si el terreno de fundación es malo. Corresponde a un suelo A-4 y A-5,

suelos limosos poco plásticos para mejorar se deberá colocar encima una

capa de material granular y luego mezclarlo, para utilizar como subrasante

mejorada y si se coloca un material seleccionado se utilizara como una sub

base.

- Si el terreno de fundación es regular o bueno. Corresponde a un suelo A-3,

A-2 y A-1, que podría utilizar como capa de sub base o capa base.

- Si el suelo de fundación es excelente. Se puede utilizar como capa de base

o prescindir de ella.

2.8.5.3 Capacidad de soporte de la subrasante.

Después que se conoce las características del suelo y los valores de CBR son

determinados en laboratorio por agrupación para cada suelo, se procede a

determinar el valor de soporte de la subrasante.

La designación del valor soporte de la subrasante (CBR), es definida como el valor

de resistencia al 90% de todos los valores de ensayos acumulados, esto se

determina de la siguiente manera:

- Ordenar todos los valores de CBR en orden numérico progresivo.

116 - 220

Page 131: Borrador Final Hector

- Para cada valor de ensayo, comenzando por el más bajo, se determina el

porcentaje del número total de valores que son iguales o mayores a ese

valor.

- Plotear resultados en una hoja de papel en orden de abscisas y ordenadas.

2.8.5.4 Capa de rodadura.

Es la capa superior de la superficie del camino sobre la cual circulan los vehículos.

Deberá ser durable, podrá tener una alta resistencia al rozamiento y, en general,

deberá ser impermeable al agua superficial. Las superficies de rodadura podrán

ser construidas con el material local, agregados, capas selladoras o asfalto, cuyo

espesor oscila generalmente entre los 1” (tratamiento simple), 2” (tratamiento

superficial), 3” (tratamiento triple) y los 8 cm. (carpeta asfáltica).

2.9 EQUIPO Y MAQUINARIA.

2.9.1 Definición.

Es un conjunto de piezas o elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento

posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con

un fin determinado. Son todas las maquinas y equipos destinados al proceso de

construcción de una determinada obra para un mismo fin, empleados para

movilizar materia prima y artículos determinados.

2.9.2 Descripción.

Es importante realizar la evaluación de los volúmenes de obra, para así poder

definir el número de maquinaria a ser utilizada, así como el tiempo de trabajo

teniendo en cuenta los cambios de volúmenes que tienen los materiales.

117 - 220

Page 132: Borrador Final Hector

2.9.3 Descripción de equipos y cálculo de producción.

2.9.3.1 Tractores.

Son máquinas que transforman la potencia del motor en energía de tracción, para

excavar, empujar o jalar cargas, aperos u otra maquinaria o cargas pesadas.

a) Tractores orugas.

Tienen la ventaja de trabajar en condiciones adversas, sobre terrenos

accidentados o poco resistentes, en lugares donde no existen caminos, ya que es

capaz de abrir su propia senda. Puede transitar por laderas escarpadas y con

fuertes pendientes. Se fabrican tractores con motores cuya potencia varía de 70 a

800 HP o más.

FIGURA 28. Tractor de orugas.

(Fuente: Elaboración propia.)

b) Tractores de llantas neumáticas.

118 - 220

Page 133: Borrador Final Hector

Pueden desarrollar altas velocidades llegando a 60 KM/Hora, con la desventaja de

que su fuerza tractiva es mucho menor, debido a que el coeficiente de tracción es

menor para los neumáticos. Para su operación requieren superficies estables y

uniformes, con poca pendiente, para evitar hundimientos que disminuyen su

tracción.16

FIGURA 29. Tractor de Neumáticos.

(Fuente: Elaboración propia.)

Los tractores de dos ruedas tienen fácil maniobrabilidad, para hacer giros en

espacios reducidos. Su fuerza de tracción es mayor comparada con el de cuatro

16 Ayllon Acosta Jaime, Gutiérrez Angulo Vania Esdenka y Pereira Moreira Renan Armando.

MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION, Edición UMSS, 2006.

119 - 220

Page 134: Borrador Final Hector

ruedas, debido a que la resistencia a la rodadura es menor por tener un solo eje.

Su costo de mantenimiento es menor por el menor número de llantas.

c) Tipos de hojas topadoras.

Para obtener una mayor productividad los tractores deben ser equipados con la

hoja topadora adecuada, considerando los lugares y el tipo de trabajo que

realizarán en la mayor parte de su vida útil.

Los tipos de hojas son;

Hoja recta "S".

Hoja angulable e inclinable a potencia “P”.

Hoja de radio variable “VR”.

Hoja angulable "A".

Hoja universal "U".

Hoja semi universal “SU”.

Hoja para tractores topadores transportadores “CD”.

Hoja amortiguada "C".

d) Calculo de Productividad de Tractores.

Para el cálculo de la productividad de las máquinas de construcción se mide en

metros cúbicos por hora (m3/hora), o yardas cúbicas por hora.

Pr=C∗Fv∗Ft∗60∗Nt

Dónde:

Pr= producción del tractor.

Fv= factor volumétrico

C= capacidad de la hoja

120 - 220

Page 135: Borrador Final Hector

Ft= factor de eficiencia

N= rendimiento nacional 60-80%

t= tiempo del ciclo

Donde:

Tc= tf +tv

Tc= tiempo del cicloTf= tiempo fijoTv= tiempo variable

La disminución de productividad que ocasiona la pérdida de un porcentaje de

potencia del motor, debido a la altura sobre el nivel del mar, se evalúa

incrementando la duración del ciclo en el mismo porcentaje de la disminución de

potencia.

Representa los diferentes niveles de dificultad que ofrecen los materiales para ser

extraídos de su lecho natural.

TABLA 33. Factor del tipo de material.

Material Factor

"m"

Suelto y amontonado, tierra. No compacta, arena, grava,

suelo suave

1,00

Tierra compacta, arcilla seca, suelos con menos del 25 % de

roca

0,90

Suelos duros con un contenido de roca de hasta 50 % 0,80

Roca escarificada o dinamitada, suelos con hasta 75 % de

roca

0,70

Rocas areniscas y caliche 0,60

(Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de Construcción” Ing. Jaime Ayllon)

121 - 220

Page 136: Borrador Final Hector

Resulta de la evaluación combinada de los factores correspondientes al

aprovechamiento del tiempo y a la habilidad de] operador.

TABLA 34. Factor de eficiencia de trabajo.

Condiciones de trabajo “t” “o” “E”

Excelentes 60/60 1.0 1.0

Buenas 50/60 0.9 0.75

Regulares 45/60 0.8 0.60

Deficientes 40/60 0,7 0.47

(Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de Construcción” Ing. Jaime Ayllon)

Para el cálculo de la resistencia por pendiente tenemos la siguiente expresión:

Rp=Pesomaquinaria∗%Pendiente

100

TABLA 35. Factores de pendiente.

(Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de

Construcción” Ing. Jaime Ayllon)

2.9.3.2 Retroexcavadora.

122 - 220

Pendiente del

terreno (%)

Factor (p)

15 1.20

10 1.14

5 1.07

0 1.00

-5 0.93

-10 0.86

-15 0.77

Page 137: Borrador Final Hector

Son equipos que se usan en una amplia variedad de trabajos, donde el material a

excavar se encuentra bajo el nivel del piso en el que se apoya la maquina, este

tipo de maquinaria puede ser montada sobre ruedas o sobre orugas.

FIGURA 30. Retroexcavadora.

(Fuente: Elaboración propia.)

Las aplicaciones de esta maquinaria pueden ser:

Excavación de zanjas de drenaje

Excavación de cunetas de camino

Excavación y afinamiento de canales

Colocación de tuberías de drenaje y alcantarillado

Rellenos de zanjas

Limpieza de canales

Los factores que afectan la producción de esta maquinaria son:

Tipo de material

Peso del material

Abundamiento del material

Contenido de humedad

Facilidad de manejo

Factores que intervienen en el cálculo de la producción:

123 - 220

Page 138: Borrador Final Hector

Selección del cucharon

Rendimiento horario aproximado

Factor de eficiencia

Coeficiente de profundidad de corte

Coeficiente por giro

Coeficiente por facilidad de carga

Número de unidades de acarreo

TABLA 36. Características de las excavadoras normales.

Excavadoras Sobre orugas Sobre ruedas

Capacidad cuchara 0.29 a 5.00 m3 0.15 a 1.15 m3

Velocidad traslación 1.2 a 4.0 km/h 15 a 50 km/h

Velocidad rotación 3.2 a 5.25 rpm 2.7 a 7.5 rpm

Velocidad elevación 24 a 27 m/ml 30 a 55 m/ml

Potencia del motor diesel 50 a 300 hp 20 a 100 hp

Peso aproximado 10 a 130 tn 10 a 40 tn

Para el cálculo de la producción de las retroexcavadoras tenemos:

Pr=C∗Fetc

Dónde:

Pr= producción de la maquinaria

C= capacidad del cucharon

Fe= factor de eficiencia del trabajo (entre 50 a 45 min)

Tc= tiempo del ciclo

Donde:

124 - 220

Page 139: Borrador Final Hector

Tc= tf +tv

Tc= tiempo del cicloTf= tiempo fijoTv= tiempo variable

Para el cálculo total del trabajo se estima con la siguiente expresión:

H= Q∗tq∗60

Donde:

H= número de horas de trabajo

Q= volumen total por mover m3

q= volumen movido por ciclo

T= tiempo del ciclo (minutos)

2.9.3.3 Equipo de transporte o acarreo.

Utilizados para el transporte de materiales en construcciones viales, para el

acarreo de materiales desde los yacimientos o bancos de préstamo hasta los

rellenos o terraplenes, para el transporte de materiales clasificados con destino a

las capas sub - base, base y la estabilización de plataformas o caminos de tierra,

para el transporte de mezclas asfálticas.

FIGURA 31. Equipo de transporte o acarreo.

125 - 220

Page 140: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia.)

La producción está dada por:

Pr=Cv∗Fetc

Dónde:

Pr= producción de la unidad de acarreo

Cv= capacidad de la volqueta

Fe= factor de eficiencia del trabajo

Tc= tiempo del ciclo

Donde:

Tc= tf +tv

Tc= tiempo del cicloTf= tiempo fijoTv= tiempo variable

2.9.3.4 Moto niveladoras.

126 - 220

Page 141: Borrador Final Hector

 La Motoniveladora ha sido concebida especialmente para refinar la explanada, la

superficie de la sub-base en las carreteras, así como los desmontes y los rellenos,

para igualar taludes de tierra y conservar los caminos de arrastre de obras. Se

trata de una maquina de auto-desplazable que sustenta sobre sus dos o tres ejes.

FIGURA 32. Motoniveladora.

(Fuente: Elaboración propia.)

a) Clasificación

Se clasifican de acuerdo a:

La potencia de su motor

La longitud de su hoja

Por el numero de eje de tracción( siempre o en tándem)

b) Rendimiento

Dependerá esencialmente de:

De las velocidades que transitan

Del numero de pasadas que deberán efectuar para terminar el trabajo

La velocidad dependerá de la clase de material y tipo de trabajo

127 - 220

Page 142: Borrador Final Hector

Teóricamente el rendimiento de una moto niveladora se calcula

determinando el tiempo que se emplea en ejecutar el trabajo.

Rendimiento= SuperficieTiempo

=VolumenTiempo

=DistanciaTiempo

Para el cálculo del tiempo en horas tenemos:

T=N∗DV∗E

N= Numero de pasadas necesarias para efectuar el trabajo

D= Distancia recorrida en cada pasada

V= Velocidad de régimen de operación en km/h

E= Factor de eficiencia de la maquina (con tiempos perdidos)

Para poder calcular el tiempo tenemos 2 situaciones:

Distancias cortas

Distancias largas

En marcha adelante realiza el trabajo efectivo:

T=D∗N1

Va1∗E+D∗N 1

Vr1∗E+D∗N2

Va2∗E+D∗N2

Vr1∗E

T=∑ (¿ D∗¿Vai∗E

)+ D∗¿Vei∗E

¿

Distancias largas:

T=D∗N1

Va1∗E+D∗N2

Va2∗E+D∗N3

Va3∗E+D∗N4

Va4∗E+ tf

Tf= Tiempo fijo de maniobras

128 - 220

Page 143: Borrador Final Hector

Cuando se tiene operaciones uniformes, es decir si D y V son constantes se tiene:

T=2∗N∗DV∗E

El rendimiento calculado de acuerdo al ancho de la hoja:

R=a∗VN

V= Velocidad media

A= Ancho de la hoja

N= Numero de pasadas

c) Factores de control en la nivelación para el máximo rendimiento:

Selección de la moto niveladora adecuada según clase de terreno

Eliminar el cambio de dirección en forma frecuente

Presión de inflado, de acuerdo a las especificaciones

Trabajo de tándem, se puede abreviar el número de pasadas, colocando las

motos niveladoras una detrás de otra.

Planear el número de pases

TABLA 37. Velocidades de trabajo adecuadas.

CLASE DE TRABAJO VELOCIDAD Km/h

Conservación y mantenimiento de

caminos5-15

Extendido de materiales y cordones 5-10

Mezcla de materiales 8-25

Construcción de cunetas 3-5

Nivelación de rasantes, perfilado,

bombeo5-8

Retroceso en cuneta 8-12

129 - 220

Page 144: Borrador Final Hector

(Fuente. Elaboración propia).

2.9.3.5 Equipo de compactación.

En la realización de carreteras de tierra, empedrado las diferentes capas

colocadas se apisonan por la acción sucesiva de las lluvias, las maquinas realizan

la compactación del camino según el espesor dado.

FIGURA 33. Equipo de Compactación.

(Fuente: Elaboración propia.)

Las maquinarias más utilizadas para la compactación son:

Compactadora pata de cabra.

Compactadora con rodillo liso.

Compactador de ruedas neumáticas.

Apisonador estático.

La selección de Compactadores más adecuados depende de muchos factores:

Tipo de suelo

Método de movimiento de tierras

Compatibilidad con equipos de otras actividades

Compactadores disponibles

130 - 220

Page 145: Borrador Final Hector

Continuidad del trabajo

Para determinar la producción de la maquinaria de compactación debemos tomar

en cuenta los siguientes factores:

Ancho compactado por la maquina

Velocidad de operación

Espesor de capa

Numero de pasadas para obtener la compactación específica

Para calcular la producción tenemos la siguiente expresión:

Pr= A∗V∗E∗10∗CN

Dónde:

A= Ancho compactado (m)

V= Velocidad (km/h)

E= Espesor de la cama (cm)

N= Numero de pasadas

10= factor de conversión

C= Eficiencia (entre 0.6 a 0.8)

2.9.3.6 Camión Aguatero.

Son tanques de agua cilíndricos, montados sobre chasis de camión, que se

utilizan para el regado de terraplenes, con el fin de conseguir la humedad óptima

especificada para una obra y facilitar el trabajo de compactación. Los tanques de

acuerdo a la potencia del motor y el número de ejes del camión, pueden tener una

capacidad que varía entre 2.000 a 30.000 lts.

131 - 220

Page 146: Borrador Final Hector

FIGURA 34. Camión Cisterna.

(Fuente: Elaboración propia.)

Para el cálculo de la productividad de esta maquinaria tenemos la siguiente

expresión:

Dónde:Q = Productividad.

TA CORREGIDO = TA * (1 + h).

TA = Duración del ciclo.

C = Capacidad del tanque.

ϫr = Resistencia a la rodadura.

MAT = Densidad del material suelto.

p = Factor de pendiente.

E = Factor de eficiencia de trabajo.

132 - 220

Page 147: Borrador Final Hector

2.9.3.7 Costo horario de operación de maquinaria.

Este costo se obtiene del análisis de costos sobre la base del costo de operación

por hora de las maquinas. Donde los rendimientos de las maquinas, siempre se

expresan en función de cada hora de trabajo.

El costo horario se integra mediante los siguientes cargos:

Cargos fijos

Cargos por consumo

Cargos por operación

2.9.3.8 Cargos fijos.

Se derivan de los correspondientes a:

a) Cargo por depreciación

b) Cargo por inversión

c) Cargo por seguros

d) Cargo por almacenaje

e) Cargo por mantenimiento mayor y menor

1) Cargo por depreciación.

Es el que resulta por la disminución en el valor original de la maquinaria como

consecuencia de su uso durante el tiempo de su vida económica. El sistema más

empleado es el lineal. La maquinaria se deprecia la misma cantidad por unidad de

tiempo.

D=Va−VrVe

Donde:

D= Depreciación por hora efectiva de trabajo

Va= Valor inicial de la maquina (precio comercial de adquisición de la maquina).

Vr= Valor de rescate de la maquina

Ve= Vida económica de la maquina en horas de trabajo.

133 - 220

Page 148: Borrador Final Hector

2) Cargo por inversión

Es el cargo equivalente a los intereses correspondientes al capital invertido en la

maquinaria.

I=(Va+Vr )

2 Ha∗i

Donde:

I= Cago por inversión por hora efectiva de trabajo

Va= Valor inicial de la maquina

Vr= Valor de rescate de la maquina

Ha= Numero de horas efectivas que el equipo trabaja durante el año

I= Tasa de intereses anuales en vigor

3) Cargo por seguros

Es el necesario para cubrir los riesgos a que está sujeta la maquinaria de

construcción durante su vida económica y por accidentes que pudiera sufrir.

S=(Va+Vr)

2 Ha∗s

Donde:

S= Cargo por seguros por hora efectiva de trabajo

Va= Valor inicial de la maquina

Vr= Valor de rescate de la maquina

Ha= Numero de horas efectivas que el equipo trabaja durante el año

s= Prima anual promedio, expresada en por ciento del valor de la maquina.

4) Cargo por almacenaje

Es el cargo derivado de las erogaciones para cubrir la guarda y vigilancia de la

maquinaria, durante los periodos de su vida económica considerados como

inactivos. Incluye gastos como la renta y mantenimiento de las bodegas o patios

de almacenaje y vigilancia necesaria para la maquinaria.

134 - 220

Page 149: Borrador Final Hector

A=K∗D

Donde:

A= Cargo por almacenaje por hora efectiva de trabajo

K= Coeficiente, que según estadísticas está en función del tamaño de los locales,

salarios del personal de vigilancia (varía entre 0.05 y 0.1)

D= Representa la depreciación de la maquinaria calculada según el cargo de

depreciación.

5) Cargos por mantenimiento

Son las erogaciones necesarias para conservar la maquinaria en buenas

condiciones, a efecto de que trabaje con rendimiento normal durante su vida

económica.

M=D∗Q

Donde:

M= Cargo por mantenimiento mayor y menor por hora efectiva de trabajo

Q= Representa un coeficiente que incluye el mantenimiento mayor y menor

D= Representa la depreciación de la maquina

2.9.3.9 Cargos por consumo.

Las maquinas de construcción son accionadas generalmente por motores de

combustión interna, el consumo de combustible es proporcional a la potencia

desarrollada por la maquina.

135 - 220

Page 150: Borrador Final Hector

Toda máquina al operar en condiciones normales solamente necesita de un

porcentaje de su potencia nominal, cuyo factor de operación varía entre 50 a 90%

con respecto a la potencia nominal máxima.

La altura s.n.m, las variaciones de temperatura, las condiciones climatológicas

ejercen influencias adversas en el consumo del combustible. Los cargos de

consumos son:

a) Combustibles

b) Otras fuentes de energía

c) Lubricantes

d) Llantas

e) Piezas de desgaste rápido

a) Combustibles

Es el derivado de todas las erogaciones originadas por los consumos de gasolina

o diesel.

E=E∗Pc

E= Cargo por consumo de combustibles, por hora efectiva de trabajo

e= Cantidad necesaria de combustible por hora efectiva de trabajo.

Pc= Precio del combustible

Motor diesel= 0.20 litros por HP.Op/hora

Motor de gasolina= 0.24 litros por Hp. Op/hora

b) Cargos por consumo de lubricantes

Son las erogaciones originadas por consumos y cambios periódicos en las

maquinas.

L=a∗Pe

136 - 220

Page 151: Borrador Final Hector

L= Cargo por consumo de lubricantes por hora efectiva de trabajo

a= Representa la cantidad necesaria de aceite por hora efectiva de trabajo.

Pe= Precio de los aceites que consumen las maquinas.

Para maquinas con potencia igual o menor a 100 HP:

a=Ct+0.0035 Hp.Op

Para maquinas con potencia mayor a 100 HP.

Ec=N∗Em∗Pe

a= Cantidad de aceite necesaria por hora efectiva de trabajo en litros

C= Capacidad del carter en litros

T= Numero de horas transcurridas entre dos cambios de aceite

c) Cargo por consumo de otras fuentes de energía

Son las erogaciones originadas por los consumos de energía eléctrica, el consumo

de energía eléctrica de un motor depende de su eficiencia para convertir la

energía eléctrica que recibe, en energía mecánica utilizable:

EC=0.653∗HP∗Pe

Ec= Energía consumida

N= Eficiencia del motor eléctrico

Em= Energía mecánica utilizable

Pe= Precio de la unidad de energía eléctrica suministrada

EC=0.653∗HP∗Pe

Ec= Energía eléctrica consumida en KWH

HP= Potencia nominal del motor

Pe= Precio de KWH puesto en la maquina

137 - 220

Page 152: Borrador Final Hector

d) Cargo por consumo de llantas

La vida económica de las llantas del equipo de construcción, varía en función de:

Las condiciones de uso a que están sometidas

Del cuidado y mantenimiento que se les imparta

De las cargas a que operan

De la superficie de rodamiento en las que trabaja

Según los estudios estadísticos, se ha establecido que la vida económica

aproximada de una llanta es del orden de 80.000 km o 5000 horas de operación

nominal.

e) Cargos por piezas de desgaste rápido

El último cargo por consumo, es el relativo a piezas sujetas a continuas fuerzas

abrasivas, a variaciones súbitas de presión. La vida económica de estas piezas es

menor al resto del equipo.

Pe=VpHr

Donde:

Pe= Costo por piezas de desgaste rápido, por hora de operación de la maquina

Vp= Valor de adquisición de piezas especiales de desgaste rápido

Hr= Horas de vida económica de las piezas especiales de desgaste rápido

2.9.3.10 Cargos de operación.

138 - 220

Page 153: Borrador Final Hector

Es el que se deriva por concepto de pago de salarios al personal encargado de a

operación de la maquina, por hora efectiva de trabajo.

o=StH

O= Cargo por operación del equipo por hora efectiva de trabajo

St= Representa los salarios por turno del personal para operar la maquina

H=Horas efectivas de trabajo

Para el cargo unitario por maquinaria tenemos:

CM=HMDRM

CM= Cargo unitario por maquinaria

HMD= Costo directo hora-maquinaria

RM= Rendimiento horario, expresada en la unidad de que se trate.

2.10 IMPACTO AMBIENTAL DEL PROYECTO.

2.10.1 Definición.

Se entiende por impacto ambiental el efecto que produce una determinada acción

humana sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos. El concepto puede

extenderse, con poca utilidad, a los efectos de un fenómeno natural catastrófico.

Técnicamente, es la alteración de la línea de base, debido a la acción antrópica o

a eventos naturales.

El concepto puede extenderse a los efectos de un fenómeno natural catastrófico,

aunque en este caso nos limitaremos a evaluar los efectos que provocaría una

carretera en la zona de proyecto.

139 - 220

Page 154: Borrador Final Hector

2.10.2 Descripción.

La ficha ambiental es el documento técnico que marca el comienzo del proceso de

Evaluación de Impacto Ambiental, este se constituye en instrumento para la

determinación de la Categoría de la Evaluación de impacto ambiental.

Los impactos ambientales pueden ser clasificados por su efecto en el tiempo, en 4

grupos principales:

Irreversible: Es aquel impacto cuya trascendencia en el medio, es de tal

magnitud que es imposible revertirlo a su línea de base original. Ejemplo:

Minerales a tajo abierto.

Temporal: Es aquel impacto cuya magnitud no genera mayores

consecuencias y permite al medio recuperarse en el corto plazo hacia su

línea de base original.

Reversible: El medio puede recuperarse a través del tiempo, ya sea a corto,

mediano o largo plazo, no necesariamente restaurándose a la línea de base

original.

Persistente: Las acciones o sucesos practicados al medio ambiente son de

influencia a largo plazo, y extensibles a través del tiempo. Ejemplo:

Derrame o emanaciones de ciertos químicos peligrosos sobre algún

biotopo.

2.10.3 Contenido Ficha Ambiental.

El contenido de la FA refleja aspectos relacionados al proyecto, obra o actividad,

tales como:

Información general, datos de la unidad productiva, identificación del

proyecto, localización y ubicación del proyecto;

140 - 220

Page 155: Borrador Final Hector

Descripción del proyecto, duración, alternativas y tecnología, inversión total,

descripción de actividades;

Recursos naturales del área que serán aprovechados, materia prima,

insumos, y producción que demande el proyecto;

Generación de residuos, de ruido, almacenamiento y manejo de insumos,

posibles accidentes y contingencias;

Consideraciones ambientales e identificación de los impactos "clave";

Formulación de medidas de mitigación y prevención, que reduzcan o eviten

los impactos negativos clave identificados;

Matriz de identificación de impactos ambientales;

Declaración jurada.

2.11 EVALUACIÓN Y DIRECCIÓN DE OBRAS.

2.11.1 Definición.

La Evaluación y dirección de obras es un instrumento que ayuda a medir

objetivamente ciertas magnitudes cuantitativas resultantes del estudio del

proyecto; para medir objetivamente las premisas y supuestos estas deben nacer

de la realidad misma en la que el proyecto estará inserto y en el que deberá rendir

sus beneficios.

2.11.2 Descripción.

La evaluación de proyectos surge de la necesidad de valerse de un método

racional, que permita cuantificar las ventajas y desventajas que implica asignar

recursos escasos, y de uso optativo a una determinada iniciativa, la cual

141 - 220

Page 156: Borrador Final Hector

necesariamente, deberá estar al servicio de la sociedad y del hombre que en ella

vive. Para el presente proyecto mediante este método se determinara:

a) Memoria de cálculo.

b) Pliego de condiciones.

c) Presupuesto económico.

d) Cronograma de actividades.

2.11.3 Pliego de especificaciones técnicas.

También conocido como pliego de condiciones, en el se detallan las condiciones

técnicas que deberán satisfacer los materiales empleados en la ejecución del

proyecto, así como las unidades de obra, la forma de ejecutar cada una de estas,

la medición y forma de pago de las mismas.

Normalmente está compuesto bajo los siguientes criterios:

A) Definición: Da a conocer de forma minuciosa cada ítem, especificado el tipo

de trabajo que se deberá realizar y las partes que conforman cada trabajo

específico.

B) Materiales, herramientas y equipo: Indica perfectamente los materiales a

utilizarse en la ejecución de cada actividad, las herramientas y el equipo

necesarios para ejecutar cada trabajo específico.

C) Procedimiento para la ejecución: Da instrucciones específicas de la forma en

la que se debe realizar cada actividad contempladas en el proyecto.

D) Medición: Donde se aclara como va a medirse los diferentes ítems de

acuerdo a su ejecución en obra.

E) Forma de pago: Indica cómo se realizaran los pagos de los trabajos

ejecutados, que previamente deberán ser aprobados por una entidad

controladora que respalde el avance de la obra además de incluir un precio

por cada unidad de trabajo.

142 - 220

Page 157: Borrador Final Hector

2.11.4 Presupuesto.

El presupuesto global real de una construcción será producto de la aplicación de

los volúmenes reales de cada actividad a realizar por los precios unitarios, también

variará a medida en que se ejecute el proyecto como consecuencia de variaciones

convencionales.

2.12 CONSTRUCCIONES.

2.12.1 Definición.

La Construcción es la etapa de ejecución de un proyecto, la cual se realiza con

una previa planificación de acuerdo a los ítem a construir, donde uniendo los

diversos componentes y métodos constructivos se podrá realizar la construcción

de los diferentes tipos de estructuras.

2.12.2 Descripción.

Las construcciones Civiles  sirven en la ejecución de los proyectos, ya que

mediante la aplicación de tecnológicas y   procedimientos  administrativos que  

permiten a los  proyectos de obras  de construcción, dirigir, efectuar  su control y

fiscalizar su desarrollo.

La construcción realiza labores  de planificación, dirección, ejecución y control de

obras civiles conforme a los planos  de diseño, realiza y controla ensayos de

materiales.

Mediante la aplicación de la construcción en el presente proyecto se empleara

para determinar:

a) Planos.

143 - 220

Page 158: Borrador Final Hector

b) Cómputos métricos.

c) Precios unitarios.

Para realizar los planos se utilizara el programa AutoCad 2010, así como el

programa Land Desktop para el ploteo de las secciones transversales.

3 MARCO PRÁCTICO.

3.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN DE CAMPO.

3.1.1 Tráfico.

144 - 220

Page 159: Borrador Final Hector

El estudio de tráfico se lo realizó mediante la validación de información recopilada

(ver acápite 1.2), para determinar la intensidad de circulación realizando el aforo

del número de vehículos que pasan por determinadas secciones de la vía.

Para el proyecto se realizó la fecha 8 de mayo del 2011, mediante la recolección

de datos de un aforo vehicular durante 7 días, donde se ubicaron dos estaciones

para la recolección.

FIGURA 35. Ubicación de estaciones de Aforo Vehicular.

(Fuente: Elaboración propia)

Mediante el aforo realizado utilizando una planilla en el cual seleccionamos el

vehículo de acuerdo el eje que tenga se lo clasifica en la planilla para así poder

determinar el número de vehículos pesados y livianos. (Planilla de aforo ANEXO

“B” CD).

TABLA 38. Tráfico diario del camino RAMADAS - APHARUMIRI.

Total de vehiculas en 1

145 - 220

Page 160: Borrador Final Hector

semanaLunes 80Martes 46

Miércoles 63Jueves 65Viernes 104Sábado 72

Domingo 102(Fuente: Elaboración propia)

Con el total de tráfico diario procedemos a calcular el tráfico promedio diario

semanal TPDS con la siguiente expresión:

TPDS=TS7

=80+46+63+65+104+72+1027

=76

TPDS=76 vehiculos /dia

Desviación estándar muestral, S:

S=√∑i=1

n

(TDi−TPDS )2

n−1

S=√¿¿¿

S=8vehiculos /dia

Desviación estándar poblacional estimada σ:

σ=(√N-nN-1 )∗ S

√n

σ=(√ 365−7

365−1 )∗8

√7

146 - 220

Page 161: Borrador Final Hector

σ=3vehiculos /dia

Intervalo de confiabilidad del 95%, k = 1,96. Entonces:

TPDA=TPDS ± A

TPDA=76±1,96∗3

TPDA=76±6

TPDA=82 vehiculos /dia

TABLA 39. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 1.

Estación RamadasFecha de aforo 8 de mayo del 2011

Tipo de Vehículo Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo TPDSAutomóviles, Vagonetas y Jeep 12 9 11 10 20 15 23 15

Camionetas (hasta 2 Tn.) 12 4 12 11 19 15 13 13Minibuses (hasta 15 pasajeros) 11 4 8 13 17 12 14 12

Microbuses (dos ejes) 0 1 0 3 0 1 0 1Buses Medianos (dos ejes) 1 0 3 3 5 0 4 3

Buses Grandes (dos o más ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00Camiones Medianos (dos ejes) 5 9 7 6 9 9 5 8Camiones Grandes (dos ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00

Camiones Grandes (mas de dos ejes) 1 0 0 2 0 0 0 1Camiones Semirremolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00

Camiones Remolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00TD 42 27 41 48 70 52 59 53

(Fuente: Elaboración propia)

FIGURA 36. Trafico promedio diario semanal estación Ramadas.

147 - 220

Page 162: Borrador Final Hector

29%

25%

23%

1%

5%

15% 1%

TPDS ESTACION RAMADASAutomóviles, Vagonetas y Jeep Camionetas (hasta 2 Tn.)Minibuses (hasta 15 pasajeros) Microbuses (dos ejes)Buses Medianos (dos ejes) Buses Grandes (dos o más ejes)Camiones Medianos (dos ejes) Camiones Grandes (dos ejes)Camiones Grandes (mas de dos ejes) Camiones SemirremolqueCamiones Remolque

(Fuente: Elaboración propia)

TABLA 40. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 2

Estación ApharumiriFecha de aforo 8 de mayo del 2011

Tipo de Vehículo Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo TPDSAutomóviles, Vagonetas y Jeep 7 1 5 2 5 7 11 6

Camionetas (hasta 2 Tn.) 13 8 8 8 14 6 12 10Minibuses (hasta 15 pasajeros) 3 8 3 5 9 4 13 7

Microbuses (dos ejes) 1 0 0 0 0 0 0 1Buses Medianos (dos ejes) 2 0 0 0 5 0 4 2

Buses Grandes (dos o más ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00Camiones Medianos (dos ejes) 5 2 6 1 1 3 3 3,00Camiones Grandes (dos ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00

Camiones Grandes (más de dos ejes) 7 0 0 1 0 0 0 2Camiones Semirremolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00

Camiones Remolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00TD 38 19 22 17 34 20 43 31

(Fuente: Elaboración propia)

FIGURA 37. Trafico promedio diario semanal estación Apharumiri.

148 - 220

Page 163: Borrador Final Hector

20%

36%

23%

1%

6%

11%4%

TPDS ESTACION APHARUMIRIAutomóviles, Vagonetas y Jeep Camionetas (hasta 2 Tn.)Minibuses (hasta 15 pasajeros) Microbuses (dos ejes)Buses Medianos (dos ejes) Buses Grandes (dos o más ejes)Camiones Medianos (dos ejes) Camiones Grandes (dos ejes)Camiones Grandes (mas de dos ejes) Camiones SemirremolqueCamiones Remolque

(Fuente: Elaboración propia)

3.1.1.1 Vehículo Tipo.

Mediante los datos obtenidos del aforo vehicular realizado se al determinado que

la mayor circulación en la vía son de automóviles, camionetas y minibuses.

Habiendo realizado un análisis es necesario considerar que a futuro no solo

transitaran estos tipos de vehículos sino que aumentara el tráfico y así mismo el

tamaño de vehículo.

Es por eso que para realizar el diseño geométrico se tomara como vehículo tipo un

bus interurbano, clasificado por la A.B.C como del tipo O (acápite 2.1.3.5), el cual

posee un peso en toneladas de 10 a 12 tn. Se toma en cuenta este tipo de

vehículo por las necesidades de la población de transportar sus productos.

FIGURA 38. Bus interurbano.

149 - 220

Page 164: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia)

3.1.1.2 Proyecciones de Tráfico.

El tramo en estudio está ubicado al Sur-Oeste del Departamento de Cochabamba

a 60 km, de la ciudad, tramo: Ramadas - Tapacari.

IMAGEN 3. Señalización informativa Municipio de TAPACARI.

(Fuente: Elaboración propia)

150 - 220

Page 165: Borrador Final Hector

El tramo en estudio, se encuentra localizada en la Tapacari, mediante los datos

recopilados del I.N.E se obtuvo que la tasa de crecimiento urbano, rural el cual es

necesario para poder realizar las proyecciones de trafico es de i= 2,43 %.

3.1.1.3 Conclusiones.

Para los proyectos viales no solo es importante el tráfico existente en la vía, si se

trata de un mejoramiento, sino más bien del tráfico que la carretera va a servir a lo

largo de su funcionamiento, es decir es importante conocer el tráfico futuro de la

vía, para el presente proyecto se tomara como periodo de vida 20 años.

Mediante visitas de campo a la zona del proyecto se pudo determinar que el actual

nivel de servicio del camino es de nivel D según el (acápite 2.1.3.8), de categoría

IV con las siguientes características: Calzada Simple, Dos carriles, tendría que

circular a velocidades 80 km/hr a 30km/hr, en promedio por los datos de TPDA

obtenidos, categoría asignada porque las maniobras de rebase son difíciles de

completar en algunos casos son imposibles, además de la visibilidad de las

curvas, longitudes de transición entre curvas y rectas es inexistente a lo largo del

camino de estudio. Mediante el cálculo realizado para las proyecciones de tráfico

según el (acápite 2.1.3.3) tenemos el siguiente resultado:

TABLA 41. Resultados estudio de Trafico.

AñoProyección de tráfico

Tráfico Atraído

Tráfico Desarrollado

2011 82 0 1252031 135 0 205

(Fuente: Elaboración propia)

3.1.2 Inventario vial.

El inventario vial se realizo para el registro de las características técnicas y físicas

de la vía mediante una metodología determinada por la A.B.C. El cual nos permite

poder programar los trabajos de conservación y mantenimiento del camino.

151 - 220

Page 166: Borrador Final Hector

3.1.2.1 Ubicación.

El tramo en estudio está ubicado al Sur-Oeste del Departamento de Cochabamba

a 60 km, de la ciudad, tramo: Ramadas - Apharumiri. El tramo en estudio, se

encuentra localizada en la provincia de Tapacari.

3.1.2.2 Características de la vía.

Actualmente la plataforma del camino es de tierra, este se encuentra en

condiciones regulares y de un ancho variable de 4mt.- 6mt., existiendo tramos en

los que la plataforma presenta baches y ahuellamientos.

IMAGEN 4. Estado actual del camino RAMADAS – APHARUMIRI.

(Fuente: Elaboración propia)

En el tramo Ramadas – Apharumiri se encuentran las siguientes comunidades:

Ramadas, Sivinga, Amaru, Apharumiri, de estas comunidades las que cuenta con

Escuelas y una Postas Sanitarias, es la comunidad de Ramadas.

La zona de influencia se caracteriza por ser una zona de producción agrícola y

entre los productos que se cultivan están: el Maíz, Papa, Cebada, Zanahoria,

Betarraga, Lechuga, Cebolla, Haba, Remolacha. También existe ganado Vacuno,

152 - 220

Page 167: Borrador Final Hector

Ovino, Caprino y Porcino. En áreas adyacentes al camino se explota piedra caliza

y en mayor proporción de las comunidades de Sivinga, Cantería, Ramadas,

Apharumiri se explota piedra caliza, los cuales son llevados a las pequeñas

fábricas que se encuentran en Vinto, Suticollo.

3.1.2.3 Tareas desarrolladas.

Las tareas desarrolladas para la elaboración del inventario vial hasta la fecha

incluyen:

- Identificación de la red objeto del estudio

- Relevamiento de señalización vertical

- Relevamiento de alcantarillas

- Relevamiento de puentes

- Relevamiento de defensas

- Relevamiento de estado de la superficie del camino

Se detallan a continuación los alcances y resultados de cada una de las tareas

mencionadas.

a) Identificación de la red objeto del estudio

Para realizar la identificación de la red de objeto de estudio, la primera tarea a

realizar fue recorrer la vía identificando las diferentes características de la misma.

Se recorrieron aproximadamente 60 kilómetros de diferentes rutas para poder

tener acceso entra la que comprende el tramo de estudio, la recorrida incluyo:

-Ruta 004 Cochabamba – Quillacollo

-Ruta 004 Quillacollo – Parotani

-Ruta Parotani – Ramadas

-Ruta Ramadas - Apharumiri

En las siguientes fotos se pueden apreciar algunos momentos de las mencionadas

recorridas.

153 - 220

Page 168: Borrador Final Hector

IMAGEN 5. Recorrido camino RAMADAS - APHARUMIRI.

(Fuente: elaboración propia.)

Durante estas recorridas se realizó una primera estimación muy aproximada de las

obras necesarias en el camino. A partir de la observación realizada se pretende

determinar las obras con las cuales cuenta el camino actualmente así como

también proponer las obras necesarias a la conclusión del presente proyecto.

154 - 220

Page 169: Borrador Final Hector

b) Relevamiento señalización vertical

Se realizo el relevamiento para determinar la cantidad de señales existentes a

partir del cual se pudiese estimar los requerimientos del camino y de

mantenimiento de señalización vertical. El relevamiento de la señalización vertical

incluye los siguientes elementos:

Localización. Se consideró de vital importancia definir correctamente la

localización de las señales. En tal sentido se consideró adecuado definir la

localización a partir de las progresivas, además se indicó para cada señal si

la misma se encuentra a la derecho a o a la izquierda en el sentido de las

progresivas crecientes (+ o -).

Código de señal. Mediante el “Manual de Dispositivos para el Control de

Tránsito en Carreteras” publicado por la A.B.C, el cual contiene, entre otros

elementos, la codificación para cada tipo de señal (preventiva,

reglamentaria e informativa).

En dicho manual las señales reglamentarias se codifican con una valor

numérico secuencial precedido de la letra SR (SR01, SR02, ….).

Análogamente las señales de peligro e informativas se codifican con un

valor numérico precedido de la letra SP (SP01, SP02, …) y SS (SS01,

SS02, …) respectivamente.

Señales existentes. Las señales en su conjunto están integradas por el

panel y el poste. En la medida que al menos uno de los mismos no cumpla

las exigencias para las que fue diseñado, la señal en su conjunto puede no

cumplir el objetivo de trasmitir el mensaje al conductor. En virtud de ello se

entendió adecuado determinar si cada uno de los elementos mencionados

(panel y poste) está cumpliendo su cometido y en caso de no estar

haciéndolo la necesidad de su sustitución.

155 - 220

Page 170: Borrador Final Hector

Los criterios para definir si cada uno de los elementos mencionados cumple las

exigencias de su cometido fueron los siguientes:

presencia de polvo o con daños tipo pegatinas, pintura, etc.,

placas con más de dos dobleces, o con un doblez superior a los 10 cm,

placas con más de tres deterioros (como perforaciones de bala, puntos de

oxido, etc.) o con menos deterioros cuando comprometan la lectura del

mensaje,

placas con cualquier combinación de deterioros que comprometan la

lectura del mensaje,

ausencia o deterioro de las pestañas o las costillas rigidizantes,

vegetación en el entorno que impida su visibilidad.

deficiencias en la colocación como ubicación, verticalidad, etc.,

defectos como roturas, dobleces, rajaduras u otros deterioros según el tipo

de material,

deficiencias en el pintado,

vegetación en el entorno que impida su visibilidad.

FIGURA 39. Relevamiento Señalización Vertical.

SEÑAL DESCOLORIDA, VISIBILIDAD

INSUFICIENTEPOSTE CAÍDO

156 - 220

Page 171: Borrador Final Hector

Fotos. Se tomaron fotos de las señales existentes en el camino para

facilitar el análisis y recolección de datos mostrados a continuación:

IMAGEN 6. Señalización existente en el camino RAMADAS APHARMIRI.

(Fuente: elaboración propia.)

Los datos mencionados anteriormente se recolectaron en las planillas del

siguiente formato proporcionadas por la A.B.C.

PLANILLA DE RELEVAMIENTO DE SEÑALIACION VERTICAL

RUTA  TRAM

ORAMADAS -

APHARUMIRI Hoja Nro. 1

157 - 220

Page 172: Borrador Final Hector

RELEVADOR

Est. Hector Gorena Vaca

FECHA 15 de mayo 2011

Prog. Inic.

0+000

Prog. Final.

8+004

Señal numero. 1 2 3 4 5 6 7 8 910

Progresiva. 0+0003+440 5+880 6+500 8+004          

Codigo Señal. Informativa SR SR Informativa Informativa          

Estado Panel.

Bueno       X            Regular X X X   X          

Malo                    Sustituir                    

Observaciones

Estado Poste

Bueno       X            Regular   X X              

Malo X       X          Sustituir                    

Observaciones

FotoArchivo SI SI SI SI SI          

Nro 1 2 3 4 5          

b) Relevamiento de señalización horizontal

El objetivo de este relevamiento fue determinar el estado de la señalización

horizontal de eje y de borde en cada tramo. Actualmente el tramo no cuenta con

ninguna clase de señalización horizontal a lo largo de su trayectoria.

c) Relevamiento de alcantarillas

Actualmente el camino no cuenta con ninguna estructura la cual sirva para

evacuar las aguas provenientes de las áreas de aporte al camino, estas aguas en

varias partes del camino atraviesan transversalmente el camino provocando

erosiona miento, ahuellamiento entre otros como se muestra en fotos a

continuación:

158 - 220

Page 173: Borrador Final Hector

IMAGEN 7. Estado del camino sin alcantarillas.

(Fuente: elaboración propia.)

d) Relevamiento de puentes

Los puentes desde el punto de vista estructural, no se considera conveniente que

se encuentren comprendidos dentro del alcance de los contratos. Esto se

fundamenta en que en función de la especificidad que dichas tareas implican,

cualquier obra que sea necesaria desde un aspecto estructural, podría implicar

importantes erogaciones las que podrían, eventualmente, desbalancear los flujos

de fondo previstos por los contratistas.

El actual camino que pasa por algunos ríos los cuales no cuentan con una

estructura la cual permita pasar a los vehículos en épocas de lluvia, los cuales se

muestran en fotografías a continuación:

159 - 220

Page 174: Borrador Final Hector

IMAGEN 8. Ríos existentes en el camino RAMADAS – APHARUMIRI.

Rio de Quebrada # 1 Quebrada # 2

(Fuente: elaboración propia.)

e) Relevamiento de defensas

Las defensas constituyen un elemento de gran importancia desde el punto de vista

de la seguridad vial. En función de ello se consideró de gran trascendencia contar

con un relevamiento de las mismas, el cual permita determinar el estado de las

mismas y estimar las inversiones a realizar en esta área.

FIGURA 40. Tipos de defensas para carreteras y caminos.

160 - 220

Page 175: Borrador Final Hector

(Fuente. Elaboración propia.)

Actualmente el camino no cuenta con defensas a lo largo de su trayectoria, donde

es necesario especialmente en curvas cerradas las cuales no tienen una distancia

de visibilidad mínima.

f) Relevamiento de cunetas

La integridad de la carretera está en muchos casos condicionada por la calidad de

los drenajes, tanto transversales como longitudinales de la carretera, así como por

la estabilidad de las banquinas. Es por ello que se consideró muy relevante

evaluar dichos elementos. El camino actualmente no presenta cunetas por lo cual

presenta un deterioro especialmente en épocas de lluvia.

IMAGEN 9. Estado camino Ramadas - Apharumiri.

(Fuente: Elaboración propia).

g) Relevamiento de estado de la superficie del camino.

161 - 220

Page 176: Borrador Final Hector

Durante la primera recorrida realizada al inicio de los trabajos, se pudieron

apreciar las características de la red objeto. Con ello y considerando además el

uso a darle a la información recolectada, se definió la metodología de trabajo a

utilizar en este caso particular.

A tales efectos se definió una planilla de relevamiento de las fallas y un manual de

fallas que sirva como guía a los relevadores. La misma contempla el relevamiento

de las fallas que se detallan en la mencionada planilla en tramos de cincuenta

metros por el ancho de la calzada, cada dos kilómetros y medio, a efectos de que

cada dos muestras relevadas, una de las mismas coincida con un poste

kilométrico.

h) Conclusión Inventario Vial.

Mediante el inventario vial se pudo constatar que el camino no cuenta con obras

de drenaje, no tiene defensas en curvas cerradas, y en cuanto a la señalización

vertical cuenta con algunas señales pero no con las necesarias a continuación se

detallas las señales verticales del camino.

El detalle de los datos obtenidos mediante la relevación de señalización vertical se

presenta en el “ANEXO C”, a continuación se presentan para cada sector los

resultados obtenidos:

TABLA 42. Señales existentes en el camino RAMADAS - APHARUMIRI.

Tipo de señal CantidadReglamentari

a  Preventiva 2Informativa 3

Total 5(Fuente: elaboración propia.)

Actualmente en el camino no existen mojones de kilometraje los cuales indiquen

las progresivas en el camino existente, así como también se puede apreciar que

no existe la señalización necesaria en diferentes partes del camino.

162 - 220

Page 177: Borrador Final Hector

A continuación se detallan en una tabla por cantidad de señales, tipo de señal, y

criterios que cumplen y que no cumplen de acuerdo al estado en que se

encuentran:

TABLA 43. Cantidad de señales de acuerdo a su estado.

Tipo de señal Bueno Regular Malo TotalReglamentari

a       0Preventiva   2   2Informativa 1 2   3

Total 1 4 0 5(Fuente: elaboración propia.)

De acuerdo al análisis realizado mediante la observación de la señalización del

camino se deberá cambiar postes o paneles de las mimas, así como implementar

las señales necesarias.

3.1.3 Topografía.

El estudio contemplo la elaboración de la validación topográfica recopilada (ver

acápite 1.2) para el “Proyecto de mejoramiento del camino Ramadas – Apharumiri,

el mismo ha sido realizado por razones de metodología en dos etapas: campo y

gabinete, desarrolladlas posteriormente.

IMAGEN 10. Entrada población de Ramadas.

163 - 220

Page 178: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia).

Para poder realizar la validación de la topografía primero se realizò el

reconocimiento del proyecto para conocer las características del terreno, así

mismo verificar el levantamiento topográfico realizado anteriormente. Para esto la

validación se dividió en:

3.1.3.1 Trabajo de campo.

Reconocimiento de mojones, de los puntos de control horizontal y

vertical, materializados con barras corrugadas y plaquetas de acero

inoxidable, incrustados en mojones de hormigón vaciados en sitio.

Medición de algunos puntos de Poligonal Base, (puntos de control

horizontal y vertical), empleando instrumentos GPS de navegación,

considerándose un par de puntos cada 1 Km.

Medición de Puntos de Control Vertical (Banco de nivel), con estaciones

Totales.

164 - 220

Page 179: Borrador Final Hector

3.1.3.2 Trabajo de gabinete

El alcance de trabajo establecido fundamentalmente consistió en el procesamiento

de datos asistido por computadora, descrito a continuación:

Introducción de la información obtenida en campo, almacenada en módulos

de registro de los instrumentos a nuestros sistemas computacionales, por

medio de programas y planillas electrónicas desarrolladas por nuestro

personal.

Detección y depuración de datos erróneos surgidos en el proceso de

introducción de información.

Cálculo de coordenadas y/o cotas de los puntos relevados

topográficamente en campo.

Conversión a un sistema de coordenadas cartesianas del tipo XYZ de todos

y cada uno de los puntos que tengan información de campo, además este

sistema de coordenadas está referido al sistema internacional.

Ajuste de los puntos en las tres dimensiones (este, norte y elevación),

aplicando el GPS y la estación total. Las calibraciones horizontales y

verticales fueron definidas antes del proceso de captura de datos.

3.1.3.3 Conclusión de la Validación Topográfica.

Mediante el trabajo de campo y de gabinete se obtuvo la topografía, a continuación

se detallan los puntos ubicados para la validación:

TABLA 44. Datos de validación topográfica.

VALIDACION DE DATOS DE DATOS TOPOGRAFICOSPunto NORTE

(m)ESTE (m)

ELEV. GEOM.

(m)

NORTE (m)

ESTE (m)

ELEV. GEOM.

(m)

ERROR DE DATOS RECOPILADOS -

VALIDADOS

165 - 220

Page 180: Borrador Final Hector

Verif. Verif. Verif. ∆N ∆E ∆ELEV.

18057480,0

3 768071,939 2646,395 8057480768071,92

9 2646,41 0,025 0,01 0,015

28058845,4

1 767009,734 2786,1018058845,1

5 767009,75 2786,123 0,263 0,016 0,022

3 8059342,2 766648,854 2812,7248059342,1

8 766648,88 2812,754 0,019 0,026 0,03

48059661,8

5 766180,715 2819,9748059661,9

3 766180,69 2819,915 0,079 0,025 0,059

58059965,9

3 765386,161 2856,8438059965,9

8765386,14

3 2856,791 0,044 0,018 0,052

68059748,5

5 764942,957 2818,1688059748,5

1 764942,91 2818,201 0,041 0,047 0,033

78059772,7

4 764485,286 2771,1398059772,7

9 764485,25 2771,178 0,049 0,036 0,039

88059886,4

8 763804,56 2713,558059886,5

1763804,50

1 2713,6 0,034 0,059 0,05

98060229,2

3 763354,418 2737,267 8060229,2763354,45

8 2737,312 0,029 0,04 0,045

108060150,2

4 762941,952 2739,9318060150,2

8762941,89

1 2739,885 0,04 0,061 0,046(Fuente: Elaboración propia).

El error entre los datos validados y los recopilados es de 0,06 metros, información

que se utilizo para poder elaborar el modelo digital del terreno, diseño geométrico,

diseño de las secciones transversales (ver “ANEXO D”).

TABLA 45. Precisión Validación Topográfica.

Precisión Validación Topográfica

∆N ∆E ∆ELEV.0,06 0,03 0,04

(Fuente: Elaboración propia).

3.1.4 Geología.

Mediante la recopilación de información geológica de la zona, se procedió a

efectuar el estudio del subsuelo del sitio donde se pretende realizar el

mejoramiento del camino Ramadas - Apharumiri, Investigación que se llevo a cabo

166 - 220

Page 181: Borrador Final Hector

con el objeto de obtener información acerca de los materiales existentes en la

zona mediante un mapa geológico.

IMAGEN 11. Camino Ramadas – Apharumiri.

(Fuente: Elaboración propia)

Mediante el cual determinaremos los tipos de materiales que existen a lo largo del

tramo, así como también los bancos de préstamo existentes que puedan ser

utilizados en la construcción del camino.

3.1.4.1 Estratigrafía del suelo.

El terreno sujeto a estudio se encuentra conformado por suelos de origen

aluvional, constituido inicialmente por material de gradación gruesa (grava, arena

arcillosa), seguido de un estratos de material relativamente de menor espesor

(areno gravo limoso), con bolones esporádicos de piedra, de características duras

y color gris oscuro. Este estrato de aproximadamente 1.50 Mts. descansa sobre un

conglomerado de grava areno limo arcilloso de aproximadamente 4 Mts a mas,

pero ligeramente más denso y de mayor capacidad soporte que el estrato anterior.

3.1.4.2 Condiciones geológicas del proyecto.

167 - 220

Page 182: Borrador Final Hector

El área corresponde al sector central de la cordillera de los Andes de Bolivia y el

sector donde se realizo el mejoramiento del camino muestra plegamientos de

montaña, con un relieve accidentado y el cauce de varios ríos torrentosos en

épocas de lluvia.

3.1.4.3 Mapas geológicos.

La zona en la que se encuentra ubicado el proyecto presenta diversas

formaciones geológicas, entre las más representativas gradación de material

grueso (grava, arena, arcilla).

Mediante el mapa geológico podremos observar los tipos de materiales que

existen en la zona del proyecto, así como la conformación y formación de las

mismas. El mapa geológico de la zona del proyecto, fue recopilado de

SERGEOMIN. (“Ver ANEXO E”)

3.1.4.4 Bancos de préstamo.

La zona en la cual se encuentra ubicado el proyecto de mejoramiento del camino

RAMADAS – APHARUMIRI, para la construcción del mismo será necesario utilizar

diferentes tipos de agregados finos y gruesos, los cuales serán determinados

mediante la elaboración de los ensayos geotécnicos.

Los bancos de préstamo ubicados en la zona del proyecto son los siguientes:

a) Banco de préstamo del rio Tapacari.

Este banco de préstamo se encuentra ubicado fuera de la zona del proyecto de

estudio, en el cual se encuentra materiales de préstamo como gravas, catos y

arenas.

168 - 220

Page 183: Borrador Final Hector

IMAGEN 12. Rio Tapacari.

(Fuente: Elaboración propia.)

b) Banco de préstamo de la quebrada # 2.

Este banco de préstamo se encuentra ubicado aproximadamente en la progresiva

7+ 400 del tramo Ramadas – Apharumiri, en el cual podemos encontrar materiales

de préstamo para los trabajos que requeridos para el mejoramiento del camino,

como ser gravas y arenas.

IMAGEN 13. Quebrada # 2.

169 - 220

Page 184: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia.)

c) Banco de préstamo del rio ramadas

Este banco de préstamo ubicado en la entrada de la población de Ramadas

ubicado en la progresiva 0 + 000, posee material de gravas y arenas que podrán

ser usados en la construcción del camino

3.1.4.5 Conclusión Geología.

La recopilación de información geológica se realizo mediante el mapa geológico

de la zona con el cual se determino los bancos de préstamo existentes en la zona,

así mismo dando a conocer que la zona del proyecto no se encuentra en una zona

geológicamente inestable. Los bancos de préstamos utilizados en el proyecto con

sus volúmenes aproximados de aporte son:

Rio Tapacari. El volumen aproximado de este banco de préstamo es de 652679 (m3).

Quebrada # 2. Este banco de préstamo aproximadamente tiene 140568

(m3).

Rio Ramadas. El volumen aproximado de este banco de préstamo es de

183400 (m3).

170 - 220

Page 185: Borrador Final Hector

3.1.5 Hidrología.

Con la información recopilada del SENAMHI (ver acápite 1.2) se determino el

área de influencia en el tramo carretero Ramadas - Apharumiri estas cuencas

pertenecen y son sub-cuencas a nivel macro de la cuenca del Amazona – Sub-

cuenca Tapacari.

FIGURA 41. Cuenca del Amazona.

(Fuente: SENAMHI Cochabamba)

Como se observa en la Figura. Las cuencas involucradas a nivel general son las

que están ubicadas en el margen izquierdo del río Tapacari desde la población de

Ramadas, hasta la población de Apharumiri.

FIGURA 42. Cuencas de aporte al camino RAMADAS – APHARUMIRI.

(Fuente: SENAMHI Cochabamba)

171 - 220

Page 186: Borrador Final Hector

Las estaciones tomadas para la obtención de datos en la zona pueden ser:

TABLA 46. Estaciones pluviométricas.

ESTACIONES

PLUVIOMÉTRICAS

LATITUD

SUD

LONGITUD

OESTE

ALTITUD

(msnm)

Parotani 17º33'58" 66º20'37" 2493

Ramadas 17º32'00" 66º28'00" 2800

(Fuente: Elaboración propia)

Como la estación de Ramadas está más cerca de la zona del proyecto se tomaran

los datos de precipitaciones máximas de la zona de la estación pluviométrica de

Ramadas (Estaciones históricas pluviométricas - SENAMHI).

TABLA 47. Precipitaciones anuales estación pluviométrica Ramadas.

(Fuente: SENAMHI CBBA.)

3.1.5.1 Cuencas de aporte.

Las cuencas que serán tomadas como áreas de aporte para el proyecto serán las

mostradas en una imagen, así como en la siguiente tabla de acuerdo a sus

características morfo métricas.

172 - 220

N° AñosEstación

Fecha

Ramadas Pmax [mm]

1 01/02/2002 202 01/02/2003 263 01/01/2004 164 01/03/2005 195 01/02/2006 206 01/02/2007 187 01/01/2008 208 01/01/2009 169 01/02/2010 3810 01/02/2011 56,5

Page 187: Borrador Final Hector

FIGURA 43. Cuencas de aporte camino RAMADAS – APHARUMIRI.

(Fuente: Elaboración propia.)

TABLA 48. Características de las cuencas de aporte.

CUENCAS CAMINO RAMADAS - APHARUMIRIN° Área (m2) Área (km2) Perímetro (Km2) Ha

1 360794,98 0,361 2,9 36,0792 279875,67 22,566 23,23 27,9873 431576,4 0,432 3,82 43,1584 970596,29 0,971 5,34 97,0605 864708,64 0,865 4,51 86,471

(Fuente: Elaboración propia.)

Las áreas tomadas para el cálculo de los caudales, fueron calculadas en mediante

el programa Autocad 2010 el cual nos permite conocer las áreas o sectores en los

cuales se va tener aporte hacia el camino.

173 - 220

Page 188: Borrador Final Hector

FIGURA 44. Áreas de aporte del camino.

(Fuente: Elaboración propia.)

3.1.5.2 Conclusión Hidrología.

Con la recopilación de información realizada del SENAMHI se pudo obtener las

precipitaciones de lluvia que existen en la zona, pudiendo así determinar la

intensidad de lluvia a partir de la formula de bernard:

I=P [mm ]

tduracion [hr ]

174 - 220

Page 189: Borrador Final Hector

TABLA 49. Intensidades para diferentes tiempos de retorno.

RELACION INTESIDAD - DURACION - FRECUENCIA

DURACION PERIODO DE RETORNO (AÑOS)

[min] 10 20 25 50 100 500

5 96,84 110,16 114,48 127,44 140,4 170,2810 68,52 78 81 90,24 99,36 120,5415 55,92 63,64 66,08 73,6 81,08 98,3220 48,45 55,11 57,24 63,75 70,23 85,225 43,008 48,936 50,808 56,592 62,352 75,62430 39,4 44,82 46,54 51,84 57,1 69,2660 26,26 29,87 31,02 34,56 38,06 46,17

(Fuente: Elaboración propia.)

FIGURA 45. Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia.

(Fuente: Elaboración propia.)

Teniendo ya las intensidades de lluvia se realizo el cálculo de los caudales donde

se tomo en cuenta los datos obtenidos en el estudio hidrológico, en el cual se

tomara un tiempo de retorno de 25 y 50 años empleando el método racional

modificado para el cálculo de canales y alcantarillas de flujo uniforme.

La intensidad se obtendrá a partir del tiempo de concentración mediante la fórmula

de Kirpich el cual se igualara al tiempo de duración Tc=Td (ver acápite 2.5.5),

donde dependiendo el tipo de material a usar el coeficiente de escorrentía tendrá

variaciones. La siguiente tabla se explica en el (acápite 2.5.7 inciso “a”).

175 - 220

Page 190: Borrador Final Hector

TABLA 50. Calculo de caudales de diseño Tr= 25 -50 años.

Tiempo de

retorno(Años)

Intensidad(mm/h)

Coeficiente de

Uniformidad

Coeficiente de

Escurrimiento

Caudal (m3/s)Cuenca Área (km2)

Longitud (m)

Pendiente K TCTc(hr)

1 0,330 260 0,24 1726,44 2,42 0,04 50 140 1,00 0,2 2,81

2 0,279 5740 0,19 43537,64 29,11 0,49 50 51,5 1,03 0,2 0,79

3 1,032 690 0,47 3318,92 4,01 0,07 50 128 1,00 0,2 3,08

4 0,971 780 0,39 4123,23 4,74 0,08 50 131,5 1,00 0,2 7,11

5 0,865 960 0,31 5673,74 6,06 0,10 50 120 1,00 0,2 5,79

Tiempo de

retorno(Años)

Intensidad(mm/h)

Coeficiente de

Uniformidad

Coeficiente de

Escurrimiento

Caudal (m3/s)Cuenca Área (km2)

Longitud (m)

Pendiente K TCTc(hr)

1 0,330 260 0,24 1726,44 2,42 0,04 25 123,5 1,00 0,2 2,48

2 22,566 5740 0,19 43537,64 29,11 0,49 25 48,5 1,03 0,2 0,75

3 1,032 690 0,47 3318,92 4,01 0,07 25 116,3 1,00 0,2 2,8

4 0,971 780 0,39 4123,23 4,74 0,08 25 118,2 1,00 0,2 6,39

5 0,865 960 0,31 5673,74 6,06 0,10 25 108 1,00 0,2 5,21

(Fuente: Elaboración propia.)

3.1.6 Geotecnia.

Para poder realizar la validación de los estudios geotécnicos realizados por la

Gobernación el año 2007 en el camino (Ver acápite 1.2), primeramente se visito el

área de estudio de la cual se tomaron 2 muestras en diferentes progresivas para la

posterior recolección de material del terreno a una profundidad de 1,5 m, para

poder realizar las pruebas físicas necesarias mediante los ensayos anteriormente

mencionados en el marco teórico.

176 - 220

Page 191: Borrador Final Hector

IMAGEN 14. Proceso de obtención de muestra del terreno.

Demarcación del terreno Sector de obtención de muestra marcado

Extracción de la muestra Extracción de la muestra

Recolección de la muestra para laboratorio

177 - 220

Page 192: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia.)

Después de obtener las muestras respectivas se las llevo al laboratorio de

TECASH – LCH en el cual se realizaran los estudios de suelos necesarios para

determinar su clasificación, capacidad de soporte y contenido de humedad del

mismo. Los ensayos que se realizaron son:

3.1.6.1 Ensayo granulométrico.

Este ensayo tiene por objeto determinar la granulometría de los áridos de hasta 90

mm mediante su división y separación con una serie de tamices en fracciones

granulométricas de tamaño decreciente.

178 - 220

Page 193: Borrador Final Hector

IMAGEN 15. Proceso del ensayo de granulometría.

Muestra del terreno tamizada Muestra del terreno

(Fuente: Elaboración propia.)

Los resultados de este ensayo se muestran a continuación:

179 - 220

Page 194: Borrador Final Hector

Mediante los datos recopilados y con el ensayo realizado para la validación

tenemos el resultado expresado en la siguiente tabla:

180 - 220

Page 195: Borrador Final Hector

TABLA 51. Resultados del ensayo de granulometría.

DATOS RECOPILADOS

Muestra Progresiva Clasificación ASSHTO Clasificación USCS

Calicata 1 0 + 500 A-2-6(0) GC – Grava arcillosa

Calicata 2 8 + 000 A-1-a(0)GW-GM Grava bien gradada

Con limo y arena

VALIDACION GEOTECNICA

Muestra Progresiva Clasificación ASSHTO Clasificación USCS

Calicata 1 0 + 500 A-2-6(0) GC – Grava arcillosa

Calicata 2 8 + 000 A -1-a(0)GW-GM Grava bien gradada

Con limo y arena

(Fuente: Elaboración propia.)

Comparando los datos obtenidos del ensayo de granulometría, con los recopilados

se concluyo que son datos aceptables ya que se obtuvo la misma clasificación de

suelos A-2-6, A-1-a (0) (materiales granulares con contenido de arcilla) mediante

la clasificación ASSHTO, así como también en la clasificación USCS Gc –grava

arcillosa (VER “ANEXO G”).

3.1.6.2 Limites atterberg.

Mediante los límites de Atterberg podremos definir los contenidos de agua

característicos de los diferentes tipos de suelos en los estados que se encuentren,

este ensayo se realizo mediante procedimiento ya establecidos a continuación se

muestran fotos de la elaboración del mismo.

IMAGEN 16. Proceso del ensayo de Limites atterberg.

181 - 220

Page 196: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia.)

Los resultados obtenidos del ensayo se muestran a continuación:

182 - 220

Page 197: Borrador Final Hector

Mediante los datos recopilados y con el ensayo realizado para la validación

tenemos el resultado expresado en la siguiente tabla:

183 - 220

Page 198: Borrador Final Hector

TABLA 52. Resultados del ensayo de Limites Atterberg.

DATOS RECOPILADOS

MuestraProgresiv

aLimite Liquido (LL)

Limite plástico

(LP)

Índice de plasticidad

(IP)

Calicata

10 + 500 27, 19 % 12,73 % 14,53%

Calicata

28 + 000 - NP -

VALIDACION GEOTECNICA

MuestraProgresiv

aLimite Liquido (LL)

Limite plástico

(LP)

Índice de plasticidad

(IP)

Calicata

10 + 500 29,30 % 13,55 % 15,8 %

Calicata

28 + 000 - NP -

(Fuente: Elaboración propia.)

Este ensayo es usado para poder medir el contenido de agua o humedad con los

cuales se producen los cambios de estado, mediante la validación del ensayo se

observo que no hay una marcada diferencia en la obtención del límite líquido y el

límite plástico siendo así los resultados validos.(VER “ANEXO G”).

3.1.6.3 Ensayo Proctor.

Este ensayo se realizo para determinar el contenido de humedad óptima, así como

la densidad máxima que tendrá el suelo. A continuación se muestra fotos de la

elaboración del ensayo el cual se realizo con el procedimiento mencionado en el

marco teórico.

184 - 220

Page 199: Borrador Final Hector

IMAGEN 17. Proceso del ensayo Proctor.

.

(Fuente: Elaboración propia.)

Mediante los datos recopilados y con el ensayo realizado para la validación

tenemos el resultado expresado en la siguiente tabla:

185 - 220

Page 200: Borrador Final Hector

TABLA 53. Resultados del ensayo Proctor T – 180 D.

DATOS RECOPILADOS

Muestra ProgresivaDensidad Máxima

(gr/ cm3)

Humedad Óptima

(%)

Calicata 1 0 + 500 2,185 7,66

Calicata 2 8 + 000 2,410 8,8

VALIDACION GEOTECNICA

Muestra ProgresivaDensidad Máxima

( gr/ cm3)

Humedad Óptima

(%)

Calicata 1 0 + 500 2,152 8,6

Calicata 2 8 + 000 2,215 8,3

(Fuente: Elaboración propia.)

Este ensayo realizado nos permitió obtener la densidad máxima que necesita el

material para poder ser compactado, además como la humedad optima a la cual

trabaja el suelo (Humectación).(VER “ANEXO G”).

3.1.6.4 Ensayo C.B.R.

El ensayo se realizo para determinar la resistencia al esfuerzo cortante del suelo,

así mismo para evaluar la calidad del terreno para la subrasante. Este mismo se

efectuó en condiciones adecuadas y controlando su humedad y densidad.

186 - 220

Page 201: Borrador Final Hector

TABLA 54. Resultados del ensayo C.B.R.

DATOS RECOPILADOS

Muestra Progresiva CBR (95%) CBR (100%)

Calicata 1 0 + 500 7,1 14,5

Calicata 2 8 + 000 12,7 23,1

VALIDACION GEOTECNICA

Muestra Progresiva CBR (95%) CBR (100%)

Calicata 1 0 + 500 8,2 9,2

Calicata 2 8 + 000 14,4 21,8

(Fuente: Elaboración propia.)

Para ver los resultados del ensayo VER “ANEXO G”.

3.1.6.5 Resultados validación geotécnica.

Los resultados obtenidos de todos los ensayos geotécnicos realizados para el

proyecto se detallan a continuación donde son validos por no existir una marcada

diferencia con los recopilados.

FIGURA 46. Resultados validación geotécnica

187 - 220

Page 202: Borrador Final Hector

3.2 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO GEOMÉTRICO.

Para realizar el diseño geométrico del camino se empleara la norma de la A.B.C

“Manual y Normas de diseño Geométrico de carreteras”, mediante el cual se

determinaran los parámetros necesarios para realizar el diseño, con la ayuda del

software para diseño de carreteras Autodesk Land desktop 2009.

3.2.1 Criterios para el diseño del alineamiento horizontal.

Los criterios que se tomaron en cuenta para poder realizar el diseño en planta de

la carretera son los siguientes:

3.2.1.1 Categoría de la ruta.

La categoría de la ruta se definió a partir del estudio de tráfico realizado en el

camino donde se obtuvo un TPDA de 135 vehículos/día, mediante el acápite

2.1.3.7 se da la categoría IV al camino actual.

3.2.1.2 Velocidad de proyecto.

La velocidad de proyecto se definió a partir de la categoría de la ruta con la cual se

tiene que para caminos en desarrollo es de entre 30-40-50 km/h (Ver Acápite

2.6.4.1).

3.2.1.3 V85%

Como en la ruta no encontramos muchos tramos con una longitud mayor a 400

mts, se garantiza que el 85% de los usuarios de la ruta no superaran la velocidad

establecida.

188 - 220

Page 203: Borrador Final Hector

3.2.1.4 Distancia de Frenado.

El conductor debe disponer al menos de la visibilidad equivalente a la distancia

requerida para detenerse ante un obstáculo inmóvil, situado en el centro de dicho

carril. El cálculo de este parámetro se realizo según el acápite 2.6.4.4 de la

siguiente manera:

Vp= 35 km/h=9,72 m/s

t= tiempo de reacción 2 s

f1= 0,215

i= 10%

Df=9,72∗23,6

+ 9,722

254∗(0,21+0,01)

Df=22,2m

3.2.1.5 Radio mínimo de curvas horizontales.

Los radios mínimos para cada velocidad de proyecto, calculados bajo el criterio de

seguridad ante el deslizamiento, el peralte máximo se obtuvo de la tabla 19

según la velocidad de proyecto adoptada.

Vp= 35 km/h

Emax =7%

f= 0,21

189 - 220

Page 204: Borrador Final Hector

Rmin= 35 km /h127∗(0,07+0,21)

Rmin=35m

3.2.1.6 Curvas de transición.

Como elemento de curvatura variable en arcos de enlace, o como elemento de

trazado propiamente tal, se empleara la clotoide, que presenta los siguientes

parámetros:

A2=R∗Lmin

( R3

)2

=R∗Lmin

Lmin=( 30

3 )2

30

Lmin=3,33

3.2.1.7 Guiado óptico.

El conductor debe tener una clara percepción del elemento de enlace y de la curva

circular, el parámetro debe estar comprendido entre:

A≥(12∗R3)0 , 25

A≥(12∗303)0,25

A≥24

190 - 220

Page 205: Borrador Final Hector

3.2.1.8 Longitud de clotoide.

Este criterio sirve para que la longitud de la clotoide sea suficiente para desarrollar

el peralte, se calcula mediante:

A≥( n∗a∗e∗R∆

)1 /2

Donde: A≥( 1∗3,65∗0,07∗300,7

)1 /2

n= 1 A≥5,84

a= 3,65

e= 0,07

R= 30

Δ= 0,7

3.2.1.9 Longitud de la clotoide según la aceleración transversal.

Este criterio se realiza cuando la longitud de la clotoide no compensa la

aceleración transversal con el peralte, esta dado por:

A=[ Ve∗R46 ,656∗J (Ve2

R−1,27∗e)]

1/2

Donde:

Ve= 35 (km/h)

R= 30 (m)

J= 0,5 (m/s3)

e= 0,07 (%)

A=[ 35∗3046,656∗0,5 ( 352

30−1,27∗0,07)]

1/2

191 - 220

Page 206: Borrador Final Hector

A=42,82

Calculo de alineamiento horizontal. El cálculo realizado para las curvas y otros

elementos del alineamiento horizontal se encuentran en el “ANEXO H”.

3.2.2 Criterios para el diseño del alineamiento vertical.

Para el diseño del alineamiento vertical se tomaron los siguientes parámetros

calculas a continuación:

3.2.2.1 Curvas Parabólicas.

L=K∗∅

L=418,04∗0,08=33 ,44

Donde:

L= Longitud horizontal total de desarrollo de la curva vertical

Ø= Diferencia de pendiente conservando su signo

K= Coeficiente de la parábola a ser desplazada

Pendientes de la curva vertical N° 1 Cóncava.

Pendiente entrada=-1,12

Pendiente salida= 9,21

3.2.2.2 Curvas verticales convexas.

Donde:

Kv= Parámetro Curva Vertical Convexa (m)

Df= 19,90 (m)

192 - 220

Page 207: Borrador Final Hector

h1= 1.1 (m)

h2= 0.2 (m)

Kv= Df 2

2∗(√h1+√h2 )=19,902

2∗¿¿

Luego:

Kv= Df 2

4,48=19,92

4,48=88,40

Para el cálculo de Df tenemos la siguiente expresión:

Donde:

V= 35 km/h

T= 2 s

fi= 0.21

i= 10%

Df=V∗t3,6

+ V 2

254∗( f i+i )

Df=35∗23,6

+ 352

254∗(0,21+0,1 )=19,90

3.2.2.3 Curvas verticales cóncavas.

Donde:

Kc= Parámetro Curva Vertical Cóncava (m)

Df= 19,90 (m)

h= 0,6 (m)

193 - 220

Page 208: Borrador Final Hector

β= 1°

Kc= Df 2

2∗(h+Df∗sinβ )= 19,902

2∗(0,6+19,90∗sin 1 °)=418,04

Luego:

Kc= Df 2

1,2+0,035∗Df= 19,902

1,2+0,035∗19,90=208,81

3.2.2.4 Longitud mínima de curvas verticales.

2∗T (m)≥Vp (

kmh

)

T (m )=2∗35=70m

3.2.2.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.

Donde:

Ka= Parámetro Mínimo para Visibilidad Adelantamiento (m)

Da= 180 (m)

h1= 0,6 (m)

h5= 1,2 (m)

Ka= Da2

2∗(√h1+√h5 )2

Luego:

Ka= Da2

9 ,2

En las curvas cóncavas no se calcula el parámetro de visibilidad de

adelantamiento pro ser curvas con un radio más cerrado a las convexas.

194 - 220

Page 209: Borrador Final Hector

3.2.2.6 Sobre ancho.

El sobre ancho se determina a través de la siguiente expresión:

S=100R

=10035

=2,86m

Donde:

R = Radio de Curvatura (m)

3.2.2.7 Sección Transversal.

La sección transversal del proyecto fue definida a partir de los componentes

necesarios para la misma definidos por varios parámetros como ser:

Ancho del carril

El ancho del carril definido a partir de la categoría del camino en el acápite 2.1.3.7

y el ancho de carril adoptado de 3.5 mts mediante el acápite 2.6.5.7.

Bombeo

La inclinación que se dio a la calzada con el propósito de evacuar las aguas de la

superficie de la misma es de 3.5 %, definida a partir del acápite 2.6.5.8.

Berma

Para definir el ancho de las bermas se considero la categoría del camino, volumen

de transito, velocidad de proyecto, topografía, clima de la zona y particularmente la

precipitación pluvial que existe en la zona del proyecto. El ancho de berma

adoptado es de 0.5 mts, definido en el acápite 2.6.5.9.

Taludes

195 - 220

Page 210: Borrador Final Hector

La inclinación de los taludes fue adoptado dependiendo de la naturaleza de los

suelos, condiciones hidrológicas, condiciones geológicas, y características

geotécnicas. Es así que para el diseño del camino se adoptaron:

1.5 2

1 1

3.2.2.8 Conclusión Diseño Geométrico.

Mediante los criterios de diseño y parámetros tomados en cuenta según los datos

de tráfico obtenidos, se realizo el diseño del alineamiento horizontal y vertical. Lo

cual comprende el diseño de curvas horizontales, verticales, secciones

transversales y rectas, que se ve a detalle el diseño en el ANEXO H.

3.3 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO.

Para realizar el diseño y dimensionamiento hidráulico se realizo siguiendo el

acápite 2.7, a continuación se detalla tanto el drenaje transversal como el drenaje

longitudinal.

3.3.1 Drenaje longitudinal.

3.3.1.1 Diseño de Cunetas.

Para el diseño de las cunetas se adopto 1 tipo de sección que se construirán a lo

largo del camino, para las cuales se realizo el diseño manual (VER “ANEXO I CD”)

así como la verificación en el programa Hcanales.

A continuación se muestra la ubicación por progresivas de los drenajes

longitudinales así como la longitud que tendrán las mismas.

196 - 220

Page 211: Borrador Final Hector

TABLA 55. Detalle del Drenaje Longitudinal.

AREAS DE APORTE DE LAS CUNETAS

N°PROGRESIVA UBICACIÓN Longitud

(m)Tipo de CunetaInicial Final Izquierda Derecha

1 0+000 0+225   X 225 Triangular2 0+225 0+260 X X 35 Triangular3 0+267 0+340 X 73 Triangular4 0+360 0+440 X X 80 Triangular5 0+443 0+460 X 17 Triangular6 0+460 0+540 X X 80 Triangular7 0+560 0+630 X 70 Triangular8 0+640 0+748 X X 108 Triangular9 0+760 0+820 X 60 Triangular

10 0+825 1+080 X X 255 Triangular11 1+100 1+120 X 20 Triangular12 1+200 1+480 X X 280 Triangular13 1+669 2+800 X X 1131 Triangular14 2+820 2+840 X 20 Triangular15 2+960 3+820 X X 860 Triangular16 3+900 3+920 X 20 Triangular17 3+920 3+960 X X 27 Triangular18 3+960 3+980 X 20 Triangular19 4+220 4+300 X X 80 Triangular20 4+300 4+312 X 12 Triangular21 4+420 4+440 X 20 Triangular22 4+440 4+627 X X 187 Triangular23 4+627 4+660 X 33 Triangular24 4+680 4+700 X 20 Trapezoidal25 4+700 5+140 X X 440 Triangular26 5+220 5+260 X 40 Trapezoidal27 5+260 5+466 X X 206 Triangular28 5+466 5+555 X 89 Trapezoidal29 5+555 6+480 X X 925 Triangular30 6+480 6+500 X 20 Trapezoidal31 6+760 6+800 X 40 Trapezoidal32 6+800 6+820 X X 20 Trapezoidal33 6+820 6+940 X 120 Trapezoidal34 7+120 7+180 X 60 Trapezoidal35 7+180 7+400 X X 220 Triangular36 7+720 7+740 X 20 Trapezoidal37 7+740 7+845 X X 105 Triangular

197 - 220

Page 212: Borrador Final Hector

38 7+845 7+980 X 135 Trapezoidal39 7+980 8+004   X 24 Trapezoidal

(Fuente: Elaboración Propia)

A continuación se observa la verificación que se realizo en el programa Hcanales

para el cálculo de los drenajes longitudinales.

FIGURA 47. Verificación de cunetas Triangulares.

(Fuente: Elaboración Propia)

Para realizar el diseño de la zanja de sección trapezoidal fue realizado por el

método de Manning, con un coeficiente de rugosidad n= 0.024 con una pendiente

de 6% para poder evacuar las aguas y así poder evitar la erosión del talud. (VER

“ANEXO I CD”)

En cuanto a las zanjas de coronamiento existentes en el camino y su ubicación así

como también su longitud se muestra a continuación:

TABLA 56. Detalle de Zanjas de Coronamiento

N°PROGRESIVA UBICACIÓN Longitud

(m)Ancho

(m)Inicial Final Izquierda Derecha1 0+660 0+740   X 80 0,52 0+840 0+960 X 120 0,53 1+220 1+380 X 160 0,54 1+720 1+920 X 200 0,55 3+600 3+725 X 125 0,56 4+250 4+280 X 30 0,57 4+445 4+500 X 55 0,58 4+560 4+618 X 58 0,59 4+720 5+020 300 0,5

198 - 220

Page 213: Borrador Final Hector

10 5+265 5+460 X X 195 0,511 5+580 5+880 X 300 0,512 6+020 6+050 30 0,513 6+180 6+360 X X 180 0,514 6+380 6+420   X 40 0,5

(Fuente: Elaboración Propia)

3.3.1.2 Drenaje transversal.

Para el diseño y dimensionamiento del drenaje transversal se tomaron en cuenta

dos tipos de alcantarillas que son las alcantarillas de tipo II, III. Las cuales serán

ubicadas a lo largo del camino de acuerdo a las quebradas existentes en el

camino, de acuerdo a las cuencas que aportan y atraviesan el camino.

FIGURA 48. Alcantarilla Tipo II.

(Fuente: Elaboración propia)

FIGURA 49. Alcantarilla Tipo III.

(Fuente: Elaboración propia)

199 - 220

Page 214: Borrador Final Hector

El diámetro y longitud de las alcantarillas Chapa ARMCO es de D= 1000 mm, con

longitudes mayores a 10 m para poder asegurar un mantenimiento del mismo y

conservación de la estructura. Las alcantarillas existentes en el camino se detallan

a continuación:

TABLA 57. Detalle del Drenaje Transversal.

Progresiva

Sentido

Tipo de Estructur

a

Diámetro (m)

Cota de entrada (m.s.n.

m)

Cota Salida (m.s.n.

m)

Longitud (m)

Pendiente (%)

Caudal

(m3/s)

1 0+295Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2660 2659,5 11,28 4,43 1,4

2 0+450Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2676,2 2675,9 11,2 2,68 1,4

3 0+490Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2677,8 2677,5 10,5 2,86 1,4

4 0+720Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2695,35 2695,1 11,4 2,19 2,13

5 0+870Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2703,3 2702,9 10,4 3,85 2,13

6 0+925Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2706,5 2706,2 10,5 2,86 1,4

7 1+366Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2742,8 2742,5 11,7 2,56 2,13

8 1+725Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2755,7 2755,4 11,3 2,65 1,4

9 1+915Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2770,1 2769,8 11,5 2,61 1,4

10 3+880

Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2835,3 2834,9 10,9 3,67 1,4

11 3+947

Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2838 2837,7 10,2 2,94 1,4

12 4+280

Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2850,6 2850,2 11,5 3,48 2,13

13 4+535

Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2858,1 2857,8 11,1 2,70 2,13

14 4+600

Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2855,8 2855,4 10,8 3,70 1,4

15 4+787

Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2840,7 2840,4 10,6 2,83 2,13

16 5+130

Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2811,3 2811 10,5 2,86 2,13

17 5+350

Der - Izq

Alc. Tipo III 1 2792,4 2792,1 11,25 2,67 2,13

18 5+780

Der - Izq

Alc. Tipo II 1 2764,8 2764,5 10,5 2,86 1,4

19 6+360

Izq - Der

Alc. Tipo III 1 2736,8 2736,6 10,6 1,89 2,13

20 7+740

Izq - Der

Alc. Tipo III 1 2748,45 2748,25 10,5 1,90 2,13

(Fuente: Elaboración Propia)

200 - 220

Page 215: Borrador Final Hector

FIGURA 50. Verificación del Drenaje Transversal Hcanales.

(Fuente: Elaboración Propia)

3.4 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL PAQUETE ESTRUCTURAL.

De acuerdo a las características que presenta el terreno del proyecto y a los

estudios geotécnicos realizados, se procedió al dimensionamiento de la carpeta

estructural del camino mediante el “Manual andino” el cual nos permite realizar el

diseño del empedrado siguiendo los parámetros técnicos previamente

especificados. Se adopto este tipo de carpeta por la categoría IV del camino y el

tráfico que circula por el área del proyecto, justificando la carpeta estructural

adoptada.

TABLA 58. Detalle mejoramiento subrasante.

Progresiva inicial

Progresiva final

CBR Antiguo

CBR Nuevo

Subrasante Mejorada

Verificación CBR > 6

Mejorar Subrasante

0+000 3+600 7,1 8,2 21,82 CUMPLE no necesita subrasante mejorada6+200 7+890 12,71 14,4 18,54 CUMPLE no necesita subrasante mejorada

201 - 220

Page 216: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia)

3.4.1 3.4.1 Conclusión Paquete Estructural.

Los CBR obtenidos de los ensayos geotécnicos realizados son mayor a 6 por lo

cual no es necesario realizar el mejoramiento de subrasante ya que se cuenta con

un suelo bueno. Se propone un paquete estructural de empedrado con 12 cm de

piedra bolón y 1 cm de arena, longitud de calzada 7 m. El cálculo realizado se

detalla en la siguiente tabla:

TABLA 59. Volúmenes de piedra.

ProgresivaLongitud Camino

(m)

Ancho de la

Calzada (m)

Bombeo Transversal

(%)

Espesor de la

Capa (m)

Área Total (m3)

Espesor piedra

bolón (m)Inicial Final

0+000 3+600 3600 7 3,5 0,13 3276 0,123+600 6+200 2600 7 3,5 0,13 2366 0,126+200 8+004 1804 7 3,5 0,13 1641,64 0,12

(Fuente: Elaboración propia)

FIGURA 51. Detalle sección transversal.

(Fuente: Elaboración propia)

202 - 220

Page 217: Borrador Final Hector

3.5 ESTUDIO DE SEGURIDAD VIAL.

Para mantener la seguridad del camino es muy importante contar con la respectiva

señalización ya sea esta restrictiva, preventiva o informativa, para así poder

prevenir al usuario de la vía de las condiciones en las cuales se debe hacer uso de

la misma. Es por eso que se realizo la señalización del camino para mantener la

seguridad de la misma a lo largo de su trayectoria. Al ser este un camino de

categoría IV se asigna solamente la señalización vertical detallada en la siguiente

tabla:

TABLA 60. Señalización Vertical.

Carril de Ida Carril de Vuelta

N°Tipo de Señal Progresiva Código N°

Tipo de Señal Progresiva Código

1 Informativa 0+000 IT-1 1 Informativa 7+990 IT-12 Restrictiva 0+120 SR-30 2 Restrictiva 7+830 SR-173 Preventiva 0+150 SP-4 3 Preventiva 7+950 SP-64 Preventiva 0+430 SP-5 4 Preventiva 7+500 SP-25 Preventiva 0+570 SP-4 5 Preventiva 7+180 SP-16 Preventiva 0+670 SP-5 6 Preventiva 6+770 SP-17 Restrictiva 0+780 SR-26 7 Restrictiva 6+620 SR-138 Preventiva 0+950 SP-4 8 Preventiva 6+290 SP-29 Preventiva 1+110 SP-2 9 Preventiva 6+160 SP-210 Preventiva 1+230 SP-3 10 Preventiva 5+760 SP-111 Preventiva 1+510 SP-5 11 Preventiva 5+650 SP-812 Preventiva 2+130 SP-5 12 Preventiva 5+230 SP-613 Preventiva 2+530 SP-3 13 Preventiva 4+910 SP-714 Restrictiva 2+500 SR-10 14 Restrictiva 4+780 SR-2615 Preventiva 3+500 SP-4 15 Preventiva 4+620 SP-816 Preventiva 3+730 SP-3 16 Preventiva 4+380 SP-817 Preventiva 3+910 SP-3 17 Preventiva 4+180 SP-718 Preventiva 4+020 SP-4 18 Preventiva 3+870 SP-419 Preventiva 4+180 SP-8 19 Preventiva 3+690 SP-320 Preventiva 4+580 SP-9 20 Preventiva 2+710 SP-421 Restrictiva 4+620 SR-26 21 Restrictiva 2+540 SR-2422 Preventiva 4+950 SP-5 22 Preventiva 2+420 SP-823 Preventiva 5+230 SP-8 23 Preventiva 2+000 SP-524 Preventiva 5+500 SP-4 24 Preventiva 1+460 SP-725 Restrictiva 5+610 SR-30 25 Restrictiva 1+420 SR-2626 Preventiva 5+580 SP-1 26 Preventiva 1+100 SP-8

203 - 220

Page 218: Borrador Final Hector

27 Preventiva 6+580 SP-2 27 Preventiva 0+790 SP-628 Preventivo 7+020 SP-2 28 Preventiva 0+300 SP-329 Preventiva 7+340 SP-1 29 Informativa 0+000 IT-130 Preventiva 7+680 SP-6 30 Restrictiva 0+100 SR-2631 Informativa 7+960 IT-1 31      

(Fuente: Elaboración propia.)

TABLA 61. Resumen Señalización Vertical.

Tipo de Señal CantidadSeñalización Vertical Informativa

Destino4

Señalización Vertical Preventiva 48Señalización Vertical Restrictiva 9Señalización Vertical Informativa

Kilometraje0

Señalización Vertical Informativa de Peligro

0

(Fuente: Elaboración propia.)

Las señalizaciones tanto preventivas, restrictivas e informativas usadas para el

proyecto se muestran gráficamente a continuación:

Señalización

Vertical

Destino

Velocidad

Máxima

50km/h

Curva

Pronunciada

Derecha

Curva

Pronunciada

Izquierda

Curva y

Contra curva

Izquierda

204 - 220

Page 219: Borrador Final Hector

Curva y Contra

curva Derecha

Curvas

Sucesivas

Primera

Derecha

Curvas

Sucesivas

Primera

Izquierda

No Bloquear

Cruce

Prohibido

Adelantar

Doble Vía Peatones a la

Izquierda

Conserve su

Derecha

Zona Escolar Pendiente de

Subida

Pendiente

fuerte de

Bajada

Puente

Angosto

Animales en la

Vía

Zonas de

Derrumbes

3.6 EVALUACIÓN Y PRODUCTIVIDAD DE MAQUINARIA Y EQUIPO.

Para determinar la maquinaria usada en el proyecto primero se determinaron los

volúmenes de corte y relleno del diseño geométrico, así como los ítems de

construcción a realizarse los cuales necesitan el empleo de maquinaria. (Ver

acápite 2.9). El equipo utilizado para el proyecto es el siguiente:

205 - 220

Page 220: Borrador Final Hector

TABLA 62. Maquinaria del proyecto según codificación.

CODIFICACION MAQUINARIAN° DESCRIPCION CODIFICACION ALFABETICA1 TRACTOR A ORUGAS SIN RIPER D-7G TODOH - N1

2 CARGADOR FRONTAL 950 - B CF950B - N1

5 VOLQUETE DE 12 M3. V12 - N1

6 MOTONIVELADORA 140-H MTO140H - N1

7 CAMIÓN CISTERNA 12000 LTS CC12000 - N1

8COMPACTADORA DE RODILLO NEUMÁTICO CB -

32 CNB32 - N1

9 VIBRO COMPACTADORA DE PLANCHA VCP - N1

10 RETROEXCAVADORA 416 - C RETRO416C - N1

12 VIBRO COMPACTADORA MANUAL VCM - N1

13 COMPRESORA 198 HP C198 – N1

14 PERFORADORA NEUMATICA PN – N1(Fuente: Elaboración propia.)

La cantidad de maquinaria para el proyecto se determino a partir de la producción

de cada una según el acápite 2.9, mediante el cual se obtuvo las siguientes

maquinarias para cada ítem de construcción a realizarse:

TABLA 63. Maquinaria del proyecto según el ítem.

MAQUINARIA DEL PROYECTO Cantidad MaquinariaN° Item Descripción

1 Limpieza y Desbroce    Tractor a orugas sin ripper D-7G 2

2 Excavación de Tierra común    Tractor de orugas sin ripper D - 7G 2  Cargador Frontal 950 - B 1  Camión Volquete 12 m3 4

3 Excavación en RocaTractor de orugas sin ripper D - 7G 1

Compresora 198 hp 2Perforadora neumática 2Camión Volquete 12 m3 4

4 Transporte material excedente Cargador Frontal 950 - B 1Camión Volquete 12 m3 4

5 Conformación del Terraplén  

206 - 220

Page 221: Borrador Final Hector

 Compactadora de rodillo Neumático

CB -32 1  Motoniveladora 140 - H 1  Camión Cisterna 12000 lts 2  Cargador Frontal 950 - B 1  Camión Volquete 12 m3 4

6 Excavación alcantarilla    Retroexcavadora 416 - C 1  Vibro compactadora Manual 1

7 Conformación de Cuneta    Motoniveladora 140 - H 1

8 Revestimiento de cuneta    Volquete 12 m3 1  Vibro compactadora de plancha 2

9 Colocado del Empedrado    Volquete 12 m3 2

 Compactadora de rodillo Neumático

CB -32 1(Fuente: Elaboración propia.)

3.6.1 Volúmenes del proyecto.

Los volúmenes obtenidos para el cálculo de la producción de la maquinaria tanto

en corte y relleno son os siguientes:

Volumen en corte: 375300 m3b

Volumen en relleno: 52200 m3b

Multiplicando por el factor de expansión volumétrica según el tipo de material

fv=1,1 tenemos los siguientes volúmenes sueltos:

Volumen en corte: 412830 m3s

Volumen en relleno: 57420 m3s

Los volúmenes de excavación de drenaje transversal según el tipo de alcantarilla

son:

TABLA 64. Detalle volúmenes excavación Drenaje transversal.

N° Progresiva SentidoTipo de

EstructuraAltura Excavar

(m)

Ancho Excavación

(m)

Área Total Excavar (m2)

Volumen Cabezal (m3)

Total Excavación (m3)

207 - 220

Page 222: Borrador Final Hector

1 0+295 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 33,84 43,15 76,99

2 0+450 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 33,6 43,15 76,75

3 0+490 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 31,5 43,15 74,65

4 0+720 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 85,5 56 141,5

5 0+870 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 78 56 134

6 0+925 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 31,5 43,15 74,65

7 1+366 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 87,75 56 143,75

8 1+725 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 33,9 43,15 77,05

9 1+915 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 34,5 43,15 77,65

10 3+880 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 32,7 43,15 75,85

11 3+947 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 30,6 43,15 73,75

12 4+280 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 86,25 56 142,25

13 4+535 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 83,25 56 139,25

14 4+600 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 32,4 43,15 75,55

15 4+787 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 79,5 56 135,5

16 5+130 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 78,75 56 134,75

17 5+350 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 84,375 56 140,375

18 5+780 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 31,5 43,15 74,65

19 6+360 Izq - Der Alcantarilla Tipo III 1,5 5 79,5 56 135,5

20 7+740 Izq - Der Alcantarilla Tipo III 1,5 5 78,75 56 134,75

(Fuente: Elaboración propia.)

Los volúmenes del proyecto de acuerdo a la actividad que se baya a realizar son:

TABLA 65. Volúmenes del Proyecto.

N° A.- OBRAS PRELIMINARES Unidad Cantidad2 Replanteo Km 8,004

3 Limpieza y desmonte m2 12411

N° B.- MOVIMIENTOS DE TIERRAS Unidad Cantidad4 Excavación de material no clasificado m3 3753005 Excavación en roca m3 187655 Conformación del Terraplén m3 52200

6 Transporte material excedente m3 234000

N° C.- OBRAS DE DRENAJE Unidad Cantidad6 Excavación de obras de drenaje menor m3 3537,267 Cama de arena e= 10 cm m3 76,518 H°C con 50% de Piedra Desplazadora m3 329,7

10 Relleno y compactado de obras de drenaje m3 841,62

208 - 220

Page 223: Borrador Final Hector

N° D.- CAPA DE RODADURA Unidad Cantidad

13 Conformación de empedrado m2 56028

(Fuente: Elaboración propia.)

3.7 DOCUMENTOS DEL PROYECTO.

3.7.1 3.7.1 Planos.

El presente proyecto presenta los planos correspondientes tanto al diseño

geométrico del camino, alcantarillas tipo, secciones transversales del camino y de

los drenajes longitudinales que se encuentran en el anexo “L”. Ahí se detallan las

características del diseño y dimensionamiento geométrico como hidráulico.

3.7.2 Pliego de especificaciones técnicas.

Las especificaciones técnicas fueron elaboradas de acuerdo a las características

del diseño y dimensionamiento del camino, tomando en cuenta los ítems

respectivos a construir. (Ver “ANEXO L en CD”).

3.7.3 Precios unitarios.

Para realizar el análisis de precios unitarios del proyecto se tomaron en cuenta los

precios actuales de los materiales, costos de la mano de obra y de la maquinaria

respectivamente. Los rendimientos fueron calculados a partir de la mano de obra y

del tipo de maquinaria a emplear para realizar cada ítem.

Para el costo de la mano de obra destinado a cubrir los beneficios sociales

se adopto 66.40%.

Para impuesto de correspondientes al IVA un 14.94%

Para cubrir los gatos generales se adopto un 14.36%

La utilidad para el proyecto es de 10%

209 - 220

Page 224: Borrador Final Hector

Para los impuestos y transacciones es de 3.09%

El detalle de cada uno de los ítems para el presente proyecto se detalla en el

“ANEXO L en CD”.

3.7.4 Presupuesto del proyecto.

El presupuesto del proyecto fue calculado en función a los precios unitarios de

cada uno de los ítems, con sus respectivos volúmenes de trabajo calculados para

cada uno de ellos detallados a continuación:

TABLA 66. Presupuesto Total del Proyecto.

PRESUPUESTO DEL PROYECTO

PROYECTO Mejoramiento del camino Ramadas - Apharumiri

UBICACIÓN Municipio de Tapacari

LONGITUD 8003.952 metros

N° A.- OBRAS PRELIMINARES Unidad Cantidad C.U $u$

1 Instalación de Faenas Mes 1 1.412,02 1412,02

2 Replanteo Km 8,004 262,38 2100,13

3 Limpieza y desmonte m2 12411 7,757 96270,35

N° B.- MOVIMIENTOS DE TIERRAS Unidad Cantidad C.U $u$

4 Excavación de material no clasificado m3 375300 4,70 1763919,75

5 Excavación en roca m3 7506 11,68 87670,8081

5 Conformación del Terraplén m3 52200 3,94 205668

6 Transporte material excedente m3 234000 0,68 159212,196

N° C.- OBRAS DE DRENAJE Unidad Cantidad C.U $u$

6 Excavación de obras de drenaje menor m3 3537,26 0,48 1713,88

7 Cama de arena e= 10 cm m3 76,51 26,85 2054,67

8 H°C con 50% de Piedra Desplazadora m3 329,7 77,03 25396,41

9 Provisión y colocado de tubo metálico D= 1m ml 220 51,78 11392,06

10 Relleno y compactado de obras de drenaje m3 841,62 3,83 3227,57

11 Revestimiento de Cunetas H°C (1:2:3) e= 10 cm m2 8923,68 9,47 84542,41

N° D.- CAPA DE RODADURA Unidad Cantidad C.U $u$

13 Conformación de empedrado m2 56028 2,80 156731,32

N° E.- OBRAS COMPLEMENTARIAS Unidad Cantidad C.U $u$

14 Señalización Vertical Informativa pza 4 65,44 261,77

15 Señalización Vertical Restrictiva pza 9 56,83 511,50

16 Señalización Vertical Preventiva pza 48 58,41 2803,72

210 - 220

Page 225: Borrador Final Hector

17 Limpieza General glb 1 686,91 686,91

PRESUPUESTO TOTAL DEL PROYECTO $uS 2605575,47

PRESUPUESTO TOTAL DEL PROYECTO Bs. 18,186,917.76

Son: diez y ocho millones ciento ochenta y seis mil novecientos diez y siete con 76/100 bs.

El costo por km de construcción es de 325696,933 $uS.

(Fuente: Elaboración propia.)

211 - 220

Page 226: Borrador Final Hector

4 EVALUACIÓN.

4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA.

Para la evaluación técnica del camino se tomo en cuenta el inventario vial previo

realizado de las condiciones sin proyecto donde se determino que no cuenta con

ninguna obra de drenaje, la señalización vial es insuficiente, así mismo la

superficie del camino presenta diferentes fallas ya identificadas en el inventario

vial realizado.(acápite 3.1.2)

TABLA 67. Comparación técnica del Camino.

Camino Actual Camino Mejorado

Longitud 9+566 Km. Longitud 8+003 Km.

Ancho de plataforma 4 a 5 m. Ancho de plataforma 7 m.

Sin Berma. Ancho de Berma 0.5 m.

Un solo carril Dos carriles

Sin drenaje longitudinal (cunetas, zanjas de

coronamiento).Con drenaje longitudinal

Sin drenaje transversal (alcantarillas) Con drenaje transversal

Menor velocidad de circulación Mayor velocidad de circulación

Camino de apertura que no cumple la norma de la

A.B.CCumple con la norma de la A.B.C

Intransitable en épocas del año Transitable durante el año

Inseguro para el transporte de personas y productosTransporte de productos y

personas

No cuenta con señalización

Cuenta con la señalización

necesaria para garantizar la

seguridad

Superficie del camino deteriorada, se encuentra en mal

estado

Superficie del camino empedrado

en buen estado

(Fuente: Elaboración propia).

212 - 220

Page 227: Borrador Final Hector

4.1.1 Obras de Drenaje.

El presente proyecto propone en cuanto a las obras de drenaje cunetas,

alcantarillas y zanjas de coronamiento a lo largo del camino, a continuación se

detallara mediante progresivas donde de algunos lugares donde es necesario el

drenaje transversal como longitudinal:

PROGRESIVATIPO

DE DRENAJEMEMORIA FOTOGRÁFICA

0+720 Drenaje transversal

Alcantarilla

tipo III.

Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular, zanja de coronamiento.

1+725 Drenaje transversal

Alcantarilla

tipo II.

Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular, zanja de coronamiento.

213 - 220

Page 228: Borrador Final Hector

7+740 Drenaje transversal

Alcantarilla

tipo II.

Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular.

8+004 Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular.

El proyecto propone la construcción de 20 alcantarillas a lo largo del camino, así

como 6197 ml de cunetas triangulares y 1873 ml de zanjas de coronamiento para

poder drenar las aguas provenientes de la lluvia, quebradas existentes en la zona

del proyecto.

4.1.2 Señalización Vertical.

En cuanto a la señalización vial del camino se tiene el número total de

señalización a implementarse en el camino, a continuación se detallan algunos

lugares q no tienen la señalización necesaria y la que se implementara:

PROGRESI TIPO DE MEMORIA FOTOGRAFICA SEÑAL A

214 - 220

Page 229: Borrador Final Hector

VA SEÑAL IMPLEMENTARSE

0+000Informati

va

4+180Preventiv

a

7+830Restrictiv

a

215 - 220

Page 230: Borrador Final Hector

El proyecto implementara señalización preventiva, restrictiva e informativa, donde

se muestra a continuación el total de señales:

TABLA 68. Cantidad total de Señalización.

Tipo de Señal CantidadSeñalización Vertical Informativa

Destino4

Señalización Vertical Preventiva 48Señalización Vertical Restrictiva 9

4.1.3 Superficie del Camino.

En cuanto a la superficie del camino tenemos que es de tierra presentando fallas

como huecos, ahuellamientos, baches entre otros. El paquete estructural a

implementarse será de empedrado con un espesor de 13 cm.

216 - 220

Page 231: Borrador Final Hector

CAMINO ACTUAL CAMINO EMPEDRADO

4.1.4 Mano de Obra.

El proyecto requiere tanto mano de obra calificada como no calificada

dependiendo la actividad a realizarse, como el uso de equipo y maquinaria,

peones, ayudantes, albañiles, operadores, choferes entre otros. En la zona existe

personal que podrá ser utilizada para la construcción del mejoramiento del camino

con un desempeño de ayudantes, albañiles y peones de las poblaciones de

Ramadas y Apharumiri.

El personal de mano de obra calificada y restante será contratado de poblaciones

más grandes como Parotani, Quillacollo y Cochabamba.

4.1.5 Equipo y Maquinaria.

La maquinaria disponible para poder realizar la construcción del proyecto de

mejoramiento es la siguiente:

217 - 220

Page 232: Borrador Final Hector

TABLA 69. Maquinaria disponible para el Proyecto.

CODIFICACION MAQUINARIAN° DESCRIPCION CODIFICACION ALFABETICA1 TRACTOR A ORUGAS SIN RIPER D-7G TODOH - N1

2 CARGADOR FRONTAL 950 - B CF950B - N1

5 VOLQUETE DE 12 M3. V12 - N1

6 MOTONIVELADORA 140-H MTO140H - N1

7 CAMIÓN CISTERNA 12000 LTS CC12000 - N1

8 COMPACTADORA DE RODILLO NEUMÁTICO CB -32 CNB32 - N1

9 VIBRO COMPACTADORA DE PLANCHA VCP - N1

10 RETROEXCAVADORA 416 - C RETRO416C - N1

12 VIBRO COMPACTADORA MANUAL VCM - N1

13 COMPRESORA 198 HP C198 – N1

14 PERFORADORA NEUMATICA PN – N1(Fuente: Elaboración propia).

4.1.6 Parámetros de Diseño Geométrico.

El proyecto con el diseño realizado propone radios de curvatura que tenga la

visibilidad necesaria de frenado como de adelantamiento, así como también se

propone pendientes suaves, seguridad en todo el trayecto mediante las longitudes

máximas de rectas y curvas. A continuación se detallara los parámetros del diseño

del camino:

TABLA 70. Parámetros del Diseño Geométrico.

VARIABLE PARAMETRO1. Vehículo tipo2. Categoría del camino3. Tipo de calzada4. Velocidad del Proyecto5. Radio mínimo de curvas

Horizontales6. Longitud Máxima de Rectas7. Bombeo8. Pendiente Máxima9. Número de Carriles10.Ancho de Calzada11.Ancho de Berma

OIV

Simple35 km/h

25 m

400 m3.5 %10%

27 m

0.5 m

218 - 220

Page 233: Borrador Final Hector

(Fuente: Elaboración propia).

4.2 EVALUACIÓN ECONÓMICA

Los pobladores del municipio de Tapacarí serán beneficiados con el Proyecto de

Mejoramiento Ramadas – Apharumiri son aproximadamente 25,919 personas

entre adultos, niños y ancianos. El proyecto tiene destinado un 3% para realizar un

estudio del medio ambiente y un 7% que cubrirá el costo de la supervisión para el

proyecto.

TABLA 71. Costo total de la inversión.

Costo de la Construcción [Bs.] 18,186,916.76

Estudio de Medio Ambiente [Bs.] (3%) 545,607.503

Supervisión [Bs.] (7%) 1,273,084.17

Costo Total del Proyecto [$us] 2,605,575.47(Fuente: Elaboración Propia)

En donde sabemos que el P.O.A. aprobado para la gestión 2011 por la

Gobernación de Cochabamba dispondrá de 111 millones de bolivianos para su

Plan Operativo Anual, de los cuales el 20% está destinado para proyectos de

obras viales, camino y carreteras.

El año 2012 se harán énfasis en la construcción de caminos de acuerdo a lo

informado por la Secretaria de Planificación de la Gobernación de Cochabamba,

La inversión que se realizara será aproximadamente de unos 93.1 millones de

Bolivianos.

TABLA 72. Recursos Económicos del Municipio de Tapacarí.

Año

Techo Anual del Municipio

(70%)

Recursos HIPC II(70%)

Recursos Externos

Techo Presupuestario

Neto

Techo Presupuestario

Neto

Bs. Bs. Bs. Bs. $uS

2010 3890872 262160 12598576 11726125,6 1679960,688(Fuente: Plan de Desarrollo Municipal).

219 - 220

Page 234: Borrador Final Hector

Del cual se destina un 60% del total del techo desembolsado para la construcción

de infraestructura caminera de tal manera que el proyecto se efectuara en 3

etapas.

4.2.1 Cronograma de desembolsos.

Mediante un cronograma de desembolsos elaborado en base al cronograma de

actividades previamente elaborado, el cual nos sirvió para determinar los montos

que se deberán desembolsar mensualmente para poder ejecutar cada actividad

del proyecto previamente planificada. Los resultados se muestran en el ANEXO L.

220 - 220

Page 235: Borrador Final Hector

5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

5.1 CONCLUSIONES.

El presente proyecto se realizó bajo las normas del A.B.C (Administradora

Boliviana de Carreteras), tomando en cuenta tanto los parámetros sociales,

económicos y técnicos. El cual se elaboro a partir de los objetivos específicos y de

acuerdo a la necesidad de los pobladores de contar con un camino estable

durante todo el año para transporte de vehículos, personas, producción y

explotación de materias primas.

Para la elaboración del “Proyecto de Mejoramiento del camino Ramadas –

Apharumiri” se realizó una evaluación al camino actual existente en la zona del

proyecto estableciendo así las necesidades como ser:

Diseño y dimensionamiento Geométrico.

Diseño y dimensionamiento hidráulico.

Diseño y dimensionamiento de la carpeta estructural.

Señalización Vial.

Con los resultados obtenidos de la evaluación técnica y económica se realizó

el diseño y dimensionamiento geométrico, hidráulico, carpeta estructural.

Mediante el diseño y dimensionamiento hidráulico del camino se dio solución

al problema de drenaje que tenia la infraestructura del camino, garantizando

así la evacuación el agua de la calzada.

Integrando todos los componentes del Proyecto de Mejoramiento del Camino,

se mejorara la calidad de vida de los pobladores de Ramadas – Apharumiri,

disminuyendo el tiempo y garantizando el transporte por el mismo.

221 - 220

Page 236: Borrador Final Hector

5.2 RECOMENDACIONES.

Se recomienda complementar este proyecto con el diseño y dimensionamiento de

los puentes sobre los siguientes ríos:

Quebrada # 2 Progresiva : 7+400

Río Ramadas Progresiva : 0+000

Se recomienda realizar charlas o cursos de capacitación para el mantenimiento

del camino para así aumentar su periodo de vía, mediante el manual de

mantenimiento propuesto por el presente trabajo. Es importante también tener

conocimiento previo sobre el derecho de vía para así evitar entrar en zonas que

sean utilizadas para el cultivo.

También se recomienda tomar en cuenta los impactos ambientales a producirse

por la construcción del camino, tomando en cuenta esto para poder realizar

medidas de mitigación ambiental.

Bibliógrafa.

Kraemer, Carlos. Ingeniería de Carreteras, Primera Edición Mc Graw Hill.

España, 2004.

M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición.

Estados Unidos, 1994.

Ing. Abel Chacón Choque, Texto Guía de Pavimentos, Marzo 2011.

Ayllon Acosta Jaime, Gutiérrez Angulo Vania Esdenka y Pereira Moreira

Renan Armando. MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION, Edición

UMSS, 2006.

Manual de Diseño Geométrico, Administradora Nacional de Caminos

(A.B.C).

Manual de Control de Dispositivos de Transito, Administradora Nacional de Caminos, (A.B.C).

Manual de Hidrología y Drenaje, Administradora Nacional de Caminos, (A.B.C).

Manual Andino para el Diseño y Mantenimiento de Empedrados.

222 - 220