protocolo diseño vial

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Propuesta de diseño tramo Chacalapa-Carretera Panamericana

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE NICARAGUAUNAN

Recinto universitario Rubén DaríoFacultad de ciencias e ingenierías

“Propuesta de diseño geométrico y de carpeta adoquinada, para el tramo de 1.1km que va de la comunidad de Chacalapa, municipio de Belén, a la Carretera pamericana”

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Asesor: Ing. Raúl Madrigal

Autores:

Nigel Omar Useda Molina

Genaro José Altamirano Navarro

Julio del 2013

INDICE

I. INTRODUCCION……………………………………………………...………4

II. ANTECEDENTES…………………………………………………..…………5

III. JUSTIFICACION………………………………………………………………6

IV. OBJETIVOS…………………..………………………………………………..7

V. CARACTERIZACION GENERAL DE LA COMUNIDAD DE CHACALAPA……………………………………………………………….….8

VI. MARCO CONCEPTUAL Y REFERENCIAL…….……………..………….13

VI.1. Clasificación de los caminos y carreteras…………………………………13VI.2. Diseño geométrico……………………………………………..….…………15VI.2.1.Generalidades del diseño geométrico……………....…………………….15VI.2.2.Proceso de diseño…………………………….……………..…………...…16VI.2.3.Criterios determinantes para el diseño de las carreteras.………………17VI.2.4.Componentes principales del diseño geométrico..................................25VI.3. Diseño de pavimento de adoquines……………………………………….43VI.3.1.Generalidades sobre los pavimentos articulados (de adoquines)……..43VI.3.2.Diseño de los espesores ………………...………….……………………..47VI.3.2.1. Método de Murillo López de Souza……………………………………48

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VI.3.2.2. Método Argentino………………………………………………………..48VI.3.2.3. Método Británico…………………………………………………………51VI.3.2.4. Método AASHTO 93………………….…………………………………52

VII. APROXIMACION METODOLOGICA……………………………….…..…59

VII.1. Levantamiento topográfico………………………………………………….59VII.1.1. Visita Técnica al Sitio del Proyecto……………...

…………………………59VII.1.2. Procedimiento a seguir para el

levantamiento……………………………60VII.2. Estudios de suelos………………………………………………..…………61VII.3. Estudio geotécnicos…………………………………………..…………..…66VII.4. Estudio hidrológico…………………………………………………………..66VII.5. Estudios de trafico………………………………………………..............…66VII.6. Estudios de impacto ambiental……………………………………………..68VII.7. Diseño de la carpeta de adoquín “método AASHTO 93”……………….71VII.8. Diseño geométrico…………………………………………………………..73

VIII. PILOTAJE………………………………………………………….…………..7

VIII.1. Propuesta de ruta…………………..……………………….……………….76VIII.2. Propuesta de diseño geométrico………………………………………..…76VIII.3. Movimiento de tierra………………………………………………..............76VIII.4. Propuesta de hoja de aforo……………………………...……………….…80VIII.5. Conclusiones del pilotaje……………………………………………………81

IX. BIBLIOGRAFIA…………………………………………………….………...82

X. ANEXOS…………………………………………………………………..….83X.1. Anexo 1: tipología de camiones a ser usada durante el aforo…………83X.2. Anexo 2: tipología vehicular……..………………………………...............84X.3. Anexo 3: Enfoque del marco lógico………………...……………………...85

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I. INTRODUCCIÓN

Nicaragua posee un gran potencial económico centrado en gran parte en la producción agrícola y ganadera. Existen múltiples rubros agrícolas en la actualidad cuya productividad es basada tanto en técnicas modernas, como en técnicas más conservadora y artesanales, o una mezclas de estas; es producto de esa pluralidad en las prácticas agrícolas que las cosechas son tan vulnerables a factores externos y en ciertas ocasiones incontrolables, los que en el peor de los casos pueden llegar a acabar con la ganancia del productor o causarle más bien perdidas al mismo.

Uno de los tantos factores que pueden llegar a echar a perder una cosecha es la dificultad para movilizarla de manera adecuada, mayoritariamente por las malas condiciones que presentan las vías interurbanas de nuestros departamentos. Al analizar esto nos damos cuenta que además del tratamiento y el mejoramiento de las vías existentes es necesario conectar estas carreteras con las comunidades que son altamente productivas y así diversificar el mercado de ventas, ayudando de esta manera a mejorar las condiciones de las comunidades productivas y de los mercados compradores. Aun cuando esta situación pueda resultar catastrófica, resulta optimista saber que este factor es al menos de tipo intervenible lo que hace posible su control y seguimiento, cosa que no es posible con otros factores externos y que pueden causar una afectación tanto o más impactante, tal como lo son las sequias y las inundaciones.

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En base a esta necesidad nos hemos propuesto el proyecto de plantear una nueva vía basada en caminos existentes, que incluirá el “diseño de un tramo adoquinado que conecte la comunidad de Chacalapa en el municipio de Belén, departamento de Rivas”, con una de las principales carreteras de nuestro país como es la carretera Panamericana, de esta manera propiciaremos la salida de las cosechas, lo que esperamos se vea reflejado como un incremento productivo para todos los involucrados con dicho proyecto.

Para este cometido haremos uso de toda la información que podamos recopilar, así como de los conocimientos adquiridos sobre diseño geométrico de vías, diseño de pavimentos y reconocimiento de nuevas rutas. Es una necesidad ejecutar proyectos que dinamicen la producción de nuestro país, ya que nuestro principal potencial se encuentra en la agricultura y la ganadería, y por tanto resulta viable la implementación de proyectos de desarrollo dirigidos a estas áreas y así aprovecharlas al máximo. Los proyectos de carretera son una de las alternativas más viables para lograr dicho cometido.

II. ANTECEDENTES

La vía que comunica con la comunidad de Chacalapa data de la década de los 60, en sus inicios la vía no prestaba buenas condiciones aun para el tráfico de la época, no fue hasta la década de los 90 que esta pequeña comunidad conto con un acondicionamiento de la vía, durante este periodo se brindó un revestimiento asfaltico en donde actualmente es la comunidad de Belén, no obstante solo parte de esta vía fue asfaltada y el resto acondicionada (conformada y revestida) para el tipo de tráfico.

En el periodo de los 90 se dio mantenimiento poco periódico a la porción de terreno sin revestir, lo que incluye solamente conformación y compactación del material que se coloca como base para el tránsito.

Luego de esto solamente se le ha brindado revestimiento con cascajo y una mezcla de balastro. Dicho mantenimiento se basa en limpieza de la vía, corte y compactación del material que se coloca como carpeta, dando como resultado un camino para tráfico de verano.

Durante el periodo de lluvias el material es arrastrado debido a las múltiples pendientes de la zona y por la inadecuable carpeta para el tipo de tráfico, el cual comprende camiones de 2 y 3 ejes con los cuales se saca la producción tanto agrícola como ganadera. Durante los últimos años el mantenimiento hasta ese

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entonces más o menos periódico en dicha zona, se ha venido disminuyendo, siendo el último en el año 2009.

III. JUSTIFICACIÓN

La comunidad de Chacalapa es una zona altamente productiva, destacándose entre sus principales productos agrícolas el plátano, granos básicos y legumbres; los cuales son comercializados en los principales mercados del país.

A como bien se sabe uno de los principales efectos negativos que afecta el encarecimiento de los productos provenientes de la agricultura, es el gasto de transporte. El mal estado de las vías influye directamente en los costos de consumo de los vehículos, gastos de operación, mantenimiento y reparación, y por ende ocurre el fenómeno de encarecimiento de los productos, además de las dificultades que ocasiona a la salida de la producción, que en el peor de los casos puede ocasionar la perdida de los perecederos.

El plantearnos el desarrollo de una ruta alternativa de salida para la producción agrícola de esta comunidad, es una alternativa factible para minorar los costos productivos y así elevar la calidad y cantidad de la producción a mediano plazo. Propiciando de esta manera una mejora en la calidad de vida de la población de la zona.

Al mismo tiempo se mejorarían las condiciones de higiene y salubridad, ya que al mejorar las obras de drenaje se lograría reducir las enfermedades provenientes de las no saludables charcas formadas por el estancamiento del agua. A su vez se

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mejoraría la seguridad de tráfico, debido a las regulaciones a las que se someterían los transeúntes que pretendan dar uso a la nueva vía.

IV. OBJETIVOS

Objetivo general

Elaborar el diseño geométrico y de carpeta adoquinada para el tramo de 1.1km que va de la comunidad de Chacalapa, municipio de Belén, a la carretera panamericana.

Objetivos específicos

1. Proponer una ruta factible que abra salida a la carretera Panamericana.

2. Realizar una propuesta de dimensionamiento de la posible calzada a implementarse.

3. Elaborar una propuesta de diseño geométrico.

4. Diseñar una carpeta de rodamiento de pavimento articulado (adoquín) acorde a las exigencias del tipo de tráfico.

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V. CARATERIZACION GENERAL DE LA COMUNIDAD DE CHACALAPA

V.1. Condiciones Geográficas

La comarca de Chacalapa está ubicada en el municipio de Belén en el departamento de Rivas, geográficamente limita al norte con la comunidad de Belén al sur con la comunidad del Rosario, este con el municipio de potosí y al oeste con la comunidad de los Cerros.

La superficie es de un aproximado de 46.23 km2 equivalente al 18.77% de la extensión del municipio de Belén, esta comunidad presenta un relieve bastante irregular con elevaciones pronunciadas y abundante vegetación característica de los bosques tropicales secos del pacifico sur.

V.2. Población

La población de la comunidad representa un 27.75% de los habitantes de todo el municipio, el último censo realizado en el 2012 presenta 10,211 habitantes los cuales 41% son hombres y el 59% mujeres. La edad media de la población es de 21 años, el 62.2% de la población es de 15 a 64 años, lo que origina una presión social de más empleos y servicios para este sector poblacional, el 31.5% de la

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población equivale a niños de 0 a 14 años y el 6.3% son personas de 65 a más años.

V.3. Vivienda

Según datos de INIDE un total de viviendas para el año 2005 se contabilizaron 2,421 hogares lo que genera un promedio de 4.2 de personas por vivienda, de las cuales 2.1% no cuentan con las condiciones adecuadas de techo, un 3.4% en condiciones de infraestructura no acondicionadas y un 30.5% no cuenta con los servicios básicos (agua, energía eléctrica, etc.).

V.4. Actividades económicas

Las actividades productivas de la zona se basan en la agricultura y la ganadería, por tanto, se puede decir que la comarca es mayoritariamente agrícola; sin embargo, este aparente flujo económico no se ha visto reflejado en un mejoramiento en la calidad de vida de la población, puesto que hasta hoy sigue existiendo un alto índice de pobreza, debido a las condiciones sociales y que solo un pequeño porcentaje de la población es productora.

Gran parte de la producción agrícola se ha estancado debido a que los costos de salida de los productos no es muy rentable, debido en gran parte a que la vía existente es muy larga y con dificultades tanto geométricas como en condiciones físicas, dificultándose aún más en la época de lluvias. A esto se le suma la alta competencia al momento de vender la producción y las malas prácticas agrícolas que por sí mismas ocasionan perdidas en el volumen de la cosecha.

Datos obtenidos de la ficha municipal de Belén, encontrada en la página oficial de dicho municipio.

V.5. Infraestructura

Esta comunidad no cuenta con obras civiles significativas o instalaciones públicas de relevancia, solamente cuenta con una pequeña escuela primaria, además de dos pequeños tanques de almacenamiento de agua los cuales no surten por completo la demanda de agua, obligando a los pobladores a realizar pozos artesanales, los cuales en su mayoría no cumplen las normas de higiene necesarias. Tampoco se cuenta con instalaciones médicas ni centros de salud

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para atender las enfermedades la comunidad, por lo cual se ven obligados a salir a las comunidades vecinas.

La falta de instituciones de educación secundaria ha generado un déficit educativo puesto que los niños y jóvenes se ven en la necesidad de salir de su comunidad hacia comunidades vecinas como Belén, los problemas para continuar sus estudios se dificultan.

V.6. Geología

La zona en estudio no presenta fallas geológicas de gran relevancia y es perteneciente a la cordillera montañosa de las llanuras del pacifico sur. Debido a la ausencia de fallas geológicas en la zona, aunque pertenece a la zona sísmica número 3, determinamos que para la ejecución y realización del proyecto no se espera la influencia sísmica de gran incidencia sobre nuestra estructura de carpeta de rodadura.

La composición del suelo es básicamente limos y arcillas poco plásticas, al menos cerca de los 1.95 mts de profundidad, luego se compone de un estrato rocoso en su mayoría de cascajo el cual se extiende hasta los 2.3 mts de profundidad.

V.7. Hidrología

Existe la presencia de un pequeño rio, pero se localiza bastante retirado de la zona donde se ejecutara la construcción de la carpeta de rodadura, las aportaciones máximas en el año son de 2315 mm en la época del huracán Micht y las mínimas fueron de 950 mm

V.8. Condiciones topográficas

Las condiciones topográficas de esta comunidad son bastante irregulares, debido a la presencia de múltiples elevaciones y desniveles en el terreno natural. Existen gran cantidad de curvas de nivel, las cuales se extienden con mayor consecuencia en los primeros 1.5 km del recorrido de la vía existente.

V.9. Vegetación y Climatología

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El clima es típico correspondiente a la zona tropical seca del pacifico sur, compuesto por las dos estaciones predominante, esta no varía a menos que se presentasen condiciones climatológicas adversas en el resto del país.

Lo que corresponde a la vegetación es típica a los bosques tropicales secos del pacifico sur, la mayoría arboles maderables, aunque en los últimos años se ha reducido la extensión de estos bosque debido a que se ha proliferado el cultivo de plátano y otros productos además del uso de áreas como potreros para la crianza de ganado.

En lo que son las vastas extensiones para la ganadería existe un balance más o menos estable ya que solo se aprovecha la maleza superficial del suelo y no se produce despale indiscriminado, a menos que se sembrasen pastos para el consumo de las reses.

V.10. Situación vial

Las condiciones de la vía no son las mejores si se toma en cuenta que la ruta existente no presta buenas condiciones para transitar y menos aún en temporadas de invierno. En su totalidad los 3.89 km que conectan esta comunidad con la comunidad de Belén es de tierra y de Belén hacia la carretera panamericana se encuentran provistos de una carpeta de rodadura aceptable en una extensión de al menos 4.1 km. Aproximadamente un 48% de esta ruta no está provista de una carpeta de rodadura que cumpla con las expectativas para el tipo de tráfico.

Esta ruta es muy extensa para que los vehículos que extraen la producción circulen, además que las condiciones de la vía no son las mejores. No existen obras de drenaje pluvial lo que dificulta el tráfico en la época lluviosa. Además si a esto se le suma la ineficiente sección transversal, la cual presenta discontinuidad y falta de uniformidad.

Existe presencia de múltiples curvas verticales y horizontales que dificultan el tráfico a través de esta, también existe la presencia de una alcantarilla pluvial la cual está ubicada en un lugar muy poco adecuado y dificulta la maniobralidad, ya que está ubicada en una combinación de una curva horizontal y una curva vertical.

En cuanto a lo que es señalización no se cuenta con ningún tipo que regule el transito sobre esta calle, lo que afecta la seguridad al transitar por esta. A su vez

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los ganaderos de la zona la usan para movilizar el ganado de forma irresponsable ya que no cuentan con normas de seguridad y tampoco hay intervención de las autoridades que regulen estas anomalías.

Resumiendo esto la ruta es de alta sinuosidad, con presencia de elevaciones que dificultan la visibilidad al transitar, a medida que se extiende presenta variabilidad en su ancho puesto que en parte es más angosta que en otras. Está desprovista de obras de drenaje pluvial y hay partes donde se estanca el agua lo cual es deteriora aún más la vía.

Además de esto la carpeta con que se cuenta no es eficiente, puede ser en su mayoría a que a la hora de la estabilización de esta base siempre se realiza a la entrada del invierno, con la finalidad de ahorrar el gasto del transporte del agua para realizar la compactación, nunca se realizan obras de drenaje adecuadas puesto que a la hora de que se realiza el mantenimiento de la vía nunca se realizan estudios topográficos previos con los cuales se mejoraría el drenaje.

Debido a que no hay una buena relación del agua y el material con que se trabaja la estabilización, no se llega a un porcentaje de humedad óptimo para compactar el material de base, tampoco se han realizado estudios de suelo previos para realizar la estabilización del suelo natural y durante la conformación el corte se realiza de manera irregular, ya que el camino presenta un carril con mayor elevación que el otro.

Nunca se trató de mejorar la sección transversal de la ruta debido a que en el recorrido de esta existe un barranco en uno de los lados, esto aumenta significativamente la inseguridad al traficar. El tipo de vehículos que transitan por esta ruta son mayoritariamente camiones de carga con los cuales se moviliza la producción agrícola, los cuales son afectados de forma negativa y directamente.

En la historia de esta comunidad ya se han presentado accidentes debido a la irregularidad del camino, según datos comunales en 1997 un bus que transitaba de la comunidad de Chacalapa hacia Belén se precipitó al barranco presente y también un vehículo pequeño choco contra un poste de tendido eléctrico al salirse de control en una curva.

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VI. MARCO CONCEPTUAL Y REFERENCIAL

VI.1. Clasificación de los caminos y carreteras

VI.1.1.Clasificación funcional de Caminos y Carreteras Nicaragüenses

Se considera que el MTI ha clasificado la red vial del país en cada una de las categorías que se encuentran vigentes según la normativa de clasificación.

Esta clasificación considera cinco categorías de carreteras y caminos agrupadas en:

Troncal Principal Troncal Secundaria Colector Primario Colector Secundario Camino Vecinal

Debido a que algunas de estas carreteras y caminos comparten características, el MTI también los ha agrupado en categorías, para facilitar la identificación de

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parámetros relacionados a la geometría del camino, los elementos que lo componen y a los distintos estudios que están asociados a estos, ver figura 1.

Se propone la siguiente caracterización para ser utilizada para los fines descritos.

Categoría I: Incluye a la red vial clasificada como troncal principal. Categoría II: Incluye a la red vial clasificada como Troncal Secundaria y

Colector Primario. Categoría III: Incluye a la red vial clasificada como Colector Secundario y

Camino Vecinal. Estas últimas clasificaciones poseen definición de contar con volúmenes de tráfico iguales o menores de 500 como TPDA, en esta condición, a los caminos que componen la red vial bajo esta categoría ha de conocérsele como “Caminos de Bajo Volumen”.

VI.1.2.Clasificación de las Carreteras Regionales

Las carreteras regionales o centroamericanas constituyen una clasificacíon en sí, que las separa y distingue de las carreteras nacionales de cada país de Centroamérica por una tenue línea divisoria que es más práctica que real. Se reputa como regional todo lo que es propio de la integración centroamericana o se acepta como tal por su proyección, alcance o simple definición de las autoridades competentes, ver tabla 1.

Tabla 1: Clasificación Funcional de las Carreteras Regionales, Volúmenes de Tránsito, Número de Carriles y Tipo de Superficie de Rodamiento

No.C : Número de carriles; Superf. : Superficie de rodamiento; Pav : Pavimento asfáltico o de cemento Portland.Fuente: Manual centroamericano de normas para el diseño geométrico de las

carreteras regionales, SIECA, 2001.

Figura 1: Derecho de vía y sección transversal típica de una carretera colectora

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Fuente: Manual centroamericano de normas para el diseño geométrico de las carreteras regionales, SIECA, 2001

VI.2. Diseño geométrico

VI.2.1.Generalidades del diseño geométrico

El diseño geométrico es la parte más importante del proyecto de una carretera, estableciendo, con base en los condicionantes o factores existentes, la configuración geométrica definitiva del conjunto tridimensional que supone, para satisfacer al máximo los objetivos fundamentales, es decir, la funcionalidad, la seguridad, la comodidad, la integración en su entorno, la armonía o estética, la economía y la elasticidad.La funcionalidad vendrá determinada por el tipo de vía a proyectar y sus características, así como por el volumen y propiedades del tránsito, permitiendo una adecuada movilidad por el territorio a los usuarios y mercancías a través de una suficiente velocidad de operación del conjunto de la circulación, Ver tabla 2.La seguridad vial debe ser la premisa básica en cualquier diseño vial, inspirando todas las fases del mismo, hasta las mínimas facetas, reflejada principalmente en la simplicidad y uniformidad de los diseños.La comodidad de los usuarios de los vehículos debe incrementarse En consonancia con la mejora general de la calidad de vida, disminuyendo las aceleraciones y, especialmente, sus variaciones que reducen la comodidad de los

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ocupantes de los vehículos. Todo ello ajustando las curvaturas de la geometría y sus transiciones a las velocidades de operación por las que optan los conductores a lo largo de los alineamientos.La armonía o estética de la obra resultante tiene dos posibles puntos de vista: el exterior o estático, relacionado con la adaptación paisajística, y el interior o dinámico vinculado con la comodidad visual del conductor ante las perspectivas cambiantes que se agolpan a sus pupilas y pueden llegar a provocar fatiga o distracción, motivo de peligrosidad. Hay que obtener un diseño geométrico conjunto que ofrezca al conductor un recorrido fácil y agradable, exento de sorpresas y desorientaciones. La economía o el menor costo posible, tanto de la ejecución de la obra, como del mantenimiento y la explotación futura de la misma, alcanzando siempre una solución de compromiso con el resto de objetivos o criterios.La elasticidad suficiente de la solución definitiva para prever posibles ampliaciones en el futuro.

Tabla 2: Elementos de diseño geometrico de las carreteras regionales

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VI.2.2.Proceso de diseño

El proceso de diseño comprende cuatro pasos.

El diseño conceptual se hace en escalas de 1:20,000 a 1:5,000 para identificar amplias restricciones de diseño y estimaciones globales de costo.

El diseño funcional se hace en escalas de 1:5,000 a 1:2,000 para identificar impactos a la propiedad y servicios públicos, y refinarlas estimaciones de costo.

El diseño preliminar se hace en escalas 1:1,000 a 1:200 para dar una realzada representación gráfica del camino.

El diseño final se hace en una escala similar y provee una geometría coordinada del alineamiento y la sección transversal, y la estimación final de costo y esquemas de construcción.

VI.2.3.Criterios determinantes para el diseño de las carreteras

VI.2.3.1. Los Vehículos de DiseñoLos vehículos de diseño son los vehículos automotores predominantes y de mayores exigencias en el tránsito que se desplaza por la carretera, por lo que al tipificar las dimensiones, pesos y características de operación de cada uno de ellos, se brinda al diseñador los controles y elementos a los que se deben ajustar los diseños para posibilitar y facilitar su circulación irrestricta. La tipología de los vehículos automotores que circulan por las carreteras regionales de Centroamérica admite que, en primer término, se ubiquen en un extremo los vehículos livianos que son los más numerosos en la corriente vehicular e incluyen los automóviles compactos y subcompactos, los jeeps, las camionetas agrícolas y los pick-ups, siendo todos ellos representados por el automóvil tipo; mientras que los vehículos pesados, en el otro extremo de la clasificación, no admiten una sola representación, sino que requieren ser desglosados para su correcta identificación como elementos condicionantes de algunos aspectos del diseño geométrico de las carreteras.Ciertos datos de tránsito y los registros nacionales de vehículos automotores, destacan en Centroamérica la presencia relativamente importante del camión tipo T3, que corresponde a un camión de tres ejes, uno delantero y dos ejes en

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tandem atrás, utilizado con preferencia para el acarreo de mercancías a distancias cortas y medianas. En términos de carga transportada por las carreteras regionales, su participación es, sin embargo, bastante limitada, por consiguiente menos significativa que la aportada por la combinación vehicular identificada como T3-S2, que consiste en la integración operativa de una unidad de tracción o cabezal de tres ejes, acoplado con un semirremolque de dos ejes en tandem. Aunque su presencia es en la actualidad bastante reducida, es posible que la combinación tipo T3-S3, o sea la combinación del mismo cabezal anterior con un semirremolque de tres ejes, pudiera en el futuro llegar a ser importante para el transporte por carreteras en Centroamérica. En correspondencia con la simbología que utiliza la AASHTO en su manual de diseño geométrico, cabría seleccionar cinco vehículos tipo para el diseño de las carreteras regionales. El vehículo tipo P corresponde a la categoría de vehículos livianos, que representa el automóvil. El vehículo representativo de las unidades de transporte colectivo, representado por el autobús sencillo, corresponde al tipo BUS. El camión de tres ejes no aparece en la clasificación de la AASHTO, pero puede asimilarse al camión sencillo de dos ejes identificado como SU, por ser más restrictivo que los vehículos articulados. En la categoría de vehículos articulados de carga se puede escoger para diseño, por semejanza, el vehículo tipo WB-19 (Semirremolque Interestatal), aunque igualmente se puede considerar el vehículo tipo WB-20 que está provisto de un semirremolque de 16.2 metros, que en algunas esporádicas ocasiones ha hecho presencia en la carreteras de la región, ver tabla 3 y tabla 4.En un rango intermedio entre los dos tipos extremos de vehículos para el transporte de carga, se puede considerar el vehículo identificado como WB-15, que puede cargar contenedores de 6.1 y 9.1 metros de largo.

Tabla 3: Dimensiones de los vehículos de diseño (metros)

Fuente: AASHTO, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, 1994. p. 21

Tabla 4: Radios minimos de giro de los vehículos de diseño (metros)

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Fuente: AASHTO, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, 1994. p. 21

VI.2.3.2. Los Volúmenes de TránsitoEl buen diseño de una carretera solamente puede lograrse si se dispone de la adecuada información sobre la intensidad del movimiento vehicular que la utiliza y la utilizará hasta el término del período seleccionado de diseño, sea que se trate de una nueva carretera o de una carretera existente que se propone reconstruir o ampliar. Esta visión cuantificada del lado de la demanda del tránsito, es comparada con la oferta de capacidad que promete la solución del diseñador, para establecer su necesaria compatibilidad y consistencia.

VI.2.3.2.1. El Tránsito Promedio Diario Anual, TPDAUno de los elementos primarios para el diseño de las carreteras es el TPDA, que se define como el volumen total de vehículos que pasan por un punto o sección de una carretera en un período de tiempo determinado, que es mayor de un día y menor o igual a un año, dividido por el número de días comprendido en dicho período de medición.El TPDA constituye un indicador muy valioso de la cantidad de vehículos de diferentes tipos (livianos y pesados) y funciones (transporte de personas y de mercancías), que se sirve de la carretera existente como su tránsito normal y que continuará haciendo uso de dicha carretera una vez sea mejorada o ampliada, o que se estima utilizará la carretera nueva al entrar en servicio para los usuarios.

VI.2.3.2.2. El Tránsito de la Hora Pico o de PuntaSiendo el TPDA una medida muy genérica de la intensidad del tránsito a lo largo de un día, se vuelve necesario tomar en debida cuenta las variaciones extremas que registra el movimiento vehicular a lo largo de las veinticuatro horas del día, para seleccionar las horas de máxima demanda como base más apropiada para el diseño geométrico de las carreteras. El tránsito de la hora pico o de la hora punta, recoge la necesidad de referir el diseño no a la hora máxima que se registra en un año ni a la hora promedio, sino a una hora intermedia que admita cierto grado de

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tolerancia a la ocurrencia de demandas horarias extremas, que podrían quedar insatisfechas o con menores niveles de comodidad para la conducción. Para determinar el volumen de tránsito de la hora pico se acostumbra graficar la curva de datos de volúmenes de tránsito horario registrados durante todo un año en una estación permanente de registro del movimiento vehicular por carretera, mostrando en el eje de las ordenadas aquellos volúmenes registrados de mayor a menor, como porcentajes del TPDA, en tanto que en el eje de las abscisas se anota el número de horas por año en que el tránsito es mayor o igual al indicado.La hora máxima puede llegar a representar desde el 25 hasta el 38 por ciento del TPDA, la última cifra correspondiente a la experiencia de recuentos de tránsito en la República mexicana. La curva desciende bruscamente hasta su punto de inflexión, que ocurre normalmente en la denominada trigésima hora de diseño o 30HD, lo cual significa que al diseñar para ese volumen horario, cabe esperar que existan 29 horas en el año en que el volumen será excedido. Esto es, que no resulta práctico ni económico incrementar el diseño al doble, si tal fuere el caso, para reducir las horas de congestionamiento, como tampoco corresponde tolerar un mayor número de horas de dicho congestionamiento para reducir en menor cuantía los requerimientos del diseño.El volumen de tránsito de la hora pico o 30HD se sitúa normalmente entre 12 y 18 por ciento del TPDA en el caso de las carreteras rurales, con un término medio bastante representativo de 15 por ciento de dicho TPDA.En carreteras urbanas, este volumen se ubica entre 8 y 12 por ciento del TPDA, por lo que es válida la práctica de utilizar un 10 por ciento del TPDA como valor de diseño, a falta de factores propios obtenidos de las investigaciones de tránsito.

VI.2.3.2.3. El Factor de Hora Pico, FHPEl factor de hora pico o FHP, se expresa como la relación que siempre será igual o menor que la unidad, entre la cuarta parte del volumen de tránsito durante la hora pico y el volumen mayor registrado durante el lapso de quince minutos dentro de dicha hora pico. O sea que al afectar los volúmenes horarios de diseño por este factor, se están asumiendo las condiciones más exigentes de la demanda, a las cuales debe responder la propuesta de solución de reconstrucción, mejoramiento o ampliación de una carretera determinada.La decisión de afectar o no el volumen horario de diseño por este factor, muy utilizado en los cálculos de capacidad y niveles de servicio, depende del grado en que las fluctuaciones del movimiento vehicular durante la hora máxima, por su relevante significación, afectan las decisiones operativas y de diseño de la carretera.

VI.2.3.2.4. La Composición del Tránsito

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Dependiendo del tipo de servicio y la localización de una carretera, es indispensable tomar en debida cuenta que los vehículos pesados, como camiones, autobuses y vehículos recreativos tipo campers, pueden llegar a alcanzar una incidencia significativa en la composición del flujo vehicular, influenciando según su relevancia porcentual, en forma más o menos determinante, el diseño geométrico de las carreteras y los espesores de los pavimentos. El efecto de un camión sobre las operaciones del tránsito es a menudo equivalente al de varios automóviles, siendo mayor la relación a medida que son mayores las pendientes y menores las distancias de visibilidad disponibles. En la categoría de vehículos pesados se sitúan los camiones con peso bruto total de 4 toneladas métricas o más y los vehículos que presentan llantas dobles en el eje trasero. Según esa concepción, el tránsito pesado representa el 13 por ciento del tránsito total proyectado en las carreteras troncales y en las colectoras de Nicaragua, ver tabla 5.

Tabla 5: Composición Porcentual del Tránsito en las Carreteras de Nicaragua

Fuente: MTI, Plan Nacional de Transporte, PNT-2000, Nicaragua

VI.2.3.2.5. La Distribución Direccional de las Corrientes de Tránsito (D)

La intensidad del tránsito durante la hora pico en una carretera de dos carriles, muestra el volumen del tránsito en ambos sentidos de circulación, de ahí que resulte necesario afectarlo por un factor adicional, que refleje la desigual distribución a lo largo del día de las corrientes del tránsito en ambas direcciones,

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que a mayor desbalance hará mayor la necesidad de brindar la capacidad suficiente, incrementando el número de carriles necesarios. En las horas pico de la mayoría de las carreteras rurales, entre el 55 y el 70 por ciento del tránsito total se mueve en un solo sentido, por lo que la utilización de un 60 por ciento como factor promedio de distribución direccional parece razonable, a falta de otros elementos de juicio.

VI.2.3.2.6. Las Proyecciones de la Demanda de TránsitoEn las carreteras nacionales se recomienda adoptar un período de proyección de veinte años como la base para el diseño, aunque igualmente se acepta que para proyectos de reconstrucción o rehabilitación de las carreteras se puede reducir dicho horizonte a un máximo de diez años.Para determinar las proyecciones de tránsito de una carretera, se utilizan dos procedimientos universalmente aceptados.El primero se fundamenta en el análisis de las tendencias históricas del comportamiento del tránsito, conocidas mediante registros de los volúmenes durante un período mínimo de diez años de duración, para desprender de ellas las hipótesis de crecimiento más probable del tránsito durante los años venideros, en sus diferentes componentes de la corriente vehicular.El segundo método reconoce que los pronósticos de tránsito guardan estrecha relación con indicadores de las múltiples actividades humanas. Bajo este criterio general se busca establecer relaciones razonables de tipo estadístico entre el comportamiento del tránsito (variable dependiente) y el de otros conocidos indicadores socioeconómicos nacionales o locales, que tienen incidencia en el transporte automotor, como los registros de consumo de combustible (gasolina, diesel o ambos) en el transporte, la tenencia de vehículos, el comportamiento del Producto Interno Bruto, el crecimiento de la población económicamente activa, (variables independientes), que permitan obtener proyecciones aceptables acerca de los futuros volúmenes de tránsito por las carreteras.

VI.2.3.3. Las VelocidadesLa velocidad en una carretera guarda directa relación de dependencia de cuatro factores, distintos a los que particularizan al conductor y su vehículo, que son las características físicas de dicha carretera, las condiciones climáticas en su entorno, la presencia o interferencia de otros vehículos en la corriente del tránsito y los límites vigentes de velocidad, sean estos de carácter legal o relacionados con el empleo de los dispositivos usuales para el control del flujo vehicular.El diseño, en todo caso, busca satisfacer razonablemente los requerimientos de los usuarios en lo relativo a velocidades, bajo condiciones de seguridad y economía en las operaciones..

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En la práctica vial se hace referencia usualmente a tres tipos de velocidades, la de operación, la de diseño y la de ruedo.

VI.2.3.3.1. Velocidad OperaciónLa velocidad de operación es la máxima velocidad a la cual un conductor puede viajar por una carretera dada, bajo condiciones climáticas favorables y las condiciones prevalecientes del tránsito, sin que en ningún momento se excedan los límites de seguridad que determina la velocidad de diseño, sección por sección, de dicha carretera.

VI.2.3.3.2. Velocidad de DiseñoLa velocidad de diseño, también conocida como velocidad directriz, es la máxima velocidad que, en condiciones de seguridad, puede ser mantenida en una determinada sección de una carretera, cuando las condiciones son tan favorables como para hacer prevalecer las características del diseño utilizado.En principio, las carreteras deben diseñarse para las mayores velocidades que sean compatibles con los niveles deseados de seguridad vial, movilidad y eficiencia, tomando a la vez debida cuenta de las restricciones ambientales, económicas, estéticas y los impactos sociales y políticos de tales decisiones.Para la AASHTO, una velocidad de diseño de 110 kilómetros por hora en autopistas, vías expresas y otras carreteras troncales, resulta apropiada para aplicar en la categoría superior de los sistemas de carreteras. Este es el límite superior recomendado para Centroamérica. Se admite que en las categorías inferiores de la clasificación vial, con la debida consideración de las condiciones topográficas del terreno, se reduzcan en forma gradual las velocidades recomendadas para diseño, hasta límites prácticos y razonables. En las arterias urbanas reguladas por los conocidos dispositivos de control del tránsito, se acepta que las velocidades de ruedo sean limitadas a 30 y en determinadas circunstancias hasta 25 kilómetros por hora, con lo que las menores velocidades de diseño pueden ubicarse en los 40 kilómetros por hora.La velocidad de diseño determina aquellos componentes de una carretera como curvatura, sobreelevación y distancias de visibilidad, de los que depende la operación segura de los vehículos. En la selección de una adecuada velocidad de diseño para una carretera particular, debe darse especial consideración a los siguientes aspectos:

Distribuciones de las velocidades Tendencias de las velocidades Tipo de área

RuralUrbana

Condiciones del terreno

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PlanoOnduladoMontañoso

Volúmenes de tránsito Consistencias en el diseño de carreteras similares o complementarias Condiciones ambientales

VI.2.3.3.3. Velocidad de RuedoLa velocidad de ruedo, que es la velocidad promedio de un vehículo en un determinado tramo de carretera, obtenida mediante la relación de la distancia recorrida a lo largo de dicho tramo con el tiempo efectivo de ruedo del vehículo, esto es, sin incluir paradas, constituye una buena medida del servicio que la carretera referida brinda al usuario. En las carreteras de bajos volúmenes de tránsito, las velocidades promedios de ruedo se aproximan a las velocidades de diseño y llegan a representar entre 90 y 95 por ciento de éstas. A medida que los volúmenes de tránsito aumentan, aumenta igualmente la fricción entre los vehículos en la corriente vehicular y se reducen sensiblemente las velocidades de ruedo, hasta que en su mínima expresión los volúmenes alcanzan niveles de congestionamiento que, deseablemente, deben evitarse por todos los medios disponibles en un proyecto vial.

VI.2.3.4. Las Capacidades de las Carreteras

VI.2.3.4.1. Conceptos de CapacidadEn la ecuación oferta-demanda de una carretera, del lado de la demanda se sitúa el volumen de diseño, que es el volumen de tránsito horario proyectado para utilizar dicha carretera en el año de diseño, o sea al término de un período de proyección que, ya se ha dicho, es normalmente de veinte años, mientras que la oferta, por su parte, se mide mediante la capacidad, que es el máximo volumen horario de tránsito que puede, de manera razonable, circular por un punto o una sección de la carretera, bajo las condiciones prevalecientes de la carretera y el mismo tránsito vehicular.El dimensionamiento de la capacidad resulta crucial para el diseño de cualquier carretera, tanto para establecer el tipo a que corresponde diseñarla, como para seleccionar los elementos que la conforman y sus dimensiones, tales como número y ancho de carriles, alineamientos, restricciones laterales, etc. El flujo máximo del tránsito en una carretera es su capacidad, que ocurre cuando se alcanza la densidad crítica, que se mide en vehículos por kilómetro, y el tránsito

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se mueve a la velocidad crítica. A medida que se alcanza la capacidad de una carretera, el flujo vehicular se torna menos estable, porque las brechas disponibles para maniobrar en la corriente del tránsito se reducen. Bajo condiciones ideales del tránsito y de las vías, las autopistas tienen una capacidad de 2,000 automóviles o vehículos livianos por carril por hora. En carreteras de dos carriles, por otra parte, se alcanzan capacidades de 2,800 automóviles por hora en ambos sentidos de la circulación

VI.2.3.4.2. Los Niveles de ServicioLas carreteras se diseñan para operar a volúmenes horarios por debajo de la capacidad. El flujo vehicular de servicio para diseño es el máximo volumen horario de tránsito que una carretera puede acomodar, sin que el grado de congestionamiento alcance los niveles preseleccionados por el diseñador, tras conciliar los intereses de los conductores, dispuestos quizá a tolerar un mínimo de congestionamiento; los estándares de diseño vigentes, que predeterminarán algunos requerimientos básicos según la clasificación funcional de la vía; y los recursos disponibles para atender estas necesidades. El conocido Manual de Capacidades de Carreteras (Highway Capacity Manual, Special Report 209) establece seis niveles de servicio, identificados subjetivamente por las letras desde la A hasta la F, donde al nivel de servicio A se logra un flujo vehicular totalmente libre, con una relación volumen/capacidad del orden de 0.35 para las autopistas, mientras que al nivel de servicio F se alcanza el flujo forzado que refleja condiciones de utilización a plena capacidad de la vía o de sus componentes esenciales, como decir las rampas y las secciones para entrecruzamientos, ver tabla 6.Los diseñadores deben escoger, entre aquellos extremos, el nivel de servicio que mejor se adecua a la realidad del proyecto que se propone desarrollar. La escogencia de un determinado nivel de servicio conduce a la adopción de un flujo vehicular de servicio para diseño, que al ser excedido indica que las condiciones operativas se han desmejorado con respecto a dicho nivel. Como criterio de análisis, se expresa que el flujo vehicular de servicio para diseño debe ser mayor que el flujo de tránsito durante el período de 15 minutos de mayor demanda durante la hora de diseño. La escogencia de un nivel de servicio dado, indica también que todos los elementos de la carretera deben diseñarse en correspondencia.

Tabla 6: Niveles de servicio

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VI.2.4.Componentes principales del diseño geométrico

VI.2.4.1. Velocidades de Diseño de la Red Vial Regional

Tabla 6: Velocidades de diseño en kilómetros por hora, en función de los volúmenes de tránsito y la topografía del terreno


VI.2.4.2. Componentes Básicos de la Sección Transversal

VI.2.4.2.1. El Ancho de los Carriles

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Como parámetro de referencia durante el diseño, se debe tener a la vista la estructura del tránsito proyectado, que a su vez y en la medida de la importancia relativa del tránsito pesado dentro del mismo, hará necesario que la dimensión de cada carril sea habilitada para que los camiones y las combinaciones de vehículos de diseño, con 2.6 metros de ancho, se puedan inscribir cómodamente y a las velocidades permisibles, dentro de la franja de circulación que les ha sido habilitada.Según el manual del SIECA, el ambiente vial centroamericano, un ancho de carril de 3.6 metros se considera como el ideal para las condiciones físicas más exigentes de la vía y el tránsito, en coincidencia con las normas norteamericanas vigentes, variando según el tipo de carretera hasta un mínimo tolerable de 2.7 metros en caminos rurales de poco tránsito.

VI.2.4.2.2. Pendiente Transversal de los CarrilesSegún el manual del SIECA, la pendiente transversal de una carretera de primera clase con dos carriles en tangente, debe ser del 2.0 por ciento del centro de la sección hacia fuera. Cuando existan más de dos carriles por sentido, cada carril adicional irá incrementando su pendiente transversal entre 0.5 y 1.0 por ciento. En áreas de intensa precipitación pluvial, la pendiente de los carriles centrales puede incrementarse a 2.5 por ciento, con un medio por ciento incremental en los carriles contiguos hacia fuera, pero sin superar un 4.0 por ciento.Para carreteras con superficie de calidad intermedia, la pendiente transversal desde la cresta de la sección puede variarse entre 1.5 y 3.0 por ciento, en tanto que las carreteras con superficie de rodamiento de baja calidad, el rango de pendiente transversal puede fijarse entre 2.0 y 4.0 por ciento.

VI.2.4.2.3. HombrosLos hombros, que son las franjas de carretera ubicadas contiguo a los carriles de circulación y que, en conjunto con éstos, constituyen la corona o sección comprendida entre los bordes de los taludes, tienen su justificación en i) la necesidad de proveer espacios para acomodar los vehículos que ocasionalmente sufren desperfectos durante su recorrido, ii) para llenar la importante función de dar estabilidad estructural a los carriles de circulación vehicular por medio del confinamiento, iii) para permitir los movimientos peatonales en ciertas áreas donde la demanda lo justifique y iv) para proporcionar el espacio lateral libre suficiente para la instalación de las señales verticales de tránsito.La continuidad de los hombros debe ser mantenida a lo largo de la carretera donde la topografía lo permita; en caso contrario y en correspondencia con la altura de los taludes de los terraplenes, el SIECA recomienda instalar postes guías

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o barreras de seguridad tipo flex-beam, con separación mínima de 1.2 metros del borde externo de los carriles, tomando en cuenta el correspondiente ancho para la raya de pintura blanca reflectorizante, que de igual forma se aplicará en el hombro exterior.Dentro de la práctica corriente de diseño de los hombros, debe considerarse un a pendiente máxima transversal del 5 por ciento dependiendo de la pluviosidad del lugar, empezando con un mínimo de 2 por ciento. Por tipo de superficie, los hombros pueden tener pendientes transversales de 2 al 6 por ciento cuando se trata de hombros asfaltados o con concreto hidráulico, de 4 a 6 por ciento en hombros revestidos de grava y de 8 por ciento en hombros engramados. En curvas horizontales con sobreelevación, predomina el porcentaje de sobreelevación de la calzada. En las obras de arte no deberá variarse esta disposición. En cuento a su dimensionamiento, los detalles se muestran en la tabla 7.

Tabla 7: Anchos mínimos de hombros y aceras

Fuente: Manual centroamericano de normas para el diseño geométrico de las carreteras regionales, SIECA, 2001.

En aquellos casos donde por circunstancias especiales no sea posible construir los hombros recomendados, deberá como alternativa proveerse refugios para vehículos cada 400 metros a cada lado, provistos de sus secciones de transición tanto para el ingreso como para la salida de dichas instalaciones de emergencia.

VI.2.4.2.4. Aceras

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Donde hay abundancia de peatones, los volúmenes de tránsito son elevados y las velocidades permitidas son significativas (mayores de 60 kilómetros por hora), especialmente en sitios de circunvalación de poblados y ciudades, se recomienda que al lado de los carriles exteriores, se construyan aceras o andenes para la circulación peatonal. Como una recomendación general de aplicación en Centroamérica, el SIECA establece que se deben construir aceras en las calles y en las carreteras que carezcan de hombros, procurándose en este último caso que las aceras estén fuera de la pista de rodaje y, posiblemente, en los límites del derecho de vía. Los datos de tránsito confirman que las aceras ofrecen un medio efectivo para reducir accidentes peatonales. Las aceras pueden variar entre 1.0 y 2.0 metros de ancho, con una franja verde separatoria de la pista principal de 0.6 metros de ancho, como mínimo. Cuando la acera se construya a la orilla del bordillo de la cuneta, debe tener un ancho extra de 0.6 metros, para compensar la carencia de la zona verde de transición.

VI.2.4.2.5. Bordillos y CunetasLos bordillos se usan extensamente en las carreteras urbanas y suburbanas, siendo su uso muy limitado, más bien nulo, en las carreteras rurales. Esto tiene que ver con la función que desempeñan dichos dispositivos, como son el control del drenaje, la delimitación del borde del pavimento, la determinación del borde de las aceras o de la zona de protección de los peatones o, simplemente, por razones de estética.Los bordillos de barrera son relativamente altos y con la cara relativamente vertical, redondeados en su parte superior para reducir las aristas cortantes, con un radio de 1 a 2.5 centímetros. La altura de este bordillo puede estar comprendida entre 15 y 22.5 centímetros, ver figura 2. Los bordillos de barrera combinados con aceras de seguridad son muy útiles a lo largo de paredes altas y túneles, haciendo que el conductor se separe de dichos bordillos con beneficio para la seguridad del peatón.

Figura 2: Secciones típicas de bordillos-cunetas en carreteras


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VI.2.4.2.6. Drenaje SuperficialEl drenaje superficial debe ser muy efectivo para evacuar rápidamente las aguas de la superficie del pavimento y evitar que éstas se infiltren dentro de la estructura del mismo, ocasionándole daños que pueden ser considerables y de efectos inmediatos o a corto plazo. También previenen que el lodo o suciedades de las áreas no pavimentadas de la carretera penetren los lados del carril exterior de circulación, causando problemas de visibilidad de la línea de demarcación del borde separador entre el pavimento y sus hombros.Los canales de drenaje o cunetas se construyen a los lados de las carreteras para conducir el agua hacia las alcantarillas, cajas o puentes; así como alejarlas de la carretera en concordancia con la configuración topográfica de su localización. Existen cunetas laterales, contracunetas, cunetas centrales y transversales, bordillos-cuneta y rápidos.La cuneta lateral más usada es la que tiene forma trapezoidal con un ancho de fondo entre 2.0 y 3.0 metros y profundidad variable, prefiriéndose las de poca profundidad para que ayuden a disminuir la velocidad de la corriente y la erosión del suelo del fondo, cuando no son revestidas. También existen secciones triangulares para este tipo de obra, con cierto grado de tradición en su uso. Este tipo de drenajes debe revestirse cuando la velocidad de las corrientes sea alta, en suelos erosionables situados en pendientes fuertes. Los pendientes de las paredes de las cunetas, del lado de la calzada, no deben superar la relación 4: 1 (4 horizontal y 1 vertical).

VI.2.4.3. Diseño del alineamiento horizontal

VI.2.4.3.1. Curvatura Horizontal y SobreelevaciónEn el diseño de curvas horizontales se deben considerar dos casos:• Tangente seguida por curva horizontal: En esta situación, las fuerzas centrífugas actúan en contra de la operación segura de los vehículos cuando entran y circulan por la curva.• Alineamiento compuesto de tangente y curva horizontal y vertical: Gobiernan el diseño factores como el efecto de las fuerzas centrípetas y centrífugas, el movimiento lento de los vehículos pesados cuando ascienden las pendientes y las altas velocidades cuando bajan.Para dar seguridad y economía a la operación del tránsito, se han introducido factores limitantes en los métodos de diseño del alineamiento horizontal, como el radio mínimo de curva o grado máximo de curva, la tasa de sobreelevación máxima o peralte máximo, los factores de fricción y las longitudes de transición mínima cuando se pasa de una tangente a una curva.

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La expresión matemática desarrollada para tomar en cuenta estos factores y la velocidad de diseño, es la siguiente:

e + f = V2 /127 R (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

donde:e= Tasa de sobreelevación en fracción decimal.f = Factor de fricción lateral, que es la fuerza de fricción dividida porla masa perpendicular al pavimento.V = Velocidad de diseño, en kilómetros por hora.R = Radio de curva, en metros

VI.2.4.3.2. Factor Máximo de Fricción Lateral y Tasa de Sobreelevación ó Peralte

El factor de fricción lateral depende principalmente de las condiciones de las llantas de los vehículos, el tipo y estado de la superficie de rodamiento y de la velocidad del vehículo, mientras que la sobreelevación ó peralte depende de las condiciones climáticas, tipo de área, urbana ó rural, frecuencia de vehículos de baja velocidad y las condiciones del terreno.En general, los valores máximos de fricción lateral para pavimentos de concreto húmedo han variado de 0.5 a 30 kilómetros por hora a 0.35 a 100 kilómetros por hora. Para pavimentos húmedos de concreto y llantas lisas, el factor alcanzó 0.35 a 70 kilómetros por hora. Para seleccionar el máximo factor de fricción lateral para uso en diseño, el principal control es el sentimiento de falta de comodidad que experimentan los conductores cuando transitan una curva a una velocidad determinada. Esta sensación del conductor esta relacionada con la fuerza centrífuga (v2/127R), que al mismo tiempo se relaciona con la resistencia al deslizamiento que se requiere para efectuar la maniobra.La AASHTO presenta factores de fricción lateral para tres tipos de carreteras, con variaciones entre 0.17 y 0.10 en función inversa de la velocidad para todo tipo de carreteras rurales y urbanas con velocidades comprendidas entre 30 y 110 kilómetros por hora, entre 0.30 y 0.16 para vías urbanas de baja velocidad, de 30 a 70 kilómetros por hora, y entre 0.33 y 0.15 para tramos de giro en intersecciones a velocidades de 20 a 70 kilómetros por hora.La sobreelevación o peralte, e, siempre se necesita cuando un vehículo viaja en una curva cerrada a una velocidad determinada, para contrarrestar las fuerzas centrífugas y el efecto adverso de la fricción que se produce entre la llanta y el pavimento.En curvas con radios de gran amplitud este efecto puede ser desestimado. De acuerdo a la experiencia se ha demostrado que una tasa de sobreelevación de

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0.12 no debe ser excedida, debido al control combinado que ejercen los procesos constructivos, las dificultades para el mantenimiento y el efecto de incomodidad para el movimiento de vehículos lentos. Dado que las condiciones meteorológicas y topográficas imponen condiciones particulares en los diseños, se recomiendan para diseño los siguientes factores de sobreelevación para diferentes tipos de área donde se localicen las carreteras:

Tabla 8: Tasa de sobreelevación para diferentes tipos de caminos


VI.2.4.3.3. Radios Mínimos y sus correspondientes Grados Máximos de Curva

Los radios mínimos son los valores limites de la curvatura para una velocidad de diseño dada, que se relacionan con la sobreelevación máxima y la máxima fricción lateral escogida para diseño. Un vehículo se sale de control en una curva, ya sea porque el peralte o sobreelevación de la curva no es suficiente para contrarrestar la velocidad, o porque la fricción lateral entre las ruedas y el pavimento es insuficiente y se produce el deslizamiento del vehículo. Un vehículo derrapa en las curvas debido a la presencia de agua o arena sobre la superficie de rodamiento. El uso de radios más reducidos solamente puede lograrse a costas de incómodas tasas de sobreelevación o apostando a coeficientes de fricción lateral que pueden no estar garantizados por la adherencia de las llantas (calidad, grado de desgaste del grabado, presión, etc.) con la superficie de rodamiento de la carretera.Una vez establecido el máximo factor de sobreelevación (e), los radios mínimos de curvatura horizontal se pueden calcular utilizando la fórmula siguiente:

(Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

donde:R = Radio mínimo de curva, en metrose= Tasa de sobreelevación en fracción decimal.

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f = Factor de fricción lateral, que es la fuerza de fricción dividida por la masa perpendicular al pavimento.V = Velocidad de diseño, en kilómetros por hora.

El grado de curva o de curvatura (D) es el ángulo sustentado en el centro de un circulo de radio R por un arco de 20 metros. Para países como los centroamericanos, que se rigen por el sistema métrico, se utiliza la siguiente expresión para el cálculo de D:

D20 = 1145.92 / R (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

Utilizando los valores recomendados para el factor de fricción (f) y la tasa de superelevación ó peralte, se ha preparado la tabla 9, donde se presentan los radios mínimos y grados máximos de curvatura para diferentes velocidades de diseño, aplicando la fórmula para D.

Tabla 9: Radios mínimos y grados máximos de Curvas Horizontales para distintas velocidades de diseño

Fuente: A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, 1994, p. 156

VI.2.4.3.4. Curvas Horizontales de TransiciónEn los nuevos diseños se ha vuelto práctica común intercalar una curva de transición, que facilite a los conductores el recorrido seguro y cómodo de la curva, manteniendo el vehículo inscrito dentro de su carril y sin experimentar la violencia de la fuerza centrífuga que es propia de la circulación por dicha curva. El requerimiento especial de una curva de transición consiste en que su radio de curvatura pueda decrecer gradualmente desde el infinito en la tangente que se conecta con la espiral (TE), hasta el final de la espiral en su enlace con la curva circular (EC), ver figura 3.

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En la situación de salida de la curva circular hacia la espiral (CE), se produce el desarrollo inverso hasta el contacto de la espiral con la tangente (ET), ver figura 3.No cabe lugar a dudas de que la utilización de curvas en espiral mejora la apariencia y la circulación en una carretera. Se han utilizado la parábola cúbica, la lemniscata y la clotoide en el diseño de curvas de transición, siendo esta última, también conocida como espiral de Euler, la más aceptada en el diseño de carreteras.

Figura 3: Componentes de las curvas circulares y espirales

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La longitud mínima de transición de la espiral (Le), se expresa de la siguiente forma:

Le = 0.0702 V ³RC


Donde: V = Velocidad en kilómetros por horaR = Radio central de la curva, en metrosC = Tasa de incremento de la aceleración centrípeta, en m/seg³

Cuando se utiliza una espiral, se acostumbra que la transición de la sobreelevación se realice en la longitud de dicha espiral. Dependiendo de los factores y la fórmula utilizados, la longitud de una espiral puede ser mayor o menor que la longitud de transición dada en la tabla 10.

Tabla 10: Longitudes de Desarrollo de la Sobreelevación en Carreteras de dos Carriles, en metros

Fuente: AASHTO, A Policy on Geometric Design of Highways and Streets, 1994, p. 179.

VI.2.4.3.5. Sobreanchos en CurvasLos sobreanchos se diseñan siempre en las curvas horizontales de radios pequeños, combinados con carriles angostos, para facilitar las maniobras de los vehículos en forma eficiente, segura, cómoda y económica. Los sobreanchos son necesarios para acomodar la mayor curva que describe el eje trasero de un

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vehículo pesado y para compensar la dificultad que enfrenta el conductor al tratar de ubicarse en el centro de su carril de circulación. En las carreteras modernas con carriles de 3.6 metros y buen alineamiento, la necesidad de sobreanchos en curvas se ha disminuido a pesar de las velocidades, aunque tal necesidad se mantiene para otras condiciones de la vía.Para establecer el sobreancho en curvas, el SIECA recomienda, deben tomarse en cuenta las siguientes consideraciones:a) En curvas circulares sin transición, el sobreancho total debe aplicarse en la parte interior de la calzada. El borde externo y la línea central deben mantenerse como arcos concéntricos, ver figura 5.b) Cuando existen curvas de transición, el sobreancho se divide igualmente entre el borde interno y externo de la curva, aunque también se puede aplicar totalmente en la parte interna de la calzada. En ambos casos, la marca de la línea central debe colocarse entre los bordes de la sección de la carretera ensanchada.c) El ancho extra debe efectuarse sobre la longitud total de transición y siempre debe desarrollarse en proporción uniforme, nunca abruptamente, para asegurarse que todo el ancho de los carriles modificados sean efectivamente utilizados, ver figura 4.d) Los bordes del pavimento siempre deben tener un desarrollo suave y curveado atractivamente, para inducir su uso por el conductor.Una de las expresiones empíricas más utilizadas para calcular el sobreancho en las curvas horizontales es la siguiente:

S = n [R- (R²-L²)½ ]+ 0.10V/ R ½ (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

Donde:S = Valor sobreancho, metrosn = Número de carriles de la superficie de rodamientoL = Longitud entre el eje frontal y el eje posterior del vehículo de diseño, metrosR = Radio de curvatura, metrosV = Velocidad de diseño de la carretera, kilómetros por hora

En la selección del sobreancho en curvas se debe tomar en consideración losiguiente:

Sobreanchos menores de 0.60 metros, no son necesarios en las curvas.La longitud L de la fórmula es igual a 8 metros.

Figura 4: Transición simple de peralte y sobreancho

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Figura 5: Diagrama de transición espiral del peralte

VI.2.4.4. Alineamiento Vertical

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VI.2.4.4.1. Tipos de TerrenosEl alineamiento vertical de una carretera está ligada estrechamente y depende de la configuración topográfica del terreno donde se localice la obra. Se compone de líneas rectas y curvas en el plano vertical, identificándose las subidas o pendientes ascendentes con un signo positivo (+), y las bajadas con signo negativo (-), expresadas usualmente en porcentajes. Aparte de consideraciones estéticas, costos de construcción, comodidad y economía en los costos de operación de los vehículos, siempre deben tomarse en cuenta los siguientes factores:

Visibilidad y accidentalidad. Composición del tránsito. Relación entre la velocidad y sus engranajes de cambio en la operación del

vehículo.Idealmente se desea que los vehículos operen en el cambio mas alto en el alineamiento vertical, sin necesidad de cambiar hasta la detención; pero por consideraciones económicas se aceptan pendientes mayores a las ideales. Tabla 11: Clasificación de los Terrenos en función de las PendientesNaturales


Tabla 12: Pendientes Máximas y Mínimas por Tipo de Carreteras

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Fuente: ITE, Geometric Design and Operational Considerations for Trucks,1992.

VI.2.4.4.2. Curvas VerticalesEn términos generales existen curvas verticales en crestas o convexas y en columpio o concavas. Las primeras se diseñan de acuerdo a la más amplia distancia de visibilidad para la velocidad de diseño y las otras conforme a la distancia que alcanzan a iluminar los faros del vehículo de diseño. De aplicación sencilla, las curvas verticales deben contribuir a la estética del trazado, ser confortables en su operación y facilitar las operaciones de drenaje de la carretera.

Diseño de Curvas Verticales en Cresta ó ConvexaExisten dos condiciones para diseñar este tipo de curvas: La primera considera que la longitud de la curva (L) es mayor que la distancia de visibilidad (S) y la segunda se presenta cuando L es menor que S. En el primer caso se aplica la siguiente expresión para calcular la longitud mínima (L) de curva vertical:


Donde:G = Diferencia algebraica de pendientes (%)S = Distancia de visibilidadh1 = Altura del ojo del conductorh2 = Altura del objeto

Reemplazando en esta fórmula la altura del ojo del conductor h1 = 1.07 metros y del objeto h2 = 0.15metros, la ecuación para diseño es la siguiente:

L = GS2 /404 (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

Cuando L es menor que S, la expresión matemática es la siguiente:

L = 2 S – 404/G (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

Estos términos tienen igual significado que los anteriormente señalados. La información sobre distancias de visibilidad de parada presentada en el cuadro 4.6 es utilizada en el cálculo de la longitud de curvas en cresta. Se abrevian las operaciones al tomar en cuenta que la distancia de visibilidad es constante para una velocidad de diseño dada; entonces, L puede ser relacionada con la diferencia algebraica de pendientes por medio de un factor denominado K, que en sí identifica la curva. La longitud de la curva vertical utilizando el factor K es:

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L = K.G (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

Cuando se utiliza la distancia de visibilidad de adelantamiento como criterio de control para el diseño, las longitudes de las curvas verticales en cresta resultan mayores que las calculadas utilizando las expresiones arriba indicadas, lo que hace pensar que diseñar para estas longitudes, conduce a una considerable elevación de los costos de construcción; además, que para recomendar estas distancias, debe haber una combinación favorable entre topografía del terreno,seguridad y volúmenes de tránsito, que dé cómo resultado su plena justificación. Ver las figuras 4.18 y 4.19 para los diseños de curvas verticales en cresta en función de las distancias de visibilidad de parada.De igual manera que el caso anterior, existen dos consideraciones a tomar en cuenta cuando se usa la distancia de visibilidad de adelantamiento; la primera se presenta cuando la longitud de curva (L) es mayor que la distancia de visibilidad (S), entonces se utiliza la siguiente fórmula:

L = GS2 /946 (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

La diferencia estriba en que la altura del objeto es de 1.30 metros en vez de 0.15 metros.Cuando la longitud de curva (L) es menor que la distancia de visibilidad de adelantamiento (S); la expresión que se usa es la que sigue:

L = 2 S – 946/G (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

Todos los términos de estas expresiones tienen igual significado que los anteriores.Las distancias mínimas de visibilidad para adelantamiento están presentes en el cuadro 4.7, que en conjunto con los correspondientes a las de visibilidad de parada del cuadro 4.6, se han utilizado para preparar el cuadro 4.21, que presenta los valores de K para el cálculo de las longitudes de curvas verticales en cresta para diferentes velocidades de diseño.

Diseño de Curvas en Columpios o CóncavasSe han identificado los siguientes cuatro criterios para usarse en el cálculo de las longitudes de curvas en columpios.• El primero se basa en la distancia iluminada por los faros delanteros del vehículo.• El siguiente toma en cuenta básicamente una sensación subjetiva de comodidad en la conducción, cuando el vehículo cambia de dirección en el alineamiento vertical.

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• El tercero considera requerimientos de drenaje.• El último se basa en consideraciones estéticas.Se presentan dos casos a considerar en el primer criterio, dependiendo si la distancia iluminada por los faros del vehículo es mayor o no que la longitud de la curva. Cuando la longitud de curva, L, es mayor que la distancia de visibilidad iluminada, S, se utiliza la fórmula que sigue:

L = G S²/ (120 +3.5S) (Manual de diseño geométrico, SIECA 2001)

Donde:L = Longitud mínima de curva vertical en columpio, m.S= Distancia de visibilidad iluminada por los faros del vehículo, m.G= Diferencia algebraica entre pendientes de la curva, %.

Cuando L es menor que S la fórmula utilizada es la siguiente:

L min = 2S –(120+3.5S)/G

Estos términos tienen igual significado que los anteriores. Se considera una altura de los faros de 0.6 metros y un ángulo de 1° de divergencia de los rayos de luz. En el desarrollo de las fórmulas de este criterio y para su aplicación en diseño, se recomienda utilizar los rangos de distancias de visibilidad de parada, que sean aproximadamente iguales a la distancia iluminada por los faros de los vehículos cuando viajan a la velocidad de diseño.El segundo criterio basado en la comodidad, tiene su fundamento en la suspensión de la carrocería de los vehículos, el peso que mueve, la flexibilidad de las llantas, los tipos de asientos, entre otros. Se reconoce que la operación confortable de vehículos en curvas en columpio, se logra cuando la aceleración centrífuga alcanza 0.3m/seg², que incorporado a la fórmula de diseño, resulta:

Siendo el significado de los componentes de esta ecuación iguales a los utilizados con anterioridad.Las longitudes de curvas calculadas utilizando este criterio equivalen al 50% de los correspondientes a la modalidad anterior.

El tercer criterio persigue la satisfacción de las necesidades del drenaje en las curvas en columpio. Un criterio recomendado para el diseño consiste en dotar una pendiente de 0.3 por ciento dentro de los 15 metros del punto a nivel del terreno,

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sus resultados son muy similares a los obtenidos de la fórmula L= KG, cuando K= 51 y la velocidad de diseño es de 100 kilómetros por hora.Hay que aclarar que las longitudes calculadas para efecto de drenaje son máximas hasta 100 kilómetros por hora y no mínimas, como en los demás criterio de diseño de curvas verticales. Después de 100 hasta 120 Kilómetros por hora, las longitudes son mínimas, al igual que los otros criterios.Cuando se trata de tomar en cuenta aspectos de estética en estas curvas, existe la fórmula empírica L= 30G, siendo L la longitud mínima y G la diferencia algebraica de pendientes. Los resultados obtenidos son similares a los que corresponden al criterio de la distancia iluminada por los faros de vehículos para velocidades de 70 – 80 kilómetros por hora.En atención a la diferencia de longitudes de curva que se obtienen aplicando los criterios mencionados, se recomienda diseñar curvas verticales en columpio utilizando el primer criterio descrito, dando especial consideración al drenaje cuando K es mayor de 51.A como se ha indicado en la descripción del primer criterio, la distancia de visibilidad de parada (Cuadro 4.6) es la que controla la recomendación de longitudes mínimas para curvas en columpio, considerando valores menores y mayores de este parámetro. De igual manera en que fueron calculados los valores de diseño de las curvas en cresta, también es conveniente expresar los controles de diseño de las curvas en columpio en términos de K para todos los valores de G. Con estas bases se ha preparado el cuadro 4.22 que se ofrece seguidamente.

VI.2.4.5. Criterios para el Diseño del Alineamiento VerticalLa AASHTO presenta algunos consejos valiosos en torno al diseño del alineamiento vertical, de donde cabe entresacar algunos por su relevancia para la práctica vial centroamericana:

Las curvas verticales en columpio deben evitarse en secciones en corte, a menos que existan facilidades para las soluciones de drenaje.En pendientes largas, puede ser preferible colocar las pendientes mayores al pie de la pendiente y aliviarlas hacia el final o, alternativamente, intercalar pendientes suaves por cortas distancias para facilitar el ascenso.En tangente, deberían generalmente evitarse, particularmente en curvas en columpio donde la visión de la carretera puede ser desagradable al usuario.

Tabla 13: Controles de Diseño de Curvas Verticales en Columpio basadosen la Distancia de Visibilidad de Parada, DVP

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VI.3. Diseño de pavimento de adoquines

VI.3.1.Generalidades sobre los pavimentos articulados (de adoquines)

Los pavimentos son estructuras compuestas por capas de diferentes materiales, que se construyen sobre terreno natural, para que personas, animales o vehículos puedan transitar sobre ellos, en cualquier época del año, de manera segura, cómoda y económica.

Los materiales de las capas se escogen según su costo y disponibilidad, y mientras más superficiales estén, mejores (más resistentes) deberán ser. A la capa de la superficie se la denomina capa de rodadura y es la que está en contacto directo con el tránsito. A las capas inferiores se les llama base (cuando tiene sólo una) o base y subbase (cuando se tienen dos). Al terreno natural o suelo se le conoce como subrasante y es el encargado de soportar el pavimento.

VI.3.1.1. Clasificación de los pavimentosDe manera general los pavimentos se clasifican atendiendo lo que se denomina una clasificación mecánica de su función, de esta manera:

Pavimentos flexibles Pavimentos semi - rígidos Pavimentos rígidos Pavimentos articulados

Pavimentos flexibles: “Un pavimento flexible es una estructura que mantiene un contacto íntimo con las cargas y las distribuye a la subrasante; su estabilidad depende del entrelazamiento de los agregados, de la fricción de las partículas y de

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la cohesión”. Están formados por una capa bituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no rígidas, la base y la sub base.

Pavimento semirrígidos: Es un pavimento especial ya que es una estructura combinada compuesta por una carpeta bituminosa flexible apoyada sobre estructuras rígidas como losas antiguas de concreto o bases estabilizadas con cemento o similares. Su análisis es complejo debido a la diferencia de rigidez de las capas. Si el espesor no es adecuado en ocasiones reflejan las grietas preexistentes en las losas de concreto. Guarda básicamente la misma estructura de un pavimento flexible exceptuando su componente rígido.

Pavimentos rígidos: Está conformado superficialmente por losas de concreto apoyadas sobre una estructura granular calculada de acuerdo a la capacidad de soporte del terreno, que en algunos casos se denomina sub-base, y al volumen del tránsito, para garantizar sus rigidez. Se le llama rígido porque al ser sometido a las cargas del tránsito deben ser prácticamente nulas las deformaciones que ocurran.

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Pavimento articulado o de adoquines: Está compuesto por pequeños bloques prefabricados, normalmente de concreto, que se denominan en nuestro medio como adoquines; se asientan sobre un colchón de arena soportado por una capa de sub-base o directamente sobre la sub-rasante. Su diseño, como todo pavimento, debe estar de acuerdo con la capacidad de soporte de la subrasante para prevenir su deformación.

Pavimentos de adoquines: Su capa de rodadura está conformada por adoquines de concreto, colocados sobre una capa de arena y con un sello de arena entre sus juntas. De la misma manera que los pavimentos de asfalto, pueden tener una base, o una base con una subbase, que pueden tener espesores ligeramente menores que los utilizados para los pavimentos de asfalto. También se consideran pavimentos flexibles y son del color gris claro del hormigón.

Los pavimentos de adoquines son una vieja idea (los pavimentos de piedra), traída al presente, pero con un nuevo material (el concreto); con inmensas ventajas sobre los de piedra o los de arcilla cocida.

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VI.3.1.2. Ventajas de los pavimentos de adoquines

Las ventajas de estos pavimentos se basan en que su capa de rodadura está hecha con piezas de concreto solidas; es decir, piezas prefabricadas, que se pueden producir tanto en equipos sencillos y pequeños, como en tecnificados y grandes; por parte de productores comerciales, grupos comunitarios o administraciones municipales, sin importar la escala o localización de los proyectos.

Para su construcción se utiliza poca maquinaria (básicamente solo una placa vibro compactadora) y mucha mano de obra local.

Como los adoquines no van pegados sino unidos por compactación, y como deben durar unos 40 años, al reparar el pavimento se pueden reutilizar, por lo cual son muy económicos para poblaciones o barrios sin redes de servicios completas o en mal estado.

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Todos los materiales para este pavimento llegan a la obra listos para ser utilizados, por lo cual se puede construir y dar al servicio en un mismo día. Esto permite desarrollar un programa de pavimentación por etapas, a medida que se va disponiendo de recursos.

Al pavimento de adoquines se le coloca una base que se diseña para que resista cualquier tipo de tránsito, desde el peatonal, hasta el de camiones. Adicionalmente, como los adoquines se producen en máquina, con moldes, se les pueden dar distintas formas; también colores, para que sean decorativos.

Por esto, el pavimento de adoquines se utiliza desde en zonas de tránsito peatonal (andenes, plazas, patios para juegos, instalaciones deportivas, etc.), hasta en las de tránsito pesado (calles, carreteras, terminales de transporte, carga y puertos, pistas para aeropuertos), e inclusive para fines decorativos.

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VI.3.2.Diseño de los espesores

Para el diseño de la carretera en estudio se ha escogido para implementarse el método AASHTO 93, sin embargo se hará una breve exposición sobre los diferentes métodos de diseño de espesores de base.

En lo que respecta a diseño de carreteras de adoquines, solamente se diseña el espesor de la base que sostendrá a este, para este cometido existen muchos métodos empíricos que proporcionan resultados bastante satisfactorios, a continuación expondremos algunos de los más efectivos:

Método de Murillo López de Souza Método Argentino Método de AASHTO Método Británico

VI.3.2.1. Método de Murillo López de Souza

Método utilizado en caminos rurales con un tipo de tránsito medio (menos del 750 vehículos comerciales por día con 20% de carga máxima), una carga por rueda de 5 toneladas y un C.B.R. de la subrasante del 5% mínimo.

Espesores requeridos, bajo esas condiciones sobre un terreno natural con un CBR de 5% o mayor, debe ser de 45 a 55 centímetros, de acuerdo a lo indicado en la siguiente tabla:

Tabla 14: Composición del Pavimento de adoquín

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Estructura dePavimento (cm)

Precipitación pluvial (mm/año)

=< 800 800 a 1500 >= 1500

Adoquín 10 10 10

Capa de arena 3-5 3-5 3-5

Base 20 20 20

Subbase 12 16 20

TOTAL 42 46 50Fuente: Diseño de espesores y recomendaciones generales para la construcción de nuevos pavimentos utilizando adoquines. Frederic Harris, Nicaragua 2002.

La capa de arena se considera que no aporta soporte estructural.

Para subrasantes con CBR menores a 5% debe colocarse un espesor de terracería mejorada, por debajo de la estructura de pavimento anteriormente indicada, con espesores de 10 a 45 cm: dependiendo del valor del C.B.R. y de la precipitación pluvial de la zona en donde se ubique el pavimento a construir.

VI.3.2.2. Método Argentino

Otro Método con el que se obtienen espesores similares es el desarrollado, en base a experiencias del Instituto de Cemento Portland Argentino, por el Ing. Juan F. García Balado, para el cálculo de espesores de pavimento de Adoquines, quien ha propuesto la siguiente ecuación:

e = 100+√PC .B . R .+5

Dónde:

e = Espesor total del pavimento requerido, en cm.

P = Carga por rueda, en toneladas

C.B.R. = El de la Subrasante en condiciones de servicio

Ejemplo de aplicación

Si se emplea la ecuación considerando:

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C.B.R. de la Subrasante = 5%

Carga por Rueda = 5 Toneladas

Se obtiene:

e = 100+√5

5+5

e = 43.5; equivale a 44 cm

Como puede observarse este valor es similar al obtenido con el Método de Murillo López de Souza.

El Método Argentino contempla, además, la utilización de factores de equivalencia, para las diferentes capas del pavimento, en función de los tipos de materiales que se utilizan para su conformación. Dichos factores se describen a continuación:

Tabla 15: Factores de Equivalencia

TIPO DE MATERIAL FACTOR DE EQUIVALENCIABase de Suelo Granular 1.0Suelo-Cemento 1.5 a 2.0Adoquín 2.0 a 2.5

Fuente: Diseño de Espesores y recomendaciones generales para la construcción de nuevos pavimentos utilizando adoquines. Frederic Harrís, Nicaragua 2002.

Si se toman en cuenta estos factores de equivalencia el espesor quedaría conformado de la manera siguiente:

e = k1e1 + k2e2

Dónde:

e = Espesor total del pavimento

e1 = Espesor del Adoquín

e2 = Espesor de la Base

ki = Factor de Equivalencia del Adoquín

k2 = Factor de Equivalencia de Base de Suelo Granular

Ejemplo de aplicación

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Si se tiene que

e = 44 cm

e1 = 10 cm (Espesor del Adoquín)

k1 = 2.0 (Factor de Equivalencia del Adoquín)

k2=1.0

Entonces

44 = 2(10) + 1(e2)

e2 = 44 - 20 = 24

e2 = 24 cm (Base de Suelo Granular)

Si se utiliza Base de Suelo-Cemento, entonces

e2 = 24/1.5= 16

e2 = 16 cm (Base de Suelo-Cemento)

El espesor quedarla conformado por

Adoquín = 10 cm

Arena = 3 a 5 cm

Base Granular = 24 cm

En el caso de utilizar Base de Suelo Cemento

Adoquín = 10 cm

Arena = 3 a 5 cm

Base Suelo-Cemento = 16 cm

Así mismo, el Método, considera cargas “P" con frecuencia de hasta 106

repeticiones. Para valores mayores, el espesor obtenido debe incrementarse de un 25 a un 35%, conforme el detalle siguiente:

Tabla 16: Espesores a incrementarse, según cargas P

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Repeticiones de carga Espesor a utilizar

hasta 106 E

106 a 107 1.25 e

mayor de 107 1.35 eFuente: Diseño de Espesores y recomendaciones generaos para la construcción de nuevos pavimentos utilizando adoquines. Frederic Harris, Nicaragua 2002.

Si se considera que el camino soportará, 1.5 millones de ejes estándar, entonces, los espesores anteriormente obtenidos deben incrementarse en un 25%, por lo que estos quedarían de la manera siguiente:

Adoquín = 10 cm

Arena = 3 a 5 cm

Base Granular =30 cm


Adoquín = 10 cm

Arena = 3 a 5 cm


VI.3.2.3. Método Británico

La publicación "Adoquines de Concreto* del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC) demostró en su informe técnico " The design of concrete block roads", Wexham Springs, Cement and Association, 1976; que los Adoquines colocados sobre un lecho de arena de 5 cm tienen una capacidad de distribución de carga, similar a la del asfalto compactado de 16 cm de espesor. Así mismo señala que la pavimentación con Adoquines de Concreto se puede colocar directamente sobre una Subbase de acuerdo a las Normas de las Road Note 29. “A guide to the estructural design of paviments for new roads" tercera edición, publicada por Transpon and Road Research Laboratory, Londres, H. M. Stationery Office, 1970; donde la Base y la superficie de Rodamiento se sustituyen con los Adoquines y 5 cm de arena.

Ahora bien si esto se toma como base para el diseño, es posible utilizar las Road Note 29, para determinar el espesor de la Sub Base, para cualquier Subrasante y la duración esperada para diversos caminos, que soporten hasta 1.5 millones de

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ejes estándar. Por otra parte dichas Road Note 29, recomiendan que el espesor total de la construcción sobre el nivel de la terracería no sea menor de 45 cm.

Los materiales para Subbase, que contemplan las Road Note 29, deben cumplir las Normas Británicas, excepto aquellos que se especifican en las Normas 803, 805, 806, 807 y 815; de las "Specification for and bridge works" Departament of Transport, Scottish Development Departament and Welsh Office, 1976, ya que pueden ser susceptibles a la humedad, la cual penetrará entre las juntas de los Adoquines recién colocados.

Cabe hacer notar que el "Technical Memorándum, Núm. H6/78", del Departamento de Transporte, recomienda que cuando el valor del CBR de la subrasante sea menor al 5%, es necesaria una capa adicional, y ésta debe tener un valor CBR de, por lo menos, 5% más que el de la subrasante (Publicación IMCYC, página 76).

Como puede observarse los cuatro métodos de diseño, anteriormente indicados, consideran que el espesor total de un pavimento de Adoquines, colocado sobre una subrasante con CBR de 5%, mínimo, es del orden de 40 a 45 cm.

El espesor anteriormente indicado puede soportar, según las normas británicas, hasta 1.5 millones de ejes estándar.

VI.3.2.4. Método AASHTO 93

El método AASHTO para diseño de pavimentos flexibles publicada en 1993 incluye importantes modificaciones dirigidas a mejorar la confiabilidad del método. Desde la publicación de la primera guía AASHTO en 1961, se han efectuado modificaciones en la ecuación de diseño con la finalidad de mejorar su uso y su confiabilidad. En 1972 se produjo la “Guía provisional AASHTO para el diseño de pavimentos rígidos y flexibles”, la cual se basó en los procedimientos de diseños existentes. Esta guía fue ajustada en la versión de 1986 la cual dio origen a la versión que se está considerando.

Tabla 16: Datos de diseño

DATOS DE DISEÑO Recomendaciones AASHTO 1993

1 Índice de Confianza (%) 75-95

2 Índice de Servicio Inicial 4.2-4.4

3 Índice de Servicio Final 2.0-2.5

4 Índice de Servicio de Diseño -

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5 Desviación Estándar. So 0.45

6 CBR de Subrasante (%) -

7 Módulo de Resiliencia. Mr=(CBR x 1500) -

8 Período de Diseño (Años) -

9 Número de Ejes Equivalentes: -

Fuente: AASHTO 1993

a) Calculo de espesores

SN = a1Di + a2D2

Dónde:

SN: Número Estructural

a1 : Coeficiente de Carpeta (Adoquín)

a2: Coeficiente de Base

D1: Espesor del Adoquín

D2: Espesor de la Base

b) Calculo del numero estructural

Este se calcula por medio de ábaco, las variables para determinar el númeroestructural de diserto requerido son las siguientes:

• La cantidad estimada de ejes equivalentes (ESAL's) por carril, para el periodo de diserto.

• La confiabilidad (R)

• El conjunto total de las desviaciones estándar (So) se recomienda utilizar los valores comprendidos dentro de los intervalos siguientes:

Para pavimentos flexibles 0.40 - 0.50

En construcción nueva 0.35 - 0.40

En sobre-capas 0.50

• El módulo de resiliencia efectivo (que tome en cuenta las variaciones a lo largo del arto) de la subrasante (Mr).

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• La pérdida de serviciabilidad ΔPSI= Po – Pt

Abaco para diseño del numero estructural

Fuente: Manual centroamericano para diseño de pavimentos (SIECA).

Ejes equivalentes

Es necesario transformar los ejes de pesos normales de los vehículos que circularán sobre el camino, en ejes sencillo equivalentes de 18 kips (8.2 ton) para poder resolver la ecuación de diseño de espesores. Para convertir a ejes equivalentes los ejes de pesos normales de los vehículos considerados se debe obtener en primera instancia el número de repeticiones en toda la vida útil de cada tipo de vehículo que va a circular sobre el pavimento (sencillo, tándem ó tridem) y dentro de cada tipo de eje, también se desglosa por peso del eje y esto se conoce como factor de equivalencia de carga. Con el Factor de equivalencia de carga calculado para cada tipo y peso de ejes se convierten el número de repeticiones esperadas de cada tipo de eje, en la vida útil del proyecto, en el número de repeticiones esperadas de ejes equivalente (ó ESAL’s). A partir del concepto anterior y no ahondando en los temas acerca del factor de equivalencia de carga para los vehículos considerados pasamos a establecer los procedimientos para el cálculo de los ESAL´s a partir del Cuadro Nº 6.

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Este cuadro tiene 9 columnas y la que nos interesa como resumen es la columna 9 pues con ella el ingeniero de pavimentos tiene el valor del valor acumulado de las cargas por ejes equivalentes que se acumulan en un período de tiempo t.

La columna 1 Tipo de vehículos: Esta se toma de la hoja de conteos volumétricos utilizada en la investigación y de la clasificación utilizada en los aforos. También se toma en el caso de una nueva carretera de los tipos esperados de vehículos que transitarán en cada uno de los períodos de análisis. Los tipos de vehículos se estiman de acuerdo al método de proyección. Es recomendable que se utilice la clasificación del MTI.

La columna 2 Cantidad de vehículos (n): Esta se toma de las estimaciones del TPDA de cada tipo de vehículo que realizó el consultor para el estudio en base a las investigaciones y aforos para el tramo establecido en el estudio y (mas) de las estimaciones del tránsito atraído y el tránsito generado en el futuro. Recordamos que el TPDA en una rehabilitación proviene de estimar el TPD aplicando los factores de expansión correspondientes, utilizando si son necesarios los aspectos estadísticos para conocer la confiabilidad de los datos.

La columna 3 Factor de crecimiento: Esta columna tiene dos datos 1) Sobre el crecimiento del tránsito de cada uno de los tipos de vehículos (nv) expresados en valores porcentuales anuales (i) y 2) La estimación del tránsito acumulado en el período de análisis t. La estimación del tránsito acumulado se hace en base a la

formula siguiente. El Factor del tránsito acumulado Fta es Fta= (1+ i n¿ ¿ln (1+i¿)¿

La proyección del tránsito futuro deberá ser congruente sea el método de proyección que se utilice aun cuando se haga una discriminación de los factores de crecimiento anual para cada tipo de vehículos.

La Columna 4 Tránsito de diseño T: Este es el valor acumulado del tránsito acumulado durante el período de análisis t. Se calcula con la formula mostrada a continuación en donde i es la tasa de crecimiento anual esperada para cada tipo de vehículo, t es el período de análisis y ln el logaritmo natural de la suma de 1 mas la tasa de crecimiento.

Tdiseño= 365(1+ i n¿ ¿ln (1+i¿)¿

La Columna 5 Factor ESAL´s: Es el factor de equivalencia de carga por eje para cada uno de los tipos de vehículos considerados en el TPDA. Este valor debe ser investigado por el ingeniero diseñador de pavimentos o debe ser investigado por el

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consultor. Los valores losa debe justificar el consultor en base a un estudio propio o a una referencia conocida y actualizada.

La columna 6 ESAL´s de diseño: Este valor proviene de multiplicar la columna 4 por la columna 5. Es decir Col 6= Col4 x Col 5

La Columna 7 factor de distribución de dirección: Es el factor del total del flujo vehicular censado, en la mayoría de los casos este valor es de 0.5; ya que la mitad de los vehículos va en una dirección y la otra mitad en la otra dirección. Puede darse el caso de ser mayor en una dirección que en la otra, lo cual puede deducirse del conteo de tránsito efectuado.

Este valor se toma aplicando el criterio que aparece en la Tabla 3-21 del numeral 3.4 del SIECA de pavimentos. En el caso nuestro se supone que la distribución direccional del flujo es 50% en cada dirección, por lo que el valor es 0.50.

La Columna 8 factor de carril. Se define por el carril de diseño aquel que recibe el mayor número de ESAL's. Para un camino de dos carriles, cualquiera de las dos puede ser el carril de diseño, ya que el tránsito por dirección forzosamente se canaliza por ese carril. Para caminos de varios carriles, el de diseño será el externo, por el hecho de que los vehículos pesados van en esecarril.

Este valor se toma aplicando el criterio que aparece en la Tabla 3-22 del numeral 3.5 del Manual SIECA de pavimentos. En el caso nuestro se supone que el factor de distribución por carril es 0.90. El consultor debe considerar una referencia o un estudio especifico para el proyecto y deberá usar los valores obtenidos en el mismo.

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La columna 9 ESAL´s por carril de tránsito Es el resultado final y este valor proviene de multiplicar la columna 7 por la columna 8. Es decir Col 9= Col6 x Col7 x Col 8. (Ver Cuadro Nº 6).

CUADRO Nº 6 EJEMPLO DE HOJA DE CALCULO PARA CALCULAR ESAL ´S PARA 15 AÑOSESTIMACION CON EL TPDA DEL VERANO 2006 DE LA ESTACION 100 2 CARRILES 50% EN CADA DIRECCION

(1) Confiabilidad, R

Este valor se refiere al grado de seguridad ó veracidad de que el diseño de la estructura de un pavimento, puede llegar al fin de su periodo de diseño en buenas condiciones.

(2) Desviaciones estándar, So

Para pavimentos flexibles 0.40 - 0.50

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En construcción nueva 0.35 - 0.40En sobre-capas 0.50

(3) Módulo de Resiliencia

Mr= (CBR x 1500)

(4) Calidad o índice de serviciabilidad

La serviciabilidad de un pavimento es una medida de la calidad del servicio de una estructura de pavimento, es la capacidad que tiene éste de servir al tipo y volumen de tránsito para el cual fue diseñado, es una medida cualitativa. El índice de serviciabilidad se califica entre 0 (malas condiciones) y 5 (perfecto). Para el diseño de pavimentos debe asumirse la serviciabilidad inicial y la serviciabilidad final; la inicial (po) es función directa del diseño de la estructura de pavimento y de la calidad con que se construye este pavimento en la carretera, la final o terminal (pt) se estima en función de la categoría del camino y se adopta en base a esto y al criterio del diseñador; los valores que se recomiendan son empíricos y por experiencia se utilizan los siguientes:

Serviciabilidad inicial.Po = 4.5 para pavimentos rígidosPo = 4.2 para pavimentos flexibles

Serviciabilidad final Pt = 2.5 ó más para caminos principalesPt = 2.0 para caminos de tránsito menor

VII. APROXIMACION METODOLÓGICA

VII.1. Levantamiento topográfico

VII.1.1. Visita Técnica al Sitio del Proyecto

La visita de campo al sitio del camino objeto de estudio deberá tener como precedente la lectura y análisis de la información recopilada. Este análisis de la

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información será el conocimiento previo de las características y condiciones del camino para ser contrastadas con las condiciones y características reales o actuales del mismo.

La visita al sitio del proyecto consiste en la ejecución de la etapa de Identificación del Problema, etapa que es parte del ciclo de vida del proyecto. De sus resultados devendrán aportes hacia la definición de los alcances e impacto real que este podría tener.

Los recursos con que se deberá contar en la visita son: - Mapas geodésicos con el trazado aproximado de la ruta propuesto- GPS de mano- Cinta métrica de 8 m y 30 m- Cámara fotográfica digital - Libreta de apuntes- Credencial municipal y universitaria- Chalecos reflectores de seguridad- Vehículo si se pudiere- Guía que conozca a la perfección la zona

Sin ser excluyentes, los observadores realizaran almenos las siguientes actividades de reconocimiento:

Identificar claramente el origen y destino del tramo a estudiar mediante sus nombres propios y mediante las coordenadas.

Recorrer el camino e identificar los principales accidentes de éste, tales como: presencia de cárcavas, estado de la superficie de rodamiento, estado del drenaje longitudinal y transversal. Cada uno de estos puntos ha de ser marcado mediante el navegador manual.

Anotar la existencia de corrientes subsuperficiales. Trazar todo el camino con marcas de puntos con el navegador manual Tomar medidas del ancho del derecho de vía en diferentes sitios del

recorrido. Identificar los centros poblacionales a lo largo del camino, si los hubiese. Reconocer los principales centros generadores y atractores de viajes, tales

como: instalaciones agrícolas, instalaciones industriales, instalaciones turísticas, etc., en cada caso se debe lograr una categorización de los mismos si es necesario. Además se debe mencionar si estos centros generadores son de importancia municipal, local, regional o nacional.

Realizar observaciones sobre el tipo de suelos que compone la primera o primeras capas del espesor de pavimento en el caso de que su superficie

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de pavimento fuese revestida o bien, evaluar los daños que la superficie de rodamiento tuviese en el caso de que ésta fuese de material asfáltico o alguna forma de concreto.

Identificar los posibles impactos negativos que el camino genera al medio mediante los grados de deterioro que éste presentase.

Identificar las fuentes de materiales que se encontrasen sobre el camino o en las cercanías de éste.

VII.1.2. Procedimiento a seguir durante el levantamiento topográficoEl levantamiento topográfico se llevara acabo de la siguiente manera:

VII.1.2.1. Control vertical o establecimiento de BMs:Para realizar esta actividad se usara equipo óptico – digital o electrónico de precisión (teodolito o estación total). Para el establecimiento de las elevaciones a los puntos de la línea base, se usará el método diferencial y doble recorrido. El origen de las elevaciones el Banco de Nivel más cercano perteneciente a la Red Geodésica Nacional. La tolerancia de cierre será igual o menor 12√K mm, k expresado en kilómetros o fracción.

VII.1.2.2. Levantamiento de la Línea Central: Se levantara la línea central definida en la ruta previamente trazada, saliendo de los dos puntos de control iniciales, continuando con los intermedios y terminando en los dos puntos de control establecidos al final. Se deberá efectuar el cálculo de la precisión antes de ejecutar cualquier ajuste de cierre. Todos los levantamientos posteriores en el proyecto estarán referidos a este sistema de coordenadas.

VII.1.2.3. Secciones Transversales: Se tomarán secciones transversales perpendiculares al eje de la carretera cada 20 m, y se extenderán hasta los límites del derecho de vía, o según lo requieran las condiciones topográficas del terreno.

VII.1.2.4. Levantamiento del derecho de vía y otros detalles: Este trabajo consistirá en el levantamiento de todas las estructuras existentes que requieran de estudio, tales como caminos de accesos, postes de energía y de teléfono, tuberías de agua potable y alcantarillas sanitarias, etc. Además se levantaran todas aquellas edificaciones de función social tales como escuelas, iglesias, centros de salud y viviendas que se ubiquen a los lados del camino para plasmarlas en los planos con sus respectivos nombres. De igual manera, se identificará las fronteras de, caseríos o poblaciones por donde atraviesa el camino, las que deberán ser ubicadas en los planos con sus respectivos nombres si los

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tuvieren. También se hará un levantamiento de detalles como árboles, monumentos o cualquier objeto destinado a quedarse en el sitio.

VII.1.2.5. Levantamiento del Drenaje Menor: En los sitios en que existan estructuras de drenaje menor y en los sitios en que se observe una cuenca definida y cruce de corrientes de aguas, se hará el siguiente levantamiento topográfico: se trazara una poligonal abierta de 120 m, 60 m aguas arriba y 60 m aguas abajo, dicha poligonal deberá contener el esviaje y las deflexiones y se deberá tomar en el eje del cauce. Para el levantamiento se partirá de los dos puntos de la línea base más cercanos al sitio y continuar con esta información el levantamiento mencionado. Se tomara el perfil a la poligonal y secciones transversales cada 20 m, hasta 10 m más allá del borde del cauce y a un nivel superior al nivel de aguas máximas extraordinarias observadas (NAME) y/o el mínimo necesario para determinar su ubicación y dimensiones estimadas.

VII.2. Estudios de suelos

VII.2.1. Sondeos Manuales sobre la Línea del camino

Los sondeos a realizar sobre el área de rodamiento del camino se llevaran acabo de acuerdo a los criterios establecido por el MTI y que se mencionan en el siguiente cuadro:

El sondeo se llevara a cabo en zigzag a lo largo de la longitud de la vía y deberá registrar el nivel freático en caso de encontrarlo.

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De encontrarse problemas de filtraciones o nivel freático alto, o bien suelos muy arcillosos o con diferencias notorias en las características de los estratos entre sondeos contiguos, se hará un sondeo adicional entre sondeos. Así mismo en áreas en donde se encuentre suelo blando, fango o suelos orgánicos expansivos. De necesitarse para una mejor interpretación de la naturaleza del suelo la profundidad del sondeo se aumentara en 30cm.Se tomarán muestras de los estratos encontrados, en cada sondeo, las que serán trasladadas al laboratorio para su análisis correspondiente.

VII.2.2. Ensayes de CBR

Se tomarán muestras para determinar el valor soporte CBR (California Bearing Ratio) en el laboratorio de acuerdo a lo establecido por el MTI y a una distancia que dependerá del tipo de camino proyectado.

VII.2.3. Sondeos en Taludes Vulnerables

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De requerirse en aquellos taludes de corte que presenten problemas visibles de inestabilidad, alturas de más de 3m o correspondan a puntos críticos vulnerables, se hará un estudio de localización y realizara sondeos profundos para determinar la calidad de los suelos y los parámetros básicos para el diseño de la estabilidad de taludes. La profundidad de los sondeos será de 6 m, a menos que las condiciones del sitio exijan otra profundidad.

Cada perforación se efectuara de acuerdo a la prueba de Penetración Estándar Test (SPT) ASTM D-1586-84 en suelos suaves y denso y de acuerdo a rotado con corona de diamantes en suelos duros y roca, ASTM D-213 cuando se detecte roca, al menos se perforara 2.00 m, con el objetivo de conocer la calidad de esta y su extensión. Durante el sondeo se determinara la elevación del nivel freático, la naturaleza y extensión de los estratos de suelo y roca.

Se extraerán muestras semi-alteradas de los diferentes estratos de suelo y roca, que permitan desarrollar el perfil del subsuelo y las propiedades ingenieriles de los mismos. Las muestras serán colocadas en compartimientos especiales para su traslado al laboratorio de suelos.

VII.2.4. Exploración en áreas de Fuentes de Materiales

Identificación del banco: se ubicara el banco de materiales mediante cuatro puntos de coordenadas tomadas con un GPS manual de buena precisión. Estos puntos se graficaran en un esquema del banco en el que se muestren los datos más importantes tales como: longitud en metros, ancho promedio, altura promedio, con estos valores se cuantificara el volumen explotable al cual se le ha de restar el volumen de descapote. El esquema también mostrara la información de ubicación tal como: estación, si se encontrase dentro de la longitud del proyecto o ubicación geográfica si se encontrase fuera de la longitud del proyecto, nombre del banco, clasificación del material, propietario, tipo de acceso.

Bancos vírgenes: De encontrarse un banco virgen se harán excavaciones a cielo abierto de 1.5 x 1.5 x 3.0 m. se elaborara un archivo de cada excavación con los siguientes datos: coordenadas del sitio, profundidad excavada, número de muestras tomadas en el sondeo, fotografías. La cantidad de excavaciones dependerá de la homogeneidad de la fuente de material, pero según el MTI no deberá ser menor de tres para Caminos clasificados en las categorías III, y no menor de cinco para caminos clasificados en la categoría I cuyo diseño vaya a contemplar como

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superficie de rodamiento concreto asfáltico o concreto hidráulico. Se tomarán muestras de cada capa encontrada en las excavaciones.

Bancos en explotación: En Fuentes de Materiales en explotación con características homogéneas se tomarán tres muestras del corte existente y de las heterogéneas se tomarán dos muestras de cada tipo de material.

Fuentes de material rocoso: En las Fuentes de material rocoso nuevas se harán sondeos mecanizados (perforaciones) con profundidades que permitan determinar la potencia de material existente y/o hasta la profundidad propuesta de explotación, en función del volumen a utilizar en la obra proyectada. La cantidad de sondeos según el MTI no debe ser menor de cinco. En Fuentes actualmente en explotación se tomarán muestras del material que se está produciendo o de bolones tomadas del área de cortes o voladuras realizadas con anterioridad. Debido al alto costo de voladuras solamente se utilizara para los ensayos, material de las fuentes antes mencionadas.

Las muestras que se tomen de cada fuente deben contener cantidades suficientes que permitan realizar los ensayes de laboratorio correspondientes.

Se investigara por lo menos 1 banco en una longitud máxima de 5 km (distancia máxima de acarreo libre), esto para ayudar a disminuir los costos del movimiento de tierra.

VII.2.5. Ensayes de Materiales

Se constatara que los ensayes de laboratorio correspondientes al estudio de suelos para carreteras se realicen conforme a los Normas AASHTO y/o ASTM que se mencionan a continuación:

- Clasificación visual de todas las muestras

- Ensayes de muestras provenientes de los sondeos efectuados a lo largo del trazado de la vía proyectada, para su clasificación, indicando el Índice de Grupo (IG) correspondiente, para lo cual se efectuarán

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- Ensayes de clasificación (Granulometría y Límites de Consistencia) en muestras provenientes de las fuentes de materiales

- Ensayes en muestras para agregados de concreto o mezcla asfáltica

VII.3. Estudio geotécnicos

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Dichos estudios serán solicitados a la alcaldía municipal de Belén, de no contarse con estos estudios se compraran al Instituto Nicaragüense de estudios territoriales (INETER).

VII.4. Estudio hidrológico

Dichos estudios serán solicitados a la alcaldía municipal de Belén, de no contarse con estos estudios se compraran al Instituto Nicaragüense de estudios territoriales (INETER).

VII.5. Estudios de tráfico

Los estudios de tráfico que se realicen tienen relación con la forma de evaluación requerida en el estudio de factibilidad, ya sea ésta mediante el método del excedente del consumidor o por el método de excedente del productor.

La gráfica anterior muestra la relación que existe entre el estudio de factibilidad y el estudio de tráfico que deberán realizarse.Debido a que nuestro proyecto vial se ubica en la categoría de “Nueva red de caminos de bajo volumen”, el MTI sugiere que no es necesaria la realización de estudios de tráfico, debido a la poca incidencia de este, sin embargo para tener una mejor referencia sobre el actual y futuro funcionamiento de la nueva vía, se harán los estudios básicos a la carretera existente:

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- Conteos volumétricos de vehículos pesados- Conteo de peatones- Conteo de vehículos comunes y otros vehículos

VII.5.1. Levantamiento de conteos volumétricos y clasificación vehicularEn cada estación de control (se definirán luego de analizar los recursos humanos y materiales con los que se cuenta) se instalaran aforadores por sentido del flujo vehicular, que contaran y clasificaran los vehículos durante tres días continuos. Con los resultados de este conteo, se obtendrán las variaciones horarias del tráfico durante los tres días y el volumen promedio diario semanal (TPD y TPDS).Para obtener resultados adecuados, se cuantificara el cien por ciento de los vehículos que circularon en ambas direcciones, clasificados por tipo de vehículos (automóviles, camionetas, autobuses, camiones, vehículos agrícolas y motocicletas).Los conteos se realizaran durante 12:00 horas continuas entre las 06:00 y las 18:00 horas, para la obtención así de la Variación Horaria de cada día.En los anexos de este documento se puede observar la clasificación vehicular que se usara para vehículos en general y una clasificación particular para camiones.

VII.5.2. Volumen horarioSe calculara el volumen horario sumando el número de vehículos contados en cada periodo de 15 min, con sus respectivas distinciones por tipo de vehículo.

VII.5.2.1. Volumen horario de máxima demandaEl VHMD corresponderá al máximo de los volúmenes horarios para cada día de aforo. Como referencia a este valor se usara el promedio de los valores obtenidos cada día.

VII.5.2.2. Factor de la hora de máxima demandaSe calculara uno para cada día de aforo, usando para esto n=4, correspondiendo a cuatro periodos de 15 min dentro de cada hora del aforo.

Volumen de transito de las 12 horasEl volumen total medido durante las 12 horas diarias será la suma de los volúmenes horarios medidos cada día. El promedio de los volúmenes diarios de las 12 horas, será utilizado para calcular el transito promedio diario.

VII.5.3. Expansión del transito

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Para la expansión del conteo de tráfico de 12 horas a tráfico de 24.0 horas, se hará uso de los factores de expansión de la Estación de Control más cercana.

VII.5.3.1. Transito promedio diario semanal

El volumen vehicular diario de veinticuatro horas, se multiplicara por el factor Semanal obtenido de la estación de referencia para obtener el transito promedio diario semanal.

VII.5.3.2. Transito promedio diario mensual

El volumen vehicular promedio diario semanal, se multiplicara por el factor de expansión mensual obtenido de la estación de referencia para obtener el transito promedio diario mensual.

VII.5.3.3. Transito promedio diario anual

El volumen vehicular promedio diario mensual, se multiplicara por el factor de expansión anual obtenido de la estación de referencia para obtener el transito promedio diario anual.

VII.6. Estudios de impacto ambiental

El estudio de impacto ambiental es un elemento central del sistema. A través de este análisis ambiental, un grupo de expertos de diferentes disciplinas efectivamente identifica los impactos ambientales que una acción humana puede producir sobre su entorno. Además los cuantifica y propone las medidas mitigadoras y compensatorias necesarias para evitar o disminuir los impactos ambientales negativos. También se establecen acciones para optimizar los efectos positivos. La experiencia de países con un sistema de Evaluación de Impacto Ambiental ya instalado demuestra que, en muchos casos, es necesario reducir los alcances de los estudios, dado que el impacto ambiental es mínimo.

Para nuestro diseño vial el estudio de impacto ambiental investigara, evaluara y documentara la información que permita a los involucrados en el sistema, especialmente a la ciudadanía, a los servicios públicos u otras instituciones responsables y al nosotros como diseñadores, tener un conocimiento acabado de los riesgos y beneficios de una acción propuesta. Esta información se dispone en un documento formal que incluye los antecedentes relevantes sobre la naturaleza de la acción propuesta y sus implicancias ambientales. Acá se describen, por ejemplo, las características de la acción y del ambiente donde se propone su

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implementación, se discuten los impactos ambientales que se anticipan y se establecen las formas para evitar disminuir, rectificar, reducir o compensar aquellos de carácter negativo y realzar los beneficiosos. El documento debe contener un resumen del proceso completo desde la decisión inicial. Se incluye desde la evaluación preliminar de impacto ambiental y la definición del ámbito de acción, hasta la presentación del análisis de impacto ambiental detallado. Todo ello debe ser documentado y ser parte de un expediente público, para que se convierta en la fuente de información y en la historia del procedimiento llevado a cabo. También se entregan los argumentos que permiten, por ejemplo, decidir la localización óptima de una acción cuando existen alternativas desde el punto de vista ambiental. En el caso de que haya diversas opciones de ubicación, aporta los antecedentes para establecer cuál de ellas es la más adecuada para proteger el medio ambiente. Si se trata de una acción humana que no permite su reubicación, propone las formas de disminuir o evitar los impactos ambientales negativos.

VII.6.1. Estudio de línea base

El estudio ambiental de línea base, es un diagnóstico de la situación vital del área de influencia del proyecto, proporciona un panorama del estado de los ecosistemas en función de sus recursos físicos, bióticos y socioeconómicos “antes de ejecutar el proyecto”, estudio que debe desarrollarse al inicio de un proceso del EIA.

El estudio de línea base se hará para caracterizar los siguientes elementos:

1. Descripción del ambiente físico

Clima: Temperatura, altitud, precipitación pluvial, humedad relativa.

Recurso Hídrico: Cursos de agua, quebradas, lagos, sistemas marinos.

Recurso Suelo: Tipología, edafología, morfología, fisiografía, uso actual de la tierra, capacidad de uso mayor, sismología.

Recurso Aire: Calidad del aire, nivel de ruidos, olores.

2. Descripción del ambiente biótico

Zonas de vida y biotopos: Bosques, humedales, pantanos, boquerones, etc.

Flora silvestre: Especies principales.

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Fauna silvestre: Especies principales.

Población humana: Salud, vivienda, urbanismo, saneamiento.

3. Descripción del ambiente socioeconómico

Demografía: Distribución poblacional, tipo de asentamientos.

Ocupación y utilización del espacio territorial: Acondicionamiento territorial.

Actividades económicas principales: Agricultura, Turismo, Minería, Hidrocarburos, Industria, etc.

4. Recursos Culturales: Zonas de interés histórico, turístico, arqueológico

VII.6.2. Revisión y toma de decisiones

Este será un proceso de revisión, negociación y toma de decisiones, la que culminara con una propuesta. La decisión corresponde a su aprobación o autorización final dada por la autoridad correspondiente. Se espera que la decisión final tomada por los involucrados, se base en la información proporcionada por el informe acerca de las consecuencias ambientales.

Decisiones posibles como resultado de los EIA - Aprobación

- Aprobación condicionada a cumplimiento

- Aprobación condicionada a trabajos durante la ejecución

- Solicitación de un informe de EIA adicional o nuevo

- Solicitación de complementos específicos

- Reprobación

VII.7. Diseño de la carpeta de adoquin “método AASHTO 93”

En este método, para el cálculo de los espesores, se utilizó la Guía de Diseño AASHTO 1993.

VII.7.1. Procedimientos

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Con la información requerida por la guía de diseño AASHTO 93 se debe realizar el cálculo de los espesores de pavimento. Para este fin se establecerá la siguiente metodología incluyendo consideraciones para establecer diferentes alternativas de construcción de la estructura de pavimento. De esta forma la secuencia de diseño será:

i. Elaborar propuesta de alternativas de estructura de pavimentoLas variantes pueden comprender diferentes tipos de bases (base estabilizada conCemento, y una base de material granular compacto), diferentes tipos para la sub-base.

ii. Establecer vida útil del proyectoiii. Conocer los datos de entrada para el calculoiv. Elaborar resultados para las diferentes alternativasv. Evaluar los resultadosvi. Realizar recomendaciones

VII.7.2. Ejemplo de aplicación del método AASHTO 93

Con el siguiente ejemplo se pretenden aclarar dudas sobre el procedimiento a utilizar para el diseño de la estructura de pavimento de adoquín. Cabe mencionar que el diseño del pavimento de adoquín constituye solamente el dimensionamiento de la base del pavimento, debido a que los espesores de adoquines están estandarizados

DATOS DE DISEÑO Valor

1 Índice de Confianza (%) 85

2 Índice de Servicio Inicial 4.2

3 Índice de Servicio Final 2.2

4 Índice de Servicio de Diserto 2.0

5 Desviación Estándar, So 0.45

6 CBR de Subrasante (%) 5.0

7 Módulo de Resiliencia, Mr=(CBR x 1500) 7500

8 Período de Diserto (Años) 15

9 Número de Ejes Equivalentes 1.5 millones

Numero estructural

1


Se considera un SN = 3.4

Calculo de espesores

SN = a1Di + a2D

Dónde:

SN = 3.4

a1 = 0.45

a2 = 0.14

D1 =

D2 =?

Si el espesor del Adoquín es de 10 cm, entonces:

3.4 = 0.45 (10) + 0.14 (D2)

D2 = 3.4-1.7716/0.14 = 11.63 pulgadas

D2 = 29.52 cm

D2 ≈ 30 cm

En base a lo anterior la estructura de pavimento quedaría conformada de la manera siguiente:

Adoquín = 10 cm Arena = 3 a 5 cm

Base Granular = 30 cm


Adoquín = 10 cm

Arena = 3 a 5 cm


1


VII.8. Diseño geométrico

VII.8.1. Revisión y verificación en campo Uno de los elementos de mayor importancia en la realización de los Estudios y Diseños Viales, radica principalmente en tener una visión clara de la situación existente en el campo donde se proyectará un alineamiento en función de la vía existente; para lo cual es necesario conocer palmo a palmo el terreno donde se desarrolla el proyecto en cuestión, que permita al Revisor realizar las revisiones y verificaciones de las proyecciones Planialtimétrica ejecutadas dentro del marco de optimización de los recursos, en el cumplimiento de los objetivos del Proyecto en general. A continuación abordaremos los aspectos de trabajo de mayor importancia en lo referente a su desarrollo como tal, referido al diseño geométrico vial conforme la realidad y la práctica de la ingeniería vial, que permitirá a El Revisor contar con una visión amplia de lo que le corresponderá revisar.

VII.8.2. Revisión física de la planimetría existente del caminoEs importante durante la visita de inspección, reconocimiento y verificación de campo, tomar datos sobre lo que es la geometría existente del camino, principalmente las situaciones críticas en materia de geometría, que de manera específica se refiere a sectores en que están contenidas curvas horizontales cuyos radios de curvatura signifiquen valores reducidos en magnitud para efectos de tener en cuenta y en consideración para la preparación de los parámetros de las Normas de Diseño del Proyecto.

Lo anterior conlleva a establecer una caracterización general y específica de toda la trayectoria del camino, identificando sectores planimétricamente críticos, urbanos y rurales; a partir de los cuales se establecerá los diferentes sectores de la vía para su diferenciación para efectos de tratamiento durante el proceso del diseño vial, así como para el proceso de las Normas de Diseño.

VII.8.3. Revisión de la altimetría existente del camino en campo

Al igual que en la planimetría, durante el proceso de verificación de campo, El Revisor deberá tomar muy en cuenta los sectores considerados como críticos en materia de pendientes fuertes que incidan de forma considerable en la circulación normal de vehículos pesados. De igual forma se deberá controlar y verificar los sectores del camino correspondientes a terrenos del tipo planicie que

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generalmente son vulnerables a las inundaciones, así como los sectores de la vía que resultarán en excavación, todo esto para efectos de considerar soluciones a partir de la implementación de obras de drenaje que mitiguen tal situación.

VII.8.4. Revisión física de las características económico-sociales-ambientales del contenido de la trayectoria del corredor del camino

En esta parte es importante establecer aspectos conclusivos referidos a las perspectivas de la zona en materia de desarrollo económico, así como las posibles afectaciones que se puedan producir al entorno del medio ambiente por la implementación de las obras constructivas. Así mismo en esta parte se deberá considerar el aspecto paisajístico a través de evitar en todo lo posible se produzcan alturas excesivas de excavación en trinchera que conlleven a la deformación del terreno natural y por consiguiente su incidencia en el aspecto paisajístico.

VII.8.5. Revisión de las características del drenaje existente en el camino

Un elemento de mucha importancia y que deberá tenerse en cuenta corresponde a las obras de drenaje al momento de la proyección Planialtimétrica (en la proyección de la planimetría y la rasante), en el sentido de evitar resulten esviajes de gran magnitud entre la obra de drenaje proyectada y el eje del camino de igual forma proyectado, que inciden considerablemente en el incremento del costo de inversión de la obra en general. En el aspecto altimétrico se deberá evitar en lo posible, alturas de nivel de forma excesiva que implique fuertes volúmenes de relleno que contribuyen así mismo al incremento de las obras.

Se deberá establecer una coordinación entre el aspecto Hidrotécnico y el aspecto de proyección de la alternativa en el sentido de que las obras de drenaje menor no se obliguen necesariamente a la rasante proyectada por limitaciones de reducción excesiva del relleno sobre éstas, ya que conlleva a que los inverts de la tubería de las alcantarillas resulten por debajo del terreno natural, obligando a la implementación de obras de construcción de canales, que por lo general demandan altos costos en las obras de drenaje, y como consecuencia un mal funcionamiento de la tubería en lo que corresponde al drenaje de las aguas, ya que en esta situación son vulnerables a procesos de sedimentación por la incidencia de las bajas pendientes del terreno.

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VII.8.6. Revisión física del aspecto geotecnico del camino y su entorno

Durante el proceso de reconocimiento y verificación de la situación existente en campo, se podrá verificar las características del subsuelo existente en toda la franja del camino, y que posteriormente se verificará a través de los resultados que se obtengan en las investigaciones de suelos y materiales; pero al menos es importante que a partir del tipo de suelo existente de manera superficial, se pueda estimar un aproximado de la estratigrafía del subsuelo.

VIII. PILOTAJE

VIII.1. Propuesta de ruta

En nuestro diseño se propuso la ruta más corta posible, para unir la comunidad de chacalapa con la carretera panamericana, haciendo uso de un camino existente, el cual fue reacondicionado recientemente para tráfico vehicular. Dicho camino consta con las dimensiones suficientes para que transiten vehículos pesados en ambos sentidos de circulación, esta ruta era utilizada por los lugareños para pastorear el ganado y como ruta alterna para evitar contratiempos en la carretera principal, además de que su uso se restringía para traficar a pie, en bicicleta y vehículos de tracción animal.

Con esta ruta se evitan los principales puntos críticos que se encuentran en toda esta zona (barranco, formaciones montañosas, puntos de cruce de ganado). Cabe mencionar que esta alternativa favorece de gran manera la salida de la producción y beneficia a los productores más fuertes de la región. El tramo se extiende en una longitud de 1.2.

VIII.2. Propuesta de diseño geométrico

Debido a las concisiones del terreno, en el diseño y trazado geométrico se planteo una única curva horizontal, con un radio bastante grande, esto con el fin de evitar una pendiente bastante pronunciada y adentrarse aun mas en terreno privado. En cuanto a las curvas verticales que se presentan existen un total de cinco, de las cuales están, dos en cresta, con pendientes no mayores al 12% y tres curvas en columpio con el mismo porcentaje de pendiente.

Las características de la sección transversal de la vía son las siguientes:

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La calzada propuesta consta de dos carriles, con un ancho de 3,2m para cada uno y hombro de 1.2m, esto con el fin de facilitar el estacionamiento en caso de percances, además de que el hombro servirá también para la evacuación de aguas pluviales.

Propuesta de sección tipica

Vista del perfil transversal del terreno

En este perfil puede observarse la comodidad del diseño geométrico en la vertical, pero exigiéndole siempre al conductor un grado de atención y cuido al volante.

VIII.3. Movimiento de tierra

Para evitar cortes y rellenos excesivos se realizo la propuesta de una rasante a pelo de tierra, aprovechando la pendiente natural del terreno, en base a esto se obtuvieron cortes menores a 75cm de espesor y rellenos de aproximadamente 50cm.

Esta propuesta no es definitiva, puesto que la rasante final se obtendrá por medio de los estudios de suelo, acorde a especificaciones que se deben cumplir en cuanto a la capacidad de soporte de la base, de igual manera se decidirá si se deberá mejorar o no el material de lecho.

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Vista de algunas de las secciones transversales

En la vista de secciones puede notarse los resultados del diseño a “pelo de tierra”, dicho método tiene la finalidad de salvaguardar costes y mantener el perfilnatural del camino, facilitando de esta manera el drenaje y disminuyendo la erosion de los taludes.

Tabla de movimiento de tierra de los primeros 500 metros lineales

Area Type Area Inc.Vol. Cum.Vol.

Sq.m. Cu.m. Cu.m.

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Station: 0+000.000

Ground Removed 4.39 0.00 0.00

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+020.000


Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+040.000

Ground Removed 5.84 114.04 213.57

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+060.000

Ground Removed 5.50 113.36 326.92

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+080.000

Ground Removed 5.16 106.51 433.43

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+100.000


Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+120.000


Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+140.000

Ground Removed 6.31 107.99 734.30

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+160.000

Ground Removed 7.02 133.24 867.54

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+180.000

Ground Removed 6.32 133.33 1000.86

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+200.000

Ground Removed 5.41 117.29 1118.16

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+220.000

Ground Removed 4.48 98.97 1217.13

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

1


Station: 0+240.000

Ground Removed 3.60 80.80 1297.93

Ground Fill 0.00 0.00 0.00

Station: 0+260.000

Ground Removed 3.42 70.12 1368.05

Ground Fill 0.00 0.00 0.01

Station: 0+280.000

Ground Removed 3.56 69.75 1437.80

Ground Fill 0.00 0.01 0.02

Station: 0+300.000

Ground Removed 3.70 72.55 1510.35

Ground Fill 0.00 0.00 0.02

A como puede observarse en esta tabla, el movimiento de tierra de nuestra propuesta consiste en su gran mayoría en cortes, disminuyendo de esta manera los gasto por compra de materiales.

VIII.4. Propuesta de hoja de aforo

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Fuente: Elaboración propia

Esta propuesta de hoja de aforo está basada en el tipo de tráfico que circula en la carretera principal, pero haciendo énfasis en el transporte pesado, abordándose los 6 principales vehículos de carga que circulan en nuestro país.

Además se le dará importancia a los peatones, ciclistas y vehículos de tracción animal, puesto que deberá analizarse la demanda en todos los aspectos, independientemente de que la carretera de diseño este especificada mayormente para tráfico pesado.

Cabe mencionar que también se le da importancia a los vehículos agrícolas, puesto que estos suelen causar un daño significativo a las carreteras en las que circulan, esto porque las carpetas no se diseñan para el tipo de llantas que estos utilizan.

Automovil Jeep Camionetas Microbus Minibus Bus Liv. de carga C-2 C-3 Tx-Sx<4 Tx-Sx>5 Cx-Rx<4 Cx-Rx>5 V.A V.C

06:00 - 06:15

06:15 - 06:30

06:30 - 06:45

06:45 - 07:00

07:00 - 07:15

07:15 - 07:30

07:30 - 07:45

07:45 - 08:00

08:00 - 08:15

08:15 - 08:30

08:30 - 08:45

08:45 - 09:00

09:00 - 09:15

09:15 - 09:30

09:30 - 09:45

09:45 - 10:00

10:00 - 10:15

10:15 - 10:30

10:30 - 10:45

10:45 - 11:00

11:00 - 11:15

11:15 - 11:30

11:30 - 11:45

11:45 - 12:00

SUB TOTAL

TOTAL

PORCENTAJE

TotalHora MotoVEHICULO DE PASAJEROS VEHICULO DE CARGA EQUIPO PESADO

Otros

MINISTERIO DE TRANSPORTE E INFRAESTRUCTURA (MTI)HOJA AUXILIAR DE CAMPO

ESTACION: TIPO: Sub-sumario SEMANA DEL: AL: SENTIDO:

UBICACIÓN KM: DIA: FECHA: CARRIL:

LOCALIZACION: CONTADOR:

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VIII.5. Conclusiones del pilotaje

La propuesta de esta ruta es viable desde los siguientes puntos de vista:

La longitud de recurrido Presencia de una sola curva horizontal Poca pendiente Sección transversal uniforme No hay obras de drenaje que obstruyan la continuidad de la vía Excelente visibilidad Posibilita el trafico en todo tiempo Buena velocidad de diseño Posiblemente incurra en un menor daño ambiental

En cuanto a las desventajas que esta ruta puede presentar son las siguientes:

La pendiente es variable Las curvas verticales son muy consecutivas La discrepancia entre las pendientes resultan en un gran inconveniente

para las obras de drenaje, lo cual conlleva a la construcción de tragantes, al menos dos o tres en cada curva en columpio, esto según la pendiente con la que legue el agua pluvial.

Se recurriría a la construcción de un pozo cabecero donde descargue el agua de los tragantes y direccionar esta hacia el colector municipal.

IX. BIBLIOGRAFIA

SIECA, Sistema de Integración Económica Centroamericana, Centroamérica 2001, Manual Centroamericano de Normas de Diseño Geométrico de la Carreteras, 2001.

SIECA, Sistema de Integración Económica Centroamericana, Centroamérica 2001, Manual Centroamericano de Especificaciones para la Construcción de Carreteras yPuentes Regionales.

SIECA, Sistema de Integración Económica Centroamericana, Centroamérica 2001, Manual Centroamericano de Normas de Diseño de pavimentos.

M. Corredor Gustavo, Caracas 1997, Apuntes de Pavimento.

MTI, Ministerio de Transporte e Infraestructura, Nicaragua 2000 ,Especificaciones Generales para la Construcción de Caminos, Calles y Puentes NIC - 2000.

1


MTI, Ministerio de Transporte e Infraestructura, Nicaragua 2008, Manual de aforos.

MTI, Ministerio de Transporte e Infraestructura, Nicaragua 2008, Manual para la revisión de diseños geométricos.

MTI, Ministerio de Transporte e Infraestructura, Nicaragua 2008, Manual para la revisión de diseños de pavimentos.

MTI, Ministerio de Transporte e Infraestructura, Nicaragua 2008, Manual para la elaboración de términos de referencia para diseños de carreteras.

INIDE, censo 2005.

www.belen_rivas.gob.ni, página oficial de Belén.

X. ANEXOS

Anexo 1: Tipologia de camiones a ser utilizada durante el aforo

http://WWW.belen_rivas.gob.ni/

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Fuente: Ministerio de transporte e infraestructura MTI

Anexo 2: Tipologia vehicular a usar durante el aforo

1


Fuente: Ministerio de transporte e infraestructura MTI

Anexo 3: Enfoque del marco lógico

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I. Metodología a implementar “Enfoque del marco lógico”

Con la aplicación del enfoque del marco lógico a los problemas que se presentan con la producción agrícola en la comunidad de Chacalapa, se pretende implementar a cabalidad los siguientes análisis:

1. Un análisis de los distintos agentes, grupos o sectores sociales implicados en los problemas de dicha comunidad.

2. Un análisis de los múltiples problemas que afectan la producción agrícola, por medio del método del árbol de problemas, determinando con este sus causas y sus efectos.

3. Un análisis de los objetivos de desarrollo, por medio de la metodología del árbol de objetivos, para determinar cuáles serán los medios para alcanzar los fines globales de la intervención.

4. Un análisis de las distintas alternativas identificadas para alcanzar fines más específicos con los que se espera se encamine una solución al problema global.

5. El diseño de una intervención de desarrollo propuesta, a través de la formulación de una matriz de planificación del proyecto, que representa un medio más específico con el que se espera se tenga un impacto significativo sobre el problema global.

Con la implementación de dichos análisis, se pretende definir de una mejor manera el proyecto de ingeniería necesario que resulte dentro de la alternativa de intervención más favorable, con la que se pretende encaminar hacia la solución del problema.

1. ANÁLISIS DE LOS DISTINTOS DE IMPLICADOS

1


Beneficiarios Directos

BeneficiariosIndirectos

Excluidos/Neutrales

Perjudicados/ Oponentes Potenciales

Productores Pobladores Compradores

Autoridades locales

A continuación se mostrara un análisis más detallado de dichos actores, donde se expondrá sus principales potencialidades, limitaciones, expectativas, necesidades. Dicho análisis no incluirá a los compradores, puesto que su posición relativa y por ende su análisis puede variar en función de la selección del proyecto que posteriormente se realice.

El primer nivel representa a los beneficiarios directos (productores) y en segundo nivel representa a los beneficiarios indirectos (pobladores y autoridades)

CUADRO DE ACTORES

Involucrados Limitaciones Potencialidades

Acceso Control

Productores Leve daño a la propiedad, indisposición.

Ceder parte de la propiedad, tiempo, leve aporte económico, aporte de experiencia

Propiedad, experiencia, recursos económicos

Ruta, alcance de proyecto, plazos de pago

Pobladores Apoyo en la ejecución

Mano de obra Ejecución

Autoridades locales

Recursos económicos, indisposición

Facilitar la ejecución, facilitar locales para cursos y capacitaciones, apoyo monetario

Permisos y recursos diversos

Ejecución

Actores Expectativas Necesidades Intereses

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Productores Incentivo (apoyo a la producción), mejorar practicas agrícolas

Disminuir perdidas en producción agrícola

Expandir la producción y generar ganancias

Pobladores Fuentes de trabajo Rutas alternativas, mejorar su calidad de vida

Aumentar sus ingresos atravez de trabajos directos e indirectos

Autoridades locales

Nuevas rutas, ampliar contactos con empresas, atraer inversionistas

Mejorar relaciones sociales entre comunidades, mejorar calidad de vida de la población , atraer turismo e inversión

Dinamizar la economía y cobro de impuestos

Explicación

a- Los productores:

La importancia de los productores radica en que estos serán unos de los principales beneficiados con los éxitos del proyecto o bien uno de los principales afectados si es que este termina en un fracaso. Los productores representan la fuente de empleo más común para los habitantes de la comunidad y por tanto se debe salvaguardar sus intereses, puesto que de esta manera también cuidaríamos los de la población en general. Por tanto, todos los posibles proyectos que se analicen serán encaminados a dar solución a los principales problemas que agobian al sector, y deberá garantizarse que estos tengan voz y voto en las decisiones que a ellos incumba.

Desde el punto de vista de sus potencialidades, acceso y control, estos dependiendo de la naturaleza del proyecto a implementarse, tendrán diferentes aportes en cuanto a naturaleza y magnitud; como un resumen general de estos en el cuadro de actores se hizo énfasis sobre su posible aporte económico, experiencias, y sobre su disposición a trabajar en búsqueda de soluciones a los problemas que agobian a esta zona.

Se hizo referencia a su impacto en la ruta, si se tratase de un proyecto vial, puesto que de llevarse a cabo, gran parte de la vía que se fije hará uso de

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pequeñas porciones de terreno privado, y por lo tanto los productores como propietarios de dichos terrenos controlarían aspectos importantes como el derecho de vía.

b- Los pobladores:

Estos representan el objetivo de la realización del proyecto, puesto que se busca principalmente ayudar a mejorar su calidad de vida.

Dependiendo del tipo de proyecto, variaría el nivel de impacto que tengan sobre la concepción y alcance de este, sin embargo indistintamente de ello controlarían la ejecución y la puesta en marcha, ya que no puede llevarse a cabo ninguna intervención sin el consentimiento y aprobación del principal afectado, además de que podrían servir como la posible mano de obra que se requiera.

c- Las autoridades locales:

Entre estas tenemos la alcaldía e instituciones públicas como el MARENA. Sus principales aportes radican en facilitar, en la medida de su jurisdicción, la ejecución de los proyectos, por medio de permisos, concesiones, librando al proyecto de algunos impuestos, facilitando locales, etc.; acciones encaminadas a agilizar la puesta en marcha del proyecto librándolo de contratiempos.

También debe reconocerse el aporte económico, que sería el más significativo o al menos uno de ellos, dependiendo de si se gestiona apoyo externo.

Debe suponerse que de obtenerse resultados positivos, esto atraería el turismo e inversiones a la comunidad, dinamizando la economía y favoreciendo al futuro cobro de impuestos, actividad que es de gran conveniencia para la municipalidad.

2. ÁRBOL DE PROBLEMAS

Decrecimiento en la calidad de vida de la población

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Nótese que gran parte de los problemas involucran principalmente a los productores y a las autoridades, lo que justifica su énfasis en el análisis de actores.

Todas las causas principales (Dificultad para sacar la producción, Estrategias de ventas ineficientes, Malas prácticas agrícolas y Falta de un programa de apoyo a la producción) del problema central (Perdida en la producción agrícola) están dentro de los límites razonables de una intervención tanto pública como privada y por tanto entraran desde un punto de vista positivo hacia el árbol de objetivos.

3. ÁRBOL DE OBJETIVOS

Perdida en la producción agrícola

Perdida económicas Decrecimiento de la producción

Malas prácticas agrícolas

Escases de compradores cercanos

Dificultad para sacar la

Mal estado de la carretera Falta de

coordinación entre autoridades, productores y pobladores

Falta de intervención por parte de las autoridades

Falta de vías alternas para tráfico pesado

Falta de capacitación a los productores

Falta de un programa de apoyo a la producción

Estrategias de ventas ineficientes

Desconocimiento de nuevas tecnologías.

Mejora la calidad de vida de la población

Alta competencia

1


En este caso los enunciados: Facilitada la salida de la producción, Implementadas estrategias de ventas, Mejoradas las prácticas agrícolas, Implementado programa económico de apoyo a la producción; representan las alternativas de intervención que consisten en proyectos que buscaran encaminarse a la situación futura esperada y de carácter más global y ambiciosa (mejorada la calidad de vida de la población). Dichas alternativas serán evaluadas minuciosamente para determinar cuál de ellas presenta una mayor probabilidad de éxito.

4. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS

Análisis cualitativo

Disminuyen las perdidas en la producción agrícola

Disminuyen perdidas económicas Aumenta la producción

Mejoradas las prácticas

Ampliado el mercado

Facilitada la salida de la producción

Mejorado el estado de la carretera

Fortalecida la coordinación entre los

Apoyo de las

Establecidas vías alternas para tráfico

Capacitados los productores

Implementado programa económico de apoyo a la producción (bienes y servicios)

Implementadas estrategias de ventas

Implementadas nuevas tecnologías.

1


Criterio

Alternativa 1:Implementar programa de apoyo a la producción

Alternativa 2:Implementar estrategias de mercadeo

Alternativa 3:Facilitar la salida de la producción

Costo MEDIO/ALTO BAJO/MEDIO MEDIO/ALTORecursos BAJO MEDIO BAJOTiempo

LARGO PLAZOMEDIANOPLAZO

MEDIANOPLAZO

Riesgo MEDIO MEDIO BAJOImpacto generado

MEDIO MEDIO ALTO

Posibilidades de apoyo

MEDIO MEDIO MEDIO/ALTO

Análisis cuantitativo

Criterio Coeficiente

Alternativa 1:Implementar programa de apoyo a la producción

Alternativa 2:Implementar estrategias de mercadeo

Alternativa 3:Facilitar la salida de la producción

Costo 5 2 10 4 20 2 10Recursos 3 1 3 2 6 1 3Tiempo 3 1 3 2 6 2 6Riesgo 3 2 6 2 6 3 9Impacto generado

5 3 15 3 15 5 25

Posibilidades de apoyo

4 2 8 2 8 3 12

Total 45 61 65

Costo: bajo (5), medio (3), alto (1)

Recursos: bajo (1), medio (2), alto (3)

Tiempo: corto plazo (3), mediano plazo (2), largo plazo (1)

Riesgo: bajo (3), medio (2), alto (1)

1


Impacto generado: bajo (1), medio (3), alto (5)

Posibilidades de apoyo: bajo (1), medio (2.5), alto (4)

Explicación

Para entrar al nivel de análisis escogimos las alternativas que a nuestro criterio representaban opciones más viables para llevarse acabo

1- Implementar programa de apoyo a la producción (bienes y servicios)

Esta propuesta presenta una gran inversión de parte de las autoridades locales así como de la empresa privada, puesto que consiste en brindar préstamos a los productores para la compra de insumos, reducir el cobro de impuestos e imposiciones y facilitar la aprobación de permisos por parte de instituciones como la alcaldía y el MARENA. Además exige participación en su mayoría de los productores y autoridades locales, desligando al resto de la comunidad.

2- Implementar estrategias de mercadeo

Es una propuesta bastante factible en cuanto a inversión y al tiempo en que se esperarían los resultados, se trata primordialmente de abrir los mercados de compra para la producción, dando a conocer la calidad del producto ofrecido ya sea por medio de expo-ferias, búsqueda de intermediarios para exportación al extranjero, turismo------, etc; en fin toda actividad que ayude a colocar el producto en nuevos mercados, con la finalidad de dinamizar la economía. Sin embargo esta alternativa sigue sin involucrar a la gran mayoría de la comunidad, beneficiando principalmente a los productores mayores.

3- Facilitar la salida de la producción

Esta alternativa consiste en implementar una vía alterna para tráfico primordialmente pesado, ayudando de esta manera a minorizar los costos de salida de la producción y el daño a los camiones, proporcionando una ruta más simplificada para circular entre comunidades. Este proyecto incluye beneficio a productores, autoridades y la población general que haga uso de la ruta, significando una alternativa de intervención con un alcance más amplio que las anteriores, aunque implicaría costos significativos en su ejecución.

5. MATRIZ DEL MARCO LOGICO

Lógica de intervención

Indicadores objetivamente

Fuentes de verificació

Supuestos/Hipótesis /Factores

1


verificables n externosO

bje

tiv

o g

ener

alDisminuir las perdidas en la producción agrícola

80% de la producción llegaría hasta los mercados sin problemas de descomposición

Estudio de mercado

Reducción de las pérdidas de productos perecederos

Aumenta el volumen productivo en un 10% el primer año

Estudios de mercado Aumento de la calidad

de los productos

Ob

jeti

vo

s

Facilitar la salida de la producción

Disminuyen las perdidas en la producción agrícola.

Aforos

Aumentan las ganancias por producción

Reducción de contratiempos cerca del 50%

1. Establecer vía alterna para tráfico pesado.

EL 90% de los vehículo pesados utilizan la vía ya el primer año.

AforoDisminuye el daño en los vehículos

Aumenta el nivel de servicio de la ruta tradicional

2. Acondicionamiento de caminos rurales.

Se acondicionan para trafico 4.5 km de camino rural.

Informes técnicos del ingeniero supervisor

Mejoran las condiciones de circulación (implementación de carriles, drenaje, señalización).

Se dará un mantenimiento periódico a este

1


Resultados

3. Diseño de tramo nuevo de adoquinado

Se diseña un adoquinado de 1.2 km lineales, con diseño geométrico incluido.

Informes técnicos del ingeniero supervisor

Se reduce la carga de impacto que daña la transmisión de los vehículos.

Se mantiene el nivel de servicio en el tramo diseñado.

Se dará un mantenimiento periódico a esteSe agiliza la circulación en este tramo.

4. Agilizada la movilización entre las comunidades.

Se distribuye un 50% del flujo vehicular total a la nueva vía.

Aforo Se logra un mayor flujo de usuarios entre las comunidades

Se acataran las normas de seguridad vial.

5. Disminuye deterioro de los camiones.

Disminuyen en un 20% los gastos de operación y mantenimiento de los vehículos pesados.

EncuestaLos vehículos pesados presentaran menor deterioro.

Disminuirán gastos de operación y mantenimiento de los vehículos.

1


Ac

tiv

ida

de

s1.1. Campaña para inducir a los camioneros al uso de la nueva ruta.1.2. Campaña de concientización a los demás usuarios para inducir a la no utilización de la vía en época de verano.

Recursos materiales, humanos y económicos para la realización de estas

Presupuesto de la actividad Los posibles usuarios

de la ruta presentan gran interés en el proyecto.

Los usuarios acataran las condiciones del proyecto

No se presentaran inconvenientes durante la ejecución del proyecto

2.1. Estabilización2.2. Conformación2.3. Compactación

Recursos materiales, humanos y económicos

Presupuesto detallado

3.1. Realización de estudios técnicos.3.2. Consultoría para el diseño geométrico y de carpeta.3.3. Licitación del proyecto.3.4. Ejecución.3.5. Puesta en marcha

Recursos económicos

Revisión del presupuesto

Los propietarios de los terrenos permitirán el libre trazo de la ruta.

No se presentaran inconvenientes durante la ejecución del proyecto

4.1. Usar propaganda y campañas publicitarias para utilización de la vía.4.2.

Disminución del tiempo de movilización entre comunidades

Encuestas y aforos vehiculares

Los usuarios asimilan la información expuesta en dichas campañas

1


Señalización y seguridad vial.5. Disminuir deterioro de los camiones.

Disminuirán gastos de operación y mantenimiento de los vehículos.

protocolo diseño vial

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