tramo de carretera

8/3/2019 Tramo de carretera

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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

DISEO DEL TRAMO CARRETERO COMPRENDIDODESDE EL ENTRONQUE DEL KILMETRO 171+400

CARRETERA INTERAMERICANA (CA-1), HACIA EL CASERONUEVO XETINAMIT, DEL MUNICIPIO DE NAHUAL,

DEPARTAMENTO DE SOLOL.

ALVARO DANILO YLLESCAS PONCE

Aserorado por: Ing. Juan Merck CosIng. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

Guatemala, agosto de 2003


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FACULTAD DE INGENIERA

DISEO DEL TRAMO CARRETERO COMPRENDIDO

DESDE EL ENTRONQUE DEL KILMETRO 171+400

CARRETERA INTERAMERICANA (CA-1), HACIA EL CASERO

NUEVO XETINAMIT, DEL MUNICIPIO DE NAHUAL,


TRABAJO DE GRADUACIN

PRESENTADO A JUNTA DIRECTIVA DE LA


POR

ALVARO DANILO YLLESCAS PONCE

ASESORADO POR ING. JUAN MERCK COS

AL CONFERRSELE EL TTULO DE

INGENIERO CIVIL

GUATEMALA, AGOSTO DE 2003


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NMINA DE JUNTA DIRECTIVA

DECANO: Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

VOCAL I: Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos

VOVAL II: Lic. Amahn Snchez lvarez

VOCAL III: Ing. Julio David Galicia Celada

VOCAL IV: Br. Kenneth Issur Estrada RuizVOCAL V: Br, Elisa Yazminda Vides Leiva

SECRETARIO: Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco

TRIBUNAL QUE PRACTIC EL EXAMEN GENERAL PRIVADO

DECANO: Ing. Sydney Alexander Samuels Milson

EXAMINADOR: Ing. Ricardo Rodas Romero

EXAMINADOR: Ing. Carlos Salvador Gordillo Garca

EXAMINADOR: Ing. Manuel Alfredo Arrivillaga Ochaeta

SECRETARIO: Ing. Pedro Antonio Aguilar Polanco


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HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR

Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San

Carlos de Guatemala, presento a su consideracin mi trabajo de graduacin

titulado:

DISEO DEL TRAMO CARRETERO COMPRENDIDO

DESDE EL ENTRONQUE DEL KILMETRO 171+400

CARRETERA INTERAMERICANA (CA-1), HACIA EL CASERO

NUEVO XETINAMIT, DEL MUNICIPIO DE NAHUAL,


Tema que me fuera asignado por la Direccin de Escuela de Ingeniera Civil con

fecha siete de octubre de 2002.

Alvaro Danilo Yllescas Ponce


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ACTO QUE DEDICO

A DIOS Por todas sus bendiciones, su amor y por guiar

mi camino.

A MIS PADRES Grman Yllescas Gmez

Angelina Ponce de Yllescas

Como un reconocimiento a sus esfuerzos.

A MIS HERMANOS Claudia, Anabella, Rodolfo y Mayra.

A MI ESPOSA Wendy Noem Barrios

Por su apoyo incondicional.

A MIS HIJOS Javier Ricardo, Daniel Alfredo y Sal Adolfo

Por su ternura e inspiracin.

A MIS COMPAEROS Ren Barrios, David Hernndez, Mnica Herrarte

Cesar Cruz y Alan Soto.

AGRADECIMIENTO

A: Ing. Juan Merck Cos y Alfredo Arrivillaga, por su

apoyo y valiosa asesora.


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INDICE GENERAL

INDICE DE ILUSTRACIONES V

GLOSARIO VII

RESUMEN XI

OBJETIVOS XI

INTRODUCCIN XII

CAPITULO 1. INVESTIGACION1.1 ASPECTOS MONOGRFICOS DE LA POBLACIN

BENEFICIADA 1

1.1.1 Origen del Camino 1

1.1.2 Planteamiento del problema 2

1.1.3 Justificacin 2

1.1.4 Definicin del rea de influencia 2

1.1.5 Ubicacin geogrfica del proyecto 31.1.5.1 en el contexto de la red vial 3

1.1.5.2 Macro localizacin 3

1.1.5.3 Micro localizacin 3

1.1.6 Clima 4

1.1.7 Vivienda 4

1.1.8 Produccin artesanal 5

1.1.9 Servicios existentes por comunidad 6

1.1.10 Actividad econmica 7

1.1.11 Tenencia de la tierra 8

1.1.12 Educacin 8

1.1.13 Salubridad 9

1.1.14 Estudio poblacional y pronstico de crecimiento 9


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1.1.15 Necesidades de servicios e infraestructura 10

CAPITULO 2. SERVICIO TCNICO PROFESIONAL

2.1 PRELIMINAR DE CAMPO 11

2.1.1 SELECCIN DE RUTA 11

2.1.1.1 Reconocimiento de la ruta 11

2.1.1.2 Seleccin de mapas 1:50,000 11

2.1.2 LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO PRELIMINAR 13

2.1.2.1 Planimetra 13

2.1.2.2 Altimetra 142.1.2.3 Secciones transversales 14

2.1.3 CLCULO TOPOGRFICO DE PRELIMINAR 15

2.1.3.1 Clculo planimtrico 15

2.1.3.2 Clculo altimtrico 16

2.1.3.3 Clculo de secciones transversales 17

2.1.4 DIBUJO DE PRELIMINAR 18

2.1.4.1 Planimtrico 18

2.1.4.2 Altimtrico 18

2.1.4.3 Curvas de nivel 18

2.2 DISEO DE LOCALIZACIN 19

2.2.1 Corrimiento de lnea 19

2.2.2 Clculo de elementos de curva horizontal 21

2.2.3 Determinacin de curva vertical 29

2.3 MOVIMIENTO DE TIERRAS 31

2.3.1 Diseo de la sub-rasante 31

2.3.2 Clculo de correcciones por curva vertical

a sub-rasante 33

2.3.3 Clculo de reas de secciones transversales 35

2.3.4 Clculo de volmenes de movimiento de tierras 36


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2.3.5 Curva de balance 38

2.4 DRENAJES 39

2.4.1 Estudio hidrolgico, Mtodo Racional, para la

determinacin de caudales de diseo 39

2.4.2 Diseo de cunetas y canales de desfogue 43

2.4.3 Diseo de drenajes transversales 44

2.4.4 Contra cunetas 48

2.5 SUELOS 48

2.5.1 Inspeccin de suelos y muestreo 48

2.6 DISEO DE PAVIMENTO 492.6.1 Criterios de pavimentos 49

2.6.2 Anlisis de cargas 51

2.6.4 sbase 51

2.6.5 base 52

2.6.6 Diseo de capa de rodadura 56

2.7 PRESUPUESTO DEL PROYECTO 62

2.7.1 Cuantificacin de renglones 62

2.7.2 Integracin de costos unitarios por rengln 63

2.7.2.1 Factores utilizados 63

2.7.2.2 Modelo de integracin de costos unitarios 64

2.7.3 Costo total del proyecto 66

2.8 ELABORACIN DE PLANOS 67

2.8.1 Dibujo de curvas de nivel 67

2.8.2 Dibujo de curvas horizontales 67

2.8.3 Dibujo de curvas verticales 67

2.8.4 Dibujo de drenajes 67

2.8.5 Dibujo de seccin tpica 68


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CONCLUSIONES 69

RECOMENDACIONES 71

BIBLIOGRAFA 72

APNDICE 7


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NDICE DE ILUSTRACIONES

FIGURAS

1 Inicio de carretera en el kilmetro 171+400 carretera

Interamericana 1

2 Vivienda con paredes de adobe y techo de lmina 4

3 Telar para confeccionar cinchos tpicos 6

4 Escuela de primaria casero Chiquix 8

5 Centro de Convergencia Comunidad Chiquix 8

6 Conservacin de pendiente 12

7 Curvas de nivel en carretera 18

8 Corrimiento 19

9 Delta () 21

10 Grado de una curvatura 22

11 Elementos de curva horizontal 24

12 Ejemplo de curvas horizontales 28

13 Tipos de curva vertical 30

14 Ejemplo de curva vertical 34

15 Volmenes en relleno 36

16 Distancias de paso 37

17 Detalle de cuneta 43

18 Seccin tpica E 44

19 Seccin de drenaje transversal 45

20 Planta caja recolectora de caudales 45

21 Seccin caja recolectora de caudales 4622 Detalles de cabezales de salida 46

23 Detalles de drenajes transversales con aletones 47

24 Curvas de granulometra para bases 53

25 ndice de planos del proyecto 68


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26 Plano ndice del proyecto 76

27 Plano de localizacin 77

28 Plano de planta perfil general 78

29 Plano de banco de materiales 79

30 Plano de planta perfil 80

31 Plano de secciones transversales 81

32 Plano de movimiento de tierras 82

33 Plano de tablas 83

34 Plano de seales 84

TABLAS

I Infraestructura social existente en las comunidades 6

II Poblaciones en la fase 1 10

III Necesidades de las comunidades 10

IV Libreta de campo 15

V Coordenadas parciales y totales 16

VI Libreta de campo calculada 17VII Libreta de secciones 17

VIII Clculo de niveles de libreta de secciones 17

IX Velocidades de diseo segn tipo de seccin 23

X Valores de K, segn velocidad de diseo 30

XI Calculo de raspante en una curva vertical 35

XII Diseo de espesores 60

XIII Clasificacin de materiales 61

XIV Cuantificacin 62

XV Factores 63

XVI Integracin de costos unitarios 64

XVII Costo final 66

XVIII Ejemplo de clculo topogrfico 74


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GLOSARIO

Alquitrn Es un material bituminoso, viscoso o fluido obtenido

por destilacin destructiva de materiales orgnico

como carbn, lignito, madera y material vegetal. La

palabra alquitrn debe ir siempre acompaada del

nombre de la materia del cual es extrado.

Ampliacin de curva Incremento al ancho de corona y de calzada, en el

lado interior de las curvas del alineamiento

horizontal.

Asfalto emulsionado Es una emulsin de cemento asfltico y agua,

conteniendo una pequea cantidad de agentes

emulsivo.

Banqueta Faja destinada a la circulacin de peatones, ubicada

generalmente a un nivel superior al de la calzada.

Betunes Son mezclas de hidrocarburos naturales o

pirogenados, o combinacin de ambos, que pueden

ser gaseosos, lquidos, semislidos o slidos, y que

son completamente solubles en bisulfuro de carbono.

Bombeo Pendiente transversal descendente de la corona o

subcorona, a partir de su eje y hacia ambos lados,

en tangente horizontal


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Bordillo Elemento que se construye sobre los acotamientos,

unto a los hombros de los terraplenes, para evitar

que el agua erosione el talud del terrapln.

Calzada Parte de la corona destinada al trnsito de vehculos.

Cemento asfltico Es asfalto refinado, o una combinacin de asfalto

refinado y aceite fluidificante, de consistencia

apropiada para trabajos de pavimentacin.

Contracuneta Canal que se ubica arriba de la lnea de ceros de los

cortes, para interceptar los escurrimientos

superficiales del terreno natural.

Corona Superficie terminada de una carretera, comprendida

entre sus hombros.

Cuneta Canal que se ubica en los cortes, en uno o en

ambos lados de la corona, contiguo a la lnea de

hombros, para drenar el agua que escurre por la

corona y el talud.

Curva vertical Arco de parbola de eje vertical que une dos

tangentes del alineamiento vertical.

Derecho de va Superficie de terreno cuyas dimensiones fija la

Direccin General de Caminos, que se requiere para

la construccin, conservacin, reconstruccin,

ampliacin, proteccin en general, para el uso

adecuado de una va de comunicacin y de sus

servicios auxiliares.


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Grado de curvatura ngulo subtendido por un arco de circunferencia de

veinte metros de longitud.

Pendiente Relacin entre el desnivel y la distancia horizontal

que hay entre dos puntos.

Rasante Proyeccin del desarrollo del eje de la corona de

una carretera sobre un plano vertical.

Seccin transversal Corte vertical normal al alineamiento horizontal de la

carretera.

Talud Inclinacin de la superficie de los cortes o de los

terraplenes.

Tangente horizontal Tramo recto del alineamiento horizontal de una

carretera.

Tangente vertical Tramo recto del alineamiento vertical de una

carretera


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RESUMEN

Dada la importancia que tiene para el desarrollo humano un proyecto vial, el

presente trabajo de graduacin est dirigido a seleccionar la mejor opcin para

solucionar el problema: La falta de una ruta mas corta que permita el comercio

entre los departamentos de Solol y Suchitepquez, a travs de los municipios

Nahual en Solol y Santo Toms la Unin en Suchitepquez.

La fase de investigacin trata sobre la monografa del lugar, ya que se

observ a las poblaciones desde los siguientes puntos de vista: geogrfico,

climtico, social, productivo, educativo y de salud. Determinando que las

poblaciones pertenecientes al municipio de Nahual, departamento de Solol, son

de tierra fra, con condiciones econmicas de pobreza, con niveles educativos

bajos y que por sus actividades se definen como comunidades agropecuarias y

artesanales, ya que adems de cultivar tambin pastorean ovejas y hacen telas

para la venta.

Para dar una posible solucin tcnica al problema, se efectuaron todas

aquellas actividades necesarias de las cuales se pueden mencionar: visitas

preliminares, levantamiento topogrfico, clculo topogrfico, diseo geomtrico,

movimiento de tierras y sus volmenes, drenajes transversales y longitudinales,

diseo de pavimento, presupuesto y dibujo de planos. El resultado de lo anterior

es el diseo de la geometra y el pavimento, seccin tipo E, carpeta de rodadura

de pavimento flexible. El costo estimado para esta fase es de

Q 13,787,114.53 con una longitud final de 11 kilmetros con 240 metros.


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OBJETIVOS

General

- Realizar la planificacin y diseo del tramo carretero comprendido

desde el entronque en el km. 171+400 carretera Interamericana (CA-

1) Municipio de Nahual hacia Santo Tomas La Unin Municipio del

de Suchitepquez.

- Desarrollar una investigacin de tipo monogrfica de la comunidad,

donde enfoque aspectos de tipo social, econmico, cultural,

religiosos y ubicacin, y una investigacin diagnstica sobre

necesidades de servicios bsicos e infraestructura.

- Capacitar a los lderes comunitarios, en este caso los miembros de los comits que operan en las diferentes comunidades, de tal manera

que puedan contribuir directamente en el mantenimiento de la

carretera, en aspectos de limpieza, drenajes y cunetas.


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INTRODUCCIN

El presente trabajo de graduacin est dirigido a elaborar el diseo

geomtrico y del pavimento del tramo carretero que inicia en el entronque del

kilmetro 171+400 de la Carretera Interamericana (CA-1), jurisdiccin del

municipio de Nahual, en el departamento de Solol, hacia el municipio de Santo

Tomas la Unin, en el departamento de Suchitepquez, este proyecto consta

aproximadamente de 44 kilmetros, los cuales por motivos de facilidad se han

dividido en 4 fases. El motivo del presente trabajo de graduacin consiste en

desarrollar la fase 1 del proyecto, esta fase comprende: desde el entronque de la

Carretera Interamericana en el kilmetro 171+400 hasta la comunidad Nuevo

Xetinamit.

El tramo carretero es existente y presenta un alineamiento tipo F, es decir; es

de terracera con un ancho promedio de 4.00 metros. Las condiciones fsicas de

dicho tramo carretero son malas, y en algunas partes presenta exceso de

pendiente lo que dificulta el acceso de vehculos de transmisin sencilla.

Lo anterior es parte del problema, sin embargo, el problema principal es: La

falta de una ruta corta que permita el comercio entre los departamentos de Solol

y Suchitepquez, a travs de los municipios Nahual en Solol y Santo Toms la

Unin en Suchitepquez.

En el presente estudio se muestran las actividades que se efectuaron para

elaborar la investigacin y el diseo. La solucin adoptada es la pavimentacin de

tipo flexible, con una seccin tipo E, con todos los componentes necesarios como:

cunetas, drenajes transversales, sub base, base y carpeta de rodadura.


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1. ASPECTOS MONOGRAFICOS DE LA POBLACION

BENEFICIADA1.1 Origen del camino

El Proyecto inicia en el entronque de la carretera Interamericana (CA-1), en

el kilmetro 171+400 y llega a la comunidad Nuevo Xetinamit, la longitud de la

carretera es de 11+240 kilmetros segn el diseo geomtrico. La razn de este

proyecto es comunicar 22 comunidades que se encuentran localizadas en el rea

de la bocacosta, el municipio de Nahual se encuentra dividido en dos regiones, la

primera tierra fra y la segunda bocacosta, actualmente el nico acceso hacia las

comunidades de la bocacosta es Quetzaltenango-Suchitepquez, por este tramo

el recorrido es de 120 kilmetros mientras que por el tramo propuesto ser de 54

kilmetros, 10 kilmetros de Nahual al entronque del kilmetro 171+400 y

44+000 mas hasta San Antonio La Unin.

Figura 1. Inicio de la carretera en el kilmetro 171+400 Carretera

Interamericana


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Dentro del tramo se localizan tres comunidades, Parraxqum ubicada en el

kilmetro 4+600, Chiquix ubicada en el kilmetro 6+800 y Xetinamit en el

kilmetro 8+400. Actualmente la va de comunicacin dentro de estas tres

comunidades, es un camino de terracera en malas condiciones.

1.2 Planteamiento del problema

Actualmente 22 comunidades ubicadas en el rea de la bocacosta

pertenecientes al municipio de Nahual, Solol, no cuentan con una va de acceso

directa al municipio, su acceso ms cercano con va asfaltada lo tienen por el

Departamento de Quetzaltenango y Suchitepquez con un recorrido de 120

kilmetros. Esto les genera costos extra en transporte y tiempo.

1.3 Justificacin

Este proyecto, merece su ejecucin fsica, puesto que en el rea de influenciase producen telares, papa, lana, maz, abas, trigo, etc. La ruta creara la

comercializacin entre tierra fra y la bocacosta o sea, Solol y Suchitepquez,

situacin que indudablemente mejorar la calidad de vida de la poblacin.

1.4 Definicin del rea de influencia

El rea de influencia del proyecto fue definida con base a los mapas

cartogrficos de la Repblica de Guatemala y a las visitas realizadas en la zona

del proyecto, la cual est conformada por el Municipio de Nahual en el

Departamento de Solol y el Municipio de Santo Toms la Unin Departamento de

Suchitepquez.


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1.5 Ubicacin geogrfica del proyecto

1.5.1 En el contexto de la red vial

El proyecto a ejecutarse ser clasificado en el ordenamiento vial de

carreteras de la Repblica de Guatemala, como una ruta nacional, debido a que

integra los municipios de Nahual y Santo Toms la Unin de los departamentos

de Solol y Suchitepquez respectivamente. En este caso en particular la fase 1

integrar las comunidades de Parraxqum, Chiquix y Xetinamit, facilitando la

comunicacin con su cabecera Municipal Nahual y la Cabecera Departamentalde Solol.

1.5.2 Macrolocalizacin

A nivel de macrolocalizacin, el proyecto se ubica en los Municipios de

Nahual y Santo Toms la Unin que pertenecen a los Departamentos de Solol y

Suchitepquez, este espacio geogrfico pertenece a la Regin VI (Sur occidente)

que comprende los Departamentos de Totonicapn, Quetzaltenango, San Marcos

y Retalhuleu, el proyecto tiene una longitud de 44 kilmetros siendo la fase 1 de

11+240 kilmetros.

1.5.3 Microlocalizacin

A nivel de microlocalizacin el proyecto ser una carretera con pavimento

flexible, que parte del entronque del kilmetro 171+400 ruta Interamericana que

llega hasta el kilmetro 44+000 en el Municipio de Santo Toms la Unin, en la

fase uno, se realizar el tramo desde el entronque hasta el kilmetro 11+240.


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La distancia total de Guatemala a la cabecera municipal de Nahual

utilizando la ruta CA-01 es de 160+500 kilmetros, luego por la misma ruta 10+000

kilmetros se encuentra el entronque que conduce hasta Santo Toms la Unin,

por una carretera de terracera en mal estado.

1.6 Clima

El municipio de Nahual pertenece a las tierras altas del altiplano central y la

cadena volcnica con montaas, colinas y conos volcnicos, se encuentra a una

altura de 2,467 metros sobre el nivel del mar, por lo que generalmente su clima esfro. En tanto Santo Toms La Unin, se encuentra a una altura de 880 metros

sobre el nivel del mar, siendo su clima clido.

1.7 Vivienda

La tipologa de la vivienda de tierra fra, responde a factores climticos y

culturales. Se pueden observar ventanas pequeas, puertas bajas y en algunos

casos, sobrecielos de madera. Muchas viviendas cuentan con temascal (bao de

vapor), construido de adobe.

Figura 2. Vivienda con paredes de adobe y techo de lmina


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El tipo de vivienda que predomina en las Aldeas y caseros ubicados en la

bocacosta es de adobe o mixto (block o ladrillo); techo de teja, paja o lmina

galvanizada, de uno a tres ambientes internos. La tipologa para el rea de la

bocacosta tambin responde a factores climticos y culturales. Se puede

observar ventanas pequeas o ausencia total de ellas, as como puertas altas.

Muchas viviendas cuentan con temascal, construido de adobe.

1.8 Produccin artesanal

La produccin artesanal es muy importante en Nahual. Entre los productos

que se fabrican, tanto para uso domstico como para la comercializacin en

distintos mercados tursticos de la localidad, se pueden mencionar los siguientes:

Textiles

Para consumo local se elaboran huiples, fajas y cintas para el tocado

femenino; rodilleras, camisas y pauelos para el tocado masculino. Para la

comercializacin se elaboraran huiples, servilletas, manteles. Dichos artculos se

manufacturan en telares de cintura-pie.

Adems, algunos artesanos se dedican a fabricar tejidos tpicos como

camisas, pantalonetas y pantalones.


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Figura 3. Telar para confeccionar trajes tpicos

1.9 Servicios existentes por comunidad

Las comunidades objeto de este estudio Parraxqum, Chiquix, Nuevo

Xetinamit, cuentan con los servicios siguientes:

Agua potable

Energa elctrica

Telfonos comunitarios

Adems de estos servicios comunes, cuentan con otros servicios como lo

son:

Tabla I. Infraestructura social existente en las comunidades

Parraxqum Chiquix Nuevo Xetinamit

Mini-riego Centro de convergencia Saln comunal

Campo de ftbol Escuela pre-primaria, primaria Cancha de ftbol

Cementerio Iglesia evanglica Escuela primaria

Saln comunal


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1.10 Actividades econmicas

Produccin agrcola

Maz: se produce en todas las comunidades. Las tcnicas de produccin son

tradicionales, por lo que los rendimientos por rea cultivada son de baja cuanta,

estimndose la cosecha de uno y medio a dos quintales por cuerda de 25 X 25

varas. Su destino es autoconsumo.

Frijol: se produce tambin en todas las comunidades, siendo el rendimiento de 25libras, es decir, un quintal por cuerda.

Trigo y papa: desde el punto de vista comercial, estos son los principales cultivos

del rea de tierra fra; se produce en todas las comunidades obteniendo un

rendimiento de 1 a 2 quintales por cuerda; y en trigo dos quintales por cuerda.

Frutas: en los poblados de tierra fra, que reportan rboles frutales, la importancia

por especie es la siguiente: durazno 30 comunidades, aguacate en 27, ciruela en

23 y manzana en 13. En cuanto a la bocacosta el cultivo de mayor importancia es

el banano, 48 comunidades lo producen, seguido de ctricos en 32 y zapote en 24.

Los frutales no estn ordenados en plantaciones, pues generalmente se

encuentran dispersos en las reas destinadas a los cultivos anuales. El caso del

banano difiere, pues es una explotacin de plantaciones que se utiliza como

sombra para los cafetos.


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1.11 Tenencia de la tierra

Segn informacin proporcionada por las comunidades y autoridades

municipales, la totalidad del territorio de Nahual est constituida por tierras

municipales, las personas que habitan estas tierras, nicamente tienen un derecho

de uso, el cual es heredable.

1.12 Educacin

Segn se observ en el inciso 1.1.9 los servicios existentes, en todas lascomunidades que se encuentran a lo largo del proyecto, cuentan con Escuela

primaria, la cual es atendida con asesoria de CONALFA (comit Nacional de

Alfabetizacin).

Figura 4. Escuela de primaria, casero Chiquix


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1.13 Salubridad

De las tres comunidades en estudio, nicamente la comunidad Chiquix

cuenta con un centro de convergencia. En las aldeas Parraxqum y Nuevo

Xetinamit, no cuentan ningn tipo de atencin a la salud, por lo que tienen que

recurrir a los servicios de salud en el municipio de Nahual. Los servicios

estatales de salud en el Municipio de Nahual estn a cargo de un Centro de

Salud tipo B, ubicado en la cabecera Municipal, que cuenta con un Mdico, una

enfermera graduada, cinco auxiliares de enfermera, dos tcnicos de salud rural,

59 promotores de salud, un laboratorista, un secretario y un operativo.

Figura 5. Centro de convergencia, Comunidad Chiquix

1.14 Estudio poblacional y pronstico de crecimiento

La tasa de crecimiento del Municipio de Nahual, segn la unidad tcnica de

la Municipalidad de Nahual es de 3.2%. El censo de las comunidades

Parraxqum, Chiquix y Nuevo Xetinamit el ao 2002 y su proyeccin a 20 aos es

la siguiente:


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Tabla II. Poblaciones en la fase 1

Ao Parraxqum Chiquix Nuevo Xetinamit

2002 430 571 213

2022 807 1072 400

1.15 Necesidades de servicios e infraestructura

Las necesidades expresadas por los comits de las distintas comunidades

son las siguientes.

Tabla III. Necesidades de las comunidades

Parraxqum Chiquix Nuevo Xetinamit

Drenajes Cementerio Drenajes

Saln de usos mltiples Transporte Puesto de Salud

Letrinizacin Auxiliatura Municipal Mercado


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2. ASPECTOS TCNICOS DEL PROYECTO

2.1 Preliminar de campo

2.1.1 Seleccin de ruta

2.1.1.1 Reconocimiento en campo

Por medio de una visita de campo a la carretera existente, se determinaron

los lugares con mayor pendiente y geometra que no se ajustaba a la velocidad de

diseo, se determinaron los lugares donde podran hacerse los cambios de lnea

necesarios para darle una mayor longitud de desarrollo a las pendientes y mayor

grado de curvatura a la geometra de la carretera para que el diseo geomtrico

cumpliera con las velocidad de diseo.

La seleccin de ruta es muy importante, pues es el paso en el cual sedetermina por donde pasar la lnea central de la carretera, en los tramos donde

no es posible determinar un cambio de lnea en campo es indispensable utilizar los

mapas cartogrficos.

2.1.1.2 Empleando mapas 1 : 50,000 (para brechas)

Cuando en la visita de campo no puede escogerse la ruta, se realizar una

seleccin de ruta por medio de mapas cartogrficos, ya que estos contienen

bastante informacin til, como accidentes geogrficos, topografa y otros, por lo

que por medio de estos se puede realizas la seleccin de ruta. El mtodo utilizado

fue el de conservacin de penitente, es aconsejable para regiones montaosas


29/94

por medio de este mtodo se determinan los cambios de lnea obligada para

mejorar el diseo geomtrico.

Conservacin de la pendiente: consiste en mantener una pendiente constante.

Los pasos para obtener la distancia que se debe recorrer entre una curva de nivel

y otra, en pendiente positiva o negativa, se obtiene de la manera siguiente:

Distancia horizontal: Intervalo de nivel

Pendiente (%) / 100

La aplicacin del mtodo requiere de un comps de precisin, al cual se le

coloca la distancia horizontal calculada con la pendiente constante, se pone en el

punto de inicio y se busca la siguiente curva de nivel en el mapa 1:50,000, uniendo

los puntos marcados se obtiene la lnea de pendiente constante que ser usada

en la seleccin de ruta. A manera de ejemplo se tienen los datos siguientes:

Pendiente 10%

Intervalo de nivel: cota 100.00 cota 96.00 = 4.00 m.

Distancia horizontal = 4m / 0.1 = 40.00 m.

Figura 6. Curvas de nivel

99.00

98.00

101.0

0

100.0

0 40.00 m.

97.00

96.00

95.00

Linea central


30/94

2.1.2 Levantamiento topogrfico de preliminar

2.1.2.1 Planimetra

El levantamiento topogrfico planimtrico, se realiz como una poligonal

abierta utilizando el mtodo de conservacin de azimut, con orientacin de

estacin a estacin de 180 grados.

Entre estacin y estacin se dejaron marcas de trompos en la lnea central

y estacas a un lado de las mismas, en las cuales se marc el kilometraje que tieneel trompo, ejemplo: 0+020, 0+040, 0+060 etc.

Para el replanteo de la lnea central, se fundieron mojones o referencias a

cada 500 metros, los que estn indicados en los planos, convirtindose estos en

puntos de control para el replanteo de la lnea horizontal.

Para la realizacin de los trabajos de planimetra y sealizacin en campo

de la topografa se utiliz el equipo siguiente:

Teodolito Sokia modelo DT-6

Trpode

Brjula

2 plomadas

Cinta mtrica

Trompos (para marcar la lnea central)

Estacas (para identificar el caminamiento de los trompos)

En el apndice se presentan los planos, en los cuales se puede observar la

planimetra del proyecto.


31/94

2.1.2.2 Altimetra

El levantamiento topogrfico de altimetra se realiz de acuerdo a una

nivelacin de primer orden con bancos de marca ubicados en lugares donde

pudieran ser replanteados.

Para el replanteo de niveles, se fundieron mojones a cada kilmetro, los

que estn indicados en los planos.

Para la realizacin de los trabajos de altimetra se utiliz el equipo siguiente:

Nivel de precisin marca Sokia

Trpode

Estadia

En el apndice se presentan los planos, en los cuales se puede observar laaltimetra del proyecto.

2.1.2.3 Secciones transversales

Estas se realizan a lo largo de la carretera, en cada punto de nivelacin,

con el fin de definir las curvas de nivel en el derecho de va, la alturas se miden

con un nivel de mano, en cada cambio de pendiente, sirven para definir: la orilla de

la carretera, la cuneta, el principio del talud, la corona del talud la contra cuneta y

el terreno natural, definiendo as la topografa del lugar.


32/94

La informacin debe obtenerse dentro de una franja de 15 metros, a cada

lado de la lnea central, el modelo de libreta de campo lo podemos observar en el

apndice.

Los trabajos de seccionamiento se realizaron con el equipo siguiente:

Nivel de mano

Estadia

Cinta mtrica

2.1.3 Clculo topogrfico

2.1.3.1 Clculo planimtrico

Para el clculo se utiliza el mtodo Pensilvania, dando como resultado las

coordenadas totales de la lnea central preliminar.

El mtodo de Pensilvania consiste en calcular coordenadas parciales pormedio de utilizacin de las funciones trigonomtricas seno y coseno, se asume

que las coordenadas de la primera estacin sern X = 0.00 y Y = 0.00, luego con

el ngulo horizontal y distancia se obtienen lasX yY, las cuales se suman

algebraicamente para obtener las coordenadas totales.

Ejemplo:

Tabla IV. Libreta de campo

AzimutEstacin Punto

observado grados Minutos. Segundos.

Distancia observaciones

E-0 E-1 95 30 20 45.86 Estacin

E-1 E-2 32 25 10 86.25 Estacin


33/94

X = seno (95.5055) * 45.86 = 45.6484

Y = coseno (95.5055) * 45.86 = -4.3999

X = seno (32.4194) * 86.25 = 46.2397

Y = coseno (32.4194) * 86.25 = 72.8075

Tabla V. Coordenadas parciales y totales

Estacin Punto

observado

X Y X total Y total

E-0 0.0000 0.000

E-0 E-1 45.6484 -4.3999 45.6484 -4.3999

E-1 E-2 46.2397 72.8075 91.8881 68.4076

2.1.3.2 Clculo ltimtrico

Para el clculo de las cotas se parti de un valor asumido (cota) en este

caso fue mil y luego aplicando frmulas para el clculo de la altura de instrumento

y la cota de nivelacin, se obtuvieron los datos necesarios para representar

grficamente el perfil.

Frmulas

Altura de instrumento = vista atrs + cota inicial

Cota de nivelacin = altura de Instrumento vista adelante


34/94

Tabla VI. Libreta de campo calculada

Punto

observado

Vista

atrs

Altura de

instrumento

Vista

adelante

Cota de

nivelacin

E-1 1001.51 2.10 999.41E-0 = B.M. 1.51 1001.51 1000.00

0+020 1001.51 2.55 998.960+040 1001.51 3.78 997.73P.V. 0.56 998.22 3.85 997.66E-2 1.46 996.76

2.1.3.3 Clculo de secciones transversales

El calculo de las cotas de seccin transversales, requiere que se conozcan

las cotas del eje central pues a estas se les suman o restan los datos de la libreta

de campo.

Tabla VII. Libreta de secciones

Izquierda Derecha

Dist./elev Dist./elev Dist./elev Esta. Dist./elev Dist./elev Dist./elev

15.30/-1.20 12.20/-0.50 3.50/-0.20 E-0 3.30/+0.30 10.50/+0.75 15.60/+1.35

14.80/-1.35 10.50/-0.45 3.30/-0.30 0+020 3.10/+0.40 9.75/+0.95 15.30/+1.65

Tabla VIII. Clculo de niveles de libreta de secciones

Elev. Elev. Elev. Esta. Elev. Elev. Elev.

998.80 999.50 999.80 E-0 = 1000.00 1000.30 1000.75 1001.35

998.65 999.55 999.70 0+020 = 998.96 1000.40 1000.95 1001.65


35/94

2.1.4 Dibujo de preliminar

2.1.4.1 Planimtrico

Esta es la representacin grfica en planta de la carretera, se dibuja en un

plano cartesiano por medio de las coordenadas totales de las estaciones. Para el

efecto se aplic el programa Autocad, dibujada la lnea central en planta sirvi

para el clculo de los azimuts y distancias de la lnea de localizacin.

2.1.4.2 Altimtrico

En el dibujo de planta colocamos los niveles de cada estacin a lo largo de

la lnea preliminar. Estos servirn para dibujar las curvas a nivel y los perfiles de

diseo, ya que la lnea de localizacin o lnea central de la carretera no pasa

exactamente por la lnea preliminar de topografa, pero con la interpolacin de

curvas a nivel se puede dibujar el perfil de la lnea de localizacin.

2.1.4.3 Curvas a nivel

Es la representacin grfica de los niveles de la carretera, pueden

localizarse por interpolacin, de acuerdo con las distancias obtenidas en el

levantamiento planimtrico y los niveles del levantamiento altimtrico y secciones

transversales. Por medio de las curvas a nivel del levantamiento se determinaron

las pendientes del terreno. Ejemplo de curvas a nivel.

Figura 7. Curvas de nivel

DE NIVELCURVAS


36/94

2.2 Diseo de localizacin

2.2.1 Corrimiento de la lnea

La lnea de localizacin se disea de acuerdo a la topografa del terreno, en la cual

se ubican puntos fijos como puentes, casas, poblaciones, ros, rellenos, roca, etc.

Cuando el levantamiento se hace para rehabilitar una carretera, la lnea de

localizacin coincide con la lnea preliminar, en algunos tramos, en tanto que endonde se hacen modificaciones no coinciden, esto permite establecer puntos de

control entre la lnea preliminar y de localizacin como se muestra en la figura

siguiente:

Figura 8. Corrimiento

De los clculos de la lnea preliminar, se tienen las coordenadas totales de los

puntos de interseccin (PI), para calcular las coordenadas de la lnea de

localizacin se siguen los siguientes pasos.


37/94

1. Se dibuja una lnea perpendicular a la lnea preliminar (P2) hasta interceptar

con el PI de localizacin (P3), se mide la distancia entre el PI(P3) y el punto

perpendicular (P2), luego desde el PI preliminar (P1) y el punto perpendicular

(P2).

2. Con la coordenadas del PI preliminar (P1), el azimut invertido y la distancia

del P1 a P2, calcular las coordenadas del punto P2, ubicados en el punto P2,

con el azimut invertido restar 90 para el nuevo azimut de la lnea P2 P3.

3. Con la coordenadas del punto P2, el azimut de la lnea P2-P3 y la distanciaP2 - P3 se calculan las coordenadas del PI de localizacin P3 ejemplo:

Datos

Distancia entre P3 y P2 = 0.71 m.

Distancia entre P1 y P2 = 0.40 m.

Coordenadas PI preliminar P1 = 91.8881 , 68.4076

Azimut 1 = 95.5055

Clculo

Azimut invertido =95.5055 + 180 = 275.5055

X = seno (275.5055) * 0.40 = -0.3982

Y = coseno (275.5055) * 0.40 = 0.0384

Coordenadas totales punto P2 = 91.8881+ (-0.3982) , 68.4076 + (0.0384)

P2 = 91.4899 , 68.4460

Nuevo azimut = 275.5055 90 = 185.5055

X = seno (185.5055) * 0.71 = -0.0681

Y = coseno (185.5055) * 0.71 = -0.7067


38/94

coordenadas totales punto P3 = 91.4899 + (-0.0681) , 68.4460 + (-0.7067)

P3 = 91.4218 , 67.7393

El procedimiento es aplicable en todos los puntos de la lnea de localizacin donde

usando relacin de tringulos, ley de senos y cosenos, se calculan coordenadas

totales.

Las distancias P1-P2 y P2-P3, se denominan puntos de control, son importantes,

ya que amarran las lneas de preliminar y localizacin las que pueden verificarse

en campo.

2.2.2 Clculo de elementos de curva horizontal

- Clculo de delta ().

Entre dos azimuts existe un delta o diferencia angular, la forma de calcular

es restando el azimut 2 del azimut 1. El sirve para escoger el tipo de curva quese utilizar, mientras mas grande es el se utiliza un grado de curvatura mayor.

Figura 9. Delta


39/94

Para un = 40 grados como en el ejemplo se utiliza una curva grado 24 segn la

Direccin General de Caminos.

Clculo de elementos de curva horizontal

Se le llama curva circular horizontal, al arco de circunferencia del

alineamiento horizontal que une dos tangentes, luego de calcular los puntos de

interseccin, las distancias y los azimut, se procede al clculo de las partes de

curva que servirn para el trazo de la carretera.

-Deduccin de frmulas

Las frmulas de una curva horizontal estn definidas por el grado de una

curva (G), se define el grado de curva (G) como el ngulo central, sustentado por

un arco de 20 metros. A partir de esta definicin se obtienen las frmulas de los

diferentes elementos de una curva circular, como se muestra en la grfica

siguiente:

Figura 10. Grado de una curva

RG

GGR

R

G 9156.11459156.1145

2

360*20

2

20

360==

=

=


40/94

Para el clculo de los elementos de curva, es necesario tener las distancias entre

los puntos de interseccin (PI) de localizacin, el azimut y el grado de curvatura

(G) que el diseador escoger de acuerdo al y la velocidad de diseo, segn la

tabla siguiente:

Tabla IX. Velocidad de diseo, segn tipo de seccin

T.P.D.A De Carretera velocidad de Radio Pendiente Ancho de

diseo (km.) mnimo(m.) mxima (%) calzadaTipo "A" 2 x 7.20

3000.00 Llanas 100.00 375.00 3.00A Onduladas 80.00 225.00 4.00

5000.00 Montaosas 60.00 110.00 5.00Tipo "B" 7.20


3000.00 Montaosas 40.00 47.00 8.00

Tipo "C" 6.50900.00 Llanas 80.00 225.00 6.00

A Onduladas 60.00 110.00 7.001500.00 Montaosas 40.00 47.00 8.00

Tipo "D" 6.00500.00 Llanas 80.00 225.00 6.00

A Onduladas 60.00 110.00 7.00

900.00 Montaosas 40.00 47.00 8.00

Tipo "E" 5.50100.00 Llanas 50.00 75.00 8.00

A Onduladas 40.00 47.00 9.00

500.00 Montaosas 30.00 30.00 10.00Tipo "F" 5.50


100.00 Montaosas 20.00 18.00 14.00Fuente: Direccin General de Caminos de Guatemala (D.G.C.G.)

Una vez escogida la curva, se calculan sus elementos, entre los que se

encuentran la sub-tangente (St), el largo de curva (Lc), el radio (R), el principio de


41/94

curva (PC), el delta (), la cuerda mxima (CM) , la ordenada media (Om), el

externl (E), el centro de la curva, el punto de interseccin (PI), como se muestra

en la grfica siguiente.

Figura 11. Elementos de una curva horizontal

Longitud de curva (LC).


42/94

Es la longitud del arco comprendida entre el principio de curva (PC) y el principio

de tangencia (PT) segn grfica 4.

360

2

3602

=

=

RLC

R

LC

GG

GLC

=

=

=*20

*360

*9156.1145*2

360

*9156.1145

*2

Ejemplo:

De la grfica 5 obtenemos = 101 14 51 = 101.2475, G = 50 para calcular la

longitud de curva (LC).

50.4050

2475.101*20*20==

=

GLC

Sub-tangente (St):

Es la distancia entre el Principio de Curva (PC) y el Punto de Interseccin(PI), ya que la curva es simtrica, la distancia entre el Punto de Interseccin (PI) y

el principio de tangencia (PT) es igual. Ver grfica No.4.

2*

2

==

TgrSt

R

StTg

Ejemplo: de la grfica 5 tenemos =101 14 51=101.2475, G=50, r=22.92

9269.272

2475.101*92.22

2* ==

= tgTgrSt

Cuerda mxima (Cm).


43/94

Es la distancia en lnea recta desde el principio de curva (PC) al principio de

tangencia (PT) ver grfica 4.

2**2

2*

2

2

2

=

==

SenRCmSenR

Cm

R

Cm

Sen


4342.352

2475.101*92.22*2

2**2 ==

= senSenRCm

Externl (E)

Es la distancia desde el PI al punto medio de la curva ver grfica 4.

2*

2

21(

2

2*

22*

2*

2*

2

=

=

=

=

=

+

+=

SecR

Cos

CosR

E

Cos

CosRR

E

CosRRCosE

RCosECosR

ER

RCos


2080.132

2475.101

*92.222* ==

= SecSecRE

Ordenada media (Om):


44/94

Es la distancia dentro del punto medio de la curva y el punto medio de la

cuerda mxima, ver figura 4.

)2

1(

2*

2*

2

=

=

=

=

CosRM

CosRRM

MRCosR

R

MRCos

Ejemplo; de la grfica 5 se tiene =101 14 51=101.2475, G=50, r=22.92

3793.8)2

2475.1011(92.22)

21( ==

= CosCosRM

Para el clculo de los estacionamientos de la lnea de localizacin, se utilizan los

datos de sub tangente y longitud de curva, para obtener el PC, se restan la subtangente del punto de interseccin, luego para obtener el principio de tangencia se

suma la longitud de curva y as sucesivamente, ejemplo:

datos:

.93.271

.50.40

"51141011

501

mSt

mLC

G

=

=

=

=

87.122

33.19

"538962

1002

=

=

=

=

St

LC

G

Solucin:


45/94

12.46961

93.2705.49761

111

+=

+=

=

Pc

Pc

StEstPIPc

62.50961

50.4012.46961

111

+=

++=

+=

Pt

Pt

LCPcPt

94.13

)87.1293.27()05.497679.5516(

)21()12(

=

+++=

+=

Tg

Tg

StStEstPIEstPITg

56.52362

94.1362.50962

12

+=

++=

+=

Pc

Pc

TgPtPc

88.54262

33.1956.52362

222

+=

++=

+=

Pt

Pt

LcPcPt

Figura 12. Ejemplo de curvas horizontales


46/94

2.2.3 Determinacin de curva vertical

Son utilizadas en el perfil de la sub rasante, sirven para unir la pendiente de

entrada con la de salida y para suavizar los cambios de pendiente, puesto que a

travs de su longitud, se efecta un cambio gradual de concavidad,

proporcionando una operacin segura y confortable en el manejo del vehculo.

Cuando la diferencia de pendientes es menor al 0.5%, no es necesario

proyectar una curva vertical, pues el cambio de pendiente es muy pequeo y se

pierde durante la construccin.

Existen varios tipos de curvas verticales, la que usa la Direccin General de

Caminos de Guatemala, es la parablica simple, debido a la facilidad del clculo y

adaptabilidad a las condiciones necesarias de operacin.

Para el diseo deben considerarse las longitudes mnimas permisibles de

las curvas, con el fin de evitar traslape entre las mismas y permitir mejor visibilidad

al conductor. Para el clculo de las curvas se debe tener en cuenta lo siguiente:

-Visibilidad de parada

La longitud mnima de las curvas verticales, se calcula con la expresin

siguiente:

AkL *=

siendo L= Longitud mnima de la curva vertical en metros.

A= Diferencia algebraica de las pendientes de las tangentes

verticales, en porcentaje.


47/94

K= Parmetro de la curva, cuyo valor mnimo se especifica en la figura siguiente.

Figura 13. Tipos de curva vertical

La longitud mnima de las curvas verticales en ningn caso deber ser menor a loindicado en la Tabla siguiente.

Tabla X. Valores de K, segn velocidad de diseo

Velocidad de diseoValores de K, segn tipo decurva

en K.P.H. Cncava Convexa10 1 020 2 130 4 240 6 450 9 760 12 1270 17 1980 23 2990 29 43

100 36 60

Ejemplo: encontrar la longitud mnima de curva vertical si la diferencia algebraica

de pendientes es 6%, la curva es cncava y la velocidad de diseo 40 kilmetros

por hora.

AkL *= =6*6 = 36 m.

2.3 Movimiento de tierras


48/94

2.3.1 Diseo de la sub-rasante

El diseo de la sub-rasante en el perfil de localizacin se realiza por tanteos, los

cuales disminuirn nicamente de acuerdo con la experiencia del diseador. El

movimiento de tierras deber ser un factor importante a la hora del trazo de las

tangentes verticales, pues cuando este es menor, influye en la economa de la

carretera; el balance de masas es uno de los criterios que se tienen que utilizar,

pues, con este, se busca en un tramo de 500 metros, balancear los cortes con los

rellenos para no tener material de prstamo, es recomendable que los cortes

queden pendiente arriba de los rellenos, con el fin de facilitar el transporte delmaterial, entre los aspectos que hay que tener en cuenta cuando se disea el

alineamiento vertical estn los siguientes:

- Ancho de seccin tpica

Se escogi el tipo E de la Direccin General de Caminos. Con este ancho,

segn tablas, se pueden observar en las secciones los cortes y rellenos que

genera el movimiento de tierras, y permitir ver si en alguna seccin, los taludes

no se pueden hacer debido a viviendas, roca, monumentos, postes etc.

- Alineamiento Horizontal

Este es importante pues a partir de este alineamiento se dibuja el perfil

actual de la carretera. En el alineamiento horizontal se indican los azimut,

distancias, curvas horizontales, principios de curvas, principios de tangencia,

longitudes de curva etc., que son los que definen el caminamiento de la carretera.

- Puntos obligatorios


49/94

Tanto en el alineamiento horizontal como en el vertical, existen puntos

obligatorios, que estn definidos por las elevaciones obligatorias que debe tener

un estacionamiento, como en el caso de un puente existente, en el que la sub

rasante deber pasar por este punto, debido a que el puente no puede variar su

posicin, otros puntos obligatorios son nacimientos de agua, para los cuales se

deben construir las obras de proteccin necesarias, terreno rocoso, crecientes de

ros, en las cuales se determina la creciente mxima y la altura final del puente,

para definir la sub-rasante, casas a la orilla de la carretera, etc.

- Pendiente mxima

Cuando en tramos se presente una pendiente grande es recomendable que se

deje la mayor al principio para tratar de suavizarla en el final, a fin de evitar que los

vehculos pierdan velocidad al estar cargados. Si la pendiente es larga se

recomienda hacer un descanso en medio de tangentes, para lograr avance.

- Pendiente mnima

En tramos de relleno no hay una pendiente mnima, pues el agua se drena por el

bombeo de la carretera, cuando la seccin transversal sea de corte se recomienda

una pendiente mnima de 0.5%, para que el agua que cae en la cuneta pueda ser

drenada hasta el cabezal de descarga.

- Datos de tipo de suelo


50/94

Para resolver los problemas que se presentan en puntos especficos de la

carretera es importante conocer el tipo de suelo y darle la solucin necesaria,

como en el caso de material rocoso, material arcilloso, pantanos, arenas, etc.

- Condiciones topogrficas

La Direccin General de Caminos (D.G.C) clasifica tres tipos de terreno de

acuerdo con la topografa, la que puede ser terreno llano, terreno ondulado,

terreno montaoso.

- Curvas verticales

Debe evitarse curvas verticales cncavas en corte, pues en estas se forman

depsitos de agua que ser difcil drenar. Se deben evitar depresiones pequeas

en la sub rasante que puedan ocultar los vehculos, es recomendable que los

cambios sean graduales. Para simplificar los clculos es aconsejable colocar los

puntos de interseccin verticales en estaciones exactas.

2.3.2 Clculo de correcciones por curva vertical a sub-rasante

Las curvas verticales pueden ser cncavas o convexas, segn su forma; la

correccin mxima en la curva vertical es la ordenada media y puede calcularse

con la frmula siguiente: ...*800

12VCL

PPOM

=

OM = Ordenada mediaP1 = Pendiente de entrada

P2 = Pendiente de salida

L.C.V.= Longitud de curva vertical


51/94

La correccin para cualquier punto en una curva vertical se obtiene de la

frmula siguiente:

2

2

2

*

*

2

...

DKY

DCVL

OMY

=

=

2

2

...

=

CVL

OMK

donde Y = correccin en cualquier punto de la curva

D = distancia del punto intermedio de la curva a la estacin deseada.

Ejemplo: encontrar las cotas de la rasante corregida de la siguiente curva vertical.

Figura 14. Ejemplo de curva vertical

K= 7 segn tabla

Diferencia algebraica 12105 ==A

8415*7

*

==

=

L

AKL

como la longitud mnima es 84 usaremos L.C.V.=90

Ordenada media 35.190*800

12..*

800=== VCL

AOM


52/94

00066666.0

2

90

35.1

2

...22=

=

=

VCL

OMK

Tabla XI. Clculo de rasante en curvas

Estacin Lnea Pendiente Rasante Correccin Rasante corregida

0+000 10% 1,000.00 0.0000 1,000.000+020 10% 1,002.00 0.0000 1,002.00

0+028.70 PC 10% 1,002.87 0.0000 1,002.870+040 10% 1,004.00 0.0851 1,003.910+060 10% 1,006.00 0.6531 1,005.35

0+073.70 PI 10% 1,007.37 1.3500 1,006.020+080 -2% 1,007.24 0.9985 1,006.250+100 -2% 1,006.84 0.2331 1,006.61

0+118.70 PT -2% 1,006.47 0.0000 1,006.470+120 -2% 1,006.44 0.0000 1,006.44

0+140 -2% 1,006.04 0.0000 1,006.04

2.3.3 Clculo de reas de secciones transversales

Para el clculo de las reas se tiene que tener dibujadas las secciones

transversales de la lnea de localizacin en estaciones a cada 20 metros, al

introducirle la seccin tpica que fue escogida, ya que con sus taludes se

delimitaran las reas de corte y relleno.

Uno de los mtodos utilizados en el medio es el grfico, el cual permite medir las

reas, por medio de un planmetro graduado, para la realizacin de la medida de

las secciones que deben estar dibujadas en papel milimetrado.

El procedimiento ser marcar las reas para delinearlas con el planmetro,

partiendo de un punto y llegando a ese mismo en la direccin de las agujas del

reloj; esto dar un rea en metros cuadrados. Otro mtodo consiste en obtener

coordenadas de los puntos que delimitan las reas de corte y relleno, encontrando


53/94

por medio de determinantes el rea, este fue el mtodo utilizado, con ayuda de

Autocad.

2.3.4 Clculo de volmenes de movimiento de tierra

Se calculan entre estaciones, regularmente a cada 20 metros, cuando las

dos secciones que se desea obtener el volumen se encuentran en corte o relleno

es posible hacerlo con el volumen de un prisma irregular que es la semisuma de

las reas externas por la distancia entre las estaciones.

Figura 15. Volumen en relleno

distanciad

2reaA2

1reaA1

VolumenV

d*2

A2A1V

=

=

=

=

+=

Ejemplo: calcular el volumen de relleno entre las secciones de relleno siguientes:

rea de relleno 1 = 12.50 m2

rea de relleno 2 = 9.25 m2


54/94

Distancia entre secciones = 20.00 metros.

3217.50m20*2

9.2512.50d*

2

A2A1V =

+=

+=

Cuando en la seccin transversal existan reas de corte y relleno debern

calcularse las distancias de paso, que son los puntos donde el rea de la seccin

entre estaciones cambia de corte a relleno o viceversa.

Figura 16. Distancia de paso

Para determinar la distancia de paso se efecta una relacin de tringulos con la

distancia entre estaciones, los cortes y los rellenos.


55/94

RC

D*RD1

D1

R

D

RC

+==

+

Ejemplo: calcular la distancia de paso teniendo las secciones de relleno y corte

siguientes:

rea de relleno 1 = 13.25

rea de corte = 8.75

12.04558.7513.2520*13.25

RCD*RD1 =

+=

+=

2.3.5 Curva de balance

En el caso del presente proyecto la regin es montaosa, por lo tanto, los

cortes sobrepasan en gran medida a los rellenos, la curva de balance se utiliza

nicamente en regiones semi-planas donde el material de corte se utiliza en los

rellenos de la carretera, en este caso no fue posible debido a que los cortes

sobrepasaban en gran medida a los rellenos, por lo tanto, se procedi a buscar

botaderos de material a lo largo del tramo carretero, a fin de no incrementar los

costos por sobre acarreo.

2.4 Drenajes


56/94

Estos son colocados en la carretera para evitar el deterioro, debido a que al

filtrarse agua en el pavimento daar el material existente en la sub-rasante

provocndole daos. Las acumulaciones de agua son perjudiciales, la forma de

que no afecten a la carretera es evacundola o conducindola por medio de

drenajes.

La vida til de la carretera depende mucho de los drenajes, estos evitan

derrumbes o deslizamientos, para que funcionen eficientemente, deben de tener

mantenimiento constante. En carreteras existen los drenajes transversales

(Tuberas, puentes, badenes, etc.) y longitudinales (Cunetas y contra cunetas)

2.4.1 Estudio Hidrolgico, mtodo Racional para la determinacin de

caudales de diseo

El estudio hidrolgico sirve para determinar el tipo de estructura necesario

para drenar un punto determinado de la carretera.

Por medio del estudio hidrolgico se determinan, las obras de arte de una

carretera como: puentes, alcantarillas, bvedas, cunetas contra cunetas, etc.

Para el efecto se deber realizar una inspeccin de campo, y de preferencia llevar

un Sistema Global de Posicionamiento (G. P. S) para ubicar con exactitud los

puntos donde ser necesario colocar los drenajes. En la inspeccin de campo se

deber anotar todos los pasos de agua existentes con sus coordenadas y anotar

los datos siguientes:

Creciente mxima (visual)

Condiciones del lecho (ancho, angosto, rocoso, arenoso, piedra suelta, tamao)


57/94

Vegetacin de la cuenca (clase de cultivos, monte bajo o alto, bosque)

esviaje con respecto de la carretera

Parmetros cuantificables como longitud, permetro, rea y dibujar forma del

lecho.

socavacin

si lleva rocas grandes y rboles

puntos de erosin.

En el presente estudio se utiliz el mtodo racional, donde se asume que el caudal

mximo para un punto dado, se alcanza cuando el rea tributaria estcontribuyendo con su escorrenta superficial durante un periodo de precipitacin

mxima. Para lograr esto, la tormenta mxima (de diseo) debe prolongarse

durante un perodo igual o mayor que el que necesita la gota de agua ms lejana,

para llegar hasta el punto considerado (tiempo de concentracin).

Las frmulas a utilizar son las siguientes:

360

CIAQ =

Q = Caudal de diseo en m3 / seg.

A = rea drenada de la cuenca en hectreas

I = Intensidad de lluvia en mm/hora

C = Coeficiente de escorrenta (consultar Tabla)

La intensidad de lluvia la proporciona el INSIVUMEH, segn la regin en estudio.

La intensidad de lluvia est dada por la frmula siguiente:


58/94

bt

aI

+=

I = Intensidad de lluvia en mm/hora.

a y b = Varan en cada regin, datos proporcionados por INSIVUMEH.

t = Tiempo de concentracin en minutos

06*H

L*0.886t

0.3853

=

t = Tiempo de concentracin en minutos

L = Longitud del cauce principal en km.

H = Diferencia de elevacin entre los puntos extremos del cauce principal en

metros.

Frmulas auxiliares (Manning):

1/22/3 S*R*N

1V = ; V = Velocidad; R = Radio Hidrulico; S = Pendiente

A*S*R*1

QA*Q =

NV 1/22/3= ; = Caudal; A = rea de tubera circular (m2).

4

D*A

2

= ; Para tubera circular; D = Dimetro; n = coeficiente de rugosidad

4

DR = ; Para tubera circular

Coeficiente de rugosidad para tuberas de concreto:

n = 0.013> 24n = 0.015< 24

Coeficiente de rugosidad para tuberas de P.V.C.:

n = 0.009


59/94

la pendiente del terreno en el punto de estudio se determina por medio de las

curvas a nivel y la distancia horizontal entre las curvas:

P = Diferencia de curvas de nivel

Distancia entre curvas

Ejemplo en kilmetro 3+480:

Clculo de tubera.

Datos:A = rea a drenar 125.8 hectreas.

L = Longitud del cauce = 1.18 km.

H = Diferencia de elevaciones = 1,00 metros

P = Pendiente = 0.1

C = Coeficiente de escorrenta = 0.4

Tiempo de concentracin en minutos (t).

.min7744.1160*100

18.1*886.060*

*886.0385.

3385.0

3

=

=

=

H

Lt

Los valores de a y b los proporcion el INSIVUMEH, para clculo de intensidad de

lluvia en mm / hora.

141.494948.56(11.7744)

8537

48.56t

8537

bt

aI =

+=

+=

+= mm/hora

se calcula el caudal que pasa por el punto de estudio.

./seg19.7772m360

49)(125.8)(0.4)(141.

360

CIAQ 3===

El dimetro de la tubera necesario para desfogar el caudal es el siguiente.

4

D*S*

4

D*

n

1A*S*R*

n

1Q

21/2

2/3

2/31/22/3 ==


60/94

.1.4325m*(0.1)

0.013*4*19.77

*S

n*4*QD

3/8

1/2

5/33/8

1/2

5/3

=

=

=

222

1.61m.4

(1.4325)

4

DA ===

El rea necesaria para drenar la cuenca es de 1.61 m2, utilizaremos dos tuberas

de 48 pulgadas que tienen una rea de desfogue de 1.17 m2 cada una.

2.4.2 Diseo de cunetas

Son canales abiertos que se calculan por el mtodo de Manning, se colocan

paralelamente a uno o ambos lados del camino, sirven para evacuar el agua que

cae en la seccin de corte en una carretera, en pendientes fuertes se deben

proteger del escurrimiento y accin destructiva del agua por medio de disipadores

de energa.

De acuerdo con la topografa se disearon los aliviaderos de las cunetas, ya que

segn la forma del terreno, se colocarn tuberas transversales, aliviaderos condisipadores de energa, fosas de laminacin etc.

Las cunetas pueden tener diferentes formas y dimensiones, a continuacin se

presenta un ejemplo de seccin tpica de cuneta.

Figura 17 Detalle de cuneta

Figura 18. Seccin tpica E


61/94

.2m.

CUNETA

.75m.

8.5m.

4.75m.9.5m.

.07m. .43m. .07m..75m..75m.4.75m.

2.75m. .43m.

CAPA DE RODADURA

.75m. 2.75m.

TERRENO DE FUNDACIN

.17m.

BASESUBBASE

LC

.3m.

HOMBRO

2.4.3 Drenajes transversales

Son las tuberas que se colocan para aliviar el agua que viene en las

cunetas o de arroyos. Se encuentran a lo largo de la carretera, son necesarias en

un tramo en corte, sirven para conducir agua al otro lado de la carretera. La

dimensin de la tubera a colocar se hace con el mtodo de Manning. El drenaje

transversal tiene las siguientes partes: caja recolectora de caudal, recibe el agua

proveniente de la ladera de la carretera para trasladarla a la tubera, muro cabezal

de salida, protege la tubera y el relleno de la carretera para que no se erosione,

adicional a estas partes, si la pendiente del terreno en corte, es muy fuerte se

colocan disipadores de energa al final de la tubera, servirn para que el agua que

desfoga no erosione el suelo y provoque hundimientos.

A continuacin se presenta un ejemplo de tubera transversal con caja recolectora

de caudal. Su ubicacin se presenta en la seccin transversal de la carretera.

Figura 19. Seccin de drenaje transversal


62/94

Figura 20 Planta de caja recolectora de caudales


63/94

Figura 21. Seccin caja recolectora de caudales

Figura 22. Detalles de cabezales de salida


64/94

Cuando se trata de un arrollo o paso de agua, entonces se coloca un muro

cabezal en la entrada, este servir para proteger el relleno y encausar el agua

proveniente del arrollo o quebrada. A continuacin se presenta un ejemplo de

este caso los kilometrajes pueden verse en los planos del proyecto en el apndice.

Figura 23. Detalles de drenajes trasversales con aletones

2.4.4 Contra cunetas


65/94

Son canales destinados a evitar que el agua llegue a los taludes y cauce

deslizamientos o derrumbes en los cortes de la carretera. La contra cuneta

deber colocarse en la parte mas alta del talud, a una distancia no menor de 2

metros de la orilla, tomando en cuenta el tipo de suelo existente en el rea para

evitar derrumbes. Este tipo de drenaje longitudinal nos sirve para mantener lejos

el agua del camino o bien que el agua escurrida no llegue a el, este tipo de cuneta

no fue necesaria en este proyecto.

-Bombeo de la superficie

Es la pendiente que se le da al camino, para evitar que el agua de lluvia se

estanque en la superficie y ocasione problemas de infiltracin en las capas de sub

base y sub rasante, provocando saturacin del terreno, ablandndolo lo cual

generar daos al pavimento. El bombeo sirve para evacuar el agua hacia las

cunetas que no corra longitudinalmente sobre la superficie. El bombeo utilizado

en caminos pavimentados vara desde 1/2 % a 3%, en este proyecto se utiliz un

bombeo de 3%.

2.5 Suelos

2.5.1 Inspeccin de suelos

El banco de material que se propone, es el mismo que fue utilizado en la

construccin de la carretera Solol - Cuatro Caminos, ubicado en el Km. 175, de

la carretera interamericana (CA-1), el material que proporciona este banco es de

buena calidad ya que es rocoso y puede utilizarse para base, sbase, y Carpeta

de rodadura. El tipo de suelo de la sub rasante es limo arcilloso.


66/94

2.6 Diseo de pavimento

2.6.1 Criterios de pavimentos

Los pavimentos se dividen en rgidos y flexibles, esta es la mas conocida y

generalizada clasificacin.

-Pavimentos flexibles: Son aquellos que tienen una base flexible o semi rgida,

sobre la cual se coloca una capa de rodamiento formada por una mezcla

bituminosa de alquitrn o asfalto.

-Pavimentos Rgidos: son aquellos en los cuales la capa de rodamiento est

formada por concreto hidrulico, con o sin refuerzo. En algunos casos, estos

pavimentos podrn llevar una carpeta de desgaste formada por una mezcla

bituminosa.

Adems de los pavimentos anteriormente mencionados, existe un gran nmero de

pavimentos de tipo especial como aquellos formados por adoquines, ladrillos,

bloques de madera, empedrados, etc.

-Caractersticas de las diferentes capas del pavimento

Por pavimento comprenderemos a las diferentes partes que lo conforman

utilizando la terminologa siguiente:

Pavimento: estructura que descansa sobre el terreno de fundacin y que se halla

formado por diferentes capas: sub base, base, Capa de rodamiento y sello.


67/94

Terreno de fundacin: es sobre el cual descansan las diferentes capas que forman

el pavimento, despus de haber sido terminado el movimiento de tierras y que una

vez compactado, tiene las secciones transversales y pendientes especificadas en

los planos de diseo.

Sub base: la capa de material seleccionado que se coloca encima de la sub-

rasante.

Base: capa de material ptreo, mezcla de suelo-cemento, mezcla bituminosa, o

piedra triturada, que se coloca encima de la sub-base.

Capa de rodamiento: la que se coloca encima de la base y est formada por

mezcla bituminosa o de concreto hidrulico.

Carpeta de desgaste o sello: se coloca encima de la capa de rodamiento y est

formada por una mezcla bituminosa.

Superficie rasante: es la que soporta el trnsito de los vehculos

motorizados.

No siempre un pavimento se compone de todas las capas anteriormente

indicadas. La ausencia de una o varias de estas capas depende de la capacidad

soporte del terreno de fundacin, de la clase de material a usarse, el tipo de

pavimento, intensidad de trnsito, carga de diseo, etc.

Funcin y caractersticas de las diferentes capas de un pavimento

Terreno de fundacin: de su capacidad soporte depende, en gran parte, el espesor

que debe tener un pavimento, si es psimo, o sea que tenga un alto contenido de


68/94

material orgnico, debe desecharse y sustituirse por otro de mejor calidad. Si es

malo y se halla formado por suelo fino, limoso o arcilloso, susceptible de

saturacin, deber colocarse una sub-base granular de material seleccionado

antes de poner la base y capa de rodamiento.

Cuando el terreno de fundacin sea regular o bueno y est formado por suelo bien

graduado que no ofrezca peligro a la saturacin, o por un material de

granulometra gruesa, posiblemente no requiera la capa de sbase, en nuestro

caso, si es necesaria, pues el terreno de fundacin es arcilloso.

2.6.2 Anlisis de cargas

Las cargas utilizadas por rueda en calles es de 4,500 Kg. o sea 10,000 libras, de

acuerdo a ello se disean los espesores del pavimento. Para el diseo del

pavimento existen diversos mtodos, como los basados en las caractersticas

fsicas del terreno de fundacin.

2.6.3 Sub-base

Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la sub rasante.

Tiene por objeto:

Servir de capa de drenaje al pavimento.

Controlar, o eliminar los cambios de volumen, elasticidad y plasticidad

perjudiciales que pudiera tener el material del terreno de fundacin.

Controlar la ascensin capilar del agua proveniente de las napas freticas

cercanas, o de otras fuentes, protegiendo el pavimento contra los


69/94

hinchamientos que se producen en poca de helada (las heladas tienen una

accin muy limitada en los pases latinoamericanos). Este hinchamiento es debido

al congelamiento del agua capilar, fenmeno que se observa especialmente en

suelos limosos, donde la ascensin capilar del agua es grande.

El material de sub-base debe ser seleccionado y tener mayor capacidad soporte

que el terreno de fundacin compactado. El material de la sub-base puede ser:

arena, grava, granzn, escoria de altos hornos, o residuos de material de cantera.

En algunos casos se puede emplear para sub-base el material del terreno de

fundacin, mezclado con granzn, cemento, etc.

El material de la sub-base debe tener las caractersticas de un suelo A-1 o A-2,

aproximadamente. Su lmite lquido debe ser inferior a 35% y su ndice plstico no

mayor de 6, el CBR no debe bajar de 15%.

Si la funcin principal de la sub-base es servir de capa de drenaje, el material a

emplearse debe ser granular, la cantidad de material fino (limo y arcilla) que pase

el tamiz nmero 200 no debe ser mayor del 8%.

2.6.4 Base

Esta Capa tiene por finalidad absorber los esfuerzos transmitidos por las cargas

de los vehculos, repartindolos a la sub-base y al terreno de fundacin.


70/94

Figura 24. Curvas de granulometra para bases.

las bases pueden ser granulares o bien estar formadas por mezclas bituminosas o

mezclas con cemento u otro material ligante.

El material que se emplee en la base deber llenar los siguientes requisitos:

Ser resistente a los cambios de humedad y temperatura.

No presentar cambios de volumen que sean perjudiciales.

El porcentaje de desgaste, segn el ensayo de abrasin con la maquina de los

ngeles, debe ser inferior a 50.

La fraccin del material que pase el tamiz Nm. 40, debe tener un lmite lquido

menor de 25% y un ndice de plasticidad inferior a 6.


71/94

La fraccin que pasa por el tamiz No. 200, no debe exceder de , y en ningn

caso de los 2/3 de la fraccin que pase el tamiz No. 40.

La graduacin del material de la base debe hallarse dentro de los lmites indicados

en la figura 7.

El CBR debe ser superior a 50%.

Por lo general, para la capa de base se emplea piedra triturada, grava o mezcla

estabilizadas de suelo cemento, suelo bituminoso, etc.

Cuando se empleen bases de suelo-cemento, el agua y el cemento Prtland

debern estar conformes con las especificaciones vigentes y el suelo que se utilicedeber tener la siguiente graduacin.

50% o mas debe pasar el tamiz Nm. 4

15% 100% debe pasar el tamiz Nm. 40

menos del 50% debe pasar el tamiz Nm. 200

El lmite lquido no debe ser mayor del 40%, y el ndice plstico no mayor de 18.

El porcentaje de cemento que se emplea en las mezclas de suelo cemento vara,

generalmente, entre 6 y 15, por volumen de mezcla compactada.

Capa de rodamiento

Si la capa est formada por una mezcla bituminosa, de asfalto o alquitrn, su

funcin primordial ser proteger la base impermeabilizando la superficie, para

evitar as posibles infiltraciones del agua de lluvia, que podra saturar parcial o

totalmente las capas inferiores. Adems, evita que se desgaste o se desintegre la

base debido al trnsito de los vehculos. La capa de rodamiento contribuye, en

cierto modo a aumentar la capacidad soporte del pavimento, especialmente si su

espesor es apreciable (mayor de 3)


72/94

Tipos de mezclas bituminosas

Generalmente se emplean para las capas de rodamiento los siguientes:

Tratamientos superficiales en una o varias capas con o sin carpeta de sello: los

asfaltos y alquitranes que se emplean son los llamados lquidos o diluidos (Cut-

baks) del tipo de Curado Rpido (CR y RT). El espesor de esta capas es de 2.5

cm. (1). Aproximadamente. Este tipo se emplea, comnmente, para trnsito

ligero.

Macadam de penetracin: Los asfaltos que se emplean son aquellos cuya

penetracin est comprendida entre 8,5 mm. y 150 mm, los alquitranes usados

son los del tipo mas viscoso. El espesor de estas capas varan entre 6 y 15

centmetros. (2.5 y 6).

Mezclas en sitio de tipo abierto o denso: se emplean asfaltos lquidos de rpido y

medio curado (RC y MC). El espesor vara, aproximadamente, entre 4 y 7,5 cm.

(1,5 a 3).

Mezclas en planta, de tipo denso o abierto, aplicadas en fro o en caliente.

Para lminas asflticas (sheet asphalt), concreto bituminoso, etc., pueden usarse

algunos asfaltos lquidos, as como cementos asflticos cuya penetracin esta

comprendida entre 85 y 200. El espesor es generalmente mayor de 5 cm. (2).

Las capas formadas por las mezclas bituminosas anteriormente indicadas no

deben tener espesores menores de 2,5 cm. (1) se recomienda 12.5 cm. (5)

como espesor mximo.


73/94

Carpeta de desgaste o sello

Est formada por una aplicacin bituminosa de asfalto o alquitrn, tiene por

objeto sellar la superficie, impermeabilizndola a fin de evitar la infiltracin de las

aguas de lluvia. Adems protege la capa de rodamiento contra la accin abrasiva

de las ruedas de los vehculos.

Los materiales bituminosos que se emplean pueden ser asfaltos lquidos

emulsionados, o de penetracin, y alquitranes. Los tipos generalmente empleados

son: RC-3, RC-4, RC-5; MC-3, MC-4, MC-5; RS-1; penetracin 85-100, 100-120 yRT-6, RT-7, RT-8.

Estos materiales son aplicados por medio de un distribuidor a presin, en

cantidades que varan de 0.5 a1.5 litros por metro cuadrado, segn la

caracterstica de la capa de sello.

Estos sellos pueden o no llevar una cubierta secante (blotter) de arena o

agregado fino. En casos de colocarse una cubierta de material ptreo, la cantidad

a emplearse vara, generalmente entre 5 y 10 Kg. Por m2.

2.6.5 Diseo de capa de rodamiento

El diseo se basa en las caractersticas fsicas del terreno y se utilizan los

espesores recomendados por el departamento Americano de Investigaciones

Cientficas sobre Carreteras (Highway Research Board)..

La clasificacin sugerida por Highway Research Board es una modificacin

a la presentada por la Public Road Administration. Los suelos son divididos en

dos grandes grupos: Granulares y finos.


74/94

Suelos granulares

A-1.- Pertenecen a este grupo los suelos formados por mezclas bien graduadas de

grava, arena, limo y arcilla.

Segn su plasticidad estos suelos son divididos en dos sub suelos: A-1a y A-1b.

A-1a.- Son suelos plsticos.

A-1b.- Son suelos A-1 no plsticos, o con muy poca plasticidad.

Cuando estos suelos estn debidamente compactados presentan una buena

capacidad soporte.

Los suelos A-1a son buenos para Sub bases, y los A-1b, para bases.

A-2.- Este grupo comprende los suelos granulares compuestos de grava, arena,

limo y arcilla, pero con mayor cantidad de material fino que los suelos A-1. estos

suelos son subdivididos en A-2a y A-2b.

A-2a.- Son aquellos que tienen poca plasticidad.

A-2b.- Son los que tienen plasticidad apreciable.

En los suelos A-2a el material fino es predominantemente limoso, y en los A-2b,

arcilloso; de ah que estos ltimos tengan mayor plasticidad.

Los suelos A-2a son semejantes a los A-3.


75/94

Los suelos A-2b requieren una sub base granular cuando son susceptibles de

saturarse de agua, pues pierden estabilidad cuando se hallan saturados.

A-3.- Pertenecen a este grupo los suelos gravosos o arenosos y las mezclas de

grava y arena sin material fino o con cantidades pequeas de limo y arcilla.

Estos suelos son buenos para ser empleados como Sub base o Base cuando se

hallan debidamente confinados. Debido a su granulometra gruesa, son

permeables.

A-4.- Los suelos pertenecientes a este grupo son predominantemente limosos, con

muy poca o ninguna cantidad de material grueso. Si tiene un buen porcentaje de

arcilla, se los clasifica como A-4-7. por lo tanto tenemos dos subgrupos: A-4 y A-

4-7.

A-4.- Son suelos limosos no cohesivos y susceptibles de absorber agua por accin

capilar. De ah que se requiera un buen drenaje cuando se encuentran en zonas

expuestas a heladas, pues el agua capilar, al congelarse, aumenta de volumen, y

se hincha la masa del suelo. Este hinchamiento puede ocasionar la rotura de los

pavimentos.

A-4-7.- Son suelos A-4 con suficiente cantidad de arcilla, lo que les da cierta

plasticidad. Son susceptibles de ser afectados por la accin de heladas.

A-5.- A este grupo pertenecen los suelos limosos que son elsticos y semejantes a

los anteriores. La elasticidad de estos suelos es debido a la presencia de material

diatomceo. Cuando tiene un porcentaje de arcilla son clasificados como A-5-7.

luego tenemos los subgrupos A-5 y A-5-7.


76/94

A-5.- Son suelos elsticos semejantes a los A-4.

A-5-7.- Suelos elsticos semejantes a los A-4-7.

A-6.- Este grupo comprende los suelos arcillosos que tienen un alto contenido de

material coloidal y son muy plsticos. Estos suelos, cuando absorben o pierden

agua, experimentan grandes cambios volumen. Cuando estn secos tienen una

buena capacidad de soporte, pero cuando se hallan saturados de agua son muy

inestables. Su permeabilidad es prcticamente nula.

A-7.- Pertenecen a este grupo los suelos arcillosos algo elsticos cuyo contenido

de material coloidal no es elevado. Al igual que los anteriores, estos suelos sufren

cambios perjudiciales de volumen bajo diferentes condiciones de humedad, y su

estabilidad es casi nula cuando se hallan saturados de agua. Son suelos

prcticamente impermeables.

A-8.- Son suelos turbosos, muy elsticos e inestables. Deben ser desechados

toda vez que sea posible, pues su capacidad soporte es prcticamente nula.

El Highway Research Board, basndose en la clasificacin modificada

descrita anteriormente, recomienda los siguientes espesores para la Sub base,

Base y Capa de rodamiento, considerando una carga por rueda de 4,540 Kg.


77/94

Espesores recomendados para las cargas por rueda de 4,500 Kg. (10,000

Libras)

Tabla XII. Diseo de espesores

Clasificacin del A-1b A-1a A-2a A-2b A-3 A-4 A-5 A-6 A-7material del

terreno No Plstico No Plstico A-4-7 A-5-7de fundacin plstico plstico

capa derodamiento 5 5 5 5 5 5 5 5 5

Base 0 13 13 15 13 20 20 20 20Sub base 0 0-30 0 0-30 0 5-40 10-40 0-14 0-14

Espesor total 5 18-53 18 20-50 18 30-60 36-60 25-60 25-60

Nota: los espesores anteriores estn dados en centmetros

Fuente: Highway Research Board.

Cuando no se presenta la accin de heladas y el nivel de la napa fretica es bajo

(mayor de 2m. de profundidad) los suelos A-1a y A-1b no necesitan Sub base. En

caso contrario deber emplearse el mayor espesor indicado en el cuadro anterior.

Si el terreno de fundacin est formado por suelos A-2a y A-3, de granulometra

fina, es necesario mezclar la capa superior (unos 30 cm., aproximadamente) con

material ligante (arcilla o material bituminoso), a fin de colocar la base sobre una

superficie mas estable.

El espesor mximo indicado para sub-base, a colocarse sobre suelos A-4, A-4-7,

A-5 y A-5-7 deber emplearse nicamente cuando haya peligro de heladas, ocuando el nivel de las aguas subterrneas se encuentre cerca ( 1 metro o menos )

de la superficie. En caso contrario deber emplearse los espesores mnimos

indicados.


78/94

Cuando el nivel de aguas subterrneas se encuentre a una profundidad tal, que no

constituya un peligro para la estabilidad del terreno, los suelos A-6 y A-7 no

necesitaran Sub base. El espesor mximo se requerir nicamente en caso de

que el nivel de la napa fretica se encuentre cerca de la superficie.

Los suelos tipo A-4 y A-4-7, A-5, A-5-7, A-6 y A-7 pierden su capacidad soporte y

son inestables cuando se hallan saturados de agua. De modo que cuando haya

peligro de saturacin debern emplearse los mximos espesores indicados.

Los espesores anteriormente recomendados para capas de Base corresponden aBases estabilizadas de material granular. Si las bases estn formadas por

mezclas de suelo-cemento, el espesor variar en la siguiente forma:

Tabla XIII. Clasificacin de materiales

Clasificacin del material del terreno de fundacin

A-1b, no plstico 0 cm.A-1a, A-2a, A-2b y A-3 12 cm.A-4, A-4-7, A-5, A-5-7, A-6 y A7 15 cm.

Para el caso del presente proyecto se tiene un material de fundacin A-4-7 y no

est expuesto a heladas, ni a saturarse, ya que se encuentra en un rea

montaosa que es posible drenar mientras que la capa fretica no se encuentra

cerca de la sub-rasante, por lo cual se adquiri la sub-base mnima de 10

centmetros de espesor, la base granular ser de 20 centmetros y la capa de

rodadura de 5 centmetros, teniendo un pavimento con espesor total de 35

centmetros.


79/94

2.7 Presupuesto del proyecto

Para el efecto se consideraron los aspectos siguientes: Los materiales y

mano de obra, se tomaron los precios que se manejan en el municipio de Nahual,

el transporte de los materiales fue incluido en cada rengln, los precios de

maquinaria son puestos en sitio y los factores de gastos indirectos como utilidad,

administracin e impuestos se describen en el inciso 2.7.2.1 del presente trabajo

de graduacin.

2.7.1 Cuantificacin de renglones

Tabla XIV. Cuantificacin

Rengln Unidad Cantidad

Limpia, chapeo y destronque Hectreas 11.24

Relleno compactado m. 30,678.48

Excavacin no clasificada m. 123,969.95

Excavacin estructural m. 2,080.50

Acarreo desperdicio m. 49,159.68

Acarreo prstamo m. 39,882.02

Reacondicionamiento de la subrasante Km. 11.24

Sub base espesor compactado 10 centmetros m. 8,414.70

Base espesor compactado 20 centmetros m. 16,829.40

Carpeta de rodadura m. 6,311.03

Cunetas revestidas m. 15,800.00Concreto ciclpeo m. 380.00

Alcantarillado de acero corrugado 30 m 837.00

Alcantarillado de acero corrugado 48 m 18.00

Monumentos de kilometraje U 22.00

Sealizacin U 40.00


80/94

En el apndice pueden apreciarse los planos del diseo geomtrico, donde

se pueden observar los componentes que fueron cuantificados en la tabla anterior.

2.7.2 Integracin de costos unitarios por rengln

Esta, es la que se utiliza para determinar el costo unitario de cada rengln.

Lo anterior se realiz en base a rendimientos, precios de materiales, mano de

obra, equipo, herramienta y maquinaria, aplicando tambin factores de costos

indirectos los cuales se muestran a continuacin.

2.7.2.1 Factores utilizados

La integracin de costos unitarios se efectu utilizando los siguientes

factores:

Tabla XV. Factores

Factor Valor

Factor de mano de obra indirecta (ayudantes 0.70

Factor de prestaciones 0.90

Factor de imprevistos 0.10

Factor de administracin 0.05

Factor de utilidad 0.10

Impuestos no deducidos 0.08

El factor de mano de obra indirecta es aplicado al valor de la mano de obra

directa y el factor de prestaciones es aplicado a la mano de obra total. El uso de

los otros factores se muestra en la siguiente modelo de integracin de costos

unitarios.


81/94

2.7.2.2 Modelo de integracin de costos unitarios

Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniera

Escuela de ingeniera Civil.

Proyecto: Construccin y pavimento del tramo carretero que inicia en el

kilmetro 174+400 y finaliza en la comunidad Nuevo Xetinamit.

Fecha: mayo de 2003.

Integracin de costos unitarios

Tabla XVI. Integracin de costos unitarios

Excavacin no clasificada

Rendimiento: 40 m./hora

Descripcin Cantidad Unidad Precio unitario Total

Tractor 1 hora Q 200.00 Q 200.00

Trazo y nivelacin 1 hora Q 59.38 Q 59.38

Combustible 8 galones Q 12.50 Q 100.00

Lubricantes 1 global Q 4.99 Q 4.99

Mano de obra directa 2 operarios Q 11.25 Q 22.50

Mano de obra indirecta = 0.70 de la mano de obra directa. Q 15.75

Prestaciones = 0.90 * (Mano obra directa + Mano obra indirecta) Q 34.43

Sub total 1 (suma de todo lo anterior), (ST1) Q 437.05

Imprevistos = 0.10 * ST1 Q 43.70Sub total 2 = ST1 + Imprevistos, ( ST2) Q 480.75


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Administracin, utilidad e impuestos

Administracin = ST2 * 0.05 Q 24.04

Utilidad = ST2 * 0.10 Q 48.07

Impuestos = ST2 * 0.08 Q 44.23

Sub total 3 (Admn.+ Utilidad +Impuestos), (ST3) Q 116.36

TOTAL de este rengln ST2 + ST3 Q 597.09

Para definir el precio unitario es necesario efectuar la divisin siguiente:

Precio unitario del rengln = TOTAL / RENDIMIENTO

Precio unitario excavacin no clasificada = Q 597.09 / 40 = Q 14.93 / m.


83/94

2.7.3 El costo total del proyecto

El costo es de Q 13,787,114.53, que aparece desglosado en la siguiente

Tab

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