universidad central del ecuador - · pdf filecuadro 5.2.8 cálculo de ejes equivalentes...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICA

CARRERA DE INGENIERA CIVIL

EVALUACION NO DESTRUCTIVA DE PAVIMENTOS MEDIANTE EL

GEORADAR (ESPESORES DE ESTRUCTURA) CON APLICACIN EN LAS

VIAS URBANAS DE QUITO

TRABAJO DE GRADUACIN

PREVIO LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO CIVIL OPCIN:

SANITARIA

AUTOR: AYALA CHASSI PAULINA JACQUELINE

TUTOR: ING. VICENTE RODRIGO HERRERA HEREDIA

QUITO-ECUADOR

2013

ii

DEDICATORIA

A DIOS TODOPODEROSO: porque sin l nada soy, me ha permitido llegar a esta

meta llenndome de bendiciones, iluminando mi camino y animndome en los

momentos difciles.

A MIS PADRES: mi pap, Miguel ngel Ayala Anchaluisa y a mi mam, Blanca

Nolin Chassi Cortes; por su amor, comprensin, aliento, consejos, sacrificios, que sin

la ayuda de ellos, este logro no hubiese sido posible.

A MI TIA: Blanca Teresita Chango Cortes; que con sus sabios consejos fue un apoyo

incondicional para la culminacin de mi carrera

A MI ESPOSO: Vctor Vladimir Salguero Caicedo, por su ayuda incondicional,

paciencia, confianza, nimo y compaa desde siempre.

A MI HIJO: Sebastin Salguero Ayala; porque l es mi motivo para seguir adelante,

esforzndome y luchando por ser cada da mejor.

A MI HERMANO: Luis Miguel Ayala Chassi por la confianza que siempre me ha

brindado, de forma incondicional.

iii

AGRADECIMIENTO

Mi ms sincero agradecimiento es para la Universidad Central del Ecuador que me

abri las puertas para de esta manera llegar a ser un profesional en bien de la comunidad

A mis profesores: que con todos sus conocimientos y enseanzas contribuyeron con mi

formacin profesional.

A mi tutor: Ing. Rodrigo Herrera, quien acept dirigirme y asesorarme junto al Ing.

Ernesto Ortiz, Ing. Jos Jimnez quienes me asistieron en todo el transcurso de este

trabajo, brindndome su consejera para proporcionarme informacin y sugerencias

valiosas, que contribuyeron para la elaboracin de ste trabajo de graduacin.

A las instalaciones del laboratorio de la EMMOP, al Seor Marcelo Pacheco, al Ing.

Vctor Molina Director del laboratorio y dems tcnicos por la colaboracin en el

desarrollo del presente estudio.

iv

v

CERTIFICACIN

vi

INFORME DE APROBACION DEL TRABAJO DE GRADUACIN

vii

RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACIN

viii

CONTENIDO

PORTADA.i

DEDICATORIA........ii

AGRADECIMIENTO......iii

AUTORIZACIN DE LA AUTORIA INTELECTUAL....iv

CERTIFICACIN.........v

INFORME DE APROBACIN DEL TRABAJO DE GRADUACIN....vi

RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACION..............vii

INDICE DE CONTENIDOS.....VII

CAPITULO1: INTRODUCCION E IMPORTANCIA

1.1. Conceptos e importancia de los pavimentos......1

1.2. Objetivos: generales y particular del trabajo..1

1.3. Alcance de la evaluacin de los pavimentos en las vas.3

1.4. Metodologa a desarrollar...3

1.5. Zona de ubicacin y rea de influencia..4

1.5.1 Demarcacin geogrfica5

1.5.2- Estado actual del proyecto7

1.6. Resea de la construccin del proyecto.7

CAPITULO 2: ESTUDIO DEL TRFICO...9

2.1.- Naturaleza y caractersticas9

2.2.- Medidas del trfico...10

2.3.- Composicin del trfico y vehculos tipo.11

2.3.- Conteos y estaciones de trfico.13

2.5.-Determinacin del volumen del trfico.19

2.6.-TPDA actual y futuro para el proyecto.19

2.7.- Ejes equivalentes y de carga del trfico..32

ix

CAPITULO 3: EVALUACION DE PAVIMENTOS..37

3.1.-Anlisis y procedimiento empleados37

3.2. Fallas tpicas en pavimentos flexibles38

3.3 ndice de Servicialidad...57

3.4. Mtodos de anlisis destructivo58

3.5. Procedimiento usado y caractersticas...59

CAPITULO 4: EVALUACION DE LA CONDICION DEL PAVIMENTO POR

METODOS NO DESTRUCTIVOS..83

4.1.-Fundamentos del georadar y resultados a obtener83

4.2.- Caractersticas del georadar.84

4.3.- Partes del georadar...85

4.4.-Manual (rpido) de funcionamiento del georadar.88

4.4.1.-Configuracin del sistema..88

4.4.2.-Inicio del sistema88

4.4.3.-Creacin de un nuevo proyecto..89

4.4.4.-Calibracin de la rueda de estudio.90

4.4.5.- Filtro FIR...92

4.4.6.-Macro archivo92

4.4.7.- Filtro IIR...93

4.4.8.-Saltar al archivo de parachoques94

4.4.9.-Recoleccin de datos..95

4.4.10.-Procesamiento de datos....96

4.4.11.-Interpretacin interactiva.99

4.6.-Software utilizado.....100

4.6.1.-Caractersticas y funcionalidad..100

4.7.-Toma de datos y registros.101

x

4.8.-Analisis de datos y obtencin de resultados.103

CAPITULO 5: REABILITACION DEL PAVIMENTO..110

5.1. Estado funcional de los pavimentos111

5.2.- Nivel de servicio en vas urbanas113

5.3 Tipo de intervencin y rehabilitacin...127

5.4.- Diseo de pavimentos: Mtodo AASHTO129

5.5.1.- Fundamentos y datos necesarios..130

5.4.2.- Procedimiento de diseo y materiales.134

5.4.3.- Clculo de refuerzo.140

5.5.- Mtodo del instituto del asfalto..149

5.5.1.- Fundamentos y datos necesarios.149

5.5.2.- Procedimiento de diseo y materiales.150

5.5.3.- Clculo de refuerzo.154

5.6.- Seleccin de diseo ms favorable.155

CAPTULO 6: APLICACIN AL PROYECTO: PROLONGACIN DE LA AV.

SIMN BOLVAR EN EL SECTOR DE LA GRANADOS (L = 3KM).156

6.1.- Evaluacin del pavimento existente...156

6.2.-Datos obtenidos con el georadar.156

6.3.-Rehabilitacin a efectuar y estructura nueva...160

6.4.-Preparacion de la calzada...161

6.5.-Recapeo y refuerzo del pavimento..161

6.6.-Tipo de tratamiento y nivelacin.163

6.7.-Rubros, cantidad de obra y presupuesto..172

6.4.-Especificaciones tcnicas a usar.179

xi

CAPITULO 7: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..204

7.1.-Comparacin de los diseos de pavimentos204

7.2.-Diseo utilizado..204

7.3.-Cronograma de actividades e inversiones...205

7.4.- Conclusiones y recomendaciones constructivas206

7.5.-Anexos........209

7.6.-Bibliografa.237

xii

LISTA DE GRAFICOS.....xiii

LISTA DE CUADROS..xiv

LISTA DE FOTOGRAFAS....xviii

RESUMEN TECNICO...........xix

ABSTRACT........xx

xiii

LISTA DE GRAFICOS

Grfico 1.5.1 Demarcacin Geogrfica.4

Grfico 2.4.1 Croquis de Estacin de Conteo Puente Lucha de los Pobres abscisa Km

0+300......15

Grfico 2.4.2 Croquis de Estacin de Conteo Entrada Ciudad Jardin abscisa Km

8+200...............16

Grfico 2.6.1 Variacin Diaria de Trfico Sur-Norte Puente Lucha de los Pobres Km

0+300...19

Grfico 2.6.2 Variacin Diaria de Trfico Norte-Sur Puente Lucha de los Pobres Km

0+300...20

Grfico 2.6.3 Variacin Diaria de Trfico Sur-Norte Entrada a Ciudad Jardin Km

8+200...19

Grfico 2.6.4 Variacin Diaria de Trfico Norte-Sur Entrada a Ciudad Jardin Km

8+200...20

Grfico 2.6.5 Composicin del Trfico Sentido Sur- Norte..22

Grfico 2.6.6 Composicin del Trfico Sentido Norte-Sur..22

Grfico 3.5.1 Estructura tpica del pavimento..62

Grfico 3.5.2 Lmites de Atterberg..66

Grfico 3.5.3 Lmite lquido de muestra N1. ..70

Grfico 3.5.4 Lmite lquido de muestra N271

Grfico 5.2.1 Relacin entre los niveles de servicio, la velocidad de servicio y el ndice

De servicio.113

Grfico 5.2.2 Deflexiones Vs Ejes de Carga Equivalente d Diseo. 116

xiv

Grfico 5.4.2 baco para el Diseo del Nmero Estructural....142

Grfico 5.5.2.1 Espesor del Recapeamiento del Concreto Asfltico.....145

Grfico 6.6.1 Restitucin del Pavimento...166

LISTA DE CUADROS

Cuadro 1.5.1.1 Demarcacin Geogrfica..6

Cuadro1.6.1 Caractersticas Tcnicas de la Va7

Cuadro 2.3.1 Categorizacin de los vehculos.12

Cuadro 2.4.1 Registro de Conteo de la Estacin Puente Lucha de los Pobres.17

Cuadro2.6.1 Trfico Promedio Observado (TPO) por categora estacin Puente Lucha

de los Pobres Km 0+300.... 19

Cuadro2.6.2 Trfico Promedio Observado (TPO) por categora estacin Entrada a

Ciudad Jardn Km 8+200.. 20

Cuadro2.6.3 Clasificacin vehicular sentido Sur- Norte.... 22

Cuadro2.6.4 Clasificacin vehicular sentido Norte-Sur..... 23

Cuadro2.6.5 Trfico total observado para cada sentido de flujo.24

Cuadro2.6.6 Flujo de Trfico para la Av. Simn Bolvar25

Cuadro2.6.7 Porcentaje de vehculos por tipo..26

Cuadro2.6.8 Tasa de crecimiento vehicular de Pichincha...28

Cuadro2.6.9 Tasa de Promedio vehicular de Pichincha28

Cuadro2.6.10 ndice de combustible de Pichincha..29

Cuadro2.6.11 ndice de Crecimiento Poblacional Provincia de Pichincha.29

Cuadro2.6.12 ndice de Crecimiento de Diseo..30

xv

Cuadro2.6.13 Datos de clculo para Trfico futuro30

Cuadro2.6.14 Datos de clculo para Trfico futuro31

Cuadro 2.7.1 Distribucin Promedio de vehculos pesados....33

Cuadro 2.7.2 Factor de Carga..37

Cuadro 3.2.1 Perdida de Agregados41

Cuadro 3.2.2 Perdida de capa de rodadura..42

Cuadro 3.2.3 Perdida de base..43

Cuadro 3.2.4 Perdida de base..44

Cuadro 3.2.5 Desgaste de ridos..45

Cuadro 3.2.6 Exposicin de agregados....46