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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
CARRERA DE INGENIERIA CIVIL
TRABAJO DE TITULACION
PREVIA A LA OBTENCION DEL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
NUCLEO ESTRUCTURANTE: VIAS.
TEMA
ANÁLISIS DE LAS DEFORMACIONES SOBRE LA CALZADA DE LA AV. RAÚL CLEMENTE
HUERTA (TRAMO ESCLUSAS – TERMOGUAYAS – INTERVISATRADE) EN LA CIUDAD DE
GUAYAQUIL.
AUTOR
WILLIAM XAVIER ARELLANO MENDOZA
TUTOR
ING. DAVID STAY COELLO
2015 – 2016
GUAYAQUIL – ECUADOR
i
AGRADECIMIENTO
Mi agradecimiento a la Facultad de Ciencias Matemáticas y Física de la Escuela de Ingeniería
Civil de la Universidad de Guayaquil y a sus docentes, quienes me han brindado todo su apoyo
en el transcurso de mis estudios.
Agradezco Infinitamente a Dios por llenar mi vida de dicha y bendiciones.
Al Ingeniero David Stay Coello, Profesor Guía de Tesis, por guiarme en la elaboración de esta
Investigación y por su colaboración para la culminación del presente.
En especial a mi esposa e hijo por su paciencia, cariño y amor.
A mis padres, a quienes agradezco de todo corazón por su amor, cariño y comprensión.
A mis hermanos por su energía que me implantan a diario.
A mis compañeros y amigos por su confianza y lealtad.
MUCHAS GRACIAS
ii
DEDICATORIA
A Dios, fuente de luz, energía e inspiración.
A mis padres Gladys Mendoza Romero y William Arellano Gómez, por todo el apoyo y
confianza depositada en mí durante toda esta etapa de preparación.
A mi esposa Jessica Chamorro que en todas las etapas de mi vida ha estado a mi lado junto con
tu paciencia, cariño y amor ha sabido comprenderme.
A mi Hijito Matthias Jesús Arellano Chamorro por ser parte de mi vida pues tú has sido mi
inspiración para seguir adelante en este episodio de mi vida.
A mi hermana Diana Arellano por el apoyo incondicional que me ha brindado.
A mi hermano Alberto Arellano, cuñado Patricio Núñez y Sobrino Marcos Núñez por las
alegrías y penas compartidas.
A mi Abuelita Blanca Romero Santos que fue parte de mi preparación académica.
A los ingenieros, Javier Córdova, David Stay, Gustavo García y los compañeros del Curso de
titulación, por haberme brindado el apoyo y la orientación necesaria para la realización de este
documento.
iii
TRIBUNAL DE GRADUACION
ING. EDUARDO SANTOS BAQUERIZO MS.c ING. DAVID STAY COELLO MS.c
DECANO TUTOR
ING. FAUSTO CABRERA MONTES MS.c ING. CARLOS VEINTIMILLA SILVA MS.c
VOCAL VOCAL
iv
DECLARACION EXPRESA
De conformidad con el Art. XI del Reglamento de Graduación de la facultad de Ciencias
Matemáticas y Física de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad del contenido de este proyecto de grado me corresponde exclusivamente y el
patrimonio intelectual a la Universidad de Guayaquil.
--------------------------------------------------------------
WILLIAM XAVIER ARELLANO MENDOZA
v
INTRODUCCION
La presente Investigación se refiere al análisis de las deformaciones en la Av. Raúl Clemente
Huerta de un tramo de 600 m. (TRAMO SUBESTACION ESCLUSAS – TERMOGUAYAS –
INTERVISATRADE) en la ciudad de Guayaquil. Esta investigación se ha desarrollado para
plantear soluciones a la problemática de esta avenida, el deterioro de la carpeta de rodadura que
no permite un flujo libre de vehículos; así mismo tiempo no brinda seguridad a los conductores y
transeúntes.
Para el diseño de pavimento flexible propuesto en esta investigación se tomará en cuenta los
datos del conteo de tráfico efectuados por el investigador, los cuales fueron realizados durante un
fin de semana completo durante 16 horas diarias efectuados en el presente año este dato nos
servirá para el cálculo de ESALs. Asimismo, para el cálculo de los espesores de las capas que
conformarán la estructura del pavimento flexible se utilizará la metodología AASTHO 93 y
analizaremos la estructura del pavimento existente realizando ensayos de suelos determinando en
laboratorio. Con estas dos investigaciones realizaremos nuestra comparación.
De igual manera determinaremos los factores que afectan el mal estado de la Av. En estudio
mediante la realización de una PCI los cuales se efectuó un fin de semana.
Finalmente se llegará a una propuesta final dando la solución más pertinente en cuanto a los
problemas y/o la situación actual encontrada en la Av. Raúl Clemente Huerta en el tramo ya
antes mencionado.
vi
INDICE
CAPITULO I
EL PROBLEMA ------------------------------------------------------------------------------------------ 1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ------------------------------------------------------------- 2
1.1.1. Descripción del problema. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 2
1.1.2. Delimitación del tema. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 3
1.1.3. Análisis del problema. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
OBJETIVOS ----------------------------------------------------------------------------------------------- 4
1.2.1 Objetivo General ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
1.2.2. Objetivos específicos -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4
1.3. Justificación. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 5
CAPITULO II
MARCO TEORICO ----------------------------------------------------------------------------------------- 6
ESTUDIO DE TRÁFICO ---------------------------------------------------------------------------------- 6
2.1. Volumen de tráfico ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 7
2.1.1. Volumen de transito absolutos o totales ------------------------------------------------------------------------------------------ 7
2.1.2. Determinación de la demanda proyectada --------------------------------------------------------------------------------------- 8
2.1.2.1. Tráfico futuro. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8
2.1.2.2. Tráfico Generado (TG). ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9
2.1.2.3. Variaciones de tráfico.- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 9
2.1.2.4. Tasa de crecimiento.- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
2.1.2.5. Proyección del tráfico.- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10
2.1.3. Factores de carga y carga de diseño ---------------------------------------------------------------------------------------------- 11
2.1.3.1. Esals.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13
2.1.3.2. Factor camión.- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 13
vii
CONCEPTOS Y PRINCIPIOS BASICOS EN EL DISENO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES. ---- 16
2.2.1. Pavimentos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
2.2.2. Pavimento flexibles -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
2.2.3. Elementos que conforman un pavimento flexible. --------------------------------------------------------------------------- 16
2.2.3.1. Sub-rasante.- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
2.2.3.2. Sub-base.-“ ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 16
2.2.3.3. Base.- Es una parte del pavimento cual función es distribuir y transmitir cargas ocasionadas por el
tránsito ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17
2.2.3.4. Superficie de rodadura.-“ ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 17
2.2.4. Características que deben reunir un pavimento. ----------------------------------------------------------------------------- 17
2.2.5. Diseño de un pavimento flexible -------------------------------------------------------------------------------------------------- 18
2.2.5.1. Método AASHTO- 86 (93) en el diseño de pavimentos flexibles.- -------------------------------------------------- 18
2.2.6. Consideraciones de diseño del METODO AASHTO´93 ----------------------------------------------------------------------- 20
2.2.6.1. Índice de serviciabilidad.-“ ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 20
2.2.6.2. Confiabilidad.- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20
2.2.6.3. Módulo resiliente de la sub-rasante.- --------------------------------------------------------------------------------------- 20
2.2.6.4. Drenaje.-“ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20
2.2.6.5. Coeficiente estructural.- -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21
2.2.6.6. Periodo de diseño.- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21
2.2.6.7. Estudio de tráfico.- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21
2.2.6.8. Factores de carga y carga de diseño.- --------------------------------------------------------------------------------------- 21
2.2.6.9. CBR.- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 22
2.2.7.1. Numero estructural de diseño ------------------------------------------------------------------------------------------------ 22
FALLAS EN PAVIMENTO FLEXIBLE ---------------------------------------------------------------- 23
2.3.1. Definición de fallas --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
2.3.2. Fallas de los pavimentos ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
2.3.2.1 Fallas por insuficiencia estructural.-“ ----------------------------------------------------------------------------------------- 23
2.3.2.2. Falla por defecto constructivo.- ----------------------------------------------------------------------------------------------- 23
2.3.2.3. Falla por fatiga.- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
2.3.3. Tipos de fallas --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24
2.3.4. PCI ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 24
2.3.4.1. Piel de cocodrilo.- ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 25
2.3.4.2. Exudación.- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 26
2.3.4.3. Agrietamiento en bloque.- ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 26
2.3.4.4. Abultamiento (BUMPS) y hundimientos (SAGS).-“ ----------------------------------------------------------------------- 27
2.3.4.5. Corrugación.-“ --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28
viii
2.3.4.6. Depresión.- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 28
2.3.4.7. Grieta en Borde. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29
2.3.4.8. Grieta de reflexión de junta (losa de concreto portland).- ------------------------------------------------------------ 29
2.3.4.9. Desnivel de carril / berma. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 30
2.3.4.10. Grietas longitudinales y transversales. ------------------------------------------------------------------------------------ 31
2.3.4.11. Parcheo y acometida de servicios públicos.- ---------------------------------------------------------------------------- 31
2.3.4.12. Pulimiento de agregados.- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 32
2.3.4.13. Huecos.- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 33
2.3.4.14. Cruce de vía férrea. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 33
2.3.4.15. Ahuellamiento.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 34
2.3.4.16. Desplazamiento.- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 34
2.3.4.17. Grietas parabólicas (SLIPPAGE).- -------------------------------------------------------------------------------------------- 35
2.3.4.18. Hinchamiento.- ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 35
2.3.4.19. Meteorización / desprendimiento de agregados. ---------------------------------------------------------------------- 36
SUELOS Y MATERIALES ------------------------------------------------------------------------------- 37
2.4.1. Introducción al estudio de suelos ------------------------------------------------------------------------------------------------- 37
2.4.2. Investigación de las características de los suelos en la ruta de la carretera. ----------------------------------------- 38
2.4.2.1. Contenido de humedad.- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38
2.4.2.2. Límites de consistencia de Atterberg. --------------------------------------------------------------------------------------- 39
2.4.2.2.1. Limite Líquido (WL). ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 39
2.4.2.2.2. Limite Plástico (WP). ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 40
2.4.2.2.3. Límite de Contracción (WC).------------------------------------------------------------------------------------------------- 40
2.4.2.4. Clasificación ASSHTO. ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 41
2.4.2.5. Clasificación SUCS. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 43
2.4.2.6. Prueba Proctor. -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 44
2.4.2.7. California Bearing Ratio. -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 45
CAPITULO III
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION ---------------------------------------------------------- 47
ANALISIS DEL ESTUDIO DE TRÁFICO ------------------------------------------------------------- 47
3.1.1. Introducción ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 47
3.1.2. Demanda vehicular -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 47
3.1.3. Estudios de tráfico --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 47
3.1.4. Determinación de la demanda actual (TRAFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL - TPDA) ----------------------------- 48
3.1.4.1. Conteo de tráfico ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 48
3.1.4.2 Resultado del conteo de tráfico ----------------------------------------------------------------------------------------------- 49
ix
3.1.5. Variaciones de tráfico ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 50
3.1.6. Determinación de la demanda proyectada ------------------------------------------------------------------------------------- 52
3.1.6.1. Tráfico futuro ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 52
3.1.6.2. Cálculo del tráfico generado (TG).- ------------------------------------------------------------------------------------------- 53
3.1.7. Tasa de crecimiento ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 54
3.1.8. Proyección del tráfico a 20 AÑOS (TF) ------------------------------------------------------------------------------------------- 54
Proyección T.P.D.A asignada a 20 años. ------------------------------------------------------------------------------------------------- 56
3.1.9. Calculo de ESAL’s ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 56
DETERMINACION DELINDICE DE CONDICION DEL INDICE DE CONDICION DE
PAVIMENTO - PCI EN PAVIMENTOS FLEXIBLES. ----------------------------------------------- 60
3.2.1 Introducción. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 60
3.2.2. Ubicación de la vía de estudio. ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 60
3.2.3. METODOLOGIA PARA LA DETERMINACION DEL PCI. ------------------------------------------------------------------------ 61
3.2.3.1. Características generales de la vía en estudio ---------------------------------------------------------------------------- 61
3.2.3.2. Desarrollo del trabajo------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 61
3.2.4. Determinación de la Unidad de muestreo. ------------------------------------------------------------------------------------- 62
3.2.5. Selección de las unidades de evaluación. --------------------------------------------------------------------------------------- 62
3.2.6. Selección de las unidades de muestreo a inspeccionar. -------------------------------------------------------------------- 63
3.2.7. Selección de Unidades de Muestreo Adicionales: ---------------------------------------------------------------------------- 64
3.2.8. Evaluación de la Condición: --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 64
3.2.9. Tipos de daños a evaluar según el catálogo de daños que encontramos en el formato de estudio: ---------- 65
3.2.9.1. Piel de cocodrilo ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 65
3.2.9.2. Abultamiento (BUMPS) y hundimientos (SAGS) ------------------------------------------------------------------------- 65
3.2.9.3. Corrugación------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 65
3.2.9.4. Grietas longitudinales y transversales (No son de reflexión de losas de concreto de cemento portland) 65
3.2.9.5. Parcheo y acometidas de servicios públicos ------------------------------------------------------------------------------- 66
3.2.9.6. Ahuellamiento --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 66
3.2.9.7. Meteorización /desprendimiento de agregados ------------------------------------------------------------------------- 67
DATOS DE CAMPO ------------------------------------------------------------------------------------- 67
3.2.10. Calculo del PCI ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 67
x
3.2.11. Calculo del PCI de la Vía de estudio --------------------------------------------------------------------------------------------- 70
ESTUDIO DE SUELOS ---------------------------------------------------------------------------------- 73
3.3.1. Antecedentes ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 73
3.3.2. Trabajo realizados ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 73
3.3.3. Resultados obtenidos ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 74
DISEÑO DE PAVIMENTO ------------------------------------------------------------------------------ 77
3.4.1. Introducción ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 77
3.4.2. Análisis de tráfico ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 77
3.4.3. Diseño de la estructura del pavimento ------------------------------------------------------------------------------------------ 77
3.4.4. Parámetros de diseño ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 78
3.4.4.1. Periodo de diseño ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 78
3.4.4.2. Estudio de tráfico ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 78
3.4.4.3. Factores de carga y descarga -------------------------------------------------------------------------------------------------- 79
3.4.4.4. Capacidad de suelo de la sub-rasante.- ------------------------------------------------------------------------------------- 79
3.4.4.5. Numero estructural de diseño ------------------------------------------------------------------------------------------------ 79
3.4.5. Calculo del espesores del pavimento --------------------------------------------------------------------------------------------- 86
COMPARACION DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE CON LA CALCULADA. ----------------- 87
3.5.1. Introducción ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 87
3.5.2. Estructura de pavimento flexible diseñada ------------------------------------------------------------------------------------- 87
3.5.3. Análisis de la estructura de pavimento flexible existente ----------------------------------------------------------------- 88
3.5.4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES -------------------------------------------------- 91
3.5.4.1. Conclusiones -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 91
3.5.4.2. Recomendaciones ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 92
1
CAPITULO I
EL PROBLEMA
Para cualquier país, el contar con infraestructura adecuada, funcional y estratégica, es de vital
importancia para facilitar el desarrollo del mismo, por lo que las inversiones para realizar
proyectos de carreteras son cada vez mayores.
Ecuador cuenta con una longitud total de la Red Vial Estatal (incluyendo vías primarias y
secundarias) de aproximadamente 9660 km. Un porcentaje de nuestras vías necesitan de
mantenimiento, lo que se realiza con marcada frecuencia en el caso de pavimentos
flexibles.
Esto es consecuencia del hecho que la vida útil de los mismos es corta y además
presentan a corto plazo, envejecimientos prematuros que hacen de las carreteras vías con
problemas funcionales, tanto en comodidad para el tránsito vehicular como a la estructura
misma. Para conocer sobre los motivos que originan este fenómeno, se debe realizar un
recuento de la calidad de las actividades en ejecución de un proyecto de carretera a fin de
conocer si éstas fueron llevadas a cabo bajo todas las consideraciones iníciales de diseño y
si no existieron fallas en una o varias de sus partes.
El constante crecimiento demográfico en la ciudad de Guayaquil da lugar a problemas
que requieren darle solución. Esto se origina a raíz del crecimiento poblacional, que genera
tránsito vehicular intenso, el cual afecta la forma de vida de los habitantes de nuestra
ciudad. Al mismo tiempo, debido a las cargas transmitidas por los automóviles se generan
daños a la superficie de rodamiento de nuestras vías.
2
Las condiciones de las ruta en el sector sur de nuestra ciudad presentan un alto grado de
deterioro, estas condiciones no permite un buen tránsito para los usuarios frecuente de dicha ruta.
Es el caso de sectores perteneciente al Guasmo Sur que cuentan con una superficie de
rodadura frágil lo que hace que el inteperismo segregue material fino (polvo) que afectan en gran
la salud de las personas que viven en este sector.
Por otro lado cabe señalar los problemas antes mencionados se enfoca fundamentalmente
en un sector de la Av. Raúl Clemente Huerta en la Isla Josefina donde existe un tramo de 600
metros de vía aproximadamente en mal estado y que enfocaremos la investigación para plantear
una propuesta que resuelva los problemas que presentan las condiciones actuales del tramo antes
señalado.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1.1. Descripción del problema.
La entrada y salida de los vehículos semipesados que transportan en su interior camarones para
exportación y los vehículos ( expresos) que transporta el personal de las empresas que por esos
sectores tienen sus oficinas dejan en evidencia el problema que sufre la calzada de la Av. Raúl
Clemente Huerta (Tramo Esclusas – Termoguayas – Intervisatrade) ubicada en el sector
conocido como la Isla Josefina en la ciudad de Guayaquil en dicho sector se están produciendo
fallas sobre su pavimento flexible, realmente el problema es de mucha preocupación para la vía
ya que a medida que pasa el tiempo más las fuertes lluvias en el invierno generará que esta
estructura se deteriore cada día más.
3
En estos sectores donde la vía sufre estos problemas es muy complicado el paso para los
vehículos automotores principalmente en horas de la mañana y en horas de la tarde donde la
circulación de estos vehículos es más frecuente ya que en esos horarios el traslado es continuo.
Por otro lado las personas que conducen los vehículos no pueden circular con normalidad ya
que en horarios nocturnos no cuentan con las garantías necesarias para la circulación ya que por
el mal estado de la calzada pueden ser víctimas de robos, siendo que no sea una vía
completamente útil para dichos automotores que se transportan a diario, además el estado de la
carretera en el sector va en un creciente deterioro, por lo que se analizará el problema para
proponer medidas para mejorar su vida útil.
1.1.2. Delimitación del tema.
La ciudad de Guayaquil cuenta problemas notorios en sus vías, donde sus habitantes y
vehículos no pueden circular con normalidad en sus calles, por variedades de motivos que
impiden el paso de vehículos automotores.
Uno de estos sectores es la Av. Raúl Clemente Huerta, este lugar sufre deformaciones en su
carpeta asfáltica, desde la entrada a la subestación Las Esclusas y a lo largo de 700 metros la
circulación por esta vía no es confortable para los conductores de automotores que transitan a
diario por este lugar.
Esta vía cuenta con un ancho de 6 metros y en ciertos sectores aún no cuenta con un drenaje
óptimo para evacuar las aguas lluvias durante la temporada, además su estructura no es
4
aceptable para los medios de transporte que pasan por este lugar y en el cual hay que enfocar una
solución para que sea una vía útil para sus moradores y automotores que circulan por este sector.
1.1.3. Análisis del problema.
La preocupación por parte de los habitantes de esta parte de la ciudad es muy notoria ya que la
falta de mantenimiento a la vía, ha ocasionado el deterioro y una gran presencia de baches en
estas calles causando peligro y malestar a los moradores y usuarios que utilizan esta vía.
OBJETIVOS
1.2.1 Objetivo General
Determinar las principales causas que influyen en el deterioro sobre la calzada de un tramo de la
Av. Raúl Clemente Huerta en la ciudad de Guayaquil mediante investigaciones de campo y
laboratorio para recomendar medidas para mejorar su desempeño, en beneficio de los usuarios.
1.2.2. Objetivos específicos
Realizar un estudio de tráfico, mediante conteo manuales de vehículos para la
determinación de ESAL`s.
Determinar factores que afectan el mal estado de la vía mediante la evaluación del PCI
para conocer el grado de deterioro del pavimento.
Analizar la estructura de pavimento flexible existente mediante un estudio de suelos para
conocer la estructura existente.
Realizar un diseño de pavimento flexible mediante el método AASHTO 93 para realizar
su comparación con el pavimento existente.
5
1.3. Justificación.
La presente investigación va encaminada a determinar los factores que influyen en el mal estado
de la Av. Raúl Clemente Huerta que se encuentra en el sector denominado en la isla Josefina de
la ciudad de Guayaquil y la molestia que provoca en los conductores, habitantes y peatones, y así
realizar una propuesta de mejoramiento para que dicha zona urbana brinden condiciones
favorable a los usuarios que transitan por la vía en mención.
Los habitantes y trabajadores de las empresas cercana a esta zona son los beneficiarios
directos ya que si mejora la vialidad habría menos daños en los vehículos, y mayor facilidad de
transporte no solo público sino privado.
En definitiva este proyecto es factible porque se cuenta con el sustento teórico necesario, hay
interés y predisposición para determinar los factores que influyen en el deterioro de la vía y así
dar a conocer la incidencia que trae el mal estado de la vía de la zona urbana de dicho sector.
6
CAPITULO II
MARCO TEORICO
ESTUDIO DE TRÁFICO
En esta sección veremos algunos conceptos básicos los cuales para el siguiente estudio será de
gran ayuda para la determinación del problema de las deformaciones encontrada sobre la calzada
de la vía Raúl Clemente Huerta.
Tráfico.-El tránsito vehicular o automovilístico (también llamado tráfico vehicular, o
simplemente tráfico) es el fenómeno causado por el flujo de vehículos en una vía, calle o
autopista.
Demanda vehicular.-Se establece como demanda vehicular (los vehículos) la cantidad de
vehículos que requieren desplazarse en un determinado sistema vial, es decir que dentro de la
demanda vehicular se encuentran aquellos vehículos que están circulando sobre el sistema vial y
los que deciden tomar esta vía con alternativa a las que actualmente utilizan.
Conteo de tráfico.-Se denomina conteo de tráfico al método de conteo vehicular que por medio
del cual se determina los volúmenes de tráfico reales del flujo vehicular en estudio.
Antes de realizar el conteo es importante hacer un análisis profundo de la zona de estudio,
para así determinar los diferentes afluentes de tránsito y establecer los puntos o estaciones de
conteo ubicados en sectores estratégicos con buena visibilidad en la cual se contabiliza la
cantidad de vehículos que transiten por esta vía.
7
El volumen de tráfico se puede determinar por medio de contadores automáticos o contadores
manuales.
Hay dos tipos de contadores automáticos: los fijos estos se instalan como una estructura
empotrada en casetas o garitas de peajes y sirven para realizar conteos a un plazo largo, estas
pueden ser accionadas por células fotos eléctricas y ondas ultrasónicas estos contadores se lo
utilizan a largo plazo.
Para el conteo manual se requieren de personas que registren la cantidad de vehículos que se
movilizan en el punto o estación de conteo en esta se contabilizan la cantidad de automotores ya
sean estos livianos o comerciales que pasaran en un intervalo de tiempo.
Vehículos livianos: Son aquellos de menos de 5 toneladas de capacidad tales como
automóviles, camionetas, camperos, etc.
Vehículos comerciales: Son aquellos de más de 5 toneladas de capacidad tales como
buses y camiones.
2.1. Volumen de tráfico
Se define como volumen de tráfico como el número de vehículos que pasan por un punto o
sección transversal dados, de un carril o tramo durante un periodo de tiempo determinado este
puede ser horario, diario, semanal.
2.1.1. Volumen de transito absolutos o totales
Es el número total de vehículos que pasan durante un periodo de tiempo específico. Dependiendo
de la duración del periodo de tiempo se tienen los siguientes volúmenes:
Tráfico mensual.-Es el número total de vehículos que pasan durante un mes.
8
Tráfico semanal.-Es el número total de vehículos que pasan durante la semana.
Tráfico diario.-Es el número de vehículos que circulan en uno u otro sentido, en un punto
determinado de carretera o vía, durante las 24 horas del día.
Trafico actual.-Es el número de vehículo que circulan por una carretera antes de ser mejorada o
es aquel tráfico que circula al presente, en una carretera nueva cuando entra al servicio.
Si se trata del mejoramiento de una carretera el tráfico actual estaría compuesto por el tráfico
existente que es aquel que se usa antes de su mejoramiento y el tráfico desviado que es el atraído
desde otras carreteras una vez que entra en servicio de la vía mejorada, en razón de ahorro de
tiempo, distancia y costo.
El tráfico actual es de mucha importancia para el mejoramiento de una carretera, pero en
proyecto de caminos, no es importante solamente el tráfico actual, sino también el que se
utilizara en el futuro, ósea a lo largo de la vida útil de la carretera.
2.1.2. Determinación de la demanda proyectada
2.1.2.1. Tráfico futuro.-Es el tráfico pronosticado al final del período de diseño de la vía, el
pronóstico del volumen de tráfico futuro, deberá basarse no solamente en los volúmenes
normales actuales, sino también en los incrementos del tránsito que se espera utilicen la carretera
existente.
Para la proyección del tráfico futuro previamente se debe obtener el valor del tráfico asignado,
según la siguiente expresión:
Tráfico asignado = T.P.D.A. existente + TG
9
2.1.2.2. Tráfico Generado (TG).-Es el tránsito de viajes nuevos y viajes que antes se hacían
por otro medio de transporte, es el que se obtiene en forma adicional, como resultado de aquel
que se va estableciendo como consecuencia de la rehabilitación y política de mantenimiento que
se imponga. Este tráfico, en forma proyectada es el que conjuntamente con el existente, queda
establecido, como consecuencia de la aplicación de variables socioeconómicas representadas por
los factores y tasas empleadas en las proyecciones. Al tránsito generado se le asignan tasas de
incremento entre el 5% y el 25% del tránsito actual, con un período de generación de uno o dos
años después de que la carretera ha sido abierta al servicio.
La consideramos por la siguiente ecuación:
TG = 25 % x T.P.D.A Existente
2.1.2.3. Variaciones de tráfico.-Como variaciones de tráfico se conoce a los factores que nos
permiten establecer relaciones entre observaciones actuales y puntuales de tráfico de los datos
estadísticos de lo ocurrido con anterioridad, llegando así a determinar el TPDA del año en el que
se realiza el presente estudio.
Esta relación se puede establecer considerando el hecho de que la población se mueve por
hábitos y al no existir una variación en la estructura social de un país, prácticamente estas
variaciones permanecerán constantes en períodos más o menos largos, por lo que el TPDA se
puede llegar a calcular a base de muestreos.
2.1.2.4. Tasa de crecimiento.-La carencia de un banco de datos históricos de tráfico vehicular,
que nos permita determinar sus tendencias, obliga a utilizar otras variables de las cuales se
10
dispone información suficiente como son: Producto Interno Bruto (PIB) y el parque automotor
de la provincia del Guayas, datos proporcionados por el Banco Central y la dirección nacional de
tránsito.
Para la determinación de las tasas de crecimiento con los datos disponibles se construyó una
ecuación matemática y se la emplea para pronosticar el valor de una variable en función de otra,
lo que se conoce como “ajuste de curva”.
Para el presente estudio se realizó el análisis entre las variables antes indicadas y se utilizó la
curva de potencia que tiene la siguiente forma.
y = Variable dependiente (parque automotor).
x= Variable independiente (PIB).
b= Elasticidad PIB – Parque Automotor.
a= Constante.
2.1.2.5. Proyección del tráfico.-Con el tráfico asignado para cada una de las vías, se realiza la
proyección del tráfico y su composición hasta los (n) años, mediante el modelo exponencial
expresado mediante la siguiente fórmula:
TF = T ASIG. (1 + i) n
TF = Tráfico futuro o proyectado.
T ASIG.= Trafico Asignado.
i = Tasa de crecimiento del tráfico.
n = Período de proyección, expresado en años.
11
2.1.3. Factores de carga y carga de diseño
Introducción.-El estudio de ejes equivalentes inició por primera vez durante la Segunda Guerra
Mundial cuando los bombarderos B-29 (avión de guerra) se introdujeron en misiones de
combate. Debido a que los criterios de diseño de pavimentos flexibles disponibles en ese
momento se basaban en una sola rueda de carga, la llegada de estos aviones de doble rueda
requirió el desarrollo de nuevos criterios para múltiples cargas de ahí que se denomina ESWL
(Equivalent Single Wheel Load o Carga equivalente de Rueda simple). Ni el tiempo ni las
consideraciones económicas permitían el desarrollo directo de dichos criterios era necesario, por
tanto, relacionar teoría y el efecto de varias cargas equivalentes a la inicial.
Las cargas de ejes equivalentes pueden aplicarse a cualquier teoría dependiendo del criterio
seleccionado para comparar la carga de una rueda con múltiples cargas. El uso de la teoría de
capas de Burmister y Huang (1969) realizaron un estudio teórico sobre el efecto de diversos
factores suponiendo que las ruedas de uno y dos tienen la misma presión de contacto. Estudios
similares fueron hechos por Gerrard y Harrison (1970) en las ruedas individuales, dobles y doble
tándem, asumiendo que todas las ruedas tienen igual radio de contacto.
AASHTO Road Test cuya traducción literal al español sería Experimento de Carreteras de la
AASHTO fue un experimento realizado por la American Association of State Highway and
Transportation Officials para determinar como el tráfico contribuye al deterioro del pavimento de
las carreteras. Oficialmente, el Road Test era "... para estudiar el rendimiento de las estructuras
pavimentadas de espesor conocido bajo cargas móviles de magnitudes y frecuencias conocidas".
Este estudio, llevado a cabo desde los años 1950 en Ottawa (Illinois) es frecuentemente la
primera fuente de información de datos experimentales relativos al daño que producen los
12
vehículos en las carreteras, para el propósito de diseñar la carretera, evaluar el coste y la
rentabilidad de una vía.
El experimento se realizó considerando una vía de seis carriles, con 3 en diferente sentido en
la Interestatal 80. Cada carril fue sometido a un tipo de carga específica de vehículo y peso. La
variación de la estructura del pavimento y su interacción del tráfico fue estudiado para cada
carril. Se planearon "experimentos satélites" en otros lugares de Estados Unidos para comprobar
cómo afectaría el clima o la inclinación de la rasante a los resultados, pero finalmente no se
llevaron a cabo.
Los resultados de los experimentos se usaron para desarrollar la guía de diseño de
pavimentos, cuya primera edición salió en 1961 como AASHTO Interim Guide for the Design of
Rigid and Flexible Pavements, con reediciones mejores en 1972 y 1993. La versión de 1993
sigue estando vigente en Estados Unidos. Una nueva guía, originalmente pensada para ser
lanzada en 2002, iba a ser la primera guía de diseño que no se basaría en los resultados del
AASHTO Road Test.
Los experimentos de carretera de la AASHTO introdujeron algunos conceptos novedosos en
la ingeniería de pavimentos, incluyendo el factor equivalente de carga. Como era de esperar, los
vehículos más pesados reducen la vida útil de los pavimentos mucho más que los vehículos
ligeros, cumpliéndose la llamada Ley Generalizada de la Fuerza a la Cuarta, que explica que el
daño realizado por los vehículos es "proporcional a la cuarta potencia del peso del eje". Los otros
resultados del experimento sirvieron para realizar las normativas de aseguramiento de calidad
para la construcción de carreteras en Estados Unidos, que están todavía hoy vigentes.
13
2.1.3.1. Esals.-Es la cantidad pronosticada de repeticiones del eje de carga equivalente de 18
kips (8,16 t = 80 kN) para un periodo determinado, utilizamos esta carga equivalente por efectos
de cálculo ya que el tránsito está compuesto por vehículos de diferente peso y número de ejes.
Los ejes equivalentes se los denominara ESAL "equivalent simple axial load".
Se calcula para el carril de diseño utilizando la siguiente ecuación:
ESALs: Número de ejes equivalentes
Tac: Es el tráfico actual, es decir el tráfico al inicio del periodo de diseño.
ACB: Es el porcentaje de camiones y buses del tráfico en la vía.
B: Es el porcentaje de camiones en el carril de diseño.
r: Es la tasa de crecimiento vehicular.
i: Es el periodo de diseño en años.
Fc: Es el factor camión.
2.1.3.2. Factor camión.-Es la falla en términos del deterioro causado por un vehículo en
particular, es decir los daños producidos por cada eje de un vehículo son sumados para
determinar el daño producido por el vehículo total. Así nace el concepto de Factor de Camión
(FC) que se define como el número de ESALs por vehículo.
Para determinar el factor camión se utiliza la siguiente ecuación:
14
Dónde:
A: Es el número promedio de ejes por camión.
Pi: Es el porcentaje de repeticiones totales del i-ésimo grupo de vehículos.
Fi: Es el factor de eje equivalente de carga del i-ésimo grupo de vehículos.
Para determinar Fi se puede utilizar las correlaciones de la guía de diseño
AASHTO 1993 para pavimentos flexibles que vienen dadas por:
Donde tenemos:
Lx: Es la carga en Kilo libras (Kips) de un eje simple, un set de ejes tándem o un set de
ejes tridem.
L2: Es el código de eje, 1 para ejes simples, 2 para ejes tándem y 3 para ejes
tridem.
15
SN: Es el número estructural del pavimento que es supuesto en esta etapa del
diseño.
Pt: Es un índice que refiere al valor esperado de serviciabilidad que debe brindar
el pavimento al final del periodo de diseño.
Gt y bx : Son agrupaciones de términos.
16
CONCEPTOS Y PRINCIPIOS BASICOS EN EL DISENO DE PAVIMENTOS
FLEXIBLES.
(Zagaceta, 2008).
2.2.1. Pavimentos
“Un pavimento puede definirse como la capa o conjunto de capas seleccionadas que reciben en
forma directa las cargas de tránsito y las trasmiten a las capas inferiores, distribuyéndolas con
uniformidad. Este conjunto de capas proporciona también la superficie de rodamiento, en donde
se debe tener una operación rápida y cómoda”. (P16).
2.2.2. Pavimento flexibles
El pavimento flexible es una estructura conformada por una capa de rodadura apoyada sobre dos
capas no rígidas, la base y sub-base.
2.2.3. Elementos que conforman un pavimento flexible.
(Coronado, 2002).
2.2.3.1. Sub-rasante.-Es la capa de suelo de una vía que soporta la estructura de pavimento y
que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde al
tránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe
tener las secciones transversales y pendientes especificadas por el constructor.
“El espesor de pavimento dependerá en gran parte de la calidad de la sub-rasante, por lo que ésta
debe cumplir con los requisitos de resistencia, incompresibilidad e inmunidad a la expansión y
contracción por efectos de la humedad, por consiguiente, el diseño de un pavimento es
esencialmente el ajuste de la carga de diseño por rueda a la capacidad de la sub-rasante”. (P94).
(Coronado, 2002).
2.2.3.2. Sub-base.-“Es la capa de la estructura de pavimento destinada fundamentalmente a
soportar, transmitir y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de rodadura
de pavimento, de tal manera que la capa de sub-rasante la pueda soportar absorbiendo las
17
variaciones inherentes a dicho suelo que puedan afectar a la sub-base. La sub-base debe controlar
los cambios de volumen y elasticidad que serían dañinos para el pavimento. Se utiliza además
como capa de drenaje y contralor de ascensión capilar de agua, protegiendo así a la estructura de
pavimento, por lo que generalmente se usan materiales granulares. Al haber capilaridad en
época de heladas, se produce un hinchamiento del agua, causado por el congelamiento, lo que
produce fallas en el pavimento, si éste no dispone de una sub-rasante o sub-base adecuada. Esta
capa de material se coloca entre la sub-rasante y la capa de base, sirviendo como material de
transición, en los pavimentos flexibles”. (P95).
2.2.3.3. Base.- Es una parte del pavimento cual función es distribuir y transmitir cargas
ocasionadas por el tránsito, a la sub-base y a través de ésta a la sub-rasante, y es la capa sobre la
cual se coloca la capa de rodadura.
(Coronado, 2002).
2.2.3.4. Superficie de rodadura.-“Es la capa que se coloca sobre la base. Su objetivo principal
es proteger la estructura de pavimento, impermeabilizando la superficie, para evitar filtraciones
de agua de lluvia que podrían saturar las capas inferiores. Evita la desintegración de las capas
subyacentes a causa del tránsito de vehículos. Asimismo, la superficie de rodadura contribuye a
aumentar la capacidad soporte del pavimento, absorbiendo cargas, si su espesor es apreciable
(mayor de 4 centímetros), excepto el caso de riegos superficiales, ya que para estos se considera
nula”. (P104).
(Zagaceta, 2008).
2.2.4. Características que deben reunir un pavimento.
Un pavimento para cumplir adecuadamente sus funciones debe reunir los siguientes
requisitos:
18
“• Ser resistente a las cargas del tránsito.
• Ser resistente ante los agentes de intemperismo.
• Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de
circulación de los vehículos.
• Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal.
• Debe ser durable.
• Debe ser económico.
• Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos, y ofrecer una
adecuada seguridad al tránsito”. (P17).
2.2.5. Diseño de un pavimento flexible
2.2.5.1. Método AASHTO- 86 (93) en el diseño de pavimentos flexibles.-La aplicación del
Método AASHTO-72 se mantuvo hasta mediados del año 1983, cuando se determinó que, aun
cuando el procedimiento que se aplicaba alcanzaba sus objetivos básicos, podían incorporársele
algunos de los adelantos logrados en los análisis y el diseño de pavimentos que se habían
conocido y estudiado desde ese año 1972. Por esta razón, en el período 1984-1985 el Subcomité
de Diseño de Pavimentos junto con un grupo de Ingenieros Consultores comenzó a revisar el
"Procedimiento Provisional para el Diseño de Pavimentos AASHTO-72", y a finales del año
1986 concluye su trabajo con la publicación del nuevo "Manual de Diseño de Estructuras de
Pavimentos AASHTO '86", y sigue una nueva revisión en el año 1993, por lo cual, hoy en día, el
método se conoce como Método AASHTO-93.Este Manual mantiene las ecuaciones de
comportamiento de los pavimentos que se establecieron en el Experimento Vial de la AASHO en
19
1961, como los modelos básicos que deben ser empleados en el diseño de pavimentos;
introduciendo, sin embargo, los cambios más importantes sucedidos en diferentes áreas del
diseño, incluyendo las siguientes:
1. Incorporación de un "Factor de Confiabilidad" -fundamentado en un posible cambio del
tráfico a lo largo del período de diseño, que permite al Ingeniero Proyectista utilizar el
concepto de análisis de riesgo para los diversos tipos de facilidades viales a realizar.
2. Sustitución del Valor Soporte del Suelo (Si), por el Módulo Resiliente (Método de Ensayo
AASHTO T274), el cual proporciona un procedimiento de laboratorio racional, o mejor aún
de carácter científico que se corresponde con los principios fundamentales de la teoría elástica
para la determinación de los propiedades de resistencia de los materiales.
3. Empleo de los módulos resilientes para la determinación de los coeficientes estructurales,
tanto de los materiales naturales o procesados, como de los estabilizados (Materiales naturales
y de construcción).
4. Establecimiento de guías para la construcción de sistemas de sub-drenajes, y modificación
(https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/aashto-931: 3-2.)Comportamiento de los
pavimentos, como consecuencia de un buen drenaje.
5. Sustitución del "Factor Regional" -valor indudablemente bastante subjetivo- por un enfoque
más racional que toma en consideración los efectos de las características ambientales -tales
como humedad y temperatura- sobre las propiedades de los materiales.
20
2.2.6. Consideraciones de diseño del METODO AASHTO´93
(Coronado, 2002).
2.2.6.1. Índice de serviciabilidad.-“ La Serviciabilidad de un pavimento es el valor que indica el
grado de confort que tiene la superficie para el desplazamiento natural y normal de un
vehículo; en otra palabras, un pavimento en perfecto estado se le asigna un valor de
serviciabilidad inicial que depende del diseño del pavimento y de la calidad de la construcción,
de 5 (Perfecto); y un pavimento en franco deterioro o con un índice de serviciabilidad final que
depende de la categoría del camino y se adopta en base a esto y al criterio del proyectista, con un
valor de 0 (Pésimas condiciones)”. (P43).
(Montejo, 2006).
2.2.6.2. Confiabilidad.- “Se entiende por confiabilidad de un proceso diseño-comportamiento de
un pavimento a la probabilidad de que una sección diseñada usando dicho proceso, se
comportará satisfactoriamente bajo las condiciones de tránsito y ambientales durante el periodo
de diseño”. (P342).
2.2.6.3. Módulo resiliente de la sub-rasante.-Es el resultado de un ensayo dinámico, y se define
como la relación entre el esfuerzo repetido masivo y la deformación axial recuperable.
(https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/aashto-931: 3-17).
(Coronado, 2002).
2.2.6.4. Drenaje.-“En el diseño de pavimentos, debe siempre tratarse de que tanto la sub-rasante,
sub-base y base estén protegidas de la acción del agua. Al considerar las posibles fuentes de
agua, es conveniente proteger la sección estructural de pavimento de la entrada de agua, por lo
que es necesario interceptar el agua que corre superficialmente lo mejor posible, así como sellar
la superficie del pavimento. Generalmente se da una considerable atención al efecto de
21
interceptar el agua superficial, mientras se da una menor atención al sellado de la superficie para
evitar la infiltración de lluvia. Como resultado, una considerable cantidad de agua a menudo
penetra dentro de la parte inferior de la estructura de pavimento, obligando la necesidad de
construir algún tipo de drenaje”. (P123-124).
(Montejo, 2006).
2.2.6.5. Coeficiente estructural.- “El método asigna a cada capa del pavimento un coeficiente
(ai), los cuales son requeridos para el diseño estructural normal de los pavimentos flexibles.
Estos coeficientes permiten convertir los espesores reales a números estructurales (SN), siendo
cada coeficiente una medida de la capacidad relativa de cada material para funcional como parte
de la estructura del pavimento”. (P345).
(Coronado, 2002).
2.2.6.6. Periodo de diseño.- “Es el tiempo total para el cual se diseña un pavimento en función
de la proyección del tránsito y el tiempo que se considere apropiado para que las condiciones
del entorno se comiencen a alterar desproporcionadamente”. (P141).
2.2.6.7. Estudio de tráfico.- Para el dimensionamiento de un pavimento es necesario determinar
los efectos que las cargas de los vehículos causarán sobre el pavimento, por lo cual se debe
conocer el número y tipo de vehículos que circularán por una vía, así como la intensidad de la
carga y la configuración del eje que la aplica.
2.2.6.8. Factores de carga y carga de diseño.- Los factores de equivalencia de carga por eje,
que básicamente expresan la relación entre la pérdida de serviciabilidad causada por una carga
22
07.832.2
)1(
109440.0
5.12.420.0)1(36.918
19.5
MrLog
SN
PSILog
SNLogZrSoLogW
dada de un tipo de eje y la producida por un eje estándar dé 8.2 toneladas, se determinaron para
cada eje según la metodología simplificada de la AASHTO.
(Zagaceta, P94).
2.2.6.9. CBR.- “Es una medida indirecta de resistencia al esfuerzo cortante de un suelo bajo
condiciones controladas de densidad y humedad”. (P94).
2.2.7. Parámetros de diseño
2.2.7.1. Numero estructural de diseño
W18 = Número esperado de repeticiones de ejes equivalentes a 8.2tn en el periodo de
diseño.
Zr = Desviación estándar del error combinado en la predicción del tráfico y
comportamiento estructural.
So = Desviación estándar total
∆PSI = Diferencia entre la serviciabilidad inicial (Po) y final (Pt). Mr = Módulo
resiliente de la sub-rasante (psi).
SN = Número estructural, indicador de la capacidad estructural requerida (materiales
y espesores).
ai = Coeficiente estructural de la capa i. Di = Espesor de la capa i.
Di = Espesor de la capa i.
mi = Coeficiente de drenaje de la capa granular.
23
FALLAS EN PAVIMENTO FLEXIBLE
2.3.1. Definición de fallas
Definiremos como fallas al estado que se encuentra un pavimento, cuando este pierde las
características de servicios para la que fue construido.
2.3.2. Fallas de los pavimentos
Las fallas de los pavimentos pueden dividirse en tres tipo bien diferenciados:
(Alfonzo, 2005).
2.3.2.1 Fallas por insuficiencia estructural.-“Se trata de pavimentos construidos con materiales
inapropiados en cuanto a la resistencia o con materiales de buena calidad, pero en espesor
insuficiente. En términos generales esta es la falla que se produce cuando las combinaciones de
la resistencia al esfuerzo cortante de la capa y de los respectivos espesores no son los adecuados
para que se establezca un mecanismo de resistencia apropiado”. (P124).
(Alfonzo, 2005).
2.3.2.2. Falla por defecto constructivo.- “Se trata de pavimentos quizás bien proporcionado y
formado por materiales suficientemente resistentes, en cuya construcción se ha producido errores
o defectos que comprometen el comportamiento conjunto”. (P124).
(Alfonzo, 2005).
2.3.2.3. Falla por fatiga.- “Se trata de pavimentos que originalmente estuvieron quizá en
condiciones apropiadas, pero que por continuó repetición de carga de transito sufrieron efectos
de fatiga, degradación estructural y, en general pérdida de resistencia y deformación acumulada.
Como quiera que estos fenómenos están grandemente asociados al número de repeticiones de la
carga, las cargas por fatiga están claramente influidas por el tiempo de servicio las fallas típicas
de un pavimento que durante mucho tiempo trabajo sin problemas”. (P125).
24
2.3.3. Tipos de fallas
Existen distintos tipos de fallas que se presentan en los pavimentos flexibles, estas son
clasificadas en 3 niveles de severidad:
L: (Low: Bajo). Se perciben las vibraciones en el vehículo (por ejemplo, por corrugaciones)
pero no es necesaria una reducción de velocidad en aras de la comodidad o la seguridad; o los
abultamientos o hundimientos individuales causan un ligero rebote del vehículo pero creando
poca incomodidad.
M: (Medium: Medio): Las vibraciones en el vehículo son significativas y se requiere alguna
reducción de la velocidad en aras de la comodidad y la seguridad; o los abultamientos o
hundimientos individuales causan un rebote significativo, creando incomodidad.
H: (High: Alto): Las vibraciones en el vehículo son tan excesivas que debe reducirse la
velocidad de forma considerable en aras de la comodidad y la seguridad; o los abultamientos
o hundimientos individuales causan un excesivo rebote del vehículo, creando una
incomodidad importante o un alto potencial de peligro o daño severo al vehículo”.
2.3.4. PCI
Es un parámetro que permite calificar la condición superficial de la estructura del pavimento.
Este índice varía desde 0 para un pavimento en mal estado hasta 100 para un pavimento
excelente.
25
Para el cálculo del PCI propondremos la guía INGEPAV (Ingeniería de Pavimentos). A
continuación se presentarán los distintos tipos de fallas que se pueden encontrar en un pavimento
flexible:
(Vásquez, 2002).
2.3.4.1. Piel de cocodrilo.- “Las grietas de fatiga o piel de cocodrilo son una serie de grietas
interconectadas cuyo origen es la falla por fatiga de la capa de rodadura asfáltica bajo acción
repetida de las cargas de tránsito. El agrietamiento se inicia en el fondo de la capa asfáltica (o
base estabilizada) donde los esfuerzos y deformaciones unitarias de tensión son mayores bajo la
carga de una rueda. Inicialmente, las grietas se propagan a la superficie como una serie de grietas
longitudinales paralelas. Después de repetidas cargas de tránsito, las grietas se conectan
formando polígonos con ángulos agudos que desarrollan un patrón que se asemeja a una malla de
gallinero o a la piel de cocodrilo. Generalmente, el lado más grande de las piezas no supera los
0.60 m.” (P10).
Estas grietas básicamente ocurren en cargas repetidas de tránsito estas pueden ser en las huellas
de las llantas. Por lo tanto, no podría producirse sobre la totalidad de un área a menos que esté
sujeta a cargas de tránsito en toda su área afectada, su medida es en m2.
Opciones de reparación
L: No se hace nada, sello superficial. Sobre carpeta.
M: Parcheo parcial o en toda la profundidad (Full Depth). Sobre carpeta. Reconstrucción.
H: Parcheo parcial o Full Depth. Sobre carpeta. Reconstrucción”.
26
(Vásquez, 2002).
2.3.4.2. Exudación.- “La exudación es una película de material bituminoso en la superficie del
pavimento, la cual forma una superficie brillante, cristalina y reflectora que usualmente llega a
ser pegajosa. La exudación es originada por exceso de asfalto en la mezcla, exceso de aplicación
de un sellante asfáltico o un bajo contenido de vacíos de aire. Ocurre cuando el asfalto llena los
vacíos de la mezcla en medio de altas temperaturas ambientales y entonces se expande en la
superficie del pavimento. Debido a que el proceso de exudación no es reversible durante el
tiempo frío, el asfalto se acumulará en la superficie”. (P12).
La medida para este tipo de falla se la realiza en metros cuadrados.
Opciones de reparación
L: No se hace nada.
M: Se aplica arena / agregados y cilindrado.
H: Se aplica arena / agregados y cilindrado (precalentando si fuera necesario).
(Vasquez, 2002).
2.3.4.3. Agrietamiento en bloque.- “Las grietas en bloque son grietas interconectadas que
dividen el pavimento en pedazos aproximadamente rectangulares. Los bloques pueden variar en
tamaño de 0.30 m x 0.3 m a 3.0 m x 3.0 m. Las grietas en bloque se originan principalmente por
la contracción del concreto asfáltico y los ciclos de temperatura diarios (lo cual origina ciclos
diarios de esfuerzo / deformación unitaria). Las grietas en bloque no están asociadas a cargas e
indican que el asfalto se ha endurecido significativamente. Normalmente ocurre sobre una gran
porción del pavimento, pero algunas veces aparecerá únicamente en áreas sin tránsito. Este tipo
de daño difiere de la piel de cocodrilo en que este último forma pedazos más pequeños, de
muchos lados y con ángulos agudos. También, a diferencia de los bloques, la piel de cocodrilo es
27
originada por cargas repetidas de tránsito y, por lo tanto, se encuentra únicamente en áreas
sometidas a cargas vehiculares (por lo menos en su primera etapa)”. (P14).
Opciones de reparación
L: Sellado de grietas con ancho mayor a 3.0 mm. Riego de sello.
M: Sellado de grietas, reciclado superficial. Escarificado en caliente y sobre carpeta.
H: Sellado de grietas, reciclado superficial. Escarificado en caliente y sobre carpeta.
(Vasquez, 2002).
2.3.4.4. Abultamiento (BUMPS) y hundimientos (SAGS).-“Los abultamientos son pequeños
desplazamientos hacia arriba localizados en la superficie del pavimento. Se diferencian de los
desplazamientos, pues estos últimos son causados por pavimentos inestables. Los hundimientos
son desplazamientos hacia abajo, pequeños y abruptos, de la superficie del pavimento. Las
distorsiones y desplazamientos que ocurren sobre grandes áreas del pavimento, causando grandes
o largas depresiones en el mismo, se llaman “ondulaciones” (hinchamiento: swelling).” (P16).
Esta falla se mide en pie lineal o metro lineal.
Opciones de reparación
L: No se hace nada.
M: Reciclado en frío. Parcheo profundo o parcial.
H: Reciclado (fresado) en frío. Parcheo profundo o parcial. Sobre carpeta.
28
(Vásquez, 2002).
2.3.4.5. Corrugación.-“La corrugación (también llamada “lavadero”) es una serie de cimas y
depresiones muy próximas que ocurren a intervalos bastante regulares, usualmente a menos de
3.0 m. Las cimas son perpendiculares a la dirección del tránsito. Este tipo de daño es usualmente
causado por la acción del tránsito combinada con una carpeta o una base inestables. Si los
abultamientos ocurren en una serie con menos de 3.0 m de separación entre ellos, cualquiera sea
la causa, el daño se denomina corrugación”. (P18).
Su medida es en metro cuadrado.
Opciones de reparación
L: No se hace nada.
M: Reconstrucción.
H: Reconstrucción.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.6. Depresión.- “Son áreas localizadas de la superficie del pavimento con niveles
ligeramente más bajos que el pavimento a su alrededor. En múltiples ocasiones, las depresiones
suaves sólo son visibles después de la lluvia, cuando el agua almacenada forma un “baño de
pájaros” (bird bath). En el pavimento seco las depresiones pueden ubicarse gracias a las manchas
causadas por el agua almacenada. Las depresiones son formadas por el asentamiento de la sub-
rasante o por una construcción incorrecta. Originan alguna rugosidad y cuando son
suficientemente profundas o están llenas de agua pueden causar hidroplaneo. Los hundimientos a
diferencia de las depresiones, son las caídas bruscas del nivel. (P20).
Este tipo de falla se lo mide en metros cuadrados.
29
Opciones de reparación
L: No se hace nada.
M: Parcheo superficial, parcial o profundo.
H: Parcheo superficial, parcial o profundo.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.7. Grieta en Borde.- “Las grietas de borde son paralelas y, generalmente, están a una
distancia entre 0.30 y 0.60 m del borde exterior del pavimento. Este daño se acelera por las
cargas de tránsito y puede originarse por debilitamiento, debido a condiciones climáticas, de la
base o de la sub-rasante próxima al borde del pavimento. El área entre la grieta y el borde del
pavimento se clasifica de acuerdo con la forma como se agrieta (a veces tanto que los pedazos
pueden removerse)”. (P22).
Se mide en metros lineales.
Opciones de reparación
L: No se hace nada. Sellado de grietas con ancho mayor a 3 mm.
M: Sellado de grietas. Parcheo parcial - profundo.
H: Parcheo parcial – profundo.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.8. Grieta de reflexión de junta (losa de concreto portland).- “Este daño ocurre
solamente en pavimentos con superficie asfáltica construidos sobre una losa de concreto de
cemento Portland. No incluye las grietas de reflexión de otros tipos de base (por ejemplo,
estabilizadas con cemento o cal). Estas grietas son causadas principalmente por el movimiento de
30
la losa de concreto de cemento Portland, inducido por temperatura o humedad, bajo la superficie
de concreto asfáltico. Este daño no está relacionado con las cargas; sin embargo, las cargas del
tránsito pueden causar la rotura del concreto asfáltico cerca de la grieta. Si el pavimento está
fragmentado a lo largo de la grieta, se dice que aquella está descascarada. El conocimiento de las
dimensiones de la losa subyacente a la superficie de concreto asfáltico ayuda a identificar estos
daños”. (P24).
Este tipo de fallas se miden en pies lineales o metros lineales.
Opciones de Reparación.
L: Sellado para anchos superiores a 3.00 mm.
M: Sellado de grietas. Parcheo de profundidad parcial.
H: Parcheo de profundidad parcial. Reconstrucción de la junta.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.9. Desnivel de carril / berma.- “El desnivel carril / berma es una diferencia de niveles
entre el borde del pavimento y la berma. Este daño se debe a la erosión de la berma, el
asentamiento berma o la colocación de sobre carpetas en la calzada sin ajustar el nivel de la
berma.”
Opciones de reparación
L, M, H: Re nivelación de las bermas para ajustar al nivel del carril.
31
(Vásquez, 2002).
2.3.4.10. Grietas longitudinales y transversales (no son de reflexión de losas de concreto de
cemento portland).-“Las grietas longitudinales son paralelas al eje del pavimento o a la
dirección de construcción y pueden ser causadas por:
1. Una junta de carril del pavimento pobremente construida.
2. Contracción de la superficie de concreto asfáltico debido a bajas temperaturas o al
endurecimiento del asfalto o al ciclo diario de temperatura.
3. Una grieta de reflexión causada por el agrietamiento bajo la capa de base, incluidas las
grietas en losas de concreto de cemento Portland, pero no las juntas de pavimento de concreto.
Las grietas transversales se extienden a través del pavimento en ángulos aproximadamente
rectos al eje del mismo o a la dirección de construcción. Usualmente, este tipo de grietas no
está asociado con carga”. (P28).
Su medida es en metro lineal.
Opciones de reparación
L: No se hace nada. Sellado de grietas de ancho mayor que 3.0 mm.
M: Sellado de grietas.
H: Sellado de grietas. Parcheo parcial.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.11. Parcheo y acometida de servicios públicos.- “Un parche es un área de pavimento la
cual ha sido remplazada con material nuevo para reparar el pavimento existente. Un parche se
considera un defecto no importa que tan bien se comporte (usualmente, un área parchada o el
32
área adyacente no se comportan tan bien como la sección original de pavimento). Por lo general
se encuentra alguna rugosidad está asociada con este daño”. (P30).
Este tipo de fallas se miden en pies cuadrados o metros cuadrados.
Opciones de reparación
L: No se hace nada.
M: No se hace nada. Sustitución del parche.
H: Sustitución del parche.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.12. Pulimiento de agregados.- “Este daño es causado por la repetición de cargas de
tránsito. Cuando el agregado en la superficie se vuelve suave al tacto, la adherencia con las
llantas del vehículo se reduce considerablemente. Cuando la porción de agregado que está sobre
la superficie es pequeña, la textura del pavimento no contribuye de manera significativa a reducir
la velocidad del vehículo. El pulimento de agregados debe contarse cuando un examen revela
que el agregado que se extiende sobre la superficie es degradable y que la superficie del mismo
es suave al tacto. Este tipo de daño se indica cuando el valor de un ensayo de resistencia al
deslizamiento es bajo o ha caído significativamente desde una evaluación previa”. (P32).
Su medida se la realiza en metros cuadrados.
Opciones de reparación
L, M, H: No se hace nada. Tratamiento superficial. Sobre carpeta. Fresado y sobre carpeta.
33
(Vásquez, 2002).
2.3.4.13. Huecos.- “Los huecos son depresiones pequeñas en la superficie del pavimento,
usualmente con diámetros menores que 0.90 m y con forma de tazón. Por lo general presentan
bordes aguzados y lados verticales en cercanías de la zona superior. El crecimiento de los huecos
se acelera por la acumulación de agua dentro del mismo. Los huecos se producen cuando el
tráfico arranca pequeños pedazos de la superficie del pavimento. La desintegración del
pavimento progresa debido a mezclas pobres en la superficie, puntos débiles de la base o la sub-
rasante, o porque se ha alcanzado una condición de piel de cocodrilo de severidad alta. Con
frecuencia los huecos son daños asociados a la condición de la estructura y no deben confundirse
con desprendimiento o meteorización. Cuando los huecos son producidos por piel de cocodrilo
de alta severidad deben registrarse como huecos, no como meteorización”. (P33).
Opciones de reparación
L: No se hace nada. Parcheo parcial o profundo.
M: Parcheo parcial o profundo.
H: Parcheo profundo.
2.3.4.14. Cruce de vía férrea.- Son depresiones o abultamientos alrededor o entre los rieles. Su
medida se la realiza en metros cuadrados si esta no afecta de nada el tráfico no la registramos.
Opciones de reparación
L: No se hace nada.
M: Parcheo superficial o parcial de la aproximación. Reconstrucción del cruce.
H: Parcheo superficial o parcial de la aproximación. Reconstrucción del cruce.
34
(Vásquez, 2002).
2.3.4.15. Ahuellamiento.- “El ahuellamiento es una depresión en la superficie de las huellas de
las ruedas. Puede presentarse el levantamiento del pavimento a lo largo de los lados del
ahuellamiento, pero, en muchos casos, éste sólo es visible después de la lluvia, cuando las
huellas estén llenas de agua. El ahuellamiento se deriva de una deformación permanente en
cualquiera de las capas del pavimento o la sub-rasante, usualmente producida por consolidación
o movimiento lateral de los materiales debidos a la carga del tránsito. Un ahuellamiento
importante puede conducir a una falla estructural considerable del pavimento”. (P37).
Su medida se la realiza en metros cuadrados.
Opciones de reparación
L: No se hace nada. Fresado y sobre carpeta.
M: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobre carpeta.
H: Parcheo superficial, parcial o profundo. Fresado y sobre carpeta.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.16. Desplazamiento.- “El desplazamiento es un corrimiento longitudinal y permanente de
un área localizada de la superficie del pavimento producido por las cargas del tránsito. Cuando el
tránsito empuja contra el pavimento, produce una onda corta y abrupta en la superficie.
Normalmente, este daño sólo ocurre en pavimentos con mezclas de asfalto líquido inestables
(cutback o emulsión).
Los desplazamientos también ocurren cuando pavimentos de concreto asfáltico confinan
pavimentos de concreto de cemento Portland. La longitud de los pavimentos de concreto de
cemento Portland se incrementa causando el desplazamiento”. (P39).
35
Su medida en campo se la realiza en metros cuadrados.
Opciones de reparación
L: No se hace nada. Fresado.
M: Fresado. Parcheo parcial o profundo.
H: Fresado. Parcheo parcial o profundo.
(Vásquez, 2002. 41).
2.3.4.17. Grietas parabólicas (SLIPPAGE).- “Las grietas parabólicas por deslizamiento
(slippage) son grietas en forma de media luna creciente. Son producidas cuando las ruedas que
frenan o giran inducen el deslizamiento o la deformación de la superficie del pavimento.
Usualmente, este daño ocurre en presencia de una mezcla asfáltica de baja resistencia, o de una
liga pobre entre la superficie y la capa siguiente en la estructura de pavimento. Este daño no tiene
relación alguna con procesos de inestabilidad geotécnica de la calzada”. (P41).
Se mide en metros cuadrados.
Opciones de reparación
L: No se hace nada. Parcheo parcial.
M: Parcheo parcial.
H: Parcheo parcial.
(Vásquez, 2002. P43).
2.3.4.18. Hinchamiento.- “El hinchamiento se caracteriza por un pandeo hacia arriba de la
superficie del pavimento – una onda larga y gradual con una longitud mayor que 3.0 m. El
36
hinchamiento puede estar acompañado de agrietamiento superficial. Usualmente, este daño es
causado por el congelamiento en la subrasante o por suelos potencialmente expansivos”. (P43).
Opciones de reparación
L: No se hace nada.
M: No se hace nada. Reconstrucción.
H: Reconstrucción.
(Vásquez, 2002).
2.3.4.19. Meteorización / desprendimiento de agregados.- “La meteorización y el
desprendimiento son la pérdida de la superficie del pavimento debida a la pérdida del ligante
asfáltico y de las partículas sueltas de agregado. Este daño indica que, o bien el ligante asfáltico
se ha endurecido de forma apreciable, o que la mezcla presente es de pobre calidad. Además, el
desprendimiento puede ser causado por ciertos tipos de tránsito, por ejemplo, vehículos de
orugas. El ablandamiento de la superficie y la pérdida de los agregados debidos al
derramamiento de aceites también se consideran como desprendimiento”. (P44).
Su medida se la realiza en metros cuadrados.
Opciones de reparación
L: No se hace nada. Sello superficial. Tratamiento superficial.
M: Sello superficial. Tratamiento superficial. Sobre carpeta.
H: Tratamiento superficial. Sobre carpeta. Reciclaje. Reconstrucción.
37
SUELOS Y MATERIALES
2.4.1. Introducción al estudio de suelos
Fundamentalmente, las vías terrestres están constituidas por tierra utilizada en forma selectiva,
que se cimienta sobre un suelo natural, compactado, o bajo ciertos tratamientos. Siendo las vías
terrestres, esto es carreteras, calles, aeropistas, ferrocarriles, los integrantes básicos de una red de
transporte, se deduce la vital importancia que tiene la Mecánica de Suelos como principal
herramienta en el estudio de los suelos para el diseño de estas obras.
En realidad no fue sino hasta el advenimiento de la Segunda Guerra Mundial que la Mecánica
de Suelos se preocupó más seriamente de los suelos de fundaciones y la correlación con los
pavimentos contraídos, debidos a que se vio enfrentadas a muchísimas innovaciones, que con
fines bélicos, se hicieron en el campo del transporte aéreo y terrestre.
Ese progreso técnico, mejorado y complementado con el paso del tiempo y de muchas
experiencias prácticas, dio como resultado un conocimiento más acertado de los suelos y su uso
en muchas obras de Ingeniería. En la época actual, a través de un exhaustivo estudio de suelos de
subrasantes y subsuelos, materiales de préstamo y el conocimiento necesario para el diseño de
carreteras y otras obras públicas, es posible obtener una gran variedad de alternativas de una
sección en lo que se refiere a la selección y distribución de ellos como a las condiciones en que
se coloquen, o al tratamiento mecánico o químico que se les haga.
Además del conocimiento claro de la Mecánica de Suelos, es necesario conocer los métodos
de exploración, la Geología Aplicada, y especialmente conocer antecedentes del comportamiento
de los suelos en contacto con otras estructuras, para así estudiar alternativas o soluciones para
que la obra sea estable, económica y construible de acuerdo a los recursos disponibles en la zona.
38
2.4.2. Investigación de las características de los suelos en la ruta de la carretera.
El primer paso en el estudio de suelos radica en la recolección de la información existente sobre
las características del suelo del área donde se va a localizar la carretera. Esta información puede
obtenerse de los mapas geológicos y de los mapas de suelos agrícolas, de las fotografías aéreas
existentes y de un examen de las excavaciones y de los cortes existentes en el camino.
Generalmente también es útil revisar el diseño y la construcción de otros caminos en el área. La
información obtenida de estas fuentes puede usarse para desarrollar una comprensión general de
las condiciones del suelo en el área y para identificar cualesquiera problemas únicos que puedan
existir. El alcance de la investigación adicional generalmente depende de la cantidad de
información existente que pueda obtenerse.
Se obtienen muestras del suelo a lo largo de la ruta de la carretera a través de la perforación
con barrenas o con pozos de sondeo para las pruebas de laboratorio; entonces se determinan las
propiedades técnicas de las muestras y se usan para clasificar a los suelos. Es importante que se
registren las características de los suelos en cada orificio, incluyendo la profundidad, la
ubicación, el espesor, la textura, etc. También es importante anotar la localización del nivel
freático.
2.4.2.1. Contenido de humedad.- El contenido de humedad de un suelo es la relación entre el
peso de agua contenido en la toma o muesta y el peso de la muestra luego de ser secada al horno.
Expresado en una ecuación es:
100100%
Ws
Ww
Ws
WsWhW
39
En donde:
W% = Porcentaje del contenido de humedad.
Wh = Peso húmedo.
Ws = Peso seco.
Ww = Peso del agua que contiene el suelo.
2.4.2.2. Límites de consistencia de Atterberg.- La consistencia se define como el grado de
unión de las partículas de un suelo, y su resistencia a las fuerzas externas que tienden alterar o
destruir su estructura.
La consistencia de las arcillas y de otros suelos cohesivos, comúnmente se describe con términos
blando, compacto, resistente y duro según el contenido de agua.
La transición de un estado al otro no es abrupta si se alcanza la humedad crítica sino en forma
gradual.
Entre los ensayos para establecer un criterio con respecto a los límites que separan estados de
consistencia aparecen: líquido, plástico y de contracción.
2.4.2.2.1. Limite Líquido (WL): es el límite entre los estados líquido y plástico de un suelo. Es
el contenido de humedad, en porcentaje del peso del suelo seco, para el cual 2 partes de 1 pasta
de suelo llegan a tocarse sin unirse cuando el recipiente que las contiene se somete a un
determinado número de golpes verticales secos.
40
2.4.2.2.2. Limite Plástico (WP): es el límite inferior del estado plástico, cuando éste pasa al
semi-sólido. Expresa el contenido de humedad para el cual el suelo empieza a agrietarse al hacer
rodar un cilindro de suelo entre la mano y una superficie lisa. Cuando se construye terraplenes o
sub-bases, debe evitarse compactar el suelo cuando su contenido de humedad sea igual o mayor a
su límite plástico.
2.4.2.2.3. Límite de Contracción (WC): es el límite entre los estados sólido y semisólido. Es el
contenido de humedad por debajo del cual una pérdida de humedad por evaporación no provoca
una reducción de volumen. En este caso, el suelo cambia de color y se torna más claro.
El contenido de humedad entre los límites líquido y plástico se llama zona plástica del suelo. Un
parámetro importante es el INDICE DE PLASTICIDAD (IP), que es el valor numérico de la
diferencia entre el límite líquido y el límite plástico.
WpWlIP
2.4.2.3. Granulometría.- El análisis granulométrico consiste en separar y clasificar por tamaños
los distintos granos que componen las muestras del suelo en estudio con el fin de:
Clasificar suelos gruesos
Observar si se cumplen especificaciones para hormigones, carreteras, aeropuertos, filtros,
etc.
41
Los ensayos de granulometría se hacen por varios caminos: la vía húmeda para granos finos
(hidrómetro) y la vía seca para granos gruesos (por tamices). El análisis por tamices se hace con
la muestra integra o con la muestra previamente lavada por el tamiz 200.
Si predomina grava los tamices usados son: 3´´, 2´´, 11/2´´, 1´´, ¾´´, ½´´, 3/8´´, Nº4 y fondo. Si
predomina arena los tamices usados son los números: 4, 10, 20, 40, 60, 80, 100, 200, fondo y
tapa.
Si la muestra tiene grava y arena, se parte del tamaño máximo del material y se empieza con los
tamices de agregado grueso hasta el Nº 4, lo que queda en el fondo se pasa a la tamizadora
pequeña (de arena) y se tamiza.
Además de las tamizadoras con sus mallas respectivas, se requiere balanzas con 0.01gr de
aproximación, horno a temperatura de 105ºC, recipiente, brocha o cepillo.
2.4.2.4. Clasificación ASSHTO.- Este sistema se basa en los resultados de una investigación
extensa realizada por el Buró de Caminos Públicos de los Estados Unidos, conocido actualmente
como la Administración Federal de Carreteras. La AASHTO describe este sistema como un
medio de determinación de la cantidad relativa de suelos para usarse en terraplenes, subrasantes,
sub bases y bases.
Este sistema clasifica los suelos en siete grupos, A-1 hasta A-7, con varios subgrupos como se
muestra en el cuadro 1-IV. La clasificación de un suelo dado se basa en su distribución del
tamaño de partículas, en el valor del WL, y en el valor del IP. Los suelos se evalúan dentro de
42
cada grupo usando una fórmula empírica para determinar el índice de grupo (IG) de los suelos,
dada como:
IG = (F - 35)[0.20 + 0.005(wL - 40)] + 0.10(F - 15)(IP - 10)
Dónde:
IG: Indice de grupo
F: Porcentaje de partículas de suelo que pasa la malla 200.
WL: Limite liquido expresado como número entero.
IP: índice de plasticidad expresado como número entero.
El IG se determina aproximándolo al número entero más cercano. Debe registrarse un valor de
cero cuando se obtenga un valor negativo de IG. También para la determinación de IG para los
subgrupos A-2-6 y A-2-7, no se usa la parte que contempla al WL en la ecuación anterior, es
decir, solo se usa el segundo término de la ecuación.
En resumen, según la AASHTO, un material es adecuado para su utilización en una vía cuando:
Los suelos clasificados como A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 y A-3 pueden usarse
satisfactoriamente como material para subrasante o sub base si se drenan apropiadamente.
Además, estos suelos deben compactarse apropiadamente y cubrirse con un espesor
adecuado de pavimento para soportar la carga en la superficie.
Los materiales clasificados como A-2-6, A-2-7, A-4, A-5, A-6, A-7-5 y A-7-6 van a
requerir una capa de material para sub-base si se usan para la sub-rasante. Si se van a usar
como material para terraplén, debe darse atención especial al diseño del terraplén.
43
Cuando los suelos están apropiadamente drenados y compactados, disminuye su valor
como material para la sub-rasante a medida que aumenta el IG. Por ejemplo, un suelo con
un valor de IG = 0, será más adecuado como material para la sub-rasante que uno con un
IG = 20.
Cuadro 1 CLASIFICACION AASHTO DE LOS SUELOS
Fuente: Elaboración propia
2.4.2.5. Clasificación SUCS.- Este sistema, propuesto en 1948 por A. Casagrande, fue adoptado
por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de Estado Unidos, por el U.S. Bureau of Reclamation y
por muchas organizaciones mundiales.
Según este sistema, los suelos se clasifican en tres grupos: gruesos, finos y altamente orgánicos
(suelos-turbas). Para separar los suelos de granos gruesos de los de granos finos se adopta el
tamiz 200 (0.074 mm).
Por medio de la carta de plasticidad de Casagrande (Límite Líquido vs. Índice Plástico) la
relación con los límites de Atterberg da la ubicación de los suelos de acuerdo a su plasticidad y a
otras características físicas.
A-7
A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7A-7-5
A-7-6
50 max
30 max 50 max 51 min
15max 25 max 10 max 35 max 35 max 35 max 35 max 36 min 36 min 36 min 36 min
40 max 41 min 40 max 41 min 40 max 41 min 40 max 41 min
N.P 10 max 10 max 11 min 11 min 10 max 10 max 11 min 11 min
0 8 max 12 max 16 max 20 max
Suelos arcillosos
Comportamiento en
subrasanteExcelente a bueno Regular a pobre
4 max
Materiales
constitutivos
Fragmentos de piedra,
grava y arenaArena fina Gravas y arenas limosas y arcillosas Suelos limosos
WL
IP 6 max
Indice de grupo 0 0
A-6
% Pasante
Nº 10
Nº 40
Nº 200
Caracteristicas de
fraccion pasante Nº 40
CLASIFICACION
GENERAL
MATERIALES GRANULARES
35% o menos que pasa el tamiz Nº200
MATERIALES LIMO - ARCILLOSOS
mas del 35% pasa el tamiz Nº 200
Grupo de
Clasificacion
A-1 A-2
A-3 A-4 A-5
44
Los suelos con más del 50 % de sus partículas retenidas en la malla Nº 200 son de grano grueso
y aquellos con menos de 50% de partículas retenidas en dicha malla son de grano fino. Los
suelos gruesos se subdividen en gravas (G) y arenas (S). Las gravas y arenas se dividen
adicionalmente en cuatro subgrupos, cada uno basada en la distribución del tamaño de los granos
y de la naturaleza de las partículas finas en ellos. Para los suelos gruesos con T#200Por lo tanto
pueden clasificarse como bien graduados (W), mal graduados (P), limosos (M) o arcillosos (C).
un suelo de grava o un suelo arenoso se clasifica como bien graduado o mal graduado,
dependiendo de los valores de los dos parámetros de forma que se conocen como el coeficiente
de uniformidad, Cu, y el coeficiente de curvatura, Cc, dados como:
CuD60
D10
Cc(D30)²
D10 x D60
Dónde:
D60: Tamaño de las partículas que corresponden al 60% en peso del suelo
D10: Tamaño de las partículas que corresponden al 10% en peso del suelo
D30: Tamaño de las partículas que corresponden al 30% en peso del suelo
El cuadro 2-IV da un esbozo completo del SUCS, y en el cuadro 3-IV se muestra una
correlación aproximada entre el sistema SUCS y el sistema AASHTO.
2.4.2.6. Prueba Proctor.- En 1933 R. Proctor, en la investigación de sistemas para carreteras,
pudo establecer un método de laboratorio que determinaba una curva humedad-densidad
comparable a la que le corresponde al mismo material cuando se compacta en el terreno por
medio de determinado equipo y procedimiento. El método Proctor consiste en la aplicación de un
45
número determinado de golpes con un pequeño pisón normalizado que se deja caer desde una
altura de 30 cm, al suelo contenido en un cilindro metálico en tres capas iguales. A la muestra se
va agregando agua, indicando en cada paso el peso del material húmedo y su contenido de
humedad.
La relación de la humedad con los pesos volumétricos del material compactado nos da una curva
llamada de compactación. Esta curva se expresa generalmente en términos de peso volumétrico
seco.
1001
wd
En donde:
d = peso volumétrico seco
= peso volumétrico húmedo
w = humedad en porcentaje
2.4.2.7. California Bearing Ratio.- Mediante el C.B.R. se puede establecer una relación entre la
resistencia a la penetración de un suelo y su capacidad de soporte como base de sustentación para
pavimentos flexibles.
Aunque el método de C.B.R. es empírico, puede ser considerado como uno de los más
importantes procedimientos prácticos que se hayan sugerido, gracias a que se sustenta en una
serie de trabajos de investigación efectuados en los laboratorios de ensayo de materiales y en el
terreno mismo.
46
El Índice C.B.R. se obtiene como un porcentaje de esfuerzo requerido para hacer penetrar el
mismo pistón hasta la misma profundidad, una muestra patrón de piedra triturada. El índice se
determina como:
100patrón muestra laen Esfuerzo
ensayado suelo elen Esfuerzo... RBC
En el diseño de pavimentos flexibles el C.B.R. que se utiliza es el valor que se obtiene para
penetración de 0.254 cm (0.1”) ó 0.508 cm (0.2”). En la mayoría de los suelos el valor para la
penetración de 0.254 cm da un mayor C.B.R.
El comportamiento de los suelos varía de acuerdo a su grado de alteración, su granulometría y
sus características físicas, por lo que se aconsejan varios métodos a seguir según cada caso:
Determinación del C.B.R. en:
Suelos perturbados y remoldeados.
Gravas y arenas.
Suelos cohesivos, poco plásticos, poco expansivos.
Suelos cohesivos y expansivos.
Determinación del C.B.R. de suelos inalterados.
Determinación del C.B.R. en sitio.
47
CAPITULO III
METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION
ANALISIS DEL ESTUDIO DE TRÁFICO
3.1.1. Introducción
El presente documento corresponde al ESTUDIO DE TRÁFICO de la Av. Raúl Clemente Huerta
del tramo que nos conduce a las industrias y camaroneras de dicho sector por tal motivo se
determinará el tráfico promedio diario anual (TPDA).
Con el estudio de tráfico podremos observar la variación de tráfico que diariamente transita
por el sector y así determinar su demanda a 20 años.
3.1.2. Demanda vehicular
Para el presente análisis de tráfico, se determinará la Demanda Actual y Demanda Proyectada a
20 años.
3.1.3. Estudios de tráfico
Fuente: Google earth
48
El presente estudio comprende el análisis de tráfico en la Av. Raúl Clemente Huerta en la Ciudad
de Guayaquil provincia del Guayas (SE ESCLUSAS, TERMOGUAYAS, INTERVISATRADE,
SONGA). Cuyo objetivo es mejorar el comercio entre los dos puntos y demás sectores aledaños
así como promover el acceso de la población a los servicios básicos como educación, salud, etc.
Para el Análisis de la vía en cuestión es de fundamental importancia conocer las características
del tránsito que por allí circula; razón por la cual se realizó el estudio de transito respectivo que
se detalla a continuación.
3.1.4. Determinación de la demanda actual (TRAFICO PROMEDIO DIARIO ANUAL -
TPDA)
3.1.4.1. Conteo de tráfico.- Con la finalidad de llegar a determinar el Tráfico Promedio Diario
Anual (TPDA) existente, el conteo de tráfico se realizó a través de un procedimiento manual para
el cual se seleccionó una estación de conteo ubicada frente a la termoeléctrica
TERMOGUAYAS, este conteo se llevó a cabo los días 14, 15 y 16 de Agosto del año 2015
durante un periodo de 16 horas diarias (6:00AM a 23:00PM) en cuales se obtuvo el volumen de
tráfico que circula por la zona.
Con los volúmenes de tráfico determinados, como se detalla más adelante, se obtuvo una
muestra mucho más representativa de la situación actual de la movilización vehicular en los
caminos del presente estudio.
Para el conteo de tráfico se utilizó un formato con la clasificación general de los vehículos, el
que se presenta a continuación:
49
Formato utilizado para el conteo de tráfico.
3.1.4.2 Resultado del conteo de tráfico.- El conteo realizado nos permite conocer el número
total de vehículos y por lo tanto un promedio diario, en el cual lo detallamos de la siguiente
manera:
Entonces:
Estación de conteo TPD = 110 veh. Mixtos/día/ambos sentidos.
50
El tráfico promedio semanal en la estación de conteo se obtiene por medio de la siguiente
ecuación:
Ecuación 1.
Dónde:
T.P.D.S : Tráfico Promedio Diario Semanal
: Sumatoria.
Dn : Días Normales (lunes, martes miércoles, jueves, viernes).
De : Días Feriados (sábado, Domingo).
m : Número de días que se realizó el conteo.
Aplicando la Ecuación No. 1 con ciertas modificaciones debido a que solo se realizaron conteos
de tráfico durante los 3 días de la semana. Se obtuvo el siguiente T.P.D.S.
T.P.D.S = 5/7*(SUMA (Dn)/1) +2/7*(SUMA (De)/2)
T.P.D.S = 5/7*117/1) +2/7*(104+109)/2)
T.P.D.S = 83.57 + 30.43
T.P.D.S = 114 ambos sentidos.
3.1.5. Variaciones de tráfico
Como variaciones de tráfico se conoce a los factores que nos permiten establecer relaciones entre
observaciones actuales y puntuales de tráfico de los datos estadísticos de lo ocurrido con
anterioridad, llegando así a determinar el TPDA del año en el que se realiza el presente estudio.
m
D
m
DSDPT en *
7
2*
7
5...
51
Esta relación se puede establecer considerando el hecho de que la población se mueve por
hábitos y al no existir una variación en la estructura social de un país, prácticamente estas
variaciones permanecerán constantes en períodos más o menos largos, por lo que el TPDA se
puede llegar a calcular a base de muestreos.
En la determinación del Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA) se han seguido los criterios del
MTOP, en donde para la obtención del TPDA, el tráfico TPDS deberá ser afectado por los
siguientes factores:
El ajuste mensual (Fm) fue obtenido de la dirección de estudios del MTOP para el año
2011
Entonces el Factor Mensual correspondiente al mes de Agosto = 0.974
Factor de ajuste diario (Fd).- Los factores diarios los obtenemos en base al conteo de la
semana. (Ver cuadro B):
52
Fd = 1 / (TD/TPDS)
Para la estación de conteo se obtuvo:
Por lo tanto, debido a que hubo interrupciones durante los días de conteos de la semana este
factor será = 1.039
Por lo tanto los TPDA se obtienen mediante la siguiente relación:
TPDA = TPDS (Fm) (Fd)
Para la Estación de conteo:
TPDA = 114 (0.974) (1.039)
TPDA existente = 115 veh. Mixtos/día/ambos sentidos
El tráfico promedio diario anual así obtenido corresponde para ambos sentidos del tránsito
vehicular.
Con este valor del TPDA existente que sumado con el tráfico generado se obtendrá el TPDA
asignado para su proyección futura hasta 20 años en la respectiva estación de conteo.
3.1.6. Determinación de la demanda proyectada
3.1.6.1. Tráfico futuro.- Para la proyección del tráfico futuro previamente se debe obtener el
valor del tráfico asignado, según la siguiente expresión:
53
Tráfico asignado = T.P.D.A. existente + TG
Para la estación en donde realizamos el conteo, el T.P.D.A. existente es el siguiente:
3.1.6.2. Cálculo del tráfico generado (TG).- Al tránsito generado se le asignan tasas de
incremento entre el 5% y el 25% del tránsito actual, con un período de generación de uno o dos
años después de que la carretera ha sido abierta al servicio. PDA existente = 115 veh.
Mixtos/día/ambos sentidos.
Para nuestra estación de conteo consideramos:
TG = 25 % x T.P.D.A Existente
TG = 25 % x 115
TG = 29 veh. Mixtos/día/ambos sentidos
Con los datos establecidos T.P.D.A. existente y tráfico generado, podemos calcular el Tráfico
Asignado con el cual se realizará la proyección a 20 años.
T asignado = T.P.D.A. existente + TG
T asignado = 115 + 29
T asignado = 144 veh. mixtos/día/ambos sentidos
Luego, realizamos la Composición del Tráfico.
54
3.1.7. Tasa de crecimiento
Para nuestro trabajo de investigación vamos a trabajar con los siguientes valores.
Fuente: MTOP
3.1.8. Proyección del tráfico a 20 AÑOS (TF)
Con el tráfico asignado para cada una de las vías, se realiza la proyección del tráfico y su
composición hasta los 20 años, mediante el modelo exponencial expresado mediante la siguiente
fórmula:
TF = T ASIG. (1 + i)^n
Dónde:
TF = Tráfico futuro o proyectado
T ASIG.= Trafico Asignado
i = Tasa de crecimiento del tráfico
n = Período de proyección, expresado en años.
55
Previo a la proyección de los tráficos asignados para cada vía, se proyectó el tráfico actual
(afectados por los factores (Fm) (Fd)) y su composición por tipos de vehículos a 20 años para
una de estas vías, en la Proyección del tráfico se realizó utilizando el modelo exponencial
expresado mediante la siguiente fórmula de interés:
Tráfico promedio diario anual futuro.
Tráfico promedio diario anual actual.
t = Tasa de crecimiento anual por tipo de vehículo.
Posteriormente, se procedió a proyectar el TPDA de la vía en estudio, considerándose desde el
año 2015 un período de 20 años, cuyos resultados se resumen a continuación:
189 veh. Mixtos/día/ambos sentidos proyectado a 20 años.
n
af txTPDATPDA )1(
:fTPDA
:aTPDA
:fTPDA
56
Proyección T.P.D.A asignada a 20 años.
T.P.D.A. Asig = 236 veh. Mixtos/día/ambos sentidos proyectado a 20 años.
3.1.9. Calculo de ESAL’s
Los factores de equivalencia de carga por eje, que básicamente expresan la relación entre la
pérdida de serviciabilidad causada por una carga dada de un tipo de eje y la producida por un eje
estándar dé 8.2 toneladas, se determinaron para cada eje según la metodología simplificada de la
AASHTO.
Para el presente análisis se realizó los cálculos mediante un software con el procedimiento
siguiente:
57
Comparación de carga, tipo eje y clase de vehículo del conteo. Gráfico # 1
58
Diferenciado nuestro vehículo procedemos al cálculo de LEF (Factor
Equivalente de Carga). Gráfico #2
Dónde:
Lx : Carga del eje en Kips.
L2 : Factor que depende del tipo de eje (1 para eje simple, 2 para eje tándem, 3
para eje Tridem).
Pt : Sevicialidad final.
SN : Numero estructural.
59
Una vez realizada el cálculo de Nuestro factor equivalente de carga, se procede a
calcular ESALs para cada clase de vehículo en pavimento flexible: Gráfico #3.
Donde por ultimo realizamos el cálculo de Esals:
Esals : Número de repeticiones de eje equivalente (18 kips) aplicada en el periodo
de diseño.
Donde el ESALs para el periodo de diseño es 410841,15
60
DETERMINACION DELINDICE DE CONDICION DEL INDICE DE CONDICION DE
PAVIMENTO - PCI EN PAVIMENTOS FLEXIBLES.
3.2.1 Introducción.
El Índice de Condición del Pavimento (PCI, por su sigla en inglés) se constituye en la
metodología más completa para la evaluación y calificación objetiva de pavimentos, flexibles y
rígidos, dentro de los modelos de Gestión Vial disponibles en la actualidad.
El PCI es un índice numérico que varía desde cero (0), para un pavimento fallado o en mal
estado, hasta cien (100) para un pavimento en perfecto estado. En el Cuadro 1 se presentan los
rangos de PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la condición del pavimento.
3.2.2. Ubicación de la vía de estudio.
Coordenada de inicio: 626053-9749833 Coordenadas Final: 626462-9749404
Fuente: google earth
61
3.2.3. METODOLOGIA PARA LA DETERMINACION DEL PCI.
3.2.3.1. Características generales de la vía en estudio.- La vía en estudio está construida de
pavimento flexible (Mezcla de hormigón Asfaltico), posee una longitud de 595.0 m y un ancho
de 6.50 m, con doble sentido de circulación, se ubica en una zona que desde el punto de vista
geológico está formada por suelos de origen aluvial, representado por suelos arcillosos blandos,
con intercalaciones de capas de arena fina y limo, la profundidad del nivel freático oscila entre
los 1.0-2.5 m de profundidad.
El objetivo de esta vía es servir de acceso a las instalaciones industriales que se encuentran en
ese sector, plantas eléctricas, camaroneras y otros almacenes industriales, por esta vía circulan
vehículos de todas las denominaciones (Ligeros y pesados).
3.2.3.2. Desarrollo del trabajo.- Para el desarrollo del trabajo se elaboró un registro de campo,
donde se recoge la información de cada unidad de muestreo seleccionada y finalmente calcular el
PCI y que en lo adelante constituye el documento primario de este trabajo.
62
3.2.4. Determinación de la Unidad de muestreo.
La vía de estudio posee un acho de 6.46 m y de acuerdo a la tabla que presentamos (cuadro 2),
nuestra unidad de muestreo posee una longitud de 35.4 (promediado a 35.2) m y el área de cada
unidad de muestreo es de 227.5 m2, de esta forma tendremos 17 unidades de muestreo.
3.2.5. Selección de las unidades de evaluación.
En la “Evaluación De Una Red” vial puede tenerse un número muy grande de unidades de
muestreo cuya inspección demandará tiempo y recursos considerables; por lo tanto, es posible
aplicar un proceso de muestreo que represente el total.
En la “Evaluación de un Proyecto” se deben inspeccionar todas las unidades; sin embargo, de
no ser posible, el número mínimo de unidades de muestreo que deben evaluarse se obtiene
mediante la Ecuación 1, la cual produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero con
una confiabilidad del 95%.
Ecuación #1
Dónde:
Nc: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar.
N: Número total de unidades de muestreo en la sección del pavimento.
e: Error admisible en el estimativo del PCI de la sección (e = 5%)
ƃ: Desviación estándar del PCI entre las unidades.
63
Durante la insp
pavimento asfáltico (rango PCI de 25) y de 15 para pavimento de concreto (rango PCI de 35) En
inspecciones subsecuentes se usará la desviación estándar real (o el rango PCI) de la inspección
previa en la determinación del número mínimo de unidades que deben evaluarse. Cuando el
número mínimo de unidades a evaluar es menor que cinco (Nc < 5), todas las unidades deberán
evaluarse.
Nc = 17 x (10) ^2 / ((5) ^2 /4) x ((17-1)+ (5^2))
Nc = 1700 / (6.25 x 116)
Nc = 2.34
Como se observa en el cuadro de cálculo Nc=2.34, siendo Nc < 5, por lo tanto se deben utilizar
un n=17 es decir que se deben evaluar las 17 unidades de muestreo en las que se subdivide la vía
en estudio.
3.2.6. Selección de las unidades de muestreo a inspeccionar.
Se recomienda que las unidades elegidas estén igualmente espaciadas a lo largo de la sección de
pavimento y que la primera de ellas se elija al azar (aleatoriedad sistemática) de la siguiente
manera:
64
Dónde:
N: Número total de unidades de muestreo disponible.
n: Número mínimo de unidades para evaluar.
i: Intervalo de muestreo, se redondea al número entero inferior (por ejemplo, 3.7 se
redondea a 3)
Al azar se selecciona entre la unidad de muestreo 1 y el intervalo de muestreo i.
Así, si i = 3, la unidad inicial de muestreo a inspeccionar puede estar entre 1 y 3. Las unidades de
muestreo para evaluación se identifican como (S), (S + 1), (S + 2), etc. Siguiendo con el ejemplo,
si la unidad inicial de muestreo para inspección seleccionada es 2 y el intervalo de muestreo (i)
es igual a 3, las subsiguientes unidades de muestreo a inspeccionar serían 5, 8, 11, 14, etc.
Sin embargo, si se requieren cantidades de daño exactas para pliegos de licitación
(rehabilitación), todas y cada una de las unidades de muestreo deberán ser inspeccionadas.
Basado en este concepto, en nuestro estudio i es de 17 unidades de muestreo para inspección.
3.2.7. Selección de Unidades de Muestreo Adicionales:
Este paso no procede porque se van a inspeccionar el 100 % de nuestras unidades de muestreo.
3.2.8. Evaluación de la Condición:
El procedimiento varía de acuerdo con el tipo de superficie del pavimento que se inspecciona.
Debe seguirse estrictamente la definición de los daños para obtener un valor del PCI confiable.
Primeramente se evalúa la calidad del tráfico para determinar la magnitud del daño que puede
ocasionar el estado de la vía.
65
3.2.9. Tipos de daños a evaluar según el catálogo de daños que encontramos en el formato
de estudio:
3.2.9.1. Piel de cocodrilo.- Este tipo de daños encontramos sobre nuestro pavimento flexible en
10 tramos con los tres niveles de severidad los cuales están registrados en nuestro formato de
apuntes (anexos).
Medida
Las medidas se realizaron en metros cuadrados en el área afectada. En cada una de
nuestros tramos fue diferenciada con normalidad su grado de severidad.
3.2.9.2. Abultamiento (BUMPS) y hundimientos (SAGS).- Este tipo de daño en el pavimento
flexible lo encontramos en 8 tramos con los tres niveles de severidad (Anexos)
Medida
Se miden en pies lineales (o metros lineales).
3.2.9.3. Corrugación.- Este tipo de daño en nuestro pavimento flexible lo encontramos solo una
vez en la unidad de muestreo 5 con una severidad baja (Anexos).
Medida
Se mide en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada.
3.2.9.4. Grietas longitudinales y transversales (No son de reflexión de losas de concreto de
cemento portland).- En nuestro pavimento flexible encontramos grietas longitudinales en la
unidad de muestreo 15 un nivel de severidad alto (Anexos).
66
Medida
Las grietas longitudinales y transversales se miden en pies lineales (o metros lineales).
La longitud y severidad de cada grieta debe registrarse después de su identificación.
3.2.9.5. Parcheo y acometidas de servicios públicos.- Un parche es un área de pavimento la
cual ha sido remplazada con material nuevo para reparar el pavimento existente. En nuestro
pavimento encontramos en la unidad de muestreo 4 y en la unidad de muestreo 5 con un nivel de
severidad bajo (Anexos).
Medida.
Los parches se miden en pies cuadrados (o metros cuadrados) de área afectada. Sin
embargo, si un sólo parche tiene áreas de diferente severidad, estas deben medirse y
registrarse de forma separada.
3.2.9.6. Ahuellamiento.- En nuestro análisis encontramos este daño en la unidades de muestreo
5, 6, 9, 10, 14 y 15 con niveles de severidad alto, medio y bajo (Anexos).
Medida
En nuestro trabajo el ahuellamiento lo medimos en metros cuadrados. En el área
afectada y su severidad está definida por la profundidad media de la huella.
67
3.2.9.7. Meteorización /desprendimiento de agregados.- La meteorización y el
desprendimiento son la pérdida de la superficie del pavimento debida a la pérdida del ligante
asfáltico y de las partículas sueltas de agregado como desprendimiento. En nuestro análisis
encontramos este daño en la unidades de muestreo 6, 7, 8, 11, 12, 13 y 14 con niveles de
severidad alto, medio y bajo (Anexos).
Medida
La meteorización y el desprendimiento la medimos para nuestro análisis en metros
cuadrados.
Datos de campo
3.2.10. Calculo del PCI
Al completar la inspección de campo, la información sobre los daños se utiliza para calcular el
PCI. El cálculo puede ser manual o computarizado y se basa en los “Valores Deducidos” de
cada daño de acuerdo con la cantidad y severidad reportadas.
Etapa 1. Cálculo de los Valores Deducidos:
1. a. Totalizamos cada tipo y nivel de severidad de daño y lo registramos en la columna TOTAL
del formato PCI-01. El daño puede medirse en área, longitud o por número según su tipo.
1. b. Dividimos la CANTIDAD de cada clase de daño, en cada nivel de severidad, entre el
ÁREA TOTAL de la unidad de muestreo y expresamos el resultado como porcentaje. Esta es la
DENSIDAD del daño, con el nivel de severidad especificado, dentro de la unidad en estudio.
68
1. c. Determinamos el VALOR DEDUCIDO para cada tipo de daño y su nivel de severidad
mediante las curvas denominadas “Valor Deducido del Daño” que se adjuntan al final de este
documento, de acuerdo con el tipo de pavimento inspeccionado.
Etapa 2. Cálculo del Número Máximo Admisible de Valores Deducidos (m)
2. a. Si ninguno o tan sólo uno de los “Valores Deducidos” es mayor que 2, se usa el “Valor
Deducido Total” en lugar del mayor “Valor Deducido Corregido”, CDV, obtenido en la Etapa 4.
De lo contrario, deben seguirse los pasos 2.b. y 2.c.
2. b. Liste los valores deducidos individuales deducidos de mayor a menor.
2. c. Determine el “Número Máximo Admisible de Valores Deducidos” (m).
Dónde:
mi: Número máximo admisible de “valores deducidos”, incluyendo fracción, para la
unidad de muestreo i.
HDVi: El mayor valor deducido individual para la unidad de muestreo i.
2. d. El número de valores individuales deducidos se reduce a m, inclusive la parte fraccionaria.
Si se dispone de menos valores deducidos que m se utilizan todos los que se tengan.
69
Etapa 3. Cálculo del “Máximo Valor Deducido Corregido”, CDV.
El máximo CDV se determina mediante el siguiente proceso iterativo:
3. a. Determine el número de valores deducidos, q, mayores que 2.0.
3. b. Determine el “Valor Deducido Total” sumando TODOS los valores deducidos individuales.
3. c. Determine el CDV con q y el “Valor Deducido Total” en la curva de corrección pertinente
al tipo de pavimento.
3. d. Reduzca a 2.0 el menor de los “Valores Deducidos” individuales que sea mayor que 2.0 y
repita las etapas 3.a. a 3.c. hasta que q sea igual a 1.
3. e. El máximo CDV es el mayor de los CDV obtenidos en este proceso.
Etapa 4. Calcule el PCI de la unidad restando de 100 el máximo CDV obtenido en la
Etapa 3.
Para el cálculo del PCI de cada unidad, cuando la suma de los valores deducidos de cada daño, es
mayor que 100, entonces el CDV de cada unidad de muestreo es 100.
70
3.2.11. Calculo del PCI de la Vía de estudio
Una sección de pavimento abarca varias unidades de muestreo. Si todas las unidades de muestreo
son inventariadas, el PCI de la sección será el promedio de los PCI calculados en las unidades de
muestreo. Si se utilizó la técnica del muestreo, se emplea otro procedimiento. Si la selección de
las unidades de muestreo para inspección se hizo mediante la técnica aleatoria sistemática o con
base en la representatividad de la sección, el PCI será el promedio de los PCI de las unidades de
muestreo inspeccionadas. Si se usaron unidades de muestreo adicionales se usa un promedio
ponderado calculado de la siguiente forma:
Dónde:
PCIS: PCI de la sección del pavimento.
PCIR: PCI promedio de las unidades de muestreo aleatorias o representativas. PCIA:
PCI promedio de las unidades de muestreo adicionales.
N: Número total de unidades de muestreo en la sección.
A: Número adicional de unidades de muestreo inspeccionadas
En nuestro caso se utilizaron todas las unidades de muestreo, por lo tanto el PCI de la vía de
estudio es el promedio de los PCI de cada Unidad de muestreo.
71
Donde no consideramos los tres primeros paños por estar en un estado excelente a partir de la
unidad de muestreo 4 hasta la unidad de muestreo 17 tenemos un promedio de 29.7 la cual nos
da como resultado una vía en estado malo.
72
REPORTE FOTOGRAFICO DE LAS FALLAS SOBRE LA AV. RAUL CLEMENTE
HUERTA (TRAMO – ESCLUSAS – TERMOGUAYAS – INTERVISA).
Falla piel de cocodrilo Falla Hundimiento y Abultamientos
Falla grietas longitudinales Falla desprendimiento de agregados
73
ESTUDIO DE SUELOS
3.3.1. Antecedentes
La Investigación Geotécnica ha sido realizada conforme a las especificaciones del MTOP-2002
definiéndose a lo largo de la vía los espesores y tipo de materiales existentes, en función de lo
que se han establecido los parámetros necesarios para el diseño de pavimento.
3.3.2. Trabajo realizados
A lo largo de la vía existente cada 300 m, se realizaron 2 calicatas, con una profundidad de
1.50m. Ubicadas en la margen derecha de la vía por el motivo de que circulaban menos cantidad
de vehículos.
Las muestras obtenidas de las calicatas han sido sometidas a los ensayos de clasificación cuyo
listado, con la especificación respectiva se presenta a continuación. Las muestras han sido
clasificadas mediante los Sistemas Unificado de Clasificación (SUCS) y AASHTO.
Para la determinación del CBR de diseño se realizaron 2 ensayos correspondientes a la capa
de terreno natural (CH) y corresponden a los suelos que se encuentran debajo del material
granular y los ensayos fueron realizados en campo mediante el dispositivo DCP, el cual trata
sobre la medición de la razón de penetración del penetro metro dinámico de cono con el mazo de
8 kg. (DCP 8kg) a través de suelos inalterados y/o compactados
En la siguiente tabla se presentan los ensayos realizados con su respectiva especificación:
74
Adicionalmente se ha calculado para cada muestra los valores de CBR (teórico) utilizando para
el efecto la siguiente expresión, la misma que da resultados bastante satisfactorios:
CBR= 20.09 (D60)0.358
Para materiales no plásticos como GW, GP, SW, SP.
CBR= 75 / 1+0.728(P200*IP)
D60: Tamaño correspondiente al 60% que pasa en la curva granulométrica (mm).
P200: Proporción del material que pasa el tamiz #200, expresada como decimal.
IP: Índice plástico del suelo.
3.3.3. Resultados obtenidos
Se ha preparado una Tabla Resumen donde, para cada calicata, se han tabulado los ensayos
realizados, al igual que la clasificación mediante los sistemas AASHTO y SUCS, dicha tabla se
presenta a continuación:
Hasta la profundidad explorada se presentan tres estratos.
75
Calicata Abscisas Muestra
Profundida
d
(m)
SUCSCBR
DCP
CBR
teorico
CBR
seleccionadoUSO DEL MATERIAL
C-1 0+245 1 0,05-0,25 SC 81 41 41 MATERIAL DE MEJORAMIENTO
C-1 0+245 2 0,25-0,60 GC 76 60 60 NO CUMPLE
C-1 0+245 3 0,60-1,50 CH 4 2 4 NO CUMPLE
C-2 0+600 1 0,00-1,00 GP-GM 47 43 47 MATERIAL DE MEJORAMIENTO
C-2 0+600 2 1,00-1,50 SM 3 2 3 NO CUMPLE
RESUMEN DE CBR
Sobre el material arcilloso se encuentra un material granular formado por gravas
predominantemente de clasificación SUCS GC y arenas limosas-arcillosas (SM y SC)
Se ha preparado un cuadro donde cada una de las muestras, correspondientes a los materiales
colocados sobre el terreno natural, ha sido analizada si cumple conforme las especificaciones del
MTOP, como material de mejoramiento. A partir de dicho análisis se puede observar que no
todos los materiales granulares (gravas y arenas) cumplen como material de mejoramiento, tal
como se puede observar en el siguiente cuadro:
A continuación se presenta un cuadro el cual nos correlaciona los CBR teóricos así como los
CBR obtenidos por el DCP y con criterio y estando a favor de la seguridad se seleccionó el CBR
de diseño del terreno natural siendo este del orden de 3%.
CALICATA MUESTRA LL IP CBR% No 200 GRANULOMETRIA
1 CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE MATERIAL DE MEJORAMIENTO
2 NO CUMPLE NO CUMPLE CUMPLE CUMPLE NO CUMPLE
3 NO CUMPLE NO CUMPLE NO CUMPLE NO CUMPLE NO CUMPLE
1 CUMPLE CUMPLE CUMPLE CUMPLE MATERIAL DE MEJORAMIENTO
2 NO CUMPLE NO CUMPLE NO CUMPLE NO CUMPLE NO CUMPLEC2 Abscisa:0+600
C1 Abscisa:0+245
76
ENSAYO PARA DETERMINAR EL CBR DE DISENO MEDIANTE EL CONO DE
PENETRACION DINAMICO.
Revisión de equipo Realizando el ensayo
Realizando perforación sellando calicata
77
DISEÑO DE PAVIMENTO
3.4.1. Introducción
Viendo las necesidades del tramo de via (Esclusas – Termoguayas – Intervisatrade) y
contemplando el estado en que se encuentra actualmente dicho tramo en estudio se considera
realizar un diseño de pavimento flexible para realizar una comparación con la estructura actual.
Para el diseño se han considerado a) las características del tránsito en lo referente al volumen, y
composición, obtenidas en el estudio realizado; evaluándolas para su aplicación; b) las
propiedades del suelo de cimentación (sub-rasante), sobre las que se desplantará la estructura del
pavimento, tomando en cuenta, además, que la capa de relleno integraría la nueva estructura del
pavimento.
3.4.2. Análisis de tráfico
Los datos del tránsito, tomados como base, corresponden a los resultados del estudio efectuado.
Así mismo, ante la posibilidad que el estudio de la vía permita incrementar el desarrollo de la
zona de influencia y consecuentemente la capacidad de los vehículos pesados de transporte de
carga, con el investigador, se ha estimado un porcentaje reducido de camiones de tres (3) ejes.
3.4.3. Diseño de la estructura del pavimento
De acuerdo a las consideraciones generales y tomando en cuenta que el proyecto está localizado
en una zona urbana en proceso de desarrollo, se analizó la alternativa del pavimento flexible.
78
3.4.4. Parámetros de diseño
3.4.4.1. Periodo de diseño.- El período de diseño con el que se realizaron los cálculos, es decir,
el número de años planificado de la Av. Raúl Clemente Huerta (Tramo Esclusas – Termoguayas
– Intervisatrade) es de veinte años.
El período de diseño ha sido determinado, según al análisis del Modelo del Mínimo Costo de
Transporte, en el que se establece una relación entre el volumen de tráfico previsto en los
caminos y el tipo de mejoramiento propuesto, citando entre otros factores: el costo económico de
construcción, el costo económico de operación de los vehículos, el costo de mantenimiento anual
y el de mantenimiento periódico hasta su reconstrucción. En la evaluación económica se toma en
cuenta dichos costos y los beneficios obtenidos durante el período de vida útil del proyecto.
3.4.4.2. Estudio de tráfico.- El Estudio de Tráfico, se lo realizó mediante estaciones de contaje,
siendo la finalidad de estos estudios el determinar el tráfico promedio diario anual y la
descomposición por tipos de vehículos. Los resultados de estos estudios los presentamos en el
numeral 3.1 (análisis de tráfico).
De manera general, el estudio de tráfico da como resultado lo siguiente:
TPDA20años = 236 vehículos.
Composición del tráfico:
Livianos: 64.55%
Camiones: 18.48%
Buses: 16.97%
79
3.4.4.3. Factores de carga y descarga.- Los factores de equivalencia de carga por eje, que
básicamente expresan la relación entre la pérdida de serviciabilidad causada por una carga dada
de un tipo de eje y la producida por un eje estándar dé 8.2 toneladas, se determinaron para cada
eje según la metodología simplificada de la AASHTO.
Definidos los factores de daño para cada tipo de camión y bus, con el fin de simplificar el cálculo
de tráfico equivalente, el Esal´s de diseño es = 410841.15
Los resultados de estos estudios los presentamos en el los estudios de (análisis de tráfico).
3.4.4.4. Capacidad de suelo de la sub-rasante.- Luego de realizados los ensayos de laboratorio
de los suelos muestreados a lo largo de la Sub-rasante, en función de sus propiedades físico -
mecánicas, se procedió al análisis de los valores, este resultado de CBR fue tomado en dos
puntos ya que nuestra vía en análisis es de 600 metros nos dio como resultado un CBR = 3. Los
ensayos de CBR fueron realizados con el cono dinámico de penetración CDP y los resultados lo
tenemos en los anexos.
3.4.4.5. Numero estructural de diseño.- Continuando con el proceso de cálculo y basándose en
todos los datos hasta aquí determinados, se obtuvieron los números estructurales de diseño para
períodos de veinte años; para el efecto, se utilizó la ecuación básica para pavimentos flexibles del
método AASHTO - 1993, que es la siguiente:
80
W18 = Número esperado de repeticiones de ejes equivalentes a 8.2tn en el periodo de
diseño.
Zr = Desviación estándar del error combinado en la predicción del tráfico y
comportamiento estructural.
So = Desviación estándar total.
∆PSI = Diferencia entre la serviciabilidad inicial (Po) y final (Pt). Mr = Módulo
resiliente de la sub-rasante (psi).
Mr = Módulo resiliente de la sub-rasante (psi).
SN = Número estructural, indicador de la capacidad estructural requerida (materiales
y espesores).
ai = Coeficiente estructural de la capa i. Di = Espesor de la capa i.
Di = Espesor de la capa i.
mi = Coeficiente de drenaje de la capa granular.
Vamos a utilizar cada uno de nuestros valores previo al cálculo del pavimento flexible:
3.4.4.5.1. Confiabilidad (R).- El nivel de confiabilidad se determina en base a las
recomendaciones de la ASSHTO 93 .
Tabla #1 Niveles de confiabilidad
(AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.Published by the American Association of State)
81
Para nuestra vía asumiremos el valor de 90% por ser una vía colectora en la parte urbana de la
ciudad de Guayaquil. (Las vías colectoras son aquellas carreteras urbanas que distribuyen los
tráficos urbanos e interurbanos hasta la red local, normalmente sin continuidad en itinerarios
interurbanos).
A partir del valor de confiabilidad asumido, encontraremos el valor de la desviación normal
estándar del nivel de confiabilidad, según el cuadro siguiente:
Tabla #2 Valores de Zr en la curva normal para diversos grados de confiabilidad
Fuente: Normas AASHTO 93
Una vez seleccionado el valor de “R” que el Proyectista considere adecuado, se busca el valor
de ZR de la Tabla#2 Sí el Proyectista carece de experiencia en el diseño, evidentemente, ya que
mientras mayor sea el valor de “R” mayor será la “confianza” en el diseño, tratará de seleccionar
los valores en el rango alto de la Tabla #1.El valor que representa a la “Confiabilidad” y que es
llevado a la ecuación de diseño ASSHTO-93 es, finalmente, el valor ZR.
En nuestro caso Zr = - 1.282
82
3.4.4.5.2. Desviación estándar (So).- La AASHTO recomienda valores de desviación Estándar
de 0.45 para pavimentos flexibles que es un valor promedio entre 0.40 y 0.5. En el Tabla #3. Se
obtiene los valores promedio para los dos tipos principales de pavimento.
Tabla #3 Desviacion standar
Fuente: Norma ASSHTO 93
Para nuestro proyecto nuestro valor será = 0.45
3.4.4.5.3. Serviciabilidad (PSI).- En el diseño del pavimento se deben elegir el índice de servicio
inicial y final.
La inicial PSI es función del diseño del pavimento y de la calidad de construcción, y la final
o terminal, PSI o , es función de la categoría o importancia de la vía, y se adopta en base a ésta y
al criterio del proyectista.
Tabla # 4 Valores recomendados por la ASSHTO
(AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.Published by the American Association of
State)
Como lo indica la tabla para nustro calculo utilizaremos el valor = 2.00
83
3.4.4.5.4. Módulo resiliente de la sub-rasante.- El valor portante del suelo se lo obtiene a través del Modulo de Resilente (Mr); tarea muy laboriosa, es menester estudiar el suelo durante las sucesivas etapas de humedad y sequía, es un proceso rígido sin embargo el modulo resilente es Mr=1500*CBR.
El Modulo Resilente, Los métodos de diseño actuales emplean el valor de los módulos de
elasticidad E de los materiales, por ser el resultado de una serie de ensayos fundamentales
científicos en sustitución del ensayo de CBR.
El modulo de elasticidad de los materiales normalmente empleados en la construcción de
Subrasante naturales y/o mejoradas, se denomina Modulo Resilente (Mr), el cual es el resultado
de un ensayo de tipo dinámico. Se define como la relación entre la sumatoria de los esfuerzos
principales y la deformación axial recuperable.
ENTONCES: Mr = 1500 x CBR
Mr = 1500 x 3
Mr = 4500 lb/pulg²
3.4.4.5.5. Espesores de capa.- Partiendo de los números estructurales, se determinaron los espesores de las diferentes capas del pavimento, considerando que el Numero Estructural (NE) es el resultado de la sumatoria del producto del espesor de cada capa por su respectivo coeficiente y factor de drenaje; la expresión utilizada es:
SN = a1 D1 + a2 D2 m2 + a3 d3 m3
Siendo:
aj = Coeficiente de la capa j.
Dj = Espesor de la capa j (en pulgadas).
mj = Coeficiente de drenaje de la capa j.
84
Los valores de los factores mj recomendados por el método AASHTO, para modificar el
número estructural de capas no tratadas de materiales de base y sub-base de pavimentos flexibles
son los siguientes:
Tabla # 5 Coeficiente de drenaje
Fuente : Apuntes de Carreteras II
Para el proyecto, se considera que la estructura del pavimento tendrá una exposición a la
humedad igual al 25% y que la calidad de drenaje no es regular, el factor mi correspondiente es
de 0.80
A continuación presentaremos coeficientes ai recomendables por la AASHTO
85
Tabla # 6 coeficiente ai
Fuente: Guía AASHTO diseño de estructura de pavimento 1993
Los coeficientes aj requeridos para el diseño estructural del pavimento son asignados por la
AASHTO en función de las propiedades físico - mecánicas de los materiales de cada capa;
considerando las alternativas que se plantean más adelante, se utilizaron los siguientes
coeficientes:
Tabla #7 Materiales a considerar en nuestro diseño
Fuente : Elaboración propia
86
La calidad de los materiales granulares para la fabricación de la mezcla asfáltica da como
resultado estabilidades que superan las 2000 Lbs., esto sumado a las temperaturas un poco
elevadas del sector del proyecto, determinarán altos módulos de elasticidad del concreto asfáltico
que puede superar las 400.000 psi; para estos valores, el coeficiente estructural a1 = 0.42.
3.4.5. Calculo del espesores del pavimento
Figura # 1
Con todos los datos obtenidos obtenemos como resultados (Estos calculos los tenemos con mas
detalles en anexos) los siguientes espesores:
Gráfico final de la estructura del pavimento calculado.
3,2
1,57 1,57
1,57 0,53
2,1 1,1
3,2
Propuesto
(cm) Teorico (Pulg)
10,00 3,74
15,00 4,91
30,00 12,50
55,00 21,15
SNt = a1xD1 + a2xm2xD2 + a3xm3xD3
SNt = 3,20
NUMERO ESTRUCTURAL REQUERIDO TOTAL (SNREQ)
NUMERO ESTRUCTURAL CARPETA ASFALTICA (SNCA)
NUMERO ESTRUCTURAL BASE GRANULAR (SNBG)
NUMERO ESTRUCTURAL SUB BASE (SNSB)
ESPESOR TOTAL
D1 = SN 1 / a1
D2 = SN 2 base /( a2 x m2 )
D3 = SN sub-base / (a3 xm3)
ESPESOR CARPETA ASFALTICA
ESPESOR BASE GRANULAR
ESPESOR SUB BASE GRANULAR
87
COMPARACION DE LA ESTRUCTURA EXISTENTE CON LA CALCULADA.
3.5.1. Introducción
El presente análisis se trata de la comparación del pavimento flexible o estructura calculada por
el método de diseño ASSHTO 93 las cuales fueron calculados mediantes los parámetros
correspondientes el análisis se lo hará con la estructura de pavimento existente la cual sufre
deformaciones en la Av. Raúl Clemente Huerta tramo (Esclusas–Termoguayas–Intervisatrade).
3.5.2. Estructura de pavimento flexible diseñada
Para nuestro análisis hemos diseñado una estructura de pavimento flexible donde tenemos:
De 0.00 – 0.10 Corresponde a una carpeta de rodadura con un espesor de 0.10 m. la cual
fue diseñada por recomendaciones según la AASHTO 93 que corresponde a la cantidad
de Esal's calculado para el proyecto.
De 0.10 – 0.25 Corresponde a una capa de Base granular utilizando las recomendaciones
de la AASHTO 93 y efectuado los cálculos para obtenerlos para esta capa utilizaremos un
Limite liquido (Lw) de 25 % y un Índice de plasticidad de 6 %. Las cual son los
parámetros utilizados para este tipo de material.
De 0.25 – 0.70 Corresponde a una capa de sub-base granular utilizaremos un Limite
liquido (Lw) de 25 % y un Índice de plasticidad de 6 %. Las cual son los parámetros
utilizados para este tipo de material.
88
SN=3.2
3.5.3. Análisis de la estructura de pavimento flexible existente
A lo largo de la vía existente cada 300 m, se realizaron 2 calicatas, con una profundidad de 1.50
m. ubicadas en la margen derecha de la vía por el motivo de que circulaban menos cantidad de
vehículos, en conjunto realizaremos el análisis del PCI realizado en la vía en los dos tramos que
se realizó el ensayo.
En la primera calicata la cual se realizó desde la abscisa 0+00 a 0+245 y encontramos una
estratigrafía con una estructura de tres capas incluida la capa de rodadura la cual explicaremos
mediante el siguiente gráfico:
SN=3.10
De 0.00 – 0.05 corresponde a la carpeta de rodadura utilizada.
89
De 0.05 – 0.025 corresponde a un material de arena arcillosa con grava de baja
plasticidad color café grisáceo las cual contiene un Limite liquido (Lw) de 33 % y un
Índice de plasticidad de 15 %. Con estas características la capa colocada cumple para la
utilización de un material de mejoramiento más un material de base.
De 0.25 – 0.60 Corresponde a un suelo que contiene graba arcillosa con arena color café
no está considerado para utilizarlo como material de sub-base porque las características
de este material presenta un Limite liquido (Lw) de 41 % y Índice de plasticidad de 19 %.
En esta parte de la vía abscisa 0+245 como podemos observar tiene dos capas las cuales no
satisface a la estructura para ser utilizada sin embargo el PCI realizado en los primeros 7 tramos
de 35 m. (100+100+100+82+1+68+0) nos da como promedio 64,43 la que nos da como
resultado una vía de calidad buena.
En la segunda calicata desde la abscisa 0.+245 a 0+600 encontramos una estratigrafía con una
estructura de solo dos capas incluida la capa de rodadura.
90
De 0.00 – 0.05 corresponde a la carpeta de rodadura utilizada.
De 0.05 – 0.025 corresponde a un material de arena arcillosa con grava de baja
plasticidad color café grisáceo las cual contiene un Limite liquido (Lw) de 30 % y un
Índice de plasticidad de 11 %. Con estas características la capa colocada cumple para la
utilización de un material de mejoramiento más un material de base.
En esta parte de la vía desde la abscisa 0+245 a 0+595 como podemos observar la carpeta se
asienta o descansa sobre una capa de base la cual no cumple las condiciones para ser utilizada
como tal y mediante el análisis de PCI realizado desde el tramo 7 al 17
(57+48+35+0+0+0+0+0+100+25) nos da como promedio 26,5 la que nos da como resultado una
vía de calidad mala.
91
3.5.4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
3.5.4.1. Conclusiones
El Índice de Condición del Pavimento (PCI) de la Av. Raúl Clemente Huerta
correspondiente al tramo (Esclusas – Termoguayas – Intervisatrade) es de 42 y según el
cuadro de rangos de calificación del PCI, el estado de la vía es regular.
Se realiza el diseño para la estructura de pavimento flexible la estructura necesita los
siguientes espesores de materiales:
Capa de rodadura = 9 cm.
Capa de material de base = 15 cm.
Capa de sub-base = 30 cm.
Con estos datos se realizara la comparación con el pavimento existente.
De acuerdo a las calicatas realizadas en la Av. Raúl Clemente Huerta podemos decir que
no se utilizaron materiales uniformes o homogéneos para ambas calicatas.
La estructura de pavimento existente son de mala calidad, porque las deformaciones que
se encuentran en el pavimento están en el tramo de estudio.
Si el suelo de fundación fuera el responsable de las deformaciones existirían o fueran
extensas a lo largo del camino que lleva a Empresa Songa.
Los materiales utilizados en la estructura de pavimento existe no cumple con las
recomendaciones para ser utilizados para el diseño calculado por ser materiales plásticos
y con un límite liquido más alto del que se debe utilizar.
La estructura de pavimento falla por mal diseño.
92
3.5.4.2. Recomendaciones
Según el estado de la estructura del pavimento esta sufre un lamentable estado de
deterioro por la mala condición de materiales se recomienda efectuar o colocar una nueva
estructura de pavimento con materiales idóneos para mejorar su vialidad.
Se podría reutilizar una parte del material haciendo una calificación del material de la
primera capa, porque califica como un material de mejoramiento.
Se recomendaría para la construcción de la nueva vía la implementación de sumideros
que ayuden a evacuar las aguas y no solo trabaje a gravedad.
Realizar la construcción de la vía con materiales de buena calidad para garantizar su
durabilidad y el confort de las personas que la utilicen.
Implementar señaléticas para el buen uso de la nueva vía y que los automotores
identifique su carril de recorrido.
Que se coloque la carpeta asfáltica calculada para este proyecto y con materiales de
buena calidad.
BIBLIOGRAFIA
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.Published by the American Association of State.
(s.f.).
Alfonzo, R. (2005). La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres 2 : Carreteras, Ferrocarriles y Autopistas.
Yucatan: Limusa.
Coronado, J. (2002). Manual centro americano para diseno de pavimento. Guatemala.
https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/aashto-931: 3-2. (s.f.).
L., G. N. (s.f.). Ingenieria de transito y carreteras.
Montejo, A. (2006). Ingenieria de pavimentos "Fundamentos, Estudios basicos y diseno". Bogota:
Panamericana formas e impresos S.A Tomo I.
Vasquez, L. R. (2002).Pavement condition index (PCI)” Para pavimentos asfalticos y de concreto en
carreteras. Manizales.
Zagaceta, I. (2008). El Pavimento de concreto hidraulico premezclado. Mexico.
ANEXO
TABLAS DE CALCULOS: TRAFICO Y E'SAL
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ESTACION No. 1 A: Ingreso
DIRECCION: Entrada a la subestacion esclusas
CUADRO Nº. 1. Resume del Conteo , Factor de Expansión y Hora Pico
Viernes 117 2,48 0,40 19 17 a 18 h
Sabádo 104 2,21 0,45 26 07 a 08 h
Domingo 109 2,31 0,43 14 07 a 08 h
Suma = 330 2,33 0,43
T.P.D = 110
- T.P.D -
VOLUMEN
HORA PICO
ESTUDIO DE TRAFICO EN UN TRAMO DE LA AV. RAUL CLEMENTE HUERTA.
Días (01-04 de
Febrero del
2013)
Sentido del
Tránsito B: Salida
HORA PICO
CONTEO
DIARIO
DURANTE
FACTOR
DE
EXPANSION
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CONTEO DIARIO DURANTE 24H.
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TABLA Nº. 1. TASA DE CRECIMIENTO ANUAL DEL TRAFICO.Años Livianos Buses C2P-C2G C3-S1
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2015-2020 2020-2025 2025-2030 2030-2035LIVIANOS 4,21% 3,75% 3,37% 3,06%BUSES 2,24% 1,99% 1,80% 1,63%CAMIONES LIVIANOS 2,52% 2,24% 2,02% 1,84%CAMIONES PESADOS 2,52% 2,24% 2,02% 1,84%
- Los tipos de Vehículos son tomados del Conteo Clasificatorio del Tránsito.
Av. Raul Clemente HuertaESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES -
AÑO DE PROYECCION
IMPORTANTE:
Para la proyecciones del tráfico se utilizó la tasa de crecimiento según tipo de vehículo,
elaborada por el Departamento de Factibilidad del MTOP.
TIPO DE VEHICULOS
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1. ASIGNAR CLASE DE VEHICULO CON TIPO DE EJE CARGA (TON) L2x
LOS DATOS DEL ANEXO C SIMPLE 1 1
SIMPLE 2 1
2. ASIGNAR TIPO DE EJE Y CARGA CON SIMPLE 4 1
LOS DATOS DEL ANEXO C y D SIMPLE 7 1
SIMPLE 11 1
3. LLENAR LAS CASILLAS CON FONDO VERDE TANDEM 18 2
TRIDEM 25 3
VOLVER
2.- Camionetas ( Hasta 2 Ton.)
9.- Camión Grande ( Tres ejes)
8.- Camión Grande ( Dos ejes.)
7.- Camión Mediano ( Hasta 6 Ton.)
6.- Bus Grande ( 36 Asts. o más )
5.- Bus Mediano ( 22 - 35 Asts.)
4.- Microbuses ( 12 - 21 Asts.)
3.- Minibuses
CONFIGURACION DE CARGA, TIPO DE EJE Y CLASE DE VEHICULOS DEL AFORO DEL SNC
1.- Automóviles, Jeep y Vagonetas
CLASE DE VEHICULO, CONFIGURACIÓN DE EJES Y CARGAS ADOPTADASCLASE DE VEHÍCULO DEL AFORO SNC
12.- Otros vehículo (No incluye motocicletas)
11.- Camión con remolque
10.- Camión semirremolque
1TON. 1TON.
2TON.
4TON.
11TON.
7TON. 18TON.
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25TON.
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ANEXO
TABLAS DE CALCULO: SUELOS Y MATERIALES
CALICATA No 1
ABSCISA: 0+245
Proyecto:
Localización: Tramo Esclusas - termoguayas - Intervisa
Calicata: C-1
Muestra: 1
Profundidad: 0,05-0,25 m
Abscisa: 0+245 Ejecución: 26/10/2015
Humedad 4,6 %
Límite Líquido 33 % SUCS: SC
Límite Plástico 18 % AASTHO: A-2-6
Indice Plástico 15 % IG: 0
Peso Pasante Diámetro
Parcial Retenido Acumulado Acumulado Medio
gr. % % %
3" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2 1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1 1/2" 73,96 1,37 1,37 98,63 59,91
1" 543,57 10,06 11,43 88,57 314,50
3/4" 367,15 6,80 18,23 81,77 149,55
1/2" 513,35 9,50 27,74 72,26 149,70
3/8" 348,57 6,45 34,19 65,81 70,99
No 4 683,31 12,65 46,84 53,16 90,14
No 8 631,40 11,69 58,53 41,47 41,56
No 10 126,36 2,34 60,87 39,13 5,10
No 16 324,73 6,01 66,88 33,12 9,56
No 20 204,96 3,79 70,68 29,32 3,85
No 30 149,29 2,76 73,44 26,56 2,00
No 40 165,56 3,07 76,51 23,49 1,57
No 50 107,61 1,99 78,50 21,50 0,72
No 80 176,30 3,26 81,76 18,24 0,78
No 100 60,62 1,12 82,89 17,11 0,19
No 200 126,33 2,34 85,23 14,77 0,26
FONDO 798,00 14,77 100,00 0,00
TOTAL 5401,07 100,00 9,00
Laboratorista: Realizado por: Observaciones:
Luis Laínez Xavier Arellano
Abertura No
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RESULTADOS DE ENSAYOS DE CLASIFICACION:
Tamiz Porcentajes en peso
ASTM
Análisis de las deforamciones sobre la calzada de la Av. Raúl Clemente Huerta
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CURVA DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMETRICA
Proyecto:
Localización: Tramo Esclusas - termoguayas - Intervisa
Calicata: C-1
Muestra: 2
Profundidad: 0,25-0,60 m
Abscisa: 0+245
Solicitado: Ejecución: 26/10/2015
Humedad 12,6 %
Límite Líquido 41 % SUCS: GC
Límite Plástico 23 % AASTHO: A-2-7
Indice Plástico 19 % IG: 0
Peso Pasante Diámetro
Parcial Retenido Acumulado Acumulado Medio
gr. % % %
3" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2 1/2" 1056,91 15,85 15,85 84,15 1093,38
2" 0,00 0,00 15,85 84,15 0,00
1 1/2" 284,93 4,27 20,12 79,88 186,90
1" 1078,62 16,17 36,29 63,71 505,36
3/4" 428,50 6,42 42,71 57,29 141,34
1/2" 532,82 7,99 50,70 49,30 125,82
3/8" 290,29 4,35 55,05 44,95 47,87
No 4 495,81 7,43 62,49 37,51 52,96
No 8 369,18 5,54 68,02 31,98 19,68
No 10 69,96 1,05 69,07 30,93 2,29
No 16 193,46 2,90 71,97 28,03 4,61
No 20 112,57 1,69 73,66 26,34 1,71
No 30 90,10 1,35 75,01 24,99 0,98
No 40 110,33 1,65 76,67 23,33 0,85
No 50 83,05 1,25 77,91 22,09 0,45
No 80 214,77 3,22 81,13 18,87 0,77
No 100 46,65 0,70 81,83 18,17 0,12
No 200 172,30 2,58 84,41 15,59 0,29
FONDO 1039,62 15,59 100,00 0,00
TOTAL 6669,87 100,00 21,85
Laboratorista: Realizado por: Observaciones:
Luis Laínez Xavier Arellano
Abertura No
S
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G
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u
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S
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A N A L I S I S G R A N U L O M E T R I C O
RESULTADOS DE ENSAYOS DE CLASIFICACION:
Tamiz Porcentajes en peso
ASTM
Análisis de las deforamciones sobre la calzada de la Av. Raúl Clemente Huerta
60
0
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0
15
0
75
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2,3
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0,01 mm. 0,1 mm. 1, mm. 10, mm. 100, mm. 1000, mm.
% P
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O
CURVA DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMETRICA
Proyecto:
Localización: Tramo Esclusas - termoguayas - Intervisa
Calicata: C-1
Muestra: 3
Profundidad: 0,60-1,50 m
Abscisa: 0+245
Solicitado: Ejecución: 26/10/2015
Humedad 34,3 %
Límite Líquido 79 % SUCS: CH
Límite Plástico 31 % AASTHO: A-7-5
Indice Plástico 48 % IG: 0
Peso Pasante Diámetro
Parcial Retenido Acumulado Acumulado Medio
gr. % % %
3" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2 1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1 1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
3/4" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
3/8" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 4 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 8 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 10 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 16 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 20 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 30 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 40 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 50 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 80 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 100 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 200 4,73 4,32 4,32 95,68 0,49
FONDO 104,78 95,68 100,00 0,00
TOTAL 109,51 100,00 0,00
Laboratorista: Realizado por: Observaciones:
Luis Laínez Xavier Arellano
Abertura No
S
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G
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S
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A N A L I S I S G R A N U L O M E T R I C O
RESULTADOS DE ENSAYOS DE CLASIFICACION:
Tamiz Porcentajes en peso
ASTM
Análisis de las deforamciones sobre la calzada de la Av. Raúl Clemente Huerta
60
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0,01 mm. 0,1 mm. 1, mm. 10, mm. 100, mm. 1000, mm.
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CURVA DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMETRICA
PROYECTO: Análisis de las deforamciones sobre la calzada de la Av. Raúl Clemente HuertaFECHA: 26/10/2015
LOCALIZACION: Tramo Esclusas - termoguayas - Intervisa Abscisa : 0+245 CALICATA: C-1
MUESTRA: Indicada
ASTM D 4318-95 METODO "B" PROFUNDIDAD Indicada
Muestra # 1 2 3
Recipiente # H5 H12 H51 T53 C57 C11
Suelo húmedo+recipiente gr. 14,46 14,60 15,31 15,70 20,57 20,96
Suelo seco+ recipiente gr. 12,31 12,43 12,60 12,85 16,41 16,62
Peso recipiente gr. 5,89 5,88 6,01 6,00 11,05 11,05
Peso suelo seco gr. 6,42 6,55 6,59 6,85 5,36 5,57
Peso agua gr. 2,15 2,17 2,71 2,85 4,16 4,34
Humedad % 32,79 32,63 41,12 41,81 78,70 79,32
Número golpes # 21 22 25 26 28 29
Muestra 1
Recipiente # P3 P20 P27 L.Líquido: 32,71
Suelo húmedo+recipiente gr. 9,43 9,60 9,74 L.Plástico: 18,20
Suelo seco+ recipiente gr. 8,60 8,71 8,78 I.Plástico: 14,50
Peso recipiente gr. 3,68 3,67 3,66 SUCS CL
Peso suelo seco gr. 4,92 5,04 5,12
Peso agua gr. 0,83 0,89 0,96
Humedad % 16,87 17,66 18,75
Muestra 2
Recipiente # M24 MT MJ L.Líquido: 41,47
Suelo húmedo+recipiente gr. 10,68 10,81 10,98 L.Plástico: 22,92
Suelo seco+ recipiente gr. 9,50 9,55 9,65 I.Plástico: 18,55
Peso recipiente gr. 3,95 3,95 3,95 SUCS CL
Peso suelo seco gr. 5,55 5,60 5,70
Peso agua gr. 1,18 1,26 1,33
Humedad % 21,26 22,50 23,33
Muestra 3
Recipiente # H23 MF IV L.Líquido: 79,01
Suelo húmedo+recipiente gr. 10,40 10,58 10,91 L.Plástico: 31,36
Suelo seco+ recipiente gr. 8,93 9,00 9,25 I.Plástico: 47,64
Peso recipiente gr. 3,96 3,96 3,96 SUCS CH
Peso suelo seco gr. 4,97 5,04 5,29
Peso agua gr. 1,47 1,58 1,66
Humedad % 29,58 31,35 31,38
Laboratorista: Realizado por: Observaciones:
Luis Lainez Xavier Arellano
RESULTADOS
DETERMINACION DE LIMITES DE ATTERBERG
DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO
DETERMINACION LIMITE PLASTICO
RESULTADOS
RESULTADOS
Project: La calzada de la Av. Raúl Clemente Huerta Date: 27-oct-15
Location: Esclusas - termo guayas - Intervisa A bscisa : 0+245 Soil Type(s): Type in the soil type
No. of Accumulative Type of
Blows Penetration Hammer
(mm)
0 0 1
15 41 1 1
15 77 1
10 102 1
10 130 1
10 173 1
5 199 1
10 237 1
10 266 1
15 301 1
10 331 1
5 372 1
10 419 1
15 462 1
10 496 1
15 524 1
10 542 1
10 577 1
15 618 1
10 644 1
10 677 1
10 699 1
10 795 1
5 995 1
5 1295 1
CALICATA #1 ABSCISA 0+245 LADO DERECHO
0,0
127,0
254,0
381,0
508,0
635,0
762,0
889,0
1016,0
0,1 1,0 10,0 100,0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0,1 1,0 10,0 100,0
DE
PT
H, m
m
DE
PT
H, i
n.
CBR
0,0
127,0
254,0
381,0
508,0
635,0
762,0
889,0
1016,0
0 14 28 42 56 69 83
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
DE
PT
H, m
m
BEARING CAPACITY, psi
DE
PT
H, i
n
BEARING CAPACITY, psf
Based on approximate interrelationshipsof CBR and Bearing values (Design ofConcrete Airport Pavement, Portland Cement Association, page 8, 1955)
10.1 lbs.
17.6 lbs.
Both hammers used
Soil TypeCH
CL
All other soils
Hammer
CALICATA No 2
ABSCISA: 0+600
Proyecto:
Localización: Tramo Esclusas - termoguayas - Intervisa
Calicata: C-2
Muestra: 1
Profundidad: 0,05-0,30 m
Abscisa: 0+600
Solicitado: Ejecución: 26/10/2015
Humedad 5,8 %
Límite Líquido 30 % SUCS: SC
Límite Plástico 19 % AASTHO: A-2-6
Indice Plástico 11 % IG: 0
Peso Pasante Diámetro
Parcial Retenido Acumulado Acumulado Medio
gr. % % %
3" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2 1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1 1/2" 146,01 3,29 3,29 96,71 144,10
1" 589,99 13,31 16,60 83,40 415,91
3/4" 329,88 7,44 24,04 75,96 163,71
1/2" 371,34 8,38 32,42 67,58 131,93
3/8" 243,62 5,50 37,92 62,08 60,45
No 4 486,33 10,97 48,89 51,11 78,17
No 8 545,73 12,31 61,20 38,80 43,76
No 10 112,54 2,54 63,74 36,26 5,53
No 16 246,91 5,57 69,31 30,69 8,86
No 20 129,11 2,91 72,22 27,78 2,96
No 30 93,99 2,12 74,34 25,66 1,54
No 40 83,60 1,89 76,22 23,78 0,97
No 50 79,09 1,78 78,01 21,99 0,65
No 80 174,53 3,94 81,95 18,05 0,94
No 100 47,36 1,07 83,01 16,99 0,18
No 200 102,83 2,32 85,33 14,67 0,26
FONDO 650,16 14,67 100,00 0,00
TOTAL 4433,02 100,00 10,60
Laboratorista: Realizado por: Observaciones:
Luis Laínez Xavier Arellano
Abertura No
S
e
r
i
e
G
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u
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s
a
S
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r
i
e
F
i
n
a
A N A L I S I S G R A N U L O M E T R I C O
RESULTADOS DE ENSAYOS DE CLASIFICACION:
Tamiz Porcentajes en peso
ASTM
Análisis de las deforamciones sobre la calzada de la Av. Raúl Clemente Huerta
60
0
30
0
15
0
75
63
50
38
,1
25
19
12
,5
9,5
4,7
5
2,3
621,1
8
0,8
5
0,6
0,4
25
0,3
0,1
5
0,0
75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 mm. 0,1 mm. 1, mm. 10, mm. 100, mm. 1000, mm.
CURVA DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMETRICA
Proyecto:
Localización: Tramo Esclusas - termoguayas - Intervisa
Calicata: C-2
Muestra: 2
Profundidad: 0,30-1,50 m
Abscisa: 0+600
Solicitado: Ejecución: 26/10/2015
Humedad 33,5 %
Límite Líquido 77 % SUCS: CH
Límite Plástico 30 % AASTHO: A-7-5
Indice Plástico 47 % IG: 0
Peso Pasante Diámetro
Parcial Retenido Acumulado Acumulado Medio
gr. % % %
3" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2 1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1 1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
3/4" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
1/2" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
3/8" 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 4 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 8 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 10 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 16 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 20 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 30 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 40 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 50 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 80 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 100 0,00 0,00 0,00 100,00 0,00
No 200 9,09 6,99 6,99 93,01 0,79
FONDO 120,92 93,01 100,00 0,00
TOTAL 130,01 100,00 0,01
Laboratorista: Realizado por: Observaciones:
Luis Laínez Xavier Arellano
Abertura No
S
e
r
i
e
G
r
u
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s
a
S
e
r
i
e
F
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n
a
A N A L I S I S G R A N U L O M E T R I C O
RESULTADOS DE ENSAYOS DE CLASIFICACION:
Tamiz Porcentajes en peso
ASTM
Análisis de las deforamciones sobre la calzada de la Av. Raúl Clemente Huerta
60
0
30
0
15
0
75
63
50
38
,1
25
19
12
,5
9,5
4,7
5
2,3
621,1
8
0,8
5
0,6
0,4
25
0,3
0,1
5
0,0
75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 mm. 0,1 mm. 1, mm. 10, mm. 100, mm. 1000, mm.
CURVA DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMETRICA
PROYECTO: Análisis de las deforamciones sobre la calzada de la Av. Raúl Clemente HuertaFECHA: 26/10/2015
LOCALIZACION: Tramo Esclusas - termoguayas - Intervisa Abscisa : 0+600 PERFORACION: C-2
SOLICITADO POR: MUESTRA: Indicada
ASTM D 4318-95 METODO "B" PROFUNDIDAD Indicada
Muestra # 1 2
Recipiente # OX C88 H9 H32
Suelo húmedo+recipiente gr. 22,06 22,65 15,71 15,96
Suelo seco+ recipiente gr. 19,63 20,06 11,36 11,50
Peso recipiente gr. 11,51 11,54 5,82 5,82
Peso suelo seco gr. 8,12 8,52 5,54 5,68
Peso agua gr. 2,43 2,59 4,35 4,46
Humedad % 29,63 30,25 76,48 76,87
Número golpes # 23 24 20 21
Muestra 1
Recipiente # MY M19 MB L.Líquido: 29,94
Suelo húmedo+recipiente gr. 10,46 10,83 10,61 L.Plástico: 18,98
Suelo seco+ recipiente gr. 9,46 9,71 9,56 I.Plástico: 10,96
Peso recipiente gr. 3,92 3,92 3,92 SUCS CL
Peso suelo seco gr. 5,54 5,79 5,64
Peso agua gr. 1,00 1,12 1,05
Humedad % 18,05 19,34 18,62
Muestra 2
Recipiente # M8 MA M30 L.Líquido: 76,68
Suelo húmedo+recipiente gr. 11,72 11,36 11,66 L.Plástico: 30,09
Suelo seco+ recipiente gr. 9,87 9,66 9,88 I.Plástico: 46,59
Peso recipiente gr. 3,90 3,90 3,90 SUCS CH
Peso suelo seco gr. 5,97 5,76 5,98
Peso agua gr. 1,85 1,70 1,78
Humedad % 30,99 29,51 29,77
Muestra
Recipiente # L.Líquido:
Suelo húmedo+recipiente gr. L.Plástico:
Suelo seco+ recipiente gr. I.Plástico:
Peso recipiente gr. SUCS
Peso suelo seco gr.
Peso agua gr.
Humedad %
Laboratorista: Realizado por: Observaciones:
Luis Lainez Xavier Arellano
RESULTADOS
DETERMINACION DE LIMITES DE ATTERBERG
DETERMINACION DEL LIMITE LIQUIDO
DETERMINACION LIMITE PLASTICO
RESULTADOS
RESULTADOS
Project: La calzada de la Av. Raúl Clemente Huerta Date: 26-oct-15
Location: Esclusas - termo guayas - Intervisa A bscisa : 0+245 Soil Type(s): Type in the soil type
No. of Accumulative Type of
Blows Penetration Hammer
(mm)
0 0 1
10 26 1 1
5 65 1
5 144 1
5 253 1
5 397 1
5 518 1
5 704 1
5 1144 1
CALICATA #2 ABSCISA 0+600 LADO DERECHO
0,0
127,0
254,0
381,0
508,0
635,0
762,0
889,0
1016,0
0,1 1,0 10,0 100,0
0
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0,1 1,0 10,0 100,0
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PT
H, m
m
DE
PT
H, i
n.
CBR
0,0
127,0
254,0
381,0
508,0
635,0
762,0
889,0
1016,0
0 14 28 42 56 69 83
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
DE
PT
H, m
m
BEARING CAPACITY, psi
DE
PT
H, i
n
BEARING CAPACITY, psf
Based on approximate interrelationshipsof CBR and Bearing values (Design ofConcrete Airport Pavement, Portland Cement Association, page 8, 1955)
10.1 lbs.
17.6 lbs.
Both hammers used
Soil TypeCH
CL
All other soils
Hammer
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LEC
2 A
bsc
isa:
0+60
0
C1
Ab
scis
a:0+
245
ANEXO
TABLA DE CÁLCULO: DISEÑO DE PAVIMENTO
1. CARACTERISTICAS DE MATERIALES
A. MODULO DE RESILIENCIA DE LA CARPETA ASFALTICA (ksi) 400
B. MODULO DE RESILIENCIA DE LA BASE GRANULAR (ksi) 29,23
a2 = 0,249 ( Log Mr ) - 0,977 Mr = 10 ̂(a2+0,977)/0,249
C. MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUB-BASE (ksi) 15,16
a3 = 0,227 ( Log Mr ) - 0,839 Mr = 10 ̂(a3+0,839)/0,227
2. DATOS DE TRAFICO Y PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE
A. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) 410841,2
B. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) 90
STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr) -1,282
OVERALL STANDARD DEVIATION (So) 0,45
C. MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUBRASANTE (Mr, ksi) 4,5
D. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) 4,5
E. SERViCIABILIDAD FINAL (pt) 2,5
F. PERIODO DE DISEÑO (Años) 20
3. DATOS PARA ESTRUCTURACION DEL REFUERZO
A. COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPA
Concreto Asfáltico Convencional (a1) 0,42
Base granular (a2) 0,14
Subbase (a3) 0,11
B. COEFICIENTES DE DRENAJE DE CAPA
Base granular (m2) 0,8
Subbase (m3) 0,8
3,2
1,57 1,57
1,57 0,53
2,1 1,1
3,2
Propuesto
(cm) Teorico (Pulg)
10,00 3,74
15,00 4,91
30,00 12,50
55,00 21,15
SNt = a1xD1 + a2xm2xD2 + a3xm3xD3
SNt = 3,20
NUMERO ESTRUCTURAL REQUERIDO TOTAL (SNREQ)
NUMERO ESTRUCTURAL CARPETA ASFALTICA (SNCA)
NUMERO ESTRUCTURAL BASE GRANULAR (SNBG)
NUMERO ESTRUCTURAL SUB BASE (SNSB)
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
ESPESOR TOTAL
D1 = SN 1 / a1
D2 = SN 2 base /( a2 x m2 )
D3 = SN sub-base / (a3 xm3)
ESPESOR CARPETA ASFALTICA
ESPESOR BASE GRANULAR
ESPESOR SUB BASE GRANULAR
Presidencia
de la República
del Ecuador
AUTOR/ES: TUTOR:
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: de Ciencias Matematicas y Fisicas
CARRERA: INGENIERIA CIVIL
FECHA DE PUBLICACIÓN: 2015 - 2016 Nº DE PÁGS: 92
ÁREAS TEMÁTICAS: VIASDeformación sobre la calzada
PALABRAS CLAVE:
RESUMEN:
N. DE REGISTRO (en base de datos): Nº. DE CLASIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL (tesis en la web):
ADJUNTOS PDF: SI NO
CONTACTOS CON AUTOR/ES: Teléfono: [email protected]
CONTACTO EN LA Nombre: FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICASINSTITUCIÒN: Telèfono: 2-283348
Quito: Av. Whymper E7-37 y Alpallana, edificio Delfos, teléfonos (593-2) 2505660/ 1: y en la
Av. 9 de octubre 624 y Carrión, edificio Prometeo, teléfonos: 2569898/9, Fax: (593 2) 250-9054
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGIA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS
WILLIAM XAVIER ARELLANO MENDOZA
969441603
ING. FAUSTO CABRERA MONTES MS.cING. CARLOS VEINTIMILLA SILVA MS.c
ING. DAVID STAY COELLO MS.c
REVISORES:
˂ANALISIS DEFORMACION-PAVIMENTO FLEXIBLE˃˂AV RAUL CLEMENTE HUERTA-TRAMO ESCLUSAS-
GUAYAQUIL˃
Innovacion y saberes
º
La presente Investigación se refiere al análisis de las deformaciones en la Av. Raúl Clemente Huerta de un tramo de 600 m. (TRAMO SUBESTACION ESCLUSAS – TERMOGUAYAS – INTERVISATRADE) en la ciudad de Guayaquil. Esta investigación se ha desarrollado para plantear soluciones a la problemática de esta avenida, el deterioro de la carpeta de rodadura que no permite un flujo libre d e vehículos;así mismo tiempo no brinda seguridad a los conductores y transeúntes. Para el diseño de pavimento flexible propuesto en esta investigación se tomará en cuenta los datos del conteo de tráfico efectuados por el investigador, los cuales fueron real izados durante un fin de semana completo durante 16 horas diarias efectuados en el presente año este dato nos servirá para el cálculo de ESALs. Asimismo, para el cálculo de los espesores de las capas que conformarán la estructura del pavimento flexible se utilizará la metodología AASTHO 93 y analizaremos la estructura del pavimento existente realizando ensayos de suelos determinando en laboratorio. Con estas dos investigaciones realizaremos nuestra comparación. De igual manera determinaremos los factores queafectan el mal estado de la Av. En estudio mediante la realización de una PCI los cuales se efectuó un fin de semana. Finalm ente se
X
: ANÁLISIS DE LAS DEFORMACIONES SOBRE LA CALZADA DE LA AV. RAÚL CLEMENTE HUERTA (TRAMO ESCLUSAS – TERMOGUAYAS – INTERVISATRADE) EN LA CIUDAD DE GUAYAQUIL.
TÍTULO Y SUBTÍTULO
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