Br. Becerra Quiroz, Jenny Lissett (ORCID: 0000-0001-7878-2899)
ASESOR:
Mg. Cerna Vásquez, Marco Antonio Junior (ORCID: 0000-0002-8259-5444)
Diseño de Infraestructura Vial
CHICLAYO – PERÚ 2020 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: Ingeniera Civil AUTORA:
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
“Diseño de infraestructura vial tramo cuidad de Cutervo-Caserío la Culluna-Anexo Chorro Huacallag, distrito Cutervo, Cajamarca”
Dedicatoria
Dedico la presente tesis a mis padres, por ser siempre un apoyo en los periodos difíciles y por inculcarme desde muy pequeña la disciplina y responsabilidad que me han permitido lograr mis sueños y metas.
A mi pequeño hijo y esposo por su amor, comprensión y por ser la inspiración para culminar con esta tesis.
Agradecimiento
Me enorgullece enormemente poder cumplir con esta meta tan anhelada y en honor a ello es que deseo expresar mi agradecimiento a quienes directa o indirectamente me han brindado su apoyo.
En primer lugar, agradezco a Dios por ser mi luz en los momentos de oscuridad y por darme la voluntad y fortaleza que necesitaba para seguir con esta meta trazada.
A mi familia, por estar presentes y brindarme su apoyo constante en este difícil proceso.
A mi alma mater, la Universidad César Vallejo, por brindarme el espacio propicio para desarrollar y fortalecer mis capacidades y habilidades.
A mis docentes, por su calidad de enseñanza y por compartir conocimientos tan valiosos para mi vida profesional.
A mi asesor de tesis, por su paciencia, compromiso y direccionar este trabajo de tesis.
Índice
Dedicatoria... ii
Agradecimiento ... iii
Página del Jurado ... iv
Declaratoria de autenticidad ... v
Índice ... vi
Índice de Tablas ... vii
Índice de figuras ... viii
RESUMEN ... ix ABSTRACT ... x I. INTRODUCCIÓN ... 1 II. MÉTODO ... 9 2.1. Diseño de investigación ... 9 2.2. Variables Operacionalización. ... 9 2.3. Población y muestra ... 11
2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad ... 11
2.5. Métodos de análisis de datos... 12
2.6. Aspectos éticos... 12 III. RESULTADOS ... 13 IV. DISCUSIÓN ... 23 V. CONCLUSIONES ... 25 VI. RECOMENDACIONES ... 26 REFERENCIAS... 27 ANEXOS... 34
Autorización del desarrollo del proyecto de tesis ... 60
Acta de Aprobación de Originalidad de Tesis ... 61
Reporte de Turnitin ... 62
Autorización de publicación de tesis en repositorio institucional UCV ... 63
Índice de Tablas
Tabla 1: Operacionalización de la variable independiente ... 10
Tabla 2: Resultados de estudio de mecánica de suelos del laboratorio. ... 14
Tabla 3: Determinación del CBR al 95% Y 100%. ... 14
Tabla 4: Resumen de conteo vehicular por días ... 16
Tabla 5: Resumen de conteo vehicular por horas ... 17
Tabla 6: Resumen IMDA ... 19
Tabla 7: Precipitación máxima en 24 horas (MM) – Estación pluviométrica de Cutervo . 21 Tabla 8: EAL de diseño ... 21
Índice de figuras
RESUMEN
Este trabajo de investigación determina los estudios y actividades elaborados durante este periodo cronológico del desarrollo de esta tesis denominada “Diseño de infraestructura vial tramo cuidad de Cutervo-Caserío la Culluna-Anexo Chorro Huacallag, distrito Cutervo, Cajamarca” en la que se han realizado los estudios como son: Topográfico, Hidrología y Drenaje, mecánica de Suelos y Canteras, Impacto Ambiental, diseño del pavimento, IMDA, diseño de la carretera que une a dichos lugares.
Esta carretera se encuentra en mal estado, presentando fallas y deterioros, falta de mantenimiento, que impiden la accesibilidad vehicular, de este tramo mencionado, por lo que es necesaria contribuir al diseño vial de este tramo.
Teniendo, así como objetivo Diseñar la infraestructura vial para la accesibilidad del tramo cuidad de Cutervo-Caserío la Culluna-Anexo Chorro Huacallag, distrito Cutervo, Cajamarca, llegando a las conclusiones que se propone utilizar dos alternativas; uno es llevar a cabo el afirmado correspondiente y segundo es realizar pavimentación flexible en el tramo en estudio para dar mayor accesibilidad y concurrencia a los pueblos que repercuten en el estudio. Llevando a cabo su presupuesto de ambas alternativas.
ABSTRACT
This research work determines the studies and activities carried out during this chronological period of the development of this thesis called "Design of road infrastructure section of the city of Cutervo-Caserío la Culluna-Chorro Huacallag Annex, Cutervo district, Cajamarca" in which the studies such as: Topographic, Hydrology and Drainage, Soil and Quarry mechanics, Environmental Impact, pavement design, IMDA, design of the road that connects these places.
This road is in poor condition, showing failures and deterioration, lack of maintenance, which impede vehicular accessibility, of this section mentioned, so it is necessary to contribute to the road design of this section.
Having, as well as objective, Design the road infrastructure for the accessibility of the section of Cutervo-Caserío la Culluna-Chorro Huacallag Annex, Cutervo district, Cajamarca, reaching the conclusions that it is proposed to use two alternatives; One is to carry out the corresponding statement and the second is to carry out flexible paving in the section under study to give greater accessibility and attendance to the towns that affect the study. Running your budget for both alternatives.
I. INTRODUCCIÓN
1.1.- Realidad problemática
El periódico, la Republica (2017): El 70% de la longitud de las carreteras que tiene Colombia son de tercera clase. Pero, según apreciaciones de la Asociación Nacional de Instituciones Financieras, se destinaron para el mantenimiento de dichas vías muy poco presupuesto llegando a invertir 0,7%. (Salcedo, 2019).
(El periódico Costa Rica -Foro Económico mundial) Según la calidad de las carreteras en los años 2017-2018 en Centroamérica, Costa Rica se ubicó en los últimos lugares, ubicándose en el puesto número 123 a nivel general y en el puesto 20 a nivel continental, en la cual supero a Paraguay y Haití.
(Agencia Brasileña EBC – Brasil). Según la Confederación Nacional del Transporte, de los 100 000 km estimados el 57,3% presentan dificultades en su pavimento, señales y trazo de la carretera y el resto de la vía se encuentran en estado bueno o excelente las cuales son seguras. De las vías deficientes el 6,3% están en estado pésimo; el 16,1% en estado malo y el 34,9% en regular. Los transeúntes principalmente tienen dificultades con el trazo de la vía.
➢ A Nivel Nacional:
Diario Gestión (2016) :En nuestro país existen 3 vías longitudinales que van de sur a norte las cuales son la longitudinal, la Panamericana, de la sierra y la vía marginal de la región selva, con una dimensión de 9600 kilómetros, la cual tiene numerosas vías que inician de un puerto o ciudad dirigiéndose a un lugar de producción o de turismo las mismas que se exponen a las distintas situaciones del lugar en el que se encuentra, las vías que están a los 3500 msnm, sufren variaciones en su volumen las mismas que causan fallas y se hacen más graves con el tiempo
(Manuela Zurita – Diario el Comercio) : La afectación del fenómeno del niño en 2017, en las vías es de 13,517km a nivel nacional, y el costo de restaurarlos es de s/ 9 700
A propósito de las lluvias intensas que afectan el sur desde hace dos semanas y considerando que estas continuarán también en la sierra y la selva, con ocurrencias extraordinarias a escala diaria en el norte, en Día1 nos propusimos poner foco sobre las estrategias que existen para reducir la vulnerabilidad de la infraestructura, en particular, la vial, anterior y posterior de los desastres naturales. ()
(Diario El Comercio 2017) A partir del año 2003, con el inicio de los Gobiernos Regionales, no ha existido desarrollo en las redes viales. La situación de las vías de la gran parte de las ciudades del Perú presenta dificultades. Suficiente es hacer un recorrido por las tres regiones del país para evidenciarlo. De acuerdo con el informe de Provias Nacional, las carreteras pavimentadas escasamente representan el 9,7% de progreso lo resto son trochas en malas condiciones.
➢ A Nivel Regional:
(Agencia peruana de noticias) El Centro de Operaciones de Emergencia Nacional (COEN), reportó que intensas lluvias en las últimas 24 horas provocaron la restricción de la carretera que atraviesa el distrito de San Pablo, región Cajamarca.
Precisó que se trata del tramo Dv. Chilete a la altura del kilómetro 34, perteneciente a la Red Vial Nacional PE- 08ª. Asimismo, indicó que ya la empresa Convial Sierra Norte está trabajando en la zona para recuperar el libre tránsito en esta vía. Según el último reporte nacional del Instituto Nacional de Defensa Civil, a la fecha, las fuertes lluvias que trae el fenómeno climático denominado “El Niño Costero” han afectado 5,991 kilómetros de carreteras y han provocado el colapso de 264 puentes. También han afectado 1,748 las instituciones educativas, 597 establecimientos de salud, y 4,470 kilómetros de canales de riego. (2017).
Radio Programas del Perú (2017) Choferes y pobladores de la ciudad de Cajamarca y centros poblados aledaños como Samangay, Chaupelanche y Negropampa informaron a RPP Noticias a través del rotafono de Whatsapp, sobre el déficit que se encuentra la vía de la ciudad de Chota – Celendín “la pista así teniendo inconveniente geológico y se agrandó aún más por los aguaceros. Este hecho se ha dado a fines del año pasado y hasta la fecha nadie se ha hecho cargo, hemos informado este hecho a las autoridades
para que efectúen las gestiones pertinentes, pero no hay respuesta indicó Santiago Campos. Así mismo los denunciantes indicaron que en el turno noche se hace imposible transitar por el lugar por el temor de un fuerte accidente, además está habilitado un solo carril y no está debidamente instalada y señalizada. Por último, los choferes informaron que transitan de diferentes rubros.
➢ A Nivel Local:
De acuerdo a Mesías Guevara Amasifuen, citado (Cutervo al día, 2019) indico que el Gobierno Central se ejecutara la red vial con inversión de s/: 79 millones, con total de 9.50 km de construcción.
(La República, 2017) Chofer de una ambulancia informó a nuestro teléfono de WhatsApp que, además decenas de personas en todo tipo de vehículos pernoctan más de dos días en plena carretera a Cutervo, dado que esta se encuentra en mal estado por las lluvias y huaicos del último mes, indicando que “Las filas de los autos obstruyen el pase para los vehículos de emergencias como las ambulancias en las carreteras. Estoy parado en la carretera desde hace tres días y cuando logramos pasar un tramo, nos dicen que ya no hay más pase”
1.2. - Trabajos previos
Colombia , Parrado y otros (2017, p.106) en su estudio denominado: “Propuesta para un diseño geométrico para el mejoramiento de la movilidad de un sector periférico, sustentado en la Universidad Católica de Colombia, concluye que: Al realizar los estudios de tránsito se determinó la predisposición similar en el proceder del tráfico, examinando que la creciente vehicular tiende a una velocidad promedio de 45km/h para la mayor calidad de vehículos que circulan en este corredor vial además de las detenciones frecuentes que se observan a la hora de realizar este tipo de estudio.
presupuesto puede ser una vía, de diferentes tipos, además recomienda: una estimación de precios, es gran importancia indicar que la información que es ingresada a base de datos para infraestructura vial.
➢ A Nivel Nacional:
De acuerdo al Ministerio de Transportes y Comunicaciones (MTC), citado en (Perú21, 2019) informó: Que viene ejecutando diversas obras de infraestructura vial para la región Piura, trabajos previstos para los años 2019 y 2020, cuya suma alcanza los S/ 860 millones. Según precisó Edmer Trujillo, ministro de esta cartera, durante la supervisión a la construcción del Puente Independencia en el distrito de Catacaos, el 2019 se cerrará con casi la mitad de la inversión en trabajos.
De acuerdo al Ministerio de Transportes y comunicaciones MTC, citado en él (El
Peruano, 2016), indicó que la Pavimentación de Red Vial Nacional alcanza el 79% y
que hasta julio del año 2016 se tendrán 19,991 km de carreteras listas.- El Gobierno avanzó hasta la fecha con la pavimentación de más de 7,000 kilómetros de la Red Vial Nacional, alcanzando una cobertura total de 79% de las carreteras, muy cerca de la meta de 85% fijada para el quinquenio (agosto 2011-julio 2016).
➢ A Nivel Regional
Jaén, Quezada (2019) En el proyecto de su autoría Diseño de pavimentos y veredas
para dar mejores niveles de servicio a la transitabilidad en el sector III de la localidad de Pucará, presenta como objetivo referido al diseño de “Pavimento
Rígido” utilizando la metodología de diseño A.A.S.H.T.O.93, teniendo como base los datos obtenidos en in situ, a fin de mejorar del tránsito en la localidad de Pucará, específicamente en el Sector III. La investigación resalta la trascendencia de utilizar un pavimento rígido con el fin de lograr el crecimiento en la zona de estudio.
(Revista Andina - 2019) En el tramo 2 de la vía Longitudinal de la Sierra, en la
ruta Cochabamba-Chota (36 kilómetros), afectada por deslizamientos en 4 de sus
inestables, el viceministro coordinó con los representantes de Convial Sierra Norte la realización de próximas evaluaciones para definir soluciones y garantizar la transitabilidad en dicho tramo.
"Vamos a darle mayor dinamismo al personal zonal del sector para que las atenciones se agilicen. El Estado debe empezar a recuperar la confianza de la ciudadanía", aseguró el viceministro, quien también indicó que el MTC analiza alternativas de solución con la concesionaria para la zona de La Capilla, entre Cutervo y Chiple, también afectada por deslizamientos.
(Revista Andina - 2019) El viceministro Estremadoyro continúa su viaje rumbo a la ciudad de Cajamarca, donde participará en las reuniones de trabajo del Muni Ejecutivo con los alcaldes de las 13 provincias de dicho departamento, asi mismo se indicó que la Gerencia Sub Regional de Cutervo, reinició los trabajos de afirmado del camino vecinal que une las localidades de Paltic – Sagasmache - La Colpa – Paric, en el Distrito de Querocotillo, Proyecto de infraestructura vial que comprende más de 22 kilómetros, luego de concluir con los trabajos de afirmado, mejoramiento de pendientes, construcción de cunetas, badenes, alcantarillas y muros de contención; reinicia su ejecución con los trabajos de limpieza, ensanche de curvas, afirmado y construcción del puente carrozable sobre el río Paltic.
Según (Gobierno Regional de Cajamarca, 2019) El Gerente Sub Regional, Lic. Luis
Pinedo Vega, indicó que los trabajos de esta importante carretera se vienen realizando
por administración directa, misma que se concluirá en los próximos días. Por otro lado, en referencia a la construcción del puente sobre el río Paltic, manifestó que nuestra institución en un corto periodo de tiempo realizará el proceso de licitación para su posterior construcción. En otro momento, la autoridad sub regional, explicó que han existido dificultades para la culminación de esta obra, pero que la actual gestión ha asumido el compromiso de terminar con la ejecución de esta importante vía de comunicación, la que contribuirá con el desarrollo socioeconómico de las localidades de Paltic, Sagasmache, La Colpa y Paric.
1.3. - Teorías relacionadas al tema Topografía:
Tiene como propósito determinar o establecer la posición de una edificación, un terreno, un trazo o cualquier elemento entre dos puntos (Indicon Perú, 2017).
Diseño: Es el resultado final de un proceso, para esto se aplicarán metodologías
diversas y técnicas para poder presentar gráficamente o esquematizar el resultado final; con el fin de obtener una forma más simbólica y adecuada.
Estudio Hidrológico
Según Rocha (2010), Este estudio permite establecer los caudales de diseño para las diferentes obras de arte, dicho estudio ve lo hidrologico y determina cuan seguidas son las precipitaciones y que efectos producen, así mismo contiene un estudio de calidad de agua y el caudal hidrológico adecuado, en la que se siguen un procedimiento de acorde al manual de hidrología, hidráulica y drenaje del MT C (pg. 21).
Costos y Presupuestos
Según Salinas (2016), Son medidas básicas para poder efectuar costos unitarios lo cual viene hacer el costo general a evaluarse por unidad, elementos neesario, así mismo la determinación de gastos unitarios y totales, se hará con la fórmula polinómica y así poder establecer el costo final para plasmar los metrados realizados, también nos permite determinar la cantidad que se está gastando, luego serán entregados al supervisor quien será el responsable de darle trámite a la entidad correspondiente y que esta realice el pago respectivo, así mismo es necesario para efectuar las comparaciones con el cronograma programado valorizado y de esta manera saber si está atrasado o adelantado, poseyendo como software de apoyo el S10 basándose en lo señalado en CAPECO (pág. 41)
Estudio de suelos:
Estudio de impacto ambiental:
Se refiere a las consideraciones ambientales, los efectos y el impacto que puede provocar sobre la zona de influencia de los proyectos, asi como las posibles alternativas de mitigación.
Diseño Pavimento
Se refiere al área de la ingeniería encargada del estudio de los pavimentos, cuyos componentes deben estar diseñados para soportar las cargas de tránsito y sean distribuidas uniformemente.
Diseño Seguridad y Señalización vial
Establece el diseño de los elementos de seguridad vial de acuerdo a los parámetros indicados en los manuales de la normativa vigente.
1.4. - Formulación del problema
¿Qué características deberá tener el diseño de Infraestructura Vial tramo Ciudad de Cutervo – Caserío la Culluna – anexo Chorro Huacallag, distrito de Cutervo – Cajamarca, para logar una mejor transitabilidad?
1.5. - Justificación del estudio Técnica:
Se base los contenidos normativos técnicos de diseño de MTC, y normas internacionales para la elaboración de un expediente técnico.
Económica
Porque este estudio de investigación influirá de carácter sistemático a la mejora de la economía de los usuarios de la ciudad de Cutervo, caserío la Culluna, Huacallag, el cual les permitirá transitar por la mencionada vía de manera comoda, segura y eficaz transportando sus productos de manera rápida, y así puedan mejorar su economía.
Social
Porque su impacto involucra a la conectividad de la Ciudad de Cutervo, Caserío la Culluna – anexo el Chorro Huacallag, de esta manera se elevará su nivel cultural, salud y educación a través de la interculturalidad entre los pueblos aledaños fomentando así la mayor presencia de los visitantes.
Ambiental
Porque este estudio permitirá mitigar los daños ambientales, además reducirá infecciones y padecimientos en las personas.
1.6.- Hipótesis
Al realizar un apropiado diseño de Infraestructura Vial Tramo Ciudad de Cutervo – Caserío la Culluna – Anexo Chorro Huacallag, Distrito de Cutervo, Cajamarca – 2019, mejorará la transitabilidad beneficiando a los pobladores de dichas localidades
1.7.- Objetivos
▪ Objetivo General:
Diseñar de Infraestructura Vial Tramo Ciudad de Cutervo – Caserío la Culluna – Anexo Chorro Huacallag, Distrito de Cutervo, Cajamarca, para mejorar el tránsito.
▪ Objetivos Específicos
a) Realizar el Informe de la Realidad Situacional
b) Elaborar Estudio básicos: Levantamiento Topográfico, mecánica de suelos, Tráfico, hidrológico en hidráulico, impacto ambiental
c) Elaborar el Diseño de Pavimentos
d) Realizar el Diseño Geométrico, teniendo en cuenta los lineamientos de la normativa vigente (DG 2018),
II. MÉTODO
2.1. Diseño de investigación
Cuantitativa - Descriptiva
2.2. Variables Operacionalización.
❖ Variables:
Según nuestro tipo de investigación (descriptiva), la variable que se utilizara en la investigación es:
Tabla 1: Operacionalización de la variable independiente
variable Definición conceptual Dimensiones Indicadores Escala de
medición
Diseño de la
Infraestructura Vial
Teniendo en cuenta que características a considerar con mucha trascendencia. Sin embargo, lo que busca es generar una vía de que aprobación a los pobladores y que sea durante en el tiempo, se debe seguir las normativas establecidas.
Ingeniería Básica Topografía (Unid, %,mts) Razón
Mecánica de Suelos (Unid, %) Razón
Estudio Hidrológico Periodo de medición (m.m) Intervalo
Temperatura (°C) intervalo
Diseño de Infraestructura vial
Diseño de Pavimento Diseño de Obras de Artes
Vehículo de diseño (unid) Razón
Norma del manual de carreteras Normas internacionales
Nominal
Índice Medio Diario Anual (Veh/día)
Razón Clasificación por tipo de
vehículo
Nominal
Cantarías Razón
Impacto Ambiental Mitigación de impactos Nominal
Costos y Presupuesto
Insumos (unid) Presupuesto (sol) Cronograma (mes)
Razón Fuente: Elaboración propia
2.3. Población y muestra
a) Población:
Todos los diseños de Infraestructura Vial de la ciudad de Cutervo.
b) Muestra:
Diseño de Infraestructura Vial Tramo Ciudad de Cutervo – Caserío la Culluna – Anexo Chorro Huacallag, Distrito de Cutervo, Cajamarca.
2.4. Técnicas e instrumentos de recolección de datos, validez y confiabilidad Técnicas:
Se utilizará la observación.
Instrumentos:
Equipos de Laboratorio de Mecánica de Suelos
• Horno eléctrico digital
• Copa Casagrande
• Tamices
• Martillo para prueba de compactación Proctor modificado
• Molde para prueba de compactación CBR
Equipo de topográfico • Estación Total • GPS • Mira • Cinta métrica Equipo de gabinete
• Computadora de mesa, Laptop
2.5. Métodos de análisis de datos
Se procesará los datos haciendo uso de softwares pertinentes para el proyecto, tales como:
• Software AutoCAD civil 3D
• Software SAP 2000
• Software Ms Projet
• Software S10 presupuestos
2.6. Aspectos éticos
Este estudio se elaborará respetando las normas y reglamentos peruanos vigentes, además la investigadora se compromete a trabajar con respeto, honestidad, responsabilidad, efectuando la veracidad de los resultados, se manejará los datos obtenidos sin ser alterados.
III. RESULTADOS
Realidad Situacional:
El relieve de la zona del proyecto es ondulado, en el inicio en Cutervo tiene la cota de 2680 msnm, y llega hasta los 2778 msnm como punto más alto y al final del tramo se llega a los 2769 msnm.
La zona donde se ubica la comunidad cuenta con un clima frio, con lluvias intensas de octubre a abril, el resto del año las lluvias son esporádicas. La temperatura varía de acuerdo a la época, en las madrugadas es muy baja. En los meses de julio a septiembre el poniente es fuerte. El terreno de fundación de la plataforma del camino es predominantemente arcilloso. Y en unos cortos tramos presenta afloramiento rocoso. La población del distrito de Cutervo, de acuerdo a los registros de Censos 2017 presentado por el Instituto de Estadística e Informática es de 29,685 habitantes, de entorno rural de las cuales 14,292 son hombres y 15,393 mujeres.
Topográfico:
Realizó el levantamiento topográfico de 5.3 kilómetros de trazo de carretera en condiciones geométricas actuales a la vía de estudio (Trocha carrozable), con ancho de franja de vía de 20 metros en ambos sentidos a eje principal, revisando el cumplimiento de las máximas pendientes, proyección de obras de arte; establecidas para su posterior diseño de acuerdo a la normativa DG – 2018 del MTC. La superficie del terreno es escarpada de acuerdo a la DG – 2018, de pendientes longitudinales de 10% y pendientes transversales que llegan a 10 % a lo largo de la vía.
Estudio de Mecánica de Suelos:
La profundidad alcanzada en las calicatas es de 1.50 m. el registro de exploración, se presenta en los Anexos mediante un panel fotográfico.
Tabla 2: Resultados de Estudio de Mecánica de Suelos del laboratorio.
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 3: Determinación del CBR al 95% y 100%.
PUNTO INVESTIGACIÓN C - 01 C - 02 C - 03 C - 04 C – 05 E - 01 E - 01 E - 01 E - 01 E - 01 PROGRESIVA (Km) 1+000 2+000 3+020 4+020 5+030 PROFUNDIAD 0.00 – 1.50 0.00 – 1.50 0.00 – 1.50 0.00 – 1.50 0.00 – 1.50 Limite liquido (LL) % 33.38 31.72 28.66 31.87 28.21 Limite Plástico (LP)% 16.78 22.34 18.41 22.05 19.02
Índice Plástico (IP)% 16.6 9.4 10.3 9.8 9.2
% Grava 0 0 0 0 2.34 % Arena 12.33 13.66 12.62 14.61 27.39 % Finos 87.67 86.34 87.38 85.39 70.26 CALICATA KILOMETRAJE PROCTOR MODIFICADO CBR AL 95% CBR AL 100% Max. Densidad Seca (%) Optimo Contenido de Humedad (%) 0.1" 0.2" 0.1" 0.2" C - 02 Km 2+000 1.74 13.45 6.70 7.30 11.17 12.10 C - 04 Km 4+000 1.74 15.0 6.80 7.40 10.80 11.72 CBR REPRESENTATIVO 100% 10.80
Contenido de Humedad
% 5.68 6.78 6.78 7.01 7.62
SUCS CL CL CL CL CL
AASHTO A – 6 (11) A-2-6 (9) A – 4 (9) A – 4 (9) A-4 (9)
CBR al 95% - 0.1” 6.70% 6.80%
CBR al 95% - 0.2” 7.30% 7.40%
CBR al 100% - 0.1” 11.17% 10.80%
CBR al 100% - 0.2” 12.10% 11.72%
Fuente: Elaboración propia.
Estudio de Impacto Ambiental:
• De acuerdo a las tipologías físicas, biológicas y socioeconómicas del área de
ascendiente; y considerando las acciones a desplegar en el Propósito, se ha hecho la determinación y estimación de los posibles impactos ambientales que alcanzan mostrar durante los trabajos de ejecución de la carretera en estudio.
• El proyecto es ambientalmente viable.
• Se conservará y resguardará las superficies, la vegetación y los animales
locales contribuyendo al desarrollo sostenible del lugar y de sus ecosistemas.
• El mecanismo del suelo se verá afectado por contaminación propia de las
actividades para la ejecución.
• El componente aire se verá afectado por efectos del flujo vehicular al
incrementar los niveles de inmisión o tiempo de permanencia del contaminante, producido directamente por los gases de la combustión; también por el incremento del sonido a través de las bocinas.
manejo ambiental.
• El componente social se verá beneficiado porque se genera inmigración por
demanda de nuevos servicios: también se tiene un sentimiento de seguridad personal por las obras construidas ante posibles inundaciones de las quebradas adyacentes
• El componente económico será beneficiado porque existirá crecimiento en la
producción y generación de empleo.
• El componente cultural en la etapa de construcción, será afectado
específicamente por la actividad de extracción de agregados de cantera, además por el cambio cultural étnico ante la fuerte inmigración.
Estudio de Tráfico:
Se ejecutó por 7 días de lunes a viernes por 24 horas resultando: Tabla 4: Resumen de conteo vehicular por días
TRANSITO VEHÍCULAR/DÍA
TIPO DE VEHÍCULO LUN MAR MIE JUE VIE SAB DOM T. SEM
AUTO 37 42 50 40 45 46 59 319 STATION WAGON 19 17 19 16 20 21 28 140 PICK UP 17 16 13 18 19 18 29 130 PANEL 0 0 0 0 0 0 0 0 RURAL COMBI 43 21 29 25 26 37 38 219 MICRO 0 0 0 0 0 0 0 0 BUS 2E 0 0 0 0 0 0 0 0 BUS 3E 0 0 0 0 0 0 0 0 CAMIÓN 2E 12 13 11 12 8 11 12 79 CAMIÓN 3E 4 2 2 4 4 4 4 24 CAMIÓN 4E 0 0 0 0 0 0 0 0 SEMITRAYLER 2S1/2S2 0 0 0 0 0 0 0 0 SEMITRAYLER 2S3 0 0 0 0 0 0 0 0 SEMITRAYLERS 3S1/3S2 0 0 0 0 0 0 0 0
SEMITRAYLERS 3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 TRAYLER 2T2 0 0 0 0 0 0 0 0 TRAYLER 2T3 0 0 0 0 0 0 0 0 TRAYLER 3T2 0 0 0 0 0 0 0 0 TRAYLER 3T3 0 0 0 0 0 0 0 0 IMD (VEH/DÍA) 132 111 124 115 122 137 170 911
Fuente: Elaboración propia
Figura 1: Resumen de conteo vehicular por días
Fuente: Elaboración propia
Tabla 5: Resumen de conteo vehicular por horas
N° HORA SENTIDO CONTEO VEHÍCULAR 1 00-01 E 2 S 0 2 2 01-02 E 3 S 0 3 3 02-03 E 3 S 1 4 4 03-04 E 7 98 44 39 0 67 0 0 0 49 16 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20 40 60 80 100 120 AUTO STATION WAGON PICK UP PANEL RURAL COMBI MICRO BUS 2E BUS >=3 E CAMION 2E CAMION 3E CAMION 4E SEMITRAYLER 2S1/2S2 SEMITRAYLER 2S3 SEMITRAYLER 3S1/3S2 SEMITRAYLER >= 3S3 TRAYLER 2T2 TRAYLER 2T3 TRAYLER 3T2 TRAYLER >=3T3
5 04-05 E 11 S 5 16 6 05-06 E 33 S 13 46 7 06-07 E 37 S 26 63 8 07-08 E 34 S 27 61 9 08-09 E 38 S 29 67 10 09-10 E 30 S 29 59 11 10-11 E 33 S 26 59 12 11-12 E 28 S 26 54 13 12-13 E 26 S 32 58 14 13-14 E 32 S 24 56 15 14-15 E 21 S 28 49 16 15-16 E 24 S 23 47 17 16-17 E 29 S 27 56 18 17-18 E 26 S 31 57
19 18-19 E 22 S 26 48 20 19-20 E 19 S 31 50 21 20-21 E 9 S 14 23 22 21-22 E 10 S 6 16 23 22-23 E 4 S 1 5 24 23-24 E 3 S 2 5 911 911
Fuente: Elaboración propia Tabla 6: Resumen IMDA
TRANSITO VEHÍCULAR/DÍA
TIPO DE VEHÍCULO LUN MAR MIE JUE VIE SAB DOM T. SEM IMDs FC IMD
AUTO 37 42 50 40 45 46 59 307 45.57 1.480583 67 STATION WAGON 19 17 19 16 20 21 28 138 20.00 1.480583 30 PICK UP 17 16 13 18 19 18 29 130 18.57 1.480583 27 PANEL 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.480583 0 RURAL COMBI 43 21 29 25 26 37 38 216 31.29 1.480583 46 MICRO 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.480583 0 BUS 2E 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.480583 0 BUS 3E 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.480583 0 CAMIÓN 2E 12 13 11 12 8 11 12 79 11.29 2.480583 28 CAMIÓN 3E 4 2 2 4 4 4 4 24 3.43 2.480583 9 CAMIÓN 4E 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.480583 0
SEMITRAYLERS 3S1/3S2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.480583 0 SEMITRAYLERS 3S3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.480583 0 TRAYLER 2T2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.480583 0 TRAYLER 2T3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.480583 0 TRAYLER 3T2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.480583 0 TRAYLER 3T3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.480583 0 IMD (VEH/DÍA) 132 111 124 115 122 137 170 894 130.15 To 207
Fuente: Elaboración propia
Del cuadro anterior, el valor calculado del IMDA es de 207 veh/día; la cual, en relación a la normativa del MTC, manual de diseño geométrico de carreteras DG. 2018, de acuerdo a su demanda la carretera se clasifica como de Tercera Clase (IMDA menor a 400 veh/día y mayor a 200 veh/día), cuyas características para diseño son: Con calzada de dos carriles de 3.00 m de ancho como mínimo. De manera excepcional, estas vías podrán tener carriles hasta de 2.50 m, contando con el sustento técnico correspondiente.
Hidrológico:
Presenta variación de precipitaciones cambiando durante los años, pero manteniendo las máximas precipitaciones durante los meses de octubre a mayo.
PRECIPITACIÓN MÁXIMA EN 24 HORAS (mm) PRECIPITAC.
AÑO ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO JUNIO JULIO AGOSTO SEPTIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE MÁXIMA
1999 44.3 66.8 44.2 30.8 36.2 46 34.3 12.4 41 66.4 53 54.4 66.8 2000 42 59.8 65.8 41.8 45 40.1 17 15.4 83.2 13.2 20.7 19 83.2 2001 39.2 26.8 25.2 44.9 32.3 8.7 13 11 67.6 30.8 110.5 36 110.5 2002 24.3 43.2 23.2 36.6 67 13.8 33.7 30.9 23.8 52 25.8 23.9 67 2003 15.6 31.2 51.5 36.6 29.5 30.4 19 15.7 14.1 55.2 41.8 33 55.2 2004 72.7 25.3 27.7 29.1 49.7 24.5 12.4 12.2 28.6 30.3 45.3 45.6 72.7 2005 19.5 32.5 47.6 51.6 25.8 16.6 10.7 18.3 30.8 54 73.9 35.4 73.9 2006 45 47.2 39 33.3 24.5 - 3.3 8.3 9.7 41.1 67.6 50.4 67.6 2007 17.7 21.9 31.9 48.5 49.3 15.8 28.1 26 26.5 80.5 53.7 45.9 80.5 2008 36.9 67.9 41.8 20.2 42.6 34 28.4 17.3 8.2 52.5 38.3 5.2 67.9 2009 56.1 26.7 73.6 43.6 46.8 19.4 23.8 33 23.3 87.9 27 42.9 87.9
Tabla 7: Precipitación máxima en 24 horas (mm)– estación pluviométrica de Cutervo
Fuente: Elaboración propia
Estudio de diseño
El estudio de transito la máxima carga de diseño vehicular es la de tipo camión C2, reajustando los valores de IMD a 207 veh/día, la cual bajo el diseño de una sola vía de dos carriles se considera el 100% de diseño, determinándose el numero promedio de cada tipo de vehículo esperado en el carril de diseño en el primer año de 37230 vehículos, con factor de crecimiento de 10.49 % para vehículos de pasajeros y 11.46 % de vehículos de carga, se calculó el EAL de diseño, determinándose un total de 138,458.36, con los datos de Factor de Carga Equivalente por Tipo de Vehículo.
Tabla 8: EAL de diseño
CLASE NÚMERO % EE. 8.2 tn
AP 12170 32.4% 0.00058 74.02 AC 18707 49.8% 0.02509 4920.7 MC 0 0.0% 0.02509 0.00 B2E 0 0.0% 2.78900 0.00 B3E 0 0.0% 2.34600 0.00 C2E 5087 13.5% 1.61300 94064.92 2010 23.8 50.2 17.7 66.7 17.7 14 3.8 11.4 14.2 38.3 15.6 36 66.7 2011 78.6 34.6 31.7 83 27.7 16.8 15.6 10.4 41.5 32 56 53.6 83 2012 70.3 49 67.3 61 17.7 25.1 27.4 12.6 8.2 27.7 40.5 47.7 70.3 2013 18.3 44.5 31.1 14.6 52.2 30 23.3 29 18.1 80.5 11 38.6 80.5 2014 39.8 48.6 154.4 47.8 111.1 9.9 7.4 7.5 15.2 35.4 129.1 23.1 154.4 2015 140.1 115 - 36.8 35.5 1.3 10.5 0.6 0.4 8.3 68.9 9.9 140.1 2016 46.1 46 82.8 101.1 26 3.4 0.7 2.9 58.4 29.9 2.5 98.6 101.1 2017 37.9 20.8 226.1 - 92.9 3.8 - 43.1 18.3 29.3 45.3 35.3 226.1 2018 106.1 38.5 30.8 49.5 87.7 7.8 5.8 0.3 0.6 38.6 154.3 15.5 154.3 2019 24.7 86.4 91.2 97.5 31 2.2 37.9 2.2 - - - - 97.5 CLASE NUMERO % Fi ((1+r)n-1)/r EE 8.2tn AP 12170 32.4% 0.00058 10.49 74.02 AC 18707 49.8% 0.02509 10.49 4920.70 MC 0 0.0% 0.02509 10.49 0.00 B2E 0 0.0% 2.78900 10.49 0.00 B3E 0 0.0% 2.34600 10.49 0.00 C2E 5087 13.5% 1.61300 11.46 94064.92 C3E 1635 4.4% 2.10200 11.46 39398.72 C4E 0 0.0% 2.41600 11.46 0.00
TODOS LOS VEHÍCULOS 37595 100.0% 138458.36 Fuente: Elaboración propia
Propuesta Económica para la Ejecución:
• La propuesta económica que se desarrolló está basado con respecto a los costos vigentes del mercado. Esto puede variar de acuerdo al tiempo en que se realice.
Costo Directo : s/. 10, 424,862.33 Gastos Generales 7.79% CD : s/. 811,752.72 Utilidad 10% CD : s/. 1, 042,486.23 ______________________________________________ Sub Total : s/. 12,279,101.28 IGV 18% : s/. 2,210,238.23 ______________________________________________ Valor Referencial : s/. 14, 489,339.51 Supervisión 3% VR : s/. 434,680.19 ______________________________________________ Presupuesto total : s/. 14, 924,019.70
Son entonces : Catorce millones Novecientos Veinticuatro mil
IV. DISCUSIÓN
Desarrollada la presente tesis de: Diseño de Infraestructura Vial Tramo Ciudad de Cutervo – Caserío la Culluna – Anexo Chorro Huacallag, Distrito de Cutervo, Cajamarca, se tiene lo siguiente:
En lo que respecta a la realidad problemática La carretera Cutervo – Caserío la Culluna – Anexo Chorro Huacallag es de tipo afirmado, el cual presenta inconvenientes de acceso en época de máximas avenidas, sin embargo su rehabilitación está en constante mantenimiento y a la fecha cuenta con proyección para pavimentación por parte del gobierno local en participación con el gobierno regional, en tal sentido en el transcurso de la carretera Cuervo – Anexo Chorro Huacallag, se presenta la localidad desde la ciudad de Cutervo punto de partida de las localidades beneficiadas hasta la localidad de Anexo Chorro Huacallag que se encuentra en condición de camino vecinal sin embargo su estructura en gran parte de su recorrido es de tipo trocha carrozable en malas condiciones de servicio, el cual en época de lluvias genera deficiencias e interrupción de la transitabilidad hacia sus; en tal sentido es necesario su intervención de la vía a beneficiar por ser tramo de intercomunicación a caminos vecinales que generan acceso a distritos aledaños y provincia de Cutervo.
En el estudio de transito Se realizó los trabajos de reconocimiento de la zona de estudio para determinar la estación de control de conteo vehicular, a través de fichas formatos establecidos en las normativas del MTC, en intervalos de tiempo de cada hora durante las 24 horas consecutiva en un tiempo de siete días.
En el estudio de Mecánica de Suelos los trabajos de campo se basaron en la recopilación de información durante el proceso de realizar las diferentes calicatas, cinco (05) en total, a lo largo del tramo, para así poder obtener las propiedades físicas y mecánicas del suelo en estudio, mediante un programa de explotación directa, a cielo abierto; las calicatas fueron ubicadas de tal manera que cubran toda el área de estudio
Sobre el estudio de Impacto Ambiental se basa en el marco legal en el cual se circunscribe una Evaluación de Impacto Ambiental, está relacionado por un conjunto de normas generales y específicas de medio ambiente. La preocupación por los efectos de determinadas obras y actividades industriales pueden provocar cambios en el entorno, los movimientos ecologistas y científicos han influido en la labor del legislador y de todos los poderes públicos al verse obligados a incorporar en el programa normativo, reglas encaminadas a prevenir y disminuir los efectos nocivos de las actividades.
V. CONCLUSIONES
1. Se realizó el levantamiento topográfico de 5.3 kilómetros de trazo de carretera en condiciones geométricas actuales a la vía de estudio (Trocha carrozable), con ancho de franja de vía de 20 metros en ambos sentidos a eje principal, revisando el cumplimiento de las máximas pendientes, proyección de obras de arte; establecidas para su posterior diseño de acuerdo a la normativa DG – 2018 del MTC.
2. La superficie del terreno es escarpada de acuerdo a la DG – 2018, de pendientes longitudinales de 10% y pendientes transversales que llegan a 10 % a lo largo de la vía.
3. El IMDA calculado a un periodo de 20 años de diseño es de 313 veh/día, el cual clasifica a la carretera de tercera clase de acuerdo a la normativa DG-2018 del MTC.
4. La exploración se ha efectuado con apertura de calicatas a cielo abierto hasta la profundidad de 1.50 m., habiendose efectuado las calicatas en los terraplenes que conforman las estructuras de la carretera existente, ya que el circuito del proyecto compromete dichas areas.
5. Del estudio Higrológico los valores del coeficiente de escorrentía, que para el presente estudio varía para cada periodo de retorno. Así tenemos que para un Tr= 10 años, el valor de C=0.40, teniendo un total de 06 alcantarillas en toda la longitud de la carretera. 02 Alcantarillas de Paso y 04 Alcantarillas de alivio.
6. En el diseño de pavimento se determinó los espesores de diseño de la estructura del pavimento, siendo la estructura de diseño final de espesores de 5 cm de carpeta asfáltica, 30 cm de Base granular y sin considerar Subbase granular debido al tipo
VI. RECOMENDACIONES
1. Para los efectos del estudio se recomienda considerar la cantera de Cochabamba, para realizarse como capa de SUB BASE Y BASE. La cual deberá ser rigurosamente controlada, y la graduación de los agregados serán de acuerdo a las especificaciones establecidas en el MANUAL DE CARRETERAS: DISEÑO GEOMETRICO DG – 2018.
2. Es ineludible que exista colaboración y voluntad de la localidad en general para continuar creciendo respecto a la infraestructura de construcción vial originando así, una cultura ambiental efectiva.
3. El monitoreo y el cuidado del ambiente brindará reportes de riesgos de desastres o puntos críticos, el cual nos permitirá evitar la ocurrencia de estos desastres, una motivación más para capacitar a la ciudadanía, a través de defensa civil, municipios, etc. Las medidas de mitigación deben ser coordinadas directamente con Defensa Civil, con las autoridades locales y otras instituciones que pudieran colaborar.
4. Evitar que desperdicios, restos de cemento, limos, arcilla, concreto fresco, restos de asfalto y residuos de tala y rocería lleguen a cursos de agua.
5. Evitar que la cantidad de explosivos utilizada pueda desestabilizar taludes y causar problemas de derrumbes y caídas.
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ANEXOS
Anexo N° 02: Plano de ubicación
