UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

FACULTAD DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL

TRABAJO DE TITULACIÓN

PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE

INGENIERO CIVIL

VÍAS

TEMA:

“DISEÑO PARA LA REHABILITACIÓN VIAL URBANA DE LA SÉPTIMA

PEATONAL 38 A NO DEL BLOQUE #3 DE BASTIÓN POPULAR DE

LAS ABSCISAS 0+000- 1+033.60”

AUTORES

COFRE SÁNCHEZ JOHANNA ESTEFANÍA

CONTRERAS OLVERA MANUEL ALEJANDRO

TUTOR

ING. GUSTAVO RAMIREZ AGUIRRE, Msc

2016

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Agradecimiento

La concepción de este proyecto está dedicada a nuestros padres quienes fueron pilares fundamentales de nuestras vidas sus capacidades como personas su tenacidad y el esfuerzo que debieron hacer para sacar adelante a sus hijos fueron ejemplo para nosotros y sus anhelos de ver reflejados en sus hijos la superación profesional fueron aliento a lo largo de todos los años en la universidad.

A nuestros maestros que con gran paciencia, dedicación y vocación inculcaron en nosotros los conocimientos necesarios y valores profesionales necesarios para poder elaborar este proyecto.

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Dedicatoria

A nuestros padres con mucho cariño y amor, les dedicamos todo el esfuerzo puesto para la culminación de este trabajo.

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TRIBUNAL DE GRADUACIÒN

Ing. Eduardo Santos Baquerizo, M. Sc. Ing. Gustavo Ramírez Aguirre, M. Sc.

DECANO TUTOR

Ing. Vicente León Toledo, M. Sc. Ing. Gustavo Tobar Barreno

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DECLARACIÒN EXPRESA

ART.- XI del reglamento interno de graduación de la facultad de Ciencias Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.

La responsabilidad por los hechos, ideas y doctrinas expuestos en este Trabajo de Titulación corresponde exclusivamente a los autores, y al patrimonio intelectual de la Universidad de Guayaquil.

Johanna Estefanía Cofre Sánchez C.I. 0930348677

Manuel Alejandro Contreras Olvera C.I. 1206130849

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ÌNDICE GENERAL

CAPÍTULO I

GENERALIDADES

1.1. Introducción. ...1

1.2. Ubicación del proyecto. ...1

1.3. Objetivos. ...2

1.3.1. Objetivo generales... 2

1.3.2. Objetivos específicos. ... 2

1.4. Delimitación del tema. ...2

1.5. Planteamiento del problema. ...2

1.6. Justificación ...3

CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

2.1. Inspección visual...5

2.2. Tráfico promedio diario anual. ...7

2.3. Ensayos de suelo. ...11

2.4. Diseño de pavimento flexible . ...12

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CAPÍTULO III

ESTUDIOS BÁSICOS

3.1. Inspección visual...17 3.2. Estudio de tráfico. ...20 3.2.1. Conteo vehicular . ... 20 3.2.2. Tpda y proyección. ... 23 3.3. Topografía. ...32 3.3.1. Levantamiento topográfico. ... 32 3.4. Estudio de suelo. ...34

CAPÍTULO IV

DISEÑO VIAL

4.1. Diseño de pavimento flexible . ...37

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

ANEXOS BIBLIOGRAFIA

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ÌNDICE DE TABLAS

Tabla 1::Resumen de Inspección Visual ... 17

Tabla 2 :Resumen del primer día de conteo vehicular en ambas estaciones... 21

Tabla 3 :Resumen del segundo día de conteo vehicular en ambas estaciones ... 21

Tabla 4 : Resumen del tercer día de conteo vehicular en ambas estaciones ... 22

Tabla 5 :Resumen de los tres días de conteo vehicular en ambas estaciones ... 22

Tabla 6 :Factor de estacionalidad mensual ... 24

Tabla 7 :Cálculo del Factor de ajuste Diario ... 24

Tabla 8 :Tasa de crecimiento anual ... 26

Tabla 9 :Proyección del Tráfico a 20 años ... 27

Tabla 10 :Clasificación de carreteras ... 28

Tabla 11 : Selección de la Velocidad de Diseño ... 29

Tabla 12 : Ancho de la calzada ... 30

Tabla 13 : Distancia de visibilidad de parada ... 30

Tabla 14 : Distancia de visibilidad de rebasamiento ... 31

Tabla 15 : Resumen de calicata # 1 ... 35

Tabla 18 : Ensayos realizados a las muestras de suelo natural. ... 36

Tabla 19 : Ensayos realizados en la base y sub-base ... 36

Tabla 20: Composición del tráfico ... 37

Tabla 21 : Cálculo de ejes equivalentes ... 38

Tabla 22: Factor de distribución de carril ... 39

Tabla 23: Factor de distribución de carril ... 40

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Tabla 25: Factor de Desviación Standar ... 41

Tabla 26 : Resumen de parámetros que se utilizaran para el diseño del pavimento flexible. ... 42

Tabla 27 : Resumen del Módulo de Resiliencia de cada capa. ... 42

Tabla 28 : Coeficientes de Capa ... 44

Tabla 29 : Coeficientes de Drenaje ... 44

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ÌNDICE DE ILUSTRACIONES

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CAPÍTULO I

GENERALIDADES

1.1. Introducción.

En este documento se encontrará información técnico-académica referente a rehabilitación vial urbana, el déficit de la oferta vial con respecto a la demanda vehicular que se incrementa rápidamente dentro del ámbito urbano es capaz de provocar embotellamientos por sí mismo o por daños a nivel de pavimento que generen una reducción en la velocidad circulación, inseguridad e incomodidad en los usuarios de la misma. Así mismo la falta de señalización o la disposición inadecuada de la misma podría ser causal de accidentes en la interacción de usuarios de la vía o usuario-peatón.

El estudio ofrecerá una alternativa para la rehabilitación de esta vía en función de las condiciones actuales de uso, estado actual de la estructura de pavimento y señalización horizontal y vertical requerida.

1.2. Ubicación del proyecto.

Se realizará el estudio en el barrio urbano de Bastión popular, bloque #3 en la Séptima Peatonal 38 A NO, ubicada en la parte noroeste de la ciudad de Guayaquil, la cual forma parte de la parroquia Pascuales.

Nuestro vía en estudio tiene como abscisa inicial la intersección entre la Séptima Peatonal 38 A NO y la Av. 24 NO con abscisa 0+000 (619,442.00 m E; 9´767,721.00 m S), y abscisa final 1+033.60 (619,572.00 m E; 9’768,754.00 m S)

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1.3. Objetivos.

1.3.1. Objetivo generales.

Establecer una alternativa de diseño vial, mediante estudios de tráfico, topografía, estudio de suelo, para mejorar las condiciones de movilidad del sector.

1.3.2. Objetivos específicos.

 Inspeccionar las condiciones actuales de la vía.

 Obtener el volumen de tráfico que circula por la vía.

 Realizar el levantamiento topográfico para obtener una idea clara del terreno.

 Diseñar la vía según las condiciones de uso actuales.

1.4. Delimitación del tema.

El presente estudio técnico se ejecutará centrándose en la rehabilitación de la vía a nivel de pavimento, realizando para aquello un recorrido de inspección visual que nos dará a conocer el estado en que se encuentra, el tipo de fallas y la gravedad de la misma, un estudio de tráfico que nos garantice conocer cuáles son las condiciones de uso actual y la topografía.

1.5. Planteamiento del problema.

El mantenimiento o rehabilitación vial dentro del perímetro urbano se encuentra relegado a la importancia o cantidad de tráfico que en ella se genere,

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dejando de lado a populosos sectores como Bastión Popular, la cual se vuelve nuestra área de estudio.

La situación actual de la vía urbana 7ma peatonal 38ava en el bloque 3 de Bastión Popular no brinda las condiciones de rodaje y seguridad necesarias debido a una señalización inadecuada y en ciertos casos inexistente y daños en la calzada que conforma el pavimento asfáltico, lo que ocasiona malestar a los peatones y vehículos que transitan por la vía.

1.6. Justificación

Debido a los problemas planteados anteriormente se vuelve necesario realizar un estudio técnico que nos resulte en una solución adecuada, la falta de señalización, daños en la calzada de esta vía amerita el estudio para su mantenimiento o rehabilitación en base a datos obtenidos a lo largo del estudio como serán inspección visual de la vía, aforo de tráfico y topografía de la vía.

El estudio brindará una alternativa de diseño de infraestructura vial que mejore el uso del espacio existente, optimice las exigencias presentadas por la circulación vehicular proporcionando un sistema que brinde eficiencia y a su vez sea seguro.

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CAPÍTULO II

MARCO TEÓRICO

Las calles o vías urbanas son uno de los elementos más básicos dentro del diseño urbanístico de la zona, su objetivo es generar una división organizada entre las propiedades privadas creando un espacio público lineal que permita el paso y la movilidad de vehículos y personas.

Dentro de este estudio para la rehabilitación vial urbana se centrará en varios procedimientos los cuales se describirán a continuación para así poder tener una idea clara del trabajo a realizar.

El pavimento que constituye la vía se define como la estructura conformada por varias capas de diferente espesor y características que ayudan a disipar los esfuerzos que producen las cargas que transitan sobre la vía, a soportar el desgaste producido por el tránsito, el clima y mantener un grado de flexibilidad que su pueda producir por asentamientos de las capas inferiores.

Entre las capas que componen la estructura del pavimento flexible tenemos:

 Sub rasante: es la capa más inferior de la estructura del pavimento generalmente es suelo propio del terreno, aunque dependiendo de la capacidad del suelo podría mejorarse, la función de esta capa es recibir los esfuerzos que provienen de la estructura del pavimento. (Ministerio de Transporte y obras Públicas, 2002)

 Sub base: es la capa que se encuentra entre la base y la subrasante en un pavimento asfáltico. Debido a que está sometida a menores esfuerzos que la base, su calidad puede ser inferior y generalmente está constituida por

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materiales locales granulares o marginales. (Ministerio de Transporte y obras Públicas, 2002)

 La finalidad de la capa Base es absorber los esfuerzos trasmitidos por las cargas de los vehículos y además repartir uniformemente los esfuerzos a la subrasante. (Ministerio de Transporte y obras Públicas, 2002)

 Base: pueden ser granulares o estar bien formadas por bituminosas o mezclas estabilizadas con cemento u otro material ligante. (Ministerio de Transporte y obras Públicas, 2002)

 Carpeta de rodadura: La carpeta asfáltica de rodadura para pavimentos flexibles es la parte superior del pavimento flexible que proporciona la superficie de rodamiento, es elaborada con material pétreo seleccionado y un producto asfáltico dependiendo del tipo de camino que se va a construir. (Ministerio de Transporte y obras Públicas, 2002)

2.1. Inspección visual.

La inspección visual a realizarse en el sitio nos brindará una idea clara de las condiciones actuales de la vía y nos podría dar indicios del porque se produjeron los daños. La finalidad de la inspección visual es identificar el tipo de daño, magnitud y severidad de él o los mismos, estos se vuelven factores determinantes para orientar al ingeniero a encontrar la solución a los problemas.

Las fallas son una deficiencia a cualquier nivel en la estructura del pavimento que genera en los usuarios sensación de incomodidad e inseguridad y posteriormente en una reducción de la capacidad de carga del mismo entre las fallas más comunes que se presentan en pavimentos flexibles se describen a continuación:

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 Baches: es la desintegración total o parcial de la capa de rodadura asfáltica que en ciertas ocasiones deja expuesto los materiales granulares. (Ministerio de transporte & instituto nacional de vías, 2005)

 Grietas en piel de cocodrilo: estas son grietas que se interconectan entre ellas creando pequeños bloques de pavimento por lo que obtiene su nombre debido a la semejanza con la piel de cocodrilo. (Ministerio de transporte & instituto nacional de vías, 2005)

 Grietas en los bordes: son grietas longitudinales que aparecen a escasos centímetros del borde del pavimento. (Ministerio de transporte & instituto nacional de vías, 2005)

 Hundimiento: este tipo de fallas como su nombre lo indica son depresiones localizadas en la estructura del pavimento. (Ministerio de transporte & instituto nacional de vías, 2005)

 Ahuellamiento: es una depresión localizada en la trayectoria de las llantas de los vehículos usuarios, generalmente viene acompañada de abultamiento en las zonas contiguas a la presencia de esta falla. (Ministerio de transporte & instituto nacional de vías, 2005)

 Cabezas duras y pulimento del agregado: estos tipos de fallo se presentan a nivel de la capa de rodadura, ambos presentan la exposición de los agregados aunque en el primer caso (cabezas duras) se encuentran en forma de agregados angulares que podrían generar ruido e incomodidad mientras, en el otro caso (pulimento) se encuentran expuestos los agregados pero con caras planas lo cual podría afectar el agarre entre las ruedas de los vehículos y el pavimento. (Ministerio de transporte & instituto nacional de vías, 2005)

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 Descascaramiento: es el deterioro de la capa asfáltica más superficial, se produce generalmente por una limpieza insuficiente de las capas inferiores. (Ministerio de transporte & instituto nacional de vías, 2005)

2.2. Tráfico promedio diario anual.

El volumen de tránsito se define como el número de vehículos que pasan por un punto o sección transversal determinada durante un tiempo determinado. Los estudios que se realizan para el aforo vehicular tienen como objeto determinar el volumen de tránsito y consta de varios métodos:

 Método automático: este se realiza a través de una tubería que contiene sensores dentro del pavimento que registra el paso de vehículos.

 Método manual: emplea el conteo manual de personas en la carretera que es motivo de estudio.

 Método fotográfico: aquel que se da por medio de fotografías o videos que nos puedan dar un registro del área en estudio.

Con estos métodos lo que se quiere obtener es: TPDA o tránsito promedio diario anual que es una unidad de medida del volumen de tráfico obtenido como un valor estadístico que relaciona la cantidad de vehículos que circulan por la vía a lo largo de un año (365 días), así también hay otros datos que podemos obtener a partir de un estudio de tráfico como son:

 TPDM o tráfico promedio diario mensual, que se obtiene de la relación de los vehículos circulantes sobre el tiempo de 30 días.

 TPDS o tráfico promedio diario mensual, se obtiene dividiendo los vehículos circulantes para los 7 días de la semana.

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 Hora pico: es el lapso de tiempo donde concurren una mayor cantidad de vehículos. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

Entre los componentes del TPDA tenemos los siguientes:

 Tráfico Existente: Es aquel que se usa en la carretera antes del mejoramiento y que se obtiene a través de los estudios de tráfico. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

 Tráfico Desviado: Es aquel atraído desde otras carreteras o medios de transporte, una vez que entre en servicio la vía mejorada, en razón de ahorros de tiempo, distancia o costo. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013) En caso de una carretera nueva, el tráfico actual estaría constituido por el tráfico desviado y eventualmente por el tráfico inicial que produciría el desarrollo del área de influencia de la carretera.

 Tráfico proyectado: El pronóstico del volumen y composición del tráfico se basa en el tráfico actual. Los diseños se basan en una predicción del tráfico a 15 o 20 años y el crecimiento normal del tráfico, el tráfico generado y el crecimiento del tráfico por desarrollo. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

 Tráfico desarrollado: Este tráfico se produce por incorporación de nuevas áreas a la explotación o por incremento de la producción de las tierras localizadas dentro del área de influencia de la carretera. Este componente del tráfico futuro, puede continuar incrementándose durante parte o todo el período de estudio. Generalmente se considera su efecto a partir de la incorporación de la carretera al servicio de los usuarios. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

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 Tráfico generado: El tráfico generado está constituido por aquel número de viajes que se efectuarían sólo si las mejoras propuestas ocurren, y lo constituyen:

 Viajes que no se efectuaron anteriormente.

 Viajes que se realizaron anteriormente a través de unidades de transporte público.

 Viajes que se efectuaron anteriormente hacia otros destinos y con las nuevas facilidades han sido atraídos hacia la carretera propuesta. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

Del aforo de tráfico mediante conteo manual también podemos obtener una composición del tráfico y analizar la incidencia del mismo a lo largo de la vía, a continuación se detallará los tipos de vehículos que son considerados a lo largo de este estudio:

 Moto: vehículo motorizado con capacidad para una o dos personas, normalmente de dos ruedas, aun cuando pueden existir de tres y hasta cuatro ruedas.

 Automóvil: vehículo motorizado de cuatro ruedas para el transporte de hasta nueve pasajeros, con o sin carro de arrastre. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

 Camioneta: vehículo motorizado de cuatro ruedas para el transporte de hasta 1750 Kg de carga, para efecto de agregación entre los vehículos livianos encontramos automóviles y camionetas. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

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 Bus: vehículo motorizado destinado al transporte de pasajeros con una capacidad superior a nueve personas excluyendo los tripulantes. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

 Camión liviano: vehículo motorizado de dos ejes simples, destinado al transporte de carga con una capacidad de carga superior a los 1750 Kg se diferencia de la camioneta en que normalmente presenta 4 ruedas en el eje trasero. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

 Camión pesado: todo vehículo motorizado destinado al transporte de carga no clasificable dentro de la categoría de camión liviano, pudiendo considerarse las siguientes categorías:

 Camión pesado simple  Semirremolque

 Remolque

 Otros motorizados: vehículos motorizados no incluidos en las otras categorías como: tractor, maquinaria agrícola, maquinaria de construcción, etc. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

Dentro de las rehabilitaciones viales una de las mejoras a obtener es optimizar su capacidad vial, que se define como la cantidad máxima de vehículos que existe la probabilidad razonable de circulación durante un periodo de tiempo que se expresa en vehículos/hora. (Norma Ecuatoriana Vial, 2013)

La capacidad depende de las condiciones de la vía como son: trazado, estado del pavimento y la composición de tráfico.

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2.3. Ensayos de suelo.

Pruebas realizadas para determinar las características que posee el terreno en estudio, son realizadas en un laboratorio de suelos con muestras obtenidas en campo las cuales llamaremos muestras alteradas.

En el presente proyecto se tomarán los siguientes ensayos:

 Ensayo de Humedad: Relación que tiene el peso del agua contenida en la muestra con el peso de la muestra después de ser secada al horno. (Mecánica de Suelos de Ing. Victor Moreno Lituma & Ing. Carmen Terreros de Varela, 1995)

 Límite de Atterberg: Utilizada para mostrar el comportamiento de los suelos fines, miden la cohesión del terreno y su humedad. (Mecánica de Suelos de Ing. Victor Moreno Lituma & Ing. Carmen Terreros de Varela, 1995)

 Ensayo de Granulometría: Consiste en separar y clasificar por tamaños los granos que componen la muestra con el fin de clasificar los suelos y observar si cumplen especificaciones. Se puede realizar de 2 maneras: Por medio de un proceso de vía húmeda para granos finos y Por medio de tamices para muestra con granos gruesos y medios. (Mecánica de Suelos de Ing. Victor Moreno Lituma & Ing. Carmen Terreros de Varela, 1995)

 Ensayo de Proctor Standar: Procedimiento que ayuda al control de calidad en cuanto a la compactación del terreno, sirve para la determinación de la densidad seca máxima en relación a su grado de humedad. (Mecánica de

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Suelos de Ing. Victor Moreno Lituma & Ing. Carmen Terreros de Varela, 1995)

 Ensayo de CBR: Es aquel que mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo y así evaluar el terreno en cuanto a calidad de la subrasante, sub-base, base en los pavimentos. (Mecánica de Suelos de Ing. Victor Moreno Lituma & Ing. Carmen Terreros de Varela, 1995)

2.4. Diseño de pavimento flexible.

 Ejes Equivalentes: Llamados ESAL (Equivalent Simple Axial Load) , es la cantidad para un periodo determinado de repeticiones de cargas equivalentes de 18 kips , utilizada esta carga equivalente para realizar cálculos de tránsito ya q está compuesto por vehículos de diferentes peso y número de ejes. (Ortuño Flores, José Fredy, Pila Caiza, Segundo David, Viteri Nicolalde, Diego Xavier, & Yagchirema Arboleda, Édison Francisco, 2011)

 Número Estructural: Aquel que expresa la resistencia del pavimento en términos del valor de soporte del suelo, del índice de utilidad y del factor regional. los coeficientes adecuados convierten el valor del SN en el espesor real de la carpeta asfáltica, de la base y de la sub-base. (Ortuño Flores, José Fredy, Pila Caiza, Segundo David, Viteri Nicolalde, Diego Xavier, & Yagchirema Arboleda, Édison Francisco, 2011)

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 Índice de Servicialidad: Para el diseño de pavimentos flexibles se emplearan la servicialidad inicial ( Po) esta en función directa del diseño del pavimento y la calidad con la q se construye la carretera ; y la servicialidad final ( Pt) que esta en función de la categoría de la carretera y se basa en el índice más bajo que pueda ser tolerado antes de que sea necesario una rehabilitación . (Ortuño Flores, José Fredy, Pila Caiza, Segundo David, Viteri Nicolalde, Diego Xavier, & Yagchirema Arboleda, Édison Francisco, 2011)

 Módulo resiliencia (Mr): cuando los materiales conforman una sección estructural de un pavimento se ven sometidos a un gran número de cargas y debido a estas solicitaciones los materiales empiezan a fracturarse o bien acumular deformaciones y esta es la principal causa del deterioro en la superficie de los pavimentos . (Ortuño Flores, José Fredy, Pila Caiza, Segundo David, Viteri Nicolalde, Diego Xavier, & Yagchirema Arboleda, Édison Francisco, 2011)

 Confiabilidad (R): Probabilidad de que la estructura de pavimento tenga un comportamiento real, igual o mejor que lo previsto durante su vida útil . (Ortuño Flores, José Fredy, Pila Caiza, Segundo David, Viteri Nicolalde, Diego Xavier, & Yagchirema Arboleda, Édison Francisco, 2011)

 Desviación estándar (Zr): El tránsito que un pavimento puede soportar en un determinado periodo de diseño, está relacionado a un nivel de confiabilidad. (Ortuño Flores, José Fredy, Pila Caiza, Segundo David, Viteri Nicolalde, Diego Xavier, & Yagchirema Arboleda, Édison Francisco, 2011)

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2.5. Aplicación de la metodología.

De una manera más general, las etapas asociadas a este estudio técnico son: la elaboración de una inspección visual que nos permita conocer las condiciones de la vía, clasificar la vía y obtener parámetros en base a tabulaciones del MTOP para lo cual necesitamos el levantamiento topográfico y un TPDA proyectado convenientemente para nuestros fines, y realizar el diseño de la estructura del pavimento en base a las solicitaciones obtenidas del estudio de tráfico, varios de estos procesos se describirán en el desarrollo de este capítulo.

Como un factor preponderante para conocer si el estudio a realizar se centrará en un mantenimiento o una rehabilitación integral de la vía se considera el estado actual de la misma, para determinar el estado de la vía se ejecuta un recorrido a lo largo de esta realizando una inspección visual que tiene como misión la identificación de los problemas en la estructura del pavimento y señalización requerida dentro del perímetro urbano, observar las fallas en el pavimento señalando su posición en lo que se refiera al abscisado de la vía, tomando medidas que nos describirán el grado de afectación, el tipo de falla para al finalizar proceder a elaborar un informe detallado que nos permitirá conocer desde un punto de vista técnico el estado que presenta la vía y a partir del mismo proceder a realizar un estudio de mantenimiento o rehabilitación de la vía.

Una vez seleccionado el proceso de rehabilitación de la vía es necesario levantar cierta información como es el conocer las solicitaciones que está soportando y soportará la estructura del pavimento a lo largo de su vida útil, para esto realizamos un aforo vehicular que se ejecutará como un conteo manual de tráfico de 12 horas

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diarias observando la circulación en ambos sentidos de la vía, anotando el tipo de vehículo que circula por la vía y también dentro de la hora en que lo hace. Este proceso de conteo nos permite conocer las condiciones de uso actual de la vía a rehabilitar y poder proyectarlo a varios años adelante mediante métodos estadísticos con lo que podemos evaluar con respecto a tabulaciones normadas por el MTOP en lo que se refiere a vías y obtener varios parámetros indispensables para el diseño.

Otro de los parámetros para poder clasificar la vía según el criterio del MTOP es conocer el grado de pendientes longitudinales y transversales que lo obtenemos mediante el levantamiento topográfico del terreno en el que la vía está construida, se procederá a realizar el levantamiento con una estación total Sokia tomando como punto de inicio un hito proporcionado por el IGM del cual conocemos sus coordenadas en (X, Y, Z) y una orientación arbitrarias tomada por un GPS navegador (Garmin) y desde estos puntos poder generar las poligonales necesarias para poder conocer en detalle el terreno en el que la vía se desenvuelve.

Para comenzar con el proceso de diseño es necesario conocer el tipo de suelo ya que es el material primario para este tipo de obras, es el suelo el que soportará a la estructura del pavimento y a su vez a las solicitaciones, debido a que a lo largo de la vía se encuentra un pavimento ya definido aunque en mal estado, debemos conocer el espesor de sus capas y que tipo de material lo componen y si es factible el uso del mismo material para el proceso de rehabilitación.

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El estudio de suelo reflejara la capacidad del suelo ante las cargas bajo condiciones controladas y nos dará a conocer también si es necesario el mejoramiento de la sub-rasante para que presente un mejor desempeño bajo la acción de las cargas.

El dimensionamiento, la geometría de la vía y el diseño del pavimento estará basada en la normativa actualmente vigente en el país MOP – 001 – F 2002 adaptado a las condiciones de uso establecidas gracias a todos los estudios previos.

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CAPÍTULO III

ESTUDIOS BÁSICOS

3.1. Inspección visual.

Tabla 1: Resumen de Inspección Visual

Abscisa Carril Tipo Severidad Daño Observaciones Largo

(m)

Ancho (m)

de la avenida 24 hasta el 2 callejón 24 0+030 ancho de

vía

parche alta 1,5 5,3 presenta perdida de

agregados

0+065 derecho bache alta 2 1

del 2 callejón 24 al 3 callejón 24 0+102 0+196 cuadra perdida de agregados alta 91 5 se presenta en la cuadra completa

0+125 derecho parche alta 3,7 2,2

0+135 derecho bache alta 4,5 2,9

0+148 ancho de vía reductor de velocidad elemento improvisado por moradores del sector del 3 callejón 24 al 4 callejón 24

0+203 derecho bache alta 2 2

0+196 0+330 cuadra perdida de agregados alta 134 5 se presenta en la cuadra completa 0+305 ancho de vía reductor de velocidad elemento improvisado por moradores del sector

del 4 callejón 24 al 5 callejón 24 0+335 ancho de

vía

hundimiento alta 2,2 5,8 altura del

hundimiento 0,25 centímetros

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0+360 ancho de vía reductor de velocidad elemento improvisado por moradores del sector 0+375 ancho de vía reductor de velocidad elemento improvisado por moradores del sector del 6 callejón 24 al 7 callejón 24

0+420 izquierdo bache alta 5,92 1,4

0+490 ancho de vía

parche alta 1,1 4,95

del 7 callejón 24 al 8 callejón 24 0+523 derecho piel de

cocodrilo

media 1,3 1,5 aberturas entre 1 a 3 milímetros

0+540 izquierdo parche alta 4 4,2

0+550 izquierdo bache alta 3,6 2

0+560 ancho de vía reductor de velocidad elemento improvisado por moradores del sector del 8 callejón 24 al avenida 24 a

0+586 derecho piel de cocodrilo

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0+730 derecho fisura en bloque alta 11,7 2,1 0+738 derecho fisura en bloque media 1,7 1,2

de la avenida 24 a hasta 2 callejón 24 a 0+760 ancho de vía bache alta 1 6,15 0+780 ancho de vía reductor de velocidad elemento improvisado por moradores del sector

media 2,2 1,7 aberturas entre 1 a 3 milímetros 0+816 ancho de vía reductor de velocidad elemento improvisado por moradores del sector del 2 callejón 24 a hasta el 4 callejón 24 a

0+937 ancho de vía

parche alta 1,75 7,4

Fuente: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna Elaboración: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

Podemos encontrar entonces, que es necesario cambios a nivel de pavimento puesto que la calzada presenta daños de severidad alta casi en su totalidad y lo más notable es la pérdida de agregados que presenta. Por esto, en base a los datos obtenidos es conveniente realizar una rehabilitación vial a nivel de pavimento que nos ayude a brindar una mejor condición de rodaje, seguridad y comodidad.

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3.2. Estudio de tráfico.

3.2.1. Conteo vehicular.

Para el aforo vehicular del presente estudio realizado en la 7ma peatonal 38 A NO se efectuó con el formato presentado en el Anexo 1, en el cual encontraremos los diferentes tipos de vehículos con sus respectivas divisiones según el número de ejes.

Este estudio se realizará con la finalidad de llegar al número de vehículos que transitan en la vía para esto, dividiremos en dos estaciones el conteo de tráfico, situando la primera estación en la intersección entre la Avenida 24 y la 7ma. Peatonal 38 A NO. (Abscisa 0+000) y la segunda estación en la intersección entre la Avenida 24ª y la 7ma. Peatonal 38 A NO. (Abscisa 0+673), siendo estas dos intersecciones las de mayor tráfico o los puntos más influyentes.

Realizamos un conteo manual durante de 3 días en el cual relacionamos el conteo de ambas estaciones para poder obtener un promedio de la cantidad de vehículos que circulan por la vía.

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Tabla 2 :Resumen del primer día de conteo vehicularen ambas estaciones

fecha: 01/06/2016 Miércoles

moto Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G

ESTACIÓN 1 60 56 34 2 0 12 2

ESTACIÓN 2 52 57 26 4 0 10 5

SUMA 112 113 60 6 0 22 7

PROMEDIO 56 57 30 3 0 11 4

Tabla 3 :Resumen del segundo día de conteo vehicular en ambas estaciones

fecha: 04/06/2016 Sábado

ESTACIÓN 1 52 68 24 0 0 9 3

ESTACIÓN 2 48 45 23 0 0 4 2

SUMA 100 113 47 0 0 13 5

PROMEDIO 50 57 24 0 0 7 3

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Tabla 4 : Resumen del tercer día de conteo vehicular en ambas estaciones

fecha: 05/06/2016 Domingo

ESTACIÓN 1 46 52 20 0 0 4 2

ESTACIÓN 2 48 34 16 1 0 5 2

SUMA 94 86 36 1 0 9 4

PROMEDIO 47 43 18 1 0 5 2

Tabla 5: Resumen de los tres días de conteo vehicular en ambas estaciones

moto Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G TOTAL VEHÍCULOS MIXTOS EN AMBOS SENTIDOS POR DIA DE CONTEO DIA 1 (01/06/2016) 56 57 30 3 0 11 4 132 DIA 2 (04/06/2016) 50 57 24 0 0 7 3 114 DIA 3 (05/06/2016) 47 43 18 1 0 5 2 92

(33)

Teniendo un total de 342 vehiculos mixtos en ambos sentidos contados a lo largo de los tres dias que se realizó el aforo de tráfico.

3.2.2. Tpda y proyección.

 Cálculo del TPDS

Para el proceso del cálculo del tráfico promedio diario semanal tenemos la siguiente ecuación : 𝑇𝑃𝐷𝑆 = (5 7) ( ∑𝑡. 𝑐𝑛₁ 𝑛_𝑖 ) + ( 2 7)( ∑𝑡. 𝑓𝑛₁ 𝑛_𝑖 ) Dónde:

t.c: tráfico contados en días normales t.f: tráfico contado los fines de semana

𝑇𝑃𝐷𝑆 = (5 7) ( 132 1 ) + ( 2 7)( 114 + 92 2 )

𝑇𝑃𝐷𝑆 = 124 vehiculos mixtos /día/ambos sentidos.

 Variaciones de tráfico

Factor de ajuste mensual (Fm): valor que afectará al TPDS para llegar a la obtención del TPDA.

(34)

Tabla 6 :Factor de estacionalidad mensual FACTOR DE ESTACIONALIDAD MENSUAL Enero 1,070 Febrero 1,132 Marzo 1,085 Abril 1,093 Mayo 1,012 Junio 1,034 Julio 1,982 Agosto 0,974 Septiembre 0,923 Octubre 0,931 Noviembre 0,953 Diciembre 0,878

Fuente: MTOP basada en el factor de estacionalidad mensual. Elaborado: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna.

El valor de ajuste que tomaremos es el del mes de Junio, mes en el que se realizaron los conteos de tráfico del estudio.

Factor de ajuste diario (Fd): Obtenidos en base al conteo de la semana. Se define como: 𝐹𝑑 = 𝑇𝑃𝐷𝑆

𝑇𝐷

Para el cálculo del Fd se corregirá a 12 horas de conteo diario.

Tabla 7: Cálculo del Factor de ajuste Diario

FECHA DIA CONTEO DIARIO DURANTE 12 HORAS ( TP ) FACTOR DIARIO (01/06/2016) Miércoles 132 0,939 (04/06/2016) Sábado 114 1,088 (05/06/2016) Domingo 92 1,355 TOTAL 338 1,127 TPDS 124

Fuente: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna Elaborado: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

(35)

 Cálculo del TPDA

El TPDA lo obtendremos de la siguiente fórmula: 𝑇𝑃𝐷𝐴 = 𝑇𝑃𝐷𝑆 (𝐹𝑚)(𝐹𝑑) Dónde:

TPDA: Tráfico Promedio Diario Anual TPDS: Tráfico Promedio Diario Semanal Fm: Factor de ajuste mensual

Fd: Factor de ajuste diario

𝑇𝑃𝐷𝐴 = 124 (1.034)(1.127)

𝑇𝑃𝐷𝐴 = 145 vehiculos mixtos /día/ambos sentidos

 Tráfico Futuro

Previo al cálculo del tráfico futuro es necesaria la obtención del tráfico asignado. Para esto debemos de saber lo que es el Tráfico Generado (TG), el cual es aquel al que se le asignan tasas de incrementos que van a ser de entre 5 al 25 % del tránsito actual con un periodo de generación de uno o dos años después de que la carretera ha sido abierta al servicio .

En nuestro tema de estudio utilizaremos una tasa de incremente en el tráfico generado de un 25 %. Y su valor lo conoceremos utilizando la siguiente fórmula:

𝑇𝐺 = 25% 𝑇𝑃𝐷𝐴 𝑇𝐺 = 25% ∗ 145

(36)

Y tomaremos un tráfico desarrollado que sera el 5% del tpda 𝑇𝐺 = 5% 𝑇𝑃𝐷𝐴

𝑇𝐺 = 5% ∗ 145

𝑇𝑑 = 7 vehiculos mixtos /día/ambos sentidos .

Conociendo el valor de TG , Podemos pasar al cálculo del tráfico asignado. 𝑇𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝐴𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜 = 𝑇𝑃𝐷𝐴 𝑒𝑥𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒 + 𝑇𝐺 + Td

𝑇𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝐴𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜 = 145 + 36 + 7

𝑇𝑟á𝑓𝑖𝑐𝑜 𝐴𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜 = 188 vehiculos mixtos /día/ambos sentidos.

 Proyección del tráfico a 20 años

Se proyecta el tráfico a un periodo de 20 años con la siguiente fórmula: 𝑇𝑓 = 𝑇𝑎𝑠𝑖𝑔𝑛𝑎𝑑𝑜 (1 + 𝑡) 𝑛

Dónde:

Tf: Tráfico futuro o proyectado Tasignado: Tráfico asignado T: Tasa de crecimiento de tráfico

N: Periodo de proyección, expresada en años.

 Tasa de crecimiento de tráfico (t)

Tabla 8: Tasa de crecimiento anual

TASA DE CRECIEMINTO

LIVIANOS BUSES CAMIONES

2010-2015 4,21 2,24 2,52

2016-2020 3,75 1,99 2,24

2021-2025 3,37 1,8 2,02

2026-2030 3,06 1,63 1,84

Fuente: Departamento de Factibilidad del MTOP Elaborado: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

(37)

Tabla 9 :Proyección del Tráfico a 20 años

PROYECCIÓN DEL TRÁFICO Y SU COMPOSICIÓN A 20 AÑOS (2036)

AÑOS

TASA DE CRECIMIENTO

N

LIVIANOS BUSES CAMIONES LIVIANOS TPDA FUTURO

TPDA FUTURO ASIGNADO LIVIANOS BUSES CAMIONES MOTO AUTOMOVIL CAMIONETA BUSETA BUS CAMION

TIPO 2D CAMION TIPO 2DA 2016 3,75 1,99 2,24 0 33 67 32 1 0 9 4 171 230 2017 3,75 1,99 2,24 1 35 69 33 1 0 9 4 177 239 2018 3,75 1,99 2,24 2 36 72 34 5 0 9 5 188 253 2019 3,75 1,99 2,24 3 37 74 36 5 0 9 5 194 262 2020 3,75 1,99 2,24 4 39 77 37 5 0 10 5 201 272 2021 3,37 1,8 2,02 5 39 79 38 5 0 10 5 205 276 2022 3,37 1,8 2,02 6 41 81 39 6 0 10 5 211 285 2023 3,37 1,8 2,02 7 42 84 40 6 0 10 5 218 294 2024 3,37 1,8 2,02 8 43 87 42 6 0 10 5 225 304 2025 3,37 1,8 2,02 9 45 90 43 6 0 10 5 232 314 2026 3,06 1,63 1,84 10 45 90 43 6 0 10 5 233 315 2027 3,06 1,63 1,84 11 46 93 44 6 0 11 5 240 324 2028 3,06 1,63 1,84 12 48 96 46 6 0 11 5 247 333 2029 3,06 1,63 1,84 13 49 99 47 6 0 11 6 254 343 2030 3,06 1,63 1,84 14 51 102 49 6 0 11 6 262 353 2031 3,06 1,63 1,84 15 52 105 50 6 0 11 6 269 363 2032 3,06 1,63 1,84 16 54 108 52 6 0 12 6 277 374 2033 3,06 1,63 1,84 17 56 111 53 7 0 12 6 285 385 2034 3,06 1,63 1,84 18 57 115 55 7 0 12 6 294 396 2035 3,06 1,63 1,84 19 59 118 57 7 0 12 6 302 408 2036 3,06 1,63 1,84 20 61 122 58 7 0 13 6 311 420

Fuente: Departamento de Factibilidad del MTOP Elaborado: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

(38)

 Clasificación de la vía

Una vez realizada la proyección a 20 años(Tabla N°4), y dándonos como resultado 867 vehículos vehiculos mixtos /día/ambos sentidos, es necesario clasificar la vía.

Tabla 10 :Clasificación de carreteras

FUNCIÓN CATEGORÍA DE LA VÍA TPDA Esperado

Corredor Arterial R - I o R - II >8000 Corredor Arterial Colectora I 3000 - 8000 II 1000 - 3000 III 300 - 1000 Colectora Vecinal IV 100 - 300 V <100

Fuente: MTOP basada en el tráfico futuro.

Elaborado: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

Mostrando como resultado una vía de tipo Colectora clase III

 Velocidad de Diseño

Llamamos velocidad de diseño a la velocidad que recorre un vehículo en una vía tomando en cuenta los datos de la clasificación que nos presenta una vía colectora de tercer orden, y de la topografía que nos da a conocer el relieve ondulado de la vía.

(39)

Tabla 11 : Selección de la Velocidad de Diseño

Fuente: MTOP basada en la clasificación de la vía

VELOCIDAD DE DISEÑO EN Km/h

BÁSICA PERMISIBLE EN TRAMOS DIFÍCILES

(RELIEVE LLANO) (RELIEVE ONDULADO) (RELIEVE MONTAÑOSO)

Para el cálculo de los elementos del trazado del perfil

longitudinal Para el cálculo de los elementos de la sección transversal y otros dependientes de la velocidad Para el cálculo de los elementos del trazado del perfil

longitudinal Para el cálculo de los elementos de la sección transversal y otros dependientes de la velocidad CATEGORÍA DE LA VÍA

Recom Absoluta Recom Absoluta Recom Absoluta Recom Absoluta Recom Absoluta Recom Absoluta

R - I o R - II 120 110 100 95 110 90 95 85 90 80 90 80 I 110 100 100 90 100 80 90 80 80 60 80 60 II 100 90 90 85 90 80 85 80 70 50 70 50 III 90 80 85 80 80 60 80 60 60 40 60 40 IV 80 60 80 60 60 35 60 35 50 25 50 25 V 60 50 60 50 50 35 50 35 40 25 40 25

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 Ancho de Calzada

Los anchos de calzadas estarán en función del volumen de tráfico obtenidos en el estudio.

Tabla 12 : Ancho de la calzada

ANCHO DE LA CALZADA

Clase de Carretera Ancho de la Calzada (m) Recomendable Absoluto

R-I o R-II > 8000 TPDA 7,30 7,30

I 3000 a 8000 TPDA 7,30 7,30

II 1000 a 3000 TPDA 7,30 6,50

III 300 a 1000 TPDA 6,70 6,00

IV 100 a 300 TPDA 6,00 6,00

V Menos de 100 TPDA 4,00 4,00

Fuente: MTOP para la selección del ancho de calzada.

 Distancia de Visibilidad de Parada

Tabla 13 : Distancia de visibilidad de parada

Clase de Carretera Recomendable Absoluto

L O M L O M

R-I o R-II > 8000 TPDA 220 180 135 180 135 110 I 3000 a 8000 TPDA 180 160 110 160 110 70 II 1000 a 3000 TPDA 160 135 90 135 110 55 III 300 a 1000 TPDA 135 110 70 110 70 40

IV 100 a 300 TPDA 110 70 55 70 35 25 V Menos de 100 TPDA 70 55 40 55 35 25

Fuente: MTOP para la selección de la distancia de visibilidad de parada.

(41)

 Distancia de Visibilidad de Rebasamiento

Tabla 14 : Distancia de visibilidad de rebasamiento

Clase de Carretera

Recomendable Absoluto

L O M L O M

R-I o R-II > 8000 TPDA 830 830 640 830 640 565 I 3000 a 8000 TPDA 830 690 585 690 565 415 II 1000 a 3000 TPDA 690 640 490 640 565 345 III 300 a 1000 TPDA 640 565 415 585 415 270 IV 100 a 300 TPDA 480 290 210 290 150 110 V Menos de 100 TPDA 290 210 150 210 150 110

Fuente: MTOP para la selección de la distancia de visibilidad de rebase.

Elaborado: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna.

Con los datos presentamos podemos hacer el siguiente resumen:  Clasificación de la vía : Colectora de orden III

 Tipo de terreno : ondulado  Velocidad de Diseño: 60 km/Hr.  Ancho de calzada : 6 metros

 Distancia de visibilidad de Parada : 70 metros  Distancia de visibilidad de Rebase : 415 metros

(42)

3.3. Topografía.

3.3.1. Levantamiento topográfico.

El levantamiento topográfico de la vía 7ma Peatonal 38 A ubicada en el bloque #3 de Bastión Popular se realizó entre los días 13 – 14 de Junio del 2016, el clima en los días antes mencionados fueron soleados.

Del informe topográfico se desprenderán los siguientes documentos:  Plano topográfico

 Curvas de nivel (altimetría)

 Resumen de movimientos de tierra

El objetivo de este levantamiento topográfico es principalmente obtener la altimetría, las secciones que componen la vía en análisis y así tener una idea clara del terreno en el que se desarrolla la vía, esta información será necesaria para posteriores estudios y diseños que se elaboraran para este proyecto.

 Trabajo de campo

La georeferenciación de la vía se realizó usando el sistema UTM WGS 84 encontrándose en la zona 17 S , en cuanto al levantamiento topográfico se realizó utilizando estación total que con ella a lo largo de la vía se establecían puntos de control.

Para efectos del trabajo de altimetría se realizó el arrastre de una placa de control geodésica PE 7479-Y proporcionada por el IGM (Instituto Geográfico Militar) ubicada en la esquina NW de una pequeña plataforma de cemento en el

(43)

redondel de Las Orquídeas que se sitúa en la Av. Francisco de Orellana. El arrastre del punto de control se realizó usando estación total.

 Procesamiento de Información

El análisis de los datos de campo obtenido del levantamiento topográfico se realizó en oficina con la ayuda de herramientas informáticas como AutoCAD, Civilcad, Google Earth.

Con la ayuda de los softwares antes mencionado se procedió a elaborar el plano topográfico que incluye el análisis del terreno en cuanto a su planimetría y altimetría, que son datos necesarios para el cálculo del movimiento de tierras y conocer cantidades de obra de varios rubros necesarios en este estudio, se realizó planos del seccionamiento de la vía y sus elevaciones a lo largo del terreno lo que nos dio a conocer que la vía se desarrolla en un terreno que presenta varias depresiones y elevaciones y se determinó como un terreno

ondulado con cotas que oscilan entre los 3,5 hasta los 20,2 msnm.

Damos a conocer los planos de las secciones transversales y longitudinales de la vía en varias láminas posteriores que se encuentran anexadas en la sección de Planos de este documento.

(44)

3.4. Estudio de suelo.

El presente informe comprende el estudio de las propiedades físico-mecánicas de los suelos correspondientes al proyecto “REHABILITACIÓN VIAL URBANA A NIVEL DE PAVIMENTO DE 7ma Peatonal 38 A BLOQUE 3 DE BASTIÓN POPULAR DESDE LA ABSCISA 0+000 HASTA 1+003”.

Este informe se realizó basándose en los resultados obtenidos de las calicatas extraídas en campo, posterior ensayos necesarios y análisis de los mismos, todos realizados para obtener como objeto el de clasificar el tipo de suelo en el cual se desenvuelve el proyecto y la capacidad de carga del mismo bajo ciertas condiciones.

 Trabajo de Campo

Con la finalidad de obtener muestras de suelos para definir el estudio se realizaron 3 calicatas a la profundidad indicada en cada una de ellas en su respectivo informe que permitirá conocer las condiciones del terreno sobre el cual se asentará la estructura del pavimento flexible.

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Tabla 15 : Resumen de calicata # 1

CALICATA # 1 : 0+210 PROFUNDIDAD (m) MATERIAL 0,00 - 0,07 BASE 0,07 - 0,25 SUB BASE 0,25 - 1,25 ARCILLA (SUB RASANTE) CALICATA # 2 :0+880 PROFUNDIDAD (m) MATERIAL 0,00 - 0,07 BASE 0,07 - 0,27 SUB BASE 0,27 - 1,15 ARCILLA (SUB RASANTE) CALICATA # 3 : 1+000 PROFUNDIDAD (m) MATERIAL 0,00 - 0,07 BASE 0,07 - 0,25 SUB BASE 0,25 - 1,50 ARCILLA (SUB RASANTE)

(46)

 Resumen de resultados

Tabla 18 : Ensayos realizados a las muestras de suelo natural.

PROFUNDIDAD (m) HUMEDAD % LL IP CBR % SUCS C 1 0,45 - 1,25 17,19 66 41 6,01 CH C 2 0,50 - 1,15 15,97 38 12 6,09 CL C 3 0,50 - 1,50 24,5 58 29 6,16 CH

 Resumen de resultados al material del pavimento

Además se extrajo material suficiente de la capa de base y sub base para ser analizada según los ensayos de humedad, granulometría, Proctor y CBR para conocer si cumplen con la normativa del MTOP para vías y de ser posible.

Tabla 19 : Ensayos realizados en la base y sub-base

HUMEDAD % GRANULOMETRÍA IP CBR %

BASE 1,54 OK 8 80

SUB BASE

0,82 OK 6 35

De la muestra extraída del pavimento existente se determinó después de realizar los ensayos respectivos que cumplen con las normas establecidas para vías según el MTOP, es decir este material puede ser reutilizado en la nueva estructura del pavimento a la compactación indicada (anexos: sección estudios de suelos).

(47)

CAPÍTULO IV

DISEÑO VIAL

4.1 Diseño de pavimento flexible.

 Composición del tráfico

Tabla 20: Composición del tráfico

AÑOS TPDA VEHICULOS

100 % LIVIANOS BUSES CAMIONES LIVIANOS MOTO 22 % AUTOMOVIL 47 % CAMIONETA 21% BUSETA 1% BUS 0% CAMION TIPO 2D 6% CAMION TIPO 2DA 3% 2016 171 62315 13709 29288 13086 623 0 3739 1869 2017 177 64557 14203 30342 13557 646 0 3873 1937 2018 188 68453 15060 32173 14375 685 0 4107 2054 2019 194 70893 15596 33320 14888 709 0 4254 2127 2020 201 73422 16153 34508 15419 734 0 4405 2203 2021 205 74728 16440 35122 15693 747 0 4484 2242 2022 211 77127 16968 36250 16197 771 0 4628 2314 2023 218 79605 17513 37414 16717 796 0 4776 2388 2024 225 82163 18076 38617 17254 822 0 4930 2465 2025 232 84806 18657 39859 17809 848 0 5088 2544 2026 233 85060 18713 39978 17863 851 0 5104 2552 2027 240 87546 19260 41146 18385 875 0 5253 2626 2028 247 90105 19823 42349 18922 901 0 5406 2703 2029 254 92741 20403 43588 19476 927 0 5564 2782 2030 262 95456 21000 44864 20046 955 0 5727 2864 2031 269 98251 21615 46178 20633 983 0 5895 2948 2032 277 101130 22249 47531 21237 1011 0 6068 3034 2033 285 104094 22901 48924 21860 1041 0 6246 3123 2034 294 107147 23572 50359 22501 1071 0 6429 3214 2035 302 110291 24264 51837 23161 1103 0 6617 3309 2036 311 113529 24976 44276 23841 1135 0 6812 3406

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 Ejes Equivalentes

Según método de AASHTO 93 es necesario el cálculo de ejes equivalentes a ejes simple de 8.2 ton , esto se realiza con la siguiente fórmula :

Realizando los càlculos para el nùmero de ejes equivalentes tenemos :

Tabla 21 : Cálculo de ejes equivalentes

VEHICULOS CANTIDAD CARGAS FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGAS

ESAL'S

DELANTERO INTERMEDIO TRASERO DELANTERO INTERMEDIO TRASERO

LIVIANOS 1631995 1 3 0,000221179 0,01791553 29599,0 BUSES 18234 3 7 0,017915528 0,53105164 10010,0 CAMION TIPO 2D 109405 3 4 0,017915528 0,05662192 8154,8 CAMION TIPO 2DA 54703 3 7 0,017915528 0,53105164 30029,9 W18= 77793,7

4 Ls 8.2 4 Lt 15 4 Ltr 18.2 Fs = Ft = Ftr = para eje simple :

para eje tandem :

para eje tridem :

Ls: carga por eje simple (ton)

Lt: carga por eje tandem (ton)

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Este W18 afectado por el factor de distribución de carril.

Tabla 22: Factor de distribución de carril

N° DE CARRILES EN AMBAS DIRECCIONES % ESAL´S

1 100

2 80-100

3 60

4 50-75

Fuente: MTOP para la selección del factor de distribución de carril Elaboración: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

Con un factor de distribuciòn de 1 y utilizando un factor direccional de 0.5 tenemos:

W18 =(77793.7)(1)(0.5)

W18 = 38096 (esal´s en carril de diseño)

 Número de diseño en relación al tránsito

𝑁𝐷𝑇 = 𝑆𝑈𝑀𝐴 𝐷𝐸 𝐸𝐽𝐸𝑆 𝐸𝑄𝑈𝐼𝑉𝐴𝐿𝐸𝑁𝑇𝐸𝑆 𝐷𝐸 8,2 𝑇𝑜𝑛. 7300

Será necesario este valor para poder determinar el tipo de transito que circulara en la vía.

𝑁𝐷𝑇 = 38096 7300 𝑁𝐷𝑇 = 5.219

(50)

Debido a que el número del ndt es menor a 10 , entonces el tipo de tránsito que habrá en la 7 peatonal 38 A NO será de tipo LIVIANO

Tabla 23: Factor de distribución de carril

NDT TIPO DE TRANSITO MENOR QUE 10 LIVIANO

DE 10 A 100 MEDIO

DE 100 A 1000 PESADO

MAYOR QUE 1000 MUY PESADO

Fuente: Apuntes de Pavimento 2015 por el Ing. Ciro Andrade Nuñez Elaboración: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

 Módulo de Resiliencia de la subrasante

Para el cálculo de nuestro pavimento y según el método de la AASHTO 93 es requerido el cálculo del módulo de resiliencia el cual es obtenido relacionando el cbr con la siguiente fórmula:

𝑴𝒓 = 𝟐𝟓𝟓𝟓 ∗ (𝑪𝑩𝑹)𝟎.𝟔𝟒 Este valor estará dado en psi.

Sabiendo nuestro valor del cbr de la subrasante, el cual es de 6, Entonces tenemos como módulo de resiliencia lo siguiente:

𝑴𝒓 = 𝟐𝟓𝟓𝟓 ∗ (𝟔)𝟎.𝟔𝟒

(51)

 Diseño de pavimento

La confiabilidad, la desviación estándar y la Servicialidad son valores que encontraremos y adoptaremos de tablas y serán necesario para el cálculo del espesor de las capas del pavimento.

Tabla 24 : Factor de confiabilidad

TIPO DE CAMINOS CONFIABILIDAD RECOMENDADA ZONAS URBANAS ZONAS RURALES RUTAS INTERESTALES Y AUTOPISTAS 85-99,9 80-99,9 ARTERIAS PRINCIPALES 80-99 75-99 COLECTORAS 80-95 75-95 LOCALES 50-80 50-80

Fuente: Apuntes de Pavimento 2015 por el Ing. Ciro Andrade Núñez Elaboración: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

Tabla 25: Factor de Desviación Standar

CONFIABILIDAD (R%) DESVIACIÓN NORMAL ESTÁNDAR (Zr) 50 -0,000 60 -0,253 70 -0,524 75 -0,674 80 -0,841 85 -1,037 90 -1,282 91 -1,340 9 -1,405 93 -1,476 94 -1,555 95 -1,645 96 -1,751 97 -1,881 98 -2,054 99 -2,327 99,9 -3,090 99,99 -3,75

(52)

Servicialidad:

Inicial: Po= 4.2 pavimento de asfalto Po= 4.5 pavimento de concreto Final: Pt= 2.5 pavimento flexible

PT=2 para tráfico de menor importancia

Para llegar al cálculo de espesores es necesario tener claro los siguientes parámetros

Tabla 26 : Resumen de parámetros que se utilizaran para el diseño del pavimento flexible.

PARAMETROS VALORES

Tiempo para el Diseño 20 AÑOS

W18= 38.897 R % = 90 ZR = -1,282 So= 0,45 Serviciabilidad Inicial Po = 4,2 Serviciabilidad Final Pt = 2 SN= D PSI = 2,20 MR (psi) =

Así también como conocer el módulo de resiliencia de las capas de pavimento 𝑴𝒓 = 𝟐𝟓𝟓𝟓 ∗ (𝟔)𝟎.𝟔𝟒

Tabla 27 : Resumen del Módulo de Resiliencia de cada capa.

CBR MR

BASE 80 44096

SUBBASE 35 25765

SUBRASANTE 6 8188

Fuente: Contreras Olvera Manuel, Cofre Sánchez Johanna

(53)

El siguiente paso será el cálculo del número estructural el cual se conseguirá con la siguiente formula:

Y con el uso del programa de asshto 93 obtenemos nuestro Sn requerido.

Ilustración 1 : Sn de la subrasante con el programa de la AASHTO 93 Fuente: Programa para el cálculo del SN.

(54)

Este valor deberá de ser menor que el SN adoptado. Coeficiente de Capa:

Tabla 28 : Coeficientes de Capa

COMPONENTES DEL PAVIMENTO A1 A2 A3 A4 CAPA DE RODADURA 0,173

BASE : MATERIAL TRITURADO 0,055

SUB-BASE : MATERIAL GRANULAR 0,043

MEJORAMIENTO 0,035

Coeficiente de drenaje:

Tabla 29 : Coeficientes de Drenaje

COEFICIENTES DE DRENAJE CALIDAD DE DRENAJE M EXCELENTE 1,2 BUENO 1 REGULAR 0,8 POBRE 0,6 MUY POBRE 0,4

(55)

Tabla 30 : Cálculo de los espesores del pavimento flexible

CALCULO DE LOS ESPESORES DEL PAVIMENTO FLEXIBLE (AASHTO 93)

CBR (%) Requerido

MR (psi) Adoptado

Capa Numero Estructural

(SN) Calculados

Coeficiente de capa (a)

Coeficiente de Drenaje (m)

Espesor (cm) Numero Estructural

(adoptado)

Acumulado Parcial Calculado Adoptado acumulado Parcial

C.R 0 0,94 0,173 1,00 5,43 5 0 0,87

80 44096 BASE 0,94 0,28 0,055 0,80 6,36 10 0,87 0,44

35 25765 SUBBASE 1,22 0,74 0,043 0,80 21,51 20 1,31 0,69

6 8188 T.F 1,96 1,99

S= 35,0

El número estructural adoptado es 1.99, entonces podemos decir que el número estructural calculado es menor que el adoptado cumpliendo con lo requerido.

(56)

CAPÍTULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Luego de realizar los estudios básicos necesarios para plantear la situación actual de la vía, se concluye que: la inspección visual nos muestra la presencia de daños de severidad media y alta de varios tipos a los largo de todo el recorrido de la vía, e incluso muestras de mantenimientos con parches en la carpeta de rodadura asfáltica de dimensiones considerables los cuales indican que, es necesario una rehabilitación integral a nivel de pavimento.

Determinado el nivel de uso que tiene actualmente y proyectando a un periodo de 20 años la vía, se clasifica como una colectora de clase 3 absoluta , lo cual nos sirve como dato para obtener varios valores para realizar el diseño geométrico, además en cuanto al cálculo de ejes equivalentes (ESAL´S) se determinó que el tráfico según el NDT ( número de diseño en relación al tránsito ) , será de transito liviano.

Mediante los estudios de suelo se encontró que las capas de base y sub-base usadas en la construcción de la vía cumplían la normativa en cuanto a los ensayos para estos materiales, pero con espesores de base menor al mínimo establecido por el método AASHTO 93, por lo cual se podría reutilizar este material aumentando el espesor de la base según el diseño establecido en los cálculos.

Del levantamiento topográfico, se obtuvo la planimetría y altimetría del terreno por el cual se desarrolla la vía, así también se determinó la pendiente longitudinal

(57)

necesaria para clasificar la vía según el terreno, siendo este un terreno ondulado se procedió a diseñar bajo estas especificaciones.

El diseño geométrico de la vía se lo realizó de dos maneras, la primera siguiendo las especificaciones técnicas establecidas como normativas en el país con las complicaciones que significa seguirlas en un espacio urbano ya definido se procedió a establecer otra alternativa que contempla las dimensiones definidas por el espacio urbano determinado para el uso de esta vía pública , es necesario establecer que para no presentar estas situaciones a futuro es indispensable plantear un correcto ordenamiento territorial que permita establecer técnicamente los espacios para cada tipo de uso.

(58)

 ANEXO 1 :CONTEO VEHICULAR o Formato para el conteo vehicular o Conteo vehicular

 ANEXO 2 : INSPECCIÓN VISUAL o Registro fotográfico

 ANEXO 3: ENSAYOS DE SUELOS. o Certificado de laboratorio o Ensayos de laboratorio o Registro fotográfico

 ANEXO 4 :ESTUDIO TOPOGRÁFICO o Equipos utilizados

o Monografía de punto de control Geodésico o Registro topográfico

(59)

(60)

ESTACION : DOS FECHA: 05/06/2016 DIRECCION:

moto Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G C3 C3-S1 C2-S1 C2-S2 C3-S2 C3-S3

7:00 8:00 4 2 2 8:00 9:00 4 1 1 1 9:00 10:00 3 5 3 1 1 10:00 11:00 5 3 11:00 12:00 4 3 2 1 12:00 13:00 3 4 1 13:00 14:00 3 2 1 1 14:00 15:00 5 4 2 15:00 16:00 4 3 1 16:00 17:00 6 3 2 1 17:00 18:00 2 2 2 18:00 19:00 5 2 1 SUMA 48 34 16 1 0 5 2 HORA BUSES CAMIONES

ESTUDIOS DE INGENIERÍA PARA LA REHABILITACIÓN DE VÍA URBANA 7ma Peatonal bloque 3 de Bastión Popular Avenida 24 y 7ma peatonal 38 A bloque de Bastión Popular CONTEO REALIZADO EN AMBOS SENTIDOS

(61)

7:00 8:00 3 1 2 1 1 8:00 9:00 4 2 1 1 9:00 10:00 4 2 1 10:00 11:00 5 4 2 11:00 12:00 5 3 1 1 12:00 13:00 6 4 2 13:00 14:00 3 5 4 1 14:00 15:00 4 4 1 15:00 16:00 4 3 1 16:00 17:00 3 5 2 1 17:00 18:00 5 7 3 18:00 19:00 2 5 3 48 45 23 0 0 4 2 SUMA HORA BUSES CAMIONES AFORO VEHICULAR

ESTUDIOS DE INGENIERÍA PARA LA REHABILITACIÓN DE VÍA URBANA 7ma Peatonal bloque 3 de Bastión Popular Avenida 24 y 7ma peatonal 38 A bloque de Bastión Popular CONTEO REALIZADO EN AMBOS SENTIDOS

(62)

7:00 8:00 4 6 1 1 2 8:00 9:00 3 4 2 1 2 9:00 10:00 4 2 2 1 1 10:00 11:00 3 5 2 1 11:00 12:00 6 5 1 1 12:00 13:00 5 6 2 2 1 1 13:00 14:00 8 7 5 14:00 15:00 4 5 1 1 1 15:00 16:00 4 3 2 16:00 17:00 3 5 2 1 1 17:00 18:00 3 3 4 18:00 19:00 5 6 2 1 52 57 26 4 0 10 5

LIVIANOS BUSES CAMIONES

Avenida 24 y 7ma peatonal 38 A bloque de Bastión Popular

SUMA

AFORO VEHICULAR

ESTUDIOS DE INGENIERÍA PARA LA REHABILITACIÓN DE VÍA URBANA 7ma Peatonal bloque 3 de Bastión Popular CONTEO REALIZADO EN AMBOS SENTIDOS

(63)

ESTACION : UNO FECHA: 05/06/2016 DIRECCION: Avenida 24 A y 7ma peatonal 38 A bloque de Bastión Popular

7:00 8:00 4 3 2 1 8:00 9:00 3 4 1 9:00 10:00 5 3 10:00 11:00 4 7 2 1 1 11:00 12:00 7 5 3 12:00 13:00 4 8 1 1 13:00 14:00 3 4 3 1 14:00 15:00 2 4 3 1 15:00 16:00 4 3 1 16:00 17:00 5 2 1 17:00 18:00 2 4 1 18:00 19:00 3 5 2 46 52 20 0 0 4 2 SUMA AFORO VEHICULAR

ESTUDIOS DE INGENIERÍA PARA LA REHABILITACIÓN DE VÍA URBANA 7ma Peatonal bloque 3 de Bastión Popular CONTEO REALIZADO EN AMBOS SENTIDOS

HORA