borrador final hector
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ÍNDICE DE CONTENIDO
Pág.
1 GENERALIDADES....................................................................................1
1.1 INTRODUCCION.......................................................................................1
1.2 ANTECEDENTES......................................................................................6
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA........................................................6
1.3.1 Identificación del Problema.......................................................................6
1.3.2 Formulación del Problema.........................................................................7
1.4 OBJETIVOS...............................................................................................8
1.4.1 Objetivo General........................................................................................8
1.4.2 Objetivos Específicos y Actividades..........................................................8
1.5 JUSTIFICACION......................................................................................10
1.5.1 Justificación Técnica...............................................................................10
1.5.2 Justificación Económica..........................................................................10
1.6 ALCANCE................................................................................................10
1.6.1 Alcance Temático....................................................................................10
1.7 FUNDAMENTACION TEORICA..............................................................11
1.8 PROGRAMA DE ACTIVIDADES.............................................................14
2 MARCO TEORICO..................................................................................15
2.1 TRAFICO.................................................................................................15
2.1.1 Definición.................................................................................................15
2.1.2 Descripción..............................................................................................15
2.1.3 Volumen de Tráfico.................................................................................15
2.1.3.1 Transito diario promedio (TPD)...............................................................15
2.1.3.2 Transito Promedio Diario Anual (TPDA)..................................................16
2.1.3.3 Tráfico proyectado, atraído, generado y desarrollado............................18
2.1.3.4 Determinación del volumen de transito...................................................19
2.1.3.5 Caracterización vehículo tipo..................................................................20
2.1.3.6 Elección del vehículo tipo........................................................................22
2.1.3.7 Categorización de la vía..........................................................................22
2.1.3.8 Nivel de Servicio (Nds)............................................................................24i
2.1.3.9 Derecho de vía........................................................................................26
2.1.3.10 Inventario vial..........................................................................................26
2.1.3.11 Definición.................................................................................................26
2.1.3.12 Descripción..............................................................................................26
2.1.3.13 Componentes inventario vial...................................................................27
2.2 TOPOGRAFÍA.........................................................................................28
2.2.1 Definición.................................................................................................28
2.2.2 Descripción..............................................................................................28
2.2.3 Planimetría..............................................................................................29
2.2.4 Altimetría.................................................................................................29
2.2.5 Coordenadas UTM..................................................................................30
2.2.6 Modelo digital del terreno........................................................................30
2.2.7 Poligonal principal...................................................................................31
2.2.8 Curvas de nivel........................................................................................31
2.2.9 Validación topográfica.............................................................................32
2.2.9.1 Georeferenciación...................................................................................33
2.2.10 Programas usados en topografía............................................................35
2.3 GEOLOGÍA..............................................................................................35
2.3.1 Definición.................................................................................................35
2.3.2 Descripción..............................................................................................36
2.3.3 Mapas geológicos....................................................................................36
2.3.4 Fallas geológicas.....................................................................................36
2.3.5 Exploración de suelos.............................................................................36
2.3.6 Bancos de préstamo................................................................................37
2.4 GEOTECNIA............................................................................................37
2.4.1 Definición.................................................................................................37
2.4.2 Descripción..............................................................................................38
2.4.3 Suelos......................................................................................................38
2.4.3.1 Tipos de suelos.......................................................................................38
2.4.4 Clasificación de suelos............................................................................40
2.4.4.1 Clasificación de suelos sistema AASHTO...............................................40
ii
2.4.4.2 Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS)...........................42
2.4.5 Ensayos de suelos..................................................................................43
2.4.5.1 Granulometría..........................................................................................44
2.4.5.2 Límites de Atterberg................................................................................45
2.4.5.3 Proctor T – 180 D....................................................................................57
2.4.5.4 C.B.R. (California Bearíng Ratio).............................................................63
2.5 HIDROLOGÍA..........................................................................................67
2.5.1 Definición.................................................................................................67
2.5.2 Descripción..............................................................................................68
2.5.3 Precipitación............................................................................................68
2.5.4 Cuenca hidrológica..................................................................................69
2.5.4.1 Demarcación...........................................................................................70
2.5.5 Tiempo de concentración........................................................................71
2.5.6 Periodo de retorno...................................................................................72
2.5.7 Caudal de diseño.....................................................................................73
2.5.8 Intensidad................................................................................................74
2.5.9 Coeficiente de escorrentía.......................................................................75
2.6 CARRETERAS........................................................................................77
2.6.1 Definición.................................................................................................77
2.6.2 Descripción..............................................................................................77
2.6.3 Criterios para definir las características de una carretera.......................77
2.6.4 Alineamiento Horizontal...........................................................................78
2.6.4.1 Categoría de ruta.....................................................................................79
2.6.4.2 Velocidad del Proyecto............................................................................79
2.6.4.3 Velocidad Percentil (V85%).....................................................................80
2.6.4.4 Distancia de Frenado..............................................................................80
2.6.4.5 Radios mínimos de curvas horizontales..................................................81
2.6.4.6 Curvas de transición................................................................................83
2.6.4.7 Por condición de guiado óptico...............................................................84
2.6.5 Elementos del Alineamiento Vertical.......................................................87
2.6.5.1 Curvas Parabólicas.................................................................................87
iii
2.6.5.2 Curvas verticales convexas....................................................................87
2.6.5.3 Curvas verticales cóncavas.....................................................................89
2.6.5.4 Longitud mínima de curvas verticales.....................................................90
2.6.5.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.........................90
2.6.5.6 Sección Transversal................................................................................91
2.6.5.7 Ancho del carril........................................................................................92
2.6.5.8 Bombeo...................................................................................................93
2.6.5.9 Bermas....................................................................................................93
2.6.5.10 Taludes....................................................................................................94
2.6.5.11 Sobre ancho............................................................................................94
2.6.5.12 Diagrama de Masas................................................................................95
2.6.6 Señalización vial......................................................................................98
2.6.6.1 Señalización vertical................................................................................98
2.7 HIDRÁULICA.........................................................................................104
2.7.1 Definición...............................................................................................104
2.7.2 Descripción............................................................................................105
2.7.3 Drenaje longitudinal...............................................................................105
2.7.4 Diseño Hidráulico de Canales...............................................................106
2.7.5 Tipos de Canales...................................................................................107
2.7.6 Drenaje Transversal..............................................................................108
2.7.7 Alcantarilla.............................................................................................109
2.7.7.1 Materiales para la Alcantarilla...............................................................109
2.7.8 Numero de Froude................................................................................111
2.7.9 Pendiente critica....................................................................................112
2.7.9.1 Sección de la Alcantarilla......................................................................112
2.8 PAVIMENTOS.......................................................................................113
2.8.1 Definición...............................................................................................113
2.8.2 Descripción............................................................................................113
2.8.3 Tipos de Pavimentos.............................................................................114
2.8.4 Pavimentos empedrados.......................................................................114
2.8.5 Componentes del Pavimento................................................................115
iv
2.8.5.1 Subrasante............................................................................................115
2.8.5.2 Suelos de fundación..............................................................................115
2.8.5.3 Capacidad de soporte de la subrasante................................................116
2.8.5.4 Capa de rodadura..................................................................................116
2.9 EQUIPO Y MAQUINARIA......................................................................117
2.9.1 Definición...............................................................................................117
2.9.2 Descripción............................................................................................117
2.9.3 Descripción de equipos y cálculo de producción...................................117
2.9.3.1 Tractores...............................................................................................117
2.9.3.2 Retroexcavadora...................................................................................122
2.9.3.3 Equipo de transporte o acarreo.............................................................125
2.9.3.4 Moto niveladoras...................................................................................126
2.9.3.5 Equipo de compactación.......................................................................129
2.9.3.6 Camión Aguatero...................................................................................131
2.9.3.7 Costo horario de operación de maquinaria............................................132
2.9.3.8 Cargos fijos............................................................................................132
2.9.3.9 Cargos por consumo.............................................................................135
2.9.3.10 Cargos de operación.............................................................................138
2.10 IMPACTO AMBIENTAL DEL PROYECTO............................................138
2.10.1 Definición...............................................................................................138
2.10.2 Descripción............................................................................................139
2.10.3 Contenido Ficha Ambiental...................................................................140
2.11 EVALUACIÓN Y DIRECCIÓN DE OBRAS............................................140
2.11.1 Definición...............................................................................................140
2.11.2 Descripción............................................................................................141
2.11.3 Pliego de especificaciones técnicas......................................................141
2.11.4 Presupuesto..........................................................................................142
2.12 CONSTRUCCIONES.............................................................................142
2.12.1 Definición...............................................................................................142
2.12.2 Descripción............................................................................................142
3 MARCO PRÁCTICO..............................................................................144
v
3.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN DE CAMPO...............................144
3.1.1 Tráfico....................................................................................................144
3.1.1.1 Vehículo Tipo.........................................................................................148
3.1.1.2 Proyecciones de Tráfico........................................................................149
3.1.1.3 Conclusiones.........................................................................................150
3.1.2 Inventario vial........................................................................................150
3.1.2.1 Ubicación...............................................................................................151
3.1.2.2 Características de la vía........................................................................151
3.1.2.3 Tareas desarrolladas.............................................................................152
3.1.3 Topografía.............................................................................................162
3.1.3.1 Trabajo de campo..................................................................................163
3.1.3.2 Trabajo de gabinete...............................................................................163
3.1.3.3 Conclusión de la Validación Topográfica...............................................164
3.1.4 Geología................................................................................................165
3.1.4.1 Estratigrafía del suelo............................................................................165
3.1.4.2 Condiciones geológicas del proyecto....................................................166
3.1.4.3 Mapas geológicos..................................................................................166
3.1.4.4 Bancos de préstamo..............................................................................166
3.1.4.5 Conclusión Geología.............................................................................168
3.1.5 Hidrología..............................................................................................169
3.1.5.1 Cuencas de aporte................................................................................170
3.1.5.2 Conclusión Hidrología...........................................................................172
3.1.6 Geotecnia..............................................................................................174
3.1.6.1 Ensayo granulométrico..........................................................................176
3.1.6.2 Limites atterberg....................................................................................179
3.1.6.3 Ensayo Proctor......................................................................................182
3.1.6.4 Ensayo C.B.R........................................................................................184
3.1.6.5 Resultados validación geotécnica.........................................................185
3.2 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO GEOMÉTRICO...............................186
3.2.1 Criterios para el diseño del alineamiento horizontal..............................186
3.2.1.1 Categoría de la ruta...............................................................................186
vi
3.2.1.2 Velocidad de proyecto...........................................................................186
3.2.1.3 V85% 186
3.2.1.4 Distancia de Frenado............................................................................187
3.2.1.5 Radio mínimo de curvas horizontales....................................................187
3.2.1.6 Curvas de transición..............................................................................188
3.2.1.7 Guiado óptico........................................................................................188
3.2.1.8 Longitud de clotoide..............................................................................189
3.2.1.9 Longitud de la clotoide según la aceleración transversal......................189
3.2.2 Criterios para el diseño del alineamiento vertical..................................190
3.2.2.1 Curvas Parabólicas...............................................................................190
3.2.2.2 Curvas verticales convexas..................................................................190
3.2.2.3 Curvas verticales cóncavas...................................................................191
3.2.2.4 Longitud mínima de curvas verticales...................................................192
3.2.2.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.......................192
3.2.2.6 Sobre ancho..........................................................................................193
3.2.2.7 Sección Transversal..............................................................................193
3.2.2.8 Conclusión Diseño Geométrico.............................................................194
3.3 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO.................................194
3.3.1 Drenaje longitudinal...............................................................................194
3.3.1.1 Diseño de Cunetas................................................................................194
3.3.1.2 Drenaje transversal...............................................................................197
3.4 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL PAQUETE ESTRUCTURAL...199
3.4.1 3.4.1 Conclusión Paquete Estructural...................................................199
3.5 ESTUDIO DE SEGURIDAD VIAL..........................................................200
3.6 EVALUACIÓN Y PRODUCTIVIDAD DE MAQUINARIA Y EQUIPO......203
3.6.1 Volúmenes del proyecto........................................................................205
3.7 DOCUMENTOS DEL PROYECTO........................................................207
3.7.1 3.7.1 Planos...........................................................................................207
3.7.2 Pliego de especificaciones técnicas......................................................207
3.7.3 Precios unitarios....................................................................................207
3.7.4 Presupuesto del proyecto......................................................................208
vii
4 EVALUACIÓN........................................................................................210
4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA.......................................................................210
4.1.1 Obras de Drenaje..................................................................................211
4.1.2 Señalización Vertical.............................................................................212
4.1.3 Superficie del Camino...........................................................................214
4.1.4 Mano de Obra........................................................................................215
4.1.5 Equipo y Maquinaria..............................................................................215
4.1.6 Parámetros de Diseño Geométrico.......................................................216
4.2 EVALUACIÓN ECONÓMICA.................................................................217
4.2.1 Cronograma de desembolsos...............................................................218
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.........................................219
5.1 CONCLUSIONES..................................................................................219
5.2 RECOMENDACIONES..........................................................................220
viii
ÍNDICE DE IMÁGENES
Pág.
IMAGEN 1. Camino Actual RAMADAS - APHARUMIRI.........................................5
IMAGEN 2. Condiciones actuales del Camino RAMADAS - APHARUMIRI............5
IMAGEN 3. Señalización informativa Municipio de TAPACARI..........................149
IMAGEN 4. Estado actual del camino RAMADAS – APHARUMIRI....................151
IMAGEN 5. Recorrido camino RAMADAS - APHARUMIRI.................................153
IMAGEN 6. Señalización existente en el camino RAMADAS APHARMIRI.........156
IMAGEN 7. Estado del camino sin alcantarillas..................................................158
IMAGEN 8. Ríos existentes en el camino RAMADAS – APHARUMIRI..............159
IMAGEN 9. Estado camino Ramadas - Apharumiri............................................160
IMAGEN 10. Entrada población de Ramadas.....................................................162
IMAGEN 11. Camino Ramadas – Apharumiri.....................................................165
IMAGEN 12. Rio Tapacari...................................................................................167
IMAGEN 13. Quebrada # 2.................................................................................168
IMAGEN 14. Proceso de obtención de muestra del terreno...............................175
IMAGEN 15. Proceso del ensayo de granulometría............................................177
IMAGEN 16. Proceso del ensayo de Limites atterberg.......................................180
IMAGEN 17. Proceso del ensayo Proctor...........................................................183
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Pág.
FIGURA 1. Ubicación del Proyecto “RAMADAS- APHARUMIRI”...........................1
FIGURA 2. Ubicación de RAMADAS......................................................................2
FIGURA 3. Ubicación de APHARUMIRI..................................................................2
FIGURA 4. Ubicación Proyecto Parotani – Ramadas 2008....................................3
FIGURA 5. Ubicación de Parotani y Ramadas........................................................4
FIGURA 6. Vehículo tipo usado por la Norma ASSHTO.......................................21
FIGURA 7. Levantamiento Topográfico – Planimetría..........................................29
FIGURA 8. Curvas de nivel...................................................................................32
FIGURA 9. Aparato de Casagrande......................................................................49
FIGURA 10. Resultados CBR expresados de forma grafica.................................66
FIGURA 11. Ciclo Hidrológico...............................................................................68
FIGURA 12. Escurrimiento de una Cuenca...........................................................70
FIGURA 13. Demarcación de cuenca hidrográfica...............................................70
FIGURA 14. Representación de Curvas IDF.........................................................75
FIGURA 15. Radio de giro Bus Interurbano..........................................................83
FIGURA 16. Visibilidad de curvas en planta.........................................................84
FIGURA 17. Curvas verticales convexas..............................................................88
FIGURA 18. Curvas verticales cóncavas..............................................................89
FIGURA 19. Perfil transversal descriptivo.............................................................91
FIGURA 20. Perfil transversal descriptivo en curvas............................................92
FIGURA 21. Diagrama de Masas..........................................................................96
FIGURA 22. Ubicación de la Señalización Vertical Transversal...........................99
FIGURA 23. Ubicación de Señales Preventivas de Restricción..........................100
FIGURA 24. Señales Preventivas.......................................................................101
FIGURA 25. Señales Reglamentarias.................................................................102
FIGURA 26. Señales Informativas......................................................................104
FIGURA 27. Propiedades hidráulicas de los canales..........................................108
FIGURA 28. Tractor de orugas............................................................................118
FIGURA 29. Tractor de Neumáticos....................................................................119
x
FIGURA 30. Retroexcavadora.............................................................................122
FIGURA 31. Equipo de transporte o acarreo......................................................125
FIGURA 32. Motoniveladora...............................................................................126
FIGURA 33. Equipo de Compactación................................................................129
FIGURA 34. Camión Cisterna.............................................................................131
FIGURA 35. Ubicación de estaciones de Aforo Vehicular..................................144
FIGURA 36. Trafico promedio diario semanal estación Ramadas......................147
FIGURA 37. Trafico promedio diario semanal estación Apharumiri....................148
FIGURA 38. Bus interurbano..............................................................................149
FIGURA 39. Relevamiento Señalización Vertical................................................155
FIGURA 40. Tipos de defensas para carreteras y caminos................................159
FIGURA 41. Cuenca del Amazona......................................................................169
FIGURA 42. Cuencas de aporte al camino RAMADAS – APHARUMIRI............169
FIGURA 43. Cuencas de aporte camino RAMADAS – APHARUMIRI................171
FIGURA 44. Áreas de aporte del camino............................................................172
FIGURA 45. Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia...................................173
FIGURA 46. Resultados validación geotécnica...................................................185
FIGURA 47. Verificación de cunetas Triangulares..............................................196
FIGURA 48. Alcantarilla Tipo II...........................................................................197
FIGURA 49. Alcantarilla Tipo III..........................................................................197
FIGURA 50. Verificación del Drenaje Transversal Hcanales..............................199
FIGURA 51. Detalle sección transversal.............................................................200
xi
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
TABLA 1. Objetivos específicos y actividades........................................................8
TABLA 2. Contenido del marco teórico.................................................................11
TABLA 3. Categorización según el Tipo de Vehículo............................................21
TABLA 4. Categorización de vía...........................................................................22
TABLA 5. Clasificación de suelos ASSHTO..........................................................40
TABLA 6. Codificación según el Tipo de Material.................................................43
TABLA 7. Planilla de Resultados Granulometría...................................................44
TABLA 8. Planilla de resultados limite plástico.....................................................51
TABLA 9. Planilla de resultados limite líquido.......................................................57
TABLA 10. Modelo de resultados ensayo Proctor.................................................61
TABLA 11. Planilla de resultados ensayo Proctor.................................................62
TABLA 12. Valores de carga unitaria....................................................................67
TABLA 13. Formulas para el Cálculo del Tiempo de Concentración (tc)..............72
TABLA 14. Periodos de retorno de diseño............................................................73
TABLA 15. Coeficientes de Escurrimiento según el Tipo de Terreno...................75
TABLA 16. Coeficientes de escorrentía T=10 Años..............................................76
TABLA 17. Clasificación Funcional para Diseño Carreteras y Caminos Rurales..79
TABLA 18. V85% en función de Vp. y Lr para Vp. entre 40 y 120 km/h...............80
TABLA 19. Valores máximos para el peralte y la fricción transversal...................82
TABLA 20. Radios Mínimos Absolutos en Curvas Horizontales...........................82
TABLA 21. Pendientes relativas de borde.............................................................85
TABLA 22. Tasa Máxima de Distribución de la Aceleración Transversal..............86
TABLA 23. Tasa Normal de Distribución de Aceleración Transversal..................86
TABLA 24. Parámetro Mínimo Curvas Verticales Convexas para Asegurar
Visibilidad de Adelantamiento................................................................................91
TABLA 25. Ancho de carril....................................................................................92
TABLA 26. Valores de bombeo recomendables...................................................93
TABLA 27. Ancho de bermas................................................................................94
TABLA 28. Distancia Mínima (M) Entre Señales Verticales..................................99
xii
TABLA 29. Valores del coeficiente “n” para la formula de Manning....................107
TABLA 30. Vida útil según Categoría de la vía...................................................109
TABLA 31. Coeficientes de rugosidad según el material de la alcantarilla.........110
TABLA 32. Parámetros de diseño empedrado....................................................114
TABLA 33. Factor del tipo de material.................................................................121
TABLA 34. Factor de eficiencia de trabajo.........................................................121
TABLA 35. Factores de pendiente......................................................................122
TABLA 36. Características de las excavadoras normales..................................123
TABLA 37. Velocidades de trabajo adecuadas...................................................128
TABLA 38. Tráfico diario del camino RAMADAS - APHARUMIRI.......................145
TABLA 39. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 1........................................146
TABLA 40. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 2........................................147
TABLA 41. Resultados estudio de Trafico...........................................................150
TABLA 42. Señales existentes en el camino RAMADAS - APHARUMIRI..........161
TABLA 43. Cantidad de señales de acuerdo a su estado...................................161
TABLA 44. Datos de validación topográfica........................................................164
TABLA 45. Precisión Validación Topográfica......................................................164
TABLA 46. Estaciones pluviométricas.................................................................170
TABLA 47. Precipitaciones anuales estación pluviométrica Ramadas...............170
TABLA 48. Características de las cuencas de aporte.........................................171
TABLA 49. Intensidades para diferentes tiempos de retorno..............................173
TABLA 50. Calculo de caudales de diseño Tr= 25 -50 años...............................174
TABLA 51. Resultados del ensayo de granulometría..........................................179
TABLA 52. Resultados del ensayo de Limites Atterberg.....................................182
TABLA 53. Resultados del ensayo Proctor T – 180 D........................................184
TABLA 54. Resultados del ensayo C.B.R...........................................................185
TABLA 55. Detalle del Drenaje Longitudinal.......................................................195
TABLA 56. Detalle de Zanjas de Coronamiento..................................................196
TABLA 57. Detalle del Drenaje Transversal........................................................198
TABLA 58. Detalle mejoramiento subrasante.....................................................199
TABLA 59. Volúmenes de piedra........................................................................200
xiii
TABLA 60. Señalización Vertical.........................................................................201
TABLA 61. Resumen Señalización Vertical........................................................202
TABLA 62. Maquinaria del proyecto según codificación.....................................203
TABLA 63. Maquinaria del proyecto según el ítem.............................................204
TABLA 64. Detalle volúmenes excavación Drenaje transversal..........................205
TABLA 65. Volúmenes del Proyecto...................................................................206
TABLA 66. Presupuesto Total del Proyecto........................................................208
TABLA 67. Comparación técnica del Camino.....................................................210
TABLA 68. Cantidad total de Señalización..........................................................214
TABLA 69. Maquinaria disponible para el Proyecto............................................216
TABLA 70. Parámetros del Diseño Geométrico..................................................216
TABLA 71. Costo total de la inversión.................................................................217
TABLA 72. Recursos Económicos del Municipio de Tapacarí............................217
xiv
1 GENERALIDADES
1.1 INTRODUCCION
El presente trabajo tiene como objeto de estudio: “El camino “RAMADAS-
APHARUMIRI”. El cual será realizado bajo el enfoque causal determinista, dentro
del Paradigma positivista. Los principales métodos a considerar tenemos el
analítico, inductivo. Las técnicas a emplear la observación, encuesta y entrevistas,
los instrumentos para recabar la información serán fichas bibliográficas,
cuestionarios, dirigidas a una población y muestra conformada por autoridades
políticas, comunitarias y pobladores de la región.
FIGURA 1. Ubicación del Proyecto “RAMADAS- APHARUMIRI”.
(Fuente: Elaboración Propia.)
Las población de RAMADAS con aproximadamente 5.000 habitantes (FIGURA 2),
perteneciente al Municipio de TAPACARI, se encuentra ubicada en la parte
occidental del Departamento de Cochabamba y una distancia de 78 km de la
ciudad.
1 - 220
RAMAD
APHARUMIRI
CARRETERA LA PAZ - ORURO
CARRETERA LA PAZ-ORURO-COCHABAMBA
Apharumiri
CARRETERA LA PAZ - ORURO
CAMINO VECINAL RAMADAS - APHARUMIRI CARRETERA LA PAZ-ORURO-COCHABAMBA
FIGURA 2. Ubicación de RAMADAS.
(Fuente: Elaboración Propia.)
La población de APHARUMIRI (FIGURA 3), se encuentra aproximadamente a 18
Km. De RAMADAS, con una población aproximada de 8.000 habitantes.
FIGURA 3. Ubicación de APHARUMIRI.
(Fuente: Elaboración Propia.)
La población de TAPACARI ubicada a 43 km de PAROTANI aproximadamente se
caracteriza por la producción de hortalizas como: cebollas, papas, zanahorias,
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explotación de piedra caliza, sulfato de calcio di-hidrato. Los pobladores para su
comercialización de estos productos utilizan la vía PAROTANI-RAMADAS-
APHARUMIRI-TAPACARI. La vía que comunica las poblaciones que se
encuentran entre PAROTANI y RAMADAS comenzó como un sendero entre los
cultivos y la orilla del rio Tapacari, por donde solo transitaban personas y
animales. El año 2007 se realizo la apertura de un camino rustico de tierra de solo
6 mts. De ancho que permitía el ingreso de vehículos livianos y de vehículos
pesados.1
El año 2008 se presento el Proyecto de mejoramiento del camino “PAROTANI -
RAMADAS” que vincula las poblaciones de Parotani, Ornuni, Chaqueri, Kochi
Marca y Ramadas. El presente camino mencionado sirve como vía de acceso al
actual Proyecto de mejoramiento del camino RAMADAS – APHARMIRI.
FIGURA 4. Ubicación Proyecto Parotani – Ramadas 2008.
(Fuente: Tesis “Proyecto de mejoramiento camino Parotani – Ramadas”, María Elena Silez, Cbba
2008.)
1 María Elena Silez, Tesis “Proyecto de mejoramiento camino Parotani- Ramadas”,Cbba, año 2008
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Además de ser una vía de acceso y vinculación entre poblaciones, sirve para que
los pobladores de Parotani, Ornuni, Chaqueri, Kochi Marca y Ramadas puedan
transportar sus productos obtenidos.
De acuerdo a información proporcionada por el I.N.E. más del 80% de los
pobladores se dedica año redondo a la producción y comercialización de cebolla,
zanahoria, remolacha, ajo, papa, etc. y el resto del los pobladores se dedica a
otras actividades como: la explotación de piedra caliza, sulfato de calcio di-
hidratado, etc.
FIGURA 5. Ubicación de Parotani y Ramadas.
(Fuente: Tesis “Proyecto de mejoramiento camino Parotani – Ramadas”, María Elena Silez, Cbba
2008.)
Actualmente el camino de acceso a las poblaciones de RAMADAS –
APHARUMIRI de categoría IV establecida por el Municipio de Tapacari, de
material de tierra con 6 m de ancho se encuentra deteriorado, porque presenta
baches, deslizamientos, derrumbes, curvas con radios mínimos.
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IMAGEN 1. Camino Actual RAMADAS - APHARUMIRI.
(Fuente: Elaboración Propia.)
IMAGEN 2. Condiciones actuales del Camino RAMADAS - APHARUMIRI.
(Fuente: Elaboración Propia.)
La necesidad de un camino transitable es notoria en los habitantes por no tener
continuidad en sus actividades productivas, especialmente en épocas de lluvias el
acceso a las poblaciones es prácticamente imposible, lo que ocasiona que los
pobladores dejen de cultivar sus productos por no contar con un camino en
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buenas condiciones en cualquier época del año. Las poblaciones afectadas que
están unidas a la red Departamental son: Tapacari, Apharumiri, Ramadas,
Cochimarca, Chaqueri, Hornoni, Chirchuanani, Vinticuya, Ciracaba y Parotani.
1.2 ANTECEDENTES
La información necesaria para poder realizar el proyecto de grado será recopilada
de la Unidad de Pre-inversión de la Gobernación, de la cual se realizara la
validación correspondiente.
Levantamiento Topográfico realizado por la Gobernación el 2007
Estudio de suelos elaborado por la Gobernación el 2007
Estudios Hidrológicos realizados por el SENAMHI 2007
Estudio de tráfico elaborados por la Gobernación el 2007
Trabajo de grado referido al Proyecto de Mejoramiento del camino PAROTANI –
RAMADAS, realizado por la Estudiante María Elena Siles en la Gestión 2008. El
mismo que constituye una base referencial por constituir el tramo de acceso al
camino RAMADAS – APHARUMIRI.
1.3 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.3.1 Identificación del Problema
Para la identificación del problema se utiliza la técnica de espina de pescado o
diagrama causa-efecto.que a continuación se desarrolla.
Actualmente la economía de los pobladores de RAMADAS Y APHARUMIRI está
basada en la producción de hortalizas, cereales, legumbres, además la
explotación de materias primas (piedra caliza, sulfato de calcio di-hidratado).
Producción que no puede ser transportada a los centros de consumo por
6 - 220
encontrarse incomunicadas en gran parte del año por no contar con un camino
estable que cumpla con las condiciones necesarias de seguridad, comunicación,
garantías para el transporte de pasajeros. Asimismo la explotación de materias
primas es postergada y difícil de llevar a cabo a pesar de constituir la principal
fuente de ingreso económico para los habitantes de esa región.
Debido al mal estado del camino en la mayor parte del año, especialmente en
tiempo de lluvias ocasiona la reducción del tránsito vehicular a camiones,
colectivos, micros de doble tracción, situación que eleva los costos de transporte,
con incidencias negativas para la magra economía de los habitantes de la región.
La infraestructura caminera en el municipio de TAPACARI está representada
solamente por el camino vecinal de categoría IV PAROTANI-RAMADAS-
TAPACARI, el cual se encuentra vinculado a la ruta 4 de la red fundamental;
siendo la única vía de acceso a las poblaciones y comunidades, por tanto no
existe otra alternativa de circulación para los medios de transporte y pobladores de
la región.
Al no contar con un proyecto de mejoramiento del mencionado tramo caminero,
las poblaciones de la región continuaran en una situación de retraso y
postergación en su desarrollo y crecimiento económico. Esta situación hace
necesaria la implementación de un proyecto de mejoramiento del camino vecinal
RAMADAS- APHARUMIRI, con el objetivo de garantizar el transporte de pasajeros
y la producción agrícola a los mercados de consumo. (Ver Anexo “A”).
1.3.2 Formulación del Problema
El camino que vincula actualmente las poblaciones de “RAMADAS-APHARUMIRI”
se encuentra en mal estado en gran parte del año por los deslizamientos,
derrumbes, lluvias; dificultando la movilidad de personas, vehículos y el transporte
de productos agrícolas, explotación y traslado de materias primas a los principales
7 - 220
mercados de consumo; ocasionando además elevados costos de transporte que
afectan considerablemente los ingresos económicos de los pobladores de la
región, manteniendo una situación de retraso y postergación en el desarrollo y
crecimiento de las comunidades.
1.4 OBJETIVOS.
1.4.1 Objetivo General.
Realizar el Proyecto de mejoramiento del camino “RAMADAS- APHARUMIRI”.
1.4.2 Objetivos Específicos y Actividades.
Realizar la recopilación y validación de información de campo.
Elaborar el diseño y dimensionamiento Geométrico.
Elaborar el diseño y dimensionamiento hidráulico
Elaborar el diseño y dimensionamiento de la carpeta estructural
Elaborar un estudio de seguridad vial.
Evaluación de la productividad de Equipos y Maquinaria.
Elaborar la documentación del proyecto.
TABLA 1. Objetivos específicos y actividades.
OBJETIVOS ESPECIFICOS ACTIVIDADES
Recopilación y validación de
información de campo
3.1.1 Elaborar estudio de tráfico
vehicular.
3.1.2 Elaborar Inventario vial actual
del camino.
3.1.3 Recopilación y validación del
estudio Topográfico.
3.1.4 Recopilación de información
geológica
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3.1.5 Recopilar la información
Hidrológica
3.1.6 Recopilar y validar los estudios
geotécnicos.
Elaborar el Diseño y
Dimensionamiento Geométrico
3.2.1 Diseño del alineamiento
Horizontal.
3.2.2 Diseño alineamiento Vertical.
Elaborar el Diseño Hidráulico
3.3.1 Diseñar y dimensionar
drenajes Longitudinal.
3.3.2 Diseñar y dimensionar
drenajes transversales.
Elaborar el Diseño de la carpeta
estructural.
3.4 Diseñar y dimensionar el
paquete estructural.
Elaborar un Estudio de
seguridad vial.
3.5 Estudio de Seguridad vial
Evaluación y productividad de
equipos y maquinarias.
3.6 Determinación del equipo y
maquinaria para el proyecto.
3.6.1 Volúmenes de proyecto
Productividad de maquinaria.
(ver en ANEXO K “CD”)
Elaborar la documentación del
proyecto.
3.7.1 Elaborar los planos del
proyecto.
3.7.2 Elaborar especificaciones
técnicas.
3.7.3 Elaborar el análisis de precios
unitarios.
3.7.4 Elaborar presupuesto del
proyecto.
3.7.5 Elaboración de ficha
ambiental.
Elaborar el cronograma de
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actividades.( ver Anexo L)
1.5 JUSTIFICACION
1.5.1 Justificación Técnica.
La justificación técnica del proyecto surge por la implementación de un inventario
vial de las condiciones actuales que presenta el camino, así mismo se realizara un
inventario vial del proyecto.
Aplicando criterios prácticos y teóricos, mediante el uso de programas
computarizados con los cuales se realizo el diseño y dimensionamiento del camino
con normas previamente establecidas.
1.5.2 Justificación Económica.
El presente proyecto coadyuvara en la búsqueda de financiamiento para ejecutar
el mejoramiento del camino “RAMADAS – APHARUMIRI”, que impulsara el
desarrollo de los pobladores de la zona, facilitando así el transporte de su
producción, personas, especies. Siendo así una facilidad de los pobladores mino
rizando los costos de transporte y adquisición de insumos para la zona.
1.6 ALCANCE.
1.6.1 Alcance Temático.
Se aplicaran todos los conocimientos obtenidos a lo largo de los años de estudio
realizados en la EMI para la Elaboración del proyecto “Mejoramiento del camino
“RAMADAS- APHARUMIRI “.
10 - 220
El diseño y mejoramiento de caminos es una rama de la Ingeniería Civil, más
específicamente la Ingeniería vial, en la cual se realizan los diseños y
dimensionamientos de las carreteras, con la ayuda de asignaturas en las
diferentes áreas como ser:
Topografía (Validación topográfica, Modelo digital del terreno, Poligonal,
curvas de nivel).
Geología (Mapas geológicos, bancos de préstamo).
Mecánica de suelos y Geotecnia (Granulometría, Ensayos de suelo, limites
atterberg, Proctor T-180D, C.B.R).
Hidrología (Validación información hidrológica, Áreas de aporte, curvas IDF,
Intensidad de lluvia, caudal de diseño).
Carreteras (Diseño geométrico, alineamiento vertical, alineamiento
horizontal, diagrama de masas, sección transversal).
Hidráulica (Diseño de drenajes transversales y longitudinales).
Maquinaria y Equipo (Tipo de equipo y maquinaria, Cantidad de equipo,
Volúmenes de proyecto)
Construcciones (Cómputos métricos, análisis de precios unitarios).
Evaluación y Dirección de Obras (cronograma de trabajo, presupuesto de
proyecto, cronograma de desembolso).
1.7 FUNDAMENTACION TEORICA
TABLA 2. Contenido del marco teórico.
OBJETIVOS
ESPECIFICOSACTIVIDADES
FUNDAMENTACION
TEORICA
Recopilación y
validación de
información de campo.
Elaborar estudio
de tráfico
vehicular.
Recopilación y
validación del
Tráfico.
-Determinación del
flujo vehicular.
-Proyección
vehicular.
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estudio
Topográfico.
Recopilación de
información
geológica
Recopilar y
validar los
estudios
geotécnicos.
Recopilar la
información
Hidrológica
Topografía
-Modelo digital del
terreno.
-Poligonal principal.
-Curvas de nivel.
Geología
-Mapas geológicos
-Fallas geológicas
-Bancos de préstamo
Geotecnia
-Clasificación de
suelos
-Validación de
ensayos geotécnicos:
-Granulometría
-Limites
-Proctor
-Resistencia CBR
Hidrología
-Curvas IDF
-Áreas de aporte
-Métodos de cálculo
de caudales.
Elaborar del Diseño y
Dimensionamiento
Geométrico
Diseño del
alineamiento
Horizontal.
Diseño
alineamiento
Vertical.
Carreteras.
Manual y normas
para el diseño del
alineamiento
horizontal y vertical.
Elaborar el diseño
hidráulico.
Diseñar y
dimensionar
Hidráulica.
-Diseño de cunetas y
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drenajes
Longitudinal.
Diseñar y
dimensionar
drenajes
transversales.
alcantarillas.
Elaborar el diseño de la
carpeta estructural.
Diseñar y
dimensionar el
paquete
estructural.
Pavimentos.
-Métodos de diseño
de pavimentos.
Evaluación y
productividad de
equipos y maquinarias.
Determinación del
equipo y
maquinaria para
el proyecto.
Volúmenes de
proyecto
Productividad de
maquinaria.
(ver en ANEXO K
“CD”)
Equipo y
Maquinaria
-Evaluación y
productividad del
equipo y maquinaria.
Elaborar un
Estudio de
seguridad vial.
Estudio de
seguridad vial
Carreteras.
Señalización Vial
Elaborar documentos
del proyecto.
Elaborar los
planos del
proyecto.
Elaborar
especificaciones
técnicas.
Elaborar el
análisis de
Evaluación y
dirección de obras.
-Elaboración de
pliego de
especificaciones
técnicas.
-Presupuesto del
proyecto.
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precios unitarios.
Elaborar
presupuesto del
proyecto.
Elaboración de
ficha ambiental.
Elaborar el
cronograma de
actividades.( ver
Anexo L)
Construcciones
-Elaboración de
planos
-Análisis de precios
unitarios.
-Elaboración de ficha
ambiental.
1.8 PROGRAMA DE ACTIVIDADES
El presento programa de actividades del proyecto se encuentra en el ANEXO L.
2 MARCO TEORICO
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2.1 TRAFICO
2.1.1 Definición
Es una rama de la Ingeniería Civil que trata sobre la planificación, operación y
diseño, estudiando el fenómeno causado por el flujo de vehículos en una vía,
calle o autopista. Mejorando las condiciones del flujo vehicular y peatonal en una
determinada zona.2
2.1.2 Descripción
Para poder seleccionar la categoría de una determinada vía, es indispensable
tener los volúmenes de demanda, composición y la evolución del tráfico variables
que se darán a conocer en el diseño de la vía. A continuación se darán los
principales indicadores que intervendrá en este proceso.
2.1.3 Volumen de Tráfico
El volumen de tráfico de una carretera como su nombre lo indica es la cantidad y
el tipo de vehículos que pasan por un punto determinado durante un periodo de
tiempo especifico.
2.1.3.1 Transito diario promedio (TPD)
Es el promedio de los conteos de 24 horas recolectados en u número de días
mayor que 1, pero menor que un año. Los TDP se usan para:
La planificación de las actividades de la carretera.
La medición de la demanda actual.
La evaluación del flujo existente de transito.
2Nicholas J. Garber-Lester A.Hoel, Ingeniería de transito y carreteras
15 - 220
2.1.3.2 Transito Promedio Diario Anual (TPDA)
Es el promedio de los conteos de 24 horas recolectados todos los días del año.
Los TDPA se usan en varios análisis de transito y de transporte para:
La estimación del ingreso, debida a los usuarios de las carreteras de peaje.
El cálculo de las tasas de accidentes en términos de accidentes para 100
millones de vehículos.
Establecimiento de las tendencias de volumen de transito.
Evaluación de la factibilidad económica de los proyectos de carreteras.
Desarrollo de autopistas y de sistemas de calles arteriales principales.
Desarrollo de los programas de mejora y mantenimiento.
Para obtener el tránsito promedio diario anual TPDA en base al tránsito promedio
diario semanal, se calculara mediante la siguiente expresión:
TPDA=TPDS ± A
Donde:
A = máxima diferencia entre el TPDA y el TPDS
Como se observa, el valor de A, sumado o restado del TPDS, define el intervalo
de confianza dentro del cual se encuentra el TPDA. Para un determinado nivel de
confiabilidad. El valor de A es:
A=K∗E
Donde:
K = Número de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad
deseado
En la distribución normal, para niveles de confiabilidad del 90% y 95% los valores
de la constante k son 1.64 y 1.96, respectivamente.
E = Error estándar de la media.
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Estadísticamente se ha demostrado que las medias de diferentes muestras
tomadas de la misma población, se distribuyen normalmente alrededor de la
media poblacional con una desviación estándar equivalente al error estándar. Por
lo tanto, también se puede escribir que:
E=σ
Donde:
σ = Estimador de la desviación estándar poblacional.
Una expresión para determinar el valor estimado de la desviación estándar
poblacional, σ, es la siguiente.
σ=(√N-nN-1 )∗ S
√nDonde:
S = Desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito o
desviación estándar muestral.
N = Tamaño de la población en número de días del año.
n = Tamaño de la muestra en número de días del aforo.
La desviación estándar muestral, S, se calcula como:
S=√∑i=1
n
(TDi−TPDS )2
n−1
Donde:
TDi = Volumen de tránsito del día i.
Finalmente la relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario anual y
semanal es:
TPDA=TPDS ± A
TPDA=TPDS ±K∗E
TPDA=TPDS ±K∗σ
2.1.3.3 Tráfico proyectado, atraído, generado y desarrollado.
17 - 220
a) Tráfico proyectado. Para los proyectos viales no solo es importante el tráfico
existente en la vía, si se trata de un mejoramiento, sino más bien del tráfico
que la carretera va a servir a lo largo de su funcionamiento.
Para la proyección se pueden utilizar los siguientes métodos de crecimiento como
ser:
Método Crecimiento Aritmético:
Método Crecimiento Geométrico:
Método Crecimiento Wappaus:
Donde:
TPDAf = Tráfico proyectado.
TPDAo = Tráfico correspondiente al año base.
i = Índice de crecimiento del tráfico.
t = Número de años.
b) Tráfico Generado. Es el que se origina por las novedades que ofrecen una
nueva carretera o las mejoras en una existente. Es decir, el uso de la carretera
por su mejor servicio, por novedad en vez de necesidad; se ha estimado que
este tráfico se produce hasta un tiempo de dos años.
18 - 220
c) Tráfico Atraído. Que sería aquel atraído desde otras carreteras o medios de
transporte; una vez que entre en servicio la vía mejorada, en razón de ahorros
en tiempo, distancia o costos.
d) Tráfico Desarrollado. Es el volumen de tránsito que se incrementa por las
mejoras en el suelo adyacentes a la vía. A diferencia del tráfico generado, el
tráfico desarrollado continúa actuando por muchos años después que la nueva
carretera ha sido puesta en servicio.
2.1.3.4 Determinación del volumen de transito.
Se realizan estudios de volumen de transito para recolectar datos del número de
vehículos y/o peatones que pasan por un punto en una instalación de una
carretera durante un periodo especifico de tiempo. Este periodo de tiempo varía
desde 15 minutos hasta un año, dependiendo del uso anticipado de los datos. Los
datos recolectados también pueden clasificarse en sub-categorías. Para la
recolección de datos del número de vehículos que pasa por una carretera pueden
ser:
a) Método manual. En el conteo manual intervienen una o más personas que,
por medio de un contador registran los vehículos observados, o simplemente se
puede realizar mediante una planilla en la cual se establece las diferencias de
vehículos livianos, pesados de acuerdo al tipo de eje que estos posean. A
continuación se ve un modelo de planilla de conteo:
19 - 220
b) Método automático. Algunos contadores automáticos emplean un método
de conteo que requiere la instalación en el camino con detectores de superficie
(como los tubos neumáticos de camino) o detectores debajo de la superficie (como
aparatos magnéticos o de contacto eléctrico). Los cuales detectan al vehículo que
pasa y transmiten la información a un registrador, que se conecta a un detector en
el camino.
2.1.3.5 Caracterización vehículo tipo.
El manual y normas para el diseño geométrico, indican las dimensiones y radios
de giro de los vehículos tipo definidos por el A.B.C. considerando los principales
datos de los vehículos tipo, recomendados para el diseño geométrico de
carreteras.
20 - 220
FIGURA 6. Vehículo tipo usado por la Norma ASSHTO.
(Fuente: Norma ASSHTO.)
TABLA 3. Categorización según el Tipo de Vehículo.
Características del
vehículo
Automóviles
(VP)
Camiones y
Ómnibuses
convencional
(CO)
Ómnibuses
interurbanos
(O)
Camión
Semiremolque
(SR)
Ancho total 2.10 2.60 2.60 2.60
Largo total 5.80 9.10 12.20 16.80
Radio mínimo de la rueda
externa delantera7.30 12.80 12.80 13.70
Radio mínimo de la rueda
interna trasera4.70 8.70 7.10 6.00
(Fuente: Manual y normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
La norma establece cuatro grupos básicos de vehículos, que se adoptaran para
cada caso, en función a las características predominantes de tránsito:
VP = Vehículos livianos, asimilables a automóviles, furgonetas y similares.
CO = Vehículos comerciales rígidos, compuestos de unidades tractores simples;
abarcan a los camiones y Ómnibuses comerciales, de dos ejes y seis ruedas.
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O = Ómnibuses de mayores dimensiones, empleando normalmente para larga
distancia y turismo; sirven también de referencia para considerar la existencia de
camiones rígidos de mayor longitud que los CO y que pueden contar con tres ejes.
SR = Vehículo comercial articulado, compuesto normalmente de unidad tractor y
un semiremolque de dos ejes.
2.1.3.6 Elección del vehículo tipo.
La elección del vehículo tipo es muy importante puesto que interviene
directamente en el diseño geométrico de la carretera, esto dependerá del
elemento que se baya a diseñar.
Para determinar algunos de esos elementos (por ejemplo los radios mínimos de
curvas del alineamiento horizontal), la elección del vehículo de diseño se realiza
identificando el más representativo dentro de la corriente de la vía, siempre que
los elementos del proyecto satisfagan las exigencias de circulación de los otros
vehículos.
2.1.3.7 Categorización de la vía
La categorización de las vías para el diseño de carreteras y caminos, se
fundamenta en el tipo de calzada, volumen de tráfico y además que indica la
velocidad que deberá tener esa vía según su categoría.
TABLA 4. Categorización de vía.
Categoría de
la carreteraCaracterísticas Criterio de clasificación
Velocidades
Directrices
(Km. /hr.)
0
Doble calzada dos o más
carriles por dirección.
Control total de acceso.
- TPDA mayor de 15000
vehículos.
- Función de total prioridad:
movilidad.
120 – 80
I. A.Doble calzada dos o más
carriles por dirección.
- TPDA mayor de 5000
vehículos.120 – 70
22 - 220
Control parcial de acceso.- Función más importante,
movilidad.
I. B.Calzada simple dos carriles.
Control parcial de acceso.
- TPDA mayor de 1500
vehículos.
- corresponde al nivel de
servicio C o D
120 – 70
II Calzada simple dos carriles.-TPMA mayor de 700
vehículos.100 – 50
III Calzada simple dos carriles.-TPMA mayor de 300
vehículos.80 – 40
IVCalzada simple dos
carriles.
-TDMA menor de 200
vehículos.80 – 30
(Fuente: Manual y normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
Categoría I.A.
Corresponde a una carretera de doble calzada con control parcial de acceso. Su
necesidad se presenta cuando los volúmenes de tránsito futuros ocasionarían en
una carretera de calzada simple niveles de servicio, en correspondencia con el
VHD, inferiores al C o al D; siendo además su función más importante la de servir
al tránsito de paso.
Categoría I.B.
Corresponde a una carretera de elevado patrón de diseño, con requerimientos por
parte de la demanda similares a los de la categoría I.A, pero que pueden ser
satisfechos con una calzada simple de dos carriles. A título indicativo, esta
categoría podría corresponder a aquellas carreteras con TPDA superior a 1500
vehículos/día a los 10 años de habilitada y que puedan satisfacer el VHD de ese
momento con un nivel de servicio igual o superior al C o D, según las
características del terreno.
Categoría II.
Corresponde a una carretera que, a los 10 años de habilitada, presente volúmenes
de tránsito (TPDA) superiores a los 700 vehículos/día, con calzada simple de los
carriles y cuyas características de diseño geométrico permitan asegurar una
23 - 220
calidad de servicio equivalente o superior a los niveles C o D según las
características del terreno.
Categoría III.
Con similares consideraciones que la categoría anterior, poseyendo un diseño
adecuado a tránsitos (TPDA) mayor de 300 vehículos, a los 10 años de habilitada,
pero de características geométricas no suficientes como para considerar a la
carretera dentro de la categoría II.
Categoría IV.
Corresponde a la mínima categoría de la clasificación, en la que se encuadran
todos aquellos caminos que presentarían en su habilitación tránsitos (TPDA)
menores de 200 vehículos. Son, en general, carreteras que se constituyen para
satisfacer vinculaciones donde el tráfico aún no se ha desarrollado
suficientemente, o bien son simplemente vías locales donde la función primordial
es el acceso a la propiedad.
2.1.3.8 Nivel de Servicio (Nds).
El concepto de niveles de servicio es, por definición, una medida cualitativa
descriptora de las condiciones operativas de un flujo vehicular y de su percepción
de los conductores y/o pasajeros. La definición de nivel de servicio describe
generalmente estas condiciones en relación con variables tales como la velocidad
y tiempo de recorrido, la libertad de maniobra, la comodidad y conveniencia o
adecuación del flujo a los deseos del usuario y la seguridad vial.
Los criterios de nivel de servicio, se aplican al recorrido durante los 15 minutos
pico de viaje, y en los tramos de carretera de longitudes significativas. Las
designaciones de nivel de servicio son A (máximo) a F (mínimo). Las definiciones
del nivel de servicio, son como sigue:
24 - 220
Nivel de servicio A: ésta es la calidad máxima de servicio que puede
alcanzarse. Los conductores pueden viajar a la velocidad que desean. La
necesidad de rebasar a otros vehículos, está muy por debajo de la capacidad
de rebase y pueden observarse algunos grupos (si es que hay alguno) de tres
o más automóviles.
Nivel de servicio B: Para este nivel de servicio, si los vehículos van a
conservar la velocidad deseada, la demanda para rebasar a otros vehículos
aumenta mucho. Para el nivel mínimo del rango B del NDS, la demanda de
rebase y la capacidad de rebase son casi iguales
Nivel de servicio C: los aumentos adicionales de flujo más allá del rango B
del NDS, resultan en un incremento notorio de la formación de grupos y en un
aumento de tamaño de éstos. Las oportunidades de rebase en estos casos,
disminuyen notablemente.
Nivel de servicio D: El flujo es inestable y las maniobras de rebase son
difíciles de completar, si no es que imposible. Puesto que el número de
oportunidades de rebase se aproxima a cero a medida que aumentan las
intenciones de rebase, cada carril opera esencialmente en forma
independiente del carril opuesto. No es raro que se formen grupos de una
longitud de cinco a diez vehículos consecutivos.
Nivel de servicio E: Ahora el rebase se ha hecho virtualmente imposible. Los
grupos son más largos y más frecuentes ya que también se encuentran
vehículos más lentos. Las condiciones operativas son inestables y difíciles de
predecir.
Nivel de servicio F: El tránsito está congestionado con la demanda
excediendo a la capacidad. Los volúmenes son mayores que la capacidad y
las velocidades son variables.
25 - 220
2.1.3.9 Derecho de vía.
El derecho de vía es una parte del suelo de propiedad privada que tiene un uso
limitado por una reglamentación ya sea esta nacional o local. Para el diseño de
carreteras nuestro país cuenta con el Decreto Supremo N° 25134 que establece
parámetros de derecho de vía según la categoría del camino siendo los siguientes:
Caminos Vecinales 25 (m)
Caminos Interprovinciales 30 (m)
Caminos Interdepartamentales o troncales 50 (m)
2.1.3.10 Inventario vial.
2.1.3.11 Definición.
Es la contabilización de las características físicas y socioeconómicas así como la
importancia y necesidad de desarrollo de la vía para el tránsito vehicular y el
transporte de bienes y personas.
2.1.3.12 Descripción.
El inventario vial es un proceso que nos permite conocer los caminos que
componen la red vial de una determinada área, asimismo los componentes del
camino y el estado de conservación de los mismos.
Antes de dar inicio a los trabajos de mantenimiento, se debe efectuar el inventario
detallado del camino.
Los datos que son consignados en el inventario permiten, además, conocer la
ubicación de los principales componentes y obras que conforman el camino, el
estado de los mismos y la necesidad de ciertos trabajos.
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El inventario vial debe efectuarse cada dos años para conocer la variación de las
condiciones del camino.
2.1.3.13 Componentes inventario vial.
Los componentes que se deberán tomar para realizar un inventario vial serán los
siguientes:
a) Identificación del tramo. Se podrán tomar como referencia primeramente
mapas generales, para poder facilitar la descripción del lugar indicando
poblaciones cercanas, ríos, ciudades, es decir describiendo la localización.
b) Longitud del tramo. En este caso se determinara la longitud total del
camino, carretera mediante información recopilada, en caso que no hubiera
información se determinara mediante el odómetro de un vehículo.
c) Ancho de calzada. Comprende el ancho de la superficie de rodadura,
entre bordes de carriles de circulación, en caso de no estar bien definidos los
bordes se realizara la estimación de acuerdo al criterio del ingeniero a cargo del
inventario.
d) Ancho de bermas. Comprende la zona de estacionamiento de
emergencia, ubicada en la parte exterior de la calzada de circulación. La cual se
determinara de acuerdo a la geometría básica de la carretera.
e) Tipo de superficie del camino. Se definirá de acuerdo al tipo de material
utilizado pudiendo ser pavimento rígido, flexible, empedrado y adoquinado. Según
el estado en que se encuentre podemos clasificarlo:
Buena (B): no presenta daños significativos.
Regular(R): Daños menores, pero no constituye una obstrucción impórtate
para el tráfico.
Pobre (P): Daños moderados y frecuentes en la calzada.
Muy mala (MM): Daños severos y frecuentes, solo transitable por vehículos
grandes o de doble tracción.
Intransitable (I): Fuera de servicio de manera total o parcial.
27 - 220
f) Topografía. La topografía general del tramo indica las dificultades para la
operación del tránsito, lo que se debe tener en cuenta sobre todo para el paso de
los camiones.
g) Obras de arte y drenaje. Se determinara la ubicación y características
físicas de estructuras de drenaje como: puentes, alcantarillas, cunetas, canales de
agua, zanjas de drenaje, badenes, túneles y muros.
h) Otros elementos de las carreteras. Son los demás elementos de
carreteras y su entorno:
Señalización horizontal
Señalización vertical
2.2 TOPOGRAFÍA.
2.2.1 Definición.
Se define la Topografía como la ciencia que trata de los principios y métodos
empleados para determinar las posiciones relativas de los puntos de la superficie
terrestre, por medio de medidas, y usando los tres elementos del espacio. Estos
elementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o una distancia, una
dirección y una elevación.3
2.2.2 Descripción.
La topografía es de vital importancia para la elaboración de los proyectos de
carreteras, ya que es necesario disponer de un modelo a escala reducida del
terreno sobre el cual se plasmaran las ideas, es decir construir posteriormente. La
topografía será nuestra principal aliada para materializar en el terreno todo aquello
que hemos proyectado.
3 Jorge Franco Rey, Nociones de Topografía, Geodesia y Cartografía
28 - 220
2.2.3 Planimetría.
Es una de las divisiones de la topografía, consiste en proyectar sobre un plano
horizontal los elementos de la cadena o poligonal sin considerar su diferencia de
elevación.
FIGURA 7. Levantamiento Topográfico – Planimetría.
(Fuente: Elaboración Propia)
2.2.4 Altimetría.
Es la manera de determinar y representar la altura o cota de cada uno de los
puntos respecto a un plano de referencia, con ella se consigue representar el
relieve del terreno. Se encarga de la medición de las diferencias de Nivel o de
elevación entre los diferentes puntos del terreno, las cuales representan las
distancias verticales medidas a partir de un plano horizontal de referencia, todas
las operaciones se reducen a mediciones sobre las siguientes magnitudes.4
1)- Distancias horizontales
2)- Distancias verticales
3)- Ángulos horizontales
4Jorge Franco Rey, Nociones de Topografía, Geodesia y Cartografía
29 - 220
4)- Ángulos verticales
2.2.5 Coordenadas UTM.
El Sistema de Coordenadas Universal Transversal de Mercator (En inglés
Universal Transverse Mercator, UTM) es un sistema de coordenadas basado en la
proyección geográfica transversa de Mercator, que se construye como la
proyección de Mercator normal, se la hace tangente a un meridiano. Zonas UTM,
Se divide la Tierra en 20 zonas de 8º Grados de Latitud, que se denominan con
letras desde la C hasta la X excluyendo las letras "I" y "O".
2.2.6 Modelo digital del terreno.
Se denomina MDT al conjunto de capas (generalmente raster) que representan
distintas características de la superficie terrestre derivadas de una capa de
elevaciones a la que se denomina Modelo Digital de Elevaciones (MDE). Aunque
algunas definiciones incluyen dentro de los MDT prácticamente cualquier variable
cuantitativa regionalizada, aquí se prefiere limitar el MDT al conjunto de capas
derivadas del MDE. El trabajo con un MDT incluye las siguientes fases que no son
necesariamente consecutivas en el tiempo:
Generación del MDE
Manipulación del MDE para obtener otras capas del MDT (pendiente,
orientación, curvatura, etc.)
Visualización en dos dimensiones o mediante levantamientos 3D de todas
las capas para localizar errores
Análisis del MDT (estadístico, morfo métrico, etc.)
Aplicación, por ejemplo como variable independiente en un modelo de
regresión que haga una estimación de la temperatura a partir de la altitud.
30 - 220
Una de las razones por las que estas fases se solapan es que en muchos casos la
manipulación, visualización y análisis van a permitir descubrir errores en el MDE.
De este modo se vuelve a la primera fase y se genera un MDE mejorado.5
2.2.7 Poligonal principal.
La poligonal principal consiste en la medición de los ángulos y los lados, a partir
de la nivelación de todos sus vértices y la toma de secciones transversales.
Este tipo de poligonales son abiertas, por que comienzan y terminan en puntos
diferentes, pero se debe tener controles en su trayectoria, así pudiendo presentar
estos dos casos:
a) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas conocidas,
las cuales tendrán control acimutal y métrico.
b) Poligonales que comienzan y terminan en puntos de coordenadas
desconocidas, las cuales tendrán control acimutal a través de acimuts
determinados por medio de observaciones solares y que se aconsejan realizar
cada 5 kilómetros.
2.2.8 Curvas de nivel.
Se denominan curvas de nivel a las líneas que marcadas sobre el terreno
desarrollan una trayectoria que es horizontal. Por lo tanto podemos definir que una
línea de nivel representa la intersección de una superficie de nivel con el terreno.
En un plano las curvas de nivel se dibujan para representar intervalos de altura
que son equidistantes sobre un plano de referencia. Esta diferencia de altura entre
curvas recibe la denominación de “equidistancia.
5 Enciclopedia Libre Wikipedia, Modelo digital del terreno, Disponible:
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_digital_del_terreno
31 - 220
De la definición de las curvas podemos citar las siguientes características:
Las curvas de nivel no se cruzan entre sí.
Deben ser líneas cerradas, aunque esto no suceda dentro de las líneas del
dibujo.
Cuando se acercan entre sí indican un declive más pronunciado y viceversa.
La dirección de máxima pendiente del terreno queda en el ángulo recto con la
curva de nivel.
FIGURA 8. Curvas de nivel.
(Fuente: Elaboración propia)
2.2.9 Validación topográfica.
La validación se la realizara con una Estación Total, ubicando los puntos en el
terreno de la información previa recopilada, a partir de esto se realizara una
comparación con la información obtenida y recopilada, para así determinar si la
información es válida o no mediante un margen de error mínimo.
2.2.9.1 Georeferenciación.
32 - 220
Básicamente la validación comienza con la Georeferenciación que es una técnica
geográfica, que consiste en asignar mediante cualquier medio técnico apropiado,
una serie de coordenadas geográficas procedentes de una imagen de referencia
conocida, a una imagen digital de destino. Estas coordenadas geográficas
reemplazaran a las coordenadas graficas propias de una imagen digital en cada
píxel, sin alterar ningún otro atributo de la imagen original, cada serie de pixeles
serán fácilmente reconocibles, en ambas imágenes y pueden tener un origen
antrópico (Cruces de carreteras, caminos, edificaciones y estructuras,
construcciones, vértices geodésicos, etc) o naturales normalmente de carácter
fisiográficos y topográficos, y que no sean demasiado dinámicos en el espacio ni
en el tiempo ( Desembocaduras de ríos, línea de costa, toponimia etc).6
La Georeferenciación puede estar expresada en 2 coordenadas:
Coordenadas cartesianas o planimetrías, están son las UTM medidas en
metros.
Coordenadas geográficas, están son latitud y longitud. Estas se utilizan para
referenciar grandes extensiones.
a) Puntos BM Y BN. Para la Georeferenciación se utilizaran puntos
denominados BM Y BN, en topografía BM hace referencia a un Banco de Marca, y
el BN referencia a un Banco de Nivel. Que son las marcas colocadas en puntos
estratégicos de la carretera, o estructura.
b) Monumentacion de la carretera. Trabajo que consiste en la colocación
sobre el terreno de hitos de naturaleza permanente. Puede estar referido tanto a la
ubicación de mojones nuevos como a la reposición de mojones ya existentes por
su deterioro o ausencia. Algunos usos habituales de esta técnica son la
delimitación de propiedades o la creación de vértice geodésicos.
c) Puntos intervisibles. Estos puntos serán ubicados en la Monumentacion
de la carretera los cuales deberán ser visibles entre sí para su posterior calibración
con la estación total, es recomendable una distancia de 1k a 2 km. Los puntos 6 Enciclopedia Libre Wikipedía, georefenciacion, Disponible:
http://es.wikipedia.org/wiki/Georreferenciaci%C3%B3n
33 - 220
relevados o replanteados tendrán un valor tridimensional; es decir, se determina la
ubicación de cada punto en el plano horizontal (de dos dimensiones, norte y este)
y en altura (tercera dimensión).
d) GPS de Navegación. “Sistema de posicionamiento Global” es la
tecnología que nos permite fijar a escala mundial la posición de un objeto, es decir
podremos verificar las coordenadas de cada punto utilizado para la
Georeferenciación obteniendo las coordenadas en el plano horizontal y vertical.
e) Levantamiento topográfico. Para el levantamiento topográfico debemos
realizar un conjunto de operaciones que se necesitan realizar para poder
confeccionar una correcta representación gráfica planimétrica, o plano, de una
extensión cualquiera de terreno, sin dejar de considerar las diferencias de cotas o
desniveles que presente dicha extensión.
f) Dispositivo de medición Estación Total. Mediante este equipo
podremos medir ángulos, distancias y niveles, es decir podremos calibrar los
puntos intervisibles colocados previamente en la carretera obteniendo así los
datos necesarios.
g) Nube de puntos. Una vez que se realizo la Monumentacion de la
carretera debemos caracterizar el terreno adyacente a la carretera, esto se hace
mediante la ubicación de puntos en lugares representativos de la carretera y
terreno. La nube de puntos representara las características graficas del terreno
tanto en el plano vertical como horizontal, después de tener la nube de puntos se
debe realizar la organización de los mismos de acuerdo a su importancia, con lo
cual podremos generar el modelo digital del terreno.
h) Modelo digital del terreno. El resultado de la obtención de la nube de
puntos será el MDT, el cual representa las características gráficas del terreno
obtenido mediante la triangulación de los puntos (nube de puntos) los cuales van
34 - 220
generando las elevaciones mediante la ayuda de un software. Una vez generado
el MDT podremos realizar la interpolación para así poder encontrar las curvas de
nivel las cuales representaran la altura y desniveles obteniendo así la topografía.
2.2.10 Programas usados en topografía.
En la representación de la planimetría y altimetría, existe un gran número de
programas computacionales capaces de realizar la determinación de polígonos y
terrenos, levantamientos y de plasmar curvas de relieve con extrema facilidad.
Ente los programas más importantes en esta rama pueden realizar gran variedad
de trabajos, por ejemplo:
1. AutoCad Land: Es uno de los primeros programas utilizados para el diseño
arquitectónico asistido por ordenador. Sus funciones principales son:
alineamientos, plantillas, secciones transversales, datos del terreno, volúmenes,
perfiles y ploteo.
2. EaglePoint: Es un programa que va de la mano de Autocad 2000, es decir, no
funciona sin este. Este nos permite calcular áreas, elevaciones y nos da el diseño
de cómo se comportan las curvas de nivel.
2.3 GEOLOGÍA.
2.3.1 Definición.
La geología estudia la composición y constitución de la corteza terrestre, los
fenómenos que en esta acaecen y las leyes físicas y químicas por las que se
rigen. La geología además investiga la historia y evolución de las actividades de la
tierra desde los tiempos más remotos hasta el momento actual, la composición,
disposición y origen de las rocas y los minerales que forman la corteza terrestre y
los procesos que han dado lugar a su presente estructura7
7Oscar Plaza Diaz, Ingenieria de Geología aplicada
35 - 220
2.3.2 Descripción.
2.3.3 Mapas geológicos.
Un mapa geológico es la representación de los diferentes tipos de materiales
geológicos (rocas y sedimentos) que afloran en la superficie terrestre o en un
determinado sector de ella, y del tipo de contacto entre ellos.
2.3.4 Fallas geológicas.
En geología, una falla es una discontinuidad que se forma por fractura en las rocas
superficiales de la Tierra (hasta unos 200 km de profundidad) cuando las fuerzas
tectónicas superan la resistencia de las rocas. La zona de ruptura tiene una
superficie generalmente bien definida denominada plano de falla y su formación va
acompañada de un deslizamiento de las rocas tangencial a este plano.
2.3.5 Exploración de suelos.
Es la etapa de un proyecto, donde se obtienen las características del suelo, con
datos firmes, seguros y abundantes respecto al suelo con el que se está tratando.
El conjunto de estos datos debe llevar al proyectista a adquirir una concepción
razonablemente exacta de las propiedades físicas del suelo que hayan de ser
consideradas en sus análisis.
2.3.6 Bancos de préstamo.
Son yacimientos o canteras de agregados, los cuales se determinan a través del
estudio del mapa geológico de la zona de proyecto. Los materiales o agregados
36 - 220
que forman un banco de préstamo son los que serán usados para el proyecto,
provenientes de la excavación y explanación requeridos para la construcción de
los terraplenes y para la provisión de materiales para la conformación de capa de
sub-base, base e incluso para hormigones.
2.4 GEOTECNIA.
2.4.1 Definición.
La geotécnica es la rama de la ingeniería civil que se encarga del estudio de las
propiedades mecánicas, hidráulicas e ingenieriles de los materiales provenientes
de la Tierra. La geotecnia investiga el suelo y las rocas por debajo de la superficie
para determinar sus propiedades y diseñar las cimentaciones para estructuras
tales como edificios, puentes, centrales hidroeléctricas, carreteras.8
Para el presente trabajo se determinara lo siguiente:
Suelos.
Tipos de suelo.
Clasificación de los suelos.
Ensayos de suelos.
2.4.2 Descripción.
La geotecnia es una rama de la ingeniería mediante el cual se determina las
características mecánicas, hidráulicas de suelo, para la posterior construcción en
el mismo. En carreteras se determina el material de la capa base, sub-base, así
como la capacidad máxima de carga que pueda soportar.
8 M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición. Estados Unidos, 1994
37 - 220
2.4.3 Suelos.
El suelo procede de la interacción entre la atmósfera, y biosfera. El suelo se forma
a parir de la descomposición de la roca madre, por factores climáticos y la acción
de los seres vivos. Esto implica que el suelo tiene una parte mineral y otra
biológica, lo que le permite ser el sustento de multitud de especies vegetales y
animales.
2.4.3.1 Tipos de suelos.
En los tipos de suelos tenemos los siguientes:
a) Suelos arcillosos están formados fundamentalmente por arcilla. La arcilla
está constituida fundamentalmente por silicato de aluminio hidratado. Es un tipo de
suelo que, cuando esta húmedo o mojado, resulta pegajoso pero, cuando seco es
muy fino suave dado que la arcilla está formada por partículas diminutas de menos
de 0,005 mm de diámetro. Desde un punto de vista de la textura, tiene
consistencia plástica y puede ser modelado. Son suelos que, para la agricultura,
se conocen como suelos húmedos y pesados. Son muy impermeables dado que
no dejan pasar el agua o el aire, todo ello propicia que sean suelos donde el agua
se estanque con facilidad por lo que en este tipo de suelo se necesita realizar un
sistema de drenaje adecuado porque, después e las lluvias el agua queda retenida
en la superficie, la cual presenta un color marrón oscuro.
Los suelos arcillosos, al secarse quedan muy compactos y duros y se caracterizan
por la aparición de grietas.
La ventaja principal es que son suelos que conservan fácilmente la forma que les
damos al trabajarlos.
b) Suelos limosos. Son los suelos que contienen una proporción muy elevada
de limo. Es un tipo de suelo muy compacto, sin llegar a serlo tanto como los
arcillosos. Estos suelos resultan producidos por la sedimentación de materiales
38 - 220
muy finos arrastrados por las aguas o depositados por el viento. Suelen
presentarse junto a los lechos de los ríos y son muy fértiles.
Sabemos que se trata de suelos limosos porque, al igual que los arcillosos,
permiten formar bolas aunque estas se rompen con facilidad. A diferencia de los
arcillosos no nos permite formar cintas entre los dedos.
c) Suelos arenosos. El suelo arenoso es el que está formado principalmente
por arena. La arena son partículas pequeñas de piedra de carácter silicio con un
diámetro entre 0,02 y 2 mm. A diferencia de la arcilla cuando esta húmeda o
mojada no se engancha. Los suelos arenosos no retienen agua que rápidamente
se hunde a capas más profundas. Son suelos considerados secos en donde hay
muy poca humedad. A diferencia de los suelos anteriores requieren un riego
continuado y un trabajo constante si queremos darle una forma determinada
porque la pierden con facilidad, presenta colores claros.
Sabemos que se trata de este tipo de suelo porque al coger un poco de él entre
los dedos, somos incapaces de formar una bola. Este tipo de tierra, por mucho
que lo manipulemos seguirá estando suelto.
d) Suelos margosos. El suelo margoso es un suelo compuesto de arcilla, limo
y arena con abundante cantidad de materia vegetal descompuesta (humus). Se
trata de un suelo que presenta un color oscuro poco apelmazado y ligero.
Podríamos decir que presenta las características positivas de los tres suelos
anteriores: mantiene la suficiente humedad pero, al mismo tiempo, permite la
permeabilidad hacia las capas inferiores.
e) Suelos gredosos. Un suelo gredoso es aquel que procede de la
descomposición de las crestas o piedras calizas que contienen mucho carbonato
cálcico. Es un tipo de tierra ligero y con un buen drenaje. Presenta un color marrón
claro o blanquecino.
f) Suelos pantanosos. Se considera que un suelo es pantanoso a aquel que
se ha formado en lugares que se encuentra habitualmente inundados. Son suelos
que tiene muy poca riqueza mineral y con una acidez muy elevada, con un color
negro.
39 - 220
2.4.4 Clasificación de suelos.
2.4.4.1 Clasificación de suelos sistema AASHTO.
El sistema de clasificación de suelos de la "American Association of State Highway
and Transportation Officials" es el más utilizado actualmente y se basa en las
prestaciones de suelos utilizados en la práctica para construir carreteras.
La tabla que viene a continuación muestra la distribución que hace el sistema.
Divide los materiales en siete grupos principales con varios subgrupos.
La tabla muestra el análisis según mallas así como el límite líquido e índice de
plasticidad de las fracciones que pasan la malla Nº40. Al pie de la tabla aparece el
índice del grupo fundado en una fórmula que tiene en cuenta el tamaño de la
partícula, y los índices Límite Líquido e Índice de plasticidad. El índice del grupo
indica la idoneidad de un suelo determinado para construir explanaciones. El
índice de un grupo igual a "0" indica un material bueno mientras que un índice
igual a "20" indica un material deficiente.9
TABLA 5. Clasificación de suelos ASSHTO.
Clasificación General
Materiales granulares. (35% como máximo de la que pasa el tamiz Nº 200)
Materiales de arcilla-limo (más de 35% del total de la
muestra que pasa el tamiz Nº 200)
Clasificación por grupos
A-1 A-1-b A-3 A-2 A-4 A-5 A-6 A-7
A-1-a A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5 A-7-6
Análisis por mallas,
porcentaje que pasa el tamiz
Nº 10 50 máx...
Nº 40 30 máx...
50 máx..
.
51 máx...
Nº 200 15 máx...
10 máx..
.
10 máx..
35 máx..
35 máx.
.
35 máx..
35 máx..
36 máx..
36 máx..
36 máx..
36 máx..
Características
9 M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición. Estados Unidos, 1994
40 - 220
de la fracción que pasa la malla Nº 40
Límite liquido 40 máx..
41 min.
40 máx..
41 min.
40 máx..
41 min.
40 máx..
41 min.
índice de plasticidad
6 máx..
NP 10 máx..
10 máx..
10 máx.
.
11 min.
11 min.
10 máx..
10 máx..
11 min.
11 min.
índice del grupo
0 0 0
(Fuente: Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Das)
A-1-a Principalmente gravas con o sin partículas finas de granulometrías bien
definidas.
A-1-b Arena con o sin partículas finas de granulometrías bien definidas.
A-2-4 Materiales granulares con partículas finas limosas.
A-2-5 Intermedio.
A-2-6 Materiales granulares con partículas finas arcillosas.
A-2-7 Intermedio.
A-3 Arena de granulometría deficiente que casi no contiene partículas finas ni
gravas.
A-4 Principalmente partículas finas limosas.
A-5 Tipos de suelos poco frecuentes que contienen partículas finas limosas,
generalmente elásticas y difíciles de compactar.
A-6 Contienen partículas finas limosas o arcillosas con un límite liquido bajo.
A-7-5 Las arcillas y limos más plásticos.
A-7-6 Las arcillas y limos más plásticos.
2.4.4.2 Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS).
Este sistema fue propuesto por Arturo Casagrande como una modificación y
adaptación más general a su sistema de clasificación propuesto en el año 1942
para aeropuertos.10
Esta clasificación divide los suelos en:
10 M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición. Estados Unidos, 1994.
41 - 220
Suelos de grano grueso.
Suelos de grano fino.
Suelos orgánicos.
Los suelos de granos grueso y fino se distinguen mediante el tamizado del
material por el tamiz No. 200.
Los suelos gruesos corresponden a los retenidos en dicho tamiz y los finos a los
que lo pasan, de esta forma se considera que un suelo es grueso si más del 50%
de las partículas del mismo son retenidas en el tamiz No. 200 y fino si mas del
50% de sus partículas son menores que dicho tamiz.
Los suelos se designan por símbolos de grupo. El símbolo de cada grupo consta
de un prefijo y un sufijo. Los prefijos son las iníciales de los nombres en ingles de
los seis principales tipos de suelos (grava, arena, limo, arcilla, suelos orgánicos de
grano fino y turbas), mientras que los sufijos indican subdivisiones en dichos
grupos.
Suelos gruesos. Se dividen en gravas y arena, y se separan con el tamiz No. 4, de
manera que un suelo pertenece al grupo de grava si más del 50% retiene el tamiz
No. 4 y pertenecerá al grupo arena en caso contrario.
Suelos finos. El sistema unificado considera los suelos finos divididos entre
grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas © y limos y arcillas orgánicas
(O). Cada uno de estos suelos se subdivide a su vez según su límite liquido, en
dos grupos cuya frontera es Ll = 50%. Si el límite líquido del suelo es menor de
50 se añade al símbolo general la letra L (low compresibility). Si es mayor de 50 se
añade la letra H (hig compresibility). Obteniéndose de este modo los siguientes
tipos de suelos:
ML: Limos Inorgánicos de baja compresibilidad. OL: Limos y arcillas orgánicas.
CL: Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad. CH. Arcillas inorgánicas de alta
compresibilidad. MH:
42 - 220
Limos inorgánicos de alta compresibilidad. OH: arcillas y limos orgánicas de alta
compresibilidad.
TABLA 6. Codificación según el Tipo de Material.
Primera
Letra
Palabra Segunda
Letra
Palabra
G Grava (Gravel) W Bien gradado (Well graded)
S Arena (Sand) P Mal gradado (Poorly graded)
M Limo (Silt) M Limoso (Siltey)
C Arcilla (Clay) C Arcilloso (Clayey)
O Organico (Organic) L Baja plasticidad (Low plasticity)
PT Turba (Peat) H Alta plasticidad (High plasticity)
(Fuente: Fundamentos de Ingeniería Geotécnica, Braja M. Das)
2.4.5 Ensayos de suelos.
Los suelos poseen una infinidad de características, así como sus propiedades
mecánicas, hidráulicas, las cuales se ven afectadas por su contenido de humedad
y la densidad que posean. A continuación se muestra las pruebas físicas a las
que serán sometidos para realizar el presente trabajo:
2.4.5.1 Granulometría.
Los ensayos de granulometría tienen por finalidad determinar en forma cuantitativa
la distribución de las partículas del suelo de acuerdo a su tamaño. La distribución
de las partículas con tamaño superior a 0.075 se determina mediante tamizado,
con una serie de mallas normalizadas. Para partículas menores que 0.075 mm, su
tamaño se determina observando la velocidad de sedimentación de las partículas
en una suspensión de densidad y viscosidad conocidas.
TABLA 7. Planilla de Resultados Granulometría.
ANALISIS GRANULOMETRICO AASHTO T-11 Y T27
43 - 220
PROYECTO MEJORAMIENTO CAMINO RAMADAS - APHARUMIRI
SOLICITANTE : PROGRESIVA :PROCEDENCIA : MATERIAL :
LABORATORISTA : LABORATORIO :
HUMEDAD HIGROSCOPICA PESO SECO DE LA MUESTRARecipiente Muestra total húmedaSuelo húmedo + tara Agregado gruesoSuelo seco + Recipiente Pasa T#4 HúmedoPeso del agua Pasa T#4 SecoPeso del Recipiente Muestra total SecaPeso del Suelo Seco
Porciento de Humedad
AGREGADO GRUESO
TAMIZ
Peso ret. En (gr)
Retenido Acumulado Tamaño mm.
% que pasa total
Especificaciones
grs %3" 2
1/2" 2" 1
1/2" 1"
3/4" 3/8"
#4 GRANULOMETRIA DEL MORTERO
DE SUELO LIMITES DE ATTERBERGMaterial Pasa T#4 Húmedo……………………. LIMITE LÍQUIDO…………………………….Material Pasa T#4 Seco…………………………. LIMITE PLASTICO………………………….
INDICE PLASTICO…………………………
AGREGADO FINO
TAMIZ
Peso ret. En (gr)
Retenido Acumulado Tamaño mm.
% que pasa total
Especificaciones
grs %#10 #40
#200
44 - 220
CLASIFICACION AASHTO : ……………………
CLASIFICACION USCS : ………………………
(Fuente: TECASH.)
2.4.5.2 Límites de Atterberg
Los suelos poseen algo de cohesión según su naturaleza y cantidad de agua,
pueden presentar propiedades que los incluyan en el estado sólido, semi-solido,
plástico o semi-liquido. El contenido de agua o humedad limite al que se produce
el cambio de estado varia de un suelo a otro. El cual se determina mediante:
a) Limite Líquido. El límite líquido como fue definido por Atterberg ha estado
sujeto a distintas variaciones en su determinación. Fue Terzaghi, quien le sugirió a
Casagrande en 1927, que diseñara un dispositivo mecánico que pudiera eliminar
en la medida de lo posibles errores del operador en la determinación del mismo.
Casagrande [2] desarrolló un dispositivo normalizado. El límite líquido, como ya se
ha comentado anteriormente, se estableció como la humedad que tiene un suelo
amasado con agua y colocado en una cuchara normalizada, cuando un surco,
realizado mediante un acanalador normalizado, que divide dicho suelo en dos
mitades, se cierra a lo largo del fondo en una distancia de 13 mm, tras haber
dejado caer 25 veces la mencionada cuchara desde una altura de 10 mm sobre
una base también normalizada, con una cadencia de 2 golpes por segundo. La
altura de caída, como las dimensiones del cascador y las dimensiones de la
ranura, como el material de la base, etc., son factores de influencia en los
resultados obtenidos. Estos factores se comentarán en el siguiente apartado. Para
entender el significado del ensayo mediante el dispositivo desarrollado por
Casagrande, se puede decir que para golpes secos, la resistencia al corte
dinámica de los taludes de la ranura se agota, generándose una estructura de flujo
que produce el deslizamiento. La fuerza resistente a la deformación puede
considerarse como la resistencia al corte de un suelo. La resistencia al corte de
todos los suelos en el límite líquido es constante y tiene un valor aproximado de
2,2 kPa.
45 - 220
1) Equipo Utilizado.
Espátula, de hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de longitud por 20
mm (3/4") de ancho.
Recipiente para Almacenaje, de 115 mm (4 ½”) de diámetro.
Balanza, con aproximación a 0.1 g.
Horno o Estufa, termostáticamente controlado regulable a 110 ± 5 °C(230 ±
9 °F).
Tamiz, de 426 μm (N° 40).
Agua destilada.
Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para determinación de
humedades.
Superficie de rodadura. Comúnmente se utiliza un vidrio grueso esmerilado.
2) Procedimiento para Determinar el Límite Líquido.
46 - 220
3)
Aparatos.
47 - 220
Aparato de Casagrande: Aparato de
dimensiones normalizadas, consistente en
una copa de bronce que con un sistema de
rotación, cae libremente desde 10 mm sobre
una base de goma normalizada.
Llenado de la copa con mezcla homogénea
de suelo con agua.
El llenado se hace hasta que se forme una
superficie horizontal
Se forma una zanja en el suelo, manteniendo
perpendicular el acanalador a la superficie de
la copa de bronce
Se hace rotar la manivela a una velocidad
constante de 2 vueltas por segundo.
Se cuenta el número de golpes necesarios
para cerrar la zanja en una longitud de 13
mm.
Desde la zona en que se cerró la zanja, se
Plato de evaporación: De porcelana un diámetro aproximado de 120 mm.
Espátula: Con una hoja flexible de aproximadamente 75mm de largo y
20mm de ancho.
Aparato de límite líquido: Taza de bronce con una masa de 200±20(g)
montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de plástico duro de
una re silencia tal que una bolita de acero de 8 mm de diámetro, dejada
caer libremente desde una altura de 25 cm rebote entre 75% y 90%.
Acanalador: Combinación de acanalador y calibre, construido de acuerdo
con el plano y dimensiones de uno de los tipos indicados.
Recipientes. Para las muestras de contenido de humedad.
Balanza. Con una precisión de 0.01 (g)
Probeta. Con una capacidad de 25 ml.
Horno.
FIGURA 9. Aparato de Casagrande.
(Fuente. Elaboración propia)
4) Tamaño de la muestra de ensaye.
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La muestra de ensaye debe tener un tamaño igual o mayor que 100(g) del material
que pasa por el tamiz de 0.5 (ASTM NO40) obtenido de acuerdo con la norma
AASHTO.
5) Ajuste y control del aparato de límite líquido.
Ajustar la altura de la caída de la taza, se gira la manivela hasta que la tasa
se eleve a su mayor altura. Utilizando el calibrador de 10 mm (adosado al
ranurador), se verifica que la distancia entre el punto de percusión y la base
sea de 10 mm exactamente. De ser necesario, se aflojan los tornillos de
fijación y se mueve el ajuste hasta obtener la altura de caída requerida. Si
el ajuste es correcto se escuchará un ligero campanilleo producido por la
leva al golpear el tope de la taza; si la taza se levanta por sobre el calibre o
no se escucha ningún sonido debe realizarse un nuevo ajuste. Verificar
periódicamente los aspectos siguientes:
Que no se produzca juego lateral de la tasa por desgaste del pasador que
la sostiene;
Que los tornillos que conectan la taza con el apoyo estén apretados;
Que el desgaste de la taza no sobrepase la tolerancia de masa.
Que el desgaste de la base no exceda de 0,1 mm de profundidad. Cuando
suceda esto, debe pulirse nuevamente verificando que se mantiene la re
silencia.
Que el desgaste de los soportes no llegue al punto de quedar apoyados en
sus tornillos de fijación;
Que el desgaste del ranurador no sobrepase las tolerancias dimensionales.
Previo a cada ensaye se verificará que la taza y la base estén limpias y
secas.
6) Acondicionamiento de la muestra.
49 - 220
Colocar la muestra en el plato de evaporación. Agregar agua destilada y
mezclar completamente mediante la espátula. Continuar la operación
durante el tiempo y con la cantidad de agua destilada necesaria para
asegurar una mezcla homogénea.
Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y
sólida se mezclen homogéneamente.
Nota: en suelos de alta plasticidad este plazo no debe ser menor que 24 h.
En suelos de baja plasticidad este plazo puede ser mucho menor y en
ciertos casos puede eliminarse. Expresión de resultados.
Calcular y registrar la humedad de cada prueba (w) de acuerdo con NCh
1515 79.
Construir un gráfico semilogarítmico, con una humedad (w) como ordenada
en escala aritmética y el número de golpes (N) como abscisa en escala
logarítmica.
Dibujar los puntos correspondientes a los resultados de cada una de las
tres (o más) pruebas efectuadas y construir una recta (curva de flujo) que
pase tan aproximadamente como sea posible por dichos puntos.
Expresar el límite líquido (WL) del suelo como la humedad correspondiente
a la intersección de la curva de flujo con la abscisa de 25 golpes,
aproximando al entero más próximo.
7) Método puntual.
Proceder según lo anterior, excepto que la muestra debe prepararse para
obtener una consistencia que requiera 20 a 30 golpes para cerrar la ranura.
Deben observarse a lo menos dos resultados consecutivos consistentes
antes de aceptar una prueba. Registrar el numero de golpes requerido (N).
La muestra para determinar la humedad debe tomarse sólo para la prueba
más aceptada. El ensaye debe efectuarse desde la condición más seca del
suelo.
Calcular y registrar la humedad de la prueba aceptada (w).
50 - 220
El punto obtenido se debe confrontar con la curva de flujo determinada
previamente para el mismo tipo de suelo.
Determinación del Límite Líquido: Se deben hallar los datos de la
siguiente tabla, se lo realiza por medio del ensayo de casa grande.
TABLA 8. Planilla de resultados limite plástico.
Lata No.
Peso Suelo
húmedo + lata
Peso Suelo seco +
lata
Peso de lata
Peso suelo seco
Peso de agua
Contenido de
humedadw=Ww
Ws∗100
Número de golpes
(Fuente: Elaboración propia.)
Índice de Plasticidad IP = LL- LP
b) Limite Plástico. Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un
procedimiento normalizado pero sencillo consistente en medir el contenido de
humedad para el cual no es posible moldear un cilindro de suelo, con un diámetro
de 3 mm. Para esto, se realiza una mezcla de agua y suelo, la cual se amasa
entre los dedos o entre el dedo índice y una superficie inerte (vidrio), hasta
conseguir un cilindro de 3 mm de diámetro. Al llegar a este diámetro, se desarma
el cilindro, y vuelve a amasarse hasta lograr nuevamente un cilindro de 3 mm.
Esto se realiza consecutivamente hasta que no es posible obtener el cilindro de la
dimensión deseada. Con ese contenido de humedad, el suelo se vuelve
51 - 220
quebradizo (por pérdida de humedad) o se vuelve pulverulento. Se mide el
contenido de humedad, el cual corresponde al Límite Plástico. Se recomienda
realizar este procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de
interpretación o medición.
Para cada uno de los límites de plasticidad, el máximo y el mínimo, corresponde,
en función del terreno, un porcentaje de humedad, la diferencia entre los dos
porcentajes de humedad límites de llama número o índice de plasticidad. Tanto
los límites de plasticidad como también el correspondiente número de plasticidad o
índice de plasticidad varían, obviamente de terreno a terreno, en función
principalmente de la textura y más precisamente del contenido de coloides
inorgánicos.
1) Procedimiento Para Determinar el Límite Plástico.El Límite Plástico se
define por convención como el contenido de humedad para el cual un cilindro de 3
mm de diámetro comienza a desmoronarse.
Alcance y campo de aplicación. Este método establece el procedimiento para
determinar el límite plástico y el índice de plasticidad de los suelos.
2) Aparatos.
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Formación de un cilindro de 3 mm de diámetro.
Cuando el cilindro comienza a desmoronarse y no
puede formarse nuevamente, se determina su
humedad. Esto se repite tres veces.
Plato de evaporación. De porcelana, con un diámetro de aproximadamente
120 mm.
Espátula. Con una hoja flexible de aproximadamente 75 mm de largo y 20
mm de ancho.
Superficie de amasado. Placa de vidrio esmerilado.
Recipientes. Para muestras de contenido de humedad.
Balanza. Con una precisión de 0,01 g.
Probeta. Con una capacidad de 25 ml.
Patrón de comparación. Alambre o plástico de 3 mm de diámetro.
Horno.
Tamaño de la muestra de ensaye. Debe tener un tamaño en masa de
aproximadamente 20 g.
3) Acondicionamiento de la muestra de ensaye.
Si solo se requiere determinar el límite plástico, tomar la muestra de ensaye
del material completamente homogeneizado que pasa por el tamiz de 0,5
mm, colocar en el plato de evaporación y mezclar completamente con agua
destilada mediante la espátula hasta que la pasta se vuelva suficientemente
plástica para moldearla como una esfera.
Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases líquida y
sólida se mezclen homogéneamente.
Nota: En suelos de alta plasticidad este plazo no debe ser menor que 24 h. En
suelos de baja plasticidad este plazo puede ser mucho menor y en ciertos
casos puede eliminarse.
Si se requiere determinar ambos límites, líquido y plástico, tomar la muestra
de ensaye de la porción de suelos acondicionada. Tomar esta muestra en
aquella etapa en que la pasta de suelo se vuelva suficientemente plástica
para moldearla como una esfera. Si el material está seco, agregar agua
53 - 220
destilada y homogeneizar completamente; si está muy húmedo, amasarlo
de modo que seque al contacto con las manos hasta alcanzar la
consistencia requerida.
4) Ensaye.
Tomar una porción de la muestra de ensaye acondicionada de
aproximadamente 1 cm³;
Amasar la muestra entre las manos y luego hacerla rodar con la palma de
la mano la base del pulgar sobre la superficie de amasado conformando un
cilindro solo con el peso de mano;
Cuando el cilindro alcance un diámetro de aproximadamente 3 mm, doblar,
amasar nuevamente y volver a conformar el cilindro;
Repetir la operación hasta que el cilindro se disgregue al llegar a un
diámetro de aproximadamente 3 mm, en trozos de orden de 0,5 a 1 cm de
largo, y no pueda ser reamasado ni reconstruido.
Nota 1: Si esta disgregación se produce cuando tiene un diámetro mayor
que 3 mm, puede considerarse como un punto final satisfactorio siempre
que el material haya podido conformar previamente un cilindro de 3 mm.
Nota 2: En ningún caso debe procurarse obtener la disgregación
exactamente a los 3 mm de diámetro de cilindro (por ejemplo reduciendo la
velocidad y/o la velocidad del amasado).
Reunir las fracciones del cilindro disgregado y colocarlas en un recipiente
tarado. Determinar y registrar su humedad (w) de acuerdo con; y repetir las
etapas anteriores con dos porciones más de la muestra de ensaye.
Nota 3: Se recomienda efectuar las tres determinaciones tratando de
conseguir una humedad ligeramente mayor que el límite y ligeramente
menor que el límite, respectivamente.
Nota 4: Se recomienda efectuar este ensaye en cámara húmeda. Si no se
cuenta con este equipo deben tomarse las precauciones necesarias para
reducir la evaporación.
54 - 220
5) Expresión de resultados.
Calcular el límite plástico (Wp) como el promedio de las tres
determinaciones efectuadas sobre la muestra de ensaye. Dichas
determinaciones no deben diferir entre sí en más de 2 puntos. Cuando no
se cumpla esta condición se debe repetir todo el ensaye.
Calcular el índice de plasticidad de acuerdo con la formula siguiente:
IP = WL – Wp en que:
IP= índice de plasticidad del suelo, %
WL = límite liquido del suelo, %; y
WP = límite plástico del suelo, %.
Cuando no pueda determinarse uno de los dos límites (WL ó Wp). o la
diferencia es negativa, informar el índice de plasticidad como NP (no
plástico)
Calcular el índice líquido de acuerdo con la formula siguiente:
IL = (W - WP)/ IP
En que:
IL = índice líquido del suelo;
W = humedad (natural) del suelo,%;
WP = límite plástico del suelo, %;
IP = índice de plasticidad del suelo, %.
Calcular el índice de consistencia de acuerdo con la formula siguiente:
IC = (WL - W) / IP
En que:
IC = índice de consistencia del suelo;
WL = límite líquido del suelo, %;
W = humedad (natural) del suelo, %;.
IP = índice de plasticidad del suelo, %.
55 - 220
6) Precisión.
Repetitividad. Dos resultados obtenidos por un mismo operador sobre la
misma muestra, en el mismo laboratorio, usando los mismos aparatos, y en
días diferentes, se consideraran dudosos si ellos difieren en más de un 10%
del promedio de ambos.
Reproductibilidad. Dos resultados obtenidos por operadores diferentes, en
laboratorios diferentes, se considerarán dudosos si difieren en más de 18%
de su promedio.
Determinación del límite plástico: Se deben hallar los datos de la
siguiente tabla:
TABLA 9. Planilla de resultados limite líquido.
Lata No.
Peso Suelo
húmedo + lata
Peso Suelo seco
+ lata
Peso de lata
Peso suelo seco
Peso de agua
Contenido de
Humedad
(Fuente: Elaboración propia)
Este método es usado para medir estos límites se conoce como el método de
atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los
cambios de estados, denominados limites atterberg. Ellos marcan una separación
arbitraria, pero suficiente en la práctica, entre los cuatro estados en los que se
puede encontrar el suelo.
56 - 220
2.4.5.3 Proctor T – 180 D.
El Ensayo Proctor es una prueba de laboratorio que sirve para determinar la
relación entre el contenido de humedad y el peso unitario seco de un suelo
compactado. El grado de compactación se mide en términos del peso específico
seco y el contenido de humedad óptimo. El agua cuando se la agrega al suelo
durante la compactación actúa como ablandador de las partículas del suelo
Proctor es un ensayo de compactación determinado por el científico del cual lleva
el nombre, que más se emplea para compactación obteniéndose del ensayo el
peso específico seco y el contenido de humedad óptima.
Actualmente, ambas pruebas cuentan con variantes a las formas originales. La
elección del tipo de ensayo a efectuar dependerá, básicamente, de la naturaleza
de la obra a realizar, para realizar este ensayo se deben realizar los siguientes
pasos:
a) Materiales.
1) Ensamblaje del Molde: Los moldes deben de ser cilíndricos hechos de
materiales rígidos. Las paredes del molde deberán ser sólidas, partidas
o ahusadas. El tipo “partido” deberá tener dos medias secciones
circulares, o una sección de tubo dividido a lo largo de un elemento que
se pueda cerrar en forma segura formando un cilindro que reúna los
requisitos de esta sección.
2) El collar de extensión debe de alinearse con el interior del molde, la
parte inferior del plato base y del área central ahuecada que acepta el
molde cilíndrico debe ser plana.
3) Molde de 4 pulgadas: Un molde que tenga en promedio 4,000 ± 0,016
pulg (101,6 ± 0,4 mm) de diámetro interior, una altura de 4,584 ± 0,018
pulg (116,4 ±0,5 mm) y un volumen de 0,0333 ± 0,0005 pie3 (944 ± 14
cm3). Un molde con las características mínimas requeridas.
57 - 220
4) Molde de 6 pulgadas: Un molde que tenga en promedio 6,000 ± 0,026
pulg (152,4 ± 0,7 mm) de diámetro interior, una altura de: 4,584 ± 0,018
pulg (116,4 ± 0,5mm) y un volumen de 0,075 ± 0,0009 pie3 (2 124 ± 25
cm3). Un molde con las características mínimas requeridas
5) Pisón ó Martillo: Un pisón operado manualmente ó mecánicamente. El
pisón debe caer libremente a una distancia de 18 ± 0,05 pulg (457,2 ±
1,6 mm) de la superficie de espécimen.
6) Balanza: Una balanza de aproximación de 1 gramo.
7) Horno de Secado: Con control termostático preferiblemente del tipo de
ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme de
230 ± 9 ºF (110 ± 5 ºC) a través de la cámara de secado.
8) Regla: Una regla metálica, rígida de una longitud conveniente pero no
menor que 10 pulgadas (254 mm). La longitud total de la regla recta
debe ajustarse directamente a una tolerancia de ±0,005 pulg (±0,1 mm).
El borde de arrastre debe ser biselado si es más grueso que 1/8 pulg (3
mm).
9) Tamices ó Mallas: De ¾ pulg (19,0 mm), 3/8 pulg (9,5 mm) y Nº 4
(4,75mm), conforme a los requisitos de la especificaciones ASTM E11
(“Especificación para mallas metálicas con fines de ensayo”).
10) Herramientas de Mezcla: Diversas herramientas tales como cucharas,
mezclador, paleta, espátula, botella de spray, etc. ó un aparato.
b) Procedimiento. Los pasos que deberán realizarse son:
1. Cada grupo debe tomar una muestra y su peso nominal de suelo secado al
aire, desmenuzado para que pase a través del tamiz # 4; luego debe ser
58 - 220
mezclado con la cantidad de agua necesaria para alcanzar el contenido de
humedad basado en porcentaje de peso seco; la humedad deberá ser, para
este primer ensayo, aproximadamente un 4 a 5 % menor que la humedad
óptima estimada; debe quedar claro que el suelo y el agua en un ensayo
deberían mezclarse con anterioridad y dejarse curar - para asegurar su
distribución homogénea - durante 24 horas cuando se trabaja con suelos
cuyos finos sean plásticos; sin embargo, en esta sesión de laboratorio para
estudiantes, esta etapa podrá omitirse.
2. Pesar el molde de compactación, sin incluir la base ni el collar.
3. Medir las dimensiones internas del molde de compactación para determinar
su volumen.
4. Compactar el suelo en 5 capas aplicando 56 golpes sobre cada una (para
molde grande); se debe procurar que la última capa quede por sobre la
altura del molde de compactación; en caso que la superficie de la última
capa quedara bajo la altura del molde, se debe repetir el ensayo; se debe
evitar además que esta última capa exceda en altura el nivel del molde en
más de 6 mm ya que al enrasar se estaría eliminando una parte significativa
del material compactado, disminuyendo la energía de compactación por
unidad de volumen.
5. Retirar cuidadosamente el collar de compactación, evitar girar el collar; en
caso que se encuentre muy apretado, retirar con espátula el suelo que se
encuentra adherido a los bordes por sobre el nivel del molde; finalmente
enrasar perfectamente la superficie de suelo a nivel del plano superior del
molde.
6. Pesar el molde con el suelo compactado y enrasado.
7. Extraer el suelo del molde y tomar una muestra representativa para
determinar el contenido de humedad.
8. Desmenuzar el suelo compactado y mezclarlo con suelo aún no utilizado;
agregar un 2% de agua y repetir los pasos 4 a 8; realizar la cantidad de
ensayos que el instructor indique, suficientes para obtener una cantidad de
puntos que permita determinar la humedad óptima y la densidad máxima.
59 - 220
9. Volver posteriormente al laboratorio para obtener los pesos secos de las
muestras de humedad.
c) Resultados del ensayo.
Se debe hallar la densidad seca (g/cm3) y el contenido de humedad (%) para
después graficarlos y unir esos puntos mediante una parábola de la cual se
hallara el punto más alto y se observara a que contenido de humedad y densidad
seca pertenece, habiendo hallado de ese modo la “densidad máxima seca” y el
“contenido optimo de humedad”.
TABLA 10. Modelo de resultados ensayo Proctor.
(Fuente: Elaboración propia.)
d) Curva de saturación
La curva de saturación representa la densidad seca de un suelo en estado de
saturación. Esto equivale a que los vacios, Vv, estén totalmente ocupados por
agua y se expresa por la relación
W = [1 / الd - 1 / Gs]
Donde:
.d = Peso específico secoال
Gs = Peso específico relativo de las partículas.
60 - 220
ENERGIA MODIFICADA DE COMPACTACION -56 golpes por capa -5capas
Peso del Suelo + Molde (g)= 7625 7881 7996 7917
Peso del Molde (g)= 2876 2876 2876 2876
Volumen del Molde (cm3)= 2122 2122 2122 2122
Peso del Suelo (g)= 4749 5005 5120 5041
Densidad Húmeda (g/cm3)= 2,238 2,359 2,413 2,376
Capsula Nº= H-9 H-2 H-13 H-12
Caps + Suelo Húmedo (g)= 418,4 367,5 529,3 629,7
Caps + Suelo Seco (g)= 407,5 355 504 590,8
Peso de la Capsula (g)= 86,5 88,3 87,1 87,6
Peso del Agua (g)= 10,9 12,5 25,3 38,9
Peso del Suelo Seco (g)= 321 266,7 416,9 503,2
Contenido de Humedad (%)= 3,396 4,687 6,069 7,731
Densidad Seca (g/cm3)= 2,164 2,253 2,275 2,205
Este contenido de humedad es por lo tanto la humedad que se necesita para
llenar todos los vacíos de agua de una masa de suelo compactada a una densidad
preestablecida.
TABLA 11. Planilla de resultados ensayo Proctor.
Ensayo de compactación capa base triturada
MuestraNo.
Muestra
EnsayoPuntos Densidad/Humedad Densidad Máxima
(Kg/cm3)Humedad
óptima (%)γd w(%)
Densidad Humedad
1 T-99D
Km. 2 +225 Muestra I
Trituración 80%
2 T-180D
no plástico
1 T-99D
Km. 2 +452
Muestra II
Trituración
40%
2 T-180D
IP = 4
(Fuente: Elaboración propia.)
e) Métodos de ensayos Proctor
El primer método en relación a esta técnica es el conocido como Prueba Proctor
Estándar. El mas empleado actualmente es el denominado Prueba Proctor
Modificado en donde se aplica mayor energía de compactación que el estándar,
ya que es más adecuado a las solicitaciones de las estructuras que se construyen
en la actualidad.
61 - 220
En algunos casos, según las condiciones, se emplea el ensayo conocido
como Proctor de 15 golpes. Básicamente, todos se realizan por compactación del
suelo, con condiciones variables. En la tabla siguiente se especifican las diferentes
pruebas (estándar, modificado y 15 golpes).
2.4.5.4 C.B.R. (California Bearíng Ratio).
El Ensayo CBR (California Bearing Ratio: Ensayo de Relación de Soporte de
California) mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo y para poder
evaluar la calidad del terreno para subrasante, sub base y base de pavimentos. Se
efectúa bajo condiciones controladas de humedad y densidad. Este es uno de los
parámetros necesarios obtenidos en los estudios geotécnicos previos a la
construcción, como también lo son el Ensayo Proctor y los análisis
granulométricos del terreno.
Diferenciamos distintos tipos de CBR en función de la calidad de suelos, a saber:
CBR suelos inalterados.
CBR suelos remoldeados.
CBR suelos gravosos y arenosos.
CBR suelos cohesivos poco o nada plásticos.
CBR suelos cohesivos plásticos.
Este procedimiento puede efectuarse en terreno compactado.
Este procedimiento mide la carga necesaria para penetrar un pistón de
dimensiones determinadas a una velocidad previamente fijada en una muestra
compactada de suelo después de haberla sumergido en agua durante cuatro días
a la saturación más desfavorable y luego de haber medido su hinchamiento.
El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria, en Kg. /cm2 se
obtiene mediante la siguiente ecuación:
62 - 220
El valor del CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento
de los suelos, principalmente con fines de utilización como base y subrasante bajo
pavimentos de carreteras y aeropistas.
a) Equipo
Molde de compactación (con collar y base)
Disco espaciador
Martillo de compactación
Aparato para medir la expansión con deformímetro de carátula con
precisión de mm
Pesos para sobrecarga
Máquina de compresión equipada con pistón de penetración CBR capaz de
penetrar a una velocidad de 1.27 mm/min
b) Procedimiento1. Preparar una muestra de suelo de grano fino (en cantidad suficiente para hacer
6 probetas) menor que el tamiz # 4, al contenido de humedad óptima del suelo
determinado con el ensayo de Proctor Modificado.
2. Antes de compactar el suelo en los moldes, tomar una muestra representativa
para determinar su contenido de humedad (por lo menos 100 g si el suelo es de
grano fino).
3. Pesar los moldes sin su base ni el collar.
4. Para cada molde ajustar el molde a la base, insertar el disco espaciador en el
molde y cubrirlo con un disco de papel filtro.
5. Fabricar 6 probetas de 5 capas cada una: 2 de 12 golpes por capa, 2 de 26
golpes por capa y 2 de 56 golpes por capa; dejar saturando una muestra de 12,
de 26 y de 56 golpes por capa.
6. Para cada molde retirar la base, el collar y el disco espaciador, pesar el molde
con el suelo compactado y determinara el peso unitario total del suelo.
63 - 220
7. Colocar un disco de papel filtro sobre la base, invertir la muestra y asegurar el
molde a la base de forma que el suelo quede en contacto con el papel filtro.
Para muestras no saturadas, llevar a cabo los pasos 8 a 10:
8. Colocar suficientes pesas ranuradas (no menos de 4.5 kg) sobre la muestra de
suelo para simular la presión de sobrecarga requerida.
9. Colocar la muestra en la máquina de compresión y sentar el pistón sobre la
superficie de suelo utilizando una carga inicial no mayor de 4.5 kg. Fijar el cero
en los deformímetros de medida de carga y de penetración (o deformación).
10. Hacer lecturas de deformación o penetración y tomar las respectivas lecturas
del deformímetro de carga. Extruir la muestra del molde y tomar dos muestras
representativas adicionales para contenido de humedad. Para muestras no
saturadas:
11. Colocar la placa perforada con el vástago ajustable sobre el suelo compactado
y aplicar suficientes pesas para obtener la sobrecarga deseada, cuidando que
no sea inferior a 4.5 kg. Asegurarse de usar un disco de papel filtro entre la
base perforada del vástago y el suelo para evitar que el suelo se pegue a la
base del vástago.
12. Sumergir el molde y las pesas en un recipiente de agua de forma que el agua
tenga acceso tanto a la parte superior como a la parte inferior de la muestra y
ajustar el deformímetro de carátula (con lecturas al 0.01 mm) en su respectivo
soporte; marcar sobre el molde los puntos donde se apoya el soporte de forma
que pueda removerse y volver a colocarlo sobre el molde en el mismo sitio
cuando se desee hacer una lectura.
13. Ajustar el cero del deformímetro de expansión y registrar el tiempo de
comienzo del ensayo. Tomar las lecturas a 0, 1, 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48, 72 y 96
horas de tiempo transcurrido; el ensayo de expansión puede terminarse
después de 48 horas si las lecturas en el deformímetro de expansión se
mantienen constantes por lo menos durante 24 horas.
14. Al final de las 96 horas de inmersión, sacar la muestra y dejarla drenar por
espacio de
64 - 220
15 min; secar completamente la superficie superior de la muestra con toallas de
papel.
15. Pesar la muestra sumergida incluyendo el molde.
16. Realizar los pasos 8 al 10 para cada muestra.
17. Tomar muestras para contenido de humedad de las muestras saturadas de la
siguiente forma:
2 dentro de los 3 cm superiores del suelo
2 dentro de los 3 cm inferiores del suelo
2 en el centro de la muestra de suelo.
c) Cálculos
1. Dibujar una curva de resistencia a la penetración en libras por pulgada
cuadrada (psi) o kPa versus la penetración en pulgadas o mm. En un mismo
gráfico las muestras secas y en otro las muestras saturadas. Dibujar
posteriormente estas curvas en un mismo gráfico comparando las resistencias
secas y saturadas.
2. Calcular el CBR para una penetración de 0.01 pulgadas (carga patrón 3000 psi)
para los 6 ensayos; dibujar en un mismo gráfico la curva CBR (%) versus densidad
seca (kg/cm3), una curva para las muestras secas y otro para las muestras
saturadas. Realizar otro gráfico con las mismas características para una
penetración de 0.02 pulgadas (carga patrón 4500 psi).
FIGURA 10. Resultados CBR expresados de forma grafica.
65 - 220
(Fuente: Elaboración propia.)
Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son:
TABLA 12. Valores de carga unitaria.
Penetración Carga unitaria patrón
mm. Pulgada MPa. Kg. /cm2 Psi.
2.54
5.08
7.62
10.62
12.7
0.1
0.2
0.3
0.5
0.6
6.90
10.30
13.10
15.80
17.90
70.00
105.00
133.00
162.00
183.00
1000
1500
1900
2300
2600
(Fuente: Mecánica de suelos- Braja M. Das)
2.5 HIDROLOGÍA.
2.5.1 Definición.
La hidrología es la ciencia que estudia la circulación del agua en la naturaleza
(ciclo hidrológico) cualitativa y cuantitativamente. Específicamente, estudia el agua
sobre la superficie de la tierra, en el suelo, en las rocas subyacentes y en la
atmosfera, con referencia a la evaporación y la precipitación.11 11 David R. Maidement,Hidrologia Aplicada Vente Chow colombia 2004.
66 - 220
La importancia radica en su aplicación directa en el diseño y operación de
proyectos de ingeniería para el control y uso del agua como:
- Vías de comunicación: redes viales, puentes alcantarillas.
- Ingeniería estructural: Influencia sobre las cimentaciones
- Ingeniería hidráulica: Información indispensable en el diseño.
FIGURA 11. Ciclo Hidrológico.
(Fuente: Hidrología aplicada Vente Chow)
2.5.2 Descripción.
La hidrología para el diseño de una carretera es importante, porque se busca
determinar la intensidad, duración y frecuencia de lluvia. Para así poder
caracterizar el flujo del agua, y determinar el tipo de estructura a ser utilizada para
evitar excesos de acumulación de agua en la carretera.
67 - 220
Los estudios hidrológicos son importantes para determinar:
Elección del periodo de retorno.
Caracterización hidrográfica de la zona de estudio.
Recopilación de datos meteorológicos.
Análisis de datos hidrológicos.
Estimación de caudales de diseño.
2.5.3 Precipitación.
Se entiende por precipitación todo aquello que cae del cielo a la superficie de la
tierra, ya sea en forma de lluvia, granizo, pedrisco, nieve. Este fenómeno se da por
la condensación del vapor de agua con tal rapidez en la atmósfera alcanzando tal
peso que no pueda seguir flotando como las nubes, la niebla o la neblina (cuyas
partículas están suspendidas o se depositan directamente sobre la tierra en forma
de rocío o escarcha).
El manejo de la información pluvial, para varias aplicaciones hidrológicas, es
necesario conocer la altura de la lamina de agua sobre un area determinada, lo
que es factible establecer si se cuentan en la zona con datos puntuales, cuando la
lamina de agua es referida a una cuenca hidrográfica, hablamos de la
precipitación de una cuenca.12
Existen varios procedimientos para determinar la precipitación de una cuenca
entre las que se tomaran en cuenta para realizar este trabajo tenemos:
Media aritmética
Polígonos de thiessen
Método de las curvas isoyetas
La aplicación de estos métodos requiere conocer la precipitación puntual de la
mayor cantidad de estaciones que estén tanto dentro como próximas a ella, por
12 David R. Maidement,Hidrologia Aplicada Vente Chow colombia 2004.
68 - 220
eso es necesario contar con la información de precipitaciones que será recopilada
de la institución encargada en nuestro departamento como es SENAMHI.
2.5.4 Cuenca hidrológica.
Se define al área de terreno donde todas las aguas caídas por precipitación se
unen y forman un solo curso de agua. La delimitación de una cuenca se hace
sobre un plano a curvas de nivel, siguiendo las líneas de las altas cumbres.
FIGURA 12. Escurrimiento de una Cuenca.
(Fuente: Elaboración propia)
2.5.4.1 Demarcación.
Los cauces de los ríos siempre se encuentran en la parte más baja del terreno, por
esta razón entre dos cauces existe una línea divisoria más alta llamada divortium
aquarum, por lo que trazando una línea por la divisoria de aguas que rodea al rio
en estudio y todos sus afluentes se delimita el área que drena todas las aguas
precipitadas hacia el rio de interés (cuenca hidrográfica).
FIGURA 13. Demarcación de cuenca hidrográfica.
69 - 220
(Fuente: Hidrología aplicada Vente Chow)
Para la demarcación se debe considerar:
- Utilizar un mapa a escala conveniente en el que figuren la cuenca y sus
áreas aledañas.
- La divisoria de aguas debe pasar por los puntos más altos separar una
cuenca de otra.
- Las curvas de nivel se cortaran perpendicularmente así estas sean rectas
(paralelas al cauce), cóncavas (si se va de un punto más alto a uno más
bajo) o convexas (si se va de un punto más bajo a uno más alto).
- La divisoria de aguas solo cortara el cauce en el punto de interés.
2.5.5 Tiempo de concentración.
El tiempo de concentración se define como el lapso de tiempo, bajo precipitación
constante, que tarda el agua en ir al punto más distante hidráulicamente definido
dentro la cuenca hasta el punto de evacuación o control.
Este parámetro naturalmente depende, entre otras variables, la longitud máxima
que debe recorrer el agua hasta la salida de la cuenca y la velocidad promedio
que adquiere en la misma, la cual a su vez varía en función a la pendiente y la
70 - 220
rugosidad de la superficie. Para la determinación del tc según podemos utilizar las
siguientes formulas dependiendo el tamaño de la cuenca:
TABLA 13. Formulas para el Cálculo del Tiempo de Concentración (tc).
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.5.6 Periodo de retorno.
71 - 220
En la elección del periodo de retorno, frecuencia o probabilidad a utilizar en el
diseño de una obra, es necesario considerar la relación existente entre la
probabilidad de excedencia de un evento, la vida útil de la estructura y el riesgo de
falla aceptable, dependiendo, este último, de factores económicos, sociales,
ambientales, técnicos y otros.
Para poder seleccionar el tiempo de retorno para una determinada obra depende:
La importancia de la vía que se va a protegerse 8tipo de vía), pues de ella
depende que se causen mayores o menores daños.
La función que desempeña la obra, pues está claro que la integridad de la vía
debe garantizarse en grado mayor que el libre tránsito de vehículos.
TABLA 14. Periodos de retorno de diseño.
(Fuente: Manual de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)
2.5.7 Caudal de diseño.
El caudal de diseño se determinara mediante el método racional el cual supone un
escurrimiento máximo proveniente de una tormenta proporcional a la lluvia caída,
con lo cual se genera una formulación, el cual determinara el caudal, para un
periodo de retorno dado, se obtiene mediante la siguiente expresión:
72 - 220
Q=Cu∗C∗I∗A3,6
Donde:
C= Coeficiente de escorrentíaI = Intensidad de la precipitación (mm. /Hrs.)A= Superficie de la cuenca en km2
Cu= Coeficiente de uniformidad, que tiene en cuenta la falta de uniformidad en la distribución del aguacero.
El coeficiente de uniformidad Cu corrige el supuesto reparto uniforme de la
escorrentía dentro del intervalo de cálculo de duración igual al tiempo de
concentración contemplando en la formulación del método racional.
Aunque el coeficiente de uniformidad varia de un aguacero a otro, su valor medio
en una cuenca concreta depende principalmente de su tiempo de concentración.
Esta dependencia es tan acusada que, a efectos prácticos, puede despreciarse la
influencia de las restantes variables, tales como el régimen de precipitaciones.
Para su estimación puede realizarse según la siguiente expresión:
Cu=1+ tc1,25
tc1,25+14
Cu= Coeficiente de uniformidad.
Tc= Tiempo de concentración (horas).
a) Tabla de cálculo de caudales
Esta tabla muestra el procedimiento que se seguirá para realizar el cálculo de los
caudales con criterios previamente definidos. (Ver ANEXO I)
2.5.8 Intensidad.
La intensidad de lluvia de diseño corresponde a aquella duración igual al tiempo
de concentración del área y de la frecuencia o periodo de retorno seleccionado
para el diseño de la obra en cuestión. La determinación numérica de la Intensidad
73 - 220
se realiza utilizando curvas regionales de Intensidad-Duración-Frecuencia, o
curvas IDF. Para este efecto se fijan la Frecuencia según el nivel de probabilidad
de falla admitido, y la Duración del aguacero, y se aplica la curva IDF.
El valor de Intensidad se determina a partir de la curva de intensidad- duración-
frecuencia (IDF). El valor de la intensidad se obtendrá de la relación de Sg.
Bernard:
I=P [mm ]
tduracion [hr ]
Donde:
t = Duración de la lluvia (min)
P = Precipitación (mm)
FIGURA 14. Representación de Curvas IDF.
(Fuente: Enciclopedia Wikipedia)
2.5.9 Coeficiente de escorrentía.
Se denomina coeficiente de escorrentía al cociente entre el caudal de agua que
circula por una sección de una cuenca a consecuencia de un suceso lluvioso
(lluvia neta), y el volumen de agua que ha precipitado sobre la misma (lluvia total).
74 - 220
Es decir, se trata de la proporción de lluvia real que produce escorrentía
superficial. El manual de hidrología y drenaje nos entrega a continuación rangos
usuales de este coeficiente para diversos tipos de situaciones:
TABLA 15. Coeficientes de Escurrimiento según el Tipo de Terreno.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
El método racional se ha utilizado ampliamente para la determinación de caudales
de diseño en carreteras, debido a su simplicidad y lógica. Sin embargo se deben
tener presentes sus limitaciones y las hipótesis involucradas. El método supone
que el coeficiente de escorrentía se mantiene constante para distintas tormentas,
lo cual es estrictamente valido solo para áreas impermeables, de allí la necesidad
de amplificar los valores de C para periodos de retorno altos. Se asume que el
periodo de retorno de lluvia de diseño es igual al caudal máximo. Las diversas
formulas desarrolladas para la determinación del tiempo de concentración, a veces
dan estimaciones bastante diferentes, lo que refleja la precisión de estas formulas
empíricas. Supone también que la tormenta tiene distribución e intensidad
constante en toda la cuenca.
En otras situaciones, la elección del coeficiente de escurrimiento puede abordarse,
con la ayuda de los factores de relieve, infiltración, cobertura vegetal y
almacenamiento de agua en el suelo. En la siguiente tabla mostrada a
continuación se entregan valores recomendados, los cuales son representativos
de tormentas con periodos de retorno de 10 años. Si se necesitan coeficientes de
escorrentía de tormentas de periodos de retorno mayor, se recomienda amplificar
los resultados por 1,1 1,2 y 1,25 para periodos de retorno de 25,50 y 100 años
respectivamente.
75 - 220
TABLA 16. Coeficientes de escorrentía T=10 Años.
(Fuente: Manual de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)
2.6 CARRETERAS.
2.6.1 Definición.
Una carretera o ruta es una vía de dominio y uso público, proyectada y construida
fundamentalmente para la circulación de vehículos automóviles.
2.6.2 Descripción.
Se empleara una carretera para asignar las características de diseño, adecuada
para los volúmenes de transito de paso circulando a velocidades previamente
establecidas, cuya función principal consiste en dar acceso a la propiedad
adyacente.
2.6.3 Criterios para definir las características de una carretera.
76 - 220
La institución A.B.C (Administradora Boliviana de Caminos) recomienda mediante
el “MANUAL Y NORMAS PARA EL DISEÑO GEOMÉTRICO DE CARRETERAS”
los siguientes criterios:
Es necesario realizar un estudio de tráfico actual, generado y futuro para así
poder definir las características del camino o carretera, que cumpla con la
infraestructura necesaria para esa vía.
Se debe definir la velocidad de proyecto porque mediante esta se podrá
caracterizar la geometría y elementos del trazado bajo condiciones de
seguridad y comodidad para el tránsito de vehículos, así mismo deberá estar
debidamente señalizado.
Se debe tener conocimiento de los caminos adyacentes para así tomar en
cuenta como vías de acceso, procurando la seguridad y libertad deseada para
el tránsito de paso. Además de proveer un acceso a la propiedad colindante
evitando los recorridos excesivamente largos.
Los vehículos que circula por las carreteras influencian el diseño
fundamentalmente en: velocidades que son capaces de desarrollar y
dimensiones que le son propias. Es por eso que se deberá tomar en cuenta
vehículos livianos, medianos, pesados para así poder determinar las
velocidades y visibilidades para los usuarios de la vía.
Otro punto importante a tomar en cuenta es las facilidades para peatones,
donde si el flujo de peatones en la zona es considerable se deberá realizar un
estudio para realizar instalaciones de protección y aislar las aceras de la
plataforma de la vía.
2.6.4 Alineamiento Horizontal.
Los limites normativos que se tiene para realizar el alineamiento horizontal
mediante la combinación de elementos rectos y curvos de caminos bidireccionales
y unidireccionales son:
Categoría de la ruta
77 - 220
Velocidad de Proyecto
V85% para diseñar las Curvas Horizontales
Distancia de Frenado
Radios mínimos de curvas horizontales
Curvas de transición
Guiado óptico
Peralte máximo admisible
Todos estos elementos deben conjugarse de manera tal que el trazado resultante
sea el más seguro y económico, en armonía con los contornos naturales y al
mismo tiempo adecuado a la categoría, según la clasificación funcional para el
diseño.
2.6.4.1 Categoría de ruta.
La categoría dependerá fundamentalmente de la función que cumpla el camino o
carretera, del volumen y composición del tránsito previsto, de la topografía de la
zona de emplazamiento y del diferencial de costo que implica, mediante el cual se
determinara la categoría de la vía.
En el caso del proyecto el terreno es montañoso constituido por cunetas, en las
cuales el trazado salvara desniveles considerados en términos absolutos. El
camino actual presenta pendientes elevadas ya sea subiendo o bajando, en
cuanto al relieve presenta laderas con inclinaciones, quebradas.
La tabla a continuación mostrada resume las características principales según
categoría:
TABLA 17. Clasificación Funcional para Diseño Carreteras y Caminos
Rurales.
78 - 220
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.4.2 Velocidad del Proyecto.
Esta velocidad permite definir las características geométricas mínimas de los
elementos del trazado bajo condiciones de seguridad y comodidad, elementos que
solo podrán ser empleados en la medida que estén precedidos por otros (en
ambos sentidos del tránsito), que anticipen al usuario que se está entrando a un
tramo de características geométricas mínimas, el que además deberá estar
debidamente señalizado.
En consecuencia, el concepto Velocidad de Proyecto se usara para efectos del
sistema de Clasificación Funcional para Diseño, a fin de indicar el estándar global
asociado a la carretera y para definir los parámetros mínimos aceptables bajo
condiciones bien definidas.
2.6.4.3 Velocidad Percentil (V85%).
Es aquella velocidad no superada por el 85% de los usuarios en un tramo de
características homogéneas, bajo las condiciones de transito prevalecientes,
estado del pavimento, meteorológicamente y grado de realización de este con
otras vías y con la propiedad adyacente. La V85% considerada para el Diseño en
planta sirve para verificar la visibilidad de frenado y para diseñar el alineamiento
vertical.
79 - 220
Para el rango de velocidades de proyecto (Vp.) y la longitud del tramo en recta (Lr)
que se definen en la siguiente tabla, la V85% dependerá de:
TABLA 18. V85% en función de Vp. y Lr para Vp. entre 40 y 120 km/h.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.4.4 Distancia de Frenado.
En todo punto de una carretera o camino, un conductor que se desplaza a una
velocidad V, por el centro de su carril de transito, debe disponer al menos de la
visibilidad equivalente a la distancia requerida para detenerse ante un obstáculo
inmóvil, situado en el centro de dicho carril. Se considera obstáculo aquel de una
altura igual o mayor a 0,20 m, estando situado los ojos del conductor a 1,10 m
sobre la rasante del eje de su carril.
La distancia de frenado sobre una alineación recta con pendiente, se calcula
mediante la siguiente expresión:
Donde:
Df = Distancia de frenado (m)
V = Velocidad de Proyecto (km/h)
T = Tiempo de percepción + Reacción (s)
f1 = Coeficiente de roce rodante
I = Pendiente Longitudinal (m/m)
80 - 220
La tabla mostrada a continuación muestra valores parciales calculados mediante
la expresión citada y el valor redondeado para adoptar Df.
2.6.4.5 Radios mínimos de curvas horizontales.
Los radios mínimos para cada velocidad de proyecto, calculados bajo el criterio de
seguridad ante el deslizamiento, están dados por la expresión:
Donde:
Rmin = Radio mínimo absoluto (m)
Vp = Velocidad Proyecto (km/h)
emax = Peralte Máximo correspondiente a la Carretera o Camino
(m/m)
f = Coeficiente de fricción transversal máximo correspondiente a
Vp.
TABLA 19. Valores máximos para el peralte y la fricción transversal.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
TABLA 20. Radios Mínimos Absolutos en Curvas Horizontales.
Velocidad de Diseño (km/hr)
Peralte Máximo (%)
Fricción Lateral
Radio Mínimo [m]
Calculo AASHTO
Manual A.B.C.
81 - 220
25 10 0,18 18 -
30 10 0,17 26 25
40 10 0,17 48 4550 10 0,16 76 75
60 10 0,15 112 115
70 10 0,14 156 155
80 10 0,14 210 210
90 10 0,13 274 265
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
FIGURA 15. Radio de giro Bus Interurbano.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.4.6 Curvas de transición.
82 - 220
Como elemento de curvatura variable en arcos de enlace, o como elemento de
trazado propiamente tal, se empleara la clotoide, que presenta los siguientes
parámetros:
La clotoide es una curva de la familia de las espirales, cuya ecuación paramétrica
está dada por:
A2=R∗L
A= Parámetro (m)
R= Radio de curvatura en un punto (m)
L= Desarrollo (m). Desde el origen al punto de radio R.
FIGURA 16. Visibilidad de curvas en planta.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
83 - 220
Para la elección de una clotoide usada como curva de transición tenemos los
siguientes criterios:
2.6.4.7 Por condición de guiado óptico.
Es decir para tener una clara percepción del elemento de enlace y de la curva
circular, el parámetro debe estar comprendido entre:
R3≤ A ≤R
A= Parámetro (m)
R= Radio de curvatura en un punto (m)
a) Como condición adicional de guiado óptico es conveniente que si el radio
enlazado posee un R≥1,2 Rmin el retranqueo de la curva circular enlazada (ΔR)
sea≥0,5 m, condición que está dada por:
A≥(12∗R3)0 , 25
Estas condiciones geométricas deben complementarse de modo de que aseguren:
b) La longitud de la clotoide sea suficiente para desarrollar el peralte, según
los criterios explicados previamente, condición que se cumple si:
A≥( n∗a∗e∗R∆
)1 /2
Donde:
n= número de carriles entre el eje de giro y el borde del pavimento
peraltado
a= ancho de cada carril, sin considerar ensanches
e= peralte de la curva
R= radio de la curva
Δ= Pendiente relativa del borde peraltado respecto del eje de giro
84 - 220
TABLA 21. Pendientes relativas de borde.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
c) La longitud de la clotoide sea suficiente para que el incremento de la
aceleración transversal no compensada por el peralte, pueda distribuirse a una
tasa uniforme J (m/s3). Este criterio dice relación con la comodidad del usuario al
describir la curva de enlace, y para velocidades menores o iguales que la
velocidad especifica de la curva circula enlazada, induce una conducción por el
centro del carril de circulación. La expresión correspondiente es:
A=[ Ve∗R46 ,656∗J (Ve2
R−1,27∗e)]
1/2
Donde:
Ve= Velocidad especifica (km/h)
R= Radio de la Curva Circular Enlazada (m)
J= Tasa de Distribución de la Aceleración Transversal (m/s3)
e= Peralte de la Curva Circular (%)
Se consideran dos grupos de valores de J para el diseño, según sea la situación
que se esté abordando:
1) Si el radio que se está enlazando posee un valor comprendido entre Rmin≥1,2
Rmin, resulta conveniente emplear los valores de J max que se señalan en la
siguiente tabla:
TABLA 22. Tasa Máxima de Distribución de la Aceleración Transversal.
85 - 220
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2) Si el radio se está enlazando posee un valor de R> 1,2 Rmin, se emplearan los
valores de J normal que se indicaron anteriormente o incluso algo menores.
TABLA 23. Tasa Normal de Distribución de Aceleración Transversal.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
Los radios que no requieren el empleo de clotoide son:
En caminos con Vp ≤ 80 km/h Si R> 1500 m
En carreteras con Vp ≥ 80 km/h Si R> 3000 m
2.6.5 Elementos del Alineamiento Vertical.
Los elementos que componen el trazo del alineamiento vertical son:
2.6.5.1 Curvas Parabólicas.
Son las que enlazan las rectas y están definidas en base a un coeficiente “K” de la
parábola cuanto más se amplía la parábola es mejor, por lo que se restringen los
valores mínimos de “K”. Definidas por:
L=K∗∅
Donde:
L= Longitud horizontal total de desarrollo de la curva vertical
86 - 220
Ø= Diferencia de pendiente conservando su signo
K= Coeficiente de la parábola a ser desplazada
2.6.5.2 Curvas verticales convexas.
Se considera la distancia de frenado sobre un obstáculo fijo situado sobre el carril
de transito y la altura de los ojos del conductor sobre la rasante de este carril. El
parámetro está definido por:
Kv= Df 2
2∗(√h1+√h2 )
Donde:
Kv= Parámetro Curva Vertical Convexa (m)
Df= Distancia de Frenado (m)
h1= Altura ojos del conductor (m)
h2= Altura obstáculo Fijo (m)
Luego:
Kv= Df 2
4 , 48
Para el cálculo de Df tenemos la siguiente expresión:
Df=V∗t3 ,6
+ V 2
254∗( f i+i )
Donde:
V= Velocidad efectiva
T= Tiempo de reacción
fi= Coeficiente de fricción
87 - 220
i= Pendiente del tramo
FIGURA 17. Curvas verticales convexas.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.5.3 Curvas verticales cóncavas.
Se considera la distancia de frenado nocturna sobre un obstáculo fijo que debe
quedar dentro de la zona iluminada por los faros del vehículo. Este parámetro esta
dado por:
Kc= Df 2
2∗(h+Df∗sinβ )
Donde:
Kc= Parámetro Curva Vertical Cóncava (m)
Df= Distancia de Frenado (m)
h= Altura Focos del Vehículo (m)
β= Angulo de Abertura del Haz luminoso respecto de su Eje= 1°
88 - 220
Luego:
Kc= Df 2
1 ,2+0 ,035∗Df
FIGURA 18. Curvas verticales cóncavas.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.5.4 Longitud mínima de curvas verticales.
Por condiciones de comodidad y estética, la longitud mínima de las curvas
verticales está dada por:
2∗T (m)≥Vp (
kmh
)
Es decir, el desarrollo mínimo de la curva vertical será el correspondiente al
número de metros que representa la velocidad de proyecto de la carretera,
expresada en km/h.
2.6.5.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.
En este caso, a considerar en caminos bidireccionales, tiene relevancia las curvas
verticales convexas, ya que en las cóncavas las luces del vehículo en sentido
89 - 220
contrario son suficientes para indicar su posición y no existe obstáculo a la visual
durante el día a causa de la curva. Este parámetro esta dado por:
Ka= Da2
2∗(√h1+√h5 )2
Donde:
Ka= Parámetro Mínimo para Visibilidad Adelantamiento (m)
Da= Distancia de Adelantamiento (m)
h1= Altura Ojos Conductor (m)
h5= Altura Vehículo en Sentido Contrario (m)
Luego:
Ka= Da2
9 ,2
TABLA 24. Parámetro Mínimo Curvas Verticales Convexas para Asegurar
Visibilidad de Adelantamiento.
(Fuente: Manual y normas de diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.5.6 Sección Transversal.
La sección transversal de una carretera o camino describe las características
geométricas de estas, según un plano normal a la superficie vertical que contiene
el eje de la carretera. Esta varia de un punto a otro de la vía, ya que resulta la
combinación de los distintos elementos que la constituyen, cuyos tamaños, formas
e interrelaciones dependen de las funciones que ellas cumplan y de las
características del trazado y del terreno en los puntos considerados.13
13 Kraemer, Carlos. Ingeniería de Carreteras, Primera Edición Mc Graw Hill. España, 2004.
90 - 220
FIGURA 19. Perfil transversal descriptivo.
(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
FIGURA 20. Perfil transversal descriptivo en curvas.
(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
91 - 220
2.6.5.7 Ancho del carril.
El ancho del carril estará formado por dos o más carriles. Un carril será entonces
cada una de las divisiones de la calzada que pueda acomodar una fila de
vehículos transitando en un sentido. En el caso de carreteras o caminos con
calzada bidireccionales de dos carriles, cada uno de ellos podrá ser utilizado
ocasionalmente por vehículos que marchan en el sentido opuesto, en el momento
en que estos adelanten a otros más lentos.
TABLA 25. Ancho de carril.
Categoría Características Velocidad directriz
(Km/hr)
Ancho de carril
(m)
O Doble calzada 120 – 80 3.65 - 3.50
I.A Doble calzada 120 – 70 3.65 - 3.50
I.B Calzada simple 120 – 70 3.65 - 3.50
II Calzada simple 100 – 50 3.65 - 3.35
III Calzada simple 80 – 40 3.65 - 3.00
IV Calzada simple 80 – 30 3.65 – 3.00
(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.5.8 Bombeo.
Es la inclinación que se debe dar a las calzadas, con el propósito de evacuar las
aguas superficiales, una inclinación transversal mínima o bombeo, que depende
del tipo de superficie de rodadura y de la intensidad de la lluvia de 1 hora de
duración con un periodo de retorno.
TABLA 26. Valores de bombeo recomendables.
Tipo de Pavimento
O de Calzada
Pendiente Transversal (%)
Zona Húmeda Zona Seca
Pavimento de Hormigón 2.00 – 1.50 2.00 – 1.50
92 - 220
Pavimento Flexible de Alta Calidad 2.50 – 2.00 2.00
Pavimentos Porosos 3.00 – 2.50 2.50 – 2.00
Calzadas no Pavimentadas 4.00 – 3-00 3.50 – 2.50
(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.5.9 Bermas.
Son franjas que flanquean el pavimento de las calzadas, pueden ser construidas
con pavimento de hormigón, capa asfáltica, tratamiento superficial, o simplemente
ser una prolongación de la capa de grava en los caminos no pavimentados.
TABLA 27. Ancho de bermas.
Categoría de la
carretera
Características Velocidad directriz
(Km/hr)
Ancho de
bermas (m)
O Doble calzada 120 – 80 3.50 - 3.00
I.A Doble calzada 120 – 70 3.50 - 2.50
I.B Calzada simple 120 – 70 3.00 - 2.50
II Calzada simple 100 – 50 3.00 - 2.00
III Calzada simple 80 – 40 3.00 - 1.00
IV Calzada simple 80 – 30 3.00 - 0.50
(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
2.6.5.10 Taludes.
93 - 220
La determinación de taludes variara a lo largo de la obra según sea la calidad y
estratificación de los suelos encontrados.
Donde tendrán inclinaciones únicas por cada tramo, o bien presentar variaciones
en un mismo perfil. Esto último en el caso de comprobarse las ventajas técnicas y
económicas, o de otro tipo.
2.6.5.11 Sobre ancho.
Es el ensanche de la calzada que permite la maniobra de giro dentro de los límites
del carril, el sobre ancho se considera en base a los espacios que debe existir
entre el vehículo y los ejes demandados (huellas).
El sobre ancho se determina a través de la siguiente expresión:
S=100R
Donde:
R = Radio de Curvatura (m)
2.6.5.12 Diagrama de Masas.
La curva masa busca el equilibrio para la calidad y economía de los movimientos
de tierras, además es un método que indica el sentido del movimiento de los
volúmenes excavados, la cantidad y la localización de cada uno de ellos.
Las ordenadas de la curva resultan de sumar algebraicamente a una cota
arbitraria inicial el valor del volumen de un corte con signo positivo y el valor del
terraplén con signo negativo; como abscisas se toma el mismo cadena miento
utilizado en el perfil.
Los volúmenes se corrigen aplicando un coeficiente de abundamiento a los cortes
o aplicando un coeficiente de reducción para el terraplén.
a) El procedimiento para el proyecto de la curva masa es como sigue:
1. se proyecta la subrasante sobre el dibujo del perfil del terreno.
2. se determina en cada estación, o en los puntos que lo ameriten, los
espesores de corte o terraplén.
94 - 220
3. se dibujan las secciones transversales topográficas (secciones de
construcción)
4. se dibuja la plantilla del corte o del terraplén con los taludes escogidos
según el tipo de material, sobre la sección topográfica correspondiente,
quedando así dibujadas las secciones transversales del camino.
5. se calculan las áreas de las secciones transversales del camino por
cualquiera de los métodos ya conocidos.
6. se calculan los volúmenes abundando los cortes o haciendo la reducción de
los terraplenes, según el tipo de material y método escogido.
7. se dibuja la curva con los valores anteriores.
b) Determinación del desperdicio:
Cuando la línea compensadora no se puede continuar y existe la necesidad de
iniciar otra, habrá una diferencia de ordenadas.
Si la curva masa se presenta en el sentido del cadena miento en forma
ascendente la diferencia indicara el volumen de material que tendrá que
desperdiciarse lateralmente al momento de la construcción.
c) Determinación de los prestamos:
Se trata del mismo caso anterior solo que la curva masa se presentara en
forma descendente, la decisión de considerarlo como préstamo de un banco
cercano al camino o de un préstamo de la parte lateral del mismo, dependerá
de la calidad de los materiales y del aspecto económico, ya que los acarreos
largos por lo regular resultan muy costosos.
FIGURA 21. Diagrama de Masas.
95 - 220
(Fuente: Manual y Normas para el diseño geométrico de carreteras de la A.B.C.)
d) Determinación del acarreo libre:
Se corre horizontalmente la distancia de acarreo libre 20 metros, de tal manera
que toque dos puntos de la curva, la diferencia de la ordenada de la horizontal al
punto más alto o más bajo de la curva, es el volumen.
e) Determinación del sobre acarreo:
Se traza una línea en la parte media de la línea horizontal compensadora y la línea
horizontal de acarreo libre.
La diferencia de abscisas X – B será la distancia a la que hay que restarle el
acarreo libre para obtener la distancia media de sobre acarreo convertida en
estaciones y aproximada al décimo.
El volumen se obtendrá restando la ordenada de la línea compensadora A –B a la
de la línea de acarreo libre a-b.
f) Propiedades de la curva masa:
1. La curva crece en el sentido de la cadena miento cuando se trata de
cortes y decrece cuando predomina el terraplén.
96 - 220
2. En las estaciones donde se presenta un cambio de ascendente a
descendente o viceversa se presentara un máximo y un mínimo
respectivamente.
3. Cualquier línea horizontal que corta a la curva en dos extremos marcara
dos puntos con la misma ordenada de corte y terraplén indicando así la
compensación en este tramo por lo que serán iguales los volúmenes de
corte y terraplén. Esta línea se denomina compensadora y es la distancia
máxima para compensar un terraplén con un corte.
4. La diferencia de ordenada entre dos puntos indicara la diferencia de
volumen entre ellos.
5. El área comprendida entre la curva y una horizontal cualquiera, representa
el volumen por la longitud media de acarreo
6. Cuando la curva se encuentra arriba de la horizontal el sentido del acarreo
de material es hacia delante, y cuando la curva se encuentra abajo el
sentido es hacia atrás, teniendo cuidado que la pendiente del camino lo
permita.
2.6.6 Señalización vial.
2.6.6.1 Señalización vertical.
La señalización vertical son placas fijadas en postes o estructuras instaladas sobre
la vía o adyacentes a ella, que mediante símbolos o leyendas determinadas
cumplen función de prevenir a los usuarios sobre la existencia de peligros y su
naturaleza, reglamentar las prohibiciones o restricciones respecto del uso de las
vías, así como brindar la información necesaria para guiar a los usuarios de las
mismas. De acuerdo con la función que cumplen las señales verticales se
clasifican en:
97 - 220
- Señales preventivas: Son señales de advertencia de peligro (preventivas)
tiene como propósito advertir a los usuarios la existencia y naturaleza de
riesgos o situaciones imprevistas presentes en la vía o en sus zonas
adyacentes, ya sea en forma permanente o temporal.
- Señales reglamentarias: tiene por finalidad notificar a los usuarios de las
vías las prioridades en el uso de las mismas, así como las prohibiciones,
restricciones y autorizaciones existentes. Su trasgresión constituye
infracción a las normas de transito.
- Señales informativas: Las señales informativas tienen como propósito
orientar y guiar a los usuarios del sistema vial, entregándoles información
necesaria para que puedan llegar a sus destinos de la forma mas segura,
simple y directa posible.
a) Ubicación longitudinal
La ubicación de una señal debe garantizar que un usuario que se emplaza a la
velocidad máxima que permite la vía, será capaz de interpretar y comprender el
mensaje que se le está transmitiendo, con el tiempo suficiente para efectuar las
acciones que se requieran para una eficiente y segura operación.
TABLA 28. Distancia Mínima (M) Entre Señales Verticales.
(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)
b) Ubicación lateral
La ubicación lateral de una señal vertical, dependerá de la distancia, medida
desde el borde de la calzada, a la cual será instalada. Para esto es importante
98 - 220
tener presente que el conductor de un vehículo tiene una visibilidad en la forma de
un cono de proyección, el que se abre en un ángulo de alrededor de 10° con
respecto a la visual. Por lo tanto, se deberá asegurar que la señal quedara
instalada en esa zona.
FIGURA 22. Ubicación de la Señalización Vertical Transversal.
(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)
c) Señales preventivas
Son señales de advertencia de peligro, llamadas también preventivas, tienen como
propósito advertir a los usuarios la existencia y naturaleza de riesgos o situaciones
especiales presentes en la vía o en sus zonas adyacentes, ya sea en forma
permanente o temporal. Se identifican como base con el código SP.
Estas señales deben ubicarse con la debida anticipación, de tal manera que los
conductores tengan el tiempo suficiente adecuado para percibir, identificar, tomar
la decisión y ejecutar con seguridad la maniobra que la situación requiere. Este
tiempo puede variar de 3 s, como en el caso de señales de advertencia más
sencillas, curva pronunciada, pendiente fuerte, hasta 10 s.
FIGURA 23. Ubicación de Señales Preventivas de Restricción.
99 - 220
(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)
Las señales preventivas por la función que cumplen se clasifican desde la SP1
hasta SP68, a continuación se muestran algunas de ellas:
FIGURA 24. Señales Preventivas.
100 - 220
(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)
d) Señales Reglamentarias
Tienen por finalidad notificar a los usuarios de las vías, las prioridades en el uso
de las mismas, así como las prohibiciones, restricciones, obligaciones y
autorizaciones existentes. Su transgresión constituye infracción a las normas del
tránsito y acarrea las sanciones previstas en la ley. Estas señales se identifican
con el código SR.
Estas señales deberán instalarse al lado derecho de la vía, en el lugar preciso
donde se requiera establecer la regulación. Por otro lado, se deberá ubicar una
señal adicional al lado izquierdo de la vía, en toda condición cuando se trate de
señales del tipo No Adelantar (SR-26), y en el caso de Velocidad máxima (SR-30),
donde la presencia de camiones y buses cuenten con un tránsito medio diario
anual mayor o igual al 20% del total.
A continuación se representa un resumen mostrando alguna de las señales
preventivas utilizadas en la señalización vial:
101 - 220
FIGURA 25. Señales Reglamentarias.
(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)
e) Señales informativas
Señales informativas o de información, tienen por objeto guiar al usuario de la vía
suministrándole la información necesaria sobre identificación de localidades,
destinos, direcciones, sitios de interés turístico, geográficos, intersecciones,
cruces, distancias por recorrer, presentación de servicios.
En particular son utilizadas para informar sobre:
- Enlaces o empalmes con otras vías.
- Pistas apropiadas para cada destino.
- Direcciones hacia destinos, calles o rutas.
102 - 220
- Inicio de la salida a otras vías.
- Distancias a que se encuentran los destinos.
- Nombres de rutas y calles.
- Servicios y lugares de atractivo turístico existentes en las inmediaciones de
la vía.
- Nombres de ciudades, ríos, puentes, calles, parques, lugares históricos y
otros.
La ubicación de las señales longitudinales quedara determinada por su función,
según se especifica para cada señal en el “Manual de Dispositivos de Control de
Transito”. En todo caso, para efectos de su instalación, el lugar podrá ser ajustado
hasta un 20% dependiendo de las condiciones del sector y de factores tales como
geometría de la vía, accesos, visibilidad, transito, composición de este y otros.
Las señales informativas, de acuerdo a su función se clasifican en:
- Señales que Guían al Usuario a su Destino.
- Señales con Otra Información de Interés.
A continuación se mostraran algunos tipos de señales preventivas según la
función que cumplen:
FIGURA 26. Señales Informativas.
103 - 220
(Fuente: Manual de Dispositivos de Control de Transito A.B.C.)
2.7 HIDRÁULICA.
2.7.1 Definición.
La hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que se encarga del estudio de
las propiedades mecánicas de los fluidos, y tiene como principal objetivo la
conducción de las aguas.14
2.7.2 Descripción.
14 Maximo Villon B, Hidráulica de Canales
104 - 220
En el diseño hidráulico en carreteras es necesario para poder conducir el agua
mediante drenajes por eso es necesario realizar:
Drenaje longitudinal.
Drenaje transversal.
En la actualidad se cuenta con el apoyo de numerosos programas computarizados
de dominio público o de fácil acceso, que ayudan a realizar los cálculos hidráulicos
como ser:
HEC-RAS River Analysis System
HCanales
2.7.3 Drenaje longitudinal.
En obras viales el drenaje longitudinal se utiliza para evacuar el agua procedente
de lluvia y/o para impedir que el nivel freático alcance las capas superiores de la
plataforma, alargando así la vida útil de las mismas.
El objetivo de este drenaje es que debe captar y eliminar las aguas que corren
sobre el terreno natural y sobre la estructura, evacuar y transportar el excedente
del agua subterránea para proteger la plataforma de la erosión y de las
inundaciones.
Se debe considerar que el sistema de drenaje sea resistente y que tenga una vida
útil larga para prolongar el tiempo de servicio y reducen los gastos de
mantenimiento de la carretera.
En el drenaje de carreteras se procede a captar el agua superficial a través de
cunetas laterales de sección transversal: trapezoidal, triangular o redonda. Cada
cuneta contara son sus dimensiones suficientes para drenar el agua de la
plataforma hasta llevarla a un punto de descarga.
2.7.4 Diseño Hidráulico de Canales
105 - 220
Para realizar el diseño de los canales se utilizara los principios de flujo de canales
abiertos donde se distinguen los siguientes elementos:
Área o superficie mojada, (A) es el área de la sección transversal del flujo
normal a la dirección del flujo.
Perímetro mojado, (P) es la longitud de la línea de la intersección de la
superficie mojada del canal con la sección transversal normal a la dirección
del flujo.
Radio hidráulico, (R) es la relación entre el área mojada y el perímetro
mojado, se expresa como: R = A / P.
Factor de sección el factor de la sección (Z), para cálculos de escurrimiento o
flujo crítico es el producto del área mojada con la raíz cuadrada de la
profundidad hidráulica.
El diseño comenzara con el cálculo del caudal de escurrimiento “Q” determinado
con el método racional, posteriormente se determinaran las dimensiones del canal
mediante la aplicación de la Formula de Manning para canales abiertos
V=1n∗R
23∗S
12
Para comprobar que la sección elegida satisface al caudal de diseño, se empleará
la fórmula de gasto:
Q=1n∗R
23∗S
12∗A
Donde:
n= Coeficiente de rugosidad del material.
R= Radio hidráulico. Relación entre Área y Perímetro.
A= Área mojada.
106 - 220
S= Pendiente de la línea mojada.
TABLA 29. Valores del coeficiente “n” para la formula de Manning.
TIPO DE MATERIAL VALORES DE "n"
Canal revestido con placas de concreto. 0.012
Canal de concreto. 0.014
Zanja o cuneta, revestida en concreto. 0.016
Superficie cubierta por algas finas y fondo con
dunas de arena arrastrada.
0.018
Canal de irrigación, recto, en arena suave muy
densa.
0.020
Canal excavado en marga arcillosa y limosa. lecho
duro y resbaladizo.
0.024
Zanja o cuneta, con fondo bastante irregular, con
algunos cantos rodados sueltos.
0.024
Fondo del canal en canto rodado. 0.028
Canal con lecho de cantos rodados grandes. 0.030
Canal natural con muy poca variación en la sección
transversal.
0.035
Canal en roca excavada con explosivos. 0.040
Canal degradado, pendientes laterales y fondo
irregular.
0.045
(Fuente: Hidráulica de canales - Máximo Villón B)
2.7.5 Tipos de Canales.
Para el diseño de canales tenemos diferentes formas como: circulares,
trapezoidales, triangulares. En el diseño de obras viales es recomendable utilizar
107 - 220
canales trapezoidales debido a que evitan la acumulación de material en sus
paredes laterales y tiene mayor capacidad para una profundidad dada.
Los canales más utilizados según su forma geométrica son:
FIGURA 27. Propiedades hidráulicas de los canales.
(Fuente: Hidráulica de canales - Máximo Villón B)
2.7.6 Drenaje Transversal.
El drenaje transversal de la carretera se consigue mediante alcantarillas cuya
función es proporcionar un medio para que el agua superficial que escurre por
cauces naturales o artificiales de moderada importancia, en forma permanente o
eventual, pueda atravesar bajo la plataforma de la carretera sin causar daños a
esta, riesgos al tráfico o a la propiedad adyacente.
108 - 220
2.7.7 Alcantarilla.
Se entiende por alcantarilla estructura de drenaje cuya luz mayor, medida paralela
al eje de la carretera, sea de hasta 6 m; losas luces mayores, se trataran como
puentes en el relativo a su cálculo hidráulico. La alcantarilla debe ser capaz de
soportar las cargas del tráfico en la carretera, el peso de la tierra sobre ella, las
cargas durante la construcción, es decir debe cumplir requisitos del tipo estructural
también.
2.7.7.1 Materiales para la Alcantarilla.
Los materiales más usados para las alcantarillas son el hormigón (armado in situ o
prefabricado) y el acero corrugado. En la elección del material de la alcantarilla se
deben tomar en cuenta la durabilidad, resistencia, rugosidad, condiciones del
terreno, resistencia a la corrosión, abrasión e impermeabilidad.
Según sea la categoría de la carretera o camino se deben considerar las
siguientes vidas útiles:
TABLA 30. Vida útil según Categoría de la vía
Categoría de la vía Vida útil de la
Alcantarilla
Autopistas >50 años
Colectores
Locales
>30 años
Desarrollo >10 años
(Fuente: Manual y Normas de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)
En la elección del tipo de alcantarillas se consideran los siguientes factores:
Factores físicos y estructurales
- Durabilidad
- Altura disponible para la alcantarilla
109 - 220
- Carga de tierra sobre ella
- Condiciones de apoyo
- Rigidez de la alcantarilla
- Resistencia al impacto
- Tipo de terreno existente
Factores hidráulicos
- Caudal de diseño
- Forma, pendiente y área del cauce
- Velocidad de aproximación
- Carga hidráulica admisible
- Arrastre de sedimentos
- Condiciones de entrada y salida
- Pendiente de la alcantarilla
- Rugosidad del conducto
- Longitud y tamaño de la alcantarilla
- Sección transversal
Factores de construcción y mantenimiento
- Accesibilidad del lugar
- Disponibilidad de materiales
- Costos de la obra
TABLA 31. Coeficientes de rugosidad según el material de la alcantarilla.
110 - 220
(Fuente: Manual y Normas de hidrología y drenaje de carreteras de la A.B.C.)
2.7.8 Numero de Froude.
El numero de froude tiene una función muy importante en las características de los
canales y se clasifican subcriticos o tranquilo, critico y supercritico o rápido. Se
puede calcular mediante la siguiente expresión:
Fr= V
√g∗h
Donde:
V= Velocidad media de la sección del canal (m/s)
h= Profundidad hidráulica (m)
g= aceleración de la gravedad (m/s2)
En el caso de que:
Sea FR > 1 el régimen del flujo será supercrítico
Sea FR = 1 el régimen del flujo será crítico
Sea FR < 1 el régimen del flujo será subcrítico
111 - 220
La velocidad de flujo será lento (Fr<1) se da cuando hay una pequeña alteración
que se desplaza corriente arriba afectando así las condiciones corriente arriba a
este se llama flujo subcritico o tranquilo.
Para las velocidades de flujo altas (Fr>1) se da lo contrario que en lo lento la
alteración no puede viajar corriente arriba, entonces las corrientes arriba no
pueden ser las mismas corrientes abajo a este se llama flujo supercritico o rápido.
Entonces para concluir estos flujos se dice que (Fr<1) es una onda superficial que
viaja corriente arriba y (Fr>1) es arrastrada corriente abajo y parece congelada,
cuando en la superficie es (Fr=1). Por otro lado la velocidad de una onda se
propaga y altera en canales más profundos que en los menos profundos.
2.7.9 Pendiente critica.
La pendiente crítica es el valor de la pendiente del fondo de la alcantarilla para la
cual este conduce un caudal. El valor de la pendiente crítica dependerá de: caudal
o gasto, profundidad crítica, velocidad crítica, área crítica, perímetro mojado y
radio hidráulico. La pendiente crítica se obtener a partir de la formula de Manning
con la siguiente ecuación:
S= Q∗n2
A∗R23
Donde:
S= Pendiente critica
Q= Caudal de escurrimiento
n= Rugosidad de la alcantarilla
A= Área de la alcantarilla
112 - 220
R= Radio hidráulico de la alcantarilla
2.7.9.1 Sección de la Alcantarilla.
El área de sección de una alcantarilla se puede determinar a través de:
Previa observación del funcionamiento de estructuras existentes aguas
arriba o aguas abajo.
Calculo mediante el uso de formulas empíricas que determinan
directamente el tamaño de la sección necesaria.
Utilización de formulas que determinan la cantidad de agua que llega a
la alcantarilla y utilizando posteriormente una segunda fórmula que
determine el tamaño indicado para descargar dicho caudal.
Para determinar la sección de una alcantarilla tenemos la siguiente expresión
propuesta por Talbolt:
A=0 .183∗C∗4√M 3
Donde:
A = Área libre del tubo en m2.
M = Área que se desea evacuar en Ha.
C = Coeficiente que depende del entorno de la cuenca.
Valores típicos de C:
- 0,04: Terreno llano.
- 0,10: Terreno ondulado.
- 0,18: Terreno montañoso.
2.8 PAVIMENTOS.
113 - 220
2.8.1 Definición.
En ingeniería, es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan
sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la
circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la
pavimentación urbana, industrial o vial están los suelos con mayor capacidad de
soporte, los materiales rocosos, el hormigón y las mezclas asfálticas.15
2.8.2 Descripción.
Para realizar el diseño del pavimento previamente se debe tener una seria de
estudios preliminares como son: diseño geométrico de la carretera (planta, perfil,
secciones transversales), estudios geotécnicos, geológicos, impacto ambiental,
hidráulicos, hidrológicos, tráfico y estudio de yacimientos y canteras para la
explotación de materiales, estudio de la subrasante, estudio del subsuelo.
2.8.3 Tipos de Pavimentos.
En la técnica actual se cuenta con variedad de pavimentos que siguiendo los
criterios se clasifican en:
Pavimentos flexibles
Pavimentos rígidos
Pavimentos empedrados
Pavimentos adoquinados
2.8.4 Pavimentos empedrados.
Constituidos por una capa de piedra de canto rodado, colocado sobre una
superficie de rodadura de tierra o subrasante, donde las piedras se acomodan en
15 Abel Chacón Choque, Texto Guía de Pavimentos, marzo 2011
114 - 220
una capa delgada de arena intermedia, aliviando así el polvo emergente por el
tráfico vehicular.
Con el fin de garantizar un empedrado de buenas condiciones, la subrasante
donde se realizará este trabajo debe cumplir los siguientes requisitos:
TABLA 32. Parámetros de diseño empedrado.
(Fuente: Manual andino Diseño de Empedrados.)
2.8.5 Componentes del Pavimento.
El componente estructural de un pavimento es variable de acuerdo al tipo de
pavimento, fundamentalmente consta de un suelo de fundación o material de
subrasante, una capa de subrasante mejorada, una capa de sub – base, una capa
de base y finalmente una carpeta asfáltica o una capa de concreto de hormigón.
2.8.5.1 Subrasante.
Es la correspondiente al terreno de fundación del pavimento. Debido a que el
terreno de la subrasante varia considerablemente, es necesario efectuar estudios
de suelos en el lugar y de acuerdo a los resultados diseñar el pavimento. Los
suelos a su vez son altamente variables debido a su diferente textura, densidad,
contenido de humedad, granulometría y plasticidad por lo que no es posible
determinar reglas generales para cada uno de los casos generalmente se agrupan
suelos de características similares.
115 - 220
2.8.5.2 Suelos de fundación.
De acuerdo a las características geológicas y geotécnicas del suelo de fundación
se tiene:
- Si el suelo de fundación es pésimo(A-6 o A-7). El material que lo compone
debe eliminarse en su totalidad y sustituirlo por otro de mejor calidad, el
suelo a reemplazar debe ser de mejor calidad (material granular) y se
conoce con el nombre de sub rasante mejorada.
- Si el terreno de fundación es malo. Corresponde a un suelo A-4 y A-5,
suelos limosos poco plásticos para mejorar se deberá colocar encima una
capa de material granular y luego mezclarlo, para utilizar como subrasante
mejorada y si se coloca un material seleccionado se utilizara como una sub
base.
- Si el terreno de fundación es regular o bueno. Corresponde a un suelo A-3,
A-2 y A-1, que podría utilizar como capa de sub base o capa base.
- Si el suelo de fundación es excelente. Se puede utilizar como capa de base
o prescindir de ella.
2.8.5.3 Capacidad de soporte de la subrasante.
Después que se conoce las características del suelo y los valores de CBR son
determinados en laboratorio por agrupación para cada suelo, se procede a
determinar el valor de soporte de la subrasante.
La designación del valor soporte de la subrasante (CBR), es definida como el valor
de resistencia al 90% de todos los valores de ensayos acumulados, esto se
determina de la siguiente manera:
- Ordenar todos los valores de CBR en orden numérico progresivo.
116 - 220
- Para cada valor de ensayo, comenzando por el más bajo, se determina el
porcentaje del número total de valores que son iguales o mayores a ese
valor.
- Plotear resultados en una hoja de papel en orden de abscisas y ordenadas.
2.8.5.4 Capa de rodadura.
Es la capa superior de la superficie del camino sobre la cual circulan los vehículos.
Deberá ser durable, podrá tener una alta resistencia al rozamiento y, en general,
deberá ser impermeable al agua superficial. Las superficies de rodadura podrán
ser construidas con el material local, agregados, capas selladoras o asfalto, cuyo
espesor oscila generalmente entre los 1” (tratamiento simple), 2” (tratamiento
superficial), 3” (tratamiento triple) y los 8 cm. (carpeta asfáltica).
2.9 EQUIPO Y MAQUINARIA.
2.9.1 Definición.
Es un conjunto de piezas o elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento
posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con
un fin determinado. Son todas las maquinas y equipos destinados al proceso de
construcción de una determinada obra para un mismo fin, empleados para
movilizar materia prima y artículos determinados.
2.9.2 Descripción.
Es importante realizar la evaluación de los volúmenes de obra, para así poder
definir el número de maquinaria a ser utilizada, así como el tiempo de trabajo
teniendo en cuenta los cambios de volúmenes que tienen los materiales.
117 - 220
2.9.3 Descripción de equipos y cálculo de producción.
2.9.3.1 Tractores.
Son máquinas que transforman la potencia del motor en energía de tracción, para
excavar, empujar o jalar cargas, aperos u otra maquinaria o cargas pesadas.
a) Tractores orugas.
Tienen la ventaja de trabajar en condiciones adversas, sobre terrenos
accidentados o poco resistentes, en lugares donde no existen caminos, ya que es
capaz de abrir su propia senda. Puede transitar por laderas escarpadas y con
fuertes pendientes. Se fabrican tractores con motores cuya potencia varía de 70 a
800 HP o más.
FIGURA 28. Tractor de orugas.
(Fuente: Elaboración propia.)
b) Tractores de llantas neumáticas.
118 - 220
Pueden desarrollar altas velocidades llegando a 60 KM/Hora, con la desventaja de
que su fuerza tractiva es mucho menor, debido a que el coeficiente de tracción es
menor para los neumáticos. Para su operación requieren superficies estables y
uniformes, con poca pendiente, para evitar hundimientos que disminuyen su
tracción.16
FIGURA 29. Tractor de Neumáticos.
(Fuente: Elaboración propia.)
Los tractores de dos ruedas tienen fácil maniobrabilidad, para hacer giros en
espacios reducidos. Su fuerza de tracción es mayor comparada con el de cuatro
16 Ayllon Acosta Jaime, Gutiérrez Angulo Vania Esdenka y Pereira Moreira Renan Armando.
MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION, Edición UMSS, 2006.
119 - 220
ruedas, debido a que la resistencia a la rodadura es menor por tener un solo eje.
Su costo de mantenimiento es menor por el menor número de llantas.
c) Tipos de hojas topadoras.
Para obtener una mayor productividad los tractores deben ser equipados con la
hoja topadora adecuada, considerando los lugares y el tipo de trabajo que
realizarán en la mayor parte de su vida útil.
Los tipos de hojas son;
Hoja recta "S".
Hoja angulable e inclinable a potencia “P”.
Hoja de radio variable “VR”.
Hoja angulable "A".
Hoja universal "U".
Hoja semi universal “SU”.
Hoja para tractores topadores transportadores “CD”.
Hoja amortiguada "C".
d) Calculo de Productividad de Tractores.
Para el cálculo de la productividad de las máquinas de construcción se mide en
metros cúbicos por hora (m3/hora), o yardas cúbicas por hora.
Pr=C∗Fv∗Ft∗60∗Nt
Dónde:
Pr= producción del tractor.
Fv= factor volumétrico
C= capacidad de la hoja
120 - 220
Ft= factor de eficiencia
N= rendimiento nacional 60-80%
t= tiempo del ciclo
Donde:
Tc= tf +tv
Tc= tiempo del cicloTf= tiempo fijoTv= tiempo variable
La disminución de productividad que ocasiona la pérdida de un porcentaje de
potencia del motor, debido a la altura sobre el nivel del mar, se evalúa
incrementando la duración del ciclo en el mismo porcentaje de la disminución de
potencia.
Representa los diferentes niveles de dificultad que ofrecen los materiales para ser
extraídos de su lecho natural.
TABLA 33. Factor del tipo de material.
Material Factor
"m"
Suelto y amontonado, tierra. No compacta, arena, grava,
suelo suave
1,00
Tierra compacta, arcilla seca, suelos con menos del 25 % de
roca
0,90
Suelos duros con un contenido de roca de hasta 50 % 0,80
Roca escarificada o dinamitada, suelos con hasta 75 % de
roca
0,70
Rocas areniscas y caliche 0,60
(Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de Construcción” Ing. Jaime Ayllon)
121 - 220
Resulta de la evaluación combinada de los factores correspondientes al
aprovechamiento del tiempo y a la habilidad de] operador.
TABLA 34. Factor de eficiencia de trabajo.
Condiciones de trabajo “t” “o” “E”
Excelentes 60/60 1.0 1.0
Buenas 50/60 0.9 0.75
Regulares 45/60 0.8 0.60
Deficientes 40/60 0,7 0.47
(Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de Construcción” Ing. Jaime Ayllon)
Para el cálculo de la resistencia por pendiente tenemos la siguiente expresión:
Rp=Pesomaquinaria∗%Pendiente
100
TABLA 35. Factores de pendiente.
(Fuente: Texto guía “Maquinaria y Equipo de
Construcción” Ing. Jaime Ayllon)
2.9.3.2 Retroexcavadora.
122 - 220
Pendiente del
terreno (%)
Factor (p)
15 1.20
10 1.14
5 1.07
0 1.00
-5 0.93
-10 0.86
-15 0.77
Son equipos que se usan en una amplia variedad de trabajos, donde el material a
excavar se encuentra bajo el nivel del piso en el que se apoya la maquina, este
tipo de maquinaria puede ser montada sobre ruedas o sobre orugas.
FIGURA 30. Retroexcavadora.
(Fuente: Elaboración propia.)
Las aplicaciones de esta maquinaria pueden ser:
Excavación de zanjas de drenaje
Excavación de cunetas de camino
Excavación y afinamiento de canales
Colocación de tuberías de drenaje y alcantarillado
Rellenos de zanjas
Limpieza de canales
Los factores que afectan la producción de esta maquinaria son:
Tipo de material
Peso del material
Abundamiento del material
Contenido de humedad
Facilidad de manejo
Factores que intervienen en el cálculo de la producción:
123 - 220
Selección del cucharon
Rendimiento horario aproximado
Factor de eficiencia
Coeficiente de profundidad de corte
Coeficiente por giro
Coeficiente por facilidad de carga
Número de unidades de acarreo
TABLA 36. Características de las excavadoras normales.
Excavadoras Sobre orugas Sobre ruedas
Capacidad cuchara 0.29 a 5.00 m3 0.15 a 1.15 m3
Velocidad traslación 1.2 a 4.0 km/h 15 a 50 km/h
Velocidad rotación 3.2 a 5.25 rpm 2.7 a 7.5 rpm
Velocidad elevación 24 a 27 m/ml 30 a 55 m/ml
Potencia del motor diesel 50 a 300 hp 20 a 100 hp
Peso aproximado 10 a 130 tn 10 a 40 tn
Para el cálculo de la producción de las retroexcavadoras tenemos:
Pr=C∗Fetc
Dónde:
Pr= producción de la maquinaria
C= capacidad del cucharon
Fe= factor de eficiencia del trabajo (entre 50 a 45 min)
Tc= tiempo del ciclo
Donde:
124 - 220
Tc= tf +tv
Tc= tiempo del cicloTf= tiempo fijoTv= tiempo variable
Para el cálculo total del trabajo se estima con la siguiente expresión:
H= Q∗tq∗60
Donde:
H= número de horas de trabajo
Q= volumen total por mover m3
q= volumen movido por ciclo
T= tiempo del ciclo (minutos)
2.9.3.3 Equipo de transporte o acarreo.
Utilizados para el transporte de materiales en construcciones viales, para el
acarreo de materiales desde los yacimientos o bancos de préstamo hasta los
rellenos o terraplenes, para el transporte de materiales clasificados con destino a
las capas sub - base, base y la estabilización de plataformas o caminos de tierra,
para el transporte de mezclas asfálticas.
FIGURA 31. Equipo de transporte o acarreo.
125 - 220
(Fuente: Elaboración propia.)
La producción está dada por:
Pr=Cv∗Fetc
Dónde:
Pr= producción de la unidad de acarreo
Cv= capacidad de la volqueta
Fe= factor de eficiencia del trabajo
Tc= tiempo del ciclo
Donde:
Tc= tf +tv
Tc= tiempo del cicloTf= tiempo fijoTv= tiempo variable
2.9.3.4 Moto niveladoras.
126 - 220
La Motoniveladora ha sido concebida especialmente para refinar la explanada, la
superficie de la sub-base en las carreteras, así como los desmontes y los rellenos,
para igualar taludes de tierra y conservar los caminos de arrastre de obras. Se
trata de una maquina de auto-desplazable que sustenta sobre sus dos o tres ejes.
FIGURA 32. Motoniveladora.
(Fuente: Elaboración propia.)
a) Clasificación
Se clasifican de acuerdo a:
La potencia de su motor
La longitud de su hoja
Por el numero de eje de tracción( siempre o en tándem)
b) Rendimiento
Dependerá esencialmente de:
De las velocidades que transitan
Del numero de pasadas que deberán efectuar para terminar el trabajo
La velocidad dependerá de la clase de material y tipo de trabajo
127 - 220
Teóricamente el rendimiento de una moto niveladora se calcula
determinando el tiempo que se emplea en ejecutar el trabajo.
Rendimiento= SuperficieTiempo
=VolumenTiempo
=DistanciaTiempo
Para el cálculo del tiempo en horas tenemos:
T=N∗DV∗E
N= Numero de pasadas necesarias para efectuar el trabajo
D= Distancia recorrida en cada pasada
V= Velocidad de régimen de operación en km/h
E= Factor de eficiencia de la maquina (con tiempos perdidos)
Para poder calcular el tiempo tenemos 2 situaciones:
Distancias cortas
Distancias largas
En marcha adelante realiza el trabajo efectivo:
T=D∗N1
Va1∗E+D∗N 1
Vr1∗E+D∗N2
Va2∗E+D∗N2
Vr1∗E
T=∑ (¿ D∗¿Vai∗E
)+ D∗¿Vei∗E
¿
Distancias largas:
T=D∗N1
Va1∗E+D∗N2
Va2∗E+D∗N3
Va3∗E+D∗N4
Va4∗E+ tf
Tf= Tiempo fijo de maniobras
128 - 220
Cuando se tiene operaciones uniformes, es decir si D y V son constantes se tiene:
T=2∗N∗DV∗E
El rendimiento calculado de acuerdo al ancho de la hoja:
R=a∗VN
V= Velocidad media
A= Ancho de la hoja
N= Numero de pasadas
c) Factores de control en la nivelación para el máximo rendimiento:
Selección de la moto niveladora adecuada según clase de terreno
Eliminar el cambio de dirección en forma frecuente
Presión de inflado, de acuerdo a las especificaciones
Trabajo de tándem, se puede abreviar el número de pasadas, colocando las
motos niveladoras una detrás de otra.
Planear el número de pases
TABLA 37. Velocidades de trabajo adecuadas.
CLASE DE TRABAJO VELOCIDAD Km/h
Conservación y mantenimiento de
caminos5-15
Extendido de materiales y cordones 5-10
Mezcla de materiales 8-25
Construcción de cunetas 3-5
Nivelación de rasantes, perfilado,
bombeo5-8
Retroceso en cuneta 8-12
129 - 220
(Fuente. Elaboración propia).
2.9.3.5 Equipo de compactación.
En la realización de carreteras de tierra, empedrado las diferentes capas
colocadas se apisonan por la acción sucesiva de las lluvias, las maquinas realizan
la compactación del camino según el espesor dado.
FIGURA 33. Equipo de Compactación.
(Fuente: Elaboración propia.)
Las maquinarias más utilizadas para la compactación son:
Compactadora pata de cabra.
Compactadora con rodillo liso.
Compactador de ruedas neumáticas.
Apisonador estático.
La selección de Compactadores más adecuados depende de muchos factores:
Tipo de suelo
Método de movimiento de tierras
Compatibilidad con equipos de otras actividades
Compactadores disponibles
130 - 220
Continuidad del trabajo
Para determinar la producción de la maquinaria de compactación debemos tomar
en cuenta los siguientes factores:
Ancho compactado por la maquina
Velocidad de operación
Espesor de capa
Numero de pasadas para obtener la compactación específica
Para calcular la producción tenemos la siguiente expresión:
Pr= A∗V∗E∗10∗CN
Dónde:
A= Ancho compactado (m)
V= Velocidad (km/h)
E= Espesor de la cama (cm)
N= Numero de pasadas
10= factor de conversión
C= Eficiencia (entre 0.6 a 0.8)
2.9.3.6 Camión Aguatero.
Son tanques de agua cilíndricos, montados sobre chasis de camión, que se
utilizan para el regado de terraplenes, con el fin de conseguir la humedad óptima
especificada para una obra y facilitar el trabajo de compactación. Los tanques de
acuerdo a la potencia del motor y el número de ejes del camión, pueden tener una
capacidad que varía entre 2.000 a 30.000 lts.
131 - 220
FIGURA 34. Camión Cisterna.
(Fuente: Elaboración propia.)
Para el cálculo de la productividad de esta maquinaria tenemos la siguiente
expresión:
Dónde:Q = Productividad.
TA CORREGIDO = TA * (1 + h).
TA = Duración del ciclo.
C = Capacidad del tanque.
ϫr = Resistencia a la rodadura.
MAT = Densidad del material suelto.
p = Factor de pendiente.
E = Factor de eficiencia de trabajo.
132 - 220
2.9.3.7 Costo horario de operación de maquinaria.
Este costo se obtiene del análisis de costos sobre la base del costo de operación
por hora de las maquinas. Donde los rendimientos de las maquinas, siempre se
expresan en función de cada hora de trabajo.
El costo horario se integra mediante los siguientes cargos:
Cargos fijos
Cargos por consumo
Cargos por operación
2.9.3.8 Cargos fijos.
Se derivan de los correspondientes a:
a) Cargo por depreciación
b) Cargo por inversión
c) Cargo por seguros
d) Cargo por almacenaje
e) Cargo por mantenimiento mayor y menor
1) Cargo por depreciación.
Es el que resulta por la disminución en el valor original de la maquinaria como
consecuencia de su uso durante el tiempo de su vida económica. El sistema más
empleado es el lineal. La maquinaria se deprecia la misma cantidad por unidad de
tiempo.
D=Va−VrVe
Donde:
D= Depreciación por hora efectiva de trabajo
Va= Valor inicial de la maquina (precio comercial de adquisición de la maquina).
Vr= Valor de rescate de la maquina
Ve= Vida económica de la maquina en horas de trabajo.
133 - 220
2) Cargo por inversión
Es el cargo equivalente a los intereses correspondientes al capital invertido en la
maquinaria.
I=(Va+Vr )
2 Ha∗i
Donde:
I= Cago por inversión por hora efectiva de trabajo
Va= Valor inicial de la maquina
Vr= Valor de rescate de la maquina
Ha= Numero de horas efectivas que el equipo trabaja durante el año
I= Tasa de intereses anuales en vigor
3) Cargo por seguros
Es el necesario para cubrir los riesgos a que está sujeta la maquinaria de
construcción durante su vida económica y por accidentes que pudiera sufrir.
S=(Va+Vr)
2 Ha∗s
Donde:
S= Cargo por seguros por hora efectiva de trabajo
Va= Valor inicial de la maquina
Vr= Valor de rescate de la maquina
Ha= Numero de horas efectivas que el equipo trabaja durante el año
s= Prima anual promedio, expresada en por ciento del valor de la maquina.
4) Cargo por almacenaje
Es el cargo derivado de las erogaciones para cubrir la guarda y vigilancia de la
maquinaria, durante los periodos de su vida económica considerados como
inactivos. Incluye gastos como la renta y mantenimiento de las bodegas o patios
de almacenaje y vigilancia necesaria para la maquinaria.
134 - 220
A=K∗D
Donde:
A= Cargo por almacenaje por hora efectiva de trabajo
K= Coeficiente, que según estadísticas está en función del tamaño de los locales,
salarios del personal de vigilancia (varía entre 0.05 y 0.1)
D= Representa la depreciación de la maquinaria calculada según el cargo de
depreciación.
5) Cargos por mantenimiento
Son las erogaciones necesarias para conservar la maquinaria en buenas
condiciones, a efecto de que trabaje con rendimiento normal durante su vida
económica.
M=D∗Q
Donde:
M= Cargo por mantenimiento mayor y menor por hora efectiva de trabajo
Q= Representa un coeficiente que incluye el mantenimiento mayor y menor
D= Representa la depreciación de la maquina
2.9.3.9 Cargos por consumo.
Las maquinas de construcción son accionadas generalmente por motores de
combustión interna, el consumo de combustible es proporcional a la potencia
desarrollada por la maquina.
135 - 220
Toda máquina al operar en condiciones normales solamente necesita de un
porcentaje de su potencia nominal, cuyo factor de operación varía entre 50 a 90%
con respecto a la potencia nominal máxima.
La altura s.n.m, las variaciones de temperatura, las condiciones climatológicas
ejercen influencias adversas en el consumo del combustible. Los cargos de
consumos son:
a) Combustibles
b) Otras fuentes de energía
c) Lubricantes
d) Llantas
e) Piezas de desgaste rápido
a) Combustibles
Es el derivado de todas las erogaciones originadas por los consumos de gasolina
o diesel.
E=E∗Pc
E= Cargo por consumo de combustibles, por hora efectiva de trabajo
e= Cantidad necesaria de combustible por hora efectiva de trabajo.
Pc= Precio del combustible
Motor diesel= 0.20 litros por HP.Op/hora
Motor de gasolina= 0.24 litros por Hp. Op/hora
b) Cargos por consumo de lubricantes
Son las erogaciones originadas por consumos y cambios periódicos en las
maquinas.
L=a∗Pe
136 - 220
L= Cargo por consumo de lubricantes por hora efectiva de trabajo
a= Representa la cantidad necesaria de aceite por hora efectiva de trabajo.
Pe= Precio de los aceites que consumen las maquinas.
Para maquinas con potencia igual o menor a 100 HP:
a=Ct+0.0035 Hp.Op
Para maquinas con potencia mayor a 100 HP.
Ec=N∗Em∗Pe
a= Cantidad de aceite necesaria por hora efectiva de trabajo en litros
C= Capacidad del carter en litros
T= Numero de horas transcurridas entre dos cambios de aceite
c) Cargo por consumo de otras fuentes de energía
Son las erogaciones originadas por los consumos de energía eléctrica, el consumo
de energía eléctrica de un motor depende de su eficiencia para convertir la
energía eléctrica que recibe, en energía mecánica utilizable:
EC=0.653∗HP∗Pe
Ec= Energía consumida
N= Eficiencia del motor eléctrico
Em= Energía mecánica utilizable
Pe= Precio de la unidad de energía eléctrica suministrada
EC=0.653∗HP∗Pe
Ec= Energía eléctrica consumida en KWH
HP= Potencia nominal del motor
Pe= Precio de KWH puesto en la maquina
137 - 220
d) Cargo por consumo de llantas
La vida económica de las llantas del equipo de construcción, varía en función de:
Las condiciones de uso a que están sometidas
Del cuidado y mantenimiento que se les imparta
De las cargas a que operan
De la superficie de rodamiento en las que trabaja
Según los estudios estadísticos, se ha establecido que la vida económica
aproximada de una llanta es del orden de 80.000 km o 5000 horas de operación
nominal.
e) Cargos por piezas de desgaste rápido
El último cargo por consumo, es el relativo a piezas sujetas a continuas fuerzas
abrasivas, a variaciones súbitas de presión. La vida económica de estas piezas es
menor al resto del equipo.
Pe=VpHr
Donde:
Pe= Costo por piezas de desgaste rápido, por hora de operación de la maquina
Vp= Valor de adquisición de piezas especiales de desgaste rápido
Hr= Horas de vida económica de las piezas especiales de desgaste rápido
2.9.3.10 Cargos de operación.
138 - 220
Es el que se deriva por concepto de pago de salarios al personal encargado de a
operación de la maquina, por hora efectiva de trabajo.
o=StH
O= Cargo por operación del equipo por hora efectiva de trabajo
St= Representa los salarios por turno del personal para operar la maquina
H=Horas efectivas de trabajo
Para el cargo unitario por maquinaria tenemos:
CM=HMDRM
CM= Cargo unitario por maquinaria
HMD= Costo directo hora-maquinaria
RM= Rendimiento horario, expresada en la unidad de que se trate.
2.10 IMPACTO AMBIENTAL DEL PROYECTO.
2.10.1 Definición.
Se entiende por impacto ambiental el efecto que produce una determinada acción
humana sobre el medio ambiente en sus distintos aspectos. El concepto puede
extenderse, con poca utilidad, a los efectos de un fenómeno natural catastrófico.
Técnicamente, es la alteración de la línea de base, debido a la acción antrópica o
a eventos naturales.
El concepto puede extenderse a los efectos de un fenómeno natural catastrófico,
aunque en este caso nos limitaremos a evaluar los efectos que provocaría una
carretera en la zona de proyecto.
139 - 220
2.10.2 Descripción.
La ficha ambiental es el documento técnico que marca el comienzo del proceso de
Evaluación de Impacto Ambiental, este se constituye en instrumento para la
determinación de la Categoría de la Evaluación de impacto ambiental.
Los impactos ambientales pueden ser clasificados por su efecto en el tiempo, en 4
grupos principales:
Irreversible: Es aquel impacto cuya trascendencia en el medio, es de tal
magnitud que es imposible revertirlo a su línea de base original. Ejemplo:
Minerales a tajo abierto.
Temporal: Es aquel impacto cuya magnitud no genera mayores
consecuencias y permite al medio recuperarse en el corto plazo hacia su
línea de base original.
Reversible: El medio puede recuperarse a través del tiempo, ya sea a corto,
mediano o largo plazo, no necesariamente restaurándose a la línea de base
original.
Persistente: Las acciones o sucesos practicados al medio ambiente son de
influencia a largo plazo, y extensibles a través del tiempo. Ejemplo:
Derrame o emanaciones de ciertos químicos peligrosos sobre algún
biotopo.
2.10.3 Contenido Ficha Ambiental.
El contenido de la FA refleja aspectos relacionados al proyecto, obra o actividad,
tales como:
Información general, datos de la unidad productiva, identificación del
proyecto, localización y ubicación del proyecto;
140 - 220
Descripción del proyecto, duración, alternativas y tecnología, inversión total,
descripción de actividades;
Recursos naturales del área que serán aprovechados, materia prima,
insumos, y producción que demande el proyecto;
Generación de residuos, de ruido, almacenamiento y manejo de insumos,
posibles accidentes y contingencias;
Consideraciones ambientales e identificación de los impactos "clave";
Formulación de medidas de mitigación y prevención, que reduzcan o eviten
los impactos negativos clave identificados;
Matriz de identificación de impactos ambientales;
Declaración jurada.
2.11 EVALUACIÓN Y DIRECCIÓN DE OBRAS.
2.11.1 Definición.
La Evaluación y dirección de obras es un instrumento que ayuda a medir
objetivamente ciertas magnitudes cuantitativas resultantes del estudio del
proyecto; para medir objetivamente las premisas y supuestos estas deben nacer
de la realidad misma en la que el proyecto estará inserto y en el que deberá rendir
sus beneficios.
2.11.2 Descripción.
La evaluación de proyectos surge de la necesidad de valerse de un método
racional, que permita cuantificar las ventajas y desventajas que implica asignar
recursos escasos, y de uso optativo a una determinada iniciativa, la cual
141 - 220
necesariamente, deberá estar al servicio de la sociedad y del hombre que en ella
vive. Para el presente proyecto mediante este método se determinara:
a) Memoria de cálculo.
b) Pliego de condiciones.
c) Presupuesto económico.
d) Cronograma de actividades.
2.11.3 Pliego de especificaciones técnicas.
También conocido como pliego de condiciones, en el se detallan las condiciones
técnicas que deberán satisfacer los materiales empleados en la ejecución del
proyecto, así como las unidades de obra, la forma de ejecutar cada una de estas,
la medición y forma de pago de las mismas.
Normalmente está compuesto bajo los siguientes criterios:
A) Definición: Da a conocer de forma minuciosa cada ítem, especificado el tipo
de trabajo que se deberá realizar y las partes que conforman cada trabajo
específico.
B) Materiales, herramientas y equipo: Indica perfectamente los materiales a
utilizarse en la ejecución de cada actividad, las herramientas y el equipo
necesarios para ejecutar cada trabajo específico.
C) Procedimiento para la ejecución: Da instrucciones específicas de la forma en
la que se debe realizar cada actividad contempladas en el proyecto.
D) Medición: Donde se aclara como va a medirse los diferentes ítems de
acuerdo a su ejecución en obra.
E) Forma de pago: Indica cómo se realizaran los pagos de los trabajos
ejecutados, que previamente deberán ser aprobados por una entidad
controladora que respalde el avance de la obra además de incluir un precio
por cada unidad de trabajo.
142 - 220
2.11.4 Presupuesto.
El presupuesto global real de una construcción será producto de la aplicación de
los volúmenes reales de cada actividad a realizar por los precios unitarios, también
variará a medida en que se ejecute el proyecto como consecuencia de variaciones
convencionales.
2.12 CONSTRUCCIONES.
2.12.1 Definición.
La Construcción es la etapa de ejecución de un proyecto, la cual se realiza con
una previa planificación de acuerdo a los ítem a construir, donde uniendo los
diversos componentes y métodos constructivos se podrá realizar la construcción
de los diferentes tipos de estructuras.
2.12.2 Descripción.
Las construcciones Civiles sirven en la ejecución de los proyectos, ya que
mediante la aplicación de tecnológicas y procedimientos administrativos que
permiten a los proyectos de obras de construcción, dirigir, efectuar su control y
fiscalizar su desarrollo.
La construcción realiza labores de planificación, dirección, ejecución y control de
obras civiles conforme a los planos de diseño, realiza y controla ensayos de
materiales.
Mediante la aplicación de la construcción en el presente proyecto se empleara
para determinar:
a) Planos.
143 - 220
b) Cómputos métricos.
c) Precios unitarios.
Para realizar los planos se utilizara el programa AutoCad 2010, así como el
programa Land Desktop para el ploteo de las secciones transversales.
3 MARCO PRÁCTICO.
3.1 RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN DE CAMPO.
3.1.1 Tráfico.
144 - 220
El estudio de tráfico se lo realizó mediante la validación de información recopilada
(ver acápite 1.2), para determinar la intensidad de circulación realizando el aforo
del número de vehículos que pasan por determinadas secciones de la vía.
Para el proyecto se realizó la fecha 8 de mayo del 2011, mediante la recolección
de datos de un aforo vehicular durante 7 días, donde se ubicaron dos estaciones
para la recolección.
FIGURA 35. Ubicación de estaciones de Aforo Vehicular.
(Fuente: Elaboración propia)
Mediante el aforo realizado utilizando una planilla en el cual seleccionamos el
vehículo de acuerdo el eje que tenga se lo clasifica en la planilla para así poder
determinar el número de vehículos pesados y livianos. (Planilla de aforo ANEXO
“B” CD).
TABLA 38. Tráfico diario del camino RAMADAS - APHARUMIRI.
Total de vehiculas en 1
145 - 220
semanaLunes 80Martes 46
Miércoles 63Jueves 65Viernes 104Sábado 72
Domingo 102(Fuente: Elaboración propia)
Con el total de tráfico diario procedemos a calcular el tráfico promedio diario
semanal TPDS con la siguiente expresión:
TPDS=TS7
=80+46+63+65+104+72+1027
=76
TPDS=76 vehiculos /dia
Desviación estándar muestral, S:
S=√∑i=1
n
(TDi−TPDS )2
n−1
S=√¿¿¿
S=8vehiculos /dia
Desviación estándar poblacional estimada σ:
σ=(√N-nN-1 )∗ S
√n
σ=(√ 365−7
365−1 )∗8
√7
146 - 220
σ=3vehiculos /dia
Intervalo de confiabilidad del 95%, k = 1,96. Entonces:
TPDA=TPDS ± A
TPDA=76±1,96∗3
TPDA=76±6
TPDA=82 vehiculos /dia
TABLA 39. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 1.
Estación RamadasFecha de aforo 8 de mayo del 2011
Tipo de Vehículo Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo TPDSAutomóviles, Vagonetas y Jeep 12 9 11 10 20 15 23 15
Camionetas (hasta 2 Tn.) 12 4 12 11 19 15 13 13Minibuses (hasta 15 pasajeros) 11 4 8 13 17 12 14 12
Microbuses (dos ejes) 0 1 0 3 0 1 0 1Buses Medianos (dos ejes) 1 0 3 3 5 0 4 3
Buses Grandes (dos o más ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00Camiones Medianos (dos ejes) 5 9 7 6 9 9 5 8Camiones Grandes (dos ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00
Camiones Grandes (mas de dos ejes) 1 0 0 2 0 0 0 1Camiones Semirremolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00
Camiones Remolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00TD 42 27 41 48 70 52 59 53
(Fuente: Elaboración propia)
FIGURA 36. Trafico promedio diario semanal estación Ramadas.
147 - 220
29%
25%
23%
1%
5%
15% 1%
TPDS ESTACION RAMADASAutomóviles, Vagonetas y Jeep Camionetas (hasta 2 Tn.)Minibuses (hasta 15 pasajeros) Microbuses (dos ejes)Buses Medianos (dos ejes) Buses Grandes (dos o más ejes)Camiones Medianos (dos ejes) Camiones Grandes (dos ejes)Camiones Grandes (mas de dos ejes) Camiones SemirremolqueCamiones Remolque
(Fuente: Elaboración propia)
TABLA 40. Resumen del aforo vehicular TPDS No. 2
Estación ApharumiriFecha de aforo 8 de mayo del 2011
Tipo de Vehículo Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo TPDSAutomóviles, Vagonetas y Jeep 7 1 5 2 5 7 11 6
Camionetas (hasta 2 Tn.) 13 8 8 8 14 6 12 10Minibuses (hasta 15 pasajeros) 3 8 3 5 9 4 13 7
Microbuses (dos ejes) 1 0 0 0 0 0 0 1Buses Medianos (dos ejes) 2 0 0 0 5 0 4 2
Buses Grandes (dos o más ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00Camiones Medianos (dos ejes) 5 2 6 1 1 3 3 3,00Camiones Grandes (dos ejes) 0 0 0 0 0 0 0 0,00
Camiones Grandes (más de dos ejes) 7 0 0 1 0 0 0 2Camiones Semirremolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00
Camiones Remolque 0 0 0 0 0 0 0 0,00TD 38 19 22 17 34 20 43 31
(Fuente: Elaboración propia)
FIGURA 37. Trafico promedio diario semanal estación Apharumiri.
148 - 220
20%
36%
23%
1%
6%
11%4%
TPDS ESTACION APHARUMIRIAutomóviles, Vagonetas y Jeep Camionetas (hasta 2 Tn.)Minibuses (hasta 15 pasajeros) Microbuses (dos ejes)Buses Medianos (dos ejes) Buses Grandes (dos o más ejes)Camiones Medianos (dos ejes) Camiones Grandes (dos ejes)Camiones Grandes (mas de dos ejes) Camiones SemirremolqueCamiones Remolque
(Fuente: Elaboración propia)
3.1.1.1 Vehículo Tipo.
Mediante los datos obtenidos del aforo vehicular realizado se al determinado que
la mayor circulación en la vía son de automóviles, camionetas y minibuses.
Habiendo realizado un análisis es necesario considerar que a futuro no solo
transitaran estos tipos de vehículos sino que aumentara el tráfico y así mismo el
tamaño de vehículo.
Es por eso que para realizar el diseño geométrico se tomara como vehículo tipo un
bus interurbano, clasificado por la A.B.C como del tipo O (acápite 2.1.3.5), el cual
posee un peso en toneladas de 10 a 12 tn. Se toma en cuenta este tipo de
vehículo por las necesidades de la población de transportar sus productos.
FIGURA 38. Bus interurbano.
149 - 220
(Fuente: Elaboración propia)
3.1.1.2 Proyecciones de Tráfico.
El tramo en estudio está ubicado al Sur-Oeste del Departamento de Cochabamba
a 60 km, de la ciudad, tramo: Ramadas - Tapacari.
IMAGEN 3. Señalización informativa Municipio de TAPACARI.
(Fuente: Elaboración propia)
150 - 220
El tramo en estudio, se encuentra localizada en la Tapacari, mediante los datos
recopilados del I.N.E se obtuvo que la tasa de crecimiento urbano, rural el cual es
necesario para poder realizar las proyecciones de trafico es de i= 2,43 %.
3.1.1.3 Conclusiones.
Para los proyectos viales no solo es importante el tráfico existente en la vía, si se
trata de un mejoramiento, sino más bien del tráfico que la carretera va a servir a lo
largo de su funcionamiento, es decir es importante conocer el tráfico futuro de la
vía, para el presente proyecto se tomara como periodo de vida 20 años.
Mediante visitas de campo a la zona del proyecto se pudo determinar que el actual
nivel de servicio del camino es de nivel D según el (acápite 2.1.3.8), de categoría
IV con las siguientes características: Calzada Simple, Dos carriles, tendría que
circular a velocidades 80 km/hr a 30km/hr, en promedio por los datos de TPDA
obtenidos, categoría asignada porque las maniobras de rebase son difíciles de
completar en algunos casos son imposibles, además de la visibilidad de las
curvas, longitudes de transición entre curvas y rectas es inexistente a lo largo del
camino de estudio. Mediante el cálculo realizado para las proyecciones de tráfico
según el (acápite 2.1.3.3) tenemos el siguiente resultado:
TABLA 41. Resultados estudio de Trafico.
AñoProyección de tráfico
Tráfico Atraído
Tráfico Desarrollado
2011 82 0 1252031 135 0 205
(Fuente: Elaboración propia)
3.1.2 Inventario vial.
El inventario vial se realizo para el registro de las características técnicas y físicas
de la vía mediante una metodología determinada por la A.B.C. El cual nos permite
poder programar los trabajos de conservación y mantenimiento del camino.
151 - 220
3.1.2.1 Ubicación.
El tramo en estudio está ubicado al Sur-Oeste del Departamento de Cochabamba
a 60 km, de la ciudad, tramo: Ramadas - Apharumiri. El tramo en estudio, se
encuentra localizada en la provincia de Tapacari.
3.1.2.2 Características de la vía.
Actualmente la plataforma del camino es de tierra, este se encuentra en
condiciones regulares y de un ancho variable de 4mt.- 6mt., existiendo tramos en
los que la plataforma presenta baches y ahuellamientos.
IMAGEN 4. Estado actual del camino RAMADAS – APHARUMIRI.
(Fuente: Elaboración propia)
En el tramo Ramadas – Apharumiri se encuentran las siguientes comunidades:
Ramadas, Sivinga, Amaru, Apharumiri, de estas comunidades las que cuenta con
Escuelas y una Postas Sanitarias, es la comunidad de Ramadas.
La zona de influencia se caracteriza por ser una zona de producción agrícola y
entre los productos que se cultivan están: el Maíz, Papa, Cebada, Zanahoria,
Betarraga, Lechuga, Cebolla, Haba, Remolacha. También existe ganado Vacuno,
152 - 220
Ovino, Caprino y Porcino. En áreas adyacentes al camino se explota piedra caliza
y en mayor proporción de las comunidades de Sivinga, Cantería, Ramadas,
Apharumiri se explota piedra caliza, los cuales son llevados a las pequeñas
fábricas que se encuentran en Vinto, Suticollo.
3.1.2.3 Tareas desarrolladas.
Las tareas desarrolladas para la elaboración del inventario vial hasta la fecha
incluyen:
- Identificación de la red objeto del estudio
- Relevamiento de señalización vertical
- Relevamiento de alcantarillas
- Relevamiento de puentes
- Relevamiento de defensas
- Relevamiento de estado de la superficie del camino
Se detallan a continuación los alcances y resultados de cada una de las tareas
mencionadas.
a) Identificación de la red objeto del estudio
Para realizar la identificación de la red de objeto de estudio, la primera tarea a
realizar fue recorrer la vía identificando las diferentes características de la misma.
Se recorrieron aproximadamente 60 kilómetros de diferentes rutas para poder
tener acceso entra la que comprende el tramo de estudio, la recorrida incluyo:
-Ruta 004 Cochabamba – Quillacollo
-Ruta 004 Quillacollo – Parotani
-Ruta Parotani – Ramadas
-Ruta Ramadas - Apharumiri
En las siguientes fotos se pueden apreciar algunos momentos de las mencionadas
recorridas.
153 - 220
IMAGEN 5. Recorrido camino RAMADAS - APHARUMIRI.
(Fuente: elaboración propia.)
Durante estas recorridas se realizó una primera estimación muy aproximada de las
obras necesarias en el camino. A partir de la observación realizada se pretende
determinar las obras con las cuales cuenta el camino actualmente así como
también proponer las obras necesarias a la conclusión del presente proyecto.
154 - 220
b) Relevamiento señalización vertical
Se realizo el relevamiento para determinar la cantidad de señales existentes a
partir del cual se pudiese estimar los requerimientos del camino y de
mantenimiento de señalización vertical. El relevamiento de la señalización vertical
incluye los siguientes elementos:
Localización. Se consideró de vital importancia definir correctamente la
localización de las señales. En tal sentido se consideró adecuado definir la
localización a partir de las progresivas, además se indicó para cada señal si
la misma se encuentra a la derecho a o a la izquierda en el sentido de las
progresivas crecientes (+ o -).
Código de señal. Mediante el “Manual de Dispositivos para el Control de
Tránsito en Carreteras” publicado por la A.B.C, el cual contiene, entre otros
elementos, la codificación para cada tipo de señal (preventiva,
reglamentaria e informativa).
En dicho manual las señales reglamentarias se codifican con una valor
numérico secuencial precedido de la letra SR (SR01, SR02, ….).
Análogamente las señales de peligro e informativas se codifican con un
valor numérico precedido de la letra SP (SP01, SP02, …) y SS (SS01,
SS02, …) respectivamente.
Señales existentes. Las señales en su conjunto están integradas por el
panel y el poste. En la medida que al menos uno de los mismos no cumpla
las exigencias para las que fue diseñado, la señal en su conjunto puede no
cumplir el objetivo de trasmitir el mensaje al conductor. En virtud de ello se
entendió adecuado determinar si cada uno de los elementos mencionados
(panel y poste) está cumpliendo su cometido y en caso de no estar
haciéndolo la necesidad de su sustitución.
155 - 220
Los criterios para definir si cada uno de los elementos mencionados cumple las
exigencias de su cometido fueron los siguientes:
presencia de polvo o con daños tipo pegatinas, pintura, etc.,
placas con más de dos dobleces, o con un doblez superior a los 10 cm,
placas con más de tres deterioros (como perforaciones de bala, puntos de
oxido, etc.) o con menos deterioros cuando comprometan la lectura del
mensaje,
placas con cualquier combinación de deterioros que comprometan la
lectura del mensaje,
ausencia o deterioro de las pestañas o las costillas rigidizantes,
vegetación en el entorno que impida su visibilidad.
deficiencias en la colocación como ubicación, verticalidad, etc.,
defectos como roturas, dobleces, rajaduras u otros deterioros según el tipo
de material,
deficiencias en el pintado,
vegetación en el entorno que impida su visibilidad.
FIGURA 39. Relevamiento Señalización Vertical.
SEÑAL DESCOLORIDA, VISIBILIDAD
INSUFICIENTEPOSTE CAÍDO
156 - 220
Fotos. Se tomaron fotos de las señales existentes en el camino para
facilitar el análisis y recolección de datos mostrados a continuación:
IMAGEN 6. Señalización existente en el camino RAMADAS APHARMIRI.
(Fuente: elaboración propia.)
Los datos mencionados anteriormente se recolectaron en las planillas del
siguiente formato proporcionadas por la A.B.C.
PLANILLA DE RELEVAMIENTO DE SEÑALIACION VERTICAL
RUTA TRAM
ORAMADAS -
APHARUMIRI Hoja Nro. 1
157 - 220
RELEVADOR
Est. Hector Gorena Vaca
FECHA 15 de mayo 2011
Prog. Inic.
0+000
Prog. Final.
8+004
Señal numero. 1 2 3 4 5 6 7 8 910
Progresiva. 0+0003+440 5+880 6+500 8+004
Codigo Señal. Informativa SR SR Informativa Informativa
Estado Panel.
Bueno X Regular X X X X
Malo Sustituir
Observaciones
Estado Poste
Bueno X Regular X X
Malo X X Sustituir
Observaciones
FotoArchivo SI SI SI SI SI
Nro 1 2 3 4 5
b) Relevamiento de señalización horizontal
El objetivo de este relevamiento fue determinar el estado de la señalización
horizontal de eje y de borde en cada tramo. Actualmente el tramo no cuenta con
ninguna clase de señalización horizontal a lo largo de su trayectoria.
c) Relevamiento de alcantarillas
Actualmente el camino no cuenta con ninguna estructura la cual sirva para
evacuar las aguas provenientes de las áreas de aporte al camino, estas aguas en
varias partes del camino atraviesan transversalmente el camino provocando
erosiona miento, ahuellamiento entre otros como se muestra en fotos a
continuación:
158 - 220
IMAGEN 7. Estado del camino sin alcantarillas.
(Fuente: elaboración propia.)
d) Relevamiento de puentes
Los puentes desde el punto de vista estructural, no se considera conveniente que
se encuentren comprendidos dentro del alcance de los contratos. Esto se
fundamenta en que en función de la especificidad que dichas tareas implican,
cualquier obra que sea necesaria desde un aspecto estructural, podría implicar
importantes erogaciones las que podrían, eventualmente, desbalancear los flujos
de fondo previstos por los contratistas.
El actual camino que pasa por algunos ríos los cuales no cuentan con una
estructura la cual permita pasar a los vehículos en épocas de lluvia, los cuales se
muestran en fotografías a continuación:
159 - 220
IMAGEN 8. Ríos existentes en el camino RAMADAS – APHARUMIRI.
Rio de Quebrada # 1 Quebrada # 2
(Fuente: elaboración propia.)
e) Relevamiento de defensas
Las defensas constituyen un elemento de gran importancia desde el punto de vista
de la seguridad vial. En función de ello se consideró de gran trascendencia contar
con un relevamiento de las mismas, el cual permita determinar el estado de las
mismas y estimar las inversiones a realizar en esta área.
FIGURA 40. Tipos de defensas para carreteras y caminos.
160 - 220
(Fuente. Elaboración propia.)
Actualmente el camino no cuenta con defensas a lo largo de su trayectoria, donde
es necesario especialmente en curvas cerradas las cuales no tienen una distancia
de visibilidad mínima.
f) Relevamiento de cunetas
La integridad de la carretera está en muchos casos condicionada por la calidad de
los drenajes, tanto transversales como longitudinales de la carretera, así como por
la estabilidad de las banquinas. Es por ello que se consideró muy relevante
evaluar dichos elementos. El camino actualmente no presenta cunetas por lo cual
presenta un deterioro especialmente en épocas de lluvia.
IMAGEN 9. Estado camino Ramadas - Apharumiri.
(Fuente: Elaboración propia).
g) Relevamiento de estado de la superficie del camino.
161 - 220
Durante la primera recorrida realizada al inicio de los trabajos, se pudieron
apreciar las características de la red objeto. Con ello y considerando además el
uso a darle a la información recolectada, se definió la metodología de trabajo a
utilizar en este caso particular.
A tales efectos se definió una planilla de relevamiento de las fallas y un manual de
fallas que sirva como guía a los relevadores. La misma contempla el relevamiento
de las fallas que se detallan en la mencionada planilla en tramos de cincuenta
metros por el ancho de la calzada, cada dos kilómetros y medio, a efectos de que
cada dos muestras relevadas, una de las mismas coincida con un poste
kilométrico.
h) Conclusión Inventario Vial.
Mediante el inventario vial se pudo constatar que el camino no cuenta con obras
de drenaje, no tiene defensas en curvas cerradas, y en cuanto a la señalización
vertical cuenta con algunas señales pero no con las necesarias a continuación se
detallas las señales verticales del camino.
El detalle de los datos obtenidos mediante la relevación de señalización vertical se
presenta en el “ANEXO C”, a continuación se presentan para cada sector los
resultados obtenidos:
TABLA 42. Señales existentes en el camino RAMADAS - APHARUMIRI.
Tipo de señal CantidadReglamentari
a Preventiva 2Informativa 3
Total 5(Fuente: elaboración propia.)
Actualmente en el camino no existen mojones de kilometraje los cuales indiquen
las progresivas en el camino existente, así como también se puede apreciar que
no existe la señalización necesaria en diferentes partes del camino.
162 - 220
A continuación se detallan en una tabla por cantidad de señales, tipo de señal, y
criterios que cumplen y que no cumplen de acuerdo al estado en que se
encuentran:
TABLA 43. Cantidad de señales de acuerdo a su estado.
Tipo de señal Bueno Regular Malo TotalReglamentari
a 0Preventiva 2 2Informativa 1 2 3
Total 1 4 0 5(Fuente: elaboración propia.)
De acuerdo al análisis realizado mediante la observación de la señalización del
camino se deberá cambiar postes o paneles de las mimas, así como implementar
las señales necesarias.
3.1.3 Topografía.
El estudio contemplo la elaboración de la validación topográfica recopilada (ver
acápite 1.2) para el “Proyecto de mejoramiento del camino Ramadas – Apharumiri,
el mismo ha sido realizado por razones de metodología en dos etapas: campo y
gabinete, desarrolladlas posteriormente.
IMAGEN 10. Entrada población de Ramadas.
163 - 220
(Fuente: Elaboración propia).
Para poder realizar la validación de la topografía primero se realizò el
reconocimiento del proyecto para conocer las características del terreno, así
mismo verificar el levantamiento topográfico realizado anteriormente. Para esto la
validación se dividió en:
3.1.3.1 Trabajo de campo.
Reconocimiento de mojones, de los puntos de control horizontal y
vertical, materializados con barras corrugadas y plaquetas de acero
inoxidable, incrustados en mojones de hormigón vaciados en sitio.
Medición de algunos puntos de Poligonal Base, (puntos de control
horizontal y vertical), empleando instrumentos GPS de navegación,
considerándose un par de puntos cada 1 Km.
Medición de Puntos de Control Vertical (Banco de nivel), con estaciones
Totales.
164 - 220
3.1.3.2 Trabajo de gabinete
El alcance de trabajo establecido fundamentalmente consistió en el procesamiento
de datos asistido por computadora, descrito a continuación:
Introducción de la información obtenida en campo, almacenada en módulos
de registro de los instrumentos a nuestros sistemas computacionales, por
medio de programas y planillas electrónicas desarrolladas por nuestro
personal.
Detección y depuración de datos erróneos surgidos en el proceso de
introducción de información.
Cálculo de coordenadas y/o cotas de los puntos relevados
topográficamente en campo.
Conversión a un sistema de coordenadas cartesianas del tipo XYZ de todos
y cada uno de los puntos que tengan información de campo, además este
sistema de coordenadas está referido al sistema internacional.
Ajuste de los puntos en las tres dimensiones (este, norte y elevación),
aplicando el GPS y la estación total. Las calibraciones horizontales y
verticales fueron definidas antes del proceso de captura de datos.
3.1.3.3 Conclusión de la Validación Topográfica.
Mediante el trabajo de campo y de gabinete se obtuvo la topografía, a continuación
se detallan los puntos ubicados para la validación:
TABLA 44. Datos de validación topográfica.
VALIDACION DE DATOS DE DATOS TOPOGRAFICOSPunto NORTE
(m)ESTE (m)
ELEV. GEOM.
(m)
NORTE (m)
ESTE (m)
ELEV. GEOM.
(m)
ERROR DE DATOS RECOPILADOS -
VALIDADOS
165 - 220
Verif. Verif. Verif. ∆N ∆E ∆ELEV.
18057480,0
3 768071,939 2646,395 8057480768071,92
9 2646,41 0,025 0,01 0,015
28058845,4
1 767009,734 2786,1018058845,1
5 767009,75 2786,123 0,263 0,016 0,022
3 8059342,2 766648,854 2812,7248059342,1
8 766648,88 2812,754 0,019 0,026 0,03
48059661,8
5 766180,715 2819,9748059661,9
3 766180,69 2819,915 0,079 0,025 0,059
58059965,9
3 765386,161 2856,8438059965,9
8765386,14
3 2856,791 0,044 0,018 0,052
68059748,5
5 764942,957 2818,1688059748,5
1 764942,91 2818,201 0,041 0,047 0,033
78059772,7
4 764485,286 2771,1398059772,7
9 764485,25 2771,178 0,049 0,036 0,039
88059886,4
8 763804,56 2713,558059886,5
1763804,50
1 2713,6 0,034 0,059 0,05
98060229,2
3 763354,418 2737,267 8060229,2763354,45
8 2737,312 0,029 0,04 0,045
108060150,2
4 762941,952 2739,9318060150,2
8762941,89
1 2739,885 0,04 0,061 0,046(Fuente: Elaboración propia).
El error entre los datos validados y los recopilados es de 0,06 metros, información
que se utilizo para poder elaborar el modelo digital del terreno, diseño geométrico,
diseño de las secciones transversales (ver “ANEXO D”).
TABLA 45. Precisión Validación Topográfica.
Precisión Validación Topográfica
∆N ∆E ∆ELEV.0,06 0,03 0,04
(Fuente: Elaboración propia).
3.1.4 Geología.
Mediante la recopilación de información geológica de la zona, se procedió a
efectuar el estudio del subsuelo del sitio donde se pretende realizar el
mejoramiento del camino Ramadas - Apharumiri, Investigación que se llevo a cabo
166 - 220
con el objeto de obtener información acerca de los materiales existentes en la
zona mediante un mapa geológico.
IMAGEN 11. Camino Ramadas – Apharumiri.
(Fuente: Elaboración propia)
Mediante el cual determinaremos los tipos de materiales que existen a lo largo del
tramo, así como también los bancos de préstamo existentes que puedan ser
utilizados en la construcción del camino.
3.1.4.1 Estratigrafía del suelo.
El terreno sujeto a estudio se encuentra conformado por suelos de origen
aluvional, constituido inicialmente por material de gradación gruesa (grava, arena
arcillosa), seguido de un estratos de material relativamente de menor espesor
(areno gravo limoso), con bolones esporádicos de piedra, de características duras
y color gris oscuro. Este estrato de aproximadamente 1.50 Mts. descansa sobre un
conglomerado de grava areno limo arcilloso de aproximadamente 4 Mts a mas,
pero ligeramente más denso y de mayor capacidad soporte que el estrato anterior.
3.1.4.2 Condiciones geológicas del proyecto.
167 - 220
El área corresponde al sector central de la cordillera de los Andes de Bolivia y el
sector donde se realizo el mejoramiento del camino muestra plegamientos de
montaña, con un relieve accidentado y el cauce de varios ríos torrentosos en
épocas de lluvia.
3.1.4.3 Mapas geológicos.
La zona en la que se encuentra ubicado el proyecto presenta diversas
formaciones geológicas, entre las más representativas gradación de material
grueso (grava, arena, arcilla).
Mediante el mapa geológico podremos observar los tipos de materiales que
existen en la zona del proyecto, así como la conformación y formación de las
mismas. El mapa geológico de la zona del proyecto, fue recopilado de
SERGEOMIN. (“Ver ANEXO E”)
3.1.4.4 Bancos de préstamo.
La zona en la cual se encuentra ubicado el proyecto de mejoramiento del camino
RAMADAS – APHARUMIRI, para la construcción del mismo será necesario utilizar
diferentes tipos de agregados finos y gruesos, los cuales serán determinados
mediante la elaboración de los ensayos geotécnicos.
Los bancos de préstamo ubicados en la zona del proyecto son los siguientes:
a) Banco de préstamo del rio Tapacari.
Este banco de préstamo se encuentra ubicado fuera de la zona del proyecto de
estudio, en el cual se encuentra materiales de préstamo como gravas, catos y
arenas.
168 - 220
IMAGEN 12. Rio Tapacari.
(Fuente: Elaboración propia.)
b) Banco de préstamo de la quebrada # 2.
Este banco de préstamo se encuentra ubicado aproximadamente en la progresiva
7+ 400 del tramo Ramadas – Apharumiri, en el cual podemos encontrar materiales
de préstamo para los trabajos que requeridos para el mejoramiento del camino,
como ser gravas y arenas.
IMAGEN 13. Quebrada # 2.
169 - 220
(Fuente: Elaboración propia.)
c) Banco de préstamo del rio ramadas
Este banco de préstamo ubicado en la entrada de la población de Ramadas
ubicado en la progresiva 0 + 000, posee material de gravas y arenas que podrán
ser usados en la construcción del camino
3.1.4.5 Conclusión Geología.
La recopilación de información geológica se realizo mediante el mapa geológico
de la zona con el cual se determino los bancos de préstamo existentes en la zona,
así mismo dando a conocer que la zona del proyecto no se encuentra en una zona
geológicamente inestable. Los bancos de préstamos utilizados en el proyecto con
sus volúmenes aproximados de aporte son:
Rio Tapacari. El volumen aproximado de este banco de préstamo es de 652679 (m3).
Quebrada # 2. Este banco de préstamo aproximadamente tiene 140568
(m3).
Rio Ramadas. El volumen aproximado de este banco de préstamo es de
183400 (m3).
170 - 220
3.1.5 Hidrología.
Con la información recopilada del SENAMHI (ver acápite 1.2) se determino el
área de influencia en el tramo carretero Ramadas - Apharumiri estas cuencas
pertenecen y son sub-cuencas a nivel macro de la cuenca del Amazona – Sub-
cuenca Tapacari.
FIGURA 41. Cuenca del Amazona.
(Fuente: SENAMHI Cochabamba)
Como se observa en la Figura. Las cuencas involucradas a nivel general son las
que están ubicadas en el margen izquierdo del río Tapacari desde la población de
Ramadas, hasta la población de Apharumiri.
FIGURA 42. Cuencas de aporte al camino RAMADAS – APHARUMIRI.
(Fuente: SENAMHI Cochabamba)
171 - 220
Las estaciones tomadas para la obtención de datos en la zona pueden ser:
TABLA 46. Estaciones pluviométricas.
ESTACIONES
PLUVIOMÉTRICAS
LATITUD
SUD
LONGITUD
OESTE
ALTITUD
(msnm)
Parotani 17º33'58" 66º20'37" 2493
Ramadas 17º32'00" 66º28'00" 2800
(Fuente: Elaboración propia)
Como la estación de Ramadas está más cerca de la zona del proyecto se tomaran
los datos de precipitaciones máximas de la zona de la estación pluviométrica de
Ramadas (Estaciones históricas pluviométricas - SENAMHI).
TABLA 47. Precipitaciones anuales estación pluviométrica Ramadas.
(Fuente: SENAMHI CBBA.)
3.1.5.1 Cuencas de aporte.
Las cuencas que serán tomadas como áreas de aporte para el proyecto serán las
mostradas en una imagen, así como en la siguiente tabla de acuerdo a sus
características morfo métricas.
172 - 220
N° AñosEstación
Fecha
Ramadas Pmax [mm]
1 01/02/2002 202 01/02/2003 263 01/01/2004 164 01/03/2005 195 01/02/2006 206 01/02/2007 187 01/01/2008 208 01/01/2009 169 01/02/2010 3810 01/02/2011 56,5
FIGURA 43. Cuencas de aporte camino RAMADAS – APHARUMIRI.
(Fuente: Elaboración propia.)
TABLA 48. Características de las cuencas de aporte.
CUENCAS CAMINO RAMADAS - APHARUMIRIN° Área (m2) Área (km2) Perímetro (Km2) Ha
1 360794,98 0,361 2,9 36,0792 279875,67 22,566 23,23 27,9873 431576,4 0,432 3,82 43,1584 970596,29 0,971 5,34 97,0605 864708,64 0,865 4,51 86,471
(Fuente: Elaboración propia.)
Las áreas tomadas para el cálculo de los caudales, fueron calculadas en mediante
el programa Autocad 2010 el cual nos permite conocer las áreas o sectores en los
cuales se va tener aporte hacia el camino.
173 - 220
FIGURA 44. Áreas de aporte del camino.
(Fuente: Elaboración propia.)
3.1.5.2 Conclusión Hidrología.
Con la recopilación de información realizada del SENAMHI se pudo obtener las
precipitaciones de lluvia que existen en la zona, pudiendo así determinar la
intensidad de lluvia a partir de la formula de bernard:
I=P [mm ]
tduracion [hr ]
174 - 220
TABLA 49. Intensidades para diferentes tiempos de retorno.
RELACION INTESIDAD - DURACION - FRECUENCIA
DURACION PERIODO DE RETORNO (AÑOS)
[min] 10 20 25 50 100 500
5 96,84 110,16 114,48 127,44 140,4 170,2810 68,52 78 81 90,24 99,36 120,5415 55,92 63,64 66,08 73,6 81,08 98,3220 48,45 55,11 57,24 63,75 70,23 85,225 43,008 48,936 50,808 56,592 62,352 75,62430 39,4 44,82 46,54 51,84 57,1 69,2660 26,26 29,87 31,02 34,56 38,06 46,17
(Fuente: Elaboración propia.)
FIGURA 45. Curvas Intensidad – Duración – Frecuencia.
(Fuente: Elaboración propia.)
Teniendo ya las intensidades de lluvia se realizo el cálculo de los caudales donde
se tomo en cuenta los datos obtenidos en el estudio hidrológico, en el cual se
tomara un tiempo de retorno de 25 y 50 años empleando el método racional
modificado para el cálculo de canales y alcantarillas de flujo uniforme.
La intensidad se obtendrá a partir del tiempo de concentración mediante la fórmula
de Kirpich el cual se igualara al tiempo de duración Tc=Td (ver acápite 2.5.5),
donde dependiendo el tipo de material a usar el coeficiente de escorrentía tendrá
variaciones. La siguiente tabla se explica en el (acápite 2.5.7 inciso “a”).
175 - 220
TABLA 50. Calculo de caudales de diseño Tr= 25 -50 años.
Tiempo de
retorno(Años)
Intensidad(mm/h)
Coeficiente de
Uniformidad
Coeficiente de
Escurrimiento
Caudal (m3/s)Cuenca Área (km2)
Longitud (m)
Pendiente K TCTc(hr)
1 0,330 260 0,24 1726,44 2,42 0,04 50 140 1,00 0,2 2,81
2 0,279 5740 0,19 43537,64 29,11 0,49 50 51,5 1,03 0,2 0,79
3 1,032 690 0,47 3318,92 4,01 0,07 50 128 1,00 0,2 3,08
4 0,971 780 0,39 4123,23 4,74 0,08 50 131,5 1,00 0,2 7,11
5 0,865 960 0,31 5673,74 6,06 0,10 50 120 1,00 0,2 5,79
Tiempo de
retorno(Años)
Intensidad(mm/h)
Coeficiente de
Uniformidad
Coeficiente de
Escurrimiento
Caudal (m3/s)Cuenca Área (km2)
Longitud (m)
Pendiente K TCTc(hr)
1 0,330 260 0,24 1726,44 2,42 0,04 25 123,5 1,00 0,2 2,48
2 22,566 5740 0,19 43537,64 29,11 0,49 25 48,5 1,03 0,2 0,75
3 1,032 690 0,47 3318,92 4,01 0,07 25 116,3 1,00 0,2 2,8
4 0,971 780 0,39 4123,23 4,74 0,08 25 118,2 1,00 0,2 6,39
5 0,865 960 0,31 5673,74 6,06 0,10 25 108 1,00 0,2 5,21
(Fuente: Elaboración propia.)
3.1.6 Geotecnia.
Para poder realizar la validación de los estudios geotécnicos realizados por la
Gobernación el año 2007 en el camino (Ver acápite 1.2), primeramente se visito el
área de estudio de la cual se tomaron 2 muestras en diferentes progresivas para la
posterior recolección de material del terreno a una profundidad de 1,5 m, para
poder realizar las pruebas físicas necesarias mediante los ensayos anteriormente
mencionados en el marco teórico.
176 - 220
IMAGEN 14. Proceso de obtención de muestra del terreno.
Demarcación del terreno Sector de obtención de muestra marcado
Extracción de la muestra Extracción de la muestra
Recolección de la muestra para laboratorio
177 - 220
(Fuente: Elaboración propia.)
Después de obtener las muestras respectivas se las llevo al laboratorio de
TECASH – LCH en el cual se realizaran los estudios de suelos necesarios para
determinar su clasificación, capacidad de soporte y contenido de humedad del
mismo. Los ensayos que se realizaron son:
3.1.6.1 Ensayo granulométrico.
Este ensayo tiene por objeto determinar la granulometría de los áridos de hasta 90
mm mediante su división y separación con una serie de tamices en fracciones
granulométricas de tamaño decreciente.
178 - 220
IMAGEN 15. Proceso del ensayo de granulometría.
Muestra del terreno tamizada Muestra del terreno
(Fuente: Elaboración propia.)
Los resultados de este ensayo se muestran a continuación:
179 - 220
Mediante los datos recopilados y con el ensayo realizado para la validación
tenemos el resultado expresado en la siguiente tabla:
180 - 220
TABLA 51. Resultados del ensayo de granulometría.
DATOS RECOPILADOS
Muestra Progresiva Clasificación ASSHTO Clasificación USCS
Calicata 1 0 + 500 A-2-6(0) GC – Grava arcillosa
Calicata 2 8 + 000 A-1-a(0)GW-GM Grava bien gradada
Con limo y arena
VALIDACION GEOTECNICA
Muestra Progresiva Clasificación ASSHTO Clasificación USCS
Calicata 1 0 + 500 A-2-6(0) GC – Grava arcillosa
Calicata 2 8 + 000 A -1-a(0)GW-GM Grava bien gradada
Con limo y arena
(Fuente: Elaboración propia.)
Comparando los datos obtenidos del ensayo de granulometría, con los recopilados
se concluyo que son datos aceptables ya que se obtuvo la misma clasificación de
suelos A-2-6, A-1-a (0) (materiales granulares con contenido de arcilla) mediante
la clasificación ASSHTO, así como también en la clasificación USCS Gc –grava
arcillosa (VER “ANEXO G”).
3.1.6.2 Limites atterberg.
Mediante los límites de Atterberg podremos definir los contenidos de agua
característicos de los diferentes tipos de suelos en los estados que se encuentren,
este ensayo se realizo mediante procedimiento ya establecidos a continuación se
muestran fotos de la elaboración del mismo.
IMAGEN 16. Proceso del ensayo de Limites atterberg.
181 - 220
(Fuente: Elaboración propia.)
Los resultados obtenidos del ensayo se muestran a continuación:
182 - 220
Mediante los datos recopilados y con el ensayo realizado para la validación
tenemos el resultado expresado en la siguiente tabla:
183 - 220
TABLA 52. Resultados del ensayo de Limites Atterberg.
DATOS RECOPILADOS
MuestraProgresiv
aLimite Liquido (LL)
Limite plástico
(LP)
Índice de plasticidad
(IP)
Calicata
10 + 500 27, 19 % 12,73 % 14,53%
Calicata
28 + 000 - NP -
VALIDACION GEOTECNICA
MuestraProgresiv
aLimite Liquido (LL)
Limite plástico
(LP)
Índice de plasticidad
(IP)
Calicata
10 + 500 29,30 % 13,55 % 15,8 %
Calicata
28 + 000 - NP -
(Fuente: Elaboración propia.)
Este ensayo es usado para poder medir el contenido de agua o humedad con los
cuales se producen los cambios de estado, mediante la validación del ensayo se
observo que no hay una marcada diferencia en la obtención del límite líquido y el
límite plástico siendo así los resultados validos.(VER “ANEXO G”).
3.1.6.3 Ensayo Proctor.
Este ensayo se realizo para determinar el contenido de humedad óptima, así como
la densidad máxima que tendrá el suelo. A continuación se muestra fotos de la
elaboración del ensayo el cual se realizo con el procedimiento mencionado en el
marco teórico.
184 - 220
IMAGEN 17. Proceso del ensayo Proctor.
.
(Fuente: Elaboración propia.)
Mediante los datos recopilados y con el ensayo realizado para la validación
tenemos el resultado expresado en la siguiente tabla:
185 - 220
TABLA 53. Resultados del ensayo Proctor T – 180 D.
DATOS RECOPILADOS
Muestra ProgresivaDensidad Máxima
(gr/ cm3)
Humedad Óptima
(%)
Calicata 1 0 + 500 2,185 7,66
Calicata 2 8 + 000 2,410 8,8
VALIDACION GEOTECNICA
Muestra ProgresivaDensidad Máxima
( gr/ cm3)
Humedad Óptima
(%)
Calicata 1 0 + 500 2,152 8,6
Calicata 2 8 + 000 2,215 8,3
(Fuente: Elaboración propia.)
Este ensayo realizado nos permitió obtener la densidad máxima que necesita el
material para poder ser compactado, además como la humedad optima a la cual
trabaja el suelo (Humectación).(VER “ANEXO G”).
3.1.6.4 Ensayo C.B.R.
El ensayo se realizo para determinar la resistencia al esfuerzo cortante del suelo,
así mismo para evaluar la calidad del terreno para la subrasante. Este mismo se
efectuó en condiciones adecuadas y controlando su humedad y densidad.
186 - 220
TABLA 54. Resultados del ensayo C.B.R.
DATOS RECOPILADOS
Muestra Progresiva CBR (95%) CBR (100%)
Calicata 1 0 + 500 7,1 14,5
Calicata 2 8 + 000 12,7 23,1
VALIDACION GEOTECNICA
Muestra Progresiva CBR (95%) CBR (100%)
Calicata 1 0 + 500 8,2 9,2
Calicata 2 8 + 000 14,4 21,8
(Fuente: Elaboración propia.)
Para ver los resultados del ensayo VER “ANEXO G”.
3.1.6.5 Resultados validación geotécnica.
Los resultados obtenidos de todos los ensayos geotécnicos realizados para el
proyecto se detallan a continuación donde son validos por no existir una marcada
diferencia con los recopilados.
FIGURA 46. Resultados validación geotécnica
187 - 220
3.2 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO GEOMÉTRICO.
Para realizar el diseño geométrico del camino se empleara la norma de la A.B.C
“Manual y Normas de diseño Geométrico de carreteras”, mediante el cual se
determinaran los parámetros necesarios para realizar el diseño, con la ayuda del
software para diseño de carreteras Autodesk Land desktop 2009.
3.2.1 Criterios para el diseño del alineamiento horizontal.
Los criterios que se tomaron en cuenta para poder realizar el diseño en planta de
la carretera son los siguientes:
3.2.1.1 Categoría de la ruta.
La categoría de la ruta se definió a partir del estudio de tráfico realizado en el
camino donde se obtuvo un TPDA de 135 vehículos/día, mediante el acápite
2.1.3.7 se da la categoría IV al camino actual.
3.2.1.2 Velocidad de proyecto.
La velocidad de proyecto se definió a partir de la categoría de la ruta con la cual se
tiene que para caminos en desarrollo es de entre 30-40-50 km/h (Ver Acápite
2.6.4.1).
3.2.1.3 V85%
Como en la ruta no encontramos muchos tramos con una longitud mayor a 400
mts, se garantiza que el 85% de los usuarios de la ruta no superaran la velocidad
establecida.
188 - 220
3.2.1.4 Distancia de Frenado.
El conductor debe disponer al menos de la visibilidad equivalente a la distancia
requerida para detenerse ante un obstáculo inmóvil, situado en el centro de dicho
carril. El cálculo de este parámetro se realizo según el acápite 2.6.4.4 de la
siguiente manera:
Vp= 35 km/h=9,72 m/s
t= tiempo de reacción 2 s
f1= 0,215
i= 10%
Df=9,72∗23,6
+ 9,722
254∗(0,21+0,01)
Df=22,2m
3.2.1.5 Radio mínimo de curvas horizontales.
Los radios mínimos para cada velocidad de proyecto, calculados bajo el criterio de
seguridad ante el deslizamiento, el peralte máximo se obtuvo de la tabla 19
según la velocidad de proyecto adoptada.
Vp= 35 km/h
Emax =7%
f= 0,21
189 - 220
Rmin= 35 km /h127∗(0,07+0,21)
Rmin=35m
3.2.1.6 Curvas de transición.
Como elemento de curvatura variable en arcos de enlace, o como elemento de
trazado propiamente tal, se empleara la clotoide, que presenta los siguientes
parámetros:
A2=R∗Lmin
( R3
)2
=R∗Lmin
Lmin=( 30
3 )2
30
Lmin=3,33
3.2.1.7 Guiado óptico.
El conductor debe tener una clara percepción del elemento de enlace y de la curva
circular, el parámetro debe estar comprendido entre:
A≥(12∗R3)0 , 25
A≥(12∗303)0,25
A≥24
190 - 220
3.2.1.8 Longitud de clotoide.
Este criterio sirve para que la longitud de la clotoide sea suficiente para desarrollar
el peralte, se calcula mediante:
A≥( n∗a∗e∗R∆
)1 /2
Donde: A≥( 1∗3,65∗0,07∗300,7
)1 /2
n= 1 A≥5,84
a= 3,65
e= 0,07
R= 30
Δ= 0,7
3.2.1.9 Longitud de la clotoide según la aceleración transversal.
Este criterio se realiza cuando la longitud de la clotoide no compensa la
aceleración transversal con el peralte, esta dado por:
A=[ Ve∗R46 ,656∗J (Ve2
R−1,27∗e)]
1/2
Donde:
Ve= 35 (km/h)
R= 30 (m)
J= 0,5 (m/s3)
e= 0,07 (%)
A=[ 35∗3046,656∗0,5 ( 352
30−1,27∗0,07)]
1/2
191 - 220
A=42,82
Calculo de alineamiento horizontal. El cálculo realizado para las curvas y otros
elementos del alineamiento horizontal se encuentran en el “ANEXO H”.
3.2.2 Criterios para el diseño del alineamiento vertical.
Para el diseño del alineamiento vertical se tomaron los siguientes parámetros
calculas a continuación:
3.2.2.1 Curvas Parabólicas.
L=K∗∅
L=418,04∗0,08=33 ,44
Donde:
L= Longitud horizontal total de desarrollo de la curva vertical
Ø= Diferencia de pendiente conservando su signo
K= Coeficiente de la parábola a ser desplazada
Pendientes de la curva vertical N° 1 Cóncava.
Pendiente entrada=-1,12
Pendiente salida= 9,21
3.2.2.2 Curvas verticales convexas.
Donde:
Kv= Parámetro Curva Vertical Convexa (m)
Df= 19,90 (m)
192 - 220
h1= 1.1 (m)
h2= 0.2 (m)
Kv= Df 2
2∗(√h1+√h2 )=19,902
2∗¿¿
Luego:
Kv= Df 2
4,48=19,92
4,48=88,40
Para el cálculo de Df tenemos la siguiente expresión:
Donde:
V= 35 km/h
T= 2 s
fi= 0.21
i= 10%
Df=V∗t3,6
+ V 2
254∗( f i+i )
Df=35∗23,6
+ 352
254∗(0,21+0,1 )=19,90
3.2.2.3 Curvas verticales cóncavas.
Donde:
Kc= Parámetro Curva Vertical Cóncava (m)
Df= 19,90 (m)
h= 0,6 (m)
193 - 220
β= 1°
Kc= Df 2
2∗(h+Df∗sinβ )= 19,902
2∗(0,6+19,90∗sin 1 °)=418,04
Luego:
Kc= Df 2
1,2+0,035∗Df= 19,902
1,2+0,035∗19,90=208,81
3.2.2.4 Longitud mínima de curvas verticales.
2∗T (m)≥Vp (
kmh
)
T (m )=2∗35=70m
3.2.2.5 Parámetros mínimos por Visibilidad de Adelantamiento.
Donde:
Ka= Parámetro Mínimo para Visibilidad Adelantamiento (m)
Da= 180 (m)
h1= 0,6 (m)
h5= 1,2 (m)
Ka= Da2
2∗(√h1+√h5 )2
Luego:
Ka= Da2
9 ,2
En las curvas cóncavas no se calcula el parámetro de visibilidad de
adelantamiento pro ser curvas con un radio más cerrado a las convexas.
194 - 220
3.2.2.6 Sobre ancho.
El sobre ancho se determina a través de la siguiente expresión:
S=100R
=10035
=2,86m
Donde:
R = Radio de Curvatura (m)
3.2.2.7 Sección Transversal.
La sección transversal del proyecto fue definida a partir de los componentes
necesarios para la misma definidos por varios parámetros como ser:
Ancho del carril
El ancho del carril definido a partir de la categoría del camino en el acápite 2.1.3.7
y el ancho de carril adoptado de 3.5 mts mediante el acápite 2.6.5.7.
Bombeo
La inclinación que se dio a la calzada con el propósito de evacuar las aguas de la
superficie de la misma es de 3.5 %, definida a partir del acápite 2.6.5.8.
Berma
Para definir el ancho de las bermas se considero la categoría del camino, volumen
de transito, velocidad de proyecto, topografía, clima de la zona y particularmente la
precipitación pluvial que existe en la zona del proyecto. El ancho de berma
adoptado es de 0.5 mts, definido en el acápite 2.6.5.9.
Taludes
195 - 220
La inclinación de los taludes fue adoptado dependiendo de la naturaleza de los
suelos, condiciones hidrológicas, condiciones geológicas, y características
geotécnicas. Es así que para el diseño del camino se adoptaron:
1.5 2
1 1
3.2.2.8 Conclusión Diseño Geométrico.
Mediante los criterios de diseño y parámetros tomados en cuenta según los datos
de tráfico obtenidos, se realizo el diseño del alineamiento horizontal y vertical. Lo
cual comprende el diseño de curvas horizontales, verticales, secciones
transversales y rectas, que se ve a detalle el diseño en el ANEXO H.
3.3 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO HIDRAULICO.
Para realizar el diseño y dimensionamiento hidráulico se realizo siguiendo el
acápite 2.7, a continuación se detalla tanto el drenaje transversal como el drenaje
longitudinal.
3.3.1 Drenaje longitudinal.
3.3.1.1 Diseño de Cunetas.
Para el diseño de las cunetas se adopto 1 tipo de sección que se construirán a lo
largo del camino, para las cuales se realizo el diseño manual (VER “ANEXO I CD”)
así como la verificación en el programa Hcanales.
A continuación se muestra la ubicación por progresivas de los drenajes
longitudinales así como la longitud que tendrán las mismas.
196 - 220
TABLA 55. Detalle del Drenaje Longitudinal.
AREAS DE APORTE DE LAS CUNETAS
N°PROGRESIVA UBICACIÓN Longitud
(m)Tipo de CunetaInicial Final Izquierda Derecha
1 0+000 0+225 X 225 Triangular2 0+225 0+260 X X 35 Triangular3 0+267 0+340 X 73 Triangular4 0+360 0+440 X X 80 Triangular5 0+443 0+460 X 17 Triangular6 0+460 0+540 X X 80 Triangular7 0+560 0+630 X 70 Triangular8 0+640 0+748 X X 108 Triangular9 0+760 0+820 X 60 Triangular
10 0+825 1+080 X X 255 Triangular11 1+100 1+120 X 20 Triangular12 1+200 1+480 X X 280 Triangular13 1+669 2+800 X X 1131 Triangular14 2+820 2+840 X 20 Triangular15 2+960 3+820 X X 860 Triangular16 3+900 3+920 X 20 Triangular17 3+920 3+960 X X 27 Triangular18 3+960 3+980 X 20 Triangular19 4+220 4+300 X X 80 Triangular20 4+300 4+312 X 12 Triangular21 4+420 4+440 X 20 Triangular22 4+440 4+627 X X 187 Triangular23 4+627 4+660 X 33 Triangular24 4+680 4+700 X 20 Trapezoidal25 4+700 5+140 X X 440 Triangular26 5+220 5+260 X 40 Trapezoidal27 5+260 5+466 X X 206 Triangular28 5+466 5+555 X 89 Trapezoidal29 5+555 6+480 X X 925 Triangular30 6+480 6+500 X 20 Trapezoidal31 6+760 6+800 X 40 Trapezoidal32 6+800 6+820 X X 20 Trapezoidal33 6+820 6+940 X 120 Trapezoidal34 7+120 7+180 X 60 Trapezoidal35 7+180 7+400 X X 220 Triangular36 7+720 7+740 X 20 Trapezoidal37 7+740 7+845 X X 105 Triangular
197 - 220
38 7+845 7+980 X 135 Trapezoidal39 7+980 8+004 X 24 Trapezoidal
(Fuente: Elaboración Propia)
A continuación se observa la verificación que se realizo en el programa Hcanales
para el cálculo de los drenajes longitudinales.
FIGURA 47. Verificación de cunetas Triangulares.
(Fuente: Elaboración Propia)
Para realizar el diseño de la zanja de sección trapezoidal fue realizado por el
método de Manning, con un coeficiente de rugosidad n= 0.024 con una pendiente
de 6% para poder evacuar las aguas y así poder evitar la erosión del talud. (VER
“ANEXO I CD”)
En cuanto a las zanjas de coronamiento existentes en el camino y su ubicación así
como también su longitud se muestra a continuación:
TABLA 56. Detalle de Zanjas de Coronamiento
N°PROGRESIVA UBICACIÓN Longitud
(m)Ancho
(m)Inicial Final Izquierda Derecha1 0+660 0+740 X 80 0,52 0+840 0+960 X 120 0,53 1+220 1+380 X 160 0,54 1+720 1+920 X 200 0,55 3+600 3+725 X 125 0,56 4+250 4+280 X 30 0,57 4+445 4+500 X 55 0,58 4+560 4+618 X 58 0,59 4+720 5+020 300 0,5
198 - 220
10 5+265 5+460 X X 195 0,511 5+580 5+880 X 300 0,512 6+020 6+050 30 0,513 6+180 6+360 X X 180 0,514 6+380 6+420 X 40 0,5
(Fuente: Elaboración Propia)
3.3.1.2 Drenaje transversal.
Para el diseño y dimensionamiento del drenaje transversal se tomaron en cuenta
dos tipos de alcantarillas que son las alcantarillas de tipo II, III. Las cuales serán
ubicadas a lo largo del camino de acuerdo a las quebradas existentes en el
camino, de acuerdo a las cuencas que aportan y atraviesan el camino.
FIGURA 48. Alcantarilla Tipo II.
(Fuente: Elaboración propia)
FIGURA 49. Alcantarilla Tipo III.
(Fuente: Elaboración propia)
199 - 220
El diámetro y longitud de las alcantarillas Chapa ARMCO es de D= 1000 mm, con
longitudes mayores a 10 m para poder asegurar un mantenimiento del mismo y
conservación de la estructura. Las alcantarillas existentes en el camino se detallan
a continuación:
TABLA 57. Detalle del Drenaje Transversal.
N°
Progresiva
Sentido
Tipo de Estructur
a
Diámetro (m)
Cota de entrada (m.s.n.
m)
Cota Salida (m.s.n.
m)
Longitud (m)
Pendiente (%)
Caudal
(m3/s)
1 0+295Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2660 2659,5 11,28 4,43 1,4
2 0+450Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2676,2 2675,9 11,2 2,68 1,4
3 0+490Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2677,8 2677,5 10,5 2,86 1,4
4 0+720Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2695,35 2695,1 11,4 2,19 2,13
5 0+870Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2703,3 2702,9 10,4 3,85 2,13
6 0+925Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2706,5 2706,2 10,5 2,86 1,4
7 1+366Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2742,8 2742,5 11,7 2,56 2,13
8 1+725Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2755,7 2755,4 11,3 2,65 1,4
9 1+915Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2770,1 2769,8 11,5 2,61 1,4
10 3+880
Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2835,3 2834,9 10,9 3,67 1,4
11 3+947
Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2838 2837,7 10,2 2,94 1,4
12 4+280
Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2850,6 2850,2 11,5 3,48 2,13
13 4+535
Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2858,1 2857,8 11,1 2,70 2,13
14 4+600
Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2855,8 2855,4 10,8 3,70 1,4
15 4+787
Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2840,7 2840,4 10,6 2,83 2,13
16 5+130
Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2811,3 2811 10,5 2,86 2,13
17 5+350
Der - Izq
Alc. Tipo III 1 2792,4 2792,1 11,25 2,67 2,13
18 5+780
Der - Izq
Alc. Tipo II 1 2764,8 2764,5 10,5 2,86 1,4
19 6+360
Izq - Der
Alc. Tipo III 1 2736,8 2736,6 10,6 1,89 2,13
20 7+740
Izq - Der
Alc. Tipo III 1 2748,45 2748,25 10,5 1,90 2,13
(Fuente: Elaboración Propia)
200 - 220
FIGURA 50. Verificación del Drenaje Transversal Hcanales.
(Fuente: Elaboración Propia)
3.4 DISEÑO Y DIMENSIONAMIENTO DEL PAQUETE ESTRUCTURAL.
De acuerdo a las características que presenta el terreno del proyecto y a los
estudios geotécnicos realizados, se procedió al dimensionamiento de la carpeta
estructural del camino mediante el “Manual andino” el cual nos permite realizar el
diseño del empedrado siguiendo los parámetros técnicos previamente
especificados. Se adopto este tipo de carpeta por la categoría IV del camino y el
tráfico que circula por el área del proyecto, justificando la carpeta estructural
adoptada.
TABLA 58. Detalle mejoramiento subrasante.
Progresiva inicial
Progresiva final
CBR Antiguo
CBR Nuevo
Subrasante Mejorada
Verificación CBR > 6
Mejorar Subrasante
0+000 3+600 7,1 8,2 21,82 CUMPLE no necesita subrasante mejorada6+200 7+890 12,71 14,4 18,54 CUMPLE no necesita subrasante mejorada
201 - 220
(Fuente: Elaboración propia)
3.4.1 3.4.1 Conclusión Paquete Estructural.
Los CBR obtenidos de los ensayos geotécnicos realizados son mayor a 6 por lo
cual no es necesario realizar el mejoramiento de subrasante ya que se cuenta con
un suelo bueno. Se propone un paquete estructural de empedrado con 12 cm de
piedra bolón y 1 cm de arena, longitud de calzada 7 m. El cálculo realizado se
detalla en la siguiente tabla:
TABLA 59. Volúmenes de piedra.
ProgresivaLongitud Camino
(m)
Ancho de la
Calzada (m)
Bombeo Transversal
(%)
Espesor de la
Capa (m)
Área Total (m3)
Espesor piedra
bolón (m)Inicial Final
0+000 3+600 3600 7 3,5 0,13 3276 0,123+600 6+200 2600 7 3,5 0,13 2366 0,126+200 8+004 1804 7 3,5 0,13 1641,64 0,12
(Fuente: Elaboración propia)
FIGURA 51. Detalle sección transversal.
(Fuente: Elaboración propia)
202 - 220
3.5 ESTUDIO DE SEGURIDAD VIAL.
Para mantener la seguridad del camino es muy importante contar con la respectiva
señalización ya sea esta restrictiva, preventiva o informativa, para así poder
prevenir al usuario de la vía de las condiciones en las cuales se debe hacer uso de
la misma. Es por eso que se realizo la señalización del camino para mantener la
seguridad de la misma a lo largo de su trayectoria. Al ser este un camino de
categoría IV se asigna solamente la señalización vertical detallada en la siguiente
tabla:
TABLA 60. Señalización Vertical.
Carril de Ida Carril de Vuelta
N°Tipo de Señal Progresiva Código N°
Tipo de Señal Progresiva Código
1 Informativa 0+000 IT-1 1 Informativa 7+990 IT-12 Restrictiva 0+120 SR-30 2 Restrictiva 7+830 SR-173 Preventiva 0+150 SP-4 3 Preventiva 7+950 SP-64 Preventiva 0+430 SP-5 4 Preventiva 7+500 SP-25 Preventiva 0+570 SP-4 5 Preventiva 7+180 SP-16 Preventiva 0+670 SP-5 6 Preventiva 6+770 SP-17 Restrictiva 0+780 SR-26 7 Restrictiva 6+620 SR-138 Preventiva 0+950 SP-4 8 Preventiva 6+290 SP-29 Preventiva 1+110 SP-2 9 Preventiva 6+160 SP-210 Preventiva 1+230 SP-3 10 Preventiva 5+760 SP-111 Preventiva 1+510 SP-5 11 Preventiva 5+650 SP-812 Preventiva 2+130 SP-5 12 Preventiva 5+230 SP-613 Preventiva 2+530 SP-3 13 Preventiva 4+910 SP-714 Restrictiva 2+500 SR-10 14 Restrictiva 4+780 SR-2615 Preventiva 3+500 SP-4 15 Preventiva 4+620 SP-816 Preventiva 3+730 SP-3 16 Preventiva 4+380 SP-817 Preventiva 3+910 SP-3 17 Preventiva 4+180 SP-718 Preventiva 4+020 SP-4 18 Preventiva 3+870 SP-419 Preventiva 4+180 SP-8 19 Preventiva 3+690 SP-320 Preventiva 4+580 SP-9 20 Preventiva 2+710 SP-421 Restrictiva 4+620 SR-26 21 Restrictiva 2+540 SR-2422 Preventiva 4+950 SP-5 22 Preventiva 2+420 SP-823 Preventiva 5+230 SP-8 23 Preventiva 2+000 SP-524 Preventiva 5+500 SP-4 24 Preventiva 1+460 SP-725 Restrictiva 5+610 SR-30 25 Restrictiva 1+420 SR-2626 Preventiva 5+580 SP-1 26 Preventiva 1+100 SP-8
203 - 220
27 Preventiva 6+580 SP-2 27 Preventiva 0+790 SP-628 Preventivo 7+020 SP-2 28 Preventiva 0+300 SP-329 Preventiva 7+340 SP-1 29 Informativa 0+000 IT-130 Preventiva 7+680 SP-6 30 Restrictiva 0+100 SR-2631 Informativa 7+960 IT-1 31
(Fuente: Elaboración propia.)
TABLA 61. Resumen Señalización Vertical.
Tipo de Señal CantidadSeñalización Vertical Informativa
Destino4
Señalización Vertical Preventiva 48Señalización Vertical Restrictiva 9Señalización Vertical Informativa
Kilometraje0
Señalización Vertical Informativa de Peligro
0
(Fuente: Elaboración propia.)
Las señalizaciones tanto preventivas, restrictivas e informativas usadas para el
proyecto se muestran gráficamente a continuación:
Señalización
Vertical
Destino
Velocidad
Máxima
50km/h
Curva
Pronunciada
Derecha
Curva
Pronunciada
Izquierda
Curva y
Contra curva
Izquierda
204 - 220
Curva y Contra
curva Derecha
Curvas
Sucesivas
Primera
Derecha
Curvas
Sucesivas
Primera
Izquierda
No Bloquear
Cruce
Prohibido
Adelantar
Doble Vía Peatones a la
Izquierda
Conserve su
Derecha
Zona Escolar Pendiente de
Subida
Pendiente
fuerte de
Bajada
Puente
Angosto
Animales en la
Vía
Zonas de
Derrumbes
3.6 EVALUACIÓN Y PRODUCTIVIDAD DE MAQUINARIA Y EQUIPO.
Para determinar la maquinaria usada en el proyecto primero se determinaron los
volúmenes de corte y relleno del diseño geométrico, así como los ítems de
construcción a realizarse los cuales necesitan el empleo de maquinaria. (Ver
acápite 2.9). El equipo utilizado para el proyecto es el siguiente:
205 - 220
TABLA 62. Maquinaria del proyecto según codificación.
CODIFICACION MAQUINARIAN° DESCRIPCION CODIFICACION ALFABETICA1 TRACTOR A ORUGAS SIN RIPER D-7G TODOH - N1
2 CARGADOR FRONTAL 950 - B CF950B - N1
5 VOLQUETE DE 12 M3. V12 - N1
6 MOTONIVELADORA 140-H MTO140H - N1
7 CAMIÓN CISTERNA 12000 LTS CC12000 - N1
8COMPACTADORA DE RODILLO NEUMÁTICO CB -
32 CNB32 - N1
9 VIBRO COMPACTADORA DE PLANCHA VCP - N1
10 RETROEXCAVADORA 416 - C RETRO416C - N1
12 VIBRO COMPACTADORA MANUAL VCM - N1
13 COMPRESORA 198 HP C198 – N1
14 PERFORADORA NEUMATICA PN – N1(Fuente: Elaboración propia.)
La cantidad de maquinaria para el proyecto se determino a partir de la producción
de cada una según el acápite 2.9, mediante el cual se obtuvo las siguientes
maquinarias para cada ítem de construcción a realizarse:
TABLA 63. Maquinaria del proyecto según el ítem.
MAQUINARIA DEL PROYECTO Cantidad MaquinariaN° Item Descripción
1 Limpieza y Desbroce Tractor a orugas sin ripper D-7G 2
2 Excavación de Tierra común Tractor de orugas sin ripper D - 7G 2 Cargador Frontal 950 - B 1 Camión Volquete 12 m3 4
3 Excavación en RocaTractor de orugas sin ripper D - 7G 1
Compresora 198 hp 2Perforadora neumática 2Camión Volquete 12 m3 4
4 Transporte material excedente Cargador Frontal 950 - B 1Camión Volquete 12 m3 4
5 Conformación del Terraplén
206 - 220
Compactadora de rodillo Neumático
CB -32 1 Motoniveladora 140 - H 1 Camión Cisterna 12000 lts 2 Cargador Frontal 950 - B 1 Camión Volquete 12 m3 4
6 Excavación alcantarilla Retroexcavadora 416 - C 1 Vibro compactadora Manual 1
7 Conformación de Cuneta Motoniveladora 140 - H 1
8 Revestimiento de cuneta Volquete 12 m3 1 Vibro compactadora de plancha 2
9 Colocado del Empedrado Volquete 12 m3 2
Compactadora de rodillo Neumático
CB -32 1(Fuente: Elaboración propia.)
3.6.1 Volúmenes del proyecto.
Los volúmenes obtenidos para el cálculo de la producción de la maquinaria tanto
en corte y relleno son os siguientes:
Volumen en corte: 375300 m3b
Volumen en relleno: 52200 m3b
Multiplicando por el factor de expansión volumétrica según el tipo de material
fv=1,1 tenemos los siguientes volúmenes sueltos:
Volumen en corte: 412830 m3s
Volumen en relleno: 57420 m3s
Los volúmenes de excavación de drenaje transversal según el tipo de alcantarilla
son:
TABLA 64. Detalle volúmenes excavación Drenaje transversal.
N° Progresiva SentidoTipo de
EstructuraAltura Excavar
(m)
Ancho Excavación
(m)
Área Total Excavar (m2)
Volumen Cabezal (m3)
Total Excavación (m3)
207 - 220
1 0+295 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 33,84 43,15 76,99
2 0+450 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 33,6 43,15 76,75
3 0+490 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 31,5 43,15 74,65
4 0+720 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 85,5 56 141,5
5 0+870 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 78 56 134
6 0+925 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 31,5 43,15 74,65
7 1+366 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 87,75 56 143,75
8 1+725 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 33,9 43,15 77,05
9 1+915 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 34,5 43,15 77,65
10 3+880 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 32,7 43,15 75,85
11 3+947 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 30,6 43,15 73,75
12 4+280 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 86,25 56 142,25
13 4+535 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 83,25 56 139,25
14 4+600 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 32,4 43,15 75,55
15 4+787 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 79,5 56 135,5
16 5+130 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 78,75 56 134,75
17 5+350 Der - Izq Alcantarilla Tipo III 1,5 5 84,375 56 140,375
18 5+780 Der - Izq Alcantarilla Tipo II 1,5 2 31,5 43,15 74,65
19 6+360 Izq - Der Alcantarilla Tipo III 1,5 5 79,5 56 135,5
20 7+740 Izq - Der Alcantarilla Tipo III 1,5 5 78,75 56 134,75
(Fuente: Elaboración propia.)
Los volúmenes del proyecto de acuerdo a la actividad que se baya a realizar son:
TABLA 65. Volúmenes del Proyecto.
N° A.- OBRAS PRELIMINARES Unidad Cantidad2 Replanteo Km 8,004
3 Limpieza y desmonte m2 12411
N° B.- MOVIMIENTOS DE TIERRAS Unidad Cantidad4 Excavación de material no clasificado m3 3753005 Excavación en roca m3 187655 Conformación del Terraplén m3 52200
6 Transporte material excedente m3 234000
N° C.- OBRAS DE DRENAJE Unidad Cantidad6 Excavación de obras de drenaje menor m3 3537,267 Cama de arena e= 10 cm m3 76,518 H°C con 50% de Piedra Desplazadora m3 329,7
10 Relleno y compactado de obras de drenaje m3 841,62
208 - 220
N° D.- CAPA DE RODADURA Unidad Cantidad
13 Conformación de empedrado m2 56028
(Fuente: Elaboración propia.)
3.7 DOCUMENTOS DEL PROYECTO.
3.7.1 3.7.1 Planos.
El presente proyecto presenta los planos correspondientes tanto al diseño
geométrico del camino, alcantarillas tipo, secciones transversales del camino y de
los drenajes longitudinales que se encuentran en el anexo “L”. Ahí se detallan las
características del diseño y dimensionamiento geométrico como hidráulico.
3.7.2 Pliego de especificaciones técnicas.
Las especificaciones técnicas fueron elaboradas de acuerdo a las características
del diseño y dimensionamiento del camino, tomando en cuenta los ítems
respectivos a construir. (Ver “ANEXO L en CD”).
3.7.3 Precios unitarios.
Para realizar el análisis de precios unitarios del proyecto se tomaron en cuenta los
precios actuales de los materiales, costos de la mano de obra y de la maquinaria
respectivamente. Los rendimientos fueron calculados a partir de la mano de obra y
del tipo de maquinaria a emplear para realizar cada ítem.
Para el costo de la mano de obra destinado a cubrir los beneficios sociales
se adopto 66.40%.
Para impuesto de correspondientes al IVA un 14.94%
Para cubrir los gatos generales se adopto un 14.36%
La utilidad para el proyecto es de 10%
209 - 220
Para los impuestos y transacciones es de 3.09%
El detalle de cada uno de los ítems para el presente proyecto se detalla en el
“ANEXO L en CD”.
3.7.4 Presupuesto del proyecto.
El presupuesto del proyecto fue calculado en función a los precios unitarios de
cada uno de los ítems, con sus respectivos volúmenes de trabajo calculados para
cada uno de ellos detallados a continuación:
TABLA 66. Presupuesto Total del Proyecto.
PRESUPUESTO DEL PROYECTO
PROYECTO Mejoramiento del camino Ramadas - Apharumiri
UBICACIÓN Municipio de Tapacari
LONGITUD 8003.952 metros
N° A.- OBRAS PRELIMINARES Unidad Cantidad C.U $u$
1 Instalación de Faenas Mes 1 1.412,02 1412,02
2 Replanteo Km 8,004 262,38 2100,13
3 Limpieza y desmonte m2 12411 7,757 96270,35
N° B.- MOVIMIENTOS DE TIERRAS Unidad Cantidad C.U $u$
4 Excavación de material no clasificado m3 375300 4,70 1763919,75
5 Excavación en roca m3 7506 11,68 87670,8081
5 Conformación del Terraplén m3 52200 3,94 205668
6 Transporte material excedente m3 234000 0,68 159212,196
N° C.- OBRAS DE DRENAJE Unidad Cantidad C.U $u$
6 Excavación de obras de drenaje menor m3 3537,26 0,48 1713,88
7 Cama de arena e= 10 cm m3 76,51 26,85 2054,67
8 H°C con 50% de Piedra Desplazadora m3 329,7 77,03 25396,41
9 Provisión y colocado de tubo metálico D= 1m ml 220 51,78 11392,06
10 Relleno y compactado de obras de drenaje m3 841,62 3,83 3227,57
11 Revestimiento de Cunetas H°C (1:2:3) e= 10 cm m2 8923,68 9,47 84542,41
N° D.- CAPA DE RODADURA Unidad Cantidad C.U $u$
13 Conformación de empedrado m2 56028 2,80 156731,32
N° E.- OBRAS COMPLEMENTARIAS Unidad Cantidad C.U $u$
14 Señalización Vertical Informativa pza 4 65,44 261,77
15 Señalización Vertical Restrictiva pza 9 56,83 511,50
16 Señalización Vertical Preventiva pza 48 58,41 2803,72
210 - 220
17 Limpieza General glb 1 686,91 686,91
PRESUPUESTO TOTAL DEL PROYECTO $uS 2605575,47
PRESUPUESTO TOTAL DEL PROYECTO Bs. 18,186,917.76
Son: diez y ocho millones ciento ochenta y seis mil novecientos diez y siete con 76/100 bs.
El costo por km de construcción es de 325696,933 $uS.
(Fuente: Elaboración propia.)
211 - 220
4 EVALUACIÓN.
4.1 EVALUACIÓN TÉCNICA.
Para la evaluación técnica del camino se tomo en cuenta el inventario vial previo
realizado de las condiciones sin proyecto donde se determino que no cuenta con
ninguna obra de drenaje, la señalización vial es insuficiente, así mismo la
superficie del camino presenta diferentes fallas ya identificadas en el inventario
vial realizado.(acápite 3.1.2)
TABLA 67. Comparación técnica del Camino.
Camino Actual Camino Mejorado
Longitud 9+566 Km. Longitud 8+003 Km.
Ancho de plataforma 4 a 5 m. Ancho de plataforma 7 m.
Sin Berma. Ancho de Berma 0.5 m.
Un solo carril Dos carriles
Sin drenaje longitudinal (cunetas, zanjas de
coronamiento).Con drenaje longitudinal
Sin drenaje transversal (alcantarillas) Con drenaje transversal
Menor velocidad de circulación Mayor velocidad de circulación
Camino de apertura que no cumple la norma de la
A.B.CCumple con la norma de la A.B.C
Intransitable en épocas del año Transitable durante el año
Inseguro para el transporte de personas y productosTransporte de productos y
personas
No cuenta con señalización
Cuenta con la señalización
necesaria para garantizar la
seguridad
Superficie del camino deteriorada, se encuentra en mal
estado
Superficie del camino empedrado
en buen estado
(Fuente: Elaboración propia).
212 - 220
4.1.1 Obras de Drenaje.
El presente proyecto propone en cuanto a las obras de drenaje cunetas,
alcantarillas y zanjas de coronamiento a lo largo del camino, a continuación se
detallara mediante progresivas donde de algunos lugares donde es necesario el
drenaje transversal como longitudinal:
PROGRESIVATIPO
DE DRENAJEMEMORIA FOTOGRÁFICA
0+720 Drenaje transversal
Alcantarilla
tipo III.
Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular, zanja de coronamiento.
1+725 Drenaje transversal
Alcantarilla
tipo II.
Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular, zanja de coronamiento.
213 - 220
7+740 Drenaje transversal
Alcantarilla
tipo II.
Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular.
8+004 Drenaje longitudinal cuneta de sección triangular.
El proyecto propone la construcción de 20 alcantarillas a lo largo del camino, así
como 6197 ml de cunetas triangulares y 1873 ml de zanjas de coronamiento para
poder drenar las aguas provenientes de la lluvia, quebradas existentes en la zona
del proyecto.
4.1.2 Señalización Vertical.
En cuanto a la señalización vial del camino se tiene el número total de
señalización a implementarse en el camino, a continuación se detallan algunos
lugares q no tienen la señalización necesaria y la que se implementara:
PROGRESI TIPO DE MEMORIA FOTOGRAFICA SEÑAL A
214 - 220
VA SEÑAL IMPLEMENTARSE
0+000Informati
va
4+180Preventiv
a
7+830Restrictiv
a
215 - 220
El proyecto implementara señalización preventiva, restrictiva e informativa, donde
se muestra a continuación el total de señales:
TABLA 68. Cantidad total de Señalización.
Tipo de Señal CantidadSeñalización Vertical Informativa
Destino4
Señalización Vertical Preventiva 48Señalización Vertical Restrictiva 9
4.1.3 Superficie del Camino.
En cuanto a la superficie del camino tenemos que es de tierra presentando fallas
como huecos, ahuellamientos, baches entre otros. El paquete estructural a
implementarse será de empedrado con un espesor de 13 cm.
216 - 220
CAMINO ACTUAL CAMINO EMPEDRADO
4.1.4 Mano de Obra.
El proyecto requiere tanto mano de obra calificada como no calificada
dependiendo la actividad a realizarse, como el uso de equipo y maquinaria,
peones, ayudantes, albañiles, operadores, choferes entre otros. En la zona existe
personal que podrá ser utilizada para la construcción del mejoramiento del camino
con un desempeño de ayudantes, albañiles y peones de las poblaciones de
Ramadas y Apharumiri.
El personal de mano de obra calificada y restante será contratado de poblaciones
más grandes como Parotani, Quillacollo y Cochabamba.
4.1.5 Equipo y Maquinaria.
La maquinaria disponible para poder realizar la construcción del proyecto de
mejoramiento es la siguiente:
217 - 220
TABLA 69. Maquinaria disponible para el Proyecto.
CODIFICACION MAQUINARIAN° DESCRIPCION CODIFICACION ALFABETICA1 TRACTOR A ORUGAS SIN RIPER D-7G TODOH - N1
2 CARGADOR FRONTAL 950 - B CF950B - N1
5 VOLQUETE DE 12 M3. V12 - N1
6 MOTONIVELADORA 140-H MTO140H - N1
7 CAMIÓN CISTERNA 12000 LTS CC12000 - N1
8 COMPACTADORA DE RODILLO NEUMÁTICO CB -32 CNB32 - N1
9 VIBRO COMPACTADORA DE PLANCHA VCP - N1
10 RETROEXCAVADORA 416 - C RETRO416C - N1
12 VIBRO COMPACTADORA MANUAL VCM - N1
13 COMPRESORA 198 HP C198 – N1
14 PERFORADORA NEUMATICA PN – N1(Fuente: Elaboración propia).
4.1.6 Parámetros de Diseño Geométrico.
El proyecto con el diseño realizado propone radios de curvatura que tenga la
visibilidad necesaria de frenado como de adelantamiento, así como también se
propone pendientes suaves, seguridad en todo el trayecto mediante las longitudes
máximas de rectas y curvas. A continuación se detallara los parámetros del diseño
del camino:
TABLA 70. Parámetros del Diseño Geométrico.
VARIABLE PARAMETRO1. Vehículo tipo2. Categoría del camino3. Tipo de calzada4. Velocidad del Proyecto5. Radio mínimo de curvas
Horizontales6. Longitud Máxima de Rectas7. Bombeo8. Pendiente Máxima9. Número de Carriles10.Ancho de Calzada11.Ancho de Berma
OIV
Simple35 km/h
25 m
400 m3.5 %10%
27 m
0.5 m
218 - 220
(Fuente: Elaboración propia).
4.2 EVALUACIÓN ECONÓMICA
Los pobladores del municipio de Tapacarí serán beneficiados con el Proyecto de
Mejoramiento Ramadas – Apharumiri son aproximadamente 25,919 personas
entre adultos, niños y ancianos. El proyecto tiene destinado un 3% para realizar un
estudio del medio ambiente y un 7% que cubrirá el costo de la supervisión para el
proyecto.
TABLA 71. Costo total de la inversión.
Costo de la Construcción [Bs.] 18,186,916.76
Estudio de Medio Ambiente [Bs.] (3%) 545,607.503
Supervisión [Bs.] (7%) 1,273,084.17
Costo Total del Proyecto [$us] 2,605,575.47(Fuente: Elaboración Propia)
En donde sabemos que el P.O.A. aprobado para la gestión 2011 por la
Gobernación de Cochabamba dispondrá de 111 millones de bolivianos para su
Plan Operativo Anual, de los cuales el 20% está destinado para proyectos de
obras viales, camino y carreteras.
El año 2012 se harán énfasis en la construcción de caminos de acuerdo a lo
informado por la Secretaria de Planificación de la Gobernación de Cochabamba,
La inversión que se realizara será aproximadamente de unos 93.1 millones de
Bolivianos.
TABLA 72. Recursos Económicos del Municipio de Tapacarí.
Año
Techo Anual del Municipio
(70%)
Recursos HIPC II(70%)
Recursos Externos
Techo Presupuestario
Neto
Techo Presupuestario
Neto
Bs. Bs. Bs. Bs. $uS
2010 3890872 262160 12598576 11726125,6 1679960,688(Fuente: Plan de Desarrollo Municipal).
219 - 220
Del cual se destina un 60% del total del techo desembolsado para la construcción
de infraestructura caminera de tal manera que el proyecto se efectuara en 3
etapas.
4.2.1 Cronograma de desembolsos.
Mediante un cronograma de desembolsos elaborado en base al cronograma de
actividades previamente elaborado, el cual nos sirvió para determinar los montos
que se deberán desembolsar mensualmente para poder ejecutar cada actividad
del proyecto previamente planificada. Los resultados se muestran en el ANEXO L.
220 - 220
5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
5.1 CONCLUSIONES.
El presente proyecto se realizó bajo las normas del A.B.C (Administradora
Boliviana de Carreteras), tomando en cuenta tanto los parámetros sociales,
económicos y técnicos. El cual se elaboro a partir de los objetivos específicos y de
acuerdo a la necesidad de los pobladores de contar con un camino estable
durante todo el año para transporte de vehículos, personas, producción y
explotación de materias primas.
Para la elaboración del “Proyecto de Mejoramiento del camino Ramadas –
Apharumiri” se realizó una evaluación al camino actual existente en la zona del
proyecto estableciendo así las necesidades como ser:
Diseño y dimensionamiento Geométrico.
Diseño y dimensionamiento hidráulico.
Diseño y dimensionamiento de la carpeta estructural.
Señalización Vial.
Con los resultados obtenidos de la evaluación técnica y económica se realizó
el diseño y dimensionamiento geométrico, hidráulico, carpeta estructural.
Mediante el diseño y dimensionamiento hidráulico del camino se dio solución
al problema de drenaje que tenia la infraestructura del camino, garantizando
así la evacuación el agua de la calzada.
Integrando todos los componentes del Proyecto de Mejoramiento del Camino,
se mejorara la calidad de vida de los pobladores de Ramadas – Apharumiri,
disminuyendo el tiempo y garantizando el transporte por el mismo.
221 - 220
5.2 RECOMENDACIONES.
Se recomienda complementar este proyecto con el diseño y dimensionamiento de
los puentes sobre los siguientes ríos:
Quebrada # 2 Progresiva : 7+400
Río Ramadas Progresiva : 0+000
Se recomienda realizar charlas o cursos de capacitación para el mantenimiento
del camino para así aumentar su periodo de vía, mediante el manual de
mantenimiento propuesto por el presente trabajo. Es importante también tener
conocimiento previo sobre el derecho de vía para así evitar entrar en zonas que
sean utilizadas para el cultivo.
También se recomienda tomar en cuenta los impactos ambientales a producirse
por la construcción del camino, tomando en cuenta esto para poder realizar
medidas de mitigación ambiental.
Bibliógrafa.
Kraemer, Carlos. Ingeniería de Carreteras, Primera Edición Mc Graw Hill.
España, 2004.
M. Das Braja. Principios de la Ingeniería Geotécnica, Tercera Edición.
Estados Unidos, 1994.
Ing. Abel Chacón Choque, Texto Guía de Pavimentos, Marzo 2011.
Ayllon Acosta Jaime, Gutiérrez Angulo Vania Esdenka y Pereira Moreira
Renan Armando. MAQUINARIA Y EQUIPO DE CONSTRUCCION, Edición
UMSS, 2006.
Manual de Diseño Geométrico, Administradora Nacional de Caminos
(A.B.C).
Manual de Control de Dispositivos de Transito, Administradora Nacional de Caminos, (A.B.C).
Manual de Hidrología y Drenaje, Administradora Nacional de Caminos, (A.B.C).
Manual Andino para el Diseño y Mantenimiento de Empedrados.
222 - 220