Diseño estructural de la vía Sancán haci Cañitas desde la...

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE TITULACIÓN

Previa a la obtención del Título de

INGENIERO CIVIL

TEMA:

“Diseño estructural del pavimento de la vía Sancán hacia Cañitas desde la

abscisa 0+000 hasta la abscisa 8+847 del cantón Jipijapa”.

AUTOR:

José Luis Tumbaco Salazar

TUTOR:

Ing. Denny Augusto Cobos Lucio. Mg.

Jipijapa – Manabí – Ecuador

2018

II

CERTIFICACIÓN DE TUTOR

III

CERTIFICACIÓN DE APROBACIÓN

V

DEDICATORIA

Agradezco a Dios todopoderoso, por darme salud, fuerza, vida y permitirme culminar

con éxito esta etapa en mi formación profesional.

A mis padres José Tumbaco, Olga Salazar quienes con su ejemplo me han demostrado

que no importa que tan difícil, duro sea el camino o los obstáculos que podamos encontrar

no hay que dejarse vencer siempre hay que seguir avanzando.

A mis hermanos por darme aminos, apoyo y confianza incondicional me alentaron y

dieron fuerza para cumplir mi meta.

A cada una de las personas que participaron de una u otra manera en la elaboración de

mi proyecto de titulación gracias por estar ahí siempre.


VI

RECONOCIMIENTO

Expreso mis más sinceros agradecimientos a la Universidad Estatal del Sur de Manabí

quien por medio de su facultad de ciencias técnicas y su carrera de ingeniería civil me dio

la oportunidad de desarrollar mis conocimientos, habilidades para formarnos como

profesionales íntegros.

A todos los docentes quienes contribuyeron en la formación académica en especial a mi

tutor el Ing. Denny Cobos Lucio Mg. Cov. Por haber dedicado su tiempo y conocimien tos

para la culminación de este proyecto ya que sin su guía hubiera llegado a su culminac ión.

Finalmente agradecer a todos quienes forman parte de esta universidad, por la ayuda

proporcionada en nuestros años de estudio.


VII

ÍNDICE

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR .................................................................................... II

CERTIFICACIÓN DE APROBACIÓN ......................................................................... III

DEDICATORIA .............................................................................................................. V

RECONOCIMIENTO..................................................................................................... VI

ÍNDICE ..........................................................................................................................VII

RESUMEN................................................................................................................... XVI

SUMMARY ................................................................................................................ XVII

1. INTRODUCCION ................................................................................................. 1

2. OBJETIVOS .......................................................................................................... 2

2.1.-Objetivo general ..................................................................................................... 2

2.2.-Objetivos específicos.............................................................................................. 2

3. MARCO TEÓRICO............................................................................................... 3

3.1.- Características del proyecto.................................................................................. 3

3.2.-Mètodos para diseño de pavimento ........................................................................ 3

3.2.1.-Mètodo del instituto de ingeniería de la UNAM ................................................. 4

3.2.2.- Método AASHTO – 1993 .................................................................................. 4

3.2.3.- Método INVIAS para carreteras con medios y altos volúmenes de tránsito...... 6

3.2.4.- Método del Instituto del Asfalto......................................................................... 6

3.3.- Determinar el tipo de terreno mediante ensayos. .................................................. 7

3.3.1.-Tipos de ensayos para determinar el terreno. ...................................................... 7

3.3.2.- Ensayo de campo. ............................................................................................... 8

3.3.2.1.-Ensayo de compactación .................................................................................. 8

3.3.2.2.-Penetròmetro .................................................................................................... 8

3.3.2.3.--Mètodo de ensayo normal para uso del penetrometro dinámico de cono. ...... 9

3.3.2.4.- Definiciones..................................................................................................... 9

VIII

3.3.2.5.-Resumen del método ........................................................................................ 9

3.3.2.6.-Uso y significado ............................................................................................ 10

3.3.2.7.-Ademas del penetrometro dinámico de cono, se requiere el siguiente equipo:

..................................................................................................................................... 11

3.3.2.8.- Procedimiento................................................................................................ 12

3.3.2.9.-Registro de la información. ............................................................................ 14

3.3.2.9.-Calculo e interpretación de los resultados ...................................................... 15

3.3.3.-Ensayos de laboratorio. ..................................................................................... 16

3.3.3.1.-Contenido de humedad ................................................................................... 17

3.3.3.2.-Granulometría................................................................................................. 18

3.3.3.3.-Clasificación de los suelos. ............................................................................ 19

3.3.3.4.-Clasificación A.S.T.M. (SUCS) ..................................................................... 20

3.3.3.5.-Clasificación AASTHO.................................................................................. 23

3.3.3.6.-Límites de Atterberg....................................................................................... 24

3.3.3.7.-Limite líquido. ................................................................................................ 25

3.3.3.8.-Limite Plástico................................................................................................ 27

3.3.3.9.-Índice de Plasticidad....................................................................................... 29

3.4.-Tipo de tránsito, volumen y las cargas a las que el pavimento será sometido. .... 31

3.4.1.-Tipos de vehículos. ............................................................................................ 31

3.4.2.-Clasificación por Capacidad (Función del TPDA)............................................ 33

3.4.3.-Aforos ................................................................................................................ 34

3.4.4.-Trafico. .............................................................................................................. 35

3.4.4.1.- Tráfico promedio diario (TPD). .................................................................... 36

3.4.4.2.-Proceso de calculo del TPDA......................................................................... 37

3.4.4.3.-Tráfico futuro. ................................................................................................ 39

3.4.4.4.- Crecimiento normal del tráfico actual. .......................................................... 40

3.4.4.5.-Intensidad de trafico transformada a vehiculos livianos. ............................... 41

IX

3.4.4.6.- Criterios para determinar el tráfico futuro. .................................................... 41

3.4.4.7.- Proyección en base a la tasa de crecimiento poblacional. ............................. 41

3.4.4.8.- Tráfico generado............................................................................................ 42

3.4.4.9.- Tráfico por desarrollo .................................................................................... 43

3.5.-Análisis de transito ............................................................................................... 44

3.5.1.-Volúmenes de transito ....................................................................................... 44

3.5.3.-El periodo de diseño. ......................................................................................... 46

3.5.4.-La vida útil del pavimento. ................................................................................ 46

3.5.5.-Índice de serviciabilidad de un pavimento ........................................................ 47

3.5.6.-Índice de serviciabilidad inicial......................................................................... 47

3.6.-Factores equivalentes de carga (LEF) .................................................................. 48

3.6.1.-Factor de distribución por dirección (ID) .......................................................... 48

3.6.2.-Factor de distribución por carril (IC) ................................................................ 49

3.6.3.-Ejes equivalentes de 18 kips (8,16 t= 80kn), esal ............................................. 49

3.6.4.- Coeficiente de equivalencia de cargas.............................................................. 50

3.6.5.- Factor camión-eje (fce) .................................................................................... 51

3.6.6.- Estimación dela intensidad diaria de vehículos pesados .................................. 51

3.6.7.- Determinación del tráfico de diseño................................................................. 52

3.7.-Espesores de las capas del pavimento .................................................................. 53

3.7.1.--Concepto de pavimento.................................................................................... 53

3.7.2.-Clasificación de pavimentos.............................................................................. 53

3.7.2.1.-Pavimento flexible.......................................................................................... 54

3.7.2.2.-Pavimento Rígidos.- ....................................................................................... 54

3.7.2.3.-Pavimentos Semi-rígidos................................................................................ 55

3.7.2.4.-Pavimentos articulados ................................................................................... 55

3.7.3.-Estructura del pavimento ................................................................................... 55

3.8.-Características de los materiales........................................................................... 59

X

3.9.-Diseño de pavimentos flexibles Método AASTHO-93........................................ 63

3.9.1.-Método AASHTO. ............................................................................................ 63

3.9.2.-Confiabilidad (R)............................................................................................... 64

3.9.3.-Desviación estándar normal (So) ...................................................................... 65

3.9.4.-Capacidad de carga de la subrasante ................................................................. 66

3.9.5.-Coeficientes estructurales (ai). .......................................................................... 67

3.9.6.-Coeficiente estructural para la capa base (a2) ................................................... 68

3.9.7.-Coeficiente estructural para la capa sub-base (a3) ............................................ 68

3.9.8.-Espesores de las capas que componen el pavimento flexible (D1, D2, D3) ..... 69

3.9.9.-Espesores mínimos en función del SN .............................................................. 70

3.10.-Drenajes .............................................................................................................. 72

3.10.1.-Clasificación de las estructuras de drenaje ...................................................... 72

3.10.2.-Drenaje longitudinal ........................................................................................ 73

3.10.3.-Cuneta.............................................................................................................. 73

3.10.4.-Coeficiente de drenaje (mi) ............................................................................. 73

3.10.5.-Localización, pendiente y velocidad ............................................................... 74

3.10.6.-Forma de la Sección ........................................................................................ 75

3.11.-Secciones transversales tipicas ........................................................................... 76

3.11.1.-Ancho de la seccion transversal tipica ............................................................ 76

4. MATERIALES Y MÉTODOS ............................................................................ 79

4.1.-Tipo de Investigación ........................................................................................... 79

4.2.-Población y muestra ............................................................................................. 79

4.2.1.-Población ........................................................................................................... 79

4.2.2.-Muestra .............................................................................................................. 79

4.3.-Métodos de investigación ..................................................................................... 79

4.4.-Técnicas e instrumentos de recolección de datos ................................................. 80

4.4.1.-Técnicas de recolección de datos ...................................................................... 80

XI

4.4.1.1.-Conteo vehicular............................................................................................. 80

4.4.1.2.- Ensayos de campo ......................................................................................... 80

4.4.1.3.-Ensayos de laboratorio ................................................................................... 81

4.4.2.-Instrumentos ...................................................................................................... 81

4.5.-Levantamiento de la información ......................................................................... 81

4.5.1.-Ubicación........................................................................................................... 81

4.5.2.-Ensayo de campo y muestras de suelo. ............................................................. 82

4.5.3.-Aforo vehicular.................................................................................................. 90

5.- RESULTADOS. ........................................................................................................ 95

5.1.- Análisis de los resultados. ................................................................................... 95

5.1.1.- Resumen de los ensayos de suelo y CBR obtenidos. ....................................... 95

5.1.2.- Resumen de volumen de tráfico. ...................................................................... 99

5.1.3.- Cálculo del transito semanal (TS) .................................................................... 99

5.1.4.- Tránsito promedio diario semanal (TPDS). ..................................................... 99

5.1.5.- Proporciòn de vehiculos pesados ................................................................... 100

5.1.6.-Ejes equivalentes ............................................................................................. 102

3.1.6.1.-Determinación del tráfico de diseño............................................................. 103

5.1.7.-Resultados del diseño estructural de la vía utilizando el método ASSHTO-93

................................................................................................................................... 104

6.-CONCLUSIONES .................................................................................................... 111

7.- RECOMENDACIONES- ........................................................................................ 112

8.-BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................... 113

9.-ANEXO A ................................................................................................................ 114

9.1- Estudios de suelo ................................................................................................ 114

10.-ANEXOS B ............................................................................................................ 147

10.1.- Encuestas. ........................................................................................................ 147

11.-ANEXOS C ............................................................................................................ 150

XII

11.1.-Fotos del proyecto. ........................................................................................... 150

12.-ANEXOS D ............................................................................................................ 153

12.1.-Planos via Sancan hacia Cañitas. ..................................................................... 153

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1 Formato de registro de datos del PCD ............................................................... 12

Tabla 2 Correlación tabulada de CBR vs índice PDC .................................................... 15

Tabla 3. Símbolos de los diferentes tipos de suelos........................................................ 22

Tabla 4. Clasificación ASTM ......................................................................................... 23

Tabla 5. Clasificación de Suelos según AASHTO ......................................................... 24

Tabla 6. Datos para ensayos de compactación. ............................................................... 30

Tabla 7. Característica por tipos de vehículos. ............................................................... 31

Tabla 8. Pesos y dimensiones: “Tipo de vehículos motorizados, remolques y

semirremolques”. ............................................................................................................ 32

Tabla 9. Pesos y dimensiones “Posibles Combinaciones”.............................................. 33

Tabla 10. Clasificación funcional de las vías en base al TPDA ..................................... 34

Tabla 11 Hoja de censo vehicular ................................................................................... 35

Tabla 12. Tasa de crecimiento del tráfico. ...................................................................... 44

Tabla 13 Factor de distribución por dirección ................................................................ 49

Tabla 14 Factor de distribución por carril. ...................................................................... 49

Tabla 15 Forma de calcular ejes equivalentes. ............................................................... 50

Tabla 16. Cargas de referencia adoptadas por INVIAS para pavimentos asfalticos ...... 51

Tabla 17. Periodo de análisis (n). .................................................................................... 53

Tabla 18 Recomendaciones para uso de material de base .............................................. 57

Tabla 19. Porcentaje en peso que pasa a través de los tamices para Subbase. ............... 59

Tabla 20 Porcentaje en peso que pasa a través de los tamices para Subbase. ................ 59

Tabla 21. Valores de confiablidad. ................................................................................. 64

Tabla 22. Valores de la desviación estándar normal ZR, correspondientes a los valores

de confiabilidad............................................................................................................... 65

Tabla 23. Valores recomendados para la Desviación Estándar (So) .............................. 65

Tabla 24. Correlación del módulo Resiliente con el C.B.R. ........................................... 66

Tabla 25 Clasificación de subrasante según el MTOP. .................................................. 66

XIII

Tabla 26. Espesores mínimos sugeridos para capas asfálticas y bases granulares en

función del tránsito.......................................................................................................... 70

Tabla 27. Capacidad de Drenaje. .................................................................................... 74

Tabla 28. Valores m1 para modificar los Coeficientes Estructurales o de Capa de Bases

y Sub-bases sin tratamiento, en pavimentos flexibles. ................................................... 74

Tabla 29. Velocidades del agua con que se erosionan diferentes materiales.................. 75

Tabla 30. Anchos de calzada........................................................................................... 77

Tabla 31.Valores para el diseño de espaldones............................................................... 78

Tabla 32. Resultados de los ensayos de laboratorio muestra 1 ....................................... 82

Tabla 33. Datos de ensayo de campo PDC Nº 1 martillo 8 kg. ...................................... 82


Tabla 35. Datos de ensayo de campo PDC Nº 2 martillo 8 kg ....................................... 83




Tabla 39. Datos de ensayo PDC Nº 4 martillo 8 kg........................................................ 85









Tabla 48. Censo volumétrico día 1 ................................................................................. 90





Tabla 53.Análisis de los valores de la subrasante abscisa 1+000 ................................... 95

Tabla 54. Análisis de los valores de la subrasante abscisa 2+000 .................................. 95




XIV




Tabla 61. Resumen de los ensayos y CBR obtenidos. .................................................... 98

Tabla 62. Resumen de volumen de tráfico...................................................................... 99

Tabla 63. Encuesta de vehículos que circulan durante el día y noche. ........................... 99

Tabla 64. Porcentaje de vehículos pesados ................................................................... 100

Tabla 65. Trafico actual para diseño estructural. .......................................................... 101

Tabla 66. Clasificación de superficies de rodadura ...................................................... 102

Tabla 67. Coeficiente de equivalencia de carga............................................................ 103

Tabla 68. Coeficiente de equivalencia de carga............................................................ 103

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Vía Sancán las Cañitas ..................................................................................... 3

Figura 2. Esquema del dispositivo PDC......................................................................... 10

Figura 3. Representación gráfica de los límites de consistencia ................................... 25

Figura 4. Equipo de laboratorio para ensayo. ............................................................... 26

Figura 5 Casa grande. .................................................................................................... 27

Figura 6. Equipo para límite plástico............................................................................. 28

Figura 7. Esquema del comportamiento de pavimentos flexibles y rígidos. .................. 54

Figura 8. Estructura flexible........................................................................................... 54

Figura 9. Estructura rígida............................................................................................. 55

Figura 10. Carta para estimar coeficiente estructural a1 a partir del módulo elástico

(carpeta asfáltica). .......................................................................................................... 67

Figura 11. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a1 a partir de la

Estabilidad Marshall. ..................................................................................................... 67

Figura 12. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a2 para una base

granular. ......................................................................................................................... 68

Figura 13. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a3 para una sub-base

granular. ......................................................................................................................... 68

Figura 14. SN de la estructura del pavimento. ............................................................... 71

Figura 15. Dimensiones típicas de cunetas triangulares ............................................... 76

Figura 16. Inicio y final de la vía Sancán hacia Cañitas. .............................................. 81

Figuraº17.Ubicacion de calicatas. ................................................................................. 81

XV

Figura 18. Muestra Nª 1 ................................................................................................. 82








Figura 26. Sección típica de la vía Sancán hacia las Cañitas. .................................... 110

ÍNDICE DE FOTOS

Foto 1. Levantamiento topográfico abscisa 8+000 ...................................................... 150

Foto 2. Levantamiento topográfico inicio abscisa 0+000 ............................................ 150

Foto 3. Ensayo de granulometría. ................................................................................ 151

Foto 4. Ensayo de humedad natural. ............................................................................ 151

Foto 5. Ensayo de límite liquido material de vía. ......................................................... 152

Foto 6. Ensayo de límite plástico material de vía ........................................................ 152

XVI

RESUMEN

El diseño estructural del pavimento vehicular de la vía Sancán – Cañitas ubicado en el

cantón Jipijapa provincia de Manabí, que tiene una longitud de 8,847 km, se realizó

mediante métodos analíticos e investigativos, los cuales están basados en conocimientos

teóricos y prácticos debido a esto se propuso una solución a la problemática de manera

técnica y de ser posible su ejecución beneficiara a más de una comunidad. El estudio

inicio con el reconocimiento de la vía, para determinar las características de la subrasante

se realizó ensayos de laboratorio y campo con lo cual se determinó el tipo de suelo,

además se aplicó el aforo para determinar el volumen del tráfico que permitió calcular el

TPDA y clasificar la vía, una vez obtenidos los resultados se procedió a realizar el

respectivo diseño bajo el método AASHTO 93, por lo tanto esto permitirá un buen

funcionamiento para la misma, a lo largo de su vida útil ya que está basada en normas

vigentes determinadas por el Ministerio de Transporte y Obras Publicas Del

Ecuador(MTOP).

XVII

SUMMARY

The structural design of the vehicular pavement of the Sancán - Cañitas road located in the

Jipijapa county of Manabi province, which has a length of 8,847 km, was carried out by analytical

and investigative methods, which are based on theoretical and practical knowledge due to this

proposed a solution to the problem in a technical way and if possible, its execution will benefit

more than one community.The study began with the recognition of the road, to determine the

characteristics of the subgrade, laboratory and field tests were carried out, which determined the

type of soil, in addition the capacity was applied to determine the volume of traffic that allowed

to calculate the ADPT and classify the road, once the results were obtained, the respective design

was carried out under the AASHTO 93 method, therefore this will allow a good operation for it,

throughout its useful life since it is based on certain regulations in force by the Ministry of

Transport and Public Works of Ecuador (MTOP).

1

1. INTRODUCCION

La construcción de caminos para la comunicación es uno de los principales signos de

progreso de una civilización, cuando las ciudades de los primeros crecimientos

empezaron a aumentar de tamaño y población, la comunicación con las demás regiones

se volvió necesaria para obtener suministros alimenticios o transportarlos a otros

mercados. (Bañon & Garcia, 2013)

El trabajo se realizó en la comuna Sancán del cantón Jipijapa localizada con las

siguientes coordenadas: Inicio: Este: 545982.800; Norte: 9861566.115, Final: Este:

553971.780; Norte: 9862969.535, en la actualidad la vía se encuentra con un

mejoramiento realizado por el Consejo Provincial de Manabí, el cual esta afectados en su

mayor parte en la capa de rodadura ocasionando perdidas en los habitantes al no poder

transportar su mercadería en épocas de invierno, se propone el diseño estructural del

pavimento que satisfaga la necesidad del transito que circula en esta carretera.

Una vez obtenido el punto de inicio se comenzó determinando el tipo suelo mediante

ensayos in-situ (Penetrómetro dinámico de cono) y laboratorio (Humedad natural,

granulometría, límites de consistencia) para poder clasificarlo y determinar sus

características.

Para comprobar el transito existente en nuestra vía se usó el aforo vehicular y así

determinar la cantidad de vehículos que circulan por este acceso para poder calcular el

número de ejes equivalentes, para el cual se aplicó el método AASHTO 93 el cual es uno

de los más usados para diseñar pavimentos, ya que define procedimientos para realizar

un correcto estudio y así garantizar la vida útil de la estructura de una forma económica.

Con la finalidad de resolver el problema en la infraestructura vial de esta comunidad

ya que tiene como objetivo dar solución y así mejorar la calidad de vida de los habitantes

del sector que por lo general se dedican a la ganadería y producción agrícola de ciclo

corto.

2

2. OBJETIVOS

2.1.-Objetivo general

Realizar el diseño estructural del pavimento vehicular de la vía que comunica el sitio

Sancán hasta cañitas, pertenecientes al cantón Jipijapa.

2.2.-Objetivos específicos

❖ Identificar los métodos para diseño de pavimento.

❖ Determinar el tipo de terreno mediante ensayos de suelos.

❖ Analizar el flujo vehicular al cual será sometido el pavimento durante su periodo

de diseño.

❖ Realizar el Calculó de los espesores para cada una de las capas del pavimento.

3

3. MARCO TEÓRICO

3.1.- Características del proyecto.

La vía de estudio está situada en el cantón jipijapa, su punto de inicio es la comuna

Sancán avanzando hasta llegar al sitio cañita.

Este camino tiene una longitud de 8+847km y se encuentra ubicado en las siguientes

coordenadas:

Inicio: Este: 545982.800 Norte: 9861566.115 Elevación: 231.00

Final: Este: 553971.780 Norte: 9862969.535 Elevación: 231.00

Figura 1. Vía Sancán las Cañitas

Fuente: Google Maps.

3.2.-Mètodos para diseño de pavimento

Los métodos de diseño de pavimentos son guías desarrolladas por diferentes entidades

gubernamentales con el fin de proveer a los especialistas, las herramientas necesarias para

el diseño de estructuras de pavimento.

Un pavimento debe ser diseñado de tal manera que las cargas impuestas por el tráfico

no generen deformaciones permanentes excesivas. Por lo que el método de diseño con el

que se decida trabajar debe tener en cuenta las deformaciones que se producen en las

diferentes capas de pavimento.

En este caso presentamos los siguientes métodos:

4

3.2.1.-Mètodo del instituto de ingeniería de la UNAM

Desde aproximadamente tres décadas, en México constan con un método de diseño

para pavimentos desarrollado por el instituto de ingeniería de la UNAM (Univers idad

Nacional Autónoma de México).

Este método partió del análisis de datos experimentales en tramos de prueba, en

carreteras en servicio, de integración teórica y de experimentaciones de laboratorio en la

pista circular de pruebas, que influyo más recientemente en sucesivos

perfeccionamientos.

Este método considera como dato de entrada básicos el tipo de carretera, el número de

carriles, la vida del proyecto, el transito diario promedio anual (TPDA), tasa de

crecimiento y variable adicionales sobre características del terreno y materiales, así como

de climas, nivel freático y precipitación pluvial.

3.2.2.- Método AASHTO – 1993

El método de diseño AASHTO (Asociación de Administradores de Carretera de los

Estados Unidos), originalmente conocido como AASHO, fue desarrollado en los Estados

Unidos en la década de los 60, basándose en un ensayo a escala real realizado durante 2

años en el estado de Illinois donde los suelos y climas son típicos para gran parte de

Estados Unidos, esto con el fin de desarrollar tablas, gráficos y fórmulas que representen

las relaciones deterioro-solicitación de las distintas secciones ensayadas.

A partir de la versión del año 1986, y su correspondiente versión mejorada de 1993,

el método AASHTO comenzó a introducir conceptos mecanicistas para adecuar algunos

parámetros a condiciones diferentes a las que imperaron en el lugar del ensayo original.

El método AASHTO-1993 para el diseño de pavimentos flexibles, se basa

primordialmente en identificar un “número estructural (SN)” para el pavimento, que hace

referencia a la resistencia estructural de un pavimento requerido para una combinac ión

de soporte del suelo

5

(Mr), transito total (W18), de la serviciabilidad terminal y de las condiciones

ambientales. Para determinar el número estructural, el método se apoya en la siguiente

ecuación:

Log10Wt18=ZR*SO+9, 36*log10(SN+1)-0,20+𝑙𝑜𝑔₁₀ [

∆𝑃𝑆𝐼

4,2−1,5]

0.40+1094

(𝑆𝑁+1)5,19

+2,32*log10MR-8,07

Dónde:

• W18 = número de aplicaciones de ejes simples equivalentes de 18 kip (80 kN)

hasta el tiempo t en el cual se alcanza ISP = pt

• SN = número estructural

• ΔPSI = diferencia entre los índices de servicio inicial y terminal

• MR = módulo resiliente de la subrasante (libras/pg2)

• So = desviación estándar total de la distribución normal de los errores asociados

con las predicciones de tránsito y de comportamiento del pavimento.

• ZR = parámetro estadístico asociado con distribuciones normales de datos, que

considera la probabilidad de que el índice de servicio del pavimento sea superior

a pt durante el periodo de diseño.

Una vez determinado el número estructural requerido se busca un conjunto de

espesores que combinados adecuadamente y teniendo en cuenta parámetros como los

coeficientes estructurales y de drenajes garanticen un número estructural efectivo mayor

o igual al requerido para soportar las solicitaciones de transito esperadas en el periodo de

diseño.

El número estructural efectivo se determina por medio de la siguiente ecuación.

Dónde:

• a1, a2, a3: Coeficientes estructurales de la capa asfáltica, base granular y subbase

granular (in)

• D1, D2, D3: Espesores de la capa asfáltica, base granular y subbase granular (in)

• m2, m3: Coeficientes de drenaje para base granular y subbase granular.

6

3.2.3.- Método INVIAS para carreteras con medios y altos volúmenes de tránsito

El método INVIAS (Instituto Nacional Colombiano de Vías) está basado en una

combinación de métodos y la teoría fundamental de comportamiento de estructuras y

materiales. Las cartas para la determinación de los espesores de las estructuras se

desarrollaron con base en el Método AASHTO. El catálogo cubre los tipos de

pavimentos, suelos, materiales que actualmente se utilizan en el diseño y construcción de

vías en el país.

El diseño considera condiciones ambientales como la temperatura media anual que se

puede presentar desde menos de 13 o hasta 30 °C y la precipitación media anual que varía

desde menos 2000 a mayor a 4000 mm; en el caso de la resistencia a la subrasante se

considera el valor promedio del suelo predominante en cada sector homogéneo definido

y establece diferentes categorías que inician desde suelos con CBR menores a 3% que

requieren la estabilización del suelo o el reemplazo parcial, o hasta suelos con un CBR

mayor a 15%.

El siguiente parámetro que evalúa el Método INVIAS es el tránsito de diseño que

corresponde al número de ejes equivalente de 8.2 Ton en el carril de diseño durante el

periodo de diseño del pavimento que varía desde 0.5 E6 hasta 40 E6 el cual

posteriormente para garantizar una confiabilidad del 90% se mayora por 1.159, lo que

nos brinda el tránsito de diseño.

Definida la región climática, la categoría de la subrasante y de transito se determina

de los síes (6) cartas de diseño que presenta el manual cual es la que corresponde a estas

características y se procede a observar los espesores de las capas de pavimento

recomendados.

3.2.4.- Método del Instituto del Asfalto

El método del Instituto del Asfalto considera al pavimento como como un sistema

elástico multicapa (Capa de rodadura y base de concreto asfaltico, capa de rodadura y

bases con emulsiones asfálticas, así como capa de rodadura asfáltica con base y subbase

granulares), en los cuales se utilizan conceptos teóricos, experimentales, resultados de

ensayos de laboratorios y programas de computador que permiten optimizar los espesores

7

de la estructura de pavimento y el chequeo del cumplimiento de los criterios de fatiga y

ahuellamiento.

El dimensionamiento de la estructura de pavimento que se diseñe debe cumplir que

las deformaciones por tracción producidas en la fibra inferior de las capas asfálticas y las

deformaciones verticales por compresión en la parte superior de la subrasante no superen

los valores admisibles dados por el tránsito de diseño que debe soportar la estructura para

el periodo de servicio definido.

Le primer parámetro a evaluar para el diseño es el Módulo Resiliente (Mr) el cual

cuantifica la capacidad de soporte de la subrasante y en este trabajo se utilizara como 100

* CBR de cada tramo homogéneo, posteriormente se estima el número acumulado de ejes

simples equivalentes de 8.2 Ton, esperado en el carril de diseño durante el periodo de

diseño, posteriormente se calculan los módulos de la mezcla asfáltica y de la capa

granular donde se requiere conocer el tipo de asfalto a utilizar, los espesores de la

estructura de pavimento y la temperatura de la zona. Posteriormente mediante el

programa Weslease realiza el chequeo de por ahuellamiento y fisuramiento de la

estructura donde se verifica que los ejes equivalentes de diseño no superen los admisib les.

Los métodos descritos anteriormente mencionan términos que a continuación se

describen para permitir claridad en el desarrollo de este trabajo, una estructura de

pavimento es un conjunto de capas superpuestas, normalmente carpeta asfáltica y bases

granulares, que se diseñan y construyen técnicamente con materiales apropiados y

adecuadamente compactados. Los materiales granulares son agregados naturales

clasificados o provenientes de la trituración de rocas o gravas usados para conformar las

capas de apoyo sobre las cuales se construye la carpeta asfáltica.

3.3.- Determinar el tipo de terreno mediante ensayos.

3.3.1.-Tipos de ensayos para determinar el terreno.

Cuando se realiza un estudio de suelo no se debe enfocarse únicamente por el sitio en

que va a realizarse una obra, al contrario, debería comprender toda la zona porque se

podrían obviar datos importantes como accidentes naturales del terreno, como quebradas,

8

riachuelos, vegetación, etc. ya que son fundamentales en obras secundarias y poder

prevenir o evitar daños posteriores.

En el diseño de una vía es preciso tomar muestras de tierra del sitio ya que las que se

obtengan de encima de la Subrasante, permitirá conocer el tipo de material que se usara

en terraplenes y rellenos en general.

Mientras que los conseguidos debajo de la subrasante, nos permitirá conocer las

condiciones de estabilidad que presenta el terreno de fundación del pavimento y las obras

de arte a construirse. (Crespo, 2012)

3.3.2.- Ensayo de campo.

3.3.2.1.-Ensayo de compactación

Cuando los suelos no cuentan con las características y propiedades para una

construcción por ejemplo la permeabilidad, baja capacidad etc. Se puede utilizar otros

métodos para mejorar dichas propiedades y características tales como son los

denominados estabilización.

La compactación es un método para el mejoramiento de un suelo radica en ejercer una

acción mecánica de corta duración sobre una masa de suelo a un estado parcialmente

saturado., para reducir su volumen y aumentar su densidad por lo general la compactación

es la densificación del suelo por remoción del aire mecánicamente. El grado de

compactación de un suelo se mide su densidad en un estado seco.

En el campo se utilizan rellenos artificiales en algunas ocasiones se hace necesario

compactar el terreno natural lo cual se realiza mediante equipos destinados a la

compactación denominados compactadores los cuales mejoran su resistenc ia,

disminuyen su capacidad de deformación por esta razón mejoran su durabilidad.

3.3.2.2.-Penetròmetro

Los ensayos o pruebas de penetración son pruebas realizadas para la determinación de

las características geotécnicas de un terreno, como parte de las técnicas de

reconocimiento de un reconocimiento geotécnico.

https://es.wikipedia.org/wiki/Reconocimiento_geot%C3%A9cnico

9

Constituyen un método sencillo e intuitivo de apreciar la consistencia de un terreno:

forzar la penetración de un elemento, relacionando dicha consistencia con la aparición de

la resistencia que opone el terreno a la hinca de este elemento. Igualmente, puede

deducirse de esta forma la cota de aparición de estrato duro (por ejemplo, el sustrato

rocoso) por la imposibilidad de penetrar más allá de dicha profundidad.

Según la forma de aplicar la energía para la hinca del útil de penetración, las pruebas

de penetración pueden clasificarse en:

Penetrómetro estático, en los que la energía de hinca se aplica mediante presión.

Penetrómetro dinámico, en los que la energía se aplica mediante golpeo o impacto

con una maza.

3.3.2.3.--Mètodo de ensayo normal para uso del penetrometro dinámico de cono.

3.3.2.4.- Definiciones

Penetrómetro dinámico de cono (PDC) con un martillo de 8 Kilogramos es un

dispositivo utilizado para evaluar la resistencia in-situ del suelo inalterado o de materiales

compactados.

Accesorio de deslizamiento es un dispositivo opcional que facilita la lectura de la

distancia que la punta del penetrómetro dinámico de cono (PDC) penetra dentro del suelo,

generalmente va asegurado al yunque del aparato o a la varilla inferior y se sostiene y se

desliza sobre una escala independiente o puede estar sostenido por una varilla externa y

deslizar a lo largo de la varilla inferior del penetrómetro. (ASTM, 2012)

3.3.2.5.-Resumen del método

El operador dirige la punta el PDC dentro del suelo, levantando el martillo deslizante

hasta la manija y soltándolo para que caiga libremente hasta golpear el yunque. La

penetración total para un determinado número de golpes es medida y registrada en

términos de milímetros por golpes, in-situ a través de una correlación apropiada o para

establecer otras características del material. (ASTM, 2012)

https://es.wikipedia.org/wiki/Penetr%C3%B3metros_est%C3%A1ticos

https://es.wikipedia.org/wiki/Penetr%C3%B3metros_din%C3%A1micos

10

Figura 2. Esquema del dispositivo PDC

Fuente: instituto nacional de vías

3.3.2.6.-Uso y significado

Este método de ensayo se usa para evaluar la resistencia in-situ de suelos inalterados

y/o materiales compactados. La rata de penetración del PDC de 8 Kilogramos puede ser

utilizada para estimar el CBR in-situ; para identificar los espesores y así estimar la

resistencia al corte de las capas y otras características de los materiales que la constituyen.

Existen otros métodos de ensayo para penetrómetro con diferentes masas de martillos

y tipos de puntas cónicas, los cuales tienen correlaciones que son aplicables únicamente

a esos instrumentos específicos. (ASTM, 2012)

El PDC de 8 Kilogramos debe ser sostenido verticalmente durante su empleo y, por lo

tanto, es utilizado fundamentalmente en aplicaciones de construcciones horizonta les,

tales como pavimentos y losas de piso.

El instrumento es típicamente empleado para evaluar propiedades de los materiales a

una profundidad hasta de 1000 milímetros bajo la superficie. La profundidad de

penetración puede ser incrementada utilizando extensiones de varilla inferior, sin

embargo, si se emplean extensiones en la varilla inferior, se debe tener cuidado cuando

se empleen las correlaciones para estimar otros parámetros, puesto que dichas

correlaciones son solamente apropiadas para una configuración específica del PDC. La

masa y la inercia del dispositivo cambiarán y su producirán inevitablemente una

resistencia adicional a la fricción al largo de las extensiones de la varilla. (ASTM, 2012)

11

El PCD de 8 Kilogramos puede ser utilizado para estimar las características de

resistencia de suelos de grano fino y grueso, materiales de construcción y débiles

modificados o estabilizados. El dispositivo no se puede emplear en materiales altamente

estabilizados o cementados o en materiales granulares que contengan un gran porcentaje

de agregados pétreos cuyas partículas tengan tamaños superiores a 50 milímetros (2”).

El PDC puede ser utilizado para estimar la resistencia in-situ de materiales que se

encuentren por debajo de una capa altamente estabilizada, previo el barrenado de la

misma para permitir un orificio de acceso.

NOTA 1.- El PDC puede ser utilizado para evaluar la densidad de un materia l

razonablemente uniforme, relacionando la densidad con la tasa de penetración Sobre el

mismo material. De esta manera suelos definitivamente compactados o bolsas blandas

pueden ser identificadas, aunque el PDC no mida la densidad directamente. (ASTM,

2012)

Una medida de campo del PDC, da como resultado un CBR de campo y normalmente

no correlaciona satisfactoriamente con el CBR de laboratorio o el CBR sumergido sobre

el mismo material. Este ensayo debe interpretarse, entonces, como evaluador de la

resistencia in-situ del material bajo las condiciones existentes en el terreno en el instante

de la prueba.

3.3.2.7.-Ademas del penetrometro dinámico de cono, se requiere el siguiente equipo:

❖ Herramientas para ensamblaje del PDC.

❖ Aceite lubricante

❖ Llaves para atornillar

❖ Formato para el registro se los datos

12

Tabla 1 Formato de registro de datos del PCD

Proyecto: Fecha: Localización: Personal:

Profundidad del punto cero bajo la superficie: Peso Martillo:

Clasificación del material: Tiempo: Condición del pavimento: Nivel Freático:

1 2 3 4 5 6 7 8

Numero

de golpes

Penetración

acumulada

Penetración

entre lecturas

Penetración

por golpe

Factor del

martillo

Índice

PCD CBR % Humedad %

Fuente: Instituto Nacional de Vías

❖ A.- Numero de golpes del martillo entre lecturas

❖ B.- Penetración acumulada luego de cada serie de golpes

❖ C.-Diferencia de penetración acumulada (B) entre las lecturas

❖ D.-Nota C/A

❖ E.-Colocar “1” si el martillo es de 8 kg y “1/2” si es de 4.6 kg

❖ F.- Nota D*E

❖ G.-De la correlación entre CBR y el índice PDC

❖ H.- Porcentaje de agua (cuando se disponga del dato)

3.3.2.8.- Procedimiento

Verificación del equipo. -Antes de comenzar un ensayo, el dispositivo PDC debe ser

inspeccionado en las partes que pueden sufrir daños por fatiga, en particular en el

ensamble y en la manija y se debe verificar que no exista un excesivo desgaste de la

varilla ni del cono reutilizable. Todas las juntas deben ser ajustadas con seguridad

incluyendo el yunque de ensamble y el cono reutilizable (o el adaptador del cono

desechable) a la varilla de ensayo.

13

Operación básica. -el operador sostiene el dispositivo a través de la manija en una

posición vertical o a plomo y levanta y libera el martillo, de manera que caiga a la altura

especificada. El encargado de registrar la información, mide y registra la penetración total

para un determinado número o la penetración por cada golpe.

Caso de ensayo de una capa superficial. – El PDC es sostenido verticalmente y la

punta es asentada de tal manera que la parte más ancha del cono se encuentre a nivel con

la superficie del material a ser ensayado. En ese instante, se toma una lectura inicial de la

varilla graduada o de la regla separada para la medición. La distancia se mide con

aproximación a 1 mm (0.04”). Algunos accesorios deslizantes de referencia permiten a

la escala o a la varilla ser marcados con un “0” cuando el cono está en el punto cero.

(ASTM, 2012)

Ensayo bajo una capa ligada. – Cuando se ensayen materiales bajo una capa ligada

se debe utilizar una saca núcleos, para poder efectuar un orificio hasta la capa que será

ensayada. La toma de núcleos por vía húmeda requiere que el fluido utilizado sea

removido y el ensayo PDC sea realizado lo más rápidamente posible, sin exceder de 10

minutos luego de completada la operación de la toma del núcleo.

No se debe permitir que el líquido empleado durante la toma del núcleo sature o

penetre el material que va a ser ensayado. Un dispositivo de aspiración húmedo/seco o

una alternativa adecuada debe ser utilizado apenas se termine de tomar el núcleo, para

remover los materiales sueltos y los fluidos del orificio de acceso, antes de realizar el

ensayo. Para minimizar la extensión de la perturbación que produce el saca núcleos, el

taladrado no debe atravesar completamente la capa ligada, sino que debe ser suspendido

aproximadamente a 10 o 20 mm del fondo de ella.

Entonces, se emplea el PDC para penetrar la parte final, de la capa ligada. Este puede

ser un proceso complementario entre el taladrado y la ejecución de los ensayos de PDC,

para determinar el espesor de la capa. (ASTM, 2012)

14

Ensayo de pavimentos con sellos delgados. – Para pavimentos con sellos muy

delgados, el cono es empujado a través del sello hasta que el punto cero se encuentre a

ras con la capa superior de la capa a ser ensayada.

Una vez que la capa a ser ensayada ha sido alcanzada, se toma una lectura de referencia

con el punto cero en la parte superior de dicha capa y se registran los espesores de las

capas que han sido tomadas mediante núcleos. Esta lectura de referencia es el punto a

partir del cual se mide la penetración subsecuente. (ASTM, 2012)

3.3.2.9.-Registro de la información.

El operador debe escribir la información del encabezado antes de realizar el ensayo.

Los datos reales del ensayo se registran en la columna 1 (número de golpes) y en la

columna 2 (penetración acumulada en mm); si se conoce el contenido de humedad, se

deberá escribir en la columna 8.

Cuando se ha ensayado una capa superficial a través de un orificio obtenido mediante

taladrado, la primera lectura corresponde a la lectura de referencia en la parte superior de

la capa a ser ensayada, como lo dice la Sección anterior.

El número de golpes entre lecturas puede variar, dependiendo de la resistencia del

material. Normalmente, se toman lecturas luego de un número fijo de golpes, por

ejemplo, un golpe para suelos blandos, 5 golpes para materiales “normales” y 10 golpes

para materiales muy resistentes. Se debe registrar la penetración aproximada al milímetro

más cercano (0.04”) para un número específico de golpes. Se debe tomar una lectura

inmediatamente se detecte un cambio significativo en las propiedades de los materiales o

en la rata de penetración de la varilla. (ASTM, 2012)

15

Tabla 2 Correlación tabulada de CBR vs índice PDC

Índice PDC

mm/golpe CBR %

Índice PDC

mm/golpe CBR %

Índice PDC

mm/golpe CBR %

<3 100 39 4,8 69-71 2,5

3 80 40 4,7 72-74 2,4 4 60 41 4,6 75-77 2,3

5 50 42 4,5 78-80 2,2 6 40 43 4,4 81-83 2,1 7 35 44 4,3 84-87 2

8 30 45 4,2 88-91 1,9 9 25 46 4,1 92-96 1,8

10-11 20 47 4 97-101 1,7 12 18 48 3,9 102-107 1,6 13 16 49-50 3,8 108-114 1,5

14 15 51 3,7 115-121 1,4 15 14 52 3,6 122-130 1,3

16 13 53-54 3,5 131-140 1,2 17 12 55 3,4 141-152 1,1

18-19 11 56-57 3,3 153-166 1

20-21 10 58 3,2 166-183 0,9 22-23 9 59-60 3,1 184-205 0,8

24-26 8 61-62 3 206-233 0,7 27-29 7 63-64 2,9 234-271 0,6 30-34 6 65-66 2,8 272-324 0,5

35-38 5 67-68 2,7 >324 < 0,5 Fuente: instituto nacional de vías

3.3.2.9.-Calculo e interpretación de los resultados

EL CBR estimado in-situ se calcula utilizando el índice PDC, la penetración por golpe

puede ser dibujada, relacionándola con la profundidad.

La penetración por golpe se emplea para estimar el CBR in-situ o la resistencia al

corte, utilizando alguna correlación apropiada. Por ejemplo, la correlación entre la

penetración por golpe (PDC) y el CBR ha sido derivada de una ecuación recomendada

por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos, que se indica como sigue:

𝐶𝐵𝑅 =292

(𝑃𝐷𝐶)1,12

Esta ecuación es usada para todos los suelos, menos para los que clasifiquen como CL

y tengan un CBR inferior a 10 y los suelos CH, para los cuales el Cuerpo de Ingenie ros

del Ejército de los Estados Unidos recomienda las siguientes expresiones: (ASTM, 2012)

Suelos tipo CL con CBR < 10:

16

𝐶𝐵𝑅 =1

(0,017019 ∗ 𝑃𝐷𝐶)2

Suelo tipo CH:

𝐶𝐵𝑅 =1

0,002871 ∗ 𝑃𝐷𝐶

La elección de una correlación apropiada es materia del buen juicio profesional. En

razón de ello, el Instituto Nacional de Vías acepta cualquier fórmula determinada a partir

de experiencias regionales, siempre que se encuentre debidamente sustentada y que su

obtención haya sido confiable.

Si existen diferentes capas en el material ensayado, se observa un cambio en la

pendiente de la gráfica que relaciona el número de golpes con la penetración. La interfaz

exacta es difícil de definir porque, en general, siempre existe una zona de transición entre

capas. El espesor de la capa puede ser definido por la intersección de las líneas que

representan la pendiente promedio de capas adyacentes. Una vez que los espesores de

capas han sido definidos, se calcula la rata de penetración promedio por capa.

3.3.3.-Ensayos de laboratorio.

Los ensayos son pruebas realizadas para determinar las características de un terreno,

estos se realizan sobre muestras del sector donde se va a ejecutar un proyecto; para lo

cual debemos tener muestra cada 500 m, a las cuales se realizarán diferentes tipos de

ensayos.

❖ Humedad natural

❖ Granulometría

❖ Límites de consistencia (límite líquido, límite sólido, índice plástico)

❖ Compactación (Próctor)

❖ C.B.R.

17

Con la realización de los ensayos se puede conocer las propiedades físico mecánicas,

su tipo y su resistencia al tráfico vehicular.

3.3.3.1.-Contenido de humedad

Se denomina humedad natural o contenido de agua de un suelo, a la relación entre el

peso de agua contenido en el mismo y el peso de su fase sólida la cual se expresa en

porcentaje.

Se puede determinar pesando una muestra de suelo en un estado húmedo, luego

secando dicha muestra en un horno a una temperatura que se encuentre entre 105 a 110

grados centígrados, la diferencia es aquella que representa el peso del agua que contenía

la muestra. Este peso del agua es expresado como porcentaje del peso seco de la muestra

la cual proporciona el contenido de humedad.

El contenido de humedad del suelo puede variar desde cero cuando está perfectamente

seco hasta un máximo específico y variable cuando está la muestra está completamente

saturada.

𝑊 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑎

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜=

𝑊ℎ − 𝑊𝑠

𝑊𝑠

Dónde:

W= humedad

Wh= peso de muestra húmeda

Ws= peso de muestra seca

El procedimiento para contenido de humedad, es el siguiente:

➢ Tomar una muestra representativa del estrato a evaluar.

➢ Obtener el peso húmedo de la muestra.

➢ Colocar la muestra en una tara y depositarla en el horno hasta obtener peso

constante.

➢ Temperatura del horno: 105 °C a 115 °C

➢ Tiempo de la muestra en el horno: 24 horas.

➢ Retirar la muestra del horno, dejarla enfriar y determinar su peso seco.

18

3.3.3.2.-Granulometría

Es la clasificación de las partículas mediante su tamaño la cual determina la cantidad

en porcentaje de los diferentes tamaños de las partículas que conforman el suelo, para

nuestro estudio utilizaremos el método de tamizado, y esto se lo utilizará para poder

clasificar cada una de las partículas del suelo pasando por los tamices 4, 10, 40, 200 y

pasa 200 (granulometría fina).

Por lo general los resultados que se obtienen en el análisis granulométrico se

representan en una tabla la cual es denominada curva granulométrica. Los porcentajes de

muestra que se indican son acumulativos.

Para analizar en este caso el tipo de suelo de la sub-rasante se aplicará el método de

granulometría fina por lavado.

Pasos a seguir:

❖ Primero se pasa por el tamiz número cuatro, generalmente se toma una cantidad

de 100 gr, se los coloca en un recipiente con agua, dejando que el material se

empape dejándolo reposar unas 12 horas.

❖ Segundo el contenido del recipiente se vacía sobre el tamiz número 200, se lava

el material tantas veces hasta que no se enturbie el agua.

❖ Tercero se elimina el agua después se pone a secar el restante en un horno a una

temperatura constante de 110 grados.

❖ Cuarto el material que pasó la malla número 4 y se retuvo en la 200, para que pase

las correspondientes mallas 10, 40 y 200 pesando los retenidos.

❖ Quinto se obtiene el porcentaje que paso la malla 200 por diferencia a los 100gr.

❖ Sexto una vez determinados los pesos retenidos desde la malla número 4 hasta la

numero 200 se obtienen los porcentajes retenidos parciales, esos porcentajes son

acumulativos los cuales representan los porcentajes de la muestra total.

19

3.3.3.3.-Clasificación de los suelos.

Teniendo en cuenta que en la naturaleza existe una gran variedad de suelos, la

ingeniería de suelos ha desarrollado algunos métodos de clasificación de los mismos, que

son muy útiles para evaluar de una forma aproximada, rápida y económica, las

características y propiedades de los suelos afectados o utilizados en una obra.

Estos sistemas permiten una división sistemática de los diferentes tipos de suelos en

diferentes grupos, que presentan propiedades y comportamientos similares. Es un

ordenamiento de los suelos en grupos que tienen propiedades similares y que facilita la

estimación de las propiedades o aptitudes de los suelos objeto de estudio por comparación

además es una guía útil a la hora de describir el suelo.

Las clasificaciones de suelos son importantes para el ingeniero porque establecen una

referencia para la comparación entre los suelos y, gracias a la acumulación de

experiencias, permiten acotar las características más significativas de los suelos y su

comportamiento en diferentes condiciones.

Estas clasificaciones se basan principalmente en la granulometría y plasticidad de los

suelos, por haberse comprobado en la mayoría de los casos que las características que

interesan al constructor (deformabilidad, compactibilidad, permeabilidad, etc.) están

relacionados en una primera aproximación con dichas propiedades elementales.

La aplicación de diferentes clasificaciones a un suelo dado permite una mejor

caracterización del mismo, al agruparlo con otros análogos de comportamiento conocido.

Los sistemas más utilizados para la clasificación de los suelos son:

➢ Clasificación A.S.T.M. (SUCS, CLASIFICACION UNIFICADA DE SUELOS)

➢ Clasificación A.A.S.H.T.O.

➢ Clasificación Francesa

➢ Clasificación española

20

3.3.3.4.-Clasificación A.S.T.M. (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. El método de la American Society for Testing Materials (ASTM: D 2487-

69), antiguamente conocido como el Unified Soil Classification System (SUCS), divide

los suelos en tres grandes grupos:

✓ Suelos de grano grueso, constituidos por gravas y arenas con menos del 50% de

finos que pasan por el tamiz No. 200 ASTM (0,074 mm). Las gravas (G) y arenas

(S) se separan con el tamiz No. 4, de manera que un suelo pertenece al grupo G,

si más del 50% del peso de su fracción gruesa queda retenido en el tamiz No. 4 y

pertenecerá al grupo S, en caso contrario.

Tanto las gravas como las arenas se dividen en cuatro grupos (GW, GP, GM, GC) y

(SW, SP, SM, SC) respectivamente, en función de la granulometría del suelo y de la

plasticidad de la fracción que pasa por el tamiz No. 40 (0,42 mm).

✓ Suelos de grano fino, constituidos por los suelos con 50% o más de finos. Se trata

de suelos arcillosos y limosos. Sobre el gráfico Casagrande se establecen unas

zonas que corresponden a diferentes subgrupos, de forma que los suelos son

finalmente clasificados en función de la relación entre su límite líquido y su índice

de plasticidad y según que contengan o no, materia orgánica. EI sistema divide

los suelos de grano finos se clasifican en tres grupos: limos inorgánicos (M),

arcillas inorgánicas (C) y limos y arcillas orgánicos (O). Cada uno de estos suelos

se subdivide a su vez, según su límite líquido, 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 (high compresibility).

Obteniéndose de este modo los siguientes tipos de suelos: (Aparicio, 2014)

21

ML = Limos inorgánicos de baja compresibilidad.

OL = Limos y arcillas orgánicas de baja compresibilidad.

CL = Arcillas inorgánicas de, baja compresibilidad.

CH = Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad.

MH = Limos orgánicos de alta compresibilidad.

OH = Arcillas y limos orgánicos de alta compresibilidad.

✓ Suelos de estructura orgánica, constituidos fundamentalmente por materia

orgánica fibrosa, como las turbas, se designan con el símbolo Pt. Estos suelos son

además fácilmente identificables por su color marrón oscuro y su olor a materia

orgánica en descomposición.

Para los símbolos se utilizan las iniciales en inglés de los diferentes tipos de suelos o

de sus características (Aparicio, 2014)

Los suelos de grano grueso (gravas o arenas) tienen la mayor parte de la fracción

retenida en el tamiz No. 200. Los grupos GW y SW comprenden respectivamente las

gravas o arenas bien graduadas, con pocos finos o sin finos (menos del 5% pasando por

el tamiz No. 200). Para asegurar que su curva granulométrica es extendida y regular, se

impone una doble condición para los coeficientes de uniformidad Cu y de curvatura Cc.

A los grupos GP y SP pertenecen las gravas o arenas mal graduadas y con pocos finos

o sin ellos. Los grupos GM, GC, SM y SC corresponden a las gravas o arenas con una

proporción importante de finos (más del 12% pasando por el tamiz No. 200).

Para los símbolos se utilizan las iniciales en inglés de los diferentes tipos de suelos o

de sus características.

22

Tabla 3. Símbolos de los diferentes tipos de suelos

Suelos De Granos

Grueso

Prefijos G Gravel Grava

S Sand Arena

Sufijos

W Well Graded Bien Graduado

P Poorly Graded Mal Graduado

M mo (en sueco) Limo

C Clay Arcilla

Suelos De

Granos Fino

Prefijos

M mo (en sueco) Limo

C Clay Arcilla

O Organic Suelo Con Materia

Sufijos

L Low Bajo, Referido Al Limite

Liquido

H High Alto, Referido Al Limite

Liquido

Suelos Estructura

Orgánica PT Peat Turba

Fuente: Manual de mecánica de suelos y cimentaciones

El sufijo M ó C se refiere a la plasticidad de la fracción empleada (que pasa por el

tamiz No. 40) determinada por los límites de Atterberg. Si el suelo queda representado

en el gráfico de plasticidad por debajo de la línea A se trata de un suelo limoso (M), y si

queda por encima, de un suelo arcilloso (C).

Si el límite líquido es superior a 50 la plasticidad de los limos o arcillas es alta (H)

calificándose como CH o MH; si es igual o inferior a 50 la plasticidad es baja (L)

calificándose como CL o ML. Se reconoce de esta forma que la plasticidad de los finos

influye más en el comportamiento del suelo que la granulometría de éste.

Para los casos intermedios se utiliza un doble símbolo. Esto ocurre cuando el

porcentaje de finos que pasan por el tamiz No. 200 está comprendido entre 5 y 12 (por

ejemplo, GW-GM, SP-SC, etc), o cuando el punto que representa al suelo se encuentra

sobre la línea A o por encima con IP = 4-7 (GM-GC, SM-SC).

En casos dudosos debe seguirse la clasificación menos plástica. Así, una arena bien

graduada, con un 10% de finos e IP = 6, se designará como SW-SM.

Los suelos de grano fino se califican utilizando exclusivamente el gráfico de

plasticidad. La línea A, prolongada por una pequeña franja, separa convencionalmente

23

las arcillas inorgánicas de plasticidad baja y media (CL) y alta (CH), de los limos

inorgánicos (ML, MH) y de los suelos finos orgánicos (OL, OH) (Terzaghi, 1975).

Tabla 4. Clasificación ASTM


3.3.3.5.-Clasificación AASTHO

Es el sistema más utilizado para la clasificación de suelos. De acuerdo con este sistema

y con base en su comportamiento, los suelos están clasificados en ocho grupos designados

por los símbolos del A-1 al. A-8. Los suelos inorgánicos van del A-1 al A-7 y a su vez se

DIVISIONES Símbolos del NOMBRES TÍPICOS

PRINCIPALES grupo

GRAVAS

ARENAS <5%->GW,GP,SW,SP.

>12%->GM,GC,SM,SC.

(apreciable

cantidad de

finos)

Gravas arcillosas,

mezclas grava-arena-

arcilla.

Arcillas orgánicas de

plasticidad media a

elevada; limos orgánicos.

Turba y otros suelos de

alto contenido orgánico.

Limos inorgánicos y arenas

muy finas, limos límpios,

arenas finas, limosas o

arcillosa, o limos arcillosos

con ligera plásticidad.

Arenas

límpias

Limos y arcillas:

Arcillas inorgánicas de

plasticidad baja a media,

arcillas con grava, arcillas

arenosas, arcillas limosas.

Más de la

mitad de la

fracción

gruesa pasa

por el tamiz

número 4 (4,76

mm)

(apreciable

cantidad de

finos)

CL

MH

(pocos o

sin f inos)

GP

GW

SW

Arenas arcillosas,

mezclas arena-arcilla.

Gravas limosas, mezclas

grava-arena-limo.

SP

SUELOS DE

GRANO FINO

Gravas

límpias

Más de la

mitad de la

fracción

gruesa es

retenida por el

tamiz número 4

(4,76 mm)

Limos orgánicos y arcillas

orgánicas limosas de baja

plasticidad.

Gravas, bien graduadas,

mezclas grava-arena,

pocos f inos o sin f inos.

Arenas bien graduadas,

arenas con grava, pocos

finos o sin f inos.

Arenas mal graduadas,

arenas con grava, pocos

finos o sin f inos.

Arenas

con finos

ML

SUELOS DE

GRANO

GRUESO

Más de la mitad

del material

retenido en el

tamiz número

200

GC

GM

Gravas

con finos

Gravas mal graduadas,

mezclas grava-arena,

pocos f inos o sin f inos.

(sin o con

pocos

f inos)

5 al 12%->casos límite

que requieren usar

doble símbolo.

Suelos muy orgánicos

SC

SM

OL

PT

Límite líquido mayor de 50

Límite líquido menor de 50

Limos y arcillas:

Arcillas inorgánicas de

plasticidad alta.CH

Arenas limosas, mezclas

de arena y limo.

Más de la mitad

del material pasa

por el tamiz

número 200

Limos inorgánicos, suelos

arenosos finos o limosos

con mica o diatomeas,

limos elásticos.

OH

Cuando no se cumplen

simultáneamente las

condiciones para SW.

Límites de

Atterberg debajo

de la línea A o

IP<4.

Límites de

Atterberg sobre la

línea A con IP>7.

Límites de

Atterberg sobre la

línea A con IP>7.

Límites de

Atterberg debajo

de la línea A o

IP<4.

Los límites

situados en la

zona rayada

con IP entre 4 y

7 son casos

intermedios

que precisan

Cu=D60/D10>6

Cc=(D30)2/D10xD60 entre 1 y 3

No cumplen con las

especif icaciones de

granulometría para GW.

Encima de línea

A con IP entre

4 y 7 son

casos límite

que requieren

doble símbolo.

IDENTIFICACIÓN DE LABORATORIO

Cu=D60/D10>4

Cc=(D30)2/D10xD60 entre 1 y 3

Determinar porcentaje

de grava y arena en la

curva granulométrica.

Según el porcentaje de

finos (fracción inferior al

tamiz número 200). Los

suelos de grano grueso

se clasif ican como

sigue:

24

dividen en un total de 12 subgrupos. Los suelos con elevada proporción de materia

orgánica se clasifican como A-8. (Coronado, 2016)

Para la clasificación es suficiente realizar un análisis granulométrico abreviado

(tamices No. 10, 40 y 200 ASTM) y los límites de Atterberg de la fracción que pasa por

el tamiz No. 40. En la tabla que se aprecia más adelante aparecen los criterios utilizados

en la clasificación.

Tabla 5. Clasificación de suelos según AASHTO


3.3.3.6.-Límites de Atterberg

Límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos

finos, presentes en la naturaleza, pueden encontrarse en diferentes estados, dependiendo

del contenido de agua. Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido, semisólido,

plástico, y líquido. La arcilla, por ejemplo, al agregarle agua, pasa gradualmente del

estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido. (Feliciano Perez Plata)

Los límites de Atterberg son mundialmente utilizados ya que sirve para encontrar la

relación entre estos límites y las propiedades del suelo se utilizan en la identificación y

clasificaciones de los suelos.

Los límites de consistencia de un suelo, están representados por el contenido de

humedad.

25

Los límites de Atterberg son mundialmente utilizados ya que sirve para encontrar la

relación entre estos límites y las propiedades del suelo se utilizan en la identificación y

clasificaciones de los suelos.

Los límites de consistencia de un suelo, están representados por el contenido de

humedad, los principales se conocen con el nombre de límite líquido, limite plástico y

límite de contracción.

Figura 3. Representación gráfica de los límites de consistencia

Autor: (Feliciano Perez Plata)

Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo tiene comportamiento como

material plástico. Este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de

cambiar su comportamiento al comportamiento de un fluido viscoso. Se encuentra en la

frontera del límite líquido y plástico.

3.3.3.7.-Limite líquido.

El limite liquido es el contenido de humedad al cual una masa de suelo húmedo

colocada en un recipiente en forma de una capsula de bronce, separada en dos por la

acción de una herramienta para hacer una ranura y dejarla caer desde una altura de 1 cm,

sufra después de dejarla caer 25 veces una falla o cierre de la ranura en una longitud de

12.7 mm. Una vez determinado nos da una idea de la resistencia al corte cuando tiene

cantidad de agua.

26

Cuando se vaya a pavimentar una carretera, calle o aeropista es importante conocer el

límite líquido de fundación, pues un suelo cuyo contenido de humedad sea

aproximadamente igual o mayor a su límite líquido, tendrá una resistencia al corte

prácticamente nulo.

Equipos

❖ Aparato casa grande

❖ Ranurador

❖ Balanza

❖ Horno

❖ Tamiz

❖ Recipientes

❖ Espátula

Figura 4. Equipo de laboratorio para ensayo.

Fuente: Manual de procedimientos de ensayos de suelos y memoria de cálculo.

Para determinar el límite líquido de un suelo se efectúa el siguiente procedimiento:

❖ Se prepara la muestra unos 100 gr la cual paso el tamiz 40 a la cual se la mezcla

con agua hasta formar una pasta homogénea y un color uniforme.

❖ Verificar la altura de la máquina del límite líquido.

27

❖ Colocar la mezcla en la copa de casa grande formando una torta aislada con un

centímetro de espesor con una espátula.

❖ El suelo colocado y listo en la copa de casa grande se la divide en dos partes

mediante el ranurador, el movimiento debe ser de arriba hacia abajo luego se

realiza el conteo de los golpes.

❖ Hecha la ranura se debe controlar un valor consistente entre 10 y 36 golpes se

toma una muestra y se calcula el contenido de humedad

❖ El proceso se repite 3 veces teniendo el suelo otro contenido de humedad.

❖ Luego se dibujan los puntos y se unen con una línea recta con la de los numero

de golpes y esta será el limite liquido del suelo.

Figura 5 Casa grande.


3.3.3.8.-Limite Plástico

Es el contenido de humedad por debajo del cual se puede considerar el suelo como

material no plástico. En la frontera entre los estados semisólido y plástico.

El limite plástico se define, además, como el contenido de humedad del suelo al cual

un cilindro se rompe o se resquebraja, cuando se enrolla a un diámetro de

aproximadamente 3 mm. Esta prueba es bastante más subjetiva (depende del operador)

que el ensayo de limite liquido pues la definición del resquebrajamiento del cilindro de

suelo, así como el diámetro de 3 mm están sujetas a la interpretación del operador.

28

Con la práctica, se encuentro que los valores del límite plástico pueden reproducirse

sobre el mismo suelo por parte de diferentes laboratoristas dentro de un rango del 1 al

3%.

El limite pastico y líquido son utilizados para clasificar e identificar el suelo. El límite

de contracción áreas geográficas donde el suelo sufre grandes cambios de volumen entre

su estado seco y su estado húmedo. El problema de potencial de volumen puede muy a

menudo ser detectado de los resultados en los ensayos del Limite Liquido y Limite

Plástico. El límite plástico en ocasiones puede ser utilizado para estimar asentamientos.

La capacidad de un suelo de absorber agua sin perder su cohesión pasar del estado

semi-fluido queda expresada por la diferencia de los limites plástico y líquido, y recibe

el nombre de índice de plasticidad.

Equipos

Placa de vidrio esmerilado, Espátula, Capsula para Evaporación: preferiblemente de

porcelana, Capsulas para determinar el contenido de humedad, Balanza Y Horno.

Figura 6. Equipo para límite plástico.


Pasos a seguir:

❖ Dividir varios pedazos en porciones de 20 o 30 gr de suelo preparados durante el

límite líquido.

29

❖ Enrollar el suelo sobre una placa de vidrio moldeándolo en forma de cilindro con

un diámetro uniforme hasta que llegue a 3 mm se debe romper en pequeños

pedazos.

❖ Esta secuencia esta secuencia se repetirá el número de veces que se requiera para

producir suficientes muestras que permitan llenar un recipiente de humedad.

❖ Pesar el recipiente cubierto, remover su tapa y colocarlo dentro del horno.

Con los datos antes obtenidos se calcula el contenido de agua en porcentaje, si la

diferencia de los dos porcentajes no es mayor que 2% se promedian y en caso contrario

se repite el ensayo.

𝐿𝑃(%) =𝑊𝐻2𝑂

𝑊𝑆

𝑥100

El promedio es el valor en porcentaje del límite plástico.

3.3.3.9.-Índice de Plasticidad

Se denomina índice de plasticidad se expresa en porcentaje y representa la diferenc ia

numérica entre los límites líquido y plástico, e indica el margen de humedad dentro del

cual se encuentra en estado plástico tal como lo definen los ensayos.

Tanto el límite líquido como el límite plástico dependen de la cantidad y tipo de arcilla

del suelo, sin embargo, el índice plástico depende generalmente de la cantidad de arcilla

del suelo.

Comparando el índice de plasticidad con el que marcan las especificaciones

respectivas, se pueden decir si un determinado suelo presenta las características

adecuadas para cierto uso. (Crespo, 2012)

Cuando el LL y el LP no pueden ser determinados se informa el índice de plasticidad

como (no plástico).

Para calcular el contenido de humedad se lo realiza de la siguiente forma.

30

𝛾ℎ =𝑊𝑚

𝑉𝑐=

𝑊𝑚𝑒−𝑊𝑒

𝑉𝑐

Dónde:

𝛾h= peso volumétrico húmedo.

𝛾d= peso volumétrico seco.

Wm= peso de la muestra compactada.

We= peso del molde cilíndrico

Vc= volumen del cilindro

W= contenido de humedad al tanto por uno.

Wme= peso de muestra compactada + Peso del Cilindro

Peso volumétrico saturado

𝛾𝑑𝑧 =𝑆𝑠

1+𝑊𝑆𝑠∗ 𝛾𝜔

Dónde:

𝛾dz= peso volumétrico del suelo saturado.

Ss= peso específico de los sólidos.

𝛾w= peso específico del agua.

Tabla 6. Datos para ensayos de compactación.

Ensayo No 1 2 3 4 5

Volumen del cilindro

Peso del molde del cilindro

Peso del material + molde cilindro

Peso del material

Tara #

Peso tara

Peso seco + tara

Peso húmedo +tara

% Humedad

Peso volumétrico húmedo

Peso volumétrico seco

Peso volumétrico saturado Fuente: Guía de laboratorio de mecánica de suelos, U. de Ingeniería, Colombia, 2007

Con los datos de pesos volumétricos seco en las ordenadas y contenidos de humedad

en las abscisas, se gráfica la curva de compactación y de ahí se obtiene el peso

31

volumétrico máximo (∆ máx.) y la humedad óptima los cuales corresponden al punto más

alto de la curva de compactación.

3.4.-Tipo de tránsito, volumen y las cargas a las que el pavimento será sometido.

3.4.1.-Tipos de vehículos.

El ministro de transporte y obras públicas consideran varios tipos de vehículos de

diseño, más o menos equivalentes a los de la AASHTO, así:

Vehículos livianos (A):

❖ A1 usualmente para motocicletas.

❖ A2 para automóviles.

Buses y Busetas (B), que sirven para transportar pasajeros en forma masiva Camiones

❖ (C) Para el transporte de carga, que pueden ser de dos ejes.

❖ (C-1), Camiones o tracto camiones de tres ejes.

❖ (C-2) camiones de cuatro ejes

❖ (C-3) camiones de cinco o más ejes.

Remolques (R), con uno o dos ejes verticales de giro y una unidad completamente

remolcada, tipo tráiler o tipo Dolly.

Tabla 7. Característica por tipos de vehículos.

Vehículo de diseño A B C R

Altura máxima (m) 2.40 4,10 4,10 4,30

Longitud máxima (m) 5,80 13.00 20.00 >20.50*

Anchura máxima (m) 2,10 2,60 2,60 3.00

Radios mínimos de giro (m)

Rueda interna 4,70 8,70 10.00 12.00

Rueda externa 7,50 12,80 16.00 20.00

Esquina externa delantera 7,90 13,40 16.00 20.00

Autor: (NEVI 12, 2013)

32

Tabla 8. Pesos y dimensiones: “tipo de vehículos motorizados, remolques y semirremolques”.


33

Tabla 9. Pesos y dimensiones “posibles combinaciones”


3.4.2.-Clasificación por Capacidad (Función del TPDA)

Para normalizar, la estructura de la red vía l del país de este siglo, se ha clasificado a

las carreteras de acuerdo al volumen de tráfico que procesa o que se estima procesara en

el año de horizonte o de diseño. La tabla presenta la clasificación funcional propuesta de

las carreteras y caminos en función del TPDAD. (MTOP-NEVI, 2013)

34

Tabla 10. Clasificación funcional de las vías en base al TPDA

Fuente: (NEVI, 2013)

TPDA. - Tráfico Promedio Diario Anual

TPDA d.=TPDA correspondiente al año horizonte o de diseño

En esta clasificación considera un TPDAd para el año horizonte se define como:

TPDAd =Año de inicio de estudios + Años de Licitación, Construcción + Años de

Operación

C1 = Equivale a carretera de mediana capacidad

C2 = Equivale a carretera convencional básica y

camino básico C3 = Camino agrícola / forestal

Se define como años de operación (n); al tiempo comprendido desde la inauguración del

proyecto hasta el término de su vida útil, teniendo las siguientes consideraciones:

Proyectos de rehabilitación y mejoras n= 20 años.

Proyectos especiales de nuevas vías n= 30 años.

Mega Proyectos Nacionales n =50 años.

3.4.3.-Aforos

Se denomina aforo al proceso de medir la cantidad de vehículos y/o peatones que

pasan por un tramo en una carreta en una unidad de tiempo.

Clasificación Funcional de las Vías en base al TPDAd

Descripción Clasificación

Funcional

Tráfico Promedio Diario Anual

(TPDAd) al año de horizonte

Límite Inferior Limite Superior

Autopis ta AP2 80000 120000

AP1 50000 80000

Autovía o Carretera

Multicarril

AV2 26000 50000 AV1 8000 26000

Carretera de 2 carriles

C1 1000 8000 C2 500 1000

C3 0 500

35

Tabla 11 Hoja de censo vehicular

Autor: (MOP, Normas de diseño geometrico, 2003)

3.4.4.-Trafico.

El diseño de una carretera o de un tramo de la misma debe basarse entre otras

informaciones en los datos sobre tráfico, con el objeto de compararlo con la capacidad o

sea con el volumen máximo de vehículos que una carretera puede absorber. El tráfico, en

consecuencia, afecta directamente a las características del diseño geométrico.

ESTA

CIO

N:AÑ

O:

Luis T

umba

co

MES

:

2DA

2DB

3A4C

4-0T2

S1T2

S2T2

S3T3

S1T3

S2T3

S32R

22R

33R

23R

3

6:00/6

:30

6:30/7

:00

7:00/7

:30

7:30/8

:00

8:00/8

:30

8:30/9

:00

9:00/9

:30

9:30/1

0:00

10:00

/10:30

10:30

/11:00

11:00

/11:30

11:30

/12:00

12:00

/12:30

12:30

/13:00

13:00

/13:30

13:30

/14:00

14:00

/14:30

14:30

/15:00

15:00

/15:30

15:30

/16:00

16:00

/16:30

16:30

/17:00

17:00

/17:30

17:30

/18:00

SUMA

N

TOTA

L

%HORA

BICICL

ETAS

MOTO

SAU

TOMO

VILES

Y

JEEPS

CAMI

ONET

AS Y

FURG

ONET

AS

BUSE

S

MEDIA

NOS

BUSE

S PES

ADOS

CAMI

ONES

TOTA

L≥4RU

EDA

SRIG

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4+60

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ASTA

EL

RECI

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ITAS

2018

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CAS

ITAS

JULI

OES

TADO

DEL

TIE

MPO

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A:sa

bado

14

de ju

lio

36

La información sobre tráfico debe comprender la determinación del tráfico actual

(volúmenes y tipos de vehículos), en base a estudios de tráfico futuro utilizando

pronósticos.

En los proyectos viales, cuando se trata de mejoramiento de carreteras existentes

(rectificación de trazado, ensanchamiento, pavimentación, etc.) o de construcción de

carreteras alternas entre puntos ya conectados por vías de comunicación, es relativamente

fácil cuantificar el tráfico actual y pronosticar la demanda futura. En cambio, cuando se

trata de zonas menos desarrolladas o actualmente inexplotadas, la estimación del tráfico

se hace difícil e incierta. Este caso se presenta con frecuencia en nuestro país, que cuenta

con extensas regiones de su territorio total o parcialmente inexplotadas.

Al respecto conviene recordar que los proyectos de carreteras en zonas inexplotadas o

muy poco desarrolladas no constituyen en general proyectos aislados, sino que están

vinculados con otros proyectos principalmente de infraestructura, tendientes al

aprovechamiento de recursos inexplotados en la zona, tales como proyectos de

colonización, agropecuarios, regadío, energía hidroeléctrica o termoeléctr ica,

comercialización, etc. Es evidente, en consecuencia, que la demanda futura de tráfico será

resultante de la acción combinada de todos estos proyectos y como tal deberá analizarse.

Cabe señalar, además, la conveniencia de estimar no solo la demanda más probable

sino indicar cifras de estimaciones máximas y mínimas, con el objeto de apreciar la

influencia que podrían tener sobre el proyecto las situaciones extremas previsibles.

3.4.4.1.- Tráfico promedio diario (TPD).

La unidad de medida en el tráfico de una carretera es el volumen del tráfico promedio

diario anual cuya abreviación es el TPDA.

Para el cálculo del TPDA se debe tomar en cuenta lo siguiente:

▪ En vías de un solo sentido de circulación, el tráfico será el contado en ese sentido.

37

▪ En vías de dos sentidos de circulación, se tomará el volumen de tráfico en las dos

direcciones. Normalmente para este tipo de vías, el número de vehículos al fina l

del día es semejante en los dos sentidos de circulación.

▪ Para el caso de Autopistas, generalmente se calcula el TPDA para cada sentido de

circulación, ya que en ellas interviene lo que se conoce como FLUJO

DIRECCIONAL que es el % de vehículos en cada sentido de la vía: esto,

determina composiciones y volúmenes de tráfico diferentes en un mismo período.

Cabe mencionar que puede realizarse el análisis del TPDA considerando el volumen

de los dos sentidos de circulación debiendo quedar plenamente aclarado, para evitar

errores en cálculos posteriores que se realicen con estos datos.

Para determinar el TPDA, lo ideal sería disponer de los datos de una estación de

contaje permanente que permita conocer las variaciones diarias, semanales y

estacionales. Además, convendría disponer del registro de datos de un período de varios

años que proporcione una base confiable para pronosticar el crecimiento de tráfico que

se puede esperar en el futuro. Como no es usual ni práctico tener estaciones permanentes

en todas las rutas, se puede estimar en una primera semana el TPDA semanal, efectuando

montajes por muestreo de 24 horas diarias, durante por lo menos 4 días por semana que

incluyan sábado y domingo. En lo posible, las muestras semanales que se obtengan

deberán corresponder a los meses y semanas más representativos del año, con el objeto

de tomar en cuenta las variaciones estacionales máximas y mínimas. Los resultados que

se obtienen en las investigaciones de campo, son procesados con el objeto de conocer la

relación que existe entre los volúmenes de tránsito de los días ordinarios respecto a los

correspondientes a los fines de semana y realizar los ajustes respectivos para obtener el

TPDA semanal. En la etapa final se puede ajustar el TPDA semanal en base a factores

mensuales obtenidos de datos de las estaciones permanentes, cuando éstas están

disponibles, o del consumo de gasolina u otro patrón de variación estacional como la

periodicidad de las cosechas.

3.4.4.2.-Proceso de calculo del TPDA

Se determinará el tráfico promedio diario anual (T.P.D.A.), a partir de observaciones

puntuales del tráfico y de los factores de variación.

38

Es necesario realizar conteos vehiculares que nos permitan conocer el nivel de tráfico

existente.

Tipos de conteo.

Manuales: Son irremplazables por proporcionarnos información sobre la

composición del tráfico y los giros en intersecciones de las que mucho depende el diseño

geométrico de la vía.

Automáticos: Permiten conocer el volumen total del tráfico. Siempre deben ir

acompañados de conteos manuales para establecer la composición del tráfico.

Con los equipos de conteo automático debe tenerse mucho cuidado con su calibración,

ya que cuentan pares de ejes (por cada dos impulsos percibidos registran un vehículo).

Período de observación.

Para un estudio definitivo, se debe tener por lo menos un conteo manual de 7 días

seguidos en una semana que no esté afectada por eventos especiales.

Adjunto a esta información, es importante tener datos de un conteo automático por lo

menos durante un mes para cuantificar el volumen total de tráfico y correlacionar con la

composición registrada en la semana.

Variaciones de tráfico.

Como variaciones de tráfico se conoce a los factores que nos permiten establecer

relaciones entre observaciones actuales y puntuales de tráfico de los datos estadísticos de

lo ocurrido con anterioridad, llegando así a determinar el TPDA del año en el que se

realice el estudio.

Esta relación se puede establecer considerando el hecho de que la población se mueve

por hábitos y al no existir una variación en la estructura social de un país, prácticamente

estas variaciones permanecerán constantes en períodos más o menos largos, por lo que el

TPDA se puede llegar a calcular a base de muestreos.

39

Cálculo de variaciones (factores).

Para llegar a obtener el TPDA a partir de una muestra, existen cuatro factores de

variación que son:

▪ Factor horario (FH). nos permite transformar el volumen de tráfico que se haya

registrado en un determinado número de horas a volumen diario promedio.

▪ Factor diario (FD). transforma el volumen de tráfico diario promedio en volumen

semanal promedio.

▪ Factor semanal (FS). transforma el volumen semanal promedio de tráfico en

volumen mensual promedio.

▪ Factor mensual (FM). transforma el volumen mensual promedio de tráfico en

tráfico promedio diario anual (TPDA).

TPDA= T0 x FH x FD x FS x FM

Dónde:

T0 = tráfico observado.

3.4.4.3.-Tráfico futuro.

El pronóstico del volumen y composición del tráfico se basa en el tráfico actual. Los

diseños se basan en una predicción del tráfico a 15 o 20 años y el crecimiento normal del

tráfico, el tráfico generado y el crecimiento del tráfico por desarrollo.

Las proyecciones de tráfico se usan para la clasificación de las carreteras e influyen

en la determinación de la velocidad de diseño y de los demás datos geométricos del

proyecto.

La predicción de tráfico sirve, además, para indicar cuando una carretera debe mejorar

su superficie de rodadura o para aumentar su capacidad; esto se hace mediante la

comparación entre el flujo máximo que puede soportar una carretera y el volumen

40

correspondiente a la 30ava hora, o trigésimo volumen horario anual más alto, que es el

volumen horario excedido sólo por 29 volúmenes horarios durante un año determinado.

En el Ecuador no se han efectuado estudios para determinar los volúme nes

correspondientes a la 30ava hora, pero de las investigaciones realizadas por la

composición de tráfico se puede indicar que el volumen horario máximo en relación al

TPDA varía entre el 5 y 10 por ciento.

3.4.4.4.- Crecimiento normal del tráfico actual.

El tráfico actual es el número de vehículos que circulan sobre una carretera antes de

ser mejorada o es aquel volumen que circularía, al presente, en una carretera nueva si ésta

estuviera al servicio de los usuarios.

Para una carretera que va a ser mejorada el tráfico actual está compuesto por:

Tráfico Existente:

Es aquel que se usa en la carretera antes del mejoramiento y que se obtiene a través de

los estudios de tráfico.

Tráfico Desviado:

Es aquel atraído desde otras carreteras o medios de transporte, una vez que entre en

servicio la vía mejorada, en razón de ahorros de tiempo, distancia o costo.

En caso de una carretera nueva, el tráfico actual estaría constituido por el tráfico

desviado y eventualmente por el tráfico inicial que produciría el desarrollo del área de

influencia de la carretera.

En el país, la información acerca de la tendencia histórica del crecimiento de tránsito

data solo a partir de 1963 y prácticamente se carece de datos con respecto a la utilizac ión

de los vehículos automotores (vehículos-kilómetro). En consecuencia, se estima que, para

el Ecuador, los indicadores más convenientes para determinar las tendencias a largo plazo

sobre el crecimiento de tráfico, están dadas por las tasas de crecimiento observadas en el

41

pasado, respecto al consumo de gasolina y Diesel, así con respecto a la formación del

parque automotor.

En base a estas tendencias históricas, especialmente del consumo total de

combustibles, de la aplicación del concepto de la elasticidad de la demanda de transporte

y del crecimiento del producto interno bruto (PIB) y de la población, se establecen en

forma aproximada y generalizada para nuestro país, las siguientes tasas de crecimiento

de tráfico:

3.4.4.5.-Intensidad de trafico transformada a vehiculos livianos.

La intensidad del tráfico transformada a vehículos livianos es un parámetro que tiene

capital importancia en el cálculo del número de carriles, por cuanto sirve para valorar las

condiciones de trabajo de las vías en consideración ya que el paso por la vía de vehículos

pesados con velocidades reducidas no es equivalente por espacios de tiempo a un número

igual de vehículos livianos que se desplazan con mayor facilidad y rapidez.

Por esta razón para caracterizar la cantidad de vehículos que puede la rampa o un carril

de vía dar cabida, a la intensidad real se la transforma o reduce a una intens idad

equivalente en vehículos livianos. Para esto se introducen los coeficientes de

transformación que son los que caracterizan cuantos vehículos livianos podrían pasar por

un sector dado de la vía o rampa en el tiempo que demora en pasar un vehículo pesado.

3.4.4.6.- Criterios para determinar el tráfico futuro.

Conviene realizar las proyecciones de tráfico relacionando el tráfico vehicular con

otros factores como, por ejemplo, la población, la producción, etc.

3.4.4.7.- Proyección en base a la tasa de crecimiento poblacional.

En caso de no contar con la información estadística, las proyecciones se harán en base

a la tasa de crecimiento poblacional o al consumo de combustible.

Tf = Ta (1+i) n

Donde:

Tf = Tráfico futuro o proyectado.

Ta = Tráfico actual.

42

i = Tasa de crecimiento del tráfico (en caso de no contar con datos, utilizar la tasa de

crecimiento poblacional o de combustibles).

n = Número de años proyectados.

3.4.4.8.- Tráfico generado.

El tráfico generado está constituido por aquel número de viajes que se efectuarían sólo

si las mejoras propuestas ocurren, y lo constituyen:

▪ Viajes que no se efectuaron anteriormente.

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

▪ Viajes que se efectuaron anteriormente hacia otros destinos y con las nuevas

facilidades han sido atraídos hacia la carretera propuesta.

Generalmente, el tráfico generado se produce dentro de los dos años siguientes a la

terminación de las mejoras o construcción de una carretera. En el país aún no se dispo ne

de estudios respecto al comportamiento de tráfico generado, pero es conveniente disponer

de un valor que relacione el grado de mejoramiento con el volumen de tráfico.

En consecuencia, se ha establecido que el volumen de tráfico generado que provoca la

terminación del proyecto, será igual a un porcentaje de tráfico normal que se espera en el

primer año de vida del proyecto. Este porcentaje se estima equivalente a la mitad del

ahorro en los costos a los usuarios expresado también como porcentaje. Por ejemplo, si

los costos a los usuarios se reducen en un 20 por ciento, el tráfico generado sería el 10

por ciento del volumen de tráfico normal pronosticado para el primer año de operación

de la carretera.

Para evitar estimaciones muy altas o irracionales respecto al tráfico generado en los

casos, muy raros, en los cuales se producen grandes ahorros para los usuarios como

consecuencia del mejoramiento de un camino de clase baja con volúmenes de tráfico

pesado relativamente importantes, se establece como límite máximo de incremento por

tráfico generado el correspondiente a un 20 por ciento del tráfico normal para el primer

año de operación del proyecto. Para los restantes años del periodo de pronóstico, el tráfico

generado se estima que crecerá a la misma tasa que el tráfico normal.

43

Para el tráfico generado se asume el 15% de los 20% que se establece como el límite

máximo del tráfico normal según el MTOP. (Ministerio d. t., 2003)

3.4.4.9.- Tráfico por desarrollo

Este tráfico se produce por incorporación de nuevas áreas a la explotación o por

incremento de la producción de las tierras localizadas dentro del área de influencia de la

carretera. Este componente del tráfico futuro, puede continuar incrementándose durante

parte o todo el período de estudio. Generalmente se considera su efecto a partir de la

incorporación de la carretera al servicio de los usuarios.

En cada proyecto, y en base a los datos que proporcionan los Contajes de Tráfico, así

como las investigaciones de Origen y Destino se determinará cuál será el factor de

expansión del tráfico por desarrollo que debe emplearse para obtener el TPDA

correspondiente. Este método podría utilizarse hasta que se desarrolle un procedimiento

o modelo matemático más satisfactorio y práctico.

En general, no conviene proyectar los tráficos basándose únicamente en tendencias

históricas, pues cualquier cambio brusco de las circunstancias (desarrollo de nuevas

áreas, puesta en marcha de una nueva industria, promoción turística de una zona, etc.)

puede alterar la tendencia histórica o cambiarla en el futuro previsible. Cuando sea

posible convendrá realizar las previsiones en función de los planes de desarrollo,

previsiones industriales, etc. de las zonas afectadas.

Para el tráfico por desarrollo al no contar con la investigación de Origen y Destino

según el MTOP, asumo el 5% establecida por las normas de México (Rafael Cal y

Mayor Reyes Spindola, 1994)

En general, no conviene proyectar los tráficos basándose únicamente en tendencias

históricas, pues cualquier cambio brusco de las circunstancias (desarrollo de nuevas

áreas, puesta en marcha de una nueva industria, promoción turística de una zona, etc.)

En base a estas tendencias históricas, especialmente del consumo total de

combustibles, de la aplicación del concepto de la elasticidad de la demanda de transporte

y del crecimiento del producto interno bruto (PIB) y de la población, se establecen en

44

forma aproximada y generalizada para nuestro país, las siguientes tasas de crecimiento

de tráfico:

Tabla 12. Tasa de crecimiento del tráfico.

PERIODO LIVIANOS BUS CAMIONES

2010 – 2015 4.23 2.87 2.10

2015 – 2020 3.65 2.55 1.87

2020 – 2025 3.14 2.29 1.68

2025 – 2040 2.80 2.08 1.53

Fuente: Coordinación de Factibilidad – MTOP - MOP-001-F-2002. Capítulo 4. Modelación del Tráfico

de la Red Vial Estatal. Capítulo 4.9

3.5.-Análisis de transito

El método o técnica más utilizada en centro américa para el diseño de estructuras de

pavimento con capas finales de rodadura tanto asfálticas como de concreto hidráulico,

siempre se refiere a la AASHTO, en este método la información requerida en las

ecuaciones de diseño incluye: la carga por eje, la configuración del mismo, así como el

número de aplicaciones o paso de este sobre la superficie de pavimento.

Los pavimentos se diseñan en función del efecto del daño que produce el paso de un

eje con una carga y para que resistan un determinado número de cargas aplicadas durante

su vida útil. Un tránsito mixto está compuesto de vehículos de diferente peso y numero

de ejes que para efecto de cálculo se les transforma en un numero de ejes equivalentes de

80 KN o 18 Kips, por lo que se les denomina “Equivalent simple axial load” o ESAL.

(Ejes equivalentes).

3.5.1.-Volúmenes de transito

Para el diseño de estructuras de pavimento es necesario conocer el número de

vehículos que pasan por un punto dado. Para el efecto se realizan estudios de volúmenes

de tránsito, los cuales pueden variar desde lo más amplios en un sistema de caminos,

hasta el recuento en lugares específicos tales como: puentes, túneles o intersecciones de

carreteras.

45

Estos aforos se realizan con el objeto de:

❖ Determinar la composición y volumen de tránsito en un sistema de carreteras.

❖ Determinar el número de vehículo que transitan en cierta zona o que circulan

dentro de ella.

❖ Evaluar índices de accidentes.

❖ Servir de base para la clasificación de caminos.

❖ Datos útiles para la planeación de rutas y determinación de proyectos

geométricos.

❖ Proyectar sistemas de mantenimiento.

❖ Establecer prioridades y técnicas de construcción.

❖ Determinar el transito futuro, etc.

En todo estudio de volúmenes de transito es necesario obtener los datos básicos el

transito medio diario general y el transito medio diario de camiones. Estos se pueden

obtener al efectuar censos aforos de tránsito en lugar de la construcción o si es nueva,

mediante censos o aforos de tránsito en lugares próximos.

Existen mapas de volúmenes de transito que muestran en determinados lugares el

número de vehículos diarios, pero es más exacto al efectuar el aforo o censo en un lugar

específico; es necesario que al efectuar una evaluación de tránsito para una carretera

determinada, se tome en cuenta la localización geográfica de la misma dentro del

complejo de la red vial y áreas que la circundan, con el objeto de tomar en cuenta hasta

donde sea posible los futuros desarrollados de complejos habitacionales, industria les,

turísticos, agrícolas y proyectos de carácter regional, que contribuirán más adelante con

el tiempo a incrementar el flujo vehicular de la carretera proyectada.

El transito cambia según el día de la semana de descanso o asueto, etc. por lo que es

necesario hasta donde sea posible, contar con las estadísticas de periodos largos de

evaluación del tránsito, para analizar el comportamiento de los diferentes volúmenes y

tipos de vehículos, que nos permitan en mejor forma evaluar las cargas que se aplican a

la estructura del pavimento.

46

Dentro de estas consideraciones también es necesario conocer las tasas de crecimiento

o incremento anual del tránsito, la distribución por dirección en cada sentido del camino

y si fuera en carreteras con más de dos vías, la distribución vehicular en cada una de ellas.

3.5.2.-Consideraciones para el cálculo de ejes equivalentes

Las diferentes cargas que actúan sobre un pavimento producen a su vez diferentes

tenciones y deformaciones en el mismo; los diferentes espesores de pavimentos y

diferentes materiales, responden en igual forma de diferente manera a igual carga. Como

estas cargas producen diferentes tensiones y deformaciones en el pavimento, las fallas

tendrán que ser distintas.

Para tomar en cuenta esta diferencia, el volumen de transito se transforma en un

número equivalente de ejes de una determinada carga, que a su vez producirá el mismo

daño que toda la composición de transito mixto de los vehículos. Esta carga uniformizada

según AASHO es de 80 KN o 18 Kips y la conversión se hace a través de los factores

equivalentes de carga LEF (Load Equivalent Factor).

Existen dos variables que se deben tomar en cuenta:

❖ El periodo de diseño

❖ La vida útil del pavimento.

3.5.3.-El periodo de diseño.

Es el tiempo total para el cual se diseña un pavimento en función de la proyección de

tránsito y el tiempo que se considere apropiado para que las condiciones del entorno se

comiencen a alterar desproporcionadamente.

3.5.4.-La vida útil del pavimento.

Es aquel tiempo que transcurre entre la construcción del mismo y el momento en que

alcanza el mínimo de serviciabilidad.

El periodo de diseño puede llegar a ser igual a la vida útil de un pavimento; en los

casos que se considere restricciones o rehabilitaciones a lo largo del tiempo, el periodo

47

de diseño comprende varios periodos de vida útil que son: el de pavimento original y el

de las rehabilitaciones.

3.5.5.-Índice de serviciabilidad de un pavimento

Es el valor que indica el grado de confort que tiene la superficie para el desplazamiento

natural y normal de un vehículo, en otras palabras, un pavimento en perfecto estado se le

asigna un valor de serviciabilidad inicial que depende del diseño del pavimento la calidad

de la construcción, de 5 (perfecto); y un pavimento en franco deterioro o con índice de

servicial dad final que depende de la categoría del camino y se adopta en base a esto y al

criterio del proyectista, con un valor de 0 (pésimas condiciones).

A la diferencia entre estos dos valores se le conoce como la perdida de serviciabilidad

o sea el índice de serviciabilidad presente.

Los valores que se recomienda dependiendo del tipo de pavimento son los siguientes :

3.5.6.-Índice de serviciabilidad inicial

Po= 4.5 para pavimentos rígidos

Po= 4.2 para pavimentos flexibles

Índice de serviciabilidad final

Pt= 2.5 o más caminos muy importantes

Pt= 2.0 para caminos de transito menor

El índice de serviciabilidad de un pavimento, es un valor de apreciación con el cual se

evalúan las condiciones de deterioro o confort de la superficie de rodadura de un

pavimento; actualmente para medir este deterioro el IRI, índice internacional de

rugosidad, para lo cual se utiliza un equipo sofisticado montado en un vehículo, el que al

pasare sobre la superficie de una carretera, va midiendo los altibajos y los suma, por lo

que al final se obtiene un valor acumulado en metros por kilómetro (m/km) o pulgadas

por milla (plg/milla).

Para correlacionar el índice de serviciabilidad y el IRI, se utilizan la siguiente formula :

48

𝑃𝑆𝐼 = 5 ∗ 𝑒(−0,0041∗𝐼𝑅𝐼)

En donde:

PSI= índice de serviciabilidad

IRI= índice internacional de rugosidad

e= 2.71828183 (base de los logaritmos neperianos)

Es de tomar en cuenta, que en esta fórmula y con estos valores, lo que se obtiene es

pulgadas por milla.

3.6.-Factores equivalentes de carga (LEF)

Por lo que anteriormente expuesto, el factor de equivalente de carga (LEF), es el valor

numérico que expresa la relación ente la perdida de serviciabilidad causada por la carga

de un tipo de eje de 80KN y la producida por un eje estándar en el mismo eje.

𝑳𝑬𝑭#𝒅𝒆 𝑬𝑺𝑨𝑳´𝑺 𝒅𝒆 𝟖𝟎𝑲𝒏 𝒒𝒖𝒆 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒆𝒏 𝒖𝒏𝒂 𝒑𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒂 𝒅𝒆 𝒔𝒆𝒓𝒗𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅

# 𝒅𝒆 𝒆𝒋𝒆𝒔 𝒅𝒆 𝟖𝟎𝑲𝑵 𝒒𝒖𝒆 𝒑𝒓𝒐𝒅𝒖𝒄𝒆𝒏 𝒍𝒂 𝒎𝒊𝒔𝒎𝒂 𝒑𝒆𝒓𝒅𝒊𝒅𝒂 𝒅𝒆 𝒔𝒆𝒓𝒗𝒊𝒄𝒊𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅

Como cada tipo de pavimento responde de manera diferente a una carga, los LEFs

también cambian en función del tipo de pavimento. Por lo que, los pavimentos rígidos y

flexibles tienen diferentes LEFs y que también cambia según el SN (structural Number;

número estructural) en pavimentos flexibles y según el espesor de la losa en pavimentos

rígidos, además que también cambia según el valor del índice de serviciabilidad asumido

para el diseño.

Entonces, calcular los ESAL´s que se aplicara a una estructura de pavimento es

necesario asumir en primera instancia, para pavimentos flexibles el número estructura l

(SN) que se considere adecuado a las cargas y para pavimentos rígidos el espesor de la

losa que se necesita para las cargas que se van a imponer, también se tendrá que asumir

el índice de serviciabilidad final aceptable, de acuerdo con los programas de

mantenimiento que se consideren necesarios según el tipo de carretera. (Coronado, 2012).

3.6.1.-Factor de distribución por dirección (ID)

Es el factor del flujo vehicular censado, en la mayoría de los casos este valor es de 0,5;

ya que la mitad de los vehículos va en una dirección y la otra mitad en la otra dirección.

49

Puede darse el caso de ser mayor en una dirección que en la otra, lo cual puede deducirse

del conteo de tránsito efectuado.

Lo más importante se esto, será la diferencia de peso entre los vehículos que van en

una y en otra dirección; como puede suceder por la cercanía de una fábrica, puerto, etc.

Tabla 13 Factor de distribución por dirección

Número De Carriles En

Ambas Direcciones LD

2 50

4 45

6 o mas 40

Fuente: AASHTO 1993 guía para el diseño de estructuras de pavimento.

3.6.2.-Factor de distribución por carril (IC)

Se define por el carril de diseño aquel que recibe el mayor número de ESAL’s. Para

un camino de dos carriles, cualquiera de los dos puede ser el carril de diseño, ya que el

tránsito por dirección forzosamente se canaliza por ese carril. Para caminos de varios

carriles, el de diseño será el externo, por el hecho de que los vehículos pesados van en

ese carril.

Tabla 14 Factor de distribución por carril.

Número de carriles en ambas direcciones Lc

1 1,00

2 0,80 – 1,00

3 0,60 – 0,80

4 0,50 – 0,75


3.6.3.-Ejes equivalentes de 18 kips (8,16 t= 80kn), esal

Los resultados de la Prueba de Carreteras AASHTO mostraron que el daño que

produce un eje con una carga determinada puede representarse por el número de pasadas

de un eje sencillo de 18 kips (8,16 t = 80 kN) de rueda doble, considerado como eje

patrón, que produce un daño similar. Distintas configuraciones de ejes y cargas inducen

daños diferentes en el pavimento, pudiendo asociarse dicho deterioro al producido por un

50

determinado número de ejes convencionales de 18 kips de carga por eje sencillo de rueda

doble.

Tabla 15 Forma de calcular ejes equivalentes.

TIPO

CARGA

TOTAL

CARGA/

EJE

%

VEHICULAR Pc

Fe=

(P/Pc)^b fce

CAMIONETAS

Y

FURGONETAS

AUTOMOVILES

Y JEEPS

BUS MEDIANO

BUS PESADO

2DA


3.6.4.- Coeficiente de equivalencia de cargas

Para calcular el número de ejes totales de diseño, hay que convertir las cargas por eje

de todos los tipos y magnitudes que circulan por la vía a la carga de cálculo.

En general, para calcular el factor de equivalencia entre las cargas de diferentes pesos

y tipos se utiliza el modelo matemático derivado de la prueba AASHO, de manera que la

relación entre una carga simple cualquiera (P) y otra carga simple de referencia (PC), se

determina como:

𝐹𝑒 = [𝑎 ∗ 𝑃

𝑃𝑐]

𝑏

Donde el exponente b tiene en cuenta el tipo de la estructura, siendo en flexibles 4, en

estructura tipo semirrígida igual a 8 y para rígidas igual a 12.

51

Tabla 16. Cargas de referencia adoptadas por INVIAS para pavimentos asfalticos

CARGAS DE REFERENCIA ADOPTADAS POR INVIAS PARA EL DISEÑO

DE PAVIMENTOS ASFALTICOS

Tipo De Ejes Configuración De Ruedas Carga De Referencia

KN Kips t

simple simple 65 14,5 6,6

simple doble 80 18 8,2

Tándem doble 146 33 15

Triple doble 225 50,7 23 Fuente: AASHTO 1993 guía para el diseño de estructuras de pavimento .

3.6.5.- Factor camión-eje (fce)

Representa el número de aplicaciones de ejes simples equivalentes de 82 KN, que

como promedio circulan por cada vehículo pesado en el flujo. Se utiliza para convertir

los vehículos pesados en el número de repeticiones de ejes equivalentes a la carga de

cálculo, y se obtiene de una muestra como:

𝒇𝒑 =Σ (Ne) ∗ (𝐹𝑒) + Σ(Nt) ∗ (𝐹𝑒)

𝑵𝒗

3.6.6.- Estimación dela intensidad diaria de vehículos pesados

El carril de por donde circula la mayor cantidad de vehículos pesados y se utiliza para

el diseño de la estructura del pavimento. Para calles y carreteras de dos carriles, el carril

de diseño es cualquiera de ellos. En carreteras o calles de más de dos carriles, el carril de

diseño es el carril exterior.

La intensidad diaria de camiones (ICDo) Es el volumen de camiones en el año inicia l

que circularan por el carril de diseño, en el sentido más cargado, esperando como

promedio diario, durante el primer año de puesta en exploración de la carretera.

La intensidad diaria de vehículos pesados en el carril de diseño, durante el primer año

de servicio, puede ser estimada a partir del TPDA de la siguiente forma:

ICD = TPDA ∗Pvp

100∗

Pcd

100∗ k

K: Distribución por sentido de circulación.

Pvp: Proporción de vehículos pesados respecto al total (%).

52

Pcd: Proporción de vehículos pesados en el carril de diseño (%).

3.6.7.- Determinación del tráfico de diseño

El tráfico de diseño es el número de ejes equivalentes a la carga de calculo que se

prevé para el carril de diseño, durante el periodo de diseño. El tráfico de diseño hasta el

año n, se determina como:

ΣNn = 365 ∗ ICD ∗ Kr ∗ Fce

Donde:

Fce: Factor camión eje

N: Periodo de diseño

Kr: Factor que toma en cuenta el incremento del tránsito hasta el año n, se calcula

como:

𝐾𝑟 =(𝑙 + 𝑟)𝑛

ln (𝑙 + 𝑟)

r: Razón actual de incremento de tránsito, para los vehículos pesados. Su obtención

exige el estudio de las tendencias decrecimiento en la red. Como aproximación, puede

utilizarse el incremento anual del producto social global.

Proyección vehicular n años

Es difícil determinar la vida útil de una carretera, puesto que cada una de sus partes

está sujeta a variaciones en su vida esperada, por varias causas, como obsolescencia,

cambios inesperados en los usos del terreno, etc. Se considera que la zona o derechos de

vía tienen una vida de 100 años (para los cálculos económicos); el pavimento, entre 10 y

30 años; los puentes, entre 25 y 100 años, y las estructuras de drenaje menores, de 50

años, siempre suponiendo un mantenimiento adecuado. (MTOP-NEVI, 2013, págs. 52-

53)

Para definir el período de análisis se utiliza la tabla, la que relaciona este parámetro en

función del tipo de carretera:

53

Tabla 17. Periodo de análisis (n).

Tipo de carretera N (años)

Urbana de Bajo volumen 30 a 50

Rural de alto volumen 20 a 50

Pavimentada de bajo volumen 15 a 25

Tratada superficialmente de bajo volumen 10 a 20

Fuente: Guía para diseño de pavimentos flexibles, AASHTO, 1993

Para lo cual se realizó el cálculo a un periodo de 20 años.

3.7.-Espesores de las capas del pavimento

3.7.1.--Concepto de pavimento

Es una estructura que se encuentra constituida por un conjunto de capas superpuestas,

relativamente horizontales, que se diseñan y se construyen técnicamente con materiales

apropiados y adecuadamente compactados. (Fonseca, 2002)

Las características que debe reunir un pavimento son:

❖ Ser resistente a las cargas.

❖ Ser resistente ante los factores climáticos.

❖ Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas a la

circulación de vehículos.

❖ El pavimento debe ser durable.

❖ Debe presentar condiciones adecuadas respecto al drenaje.

❖ Debe ser económico (precio-calidad).

3.7.2.-Clasificación de pavimentos

Los pavimentos pueden dividirse en rígidos y flexibles. Las cargas que transmiten a

las funciones son muy diferentes como se muestra a continuación:

54

Figura 7. Esquema del comportamiento de pavimentos flexibles y rígidos.

Fuente: diseño de pavimento método AASHTO 93

3.7.2.1.-Pavimento flexible.

Todos aquellos que están formados por una carpeta o capa bituminosa apoyada sobre

una o varias capas no rígidas de gran flexibilidad (base, sub-base, mejoramiento) que

transmiten los esfuerzos al terreno de fundación mediante un mecanismo de disipación

de tensiones los cuales van disminuyendo con la profundidad.

Figura 8. Estructura flexible.

3.7.2.2.-Pavimento Rígidos.-

Son aquellos que fundamentalmente están constituidos por una losa de hormigón o

losa de concreto hidráulico de gran rigidez apoyada sobre la sub-rasante o una capa de

material seleccionado que se denomina sub-base o base, debido a la alta rigidez del

hormigón hidráulico, así como elevado módulo de elasticidad la distribución de esfuerzos

se produce en una zona más amplia.

55

Figura 9. Estructura rígida.

3.7.2.3.-Pavimentos Semi-rígidos

Aunque este tipo de pavimentos guarda básicamente la misma estructura de un

pavimento flexible, una de sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con un

aditivo que puede ser: asfalto, emulsión, cemento, cal y químicos. El empleo de estos

aditivos tiene la finalidad básica de corregir o modificar las propiedades mecánicas de

los materiales locales que no son aptos para la construcción de las capas del pavimento,

teniendo en cuenta que los adecuados se encuentran a distancias tales que encarecerían

notablemente los costos de construcción. (Fonseca, 2002)

3.7.2.4.-Pavimentos articulados

Los pavimentos articulados están compuestos por una capa de rodadura que está

elaborada con bloques de concretos prefabricados, llamados adoquines, de espesor

uniforme e iguales entre sí. Esta puede ir sobre una capa delgada de arena la cual, a su

vez, se apoya sobre una capa de base granular o directamente sobre la sub-rasante,

dependiendo de la calidad de ésta y de la magnitud y frecuencia de las cargas que

circularan por dicho pavimento.

3.7.3.-Estructura del pavimento

Capa de rodadura o carpeta asfáltica. - Es la capa superior de un pavimento flexib le

que proporciona la superficie de rodamiento para los vehículos y que se elabora con

materiales pétreos y productos asfalticos.

Base. - Es la capa de pavimento que tiene como función primordial, distribuir y

transmitir las cargas ocasionadas por el tránsito, ala sub-base y a través de la sub-rasante.

56

Por ser la parte estructural más importante, sus materiales deben ser de alta calidad para

prevenir fallas.

Materiales. - Las bases de agregados podrán ser de las clases indicadas a

continuación, de acuerdo con el tipo de materiales por emplearse.

La clase y tipo de base que deba utilizarse en la obra estará especificada en los

documentos contractuales. En todo caso, el límite líquido de la fracción que pase el tamiz

Nº 40 deberá ser menor de 25 y el índice de plasticidad menor de 6. El porcentaje de

desgaste por abrasión de los agregados será menor del 40% y el valor de soporte de CBR

deberá ser igual o mayor al 80%. (MOP, Especificaciones generales para la construccion

de caminos y puentes, 2002)

Los agregados serán elementos limpios, sólidos y resistentes, exentos de polvo,

suciedad, arcilla u otras materias extrañas.

- Clase 1: Son bases constituidas por agregados gruesos y finos, triturados en un 100%

de acuerdo con lo establecido en la subsección 814-2 y graduados uniformemente dentro

de los límites granulométricos indicados para los Tipos A y B.

El proceso de trituración que emplee el Contratista será tal que se obtengan los

tamaños especificados directamente de la planta de trituración. Sin embargo, si hiciere

falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduación se podrá completar con

material procedente de una trituración adicional, o con arena fina, que serán mezclados

necesariamente en planta. (MOP, Especificaciones generales para la construccion de

caminos y puentes, 2002)

- Clase 2: Son bases constituidas por fragmentos de roca o grava trituradas, cuya

fracción de agregado grueso será triturada al menos el 50% en peso, y que cumplirán los

requisitos establecidos.

Estas bases deberán hallarse graduadas uniformemente dentro de los límites

granulométricos indicados.

57

El proceso de trituración que emplee el Contratista será tal que se obtengan los

tamaños especificados directamente de la planta de trituración. Sin embargo, si hace falta

relleno mineral para cumplir las exigencias de graduación podrá completarse con materia l

procedente de una trituración adicional, o con arena fina, que serán mezclados

preferentemente en planta. (MOP, Especificaciones generales para la construccion de

caminos y puentes, 2002)

- Clase 3: Son bases constituidas por fragmentos de roca o grava trituradas, cuya

fracción de agregado grueso será triturada al menos el 25% en peso, y que cumplirán los

requisitos establecidos.

Estas bases deberán hallarse graduadas uniformemente dentro de los límites

granulométricos indicados.

Si hace falta relleno mineral para cumplir las exigencias de graduación, se podrá

completar con material procedente de trituración adicional, o con arena fina, que podrán

ser mezclados en planta o en el camino.

- Clase 4: Son bases constituidas por agregados obtenidos por trituración o cribado de

piedras fragmentadas naturalmente o de gravas, de conformidad con lo establecido en la

subsección 814-3 y graduadas uniformemente dentro de los límites granulométr icos

indicados. (MOP, Especificaciones generales para la construccion de caminos y puentes,

2002)

Tabla 18 Recomendaciones para uso de material de base

MATERIAL

ESPECIFICADO TIPO DE CARRETERA Nº CARRILES TPDA

BASE CLASE 1 Para uso principalmente en aeropuertos y carreteras con intenso nivel de trafico

8 a 12 >50.000

BASE CLASE 2

Carreteras de 2 hasta 6 carriles con un ancho mínimo por carril de 3, 65m.Se

incluye franja central desde 2 a 4m 2 a 6

8.000 a 50.000

BASE CLASE 3 Vías internas de urbanizaciones con

bajo nivel de trafico 2 a 4

1.000 a 8.000

BASE CLASE 4 Caminos vecinales 2 <1.000

Fuente: Manual nevi volumen Nº 3 Página 341.

58

Sub-base. - Es la capa de estructura del pavimento destinada fundamentalmente a

soportar, transmitir, y distribuir con uniformidad las cargas aplicadas a la superficie de

rodadura del pavimento, se debe controlar los cambios de volumen y elasticidad puedan

causar daños al pavimento.

Materiales. - Las sub-bases de agregados se clasifican como se indica a continuac ión,

de acuerdo con los materiales a emplearse. La clase de sub-base que deba utilizarse en la

obra estará especificada en los documentos contractuales. De todos modos, los agregados

que se empleen deberán tener un coeficiente de desgaste máximo de 50%, de acuerdo con

el ensayo de abrasión de los Ángeles y la porción que pase el tamiz Nº 40 deberá tener

un índice de plasticidad menor que 6 y un límite líquido máximo de 25. La capacidad de

soporte corresponderá a un CBR igual o mayor del 30%. (MOP, Especificaciones

generales para la construccion de caminos y puentes, 2002)

- Clase 1: Son sub-bases construidas con agregados obtenidos por trituración de roca

o gravas, de acuerdo con los requerimientos establecidos en la Sección 816, y graduados

uniformemente dentro de los límites indicados para la granulometría Clase 1. Por lo

menos el 30 % del agregado preparado deberá obtenerse por proceso de trituración.

- Clase 2: Son sub-bases construidas con agregados obtenidos mediante trituración o

cribado en yacimientos de piedras fragmentadas naturalmente o de gravas, de acuerdo

con los requerimientos establecidos en la Sección 816, y graduados uniformemente

dentro de los límites indicados para la granulometría Clase 2.

- Clase 3: Son sub-bases construidas con agregados naturales y procesados que

cumplan los requisitos establecidos en la Sección 816, y que se hallen graduados

uniformemente dentro de los límites indicados para la granulometría Clase 3.

Cuando en los documentos contractuales se estipulen sub-bases Clases 1 o 2 al menos

el 30% de los agregados preparados deberán ser triturados. (MOP, Especificaciones

generales para la construccion de caminos y puentes, 2002)

59

Subbase como capa de rodadura. – las capas de subbase que sirven como capa de

rodadura, cumplirán con las secciones anteriores, de acuerdo al tipo que se haya

especificado, con la sola excepción de que la porción de los áridos que pase por el tamiz

N.º 40 deberá tener un límite liquido menor de 35 y un índice de plasticidad entre 6 y 9.

Tabla 19. Porcentaje en peso que pasa a través de los tamices para Subbase .

Fuente: Manual nevi volumen Nº 3 Página 341.

Subrasante. - Capa de la estructura del pavimento, que tiene como objetivo recibir las

cargas de la base o sub-base y distribuirlas adecuadamente a las capas de pavimento. La

función principal es proporcionar soporte al pavimento, por lo que resulta indispensab le

evaluar las propiedades de los suelos.

Tabla 20 Porcentaje en peso que pasa a través de los tamices para Subbase.

Símbolo Definición del Material Prescripciones Complementarias

IN Suelos inadecuados

marginales

-Su empleo solo será posible si se estabiliza

con cal o cemento para conseguir S-EST1 o S-EST2

0 Suelos Tolerables

-CBR ≥ 3

Contenido en materia orgánica ≤ 1% contenido en sulfatos solubles (S03)

≤ 1% Hinchamiento libre ≤ 1%

1 Suelo adecuado CBR ≥ 5

2 Suelo seleccionado CBR10 ≥ 10

3 Suelo seleccionado CBR ≥ 0

S-EST1 Suelo estabilizado in situ

con cemento o con cal

Espesor mínimo: 25cm

Espesor máximo 30cm S-EST2

S-EST3 Fuente: Manual NEVI volumen 3

3.8.-Características de los materiales

A los efectos de este artículo, los rellenos tipo terraplén estarán construidos por

materiales que cumplan alguna de las dos condiciones granulométricas siguientes:

TAMIZ SUBBASE CLASE 1

SUBBASE CLASE 2

SUBBASE CLASE 3

Min Max Min Max Min Max

3" 76,2mm 100

2" 50,4mm 100

1 1/2 38,1mm 100 70 100

Nº4 4,75mm 30 70 30 70 30 70

Nº40 0,425mm 10 35 15 40

Nº200 0,075mm 0 15 0 20 0 20

60

Cernido, o material que pasa, por el tamiz 20 mayor del setenta por ciento (# 20 >

70%). Cernido o material que pasa, por el tamiz 200 (0,074) mayor o igual del treinta y

cinco por ciento (# 0,074 ≥ 35 %).

Además de los suelos naturales, se podrán utilizar en terraplenes los productos

procedentes de procesos industriales o de manipulación humana, siempre que cumplan

las especificaciones de este artículo y que sus características físico-químicas garanticen

la estabilidad presente y futura del conjunto.

En todo caso se estará a lo dispuesto en la legislación vigente en materia

medioambiental, de seguridad y salud, y de almacenamiento y transporte de productos de

construcción.

El Fiscalizador tendrá facultad para rechazar como material para terraplenes,

cualquiera que así lo aconseje la experiencia local. Dicho rechazo habrá de ser justificado

expresamente en el Libro de Órdenes.

Clasificación de los materiales. -

Desde el punto de vista de sus características intrínsecas los materiales se clasifica rán

en los tipos siguientes (cualquier valor porcentual que se indique, salvo que se especifique

lo contrario, se refiere a porcentaje en peso):

Suelos Seleccionados

Se considerarán como tales aquellos que cumplen las siguientes condiciones :

Contenido en materia orgánica inferior al cero con dos por ciento (MO < 0,2 %).

Contenido en sales solubles en agua, incluido el yeso, inferior al cero con dos por

ciento (SS< 0,2 %).

Tamaño máximo no superior a cien milímetros (Dmax ≤ 100 mm).

Cernido por el tamiz 0,40 menor o igual que el quince por ciento (# 0,40 ≤ 15 %) o

que en caso contrario cumpla todas y cada una de las condiciones siguientes:

Cernido por el tamiz 2, menor del ochenta por ciento (# 2 < 80 %).

61

Cernido por el tamiz 0,40, menor del setenta y cinco por ciento (# 0,40 < 75 %).

Cernido por el tamiz 0,080 inferior al veinticinco por ciento (# 0,080 < 25 %). Límite

líquido menor de treinta (LL < 30).

Índice de plasticidad menor de diez (IP < 10).

Suelos adecuados

Se considerarán como tales los que no pudiendo ser clasificados como suelos

seleccionados cumplan las condiciones siguientes:

Contenido en materia orgánica inferior al uno por ciento (MO < 1 %).

Contenido en sales solubles, incluido el yeso, inferior al cero con dos por ciento (SS

< 0,2 %). Tamaño máximo no superior a cien milímetros (Dmax ≤ 100 mm).

Cernido por el tamiz 2, menor del ochenta por ciento (# 2 < 80 %).

Cernido por el tamiz 0,080 inferior al treinta y cinco por ciento (# 200 < 35 %). Límite

líquido inferior a cuarenta (LL < 40).

Si el límite líquido es superior a treinta (LL > 30) el índice de plasticidad será superior

a cuatro (IP > 4).

Suelos tolerables


seleccionados ni adecuados, cumplen las condiciones siguientes:

Contenido en materia orgánica inferior al dos por ciento (MO < 2 %).

Contenido en yeso inferior al cinco por ciento (yeso < 5 %), según NLT 115.

Contenido en otras sales solubles distintas del yeso inferior al uno por ciento (SS <

1%), según NLT-114.

62

Límite líquido inferior a sesenta y cinco (LL < 65).

Si el límite líquido es superior a cuarenta (LL > 40) el índice de plasticidad será mayor

del setenta y tres por ciento del valor que resulta de restar veinte al límite líquido (IP >

0,73 (LL-20)).

Asiento en ensayo de colapso inferior al uno por ciento (1 %), para muestra

remoldeada según el ensayo Próctor normal, y presión de ensayo de dos décimas de

megapascal (0,2 MPa).

Hinchamiento libre inferior al tres por ciento (3 %), para muestra remoldeada según

el ensayo Próctor normal.

Suelos marginales


seleccionados, ni adecuados, ni tampoco como suelos tolerables, por el incumplimiento

de alguna de las condiciones indicadas para éstos, cumplan las siguientes condiciones:

Contenido en materia orgánica inferior al cinco por ciento (MO < 5 %).

Hinchamiento libre inferior al cinco por ciento (5 %), para muestra remoldeada según

el ensayo Próctor normal.

Si el límite líquido es superior a noventa (LL > 90) el índice de plasticidad será infer ior

al setenta y tres por ciento del valor que resulta de restar veinte al límite líquido (IP <

0,73 (LL-20)).

Suelos inadecuados

Se considerarán suelos inadecuados:

Los que no se puedan incluir en las categorías anteriores. Las turbas y otros suelos que

contengan materiales perecederos u orgánicos tales como tocones, ramas, etc.

63

Los que puedan resultar insalubres para las actividades que sobre los mismos se

desarrollen. (NEVI 12, 2013)

3.9.-Diseño de pavimentos flexibles Método AASTHO-93

El método de diseño AASHTO (American Association of StateHighway and

TransportationOfficials), originalmente conocido como AASHO, fue desarrollado en los

Estados Unidos, basándose en un ensayo a escala real realizado durante 2 años partir de

los deterioros que experimentan representar las relaciones deterioro - solicitación para

todas las condiciones ensayadas. (M., 2008)

Los modelos matemáticos respectivos también requieren de una calibración para las

condiciones locales del área donde se pretenden aplicar. Actualmente, en el Ecuador, la

metodología recomendada para el uso en el diseño de pavimentos flexibles, se basa en el

criterio de diseño de la AASHTO 1993, dicho método estima que las diferentes cargas

que actúan sobre un pavimento producen a su vez diferentes tensiones y deformaciones

en el mismo; los diferentes espesores de pavimentos y diferentes materiales, responden

en igual forma de diferente manera a igual carga (AASTHO, 1993). (M., 2008)

3.9.1.-Método AASHTO.

Para el método de AASHTO la fórmula de diseño es:

𝐿𝑜𝑔10𝑊18 = 𝑍𝑟 𝑆0 + 9.36 𝐿𝑜𝑔10(𝑆𝑁 + 1) − 0.20𝐿𝑜𝑔10 (

∆𝑃𝑆𝐼

4.2−1.5)

0.40+1094

(𝑆𝑁+1)5.19

+ 2.32 𝐿𝑜𝑔10 𝑀𝑟8.07

Dónde:

𝑾𝟏𝟖 = Numero de cargas de ejes simples equivalentes de 18 kips(80kn) calculadas

conforme el tránsito vehicular.

𝒁𝒓 = Es el valor de Z (área bajo la curva de distribución) correspondiente a la curva

estandarizada para una confiabilidad R.

𝑺𝟎 = Desviación estándar de todas las variables.

∆𝑷𝑺𝑰 = Perdida de serviciabilidad.

𝑴𝒓 = Modulo de resiliencia de la subrasante.

𝑺𝑵 = Numero estructural.

64

Las variables que se tienen que considerar en este método serán: período de diseño,

ESALs, confiabilidad, índice de serviciabilidad, módulo resiliente, desviación estándar,

entre otros, mismos que han sido analizados en los numerales anteriores. En los

pavimentos de mezclas asfálticas por medio de la fórmula de diseño se obtiene el número

estructural (NE) y en función del mismo se determinan los distintos espesores de las capas

que conforman el paquete estructural; el diseño está basado en la identificación del

número estructural del pavimento flexible, la cantidad de ejes de carga transitado y del

factor regional. (M., 2008)

3.9.2.-Confiabilidad (R)

La confiabilidad en el diseño (R) puede ser definida como la probabilidad de que la

estructura tenga un comportamiento real, igual o mejor que el previsto durante la vida de

diseño adoptada.

Se debe tener cuidado al escoger el nivel de confiabilidad; seleccionar un alto valor de

confiabilidad significará un pavimento más costoso e inversiones mayores, pero con

menores costos de mantenimiento y reparación.

En cambio, un nivel de confiabilidad bajo indica pavimentos de bajos costos, pero con

costos de mantenimiento y reparación altos, por lo que existe un nivel de confiabilidad

óptimo en el cual se minimiza la suma de los costos iniciales y de mantenimiento. Los

valores de nivel de confiabilidad R recomendados se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 21. Valores de confiablidad.

Clasificación Nominal Nivel de Confiabilidad

Urbana Rural

Interestatales 85 - 99,9 80 - 99,9

Arterias Principales 80 - 99 75 - 95

Colectoras 80 - 95 75 - 95

Locales 50 - 80 50 - 80


65

Cada valor de R está asociado estadísticamente a un valor del coeficiente de

STUDENT (ZR). A su vez, ZR determina, e conjunto con el factor “So” (desviación

estándar global), un factor de confiabilidad.

Tabla 22. Valores de la desviación estándar normal ZR, correspondientes a los valores de confiabilidad

Confiabilidad, R, en Porcentaje

Desviación Estándar Normal, Za

50 -0,000 60 -0,253

70 -0,674 75 -0,841 80 -1,037

90 -1,282 91 -1,340

92 -1,405 93 -1,474 94 -1,555

95 -1,645 95 -1,751

96 -1,881 97 -2,054 98 -2,327

99,9 -3,090 99,99 -3,750


3.9.3.-Desviación estándar normal (So)

Se define así al probable error en la predicción del tráfico y de la predicción del

comportamiento; para el conjunto total de las desviaciones estándar (So) se recomienda

utilizar los valores comprendidos dentro de los intervalos siguientes: (M.,2008).

Tabla 23. Valores recomendados para la desviación estándar (So)

Valores Recomendados por la Desviación Estándar (So)

Condición Desviación Estándar

Variación de la predicción en el

comportamiento del pavimento

(sin error de tráfico)

Variación total en la predicción del

comportamiento del pavimento y

en la estimación del trafico

0,25

0,35 0,50

(0,45 Valor recomendado)


66

3.9.4.-Capacidad de carga de la subrasante

La capacidad de carga de los suelos de la sub-rasante es uno de los factores más

importantes para el diseño de los pavimentos y su determinación se la puede hacer por

diferentes procedimientos que difieren según el método que se utilice.

El método de diseño de la AASHTO 1993 contempla la utilización del Módulo

Resiliente (MR) para estimar la capacidad de carga de la sub-rasante.

En nuestro país aún no está desarrollada la experiencia ni se cuanta, con la experienc ia

necesaria para determinar dicho módulo, debido a lo expuesto se recurre a correlaciones

con el C.B.R, tal como se indica a continuación.

Tabla 24. Correlación del módulo resiliente con el C.B.R.

Valor Módulo Resiliente

CBR ≤ 7,2% MR = 1500 CBR

7,2% ≤ CBR ≤ 20% MR = 3000 CBR0,65

CBR ≥ 20% MR = 4326 Ln(CBR)+241


Para realizar el cálculo indicado en la tabla, es preciso determinar un valor CBR de

diseño; el porcentaje indicado de diseño se lo obtiene fácilmente ordenando los valores

individuales CBR de manera ascendente y dibujando la distribución de los porcentajes

iguales o menores que cada uno de los valores obtenidos. Luego, en base al nivel de

tráfico, se escoge el porcentaje de diseño.

La Tabla que se muestra a continuación indica varios tipos de subrasante en función

de sus características expresadas en base al CBR.

Tabla 25 Clasificación de subrasante según el MTOP.

Tipo de

Subrasantes CBR

S0 CBR≤5

S1 5≤CBR≤10

S2 10≤CBR≤20

S3 CBR≥20

Fuente: Manual de Diseño MOP-001-F-2002.TOMO I.

67

3.9.5.-Coeficientes estructurales (ai).

Los materiales usados en cada una de las capas de la estructura de un pavimento

flexible, de acuerdo a sus características ingenieriles, tienen un coeficiente estructura l

"a". Estos coeficientes representan la capacidad estructural del material para resistir las

cargas solicitantes y están basados en correlaciones obtenidas a partir de la prueba

AASHO de 1958-60 y ensayos posteriores que se han extendido a otros materiales y otras

condiciones para generalizar la aplicación del método

Figura 10. Carta para estimar coeficiente estructural a1 a partir del módulo elástico (carpeta asfáltica).

Figura 11. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a1 a partir de la Estabilidad Marshall.

68

3.9.6.-Coeficiente estructural para la capa base (a2)

Figura 12. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a2 para una base granular.

3.9.7.-Coeficiente estructural para la capa sub-base (a3)

Figura 13. Nomograma para estimar el coeficiente estructural a3 para una sub-base granular.

Los coeficientes estructurales de capa expresan la relación empírica entre el NE y el

espesor y es la medida de la capacidad relativa del material para funcionar como un

componente estructural del pavimento. (M., 2008)

69

Los valores promedios de los coeficientes de capa para los materiales usados en la

carretera de la AASHO fueron determinados en base de los resultados de dicho ensayo.

Debe anotarse que los coeficientes para cualquier material dado no son valores

simples; los resultados del Ensayo de Carreteras y las experiencias más recientes indican

que los valores de los coeficientes no dependen solamente de la calidad del material, sino

también del espesor de la capa, de su posición dentro de la estructura del pavimento, de

la calidad de las capas que se hallan bajo y sobre ella y de las condiciones ambienta les.

(M., 2008)

3.9.8.-Espesores de las capas que componen el pavimento flexible (D1, D2, D3)

Para el diseño de espesores de pavimentos flexibles se pueden usar dos tipos de

métodos: el Método AASHTO, 1993 o el Método del Instituto del Asfalto. (M., 2008)

La fórmula general que relaciona el número estructural (NE) con los espesores de capa

es la siguiente:

𝑁𝐸 = 𝑎1 ∗ 𝐷1 + 𝑎2 ∗ 𝑚2 ∗ 𝐷2 + 𝑎3 ∗ 𝑚3 ∗ 𝐷3

Dónde:

❖ a1, a2, a3 son los coeficientes estructurales o de capa, de la superficie de

rodadura, base y sub-base respectivamente.

❖ m2, m3 son los coeficientes de drenaje para base y sub-base

❖ D1, D2, D3 son los espesores de capa en pulgadas para la superficie de rodadura,

base y sub-base. (M., 2008)

Esta fórmula tiene muchas soluciones, en función de las diferentes combinaciones de

espesores; no obstante, existen normativas que tienden a dar espesores de capa que deben

ser construidas y protegidas de deformaciones permanentes, por efecto de las cargas

superiores de mayor resistencia.

No es práctico ni económico colocar capas de un espesor menor que el mínimo

requerido. Además, las capas de un cierto espesor por encima de un mínimo son más

estables. Muchas veces se especifica un número de espesor de capas para mantener la

70

estructura del pavimento por encima del nivel de congelamiento o para mitigar los efectos

de los suelos expansivos.

Muchas reparticiones establecen los espesores mínimos para tratamientos

superficiales. El espesor de una capa de tratamiento superficial es despreciable en lo que

se refiere al porcentaje de SN absorbido, pero tiene gran efecto en la base y subbase ya

que reduce la entrada de agua en la estructura del pavimento.

En la siguiente tabla se dan valores de espesores mínimos sugeridos para capas de

concreto asfálticos y base granular en función del tránsito.

Tabla 26. Espesores mínimos sugeridos para capas asfálticas y bases granulares en función del tránsito.

Numero de ESALS Concreto Asfaltico Base granular

Menos de 50,000 2,5 cm 10 cm

50,000 - 15,000 5 cm 10 cm

150,000 - 500,000 6,5 cm 10 cm

500,000 - 2,000,000 7,5 cm 15 cm

2,000,000 - 7,000,000 9,0 cm 15 cm

Más de 7,000,000 10,0 cm 15 cm Fuente: AASHTO, Guide for Desing of Pavement Structures 1993.

El caso particular de los tratamientos superficiales únicamente es factible para tráfico

reducido menor a los 50,000 ejes equivalentes, por tanto, no es conveniente diseñar esta

alternativa para tráficos elevados o períodos de vida superiores a los 4 a 5 años, puesto

que por sus propias características es muy difícil que supere este período de vida útil.

3.9.9.-Espesores mínimos en función del SN

Los materiales son seleccionados para cada capa, de acuerdo a las recomendaciones

del método, por tanto, se conocen los módulos resilientes de cada capa. Usando el ábaco

se determinan los números estructurales requeridos para proteger cada capa no tratada,

utilizando el módulo resiliente de la capa que es encuentra inmediatamente por debajo.

(M., 2008)

Esta metodología se basa en el concepto de que las capas granulares no tratadas deben

estar protegidas de tensiones verticales excesivas que les producirían deformaciones

permanentes. El proceso está indicado en la siguiente Figura y se explica a continuac ión:

71

Figura 14. SN de la estructura del pavimento.

Fuente: Guía para diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 1993.

𝐷1 ≥𝑆𝑁1

𝑎1

Se adopta un espesor D1 ligeramente mayor y el número estructural absorbido por esta

capa será:

𝑆𝑁1 = 𝑎1 ∗ 𝐷1

Para determinar el espesor mínimo de la capa base, se entra al ábaco con el MR de la

subbase, para obtener el número estructural SN2 que será absorbido por la carpeta y la

capa base, de donde: (M., 2008)

𝐷2 ≥𝑆𝑁2 − 𝑆𝑁1

𝑎2 ∗ 𝑚2

≥𝑆𝑁𝑏

𝑎2 ∗ 𝑚2

Se adopta un espesor D2 ligeramente mayor y el número estructural absorbido será:

𝑆𝑁𝑏 = 𝑎2 ∗ 𝑚2 ∗ 𝐷2 𝐒𝐍𝐛 = 𝐍𝐮𝐦𝐞𝐫𝐨 𝐞𝐬𝐭𝐫𝐮𝐜𝐭𝐮𝐫𝐚𝐥 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐛𝐚𝐬𝐞

Finalmente, para la sub-base se ingresa con el MR que corresponde a la sub-rasante y

se obtiene SN3 = SN para todo el paquete estructural, por tanto, el espesor será:

𝐷3 ≥𝑆𝑁 − 𝑆𝑁1 − 𝑆𝑁2

𝑎3 ∗ 𝑚3

≥𝑆𝑁𝑠𝑏

𝑎3 ∗ 𝑚3

Se adopta un espesor D3 ligeramente mayor y el número estructural absorbido por la

sub-base será: (M., 2008)

𝑆𝑁3 = 𝑎3 ∗ 𝑚3 ∗ 𝐷3 𝐒𝐍𝐬𝐛 = 𝐍𝐮𝐦𝐞𝐫𝐨 𝐞𝐬𝐭𝐫𝐮𝐜𝐭𝐮𝐫𝐚𝐥 𝐝𝐞 𝐥𝐚 𝐬𝐮𝐛 − 𝐛𝐚𝐬𝐞

72

La suma de los números estructurales de las capas que constituyen el pavimento debe

ser mayor o igual a:

𝑆𝑁1 + 𝑆𝑁2 + 𝑆𝑁3 ≥ 𝑆𝑁

Este procedimiento no es aplicable para determinar espesores de capas que estén sobre

otras que tengan un módulo resiliente mayor de 280 Mpa (40000 PSI); en estos casos, el

espesor de la capa colocada sobre otra que tenga estas características, deberá ser definida

por el costo-eficiencia de la misma o utilizar espesores mínimos desde el punto de vista

constructivo (AASTHO, 1993).

Numero estructural de suelo seleccionado a4

La ecuación SN para la capa subrasante mejorada, expresada en términos de a*D*m, donde:

➢ A4: coeficiente estructural de la capa subrasante mejorada, se recomiendan los

siguientes valores.

➢ A4= 0,024 para reemplazar la subrasante muy pobre y pobre, por una subrasante

regular con CBR= 6 – 10%


buena con CBR= 11 – 19%


buena con CBR> = 20%

➢ A4= 0,035 para mejorar la subrasante muy pobre y pobre, por una subrasante regular,

con la adición mínima de 3% de cal en peso de los suelos. (AASTHO, 1993).

D4: Espesor de la capa subrasante mejorada (cm).

3.10.-Drenajes

3.10.1.-Clasificación de las estructuras de drenaje

El sistema de drenaje vial es de importancia vital para el funcionamiento y operación

de la carretera; tiene cuatro funciones principales:

73

a) Desalojar rápidamente el agua de lluvia que cae sobre la calzada;

b) Controlar el nivel freático;

c) Interceptar al agua que superficial o subterráneamente escurre hacia la carretera; y,

d) Conducir de forma controlada el agua que cruza la vía.

Las primeras tres primeras funciones son realizadas por drenajes longitudinales tales

como cunetas, cunetas de coronación, canales de encauzamiento, bordillos y subdrenes,

mientras que la última función es realizada por drenajes transversales como las

alcantarillas y puentes. (MOP, Normas de diseño geometrico, 2003)

3.10.2.-Drenaje longitudinal

El drenaje longitudinal comprende las obras de captación y defensa, cuya ubicación

será necesario establecer, calculando el área hidráulica requerida, sección, longitud,

pendiente y nivelación del fondo, y seleccionando el tipo de proyecto constructivo.

3.10.3.-Cuneta

Son canales que se construyen, en las zonas de corte, a uno o a ambos lados de una

carretera, con el propósito de interceptar el agua de lluvia que escurre de la corona de la

vía, del talud del corte y de pequeñas áreas adyacentes, para conducirla a un drenaje

natural a una obra transversal, con la finalidad de alejarla rápidamente de la zona que

ocupa la carretera.

3.10.4.-Coeficiente de drenaje (mi)

El valor de este coeficiente depende de dos parámetros: la capacidad del drenaje, que

se determina de acuerdo al tiempo que tarda el agua en ser evacuada del pavimento, y el

porcentaje de tiempo durante el cual el pavimento está expuesto a niveles de humedad

próximos a la saturación, en el transcurso del año. Dicho porcentaje depende de la

precipitación media anual y de las condiciones de drenaje, la AASHTO define cinco

capacidades de drenaje, que se muestran en la siguiente tabla:

74

Tabla 27. Capacidad de Drenaje.

Calidad de Drenaje Tiempo que tarda el agua en ser

Evacuada

Excelente 2 horas

Bueno 1 día

Regular 1 semana

Malo 1 mes

Muy Malo Agua no drena

Fuente: AASHTO, Guide for Desing of Pavement Structures 1993.

De acuerdo a las capacidades de drenaje la AASHTO establece los factores de

corrección m2 (bases) y m3 (sub-bases granulares sin estabilizar), en función del

porcentaje de tiempo a lo largo de un año, en el cual la estructura del pavimento está

expuesta a niveles de humedad próximos a la saturación.

Tabla 28. Valores m1 para modificar los Coeficientes Estructurales o de Capa de Bases y Sub-bases sin

tratamiento, en pavimentos flexibles.

Capacidad

de drenaje

% De tiempo en el que el pavimento está expuesto

a niveles de humedad próximos a la saturación

menos del

1% 1 a 5% 5% a 25%

Más del

25%

Excelente 1,40 - 1,35 1,35 - 1,30 1,30 - 1,20 1,20

Bueno 1,35 -1,25 1,25 - 1,15 1,15 - 1,00 1,00

Regular 1,25 - 1,15 1,15 - 1,05 1,00 - 0,80 0,80

Malo 1,15 - 1,05 1,05 - 0,80 0,80 - 0,60 0,60

Muy malo 1,05 - 0,95 0,95 - 0,75 0,75 - 0,40 0,40 Fuente: AASHTO, Guide for Desing of Pavement Structures 1993.

Para diseño de pavimento flexible en nuestro país, el MTOP, considera un valor de mi

= 0,9 para base y sub-base y un mi = 0,8 para sub-rasante mejorada.

3.10.5.-Localización, pendiente y velocidad

La cuneta se localizará entre el espaldón de la carretera y el pie del talud del corte. La

pendiente será similar al perfil longitudinal de la vía, con un valor mínimo del 0.50% y

un valor máximo que estará limitado por la velocidad del agua la misma que condicionará

la necesidad de revestimiento.

75

Como norma de criterio la velocidad del agua, a partir de la cual se produce erosión

en diferentes materiales. A pesar de los valores indicados, es práctica usual limitar la

velocidad del agua en las cunetas a 3,00 m/s en zampeado y a 4,00 m/s en hormigón.

(MOP, Normas de diseño geometrico, 2003)

Tabla 29. Velocidades del agua con que se erosionan diferentes materiales.

MATERIAL VELOCIDAD m/s. MATERIAL VELOCIDAD m/s.

Arena fina 0.45 Pizarra suave 2.0

Arcilla arenosa 0.50 Grava gruesa 3.50

Arcilla ordinaria 0.85 Zampeado 3.4-4.5

Arcilla firme 1.25 Roca sana 4.5 – 7.5

Grava fina 2.00 Hormigón 4.5-7.5

Fuente: AASHTO, Guide for Desing of Pavement Structures 1993.

3.10.6.-Forma de la Sección

Las cunetas según la forma de su sección transversal, pueden ser: triangula res,

rectangulares y trapezoidales. El uso de cunetas triangulares es generalizado,

posiblemente, por su facilidad de construcción y mantenimiento; aunque dependiendo del

área hidráulica requerida, también, se pueden utilizar secciones rectangulares o

trapezoidales.

La sección rectangular ha sido generalmente abandonada por razones de ingeniería de

tránsito, debido a la sensación de peligro que siente quien transita cerca de ella. Por esta

misma razón, la sección trapecial también se utiliza cada vez menos, salvo que tenga el

talud cercano a la carretera muy tendido.

En las secciones triangulares se recomienda que el talud hacia la vía tenga como

mínimo 3:1, preferentemente 4:1 y del lado del corte seguirá sensiblemente la inclinac ión

del talud del mismo; considerando, para el caso, una lámina de agua no mayor a 30 cm.

(MOP, Normas de diseño geometrico, 2003)

76

Figura 15. Dimensiones típicas de cunetas triangulares

3.11.-Secciones transversales tipicas

La sección transversal típica a adoptarse para una carretera depende casi

exclusivamente del volumen de tráfico y del terreno y por consiguiente de la velocidad

de diseño más apropiada para dicha carretera. En la selección de las secciones

transversales deben tomarse en cuenta los beneficios a los usuarios, así como los costos

de mantenimiento. Al determinar los varios elementos de la sección transversal, es

imperativo el aspecto de seguridad para los usuarios de la carretera que se diseña. (MOP,

Normas de diseño geometrico, 2003)

3.11.1.-Ancho de la seccion transversal tipica

Las tablas indican los detalles de las secciones transversales típicas, recomendables y

absolutas para cada clase de vía, en el terreno plano, ondulado y montañoso, que se han

adoptado en estas normas.

En vías con características topográficas de montaña se recomienda colocar la cuneta a

30 cm de profundidad con respecto a la rasante y no de la subrasante para esto habrá que

necesariamente revestir la cuneta para proteger el pavimento del camino

3.11.2.-Ancho de calzada

El ancho del pavimento se determina en función del volumen y composición del tráfico

(dimensiones del vehículo de diseño) y de las características del terreno. Para un alto

volumen de tráfico o para una alta velocidad de diseño, se impone la provisión del

máximo ancho de pavimento económicamente factible. Para un volumen de tráfico bajo

o para una velocidad de diseño baja, el ancho del pavimento debe ser el mínimo

permisible. En el caso de volúmenes de tráfico intermedios o velocidades de diseño

moderadas, para los cuales se contemplan pavimentos de tipo superficial bituminosos o

77

superficiales de rodadura de grava, el ancho debe ser suficiente como para evitar el

deterioro de dicha superficie por efecto de la repetición de las cargas de los vehículos

sobre las mismas huellas. Se indican los valores de diseño para el ancho del pavimento

en función de los volúmenes de tráfico, para el Ecuador.

Tabla 30. Anchos de calzada

Anchos de la calzada

Clase de Carretera Ancho de la calzada (m)

Recomendable Absoluto

R-I o R-II ≥ 8000 TPDA 7,30 7,30

I 3000 a 8000 TPDA 7,30 7,30

II 1000 a 3000 TPDA 7,30 6,50

III 300 a 1000 TPDA 6,70 6,00

IV 100 a 300 TPDA 6,00 6,00

V Menos de 100 TPDA 4,00 4,00 Fuente: MOP, Normas de diseño geometrico, 2003

Espaldones

Las principales funciones de los espaldones son las siguientes:

• Provisión de espacio para el estacionamiento temporal de vehículos fuera de la

superficie de rodadura fija, a fin de evitar accidentes.

• Provisión de una sensación de amplitud para el conductor, contribuyendo a una

mayor facilidad de operación, libre de tensión nerviosa.

• Mejoramiento de la distancia de visibilidad en curvas horizontales.

• Mejoramiento de la capacidad de la carretera, facilitando una velocidad uniforme.

Soporte lateral del pavimento.

• Provisión de espacio para la colocación de señales de tráfico y guarda caminos,

sin provocar interferencia alguna.

Como funciones complementarias de los espaldones pueden señalarse las siguientes:

78

• La descarga del agua se escurre por la superficie de rodadura está alejada del

borde del pavimento, reduciendo al mínimo la infiltración y evitando así el

deterioro y la rotura del mismo.

• Mejoramiento de la apariencia estética de la carretera.

• Provisión de espacio para trabajos de mantenimiento.

• En base a las consideraciones anteriores, el ancho de espaldones, en relación con

• el tipo de carretera, recomendado para el Ecuador, se indica en el siguiente

cuadro.

Tabla 31.Valores para el diseño de espaldones

Valores de diseño para el ancho de espaldones (metros)

Clase de carreteras

Ancho de espaldones (m)

Recomendable Absoluto

L O M L O M

(1,2) (1,2) (1,2) (1,2) (1,2) (1,2)

R-I o R-II ≥ 8000 TPDA 3,00* 3,00* 2,50* 3,00 3,00* 2,00*

I 3000 a 8000 TPDA 2,50* 2,50* 2,00* 2,50** 2,00** 1,50**

II 1000 a 3000 TPDA 2,50* 2,50* 1,50* 2,50 2,00 1,50

III 300 a 1000 TPDA 2,00** 1,50** 1,00* 1,50 1,00 0,50

IV 100 a 300 TPDA 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60 0,60

V Menos de 100 TPDA

Una parte del soporte lateral está incorporado en el ancho

de la superficie de rodadura (no se considera el espaldón

como tal)

L = Terreno Natural O = Terreno Ondulado M = Terreno Montañoso

*La cifra en paréntesis es la medida del espaldón interior de cada calzada y la otra es el

espaldón exterior, Los espaldones deben pavimentarse como concreto asfaltico.

** Se recomienda que el espaldón debe pavimentarse con el mismo material de la capa

de rodadura del camino correspondiente. (vernota5/ del cuadro general de calificación)

Fuente: MOP, Normas de diseño geometrico, 2003

79

4. MATERIALES Y MÉTODOS

4.1.-Tipo de Investigación

El propósito de este trabajo de titulación fue solucionar el problema que afecta el

pavimento vehicular de la vía Sancán hacia las Cañitas, esta investigación fue de tipo

aplicada ya que en ella se utilizaron formulas, métodos y ensayos a través de los cuales

se pudo diseñar el pavimento requerido que pudiera soportar el tránsito.

4.2.-Población y muestra

4.2.1.-Población o beneficiarios

La población en la cual se realizó el estudio fue el tramo de vía Sancán – Cañitas la

cual tiene una longitud de 8,847 Km, con capa de rodadura con material de mejoramiento

y un ancho de 6 m, cuenta con drenajes transversales con un total de 12 alcantarillas

circulares que están ubicadas a lo largo de la vía.

4.2.2.-Muestra

Conteo vehicular.

Se realizó un estudio de tres días laborables y dos días de fin de semana cogiendo dos

casetas de control o puntos específicos en la vía.

Calicatas – penetración cono dinámico.

Se realizó un total de 8 calicatas con penetraciones en un rango de 72 a 74 cm

aproximadamente, se ejecutó las excavaciones con profundidades de 1,00 m para las

muestras se escogió loa cantidad de 25 libras de muestra de suelo para realizar el trabajo

de laboratorio.

4.3.-Métodos de investigación

Para el diseño de la vía Sancán – Las Cañitas del cantón Jipijapa se escogieron

métodos documentales y empíricos.

80

Método documental:

• Guía AASHTO para el diseño estructural del pavimento flexible.

• Manual NEVI – 12 – volumen 2ª,2b, 3.

• Manual de diseño de carreteras.

• Método de ensayo para el uso de penetrómetro dinámico de cono en aplicaciones

de pavimentos de baja profundidad.

• El levantamiento topográfico existente del proyecto diseño geométrico de la vía

Sancán - cañitas.

• Método de diseño se estimó los métodos existentes (UNAM, INVIAS, Método

instituto del asfalto, AASHTO 93). En este análisis se determino y se eligió el

método AASHTO 93 por estar basado en estudios empíricos puestos a prueba y

certificados en su eficiencia al diseñar las capas o estructura del pavimento.

Método empírico:

• Aforos vehiculares

• Ensayo de penetrómetro dinámico de cono (CBR in-situ)

• Clasificación de suelos

• Límites de consistencia.

4.4.-Técnicas e instrumentos de recolección de datos

4.4.1.-Técnicas de recolección de datos

4.4.1.1.-Conteo vehicular

El aforo de vehículos se realizó con intervalos de media hora por cinco días de la

semana, 3 días de la semana laborables y 2 de fin de semana.

4.4.1.2.- Ensayos de campo

El CBR se determinó mediante el ensayo de penetrómetro dinámico de cono para

medir la capacidad portante de la subrasante en cada kilómetro por tratarse de un camino

vecinal.

81

4.4.1.3.-Ensayos de laboratorio

De las muestras recolectadas en campo se trabajó en los ensayos requeridos para

determina el tipo de suelo, contenido de humedad natural, limites líquido y limite plástico

por medio de los siguientes:

• Granulometría

• Límites de Atterberg

4.4.2.-Instrumentos

Para la investigación contamos con los siguientes instrumentos:

Computadora, Cámara fotográfica, equipos de campo (cinta métrica, GPS, trípode,

estación total, prisma, flexómetro, penetrómetro dinámico de cono, saco de yute), equipos

de laboratorios (taras, tamices, balanzas, horno, placa de vidrio, casa grande) transporte,

materiales de oficina, libros y documentos de consultas, impresora.

4.5.-Levantamiento de la información

4.5.1.-Ubicación

Figura 16. Inicio y final de la vía Sancán hacia Cañitas.

Figuraº17.Ubicacion de calicatas.

82

En estas figuras se detalla la ubicación de la vía en estudio desde el punto de inicio en

la entrada frente al UPC de la Parroquia Sancán hasta el punto final en la comunidad Las

Cañitas, ciudad Jipijapa.

4.5.2.-Ensayo de campo y muestras de suelo.

(Revisar anexo A y D)

Figura 18. Muestra Nª 1

Tabla 32. Resultados de los ensayos de laboratorio muestra 1

Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico

Índice de plasticidad

99,66 % 97,44% 85,40 % 50,42 % 54,38 % 40,02 % 14,36 %

Tabla 33. Datos de ensayo de campo PDC Nº 1 martillo 8 kg.

CANTIDAD

DE GOLPES

PENETRACION

ACUMULADA (mm)

PENETRACION

ENTRE LECTURA

PENETRACION

POR GOLPE

FACTOR

DE MAZO

INDICE DCP

(mm/GOLPES)

CBR = 292/(ND˄

1,12) G= 292/(F˄ 1,12)

0 230,00 -- -- -- -- --

1 285,00 55,00 55,00 1 55,00 3,28

3 440,00 155,00 51,67 1 51,67 3,52

3 520,00 80,00 26,67 1 26,67 7,38

4 710,00 190,00 47,50 1 47,50 3,87

4 850,00 140,00 35,00 1 35,00 5,45

2 960,00 110,00 55,00 1 55,00 3,28

nivel 0+00

terreno natural

Km 1+000,00

0,20 m230

285

440

520

710

850

960

LEC.

ACUMULADA

0

1

3

3

4

4

2

N°

GOLPES

1.00

m 0.73

m

83



Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico


99,34 % 97,07% 84,91 % 50,31 % 54,38 % 39,40 % 14,98 %

Tabla 35. Datos de ensayo de campo PDC Nº 2 martillo 8 kg

CANTIDAD DE

GOLPES

PENETRACION ACUMULADA

(mm)

PENETRACION ENTRE

LECTURA

PENETRACION POR GOLPE

FACTOR DE

MAZO

INDICE DCP (mm/GOLPES)

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G= 292/(F˄

1,12)

0 240,00 -- -- -- -- --

1 295,00 55,00 55,00 1 55,00 3,28

3 430,00 135,00 45,00 1 45,00 4,11

3 530,00 100,00 33,33 1 33,33 5,75

3 700,00 170,00 56,67 1 56,67 3,17

2 960,00 260,00 130,00 1 130,00 1,25

nivel 0+00

terreno natural

Km 2+000,00

0,20 m240

295

430

530

700

960

0

1

3

3

3

2

1.0

0 m 0,7

2 m

LEC.

ACUMULADA

N°

GOLPES

84



Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico


99,87 % 98,19 % 83,84 % 50,48 % 57,60 % 41,55 % 16,05%


CANTIDAD DE

GOLPES


(mm)

PENETRACION ENTRE

LECTURA


FACTOR DE

MAZO


CBR = 292/(ND˄ 1,12) G= 292/(F˄

1,12)

0 240,00 -- -- -- -- --

2 290,00 50,00 25,00 1 25,00 7,94

5 440,00 150,00 30,00 1 30,00 6,47

5 540,00 100,00 20,00 1 20,00 10,19

5 720,00 180,00 36,00 1 36,00 5,28

5 850,00 130,00 26,00 1 26,00 7,60

2 960,00 110,00 55,00 1 55,00 3,28

nivel 0+00

terreno natural

Km 3+000,00

0,20 m240

290

440

540

720

850

960

0

2

5

5

5

5

2

1.0

0 m 0

.72

m

LEC.

ACUMULADA

N°

GOLPES

85



Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico


99,81 % 98,69 % 88,38 % 54,83 % 54,70 % 39,40 % 15,30 %

Tabla 39. Datos de ensayo PDC Nº 4 martillo 8 kg

CANTIDAD DE

GOLPES


(mm)

PENETRACION ENTRE

LECTURA

PENETRACION

POR GOLPE

FACTOR DE

MAZO

INDICE DCP

(mm/GOLPES)

CBR = 292/(ND˄ 1,12)

G= 292/(F˄ 1,12)

0 240,00 -- -- -- -- --

1 280,00 40,00 40,00 1 40,00 4,69

3 420,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

3 540,00 120,00 40,00 1 40,00 4,69

4 680,00 140,00 35,00 1 35,00 5,45

3 820,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

2 960,00 140,00 70,00 1 70,00 2,51

nivel 0+00

terreno natural

Km 4+000,00

0,20 m240

280

420

540

680

820

960

0

1

3

3

4

3

2

1.0

0 m 0.7

2 m

LEC.

ACUMULADA

N°

GOLPES

86



Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico


99,38 % 96,69 % 84,64 % 50,75% 52,40% 34,12 % 18,28 %


CANTIDAD DE

GOLPES


(mm)

PENETRACION ENTRE

LECTURA


FACTOR DE

MAZO


CBR = 292/(ND˄ 1,12) G= 292/(F˄

1,12)

0 240,00 -- -- -- -- --

1 300,00 60,00 60,00 1 60,00 2,98

3 440,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

4 543,30 103,30 25,83 1 25,83 7,65

4 699,43 156,13 39,03 1 39,03 4,82

3 845,00 145,57 48,52 1 48,52 3,78

3 960,00 115,00 38,33 1 38,33 4,92

nivel 0+00

terreno natural

Km 5+000,00

0,20 m240

300

440

543

699

845

960

0

1

3

4

4

3

2

1.0

0 m

LEC.

ACUMULADA

N°

GOLPES

0.7

2 m

87



Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico


99,66 % 97,44 % 85,40 % 50,42 % 54,70 % 39,57 % 15,13 %


CANTIDAD

DE GOLPES

PENETRACION

ACUMULADA (mm)

PENETRACION

ENTRE LECTURA


FACTOR

DE MAZO


CBR = 292/(ND˄

1,12) G= 292/(F˄ 1,12)

0 240,00 -- -- -- -- --

1 290,00 50,00 50,00 1 50,00 3,65

2 430,00 140,00 70,00 1 70,00 2,51

3 530,00 100,00 33,33 1 33,33 5,75

3 700,00 170,00 56,67 1 56,67 3,17

4 845,00 145,00 36,25 1 36,25 5,24

3 960,00 115,00 38,33 1 38,33 4,92

nivel 0+00

terreno natural

Km 6+000,00

0,20 m240

290

430

530

700

845

960

0

1

2

3

3

4

3

1.0

0 m

LEC.

ACUMULADA

N°

GOLPES

0.7

2 m

88



Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico


100,00 % 97,31 % 85,27 % 52,41 % 54,22 % 40,37 % 13,85 %


CANTIDAD DE

GOLPES


(mm)

PENETRACION ENTRE

LECTURA


FACTOR DE

MAZO


CBR = 292/(ND˄ 1,12) G= 292/(F˄

1,12)

0 240,00 -- -- -- -- --

1 290,00 50,00 50,00 1 50,00 3,65

3 430,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

3 530,00 100,00 33,33 1 33,33 5,75

3 700,00 170,00 56,67 1 56,67 3,17

2 845,00 145,00 72,50 1 72,50 2,41

1 960,00 115,00 115,00 1 115,00 1,44

nivel 0+00

terreno natural

Km 7+000,00

0,20 m240

290

430

530

700

845

960

0

1

3

3

3

2

1

1.0

0 m

LEC.

ACUMULADA

N°

GOLPES

0.7

2 m

89



Pasa tamiz # 4

Pasa tamiz #10

Pasa tamiz #40

Pasa tamiz #200

Limite líquido

Limite plástico


99,33 % 96,88 % 84,84 % 51,00 % 54,70 % 39,40 % 15,30 %

Tabla 47. Datos de ensayo de campo PDC Nº 8 martillo 8 kg CANTIDAD

DE

GOLPES


(mm)

PENETRACION ENTRE

LECTURA


FACTOR DE

MAZO


CBR = 292/(ND˄ 1,12) G= 292/(F˄

1,12)

0 240,00 -- -- -- -- --

1 290,00 50,00 50,00 1 50,00 3,65

4 430,00 140,00 35,00 1 35,00 5,45

4 530,00 100,00 25,00 1 25,00 7,94

4 700,00 170,00 42,50 1 42,50 4,38

4 845,00 145,00 36,25 1 36,25 5,24

3 960,00 115,00 38,33 1 38,33 4,92

nivel 0+00

terreno natural

Km 8+000,00

0,20 m240

290

430

530

700

845

960

0

1

4

4

4

4

3

1.0

0 m 0.7

2 m

LEC.

ACUMULADA

N°

GOLPES

90

4.5.3.-Aforo vehicular

Tabla 48. Censo volumétrico día 1

ESTACION: AÑO: Jose Tumbaco

MES: ESTADO DEL TIEMPO: XXX DIA:

2DA 2DB 3A 4C 4-0 T2S1 T2S2 T2S3 T3S1 T3S2 T3S3 2R2 2R3 3R2 3R3

6:00/6:30 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

6:30/7:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:00/7:30 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:30/8:00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

8:00/8:30 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8:30/9:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

9:00/9:30 1 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

9:30/10:00 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10:00/10:30 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

10:30/11:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:00/11:30 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:30/12:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

12:00/12:30 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

12:30/13:00 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

13:00/13:30 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

13:30/14:00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

14:00/14:30 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

14:30/15:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:00/15:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:30/16:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

16:00/16:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

16:30/17:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

17:00/17:30 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

17:30/18:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SUMAN 5 11 15 3 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 29

TOTAL

% 1,00

CAMIONETAS Y

FURGONETAS

BUSES

MEDIANOSBUSES PESADOS RIGIDOS CON SEMIREMOLQUE CON REMOLQUE

CAMIONES TOTAL≥4RUEDA

SHORA BICICLETAS MOTOS

AUTOMOVILES Y

JEEPS

CENSO VOLUMETRICO DE TRANSITO

0,38

0 11

DIRECCION DEL TRAFICO:

16 18

0,62 0,00

SANCAN HASTA ABSCISA 4+600

COMUNA SANCAN HACIA CAÑITAS

2018

JULIO

AMBOS SENTIDOS

RUTA DE AFORO: Lunes 9 dejulio

ENCUESTADOR:

91



MES: DIA:


6:00/6:30 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

6:30/7:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:00/7:30 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:30/8:00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

8:00/8:30 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8:30/9:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

9:00/9:30 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

9:30/10:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10:00/10:30 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

10:30/11:00 2 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:00/11:30 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:30/12:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

12:00/12:30 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

12:30/13:00 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

13:00/13:30 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

13:30/14:00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

14:00/14:30 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

14:30/15:00 0 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:00/15:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:30/16:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

16:00/16:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

16:30/17:00 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

17:00/17:30 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

17:30/18:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SUMAN 6 13 14 3 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 28

TOTAL

% 1,00

CAMIONES

RIGIDOS CON SEMIREMOLQUE CON REMOLQUEHORA BICICLETAS MOTOSAUTOMOVILES Y

JEEPS

CAMIONETAS Y

FURGONETAS

BUSES

MEDIANOS

19 17 0

BUSES PESADOSTOTAL≥4RUEDA

S

DIRECCION DEL TRAFICO:SANCAN HASTA ABSCISA 4+600

11

0,61 0,00 0,39

RUTA DE AFORO:

ENCUESTADOR:


2018

JULIO ESTADO DEL TIEMPO: Martes 10 de julio

CENSO VOLUMETRICO DE TRANSITOAMBOS SENTIDOS

92



MES:


6:00/6:30 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

6:30/7:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:00/7:30 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:30/8:00 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

8:00/8:30 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8:30/9:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

9:00/9:30 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

9:30/10:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

10:00/10:30 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

10:30/11:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:00/11:30 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:30/12:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

12:00/12:30 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

12:30/13:00 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

13:00/13:30 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

13:30/14:00 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

14:00/14:30 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

14:30/15:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:00/15:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:30/16:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

16:00/16:30 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

16:30/17:00 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

17:00/17:30 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

17:30/18:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SUMAN 4 10 17 3 0 0 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 32

TOTAL

% 1,00

SANCAN HASTA ABSCISA 4+600


2018

JULIO

DIRECCION DEL TRAFICO: ENCUESTADOR:

DIA:

TOTAL≥4RUEDA

SRIGIDOS CON SEMIREMOLQUE CON REMOLQUE


HORA BICICLETAS MOTOSAUTOMOVILES Y

JEEPS

CAMIONETAS Y

FURGONETAS

BUSES

MEDIANOS

RUTA DE AFORO: ESTADO DEL TIEMPO: Miercoles11 de julio

14 20 0 12

0,63 0,00 0,38

BUSES PESADOS

CAMIONES

93



MES:


6:00/6:30 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

6:30/7:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:00/7:30 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

7:30/8:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8:00/8:30 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8:30/9:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

9:00/9:30 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

9:30/10:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10:00/10:30 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

10:30/11:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:00/11:30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

11:30/12:00 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

12:00/12:30 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

12:30/13:00 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

13:00/13:30 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

13:30/14:00 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

14:00/14:30 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

14:30/15:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:00/15:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:30/16:00 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

16:00/16:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

16:30/17:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

17:00/17:30 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

17:30/18:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SUMAN 5 12 11 3 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 22

TOTAL

% 1,00

17 14 0 8

0,64 0,00 0,36

TOTAL≥4RUEDA

SRIGIDOS



JEEPS

CAMIONETAS Y

FURGONETAS

BUSES

MEDIANOS

ABSCISA 4+600 HASTA CAÑITAS

COMUNA SANCAN HACIA CAÑITASRUTA DE AFORO:

2018

JULIO


ESTADO DEL TIEMPO:

ENCUESTADOR:

DIA:

BUSES PESADOS

CAMIONES

sabado 14 de julio

CON SEMIREMOLQUE CON REMOLQUE

94



MES: DIA:


6:00/6:30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

6:30/7:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

7:00/7:30 0 2 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

7:30/8:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8:00/8:30 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8:30/9:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

9:00/9:30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

9:30/10:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10:00/10:30 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

10:30/11:00 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

11:00/11:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

11:30/12:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

12:00/12:30 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

12:30/13:00 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3

13:00/13:30 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

13:30/14:00 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2

14:00/14:30 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

14:30/15:00 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:00/15:30 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

15:30/16:00 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

16:00/16:30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

16:30/17:00 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

17:00/17:30 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

17:30/18:00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

SUMAN 4 11 11 3 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 22

TOTAL

% 1,00

AMBOS SENTIDOS

CENSO VOLUMETRICO DE TRANSITODIRECCION DEL TRAFICO:

ESTADO DEL TIEMPO:

ABSCISA 4+600 HASTA CAÑITAS


2018

JULIO

ENCUESTADOR:


JEEPS

CAMIONETAS Y

FURGONETAS

BUSES

MEDIANOS

RUTA DE AFORO: domingo 15 de julio

TOTAL≥4RUEDA

SRIGIDOS CON SEMIREMOLQUE CON REMOLQUE

15 14 0 8

0,64 0,00 0,36

BUSES PESADOS

CAMIONES

95

5.- RESULTADOS.

5.1.- Análisis de los resultados.

5.1.1.- Resumen de los ensayos de suelo y CBR obtenidos.

En los siguientes cuadros se especifican los resultados obtenidos de cada una de las

muestras escogidas en la vía. Los resultados obtenidos del estudio de la subrasante

estipularon que es un suelo limos inorgánicos de alta comprensibilidad.

Tabla 53.Análisis de los valores de la subrasante abscisa 1+000

Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)

Datos obtenidos muestra 1

CBR= 4,46 No cumple

Solución: Colocar suelos

seleccionados (CBR ≥ 10)

Tamiz # 10 <80% Tamiz#10=97,44% No cumple Tamiz # 10 <80%

Tamiz # 200 < 35% Tamiz # 200 =50,42% No cumple Tamiz # 200 < 25%

LL < 40 LL < 54,38 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4

IP>4 IP=14,36 Si cumple LL < 30 el IP<10

Tabla 54. Análisis de los valores de la subrasante abscisa 2+000

Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)


CBR= 3,51 No cumple





LL < 40 LL < 54,38 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4


96


Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)


CBR= 6,79 No cumple





LL < 40 LL < 57,60 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4



Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)


CBR= 4,20 No cumple





LL < 40 LL < 54,70 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4



Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)


CBR= 4,68 No cumple





LL < 40 LL < 52,40 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4


97


Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)


CBR= 4,20 No cumple





LL < 40 LL < 54,70 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4



Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)


CBR= 3,39 No cumple





LL < 40 LL < 54,22 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4



Condición de suelo

adecuado (CBR ≥5)


CBR= 5,26 No cumple





LL < 40 LL < 54,70 No cumple LL < 30

LL < 30 o LL> 40 el

IP>4


98

Tabla 61. Resumen de los ensayos y CBR obtenidos.

CLASIF.

L.LIQUIDO L.PLASTICO I.PLÁSTICO

N° ABSCISA NATURAL % N° 4 N° 10 N° 200 % % %

CBR

METODO

(PDC) %

OBSERVACIONES% QUE PASA TAMIZ

14,36 MH 4,46A-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.40,02

CASA

GRANDE

1 1+000 12,46 99,66 50,42 54,38

MUESTRA HUMEDAD

GRANULOMETRÍA LIMITES DE ATTEBERG

97,44

14,98 MH 3,51A-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.

3 3+000 13,70 99,87 50,48 57,60 16,05 MH 6,79A-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.

39,40

41,55

2 2+000 12,59 99,34 50,31 54,3897,07

98,19

A-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.

5 5+000 13,94 99,38 50,75 52,40 18,28 MH 4,68A-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.

39,40

34,12

4 4+000 13,01 99,81 54,83 54,70 15,30 MH 4,2098,69

96,69

A-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.

7 7+000 10,91 100,00 52,41 54,22 13,85 MHA-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.

39,57

40,37

6 6+000 12,46 99,66 50,42 54,70 15,13 MH 4,2097,44

97,31

MHA-6(4) Limo Inorgánico, alta plasticidad, alta

compresibilidad.39,408 8+000 12,46 99,33 51,00 54,70 15,3096,88

3,39

5,26

99

5.1.2.- Resumen de volumen de tráfico.

Del aforo realizado en la vía en estudio durante 12 horas doble sentido de circulación con

dos estaciones escogidas por el diseñador tenemos los siguientes resultados:

Tabla 62. Resumen de volumen de tráfico

Días trafico 12h %livianos %buses % camiones Total%

Lunes 29 0,62 0,00 0,38 1,00

Martes 28 0,61 0,00 0,39 1,00

Miércoles 32 0,63 0,00 0,38 1,00

Sábado 22 0,64 0,00 0,36 1,00

Domingo 22 0,64 0,00 0,36 1,00

promedio 0,63 0,00 0,37 1,00

5.1.3.- Cálculo del transito semanal (TS)

Volumen medio 3 días laborables

29 + 28 + 32

3=

89

3= 30 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠/𝑑𝑖𝑎

Volumen semanal

(30*2+29+28+32+22+22) =192 vehículos/días

5.1.4.- Tránsito promedio diario semanal (TPDS).

192 veh/7dias =27 veh/días

Por encuestas realizadas en la vía estudiada, se determinó que el 80% de vehículos circula

de 6:00am a 6:00pm

Tabla 63. Encuesta de vehículos que circulan durante el día y noche.

NOMBRE DIA NOCHE

José Suarez Montes 10 vehículos 2 vehículos

Augusta Tamayo Moncada 14 vehículos 4 vehículos

TOTAL 24 vehículos 6 vehículos

27 veh/días /0,80 =34 veh/días

100

5.1.5.- Proporciòn de vehiculos pesados

Tabla 64. Porcentaje de vehículos pesados

ESTACION:

FECHA:

2D

A

2D

B

3A

4C

4-0

T2

S1

T2

S2

T2

S3

T3

S1

T3

S2

T3

S3

2R

2

2R

3

3R

2

3R

3

12 HORAS 5 11 15 3 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 45

12 HORAS 6 13 14 3 0 0 11 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 47

12 HORAS 4 10 17 3 0 0 12 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 46

12 HORAS 5 12 11 3 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 39

12 HORAS 4 11 11 3 0 0 8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 37

SUMAN 24 57 68 15 0 0 50 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 214

Total 214

% 29,63 70,37 100

0,0

00

0

0,0

00

0

1,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

0,0

00

0

1,0

00

0

AMBOS SENTIDOSNº 1 y Nº 2

CAMIONES

To

tal

de

au

tos

cam

ion

es

y b

use

s

RIGIDOS CON SEMIREMOLQUE CON REMOLQUE

MO

TO

S

AU

TO

MO

VIL

ES

Y

JEE

PS

CA

MIO

NE

TA

S Y

FU

RG

ON

ET

AS

BU

SE

S M

ED

IAN

OS

BU

SE

S P

ES

AD

OS

50

38,79 23,36

CENSO VOLUMETRICO DE TRANSITO

ENCUESTADORA:

Nº 1 y Nº 2


RUTA DE AFORO: ESTADO DEL TIEMPO: 12 horas

Luis Tumbaco Salazarjulio del 2018

HO

RA

BIC

ICLE

TA

S

% de vehiculos pesados

81 83

101

Tabla 65. Trafico actual para diseño estructural.

TE Trafico desviado (2 %) Tráfico generado

(15 %)

Trafico por

desarrollo (5 %)

Trafico

actual

34 0,68 5,10 1,70 42

• Para el tráfico desviado se asume un 2% dato obtenido mediante encuestas

realizadas a los habitantes.

• Para el tráfico generado se asume el 15% de los 20% que se establece como el

límite máximo del tráfico normal según el MTOP. (Ministerio d. t., 2003).

• Para el tráfico por desarrollo al no contar con la investigación de Origen y Destino

según el MTOP, se asume el 5% establecida por las normas de México (Rafael

Cal y Mayor Reyes Spindola, 1994

Es común que la ejecución de la obra dura 2 años la tasa de incremento es del 5 %, el

TPDA al inicio del primer año de servicio.

• Para el valor de la tasa de crecimiento, el MTOP ha realizado estudios a partir del

año 1963, en los que ha determinado que para todo el Ecuador dicha tasa varía

entre el 5% y 7%.

TPDo=Ta (1+r)n

TPDo= 42 (1+0,05)2 = 46,30= 46 veh/días

PF=TPDo*(1+r) n

PF=46*(1+0,05) 20 = 122 vehículos/días

102

Tabla 66. Clasificación de superficies de rodadura

CLASIFICACION DE SUPERFICIE DE RODADURAS

CLASE DE

CARRETERAS TIPO DE SUPERFICIE

GRADIENTE

TRANSVERSAL (%)

R-I o R-II>8000 TPDA Alto grado estructural:

concreto asfaltico u hormigón 1,5-2

I 3000 a 8000 TPDA Alto grado estructural:

concreto asfaltico u hormigón 1,5-2

II 1000 A 3000 TPDA Grado estructural intermedio 2

III 300 A 1000 TPDA Bajo grado estructural: doble

tratamiento superficial

bituminoso

2

IV 100 a 300 TPDA Grava o D.T.S.B. 2,5-4

V menos de 100 TPDA Grava empedrado tierra para

caminos vecinales tipo 5 y 5E.

4

5.1.6.-Ejes equivalentes

Estimación de la intensidad diaria de vehículos.

PVP=23,36%

Nº de carriles =2

K=0,50 por que no es un tráfico balanceado

𝐼𝐶𝐷𝑜 = 46 ∗23,36

100∗

100

100∗ 0,50 = 5,4 𝑣𝑒ℎ𝑖𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠

r = 5%

n = 20 años

kPP

PAIDTICD CDVP *100

*100

*00 =

( ))1ln(

11

r

rKr

n

+

−+=

103

Tabla 67. Coeficiente de equivalencia de carga

Tipo de carretera N (años)

Urbana de Bajo volumen 30 a 50

Rural de alto volumen 20 a 50

Pavimentada de bajo volumen 15 a 25

Tratada superficialmente de bajo volumen 10 a 20

Fuente: Guía para diseño de pavimentos flexibles, AASHTO, 1993

Kr= (1+0,05)18−1

ln(1 +0,05) =

(1,05)18−1

ln(1 ,05) =

2,41−1

0,0488 = 28, 83

3.1.6.1.-Determinación del tráfico de diseño

Tabla 68. Coeficiente de equivalencia de carga

TIPO

CARGA

TOTAL

CARGA/

EJE

%

VEHICULAR Pc

Fe=

(P/Pc)^b fce

CAMIONETAS

Y

FURGONETAS

7

3

0,000

6,6 0,04269 0,00647

4 8,2 0,05662 0,00691

AUTOMOVILES

Y JEEPS 7

3 0,000

6,6 0,04269 0,00647

4 8,2 0,05662 0,00691

BUS MEDIANO 10 3

0,000 6,6 0,04269 0,00647

7 8,2 0,53105 0,06476

BUS PESADO 13,1 7

0,000 6,6 1,26537 0,19172

11 8,2 3,23829 0,39491

2DA 10 3

1,000 6,6 0,04269 0,00647

7 8,2 0,53105 0,06476

1,000 0,75584

ΣNn=365 * 5,4 * 28,83 * 0,76

ΣNn= 43186,17 = 4,31E+04 Ejes de 82 TON

Los valores de carga total y carga/eje se obtienen de la tabla nacional de pesos y

dimensiones de vehículos del manual Nevi 12.

El porcentaje vehicular lo obtenemos de la proporción de vehículos pesados respecto al

total del censo volumétrico de tránsito.

CErn fKICDN = ***365 0

104

5.1.7.-Resultados del diseño estructural de la vía utilizando el método ASSHTO-93

Datos de diseño

Wt18 (número de ejes equivalente para el periodo de diseño).

43186,17 ejes de 82 TON

Valores del nivel de confianza r

TIPO DE VIA URBANA RURAL

Autopistas 85-99,9 80-99,9

Carreteras de primer orden 80-99 75-95

Carreteras secundarias 80-95 75-95

Caminos vecinales 50-80 50-80

Tipo de vía: Carreteras vecinal rural 50-80 R=70

Los factores de desviación normal Zr.

Confiabilidad(R) Valor de

Zr

50 0,000

60 -0,253

70 -0,524

75 -0,674

80 -0,841

85 -1,037

90 -1,282

91 -1,340

92 -1,405

93 -1,476

94 -1,555

95 -1,645

96 -1,751

97 -1,881

98 -2,054

99 -2,327

99,9 -3,090

99,99 -3,750

Confiabilidad R: 70 Valor de Zr: -0,524

105

Valores recomendados para la desviación estándar (so) condición de diseño:

VALORES RECOMENDADOS PARA LA DESVIACION

ESTANDAR (So)

CONDICION DE DISEÑO DESVIACION ESTANDAR

Variación de la predicción en el comportamiento del pavimento (sin error de

tráfico)

0,25

Variación total en la predicción del

comportamiento del pavimento y en la estimación

del tráfico

0,35-0,50 (0,45 valor recomendado)

So= 0,45 valor recomendado.

Índice de serviciabilidad

En este proyecto se determinó realizar la estructura con pavimento flexible y caminos de

menor tráfico.

Serviciabilidad inicial:

Po= 2,2 para pavimentos flexibles

Serviciabilidad final:

Pt: 2,0 caminos de menor transito

Pérdida o disminución del índice de serviciabilidad.

Los valores anteriormente descritos nos permiten determinar la disminución del índice

de servicio, que representa una pérdida gradual de la calidad de servicio de la carretera,

originada por el deterioro del pavimento. Por lo tanto, la ecuación de diseño es la

diferencia entre Po y Pt.

ΔPSI =Po–Pt =4,2-2,0 =2,20

Determinación de las propiedades de los materiales para el proceso de diseño de

pavimentos flexibles.

Módulo resiliente de la subrasante.

Para materiales de subrasante con CBR menor o igual de 7,2%

CBR = 3,51 Subrasante

106

MR=1500* CBR =1500*(3,51) =5265 PSI

Para materiales de subrasante con CBR mayor de 7,2% pero menor o igual a 20%.

CBR= 11 Suelo seleccionado

MR=3000 * CBR ^(0,65)= 3000 * 11 ^(0,65)= 14257 PSI

Para materiales de subrasante con CBR mayor de 20% se deberán emplear otras formas

de correlación, tal como la recomendada por la propia guía de diseño AASHTO 93.

CBR= 30 Subbase

MR=4326 * Ln(CBR) + 241 = 4326 * Ln(30) + 241 =14954 PSI

Determinación coeficiente estructural a3

Módulo de la subbase 15000 psi

Cbr = 30% valor recomendado MOP

Coeficiente estructural a3 = 0,11

SUB - BASE

107

Determinación coeficiente estructural a4

La ecuación SN para la capa subrasante mejorada, expresada en términos de a*D*m, donde:

A4: coeficiente estructural de la capa subrasante mejorada, se recomiendan los siguientes valores.

A4= 0,024 para reemplazar la subrasante muy pobre y pobre, por una subrasante regular con CBR= 6 – 10%

A4= 0,030 para reemplazar la subrasante muy pobre y pobre, por una subrasante buena con CBR= 11 – 19%

A4= 0,037 para reemplazar la subrasante muy pobre y pobre, por una subrasante buena con CBR> = 20%

A4= 0,035 para mejorar la subrasante muy pobre y pobre, por una subrasante regular, con la adición mínima de 3% de cal en peso de los suelos.

Determinación de los coeficientes de drenaje mi

Mediante la encuesta realizada a los habitantes se obtuvo como resultado un promedio

de 4 meses de precipitación.

(120/360) *100 = 33,33%

El tiempo en que pasa nuestra vía expuesta a la humedad es mayor que el 25%.

CALIDAD DEL

DRENAJE.

P=% del tiempo en que el pavimento está expuesto a

niveles de humedad cercanos a la saturación.

<1% 1%-5% 5%-25% >25%

Excelente 1,40-1,35 1,35-1,30 1,30-1,20 1,2

Bueno 1,35-1,25 1,25-1,15 1,15-1 1

Regular 1,25-1,15 1,15-1,05 1.0,80 0,8

Pobre 1,15-1,05 1,05-0,80 0,80-0,60 0,6

Muy pobre 1,05-0,95 0,95-0,75 0,75-0,40 0,4

108

Coeficientes "m" seleccionados.

Mi CAPA MAS 5-25%

BUENO SUBBASE 0,90

BUENO MATERIAL

SELECCIONADO 0,90

Determinación de números estructurales y espesores de capa

NUMERO ESTRUCTURAL SN3 = 1,38 Subbase

Datos:

Mr = 14257 PSI

So= 0, 45

∆PSI:2,20

Tràfico= 43186,17

R=70

NUMERO ESTRUCTURAL SN4 = 2,06 Material seleccionado

Datos:

Mr =5265 PSI

So= 0, 45

∆PSI:2,20

Tràfico= 43186,17

R=70

SN=2.06-1.38=0,68

SN=1.38 SN=2,06SUELO SELECCIONADO CBR=11%

TERRENO NATURAL CBR=3,51

SUB-BASE GRANULAR CBR=30%

MR= 14257 PSI

MR= 5265 PSI

MR= 14954 PSI

109

DETERMINACION DE ESPESORES D3 – D4

NE= a3*m3*D3+ a4*m4*D4

D3 espesor subbase

D4 espesor suelo seleccionado

D4= 𝑆𝑁4 −𝑆𝑁3

𝑎4 ∗𝑚4 =

2,06−1,38

0,030𝑥0,90= 25,19 in = 63,98 cm.

𝐷3 =𝑆𝑁3

𝑎3∗𝑚3=

1,38

0,11∗0,90 =13,94 in = 35,40 cm.

110

Figura 26. Sección típica de la vía Sancán hacia las Cañitas.

Fuente: (José Luis Tumbaco. 2018)

SUB-BASE GRANULAR 35 CM

MATERIAL SELECCIONADO 65 CM

TERRENO NATURAL

6,00 m

3.00 m 3.00 m

Relleno

Gradiente transversales

0,60 m0.60 m

CorteBerma Berma

2.5%4% 2.5% 4%

Talud variable

0.80 0.80

111

6.-CONCLUSIONES

• De los métodos expuestos para realizar el diseño de pavimento de los cuales se

escogió el método AASHTO 93, siendo un procedimiento efectivo para el cálculo

de espesores de la estructura del pavimento.

• De los resultados obtenidos en los ensayos de subrasante tanto de campo y de

laboratorio, se determinó que el suelo no es apto para ser utilizado como

subrasante en las normas NEVI, se procedió al cambio de material seleccionado

que debería cumplir con un CBR del 11% que corresponde a una subrasante

regular.

• Mediante el aforo vehicular realizado se pudo determinar que la intensidad del

tráfico existente en nuestra vía es bajo, con un TPDA entre 100 a 300 vehículos

/días, se determinó por medio de las Normas MTOP se clasifico la superficie de

rodadura como D.T.B.S o Grava.

• El diseño del pavimento se realizó mediante la norma AASHTO 93 se comprobó

que la estructura del pavimento estará dada por dos capas, la de subbase con CBR

del 30% y material seleccionado con CBR=11%, cumpliendo con el numero

estructural requerido.

112

7.- RECOMENDACIONES-

• Se recomienda a futuros profesionales tener en cuenta los métodos de diseño para

pavimentos que cumpla con las exigencias requeridas en el país, obteniendo un

diseño optimo y factible.

•

• Los materiales a utilizar en las capas del pavimento deben cumplir con las

características y especificaciones técnicas establecidas en las normas MTOP -

ASTM.

• Se debe establecer de acuerdo a la distancia e importancia de la vía, diferentes

puntos de control en el aforo vehicular obteniendo datos más exactos de la

cantidad de vehículos que circulan ya que de esto depende el diseño estructura l

del pavimento.

• Se recomienda respetar los espesores de las capas del pavimento dados por un

diseño estructural, ya que este considera todos los factores que influyen en el

diseño de la vía, esto puede disminuir la vida útil estimada por él diseñador.

113

8.-BIBLIOGRAFÍA

Aparicio, R. A. (28 de septiembre de 2014). PREZI. Obtenido de

https://prezi.com/yvzidcjrf8ed/clasificacion-de-suelos/

ASTM. (2012). ASTM D6912 - 3. Estados Unidos: Juares Badillo.

Bañon, B. L., & Garcia, B. J. (2013). Manual de Carreteras Tomo 2. España.

Coronado, R. D. (29 de junio de 2016). SlideShare. Obtenido de

https://www.slideshare.net/RenDemetrioRamrezCor/identificacion-

y-clasificacion-de-suelos

Crespo, V. C. (2012). Mecanica de suelos y Cimentaciones. Mexico:

Limusa.

Feliciano Perez Plata, J. T. (s.f.). Mecanica de suelos I. En Analisis

Granulometrico.

Fonseca, A. (2002). Pavimentos Construcciónes y Conceptos Generales.

Colombia : AGora.

MOP. (2002). Especificaciones generales para la construccion de caminos

y puentes. Quito: Ministerio de Obras Publicas.

MOP. (2003). Normas de diseño geometrico. quito.

NEVI 12, V. 3. (2013). Especificaciones Generales Para la Construcción de

Caminos y Puentes. Quito.

Terzaghi, K. P. (1975). “Mecánica de Suelos en la ingeniería práctica”.

España, Ed. El Ateneo S.A. España.

Topografía General. (2010). Topografia en Vias. Estados Unidos.

114

9.-ANEXO A

9.1- Estudios de suelo

ENSAYOS

DE SUELO

115


Proyecto:

Localización:

Muestra: Calicata Nº 01 - Km: 1+000

Material:

Para Uso : Prof. de Muestra: 1.00 m

Perforación: Fecha:

HUMEDAD NATURAL : ASTM D - 2216

1 2 3

11,41 11,24 5,48

13,53 12,80 9,20

13,29 12,63 8,79

0,24 0,17 0,41

1,88 1,39 3,31

12,77 12,23 12,39

PROMEDIO % DE HUMEDAD

estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA

PESO DEL SUELO HUMEDO + LATA grs

% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018

PESO DEL SUELO SECO + LATA grs

“Diseño estructural del pavimento de la vía Sancán hacia Cañitas desde la abscisa 0+000 hasta la

abscisa 8+847 del cantón Jipijapa”.

Canton Jipijapa, Prov. De Manabí

Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs

PESO DEL SUELO SECO grs

12,46

116


Proyecto:

Localización: Canton Jipijapa, Prov. De Manabí

Muestra:

Material: Sub-rasante

Para Uso:

ANALISIS GRANULOMETRICO POR TAMIZADO ASTM D - 422 471,18 620,48

% Retenido% Retenido % QueØ (mm) Parcial Acumulado Pasa5" 127,00 100,00%4" 101,60 100,00%3" 76,20 100,00%2" 50,80 100,00%

1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 54,38 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 40,02 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 14,36 WSAL =

1/4" 20,500 0,00% 0,00% 100,00% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,34% 0,34% 99,66% WSDL =

Nº 8 2,380 0,62% 0,96% 99,04% D 90= %ARC. = 50,42

Nº 10 2,000 1,60% 2,56% 97,44% D 60= 0,152 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 3,20% 5,77% 94,23% D 30= 0,048 Cc = 0,67

Nº 20 0,840 2,03% 7,80% 92,20% D 10= 0,023 Cu = 6,71

Nº 30 0,590 4,23% 12,03% 87,97%Nº 40 0,426 2,57% 14,60% 85,40%Nº 50 0,297 7,45% 22,05% 77,95%Nº 60 0,250 4,23% 26,28% 73,72%Nº 80 0,177 5,30% 31,58% 68,42%Nº 100 0,149 9,52% 41,10% 58,90%Nº 200 0,074 8,48% 49,58% 50,42%Fondo 0,01 50,42% 100,00% 0,00%

Observaciones :

MH

Arcilla arenosa con mezcla de gravas

3,24

0,00

0,00

0,00

0,00

PESO INICIAL

“Diseño estructural del pavimento de la vía Sancán hacia Cañitas desde la abscisa 0+000 hasta la abscisa 8+847 del cantón Jipijapa”.

TamicesEspecificaciones

SUCS = AASHTO =

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018

DRESCRIPCIÓN DEL TIPO DE SUELO SEGÚN SU CLASIFICACIÓN

1.00 m

Calicata Nº 01 - Km: 1+000 Perforación:

950,40

479,22

Suelo de particulas gruesas con finos Y arenas arcillosas de mediana plasticidad con 38.02% de finos (Que

pasa la malla Nº 200), Lím. Líq.= 27.88% e Ind. Plast.= 12.28%.

70,80

80,58

50,35

90,45

Observaciones :

24,45

0,00

0,00

15,24

30,45

19,34

40,21

5,87

40,20

Profundidad de Muestra:

Fecha:

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"

Clasificación - ASTM

Clasificación - AASHTO

1 9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

POR

CEN

TAJE

QU

E PA

SA %

DIAMETRO DE TAMIZ (mm)

CURVA GRANULOMETRICA

117


Proyecto:


Muestra: Perforación:

Material: Profundidad de la Muestra: 1.00 m

Para Uso: Fecha:

LIMITE LIQUIDO : ASTM D - 4318

1 2 3

6,05 6,04 6,10

32,62 34,25 32,65

23,46 24,41 22,96

9,16 9,84 9,69

17,41 18,37 16,86

52,61 53,57 57,47

15 26 35

Limite Liquido 49,46 53,82 59,86

#¡VALOR!

#¡REF!

54,38

40,02

14,36

MH

Clasificación AASHTO A-6(4)

25

28,625

LIMITE PLASTICO : ASTM D - 4318

1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,33 12,52 12,42

11,27 10,64 10,56

2,06 1,88 1,86

5,17 4,64 4,66

39,75 40,41 39,91

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD

Calicata Nº 01 - Km: 1+000

Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018

“Diseño estructural del pavimento de la vía Sancán hacia Cañitas desde la abscisa 0+000 hasta la abscisa 8+847 del cantón

Jipijapa”.

PESO DE LATA grs

Límite Plástico (%)

Indice de Plasticidad Ip (%)

Límite Líquido (%)

Indice de Flujo Fi

Límite de contracción (%)

LATA

PESO DE LATA grs


Clasificación SUCS

40,02

Indice de consistencia Ic



% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


50,00

51,00

52,00

53,00

54,00

55,00

56,00

57,00

58,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

(%

)

Numeros de Golpes

118


LOCALIZACION:

MUESTRA:

PROFUNDIDAD DEL PUNTO BAJO LA SUPERFICIE:

CLASIFICACION DEL MATERIAL:

CONDICION DEL PAVIMENTO:

MENOS SUELOS CH Y CL

0

1

3

3

4

4

2

4,46373293

Canton Jipijapa, Prov. De Manabí FECHA: 4 de frebrero 2018

Calicata Nº 01 - Km: 1+000 PERSONAL: LTB Y AGR

0,00 m PESO DEL MARTILLO: 8KG

MH TIEMPO:

NIVEL FREATICO: DESCONOCIDO

CANTIDAD DE

GOLPES A

PENETRACION

ACUMULADA mm B

PENETRACION ENTRE

LECTURA mm C = B2-B1

PENETRACION POR

GOLPE mm D = C/A

FACTOR DE MAZO (1 PARA 8KG,

2 PARA 4,6KG) E

INDICE DCP

(mm/GOLPES) F=D*E

CBR = 292/(ND˄ 1,12)

G= 292/(F˄ 1,12)

230,00 -- -- -- -- --

285,00 55,00 55,00 1 55,00 3,28

440,00 155,00 51,67 1 51,67 3,52

520,00 80,00 26,67 1 26,67 7,38

710,00 190,00 47,50 1 47,50 3,87

850,00 140,00 35,00 1 35,00 5,45

960,00 110,00 55,00 1 55,00 3,28

PROMEDIO

PROYECTO:“Diseño estructural del pavimento de la vía Sancán hacia Cañitas desde la abscisa 0+000 hasta la abscisa 8+847 del cantón

Jipijapa”.

NO APLICA

119


Proyecto:

Localización:


Material:




1 2 3

11,41 11,24 5,48

13,24 12,70 9,00

13,04 12,54 8,59

0,20 0,16 0,41

1,63 1,30 3,11

12,27 12,31 13,18


estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA


% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018





Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs


12,59

120


Proyecto:


Muestra:


Para Uso:



1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 54,38 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 39,40 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 14,98 WSAL =

1/4" 20,500 0,00% 0,00% 100,00% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,66% 0,66% 99,34% WSDL =

Nº 8 2,380 0,88% 1,54% 98,46% D 90= %ARC. = 50,31

Nº 10 2,000 1,39% 2,93% 97,07% D 60= 0,143 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 4,32% 7,26% 92,74% D 30= 0,048 Cc = 0,71

Nº 20 0,840 2,14% 9,40% 90,60% D 10= 0,023 Cu = 6,29



Fecha:

8,34

40,20

89,49

Observaciones :

23,40

0,00

0,00

13,24

41,10

20,35

30,69

Perforación:

950,40

478,17



48,43

100,34

50,35

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


1.00 m


PESO INICIAL



SUCS = AASHTO =

Observaciones :

MH


6,30

0,00

0,00

0,00

0,00

-Fondo

-N

º 2

00

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"



-N

º 1

00

-N

º 4

0

-N

º 3

0

-N

º 2

0

-N

º 1

6

-N

º 4

-1

/

-N

º 8

-N

º 8

0

-N

º 5

0

-N

º 1

0

0,0

74

--

0,1

49

--

0,4

28

--

0,5

90

--

0,8

40

--

1,1

90

--

4,7

60

--

6,3

50

--

12

,70

0 --

19

,05

0 --

25

,40

0 --

38

,10

0 --

50

,80

0 --

76

,20

0 --

10

1,6

0 --

2,8

00

--

12

7,0

0 --

0,1

77

--

0,2

97

--

2,0

00

--

9,5

25

--

-N

º 6

00

,25

0 --

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

PO

RC

EN

TA

JE Q

UE

PA

SA

%



121


Proyecto:




Para Uso: Fecha:


1 2 3

6,05 6,04 6,10

32,62 34,25 32,65

23,46 24,41 22,96

9,16 9,84 9,69

17,41 18,37 16,86

52,61 53,57 57,47

15 26 35


#¡VALOR!

#¡REF!

54,38

39,40

14,98

MH


25

28,625


1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,29 12,48 12,40

11,27 10,64 10,56

2,02 1,84 1,84

5,17 4,64 4,66

39,07 39,66 39,48

Clasificación SUCS

39,40




% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


PESO DE LATA grs




Indice de Flujo Fi


LATA

PESO DE LATA grs



Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


Jipijapa”.

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD

50,00

51,00

52,00

53,00

54,00

55,00

56,00

57,00

58,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

(%

)

Numeros de Golpes

122


LOCALIZACION:

MUESTRA:





0

1

3

3

3

2

3,51395512




MH TIEMPO:


CANTIDAD DE

GOLPES A

PENETRACION

ACUMULADA mm B

PENETRACION ENTRE


PENETRACION POR

GOLPE mm D = C/A

FACTOR DE MAZO (1 PARA

8KG, 2 PARA 4,6KG) E

INDICE DCP

(mm/GOLPES) F=D*E

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G=

292/(F˄ 1,12)

240,00 -- -- -- -- --

295,00 55,00 55,00 1 55,00 3,28

430,00 135,00 45,00 1 45,00 4,11

530,00 100,00 33,33 1 33,33 5,75

700,00 170,00 56,67 1 56,67 3,17

960,00 260,00 130,00 1 130,00 1,25

PROMEDIO

PROYECTO:“Diseño estructural del pavimento de la vía Sancán hacia Cañitas desde la abscisa 0+000 hasta la abscisa 8+847 del

cantón Jipijapa”.

NO APLICA

123


Proyecto:

Localización:


Material:




1 2 3

11,41 11,24 5,48

13,55 12,82 9,24

13,29 12,63 8,79

0,26 0,19 0,45

1,88 1,39 3,31

13,83 13,67 13,60


estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA


% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018





Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs


13,70

124


Proyecto:


Muestra:


Para Uso:



1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 57,60 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 41,55 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 16,05 WSAL =

1/4" 20,500 0,00% 0,00% 100,00% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,13% 0,13% 99,87% WSDL =

Nº 8 2,380 0,38% 0,51% 99,49% D 90= %ARC. = 50,48

Nº 10 2,000 1,30% 1,81% 98,19% D 60= 0,153 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 2,66% 4,48% 95,52% D 30= 0,048 Cc = 0,67

Nº 20 0,840 3,19% 7,66% 92,34% D 10= 0,023 Cu = 6,74


Observaciones :

MH


1,24

0,00

0,00

0,00

0,00

PESO INICIAL



SUCS = AASHTO =

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


1.00 m


950,40

479,77



50,34

80,58

60,32

70,21

Observaciones :

45,30

0,00

0,00

12,40

25,30

30,29

35,45

3,60

55,60


Fecha:

-Fondo

-N

º 2

00

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"



-N

º 1

00

-N

º 4

0

-N

º 3

0

-N

º 2

0

-N

º 1

6

-N

º 4

-1

/4"

-1

/2"

-3

/4"

-1

"

-1

1/2

"

-2

"

-3

"

-4

"

-N

º 8

-5

"

-N

º 8

0

-N

º 5

0

-N

º 1

0

-3

/8"

0,0

74

--

0,1

49

--

0,4

28

--

0,5

90

--

0,8

40

--

1,1

90

--

4,7

60

--

6,3

50

--

12

,70

0 --

19

,05

0 --

25

,40

0 --

38

,10

0 --

50

,80

0 --

76

,20

0 --

10

1,6

0 --

2,8

00

--

12

7,0

0 --

0,1

77

--

0,2

97

--

2,0

00

--

9,5

25

--

-N

º 6

00

,25

0 --

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

POR

CEN

TAJE

QU

E PA

SA %



125


Proyecto:




Para Uso: Fecha:


1 2 3

6,05 6,04 6,10

33,40 35,90 33,75

23,69 24,96 23,46

9,71 10,94 10,29

17,64 18,92 17,36

55,05 57,82 59,27

15 26 35


#¡VALOR!

#¡REF!

57,60

41,55

16,05

MH


25

28,625


1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,40 12,58 12,50

11,27 10,64 10,56

2,13 1,94 1,94

5,17 4,64 4,66

41,20 41,81 41,63

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD


Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


Jipijapa”.

PESO DE LATA grs




Indice de Flujo Fi


LATA

PESO DE LATA grs


Clasificación SUCS

41,55




% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


55,00

56,00

57,00

58,00

59,00

60,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

(%

)

Numeros de Golpes

126


LOCALIZACION:

MUESTRA:





0

2

5

5

5

5

2

6,79257427




MH TIEMPO:


CANTIDAD DE

GOLPES A


mm B

PENETRACION ENTRE



mm D = C/A




F=D*E

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G=

292/(F˄ 1,12)

240,00 -- -- -- -- --

290,00 50,00 25,00 1 25,00 7,94

440,00 150,00 30,00 1 30,00 6,47

540,00 100,00 20,00 1 20,00 10,19

720,00 180,00 36,00 1 36,00 5,28

850,00 130,00 26,00 1 26,00 7,60

960,00 110,00 55,00 1 55,00 3,28

PROMEDIO

PROYECTO:“Diseño estructural del pavimento de la vía Sancán hacia Cañitas desde la abscisa 0+000 hasta la abscisa 8+847 del cantón Jipijapa”.

NO APLICA

127


Proyecto:

Localización:


Material:




1 2 3

11,41 11,24 5,48

14,70 13,68 10,34

14,30 13,40 9,81

0,40 0,28 0,53

2,89 2,16 4,33

13,84 12,96 12,24


estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA


% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018





Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs


13,01

128


Proyecto:


Muestra:


Para Uso:



1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 54,70 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 39,40 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 15,30 WSAL =

1/4" 20,500 0,05% 0,05% 99,95% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,14% 0,19% 99,81% WSDL =

Nº 8 2,380 0,34% 0,53% 99,47% D 90= %ARC. = 54,83

Nº 10 2,000 0,77% 1,31% 98,69% D 60= 0,111 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 1,72% 3,02% 96,98% D 30= 0,045 Cc = 0,84

Nº 20 0,840 2,47% 5,49% 94,51% D 10= 0,022 Cu = 5,11



Fecha:

3,25

40,20

90,45

Observaciones :

30,43

0,00

0,00

7,34

16,30

23,45

27,89

Perforación:

950,40

521,15



37,32

100,45

50,35

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


1.00 m


PESO INICIAL



SUCS = AASHTO =

Observaciones :

MH


1,32

0,50

0,00

0,00

0,00

-Fondo

-N

º 2

00

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"



-N

º 1

00

-N

º 4

0

-N

º 3

0

-N

º 2

0

-N

º 1

6

-N

º 4

-1

/4"

-1

/2"

-3

/4"

-1

"

-1

1/2

"

-2

"

-3

"

-4

"

-N

º 8

-5

"

-N

º 8

0

-N

º 5

0

-N

º 1

0

-3

/8"

0,0

74

--

0,1

49

--

0,4

28

--

0,5

90

--

0,8

40

--

1,1

90

--

4,7

60

--

6,3

50

--

12

,70

0 --

19

,05

0 --

25

,40

0 --

38

,10

0 --

50

,80

0 --

76

,20

0 --

10

1,6

0 --

2,8

00

--

12

7,0

0 --

0,1

77

--

0,2

97

--

2,0

00

--

9,5

25

--

-N

º 6

00

,25

0 --

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

POR

CEN

TAJE

QU

E PA

SA %



129


Proyecto:




Para Uso: Fecha:


1 2 3

6,05 6,04 6,10

32,62 34,25 32,65

23,46 24,41 22,96

9,16 9,84 9,69

17,41 18,37 16,86

52,61 53,57 57,47

15 26 35


#¡VALOR!

#¡REF!

54,70

39,40

15,30

MH


25

28,625


1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,29 12,48 12,40

11,27 10,64 10,56

2,02 1,84 1,84

5,17 4,64 4,66

39,07 39,66 39,48

Clasificación SUCS

39,40




% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


PESO DE LATA grs




Indice de Flujo Fi


LATA

PESO DE LATA grs



Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


Jipijapa”.

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD

52,00

53,00

54,00

55,00

56,00

57,00

58,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

(%

)

Numeros de Golpes

130


LOCALIZACION:

MUESTRA:





0

1

3

3

4

3

2

4,20325254PROMEDIO

PROYECTO:Diseño estructural del pavimento flexible de 8.00Km de la vía que conduce de Sancan con las abscisa 0+000 hasta Cañitas abscisa 8+000

del cantón jipijapa.

NO APLICA

960,00 140,00 70,00 1 70,00 2,51

820,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

680,00 140,00 35,00 1 35,00 5,45

540,00 120,00 40,00 1 40,00 4,69

420,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

280,00 40,00 40,00 1 40,00 4,69

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G=

292/(F˄ 1,12)

240,00 -- -- -- -- --


CANTIDAD DE

GOLPES A


mm B

PENETRACION ENTRE



mm D = C/A




F=D*E


MH TIEMPO:



131


Proyecto:

Localización:


Material:




1 2 3

11,41 11,24 5,48

13,42 12,78 9,10

13,18 12,59 8,65

0,24 0,19 0,45

1,77 1,35 3,17

13,56 14,07 14,20


estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA


% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018





Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs


13,94

132


Proyecto:


Muestra:


Para Uso:



1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 52,40 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 34,12 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 18,28 WSAL =

1/4" 20,500 0,14% 0,14% 99,86% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,48% 0,62% 99,38% WSDL =

Nº 8 2,380 1,09% 1,71% 98,29% D 90= %ARC. = 50,75

Nº 10 2,000 1,60% 3,31% 96,69% D 60= 0,151 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 3,20% 6,52% 93,48% D 30= 0,048 Cc = 0,67

Nº 20 0,840 2,03% 8,55% 91,45% D 10= 0,023 Cu = 6,69


Observaciones :

MH


4,56

1,30

0,00

0,00

0,00

PESO INICIAL



SUCS = AASHTO =

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


1.00 m


950,40

482,33



60,54

80,58

50,35

90,45

Observaciones :

24,45

0,00

0,00

15,24

30,45

19,34

40,21

10,40

40,20


Fecha:

-Fondo

-N

º 2

00

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"



-N

º 1

00

-N

º 4

0

-N

º 3

0

-N

º 2

0

-N

º 1

6

-N

º 4

-1

/4"

-1

/2"

-3

/4"

-1

"

-1

1/2

"

-2

"

-3

"

-4

"

-N

º 8

-5

"

-N

º 8

0

-N

º 5

0

-N

º 1

0

-3

/8"

0,0

74

--

0,1

49

--

0,4

28

--

0,5

90

--

0,8

40

--

1,1

90

--

4,7

60

--

6,3

50

--

12

,70

0 --

19

,05

0 --

25

,40

0 --

38

,10

0 --

50

,80

0 --

76

,20

0 --

10

1,6

0 --

2,8

00

--

12

7,0

0 --

0,1

77

--

0,2

97

--

2,0

00

--

9,5

25

--

-N

º 6

00

,25

0 --

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

POR

CEN

TAJE

QU

E PA

SA %



133


Proyecto:




Para Uso: Fecha:


1 2 3

6,05 6,04 6,10

32,62 34,25 32,65

23,16 24,51 23,79

9,46 9,74 8,86

17,11 18,47 17,69

55,29 52,73 50,08 55,3 52,7 50,5

15 26 35


#¡VALOR!

#¡REF!

52,40

34,12

18,28

MH


25

28,6 25


1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,53 12,70 12,65

11,57 10,98 11,01

1,96 1,72 1,64

5,47 4,98 5,11

35,83 34,43 32,09

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD


Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


Jipijapa”.

PESO DE LATA grs




Indice de Flujo Fi


LATA

PESO DE LATA grs


Clasificación SUCS

34,12




% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


49,00

50,00

51,00

52,00

53,00

54,00

55,00

56,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

(%

)

Numeros de Golpes

134


LOCALIZACION:

MUESTRA:





0

1

3

4

4

3

3

4,68184117




ML TIEMPO:


CANTIDAD DE

GOLPES A


mm B

PENETRACION ENTRE



mm D = C/A




F=D*E

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G=

292/(F˄ 1,12)

240,00 -- -- -- -- --

300,00 60,00 60,00 1 60,00 2,98

440,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

543,30 103,30 25,83 1 25,83 7,65

699,43 156,13 39,03 1 39,03 4,82

845,00 145,57 48,52 1 48,52 3,78

960,00 115,00 38,33 1 38,33 4,92

PROMEDIO


NO APLICA

135


Proyecto:

Localización:


Material:




1 2 3

11,41 11,24 5,48

13,53 12,80 9,20

13,29 12,63 8,79

0,24 0,17 0,41

1,88 1,39 3,31

12,77 12,23 12,39


estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA


% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018





Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs


12,46

136


Proyecto:


Muestra:


Para Uso:



1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 54,70 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 39,57 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 15,13 WSAL =

1/4" 20,500 0,00% 0,00% 100,00% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,34% 0,34% 99,66% WSDL =

Nº 8 2,380 0,62% 0,96% 99,04% D 90= %ARC. = 50,42

Nº 10 2,000 1,60% 2,56% 97,44% D 60= 0,152 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 3,20% 5,77% 94,23% D 30= 0,048 Cc = 0,67

Nº 20 0,840 2,03% 7,80% 92,20% D 10= 0,023 Cu = 6,71



Fecha:

5,87

40,20

90,45

Observaciones :

24,45

0,00

0,00

15,24

30,45

19,34

40,21

Perforación:

950,40

479,22



70,80

80,58

50,35

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


1.00 m


PESO INICIAL



SUCS = AASHTO =

Observaciones :

MH


3,24

0,00

0,00

0,00

0,00

-Fondo

-N

º 2

00

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"



-N

º 1

00

-N

º 4

0

-N

º 3

0

-N

º 2

0

-N

º 1

6

-N

º 4

-1

/4"

-1

/2"

-3

/4"

-1

"

-1

1/2

"

-2

"

-3

"

-4

"

-N

º 8

-5

"

-N

º 8

0

-N

º 5

0

-N

º 1

0

-3

/8"

0,0

74

--

0,1

49

--

0,4

28

--

0,5

90

--

0,8

40

--

1,1

90

--

4,7

60

--

6,3

50

--

12

,70

0 --

19

,05

0 --

25

,40

0 --

38

,10

0 --

50

,80

0 --

76

,20

0 --

10

1,6

0 --

2,8

00

--

12

7,0

0 --

0,1

77

--

0,2

97

--

2,0

00

--

9,5

25

--

-N

º 6

00

,25

0 --

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

POR

CEN

TAJE

QU

E PA

SA %



137


Proyecto:




Para Uso: Fecha:


1 2 3

6,05 6,04 6,10

32,62 34,25 32,65

23,42 24,27 23,00

9,21 9,98 9,65

17,37 18,23 16,90

53,01 54,74 57,11

15 26 35


#¡VALOR!

#¡REF!

54,70

39,57

15,13

MH


25

28,625


1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,29 12,48 12,40

11,26 10,63 10,56

2,03 1,85 1,84

5,16 4,63 4,66

39,34 39,90 39,48

Clasificación SUCS

39,57




% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


PESO DE LATA grs




Indice de Flujo Fi


LATA

PESO DE LATA grs



Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


Jipijapa”.

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD

52,00

53,00

54,00

55,00

56,00

57,00

58,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

(%

)

Numeros de Golpes

138


LOCALIZACION:

MUESTRA:





0

1

2

3

3

4

3

4,2060586


ABSCISA 1+000 PERSONAL: LTB Y AGR


MH TIEMPO:


CANTIDAD DE

GOLPES A


mm B

PENETRACION ENTRE



mm D = C/A




F=D*E

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G=

292/(F˄ 1,12)

240,00 -- -- -- -- --

290,00 50,00 50,00 1 50,00 3,65

430,00 140,00 70,00 1 70,00 2,51

530,00 100,00 33,33 1 33,33 5,75

700,00 170,00 56,67 1 56,67 3,17

845,00 145,00 36,25 1 36,25 5,24

960,00 115,00 38,33 1 38,33 4,92

PROMEDIO


NO APLICA

139


Proyecto:

Localización:


Material:




1 2 3

11,41 11,24 5,48

13,50 12,77 9,17

13,29 12,63 8,79

0,21 0,14 0,38

1,88 1,39 3,31

11,17 10,07 11,48





Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs


10,91

estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA


% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018


140


Proyecto:


Muestra:


Para Uso:



1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 54,22 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 39,40 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 14,82 WSAL =

1/4" 20,500 0,00% 0,00% 100,00% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,00% 0,00% 100,00% WSDL =

Nº 8 2,380 1,09% 1,09% 98,91% D 90= %ARC. = 52,41

Nº 10 2,000 1,60% 2,69% 97,31% D 60= 0,153 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 3,20% 5,90% 94,10% D 30= 0,047 Cc = 0,64

Nº 20 0,840 2,03% 7,93% 92,07% D 10= 0,022 Cu = 6,87


Observaciones :

MH


0,00

0,00

0,00

0,00

0,00

PESO INICIAL



SUCS = AASHTO =

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


1.00 m


950,40

498,14



70,80

60,43

50,35

90,45

Observaciones :

24,45

0,00

0,00

15,24

30,45

19,34

40,21

10,34

40,20


Fecha:

-Fondo

-N

º 2

00

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"



-N

º 1

00

-N

º 4

0

-N

º 3

0

-N

º 2

0

-N

º 1

6

-N

º 4

-1

/4"

-1

/2"

-3

/4"

-1

"

-1

1/2

"

-2

"

-3

"

-4

"

-N

º 8

-5

"

-N

º 8

0

-N

º 5

0

-N

º 1

0

-3

/8"

0,0

74

--

0,1

49

--

0,4

28

--

0,5

90

--

0,8

40

--

1,1

90

--

4,7

60

--

6,3

50

--

12

,70

0 --

19

,05

0 --

25

,40

0 --

38

,10

0 --

50

,80

0 --

76

,20

0 --

10

1,6

0 --

2,8

00

--

12

7,0

0 --

0,1

77

--

0,2

97

--

2,0

00

--

9,5

25

--

-N

º 6

00

,25

0 --

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

POR

CEN

TAJE

QU

E PA

SA %



141


Proyecto:




Para Uso: Fecha:


1 2 3

6,05 6,04 6,10

32,60 34,23 32,50

23,46 24,41 22,96

9,14 9,82 9,54

17,41 18,37 16,86

52,80 54,50 57,10

15 26 35


#¡VALOR!

#¡REF!

54,22

40,37

13,85

MH


25

28,625


1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,29 12,48 12,40

11,27 10,64 10,56

2,02 1,84 1,84

5,17 4,64 4,66

39,07 39,66 39,48

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD


Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


Jipijapa”.

PESO DE LATA grs




Indice de Flujo Fi


LATA

PESO DE LATA grs


Clasificación SUCS

40,37




% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


52,00

53,00

54,00

55,00

56,00

57,00

58,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Cont

enid

o de

Hum

edad

(%

)

Numeros de Golpes

142


LOCALIZACION:

MUESTRA:





0

1

3

3

3

2

1

3,39478037PROMEDIO


NO APLICA

960,00 115,00 115,00 1 115,00 1,44

845,00 145,00 72,50 1 72,50 2,41

700,00 170,00 56,67 1 56,67 3,17

530,00 100,00 33,33 1 33,33 5,75

430,00 140,00 46,67 1 46,67 3,95

290,00 50,00 50,00 1 50,00 3,65

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G=

292/(F˄ 1,12)

240,00 -- -- -- -- --


CANTIDAD DE

GOLPES A


mm B

PENETRACION ENTRE



mm D = C/A




F=D*E


MH TIEMPO:



143


Proyecto:

Localización:


Material:




1 2 3

11,41 11,24 5,48

13,53 12,80 9,20

13,29 12,63 8,79

0,24 0,17 0,41

1,88 1,39 3,31

12,77 12,23 12,39





Sub-rasante

PESO DEL AGUA grs


12,46

estructura de vía

PESO DE LATA grs

Cielo Abierto

LATA


% DE HUMEDAD

4 de frebrero 2018


144


Proyecto:


Muestra:


Para Uso:



1 1/2" 38,10 0,00% 0,00% 100,00%1" 25,40 0,00% 0,00% 100,00% A-6(4)

3/4" 19,050 0,00% 0,00% 100,00% LL = 54,70 WT =

1/2" 12,700 0,00% 0,00% 100,00% LP = 39,40 WT+SAL =

3/8" 45,300 0,00% 0,00% 100,00% IP = 15,30 WSAL =

1/4" 20,500 0,00% 0,00% 100,00% IG = WT+SDL =

Nº 4 4,760 0,67% 0,67% 99,33% WSDL =

Nº 8 2,380 0,84% 1,52% 98,48% D 90= %ARC. = 51,00

Nº 10 2,000 1,60% 3,12% 96,88% D 60= 0,151 %ERR. = 0,00

Nº 16 1,190 3,20% 6,32% 93,68% D 30= 0,048 Cc = 0,67

Nº 20 0,840 2,03% 8,36% 91,64% D 10= 0,023 Cu = 6,68


Observaciones :

MH


6,40

0,00

0,00

0,00

0,00

PESO INICIAL



SUCS = AASHTO =

Peso

Retenido

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


1.00 m


950,40

484,73



60,00

80,58

50,35

90,45

Observaciones :

24,45

0,00

0,00

15,24

30,45

19,34

40,21

8,00

40,20


Fecha:

-Fondo

-N

º 2

00

GRAVA

GRAVAGRUESA

MEDIA FINA

ARENA LIMO ARCILLA

GRAVAMEDIA

GRAVAFINA ARENA

GRUESA

ARENAFINA

GRUESA

LIMO ARCILLA

Piedras mayores 3"



-N

º 1

00

-N

º 4

0

-N

º 3

0

-N

º 2

0

-N

º 1

6

-N

º 4

-1

/4"

-1

/2"

-3

/4"

-1

"

-1

1/2

"

-2

"

-3

"

-4

"

-N

º 8

-5

"

-N

º 8

0

-N

º 5

0

-N

º 1

0

-3

/8"

0,0

74

--

0,1

49

--

0,4

28

--

0,5

90

--

0,8

40

--

1,1

90

--

4,7

60

--

6,3

50

--

12

,70

0 --

19

,05

0 --

25

,40

0 --

38

,10

0 --

50

,80

0 --

76

,20

0 --

10

1,6

0 --

2,8

00

--

12

7,0

0 --

0,1

77

--

0,2

97

--

2,0

00

--

9,5

25

--

-N

º 6

00

,25

0 --

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0,01 mm.0,1 mm.1, mm.10, mm.100, mm.

POR

CEN

TAJE

QU

E PA

SA %



145


Proyecto:




Para Uso: Fecha:


1 2 3

6,05 6,04 6,10

32,62 34,25 32,65

23,46 24,41 22,96

9,16 9,84 9,69

17,41 18,37 16,86

52,61 53,57 57,47

15 26 35


#¡VALOR!

#¡REF!

54,70

39,40

15,30

MH


25

28,625


1 2 3

6,10 6,00 5,90

13,29 12,48 12,40

11,27 10,64 10,56

2,02 1,84 1,84

5,17 4,64 4,66

39,07 39,66 39,48

NUMERO DE GOLPES


PESO DEL AGUA grs


% DE HUMEDAD


Sub-rasante

estructura de vía

Cielo Abierto

4 de frebrero 2018


Jipijapa”.

PESO DE LATA grs




Indice de Flujo Fi


LATA

PESO DE LATA grs


Clasificación SUCS

39,40




% DE HUMEDAD

% PROMEDIO

PESO DEL AGUA grs

LATA


52,00

53,00

54,00

55,00

56,00

57,00

58,00

5 10 15 20 25 30 35 40

Co

nte

nid

o d

e H

um

ed

ad

(%

)

Numeros de Golpes

146


LOCALIZACION:

MUESTRA:





0

1

4

4

4

4

3

5,26158861PROMEDIO


NO APLICA

960,00 115,00 38,33 1 38,33 4,92

845,00 145,00 36,25 1 36,25 5,24

700,00 170,00 42,50 1 42,50 4,38

530,00 100,00 25,00 1 25,00 7,94

430,00 140,00 35,00 1 35,00 5,45

290,00 50,00 50,00 1 50,00 3,65

CBR = 292/(ND˄ 1,12) G=

292/(F˄ 1,12)

240,00 -- -- -- -- --


CANTIDAD DE

GOLPES A


mm B

PENETRACION ENTRE



mm D = C/A




F=D*E


MH TIEMPO:



147

10.-ANEXOS B

10.1.- Encuestas.

1.- ¿Cuáles son los problemas que afecta la vía Sancán hacia las Cañitas?

Daños en la capa de

rodadura

Falta de

señalización

Pendientes

pronunciadas

otros

6 1 2 1

0

2

4

6

6

1

2

1

Problemas que afectan la via Sancan hacia las Cañitas

Daños en la capa de rodadura Falta de señalizacion

Pendientes pronunciadas otros

148

2.- ¿Cuánto fue el último mantenimiento de la vía?

1 años 5 años 10años

7 1 2

3.- ¿Cuántos son los meses que hay precipitación de lluvia en la vía?

1 - 4 meses 4 – 8 meses 8 – 12 meses No sabe

7 1 0 2

4.- ¿Cuál es el recorrido de los vehículos que circulan por la vía?

0

1

2

3

4

5

6

7

7

1

2

Cuantos fue el ultimo mantenimiento de la via

1 años 5 años 10 años

0

1

2

3

4

5

6

7

7

1

0

2

Meses que hay presipitaciones de lluvia

1 - 4 meses 4- 8 meses 8 - 12 meses No sabe

149

Quimis – 24 de

Mayo

Membrillar – Las

Cañitas

Sancán - Chade Otros

40 10 5 0

5.- ¿Mejoraría la producción teniendo una vía de calidad?

Si No No sabe

7 3 0

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

70%

30%

0%

Mejorira la produccion con una via de calidad

Si No No save

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

60%

30%

10%

Recorrido de los vehicular que circulan en la via

Quimis - 24 de Mayo Membrillal - Las Cañitas

Sancan - Chade Otros

150

11.-ANEXOS C

11.1.-Fotos del proyecto.

Foto 1. Levantamiento topográfico abscisa 8+000


Foto 2. Levantamiento topográfico inicio abscisa 0+000


151

Foto 3. Ensayo de granulometría.


Foto 4. Ensayo de humedad natural.


152

Foto 5. Ensayo de límite liquido material de vía.


Foto 6. Ensayo de límite plástico material de vía


153

12.-ANEXOS D

12.1.-Planos via Sancan hacia Cañitas.

Diseño estructural de la vía Sancán haci Cañitas desde la...

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