UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

ANTEPROYECTO DEL TRABAJO ACADÉMICO DE GRADUACIÓN

TEMA DE TESIS:

“DISEÑO GEOMETRICO Y PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA

NARANJOS FATIMA LAS ORQUIDEAS”, PERTENECIENTE A LA

PARROQUIA SARACAY, CANTON PIÑAS PROVINCIA DE EL

ORO.

AUTOR

ROBERTO CARLOS ARMIJOS AGUILAR

MACHALA, JUNIO DEL 2012

ANTEPROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

1. SELECCIÓN Y DELIMITACION DEL TEMA

1.1 TEMA DE LA TESIS.

“DISEÑO GEOMETRICO Y PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA

NARANJOS FATIMA LAS ORQUIDEAS”, PERTENECIENTE A LA

PARROQUIA SARACAY, CANTON PIÑAS PROVINCIA DE EL

ORO.

1.2 LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO.

El proyecto se encuentra localizado en la Parroquia Saracay del cantón Piñas

pasa los sitios Naranjos, Fátima y las Orquídeas e intercepta en la vía

panamericana que va desde la Parroquia Saracay al cantón Balsas. El

proyecto comienza desde el sitio naranjos hasta la vía panamericana que va

desde Saracay al Cantón Balsas.

Las coordenadas correspondientes del Proyecto se pueden ver en el cuadro

adjunto.

PUNTO COORDENADAS LONGITUD

APROX. (Km)

EJE PRINCIPAL NORTE ESTE

NARANJOS 9596621.09 629834.56 0.00

FATIMA 9592996.78 628812.62 5.50

LAS ORQUIDEAS 9592481.06 628012.12 1.6

LONGITUD TOTAL DEL PROYECTO ES DE 7.10 Km.

2. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO.

El gobierno Autónomo Provincial De El Oro a través del departamento de

Proyectos y Planificación, conocedores de que el desarrollo de nuestra

provincia tiene como eje la construcción de vías de accesos, con lo que no

cuentan muchos sectores rurales.

El Proyecto se enmarca dentro de la misión de la Facultad de Ingeniería Civil

en lo referente al área de vías puesto que por su naturaleza se desarrollara el

diseño geométrico y de pavimento flexible para servir e impulsar el desarrollo

socio económico de los Sectores “NARNAJOS-FATIMA-LAS ORQUIDEAS”

de manera que sirva a las comunidades tanto en época de verano como de

invierno.

Los estudios para la reconformación de esta vía de tercer orden es una

necesidad planteada por las autoridades de la Parroquia Saracay, del Cantón

Piñas y dirigentes comunales del sector, y en respuesta a esta aspiración

sentida es que como futuros profesionales de la ingeniería civil me propongo a

desarrollar los estudios correspondientes en la convicción de que dicha obra se

convertirá en el pilar fundamental de desarrollo de los pueblos y recintos de

esta zona porque estos proyectos están dentro de los planes viales del

GOBIERNO AUTÓNOMO PROVINCIAL DE EL ORO.

Desde este punto de vista el proyecto será desarrollado no solo teniendo en

cuenta el aspecto social, técnico y legal sino las condiciones ecológicas que

rigen todo proyecto de Ingeniería Civil por lo que propongo, a los señores

miembros del HONORABLE CONSEJO DIRECTIVO DE LA FACULTAD DE

INGENIERIA CIVIL me aprobarán este temario que me permitirá concretar el

objetivo de culminar mis estudios previo a la obtención del Título de Ingeniero

Civil:

FORMULACIÓN DE OBJETIVOS:

OBJETIVO GENERAL:

Realizar los estudios de la vía “DISEÑO GEOMETRICO Y

PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA NARANJOS FATIMA LAS

ORQUIDEAS”, PERTENECIENTE A LA PARROQUIA SARACAY,

CANTON PIÑAS PROVINCIA DE EL ORO, cuya construcción

mejorara la calidad de vida de los habitantes de la zona de influencia de esta

vía.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Mejorar las características geométricas de la vía DISEÑO

GEOMETRICO Y PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA

NARANJOS FATIMA LAS ORQUIDEAS”,

PERTENECIENTE A LA PARROQUIA SARACAY, CANTON

PIÑAS PROVINCIA DE EL ORO, para lograr una transportación

rápida mediante una adecuada capa de rodadura.

Mejorar sus actividades socioeconómicas mediante el desarrollo del

comercio, Avicultura, Ganadería y Agricultura.

Reducir el tiempo que toma conectar los sectores en los sitios de

influencia de la vía.

2.1 CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LA ZONA:

CLIMA: Su clima es temperado mesotérmico.

VERANO: Meses de mayo a noviembre.

INVIERNO: Meses de noviembre hasta abril.

TEMPERATURA: Oscila desde 24°C a 28°C.

2.2 CARACTERISTICAS FÍSICAS:

OROGRAFÍA: El sitio investigado se encuentra ubicado en la Parroquia Saracay del

cantón Piñas Provincia de El Oro, geomorfológicamente el relieve del sector es

onduloso -montañoso y se encuentra poblado, existen construcciones de hormigón

armado en el área del proyecto.

El subsuelo del sector y en particular, la zona donde se construirá el proyecto,

está formado geológicamente por suelos sedimentarios y metamórficos (arcillas, limos

y arenas) suelos finos de origen aluvial.

3. CARACTERISTICAS SOCIO-ECONÓMICOS.

Población Beneficiada: Los moradores de los sectores “NARANJOS-

FATIMA Y LAS ORQUIDEAS”, y sus alrededores no cuentan con una vía

de acceso óptima.

La población de los sectores “NARANJOS-FATIMA Y LAS ORQUIDEAS”,

oscila entre unos 800 habitantes aproximadamente, debido a las

emigraciones por parte de los habitantes de estos sectores hacia el

extranjero y hacia otros lugares del Ecuador.

A CTIVIDADES ECONÓMICAS DE LA ZONA :

Lugar Ramas de actividad

Sexo

TotalHombres Mujeres

Naranjos Avicultura

Ganadería

Agricultura

250 300 105

78

67

San José Avicultura

Ganadería

Agricultura

200 200 20

14

16

Fátima Avicultura

Ganadería

Agricultura

200 200 76

92

83

Las Orquídeas Avicultura

Ganadería

Agricultura

70 80 53

54

43

cambiar

La actividad económica principal del sector que en general es la población

beneficiada de este proyecto es primordialmente la producción avicultura -

ganadera y agricultura.

Siendo los sectores “NARANJOS-FATIMA Y LAS ORQUIDEAS” una

localidad en desarrollo en todos los campos, requiere tener un sistema vial

eficiente en todos los sectores de su superficie ya que es necesario para la

transportación de sus productos.

Infraestructura Física de la zona del proyecto:

Existe un camino aperturado (lastrado) por el Gobierno Autónomo Provincial

De El Oro para suplir en algo la necesidad de contar con un camino vecinal.

Ninguno de los sitios beneficiados con el Proyecto dispone de servicios

básicos adecuados como: alcantarillado, Agua Potable y Telefonía.

Impactos Ambientales:

La zona del proyecto tiene fuerte intervención antrópica por lo que los

impactos que producirá el proyecto tendrán tendencia positiva.

4. PROBLEMATIZACIÓN

Debido al deficiente estado de la vía impide una adecuada transportación

de personas y productos lo cual a contribuido al escaso desarrollo socio -

económico de la zona, requiriéndose mejorar la infraestructura vial para

mejorar las condiciones de vida de los pobladores.

4.1PROBLEMA PRINCIPAL

El deficiente estado de la vía “DISEÑO GEOMETRICO Y

PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA NARANJOS FATIMA

LAS ORQUIDEAS”, PERTENECIENTE A LA PARROQUIA

SARACAY, CANTON PIÑAS PROVINCIA DE EL ORO”,

impide un transporte adecuado de personas y productos del sector.

4.2PROBLEMAS SECUNDARIOS

¿Qué estudios deben realizarse para mejora las características

geométricas de la vía, el DISEÑO GEOMETRICO Y PAVIMENTO

FLEXIBLE DE LA VIA NARANJOS FATIMA LAS

ORQUIDEAS”, PERTENECIENTE A LA PARROQUIA

SARACAY, CANTON PIÑAS PROVINCIA DE EL ORO.

¿Qué estudios deben realizarse para lograr una transportación rápida mediante una adecuada capa de rodadura?

¿Cuál será el diagnostico para mejorar las actividades socioeconómicas mediante el desarrollo de la , Avicultura, Ganadería y Agricultura

4.3 OBJETIVO GENERAL:

Mejorar las características geométricas y de rodadura del proyecto

DISEÑO GEOMETRICO Y PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA

NARANJOS FATIMA LAS ORQUIDEAS”, PERTENECIENTE A

LA PARROQUIA SARACAY, CANTON PIÑAS PROVINCIA DE

EL ORO, con el objeto de facilitar un transporte rápido de personas y

productos del sector.

Realizar los Estudios definitivos de Ingeniería, y el diseño Vial y de

pavimentos para el proyecto DISEÑO GEOMETRICO Y

PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA NARANJOS FATIMA LAS

ORQUIDEAS”, PERTENECIENTE A LA PARROQUIA

SARACAY, CANTON PIÑAS PROVINCIA DE EL ORO.

4.2.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

Mejorar las características geométricas de la vía DISEÑO

GEOMETRICO Y PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA VIA

NARANJOS FATIMA LAS ORQUIDEAS”,

PERTENECIENTE A LA PARROQUIA SARACAY, CANTON

PIÑAS PROVINCIA DE EL ORO, para lograr una transportación

rápida mediante una adecuada capa de rodadura.

Mejorar sus actividades socioeconómicas mediante el desarrollo de la,

Avicultura, Ganadería y Agricultura.

Medir los impactos ambientales que generará el proyecto y proponer un

plan de manejo para el mismo.

5 REQUISITOS PARA DESARROLLAR LA INVESTIGACION

1ª.-) Investigar sobre estudios socio-económicos para el diseño

definitivo, geométricos y de pavimento de una vía.

2ª.-) Consulta bibliográfica sobre estudios necesarios para el diseño

definitivo, geométrico y de pavimento de una vía.

3ª.-) Consultar las normas técnicas para la realización de estudios

definitivos y de pavimentos de una vía.

4ª.-) Investigar los aspectos legales relacionados con el diseño y

pavimentos de una vía.

5ª.-) Investigar las normas internacionales que rigen el diseño, los

estudios geométricos y de pavimentos de una vía.

6ª.-) Investigar la calidad portante de los suelos.

6 PROCEDIMIENTO METODOLOGICO

Los métodos a utilizar en la presente investigación son:

Investigación primaria.

Revisión de bibliografía de trazado de vías.

Revisión de los reglamentos del MOTP.

Revisión de la metodología para desarrollar un estudio de impacto

ambiental vial.

Revisión de textos para desarrollar los estudios de suelos

requeridos para el caso.

Investigación secundaria.

Que se la obtendrá en instituciones de desarrollo local y

provincial, INEC, INTERNET, PREDESUR, INOCAR, INAMI, IGM,

DESCRIPCIÓN DEL SUMARIO A DESARROLLARSE

CAPITULO I:

1. INTRODUCCIÓN1.1. Tema.1.2. Planteamiento del problema.

1.2.1. Inspección general de la vía.1.2.2. Antecedentes del proyecto.1.2.3. Estado actual del proyecto.1.2.4. Recolección de información.1.2.5. Talleres para comunicación y socialización con moradores sobre el

proyecto.1.2.6. Marco Teórico.

CAPITULO II:

2. PREFACTIBILIDAD Y FACTIBILIDAD2.1. Objetivo del proyecto.

2.2. Justificación técnica y económica para construir una carretera.2.3. Características del trazado, geometría, capa de rodadura que mejor se adapte al

nivel de servicio de la vía.2.4. Etapa de construcción.

2.1.1. Replanteo del proyecto.2.1.2. Obras de explanación.2.1.3. Obras de arte.2.1.4. Afirmado de la calzada.

2.5. Área de influencia del proyecto.2.6. Localización del proyecto.2.7. Características físicas, topográficas, climáticas, ecológicas, hidrológicas, etc.

2.1.5. Topografía.2.1.6. Clima.2.1.7. Geomorfología de los suelos.

2.8. Población.2.9. Infraestructura social.

2.1.8. La salud.2.1.9. Educación.

2.10. Actividades económicas.2.11. Costo aproximado del proyecto.2.12. Gestión económica para la construcción del proyecto.

CAPITULO III:

3. ESTUDIO DEL TRÁFICO3.1. Estudio del tráfico.

2.1.10. Estaciones de conteo.2.1.11. Estación de origen y destino.2.1.12. Volumen de tráfico.

3.2. Clases de tráfico.2.1.13. Conteo de tráfico: Origen y destino.2.1.14. Tráfico desviado;2.1.15. Tráfico generado;2.1.16. Tráfico inducido;2.1.17. Tráfico por desarrollo;2.1.18. Cálculo del TPDA.2.1.19. Cálculo del tráfico futuro.

CAPITULO IV:

4. DISEÑO GEOMÉTRICO4.1. Estudio preliminar.

2.1.20. Términos de referencia.

2.1.21. Referencias.2.1.22. Polígono preliminar.

2.1.22.1. Generalidades;2.1.22.2. Medidas de distancias.

2.1.23. Nivelación geométrica.2.1.23.1. Nivelación del eje.2.1.23.2. Precisión de errores aceptables.

2.1.24. Secciones transversales.2.1.24.1. Ancho de faja topográfica.2.1.24.2. Definición del eje de la vía.

2.1.24.2.1. Espaldones.2.1.24.2.2. Taludes.

2.1.25. Procesamiento de datos.2.1.25.1. Diseño geométrico.2.1.25.2. Aplicación de cualquier programa de diseño de carreteras.

4.2. Estudio definitivo.2.1.26. Diseño geométrico.

2.1.26.1. Curvas circulares.2.1.26.2. Curvas espirales.

2.1.27. Alineamiento horizontal.2.1.27.1. Tangentes.2.1.27.2. Curva horizontal simple.2.1.27.3. Distancia de seguridad, rebasamiento y frenado.2.1.27.4. Intersecciones.

2.1.28. Peralte.2.1.28.1. Coeficiente de fricción lateral;2.1.28.2. Transición del peralte;2.1.28.3. Desarrollo del peralte;2.1.28.4. Longitud mínima;2.1.28.5. Sobre ancho.

2.1.29. Alineamiento vertical.2.1.29.1. Pendientes máximas y mínimas;2.1.29.2. Curvas verticales;2.1.29.3. Combinación de alineamientos;2.1.29.4. Normas de combinación entre curvas horizontales y verticales.

2.1.30. Distancia de visibilidad en curvas verticales.2.1.31. Longitud crítica de gradiente.2.1.32. Ubicación del eje definitivo.2.1.33. Referencias.

2.1.33.1. Tipos de referencia.

CAPITULO V:

5. DRENAJE DE CARRETERAS

5.1. Importancia de drenaje.5.2. Drenaje superficial y estudio hidrológico.5.3. Drenaje subterráneo.5.4. Obras de arte:

2.1.34. Áreas de drenaje;2.1.35. Periodo de retorno;2.1.36. Cálculo de caudal que recoge la cunetas;2.1.37. Diseño de cunetas laterales;2.1.38. Diseño de alcantarillas:

2.1.38.1. Método racional.2.1.38.2. Método empírico.

CAPITULO VI:6. ESTUDIOS DE SUELOS

6.1. Estudio de suelos de la sub-rasante.6.2. Ensayos de laboratorio: Toma de muestra – metodología.

2.1.39. Ensayos a materiales de sub-rasante:2.1.39.1. Contenido de humedad;2.1.39.2. Límites de consistencia (Límite plástico);2.1.39.3. Granulometría;2.1.39.4. Compactación;2.1.39.5. C.B.R.

2.1.40. Ensayos aplicados a los materiales de la cantera:2.1.40.1. Contenido de humedad;2.1.40.2. Granulometría;2.1.40.3. Compactación;2.1.40.4. Capacidad de soporte C.B.R;2.1.40.5. Desgaste de los materiales (Abrasión);

2.2. Contenido de humedad:2.2.1. Equipo a emplearse;2.2.2. Realización del ensayo;2.2.3. Cálculos;

2.3. Análisis granulométrico:2.3.1. Métodos para realizar un análisis granulométrico:

2.3.1.1. Método de la vía seca;2.3.1.2. Método de la vía húmeda;

2.3.2. Equipo a emplearse;2.3.3. Realización del ensayo;2.3.4. Cálculos;

2.4. Límite de consistencia (Límite de Atterberg):2.4.1. Límite líquido:

2.4.1.1. Equipo a emplearse;2.4.1.2. Realización del ensayo;2.4.1.3. Cálculos;

2.4.2. Límite plástico:2.4.2.1. Equipo a emplearse;2.4.2.2. Realización del ensayo;2.4.2.3. Cálculos;

2.4.3. Índice de plasticidad;2.5. Clasificación de identificación de los suelos mediante el sistema AASHTO;2.6. Clasificación SUCS;

2.6.1. Cuadro de resumen clasificaciones.2.7. Ensayo de compactación

2.7.1. Ensayo de compactación ESTANDAR modificado AASHTO T-180:2.7.1.1. Equipo utilizado;2.7.1.2. Preparación de la muestra;2.7.1.3. Realización del ensayo;2.7.1.4. Cálculos.

2.8. Ensayo de capacidad de soporte (CBR):2.9. CBR de diseño;2.10. Estudio de fuente de materiales:

2.10.1. Ensayo de materiales:2.10.1.1. Ensayo de desgaste por abrasión, método los Ángeles Norma

AASHTO T96-77:2.10.1.2. Resumen del resultado en el laboratorio;

2.10.2. Especificaciones técnicas del material;2.10.2.1. Material para Sub-base;2.10.2.2. Material para Base.

CAPITULO VII:

3. MOVIMIENTO DE TIERRAS3.1. Sección típica de la vía;3.2. Colocación de laterales;3.3. Cálculo de áreas y volúmenes;3.4. Diagrama de masa.

CAPITULO VIII:

4. DISEÑO DE PAVIMENTOS4.1. Método AASHTO;4.2. Introducción:

4.2.1. Concepto y clasificación de los pavimentos:4.2.1.1. Pavimento con doble riego asfaltico;4.2.1.2. Pavimento flexible;4.2.1.3. Pavimento rígido.

4.3. Factores que intervienen en el diseño del pavimento:4.3.1. Tráfico;

4.3.2. Clima.4.4. Determinación del número de cargas;4.5. Número estructural (SN);4.6. Drenaje.(Base):

4.6.1. Cálculo del coeficiente de drenaje m2 (Base):4.6.1.1. Parámetros a considerar en el tiempo de drenaje;4.6.1.2. Determinar las propiedades drenantes del pavimento (Base);4.6.1.3. Cálculo de las propiedades drenantes;4.6.1.4. Cálculo de la porosidad efectiva (Ne);4.6.1.5. Cálculo del coeficiente de permeabilidad (K);4.6.1.6. Cálculo de la pendiente de drenaje(m);4.6.1.7. Cálculo del tiempo de drenaje (t);4.6.1.8. Cálculo del grado de saturación (S);

4.7. Drenaje (Sub-Base):4.7.1. Cálculo del coeficiente de drenaje m3 (Sub-Base);

4.7.1.1. Parámetros a considerar en el tiempo de drenaje;4.7.1.2. Determinar las propiedades drenantes del pavimento (Sub-Base);4.7.1.3. Cálculos de las propiedades drenantes;4.7.1.4. Cálculo de la porosidad efectiva (Ne);4.7.1.5. Cálculo del coeficiente de permeabilidad (K);4.7.1.6. Cálculo de la pendiente de drenaje (m);4.7.1.7. Cálculo del tiempo de drenaje (t);4.7.1.8. Cálculo del grado de saturación (S);

4.8. CBR de diseño:4.8.1. Módulo resistente;4.8.2. Coeficientes estructurales;4.8.3. Datos para el cálculo de los espesores del pavimento;4.8.4. Esquema del paquete estructural del pavimento;4.8.5. Sección típica;

4.9. Diseño del pavimento flexible:4.9.1. Método Marshall;4.9.2. Confección de briquetas;4.9.3. Determinación del peso específico Bulk de las briquetas compactadas;4.9.4. Determinación de la estabilidad del flujo;4.9.5. Determinación del peso específico máximo de una mescla asfáltica

(RICE);4.9.6. Análisis de densidad de vacios;4.9.7. Interpretación de resultados;4.9.8. Factores de corrección para la estabilidad Marshall;4.9.9. Criterios de diseño sugeridos por el MOP para el desarrollo Marshall;4.9.10. Máximo porcentaje de vacios en los agregados minerales;

4.10. Diseño del pavimento con asfáltico:

CAPITULO IX:

5. PRESUPUESTO Y PROGRAMACIÓN DE OBRAS5.1. Costos de construcción y de mantenimiento:

5.1.1. Requisitos generales para estimación de costos;5.1.2. Costos de construcción:

5.1.2.1. Costos directos:5.1.2.1.1. Costos directos preliminares;5.1.2.1.2. Costos directos finales;

5.1.2.2. Costos indirectos:5.1.2.2.1. Costos indirectos de operación;5.1.2.2.2. Costos indirectos de obra;5.1.2.2.3. Desglose de costos indirectos;

5.2. Costos de conservación y mantenimiento de caminos:5.2.1. Vida útil del proyecto;5.2.2. Costos del proyecto;5.2.3. Gastos de rehabilitación y conservación.

5.3. Análisis de costos:5.3.1. Determinación de los rubros;5.3.2. Determinación de las cantidades de obras;5.3.3. Análisis de precios unitarios:

5.3.3.1. Lista de equipo a utilizarse;5.3.3.2. Costo hora de maquinaria;5.3.3.3. Cálculo del rendimiento de las maquinarias;

5.3.4. Presupuesto general;5.3.5. Fórmula polinómica;

5.4. Programación de obras:5.4.1. Tabla de duración y precedencia;5.4.2. Diagrama de barras (programa Project);5.4.3. Determinación de la flecha de inicio y determinación de los rubros;5.4.4. Diagrama de barras con fecha de inicio y terminación de los rubros;5.4.5. Cronograma de avance físico;5.4.6. Cronograma valorado de trabajo;5.4.7. Cronograma de utilización de mano de obra;5.4.8. Cronograma de utilización de equipos y maquinarias;5.4.9. Cronograma de utilización de materiales.

CAPITULO X:

6. ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL- Resumen ejecutivo:- Tabla de contenidos;

6.1. Introducción:6.2. Objetivo general;6.3. Objetivos específicos;

6.4. Caracterización del medio físico:6.4.1. Geomorfología;6.4.2. Hidrología;6.4.3. Clima;6.4.4. Precipitación;6.4.5. Nubosidad;6.4.6. Heliofania;6.4.7. Vientos;

6.5. Características del medio Biótico:6.5.1. Flora;6.5.2. Fauna;

6.6. Aspectos socioeconómicos;6.6.1. Población;6.6.2. Servicios básicos;

6.7. Características de los impactos significativos del proyecto:6.7.1. Medición de los impactos ambientales significativos (Matriz modificada

de Leopold).6.7.2. Interpretación de los resultados de la matriz;

6.8. Medidas Ambientales para la etapa de construcción de la vía;6.9. Plan de manejo ambiental

FOTOS: