Azañero CSJ PDF
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AUTOR:
SANTOS JOEL AZAÑERO CARMONA
ASESOR:
ING. BENJAMIN TORRES TAFUR
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN:
Diseño de infraestructura vial
Chiclayo – Perú
2018
1
ii2
DEDICATORIA
iii3
AGRADECIMIENTO
A Dios, por guiarnos por la senda del estudio y de esta manera concluir mi meta
universitaria y así apoyar en el progreso de nuestra patria.
A los ingenieros Manuel Hugo Puicon Carreño y José Benjamín Torres Tafur, mis
asesores, quienes dedicaron parte de su tiempo para impartirnos conocimientos,
que servirían para el desarrollo de esta tesis y para nuestras vidas a nivel
profesional.
4iv
v 5
PRESENTACION
Distinguidos Jurados:
En obediencia y acorde con las reglas señaladas en el Estatuto de Grados y Títulos
y Reglamento de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Cesar Vallejo,
presento ante ustedes la tesis titulada: “Diseño del pavimento rígido con agregados
de cantera Chilete para mejorar la transitabilidad vehicular y peatonal en localidad
Jancos – Cajamarca”, para lograr el grado de Ingeniero Civil, en la línea de
investigación de infraestructura vial; con la plena convicción de obtener una justa
evaluación y dictamen.
Atentamente;
El Autor.
vi 6
INDICE
PRESENTACION ............................................................................................................................ vi
INDICE ............................................................................................................................................. vii
RESUMEN ........................................................................................................................................ ix
ABSTRACT .......................................................................................................................................x
I. INTRODUCCION: .................................................................................................................. 11
1.1 REALIDAD PROBLEMÁTICA: .................................................................................... 13
1.2 TRABAJOS PREVIOS (ANTECEDENTES): ............................................................. 14
1.3 TEORIAS RELACIONADAS AL TEMA (MARCO TEORICO): ............................... 18
1.4 TÉRMINOS CONCEPTUALES: .................................................................................. 23
1.4.1 ESTUDIOS PRELIMINARES:.............................................................................. 23
1.4.2 ESTUDIO HIDROLOGICO: ................................................................................. 33
1.4.3 CARACTERISTICAS DE DISEÑO PARA LA VIA: ........................................... 37
1.4.4 CARACTERISTICAS DE DISEÑO PARA LA CUNETA: ................................. 56
1.4.5 MÉTODO RACIONAL: .......................................................................................... 58
1.4.6 SEGURIDAD: ......................................................................................................... 58
1.4.7 OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO: .................................................................. 59
1.5 FORMULACION DEL PROBLEMA: ........................................................................... 60
1.6 JUSTIFICACION DEL ESTUDIO: ............................................................................... 60
1.7 OBJETIVO: ..................................................................................................................... 61
1.7.1 GENERAL:.............................................................................................................. 61
1.7.2 ESPECIFICOS: ...................................................................................................... 61
1.8 HIPOTESIS: ................................................................................................................... 61
II. METODO ................................................................................................................................ 62
2.1. DISEÑO DE INVESTIGACION: .................................................................................. 62
2.2. VARIABLES: .................................................................................................................. 62
2.2.1. Variable Independiente (causa): ............................................................................. 62
2.2.2. Variable Dependiente (efecto):................................................................................ 62
2.3. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES: .............................................................. 63
2.4. POBLACION Y MUESTRA: ......................................................................................... 64
vii 7
2.5. TECNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCION DE DATOS: ..................... 64
2.5.1. TÉCNICAS:................................................................................................................. 64
2.5.2. INSTRUMENTOS: ..................................................................................................... 64
2.5.3. VALIDEZ Y CONFIABILIDAD: ................................................................................. 65
2.6. METODOS DE ANALISIS DE DATOS: ..................................................................... 65
2.6.1. PROCESAMIENTO Y TRATAMIENTO ESTADÍSTICO:..................................... 66
2.6.1.1. Procesamiento del cuestionario:. ........................................................................ 66
2.6.1.2. Prueba de confianza con Alpha de Cronbach’s: ............................................. 67
2.6.1.3. Estadística descriptiva – frecuencias: ................................................................ 67
2.6.2. PRUEBA DE HIPÓTESIS: ....................................................................................... 74
2.7. ASPECTOS ETICOS: ................................................................................................... 76
III. RESULTADOS:.................................................................................................................. 77
IV. DISCUSION: ...................................................................................................................... 83
V. CONCLUSIONES: ................................................................................................................. 84
VI. RECOMENDACIONES: ................................................................................................... 85
VII. REFERENCIAS: ................................................................................................................ 86
ANEXOS ......................................................................................................................................... 88
ACTA DE APROBACION DE ORIGINALIDAD DE TESIS………………………………………..……….173
8
viii
RESUMEN
9ix
ABSTRACT
The design of rigid pavements applies as a content of thesis and inquiry, due to the
numerous results apprehended in the construction of paved streets for similar or
different types of soil. This allows us to optimize resources according to the
characteristics of a specific area.
The present work of investigation denominated: "Design of the rigid pavement with
aggregates of quarry Chilete to improve the vehicular and pedestrian pasitability of
Locality Jancos, Cajamarca", consists in defining the thickness of the rigid pavement
according to criteria and parameters of the AASHTO 93 methodology, using
aggregates of Chilete quarry for concrete and rock with an average diameter of four
inches and materials for the base and sub base, Chilete quarry is used as it is
closest to the project site and have aggregates that meet Peruvian technical
standards , in the same way the own material is used for having suitable
characteristics according to the results obtained from the study of soil mechanics.
From the development of the investigation and the analysis of results it is concluded
that the design of the rigid pavement and sidewalks will improve vehicular and
pedestrian traffic in the study area, since it allows a better management of rainwater,
less erosion and better environmental conditions. with respect to the generation of
dust and soil loss. The loan and own materials projected to be used in the project,
comply with Peruvian standards.
10x
I. INTRODUCCION
El diseño del asfalto rígido consta en dimensionar las potencias de la base y sub
base en función a los tipos de materia prima que se proyecta usar, también diseñar
las proporciones de agregados fino y grueso, cemento y agua para obtener el
concreto con la resistencia indicada en los planos y especificaciones, para nuestro
caso de estudio doscientos diez kilogramos por centímetro cuadrado. Una de las
partes igual de importantes, es el diseño del sistema de drenaje superficial, para lo
cual se recopila información hidrológica de la estación meteorológica más próxima
a la zona de estudio que se encuentra registrada en el Servicio Nacional de
Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI). El propósito de los trabajos de
diseño es que el futuro pavimentó conserve su índice de servicio para el periodo de
diseño estimado.
Dicho proyecto tiene como objetivo diseñar el pavimentó rígido con agregados de
la cantera Chilete para optimizar la transitabilidad Vehicular y peatonal de la
localidad Jancos, Cajamarca, según los resultados que se obtengan de los
diferentes estudios previos.
11
cuatros estaciones para la toma y registro de datos, los mismos que serán
procesados en el trabajo de gabinete con la ayuda de softwares como MS
Excel y Autocad, para determinar áreas y curvas de nivel para el respectivo
diseño.
Estudio de Tráfico. Se realizó el conteo y clasificación de los vehículos en
una sola estación, porque la localidad consta de un solo acceso, este se hizo
durante siete días consecutivos, priorizando los días jueves y domingo por
el mayor desplazamiento de vehículos, el cual nos permitió determinar el
ESAL el cual nos permitirá determinar el espesor de la losa.
12
1.1 REALIDAD PROBLEMÁTICA:
Problemática: En la actualidad las calles del Centro Poblado Jancos no tienen una
superficie determinada a fin de garantizar la comodidad del tránsito peatonal y
vehicular, teniendo actualmente una rasante de un terreno perfilado en malas
condiciones y de forma irregular.
13
vehículos, inhabilitación del tránsito en la zona donde se ejecutará el proyecto,
ruidos y demás trabajos.
Hablar de pavimento, de vías urbanas, va más allá de una simple comodidad que
ofrece el mundo moderno; una calle pavimentada genera más estética a las
ciudades, mayor fluidez vehicular, mayor valor a las posesiones, menos
enfermedades ocasionadas por el polvo y sobre todo mayor seguridad a los
habitantes.
Internacional:
(BOTIA RODRIGUEZ, 2017) El presente trabajo: “Diseño Del Pavimento Rígido De
La Extensión Troncal Américas Desde Puente Aranda Hasta La Nqs (Avenida
Norte-Quito-Sur)” propone determinar el diseño optimo del corredor de transporte
público, ya que las losas de transmilenio de concreto rígido, presentan fallas
superficiales, funcionales y estructurales, debido a la detención de lluvias. Para lo
cual realizará la recolección y análisis de la información existente, tipo de diseño,
espesor de diseño según el transito previsto y el tipo de suelo. Además, se debe
realizar un sistema de subdrenaje para las aguas subterráneas.
Refiere también que los ensayos de mecánica de suelos son de gran importancia
porque permitirá diseñar un pavimento que cumpla con las especificaciones
14
técnicas proyectadas a 20 años, estableciendo una técnica para conservar la
duración de diseño y servicio del pavimento.
Nacional:
(ARONI VILLANUEVA, 2017) con su trabajo de tesis: “Diseño De Un Pavimento
Rígido, Para Las Vías De Servicio Vehicular En El Terminal Portuario De Matarani”
realiza el diseño de un Pavimento Rígido con la Metodología AASHTO 93, en las
inmediaciones del Terminal Portuario de Matarani, el tramo comprende la Zona de
ingreso Puerta N°3 a la Puerta N°1, con una longitud de tramo de 2061 metros.
Adopta diseñar este tipo de pavimentó por ser la mejor alternativa por la gran
demanda de vehículos pesados.
15
Asimismo, el método AASHTO 93, introduce el concepto de Serviciabilidad,
Espesor, Esal, Transferencia de Carga, módulo de rotura del Concreto, reacción
de la Subrasante, coeficiente de drenaje y factor de confiabilidad.
Local:
(ISPILCO INFANTE, y otros, 2017) Esta investigación tiene como finalidad
determinar la influencia de los agregados de las canteras Mashcón y Chonta para
la obtención de módulos de elasticidad y rotura en el diseño de asfaltos rígidos.
16
Los investigadores realizaron estudios de mecánica de suelos para determinar las
propiedades fisicoquímicas en los agregados de cada cantera, y. con estos
resultados establecer la dosificación de la mezcla aplicando el método ACI 211.
La rotura del concreto se adquirió en base a flexión de 48 probetas prismáticas de
15x15 cm y una luz de 45cm obteniendo 42.80 kg/cm 2 y 42.71 kg/cm2 para una
resistencia de 265 kg/cm2; asimismo 45.88 kg/cm2, 45.53 kg/cm2 para una
resistencia de 304 kg/cm2 de las canteras de los ríos Chonta y Mashcon
respectivamente.
17
un inventario de las instalaciones existentes (agua potable, alcantarillado
electricidad, etc).
Asimismo, el levantamiento topográfico, estudio de tráfico, estudio de mecánica de
suelos; para determinar el diseño estructura del pavimento rígido utilizando el
método simplificado de la PCA.
Antes del EMS, se debe conocer datos preliminares a la realización de los trabajos
y planos, como ubicación, topografía del terreno, contar un plano topográfico donde
se mostrarán los límites, trabajos existentes, drenajes y todo trabajo que entorpezca
el desarrollo y avance del Proyecto.
18
Los métodos de exploración de campo deben tener una memoria descriptiva,
ensayos de laboratorio realizados para el EMS, estudio de tránsito, requisitos de
los materiales y pruebas de control como especificaciones técnicas, anexos y
opcionalmente los estudios de costos unitario, metrados, presupuesto, cronograma
de realización de obra y la lista de equipos a utilizar.
19
Los sitios de exploración se situarán preferente en las intersecciones de calles,
siendo la profundidad mínima de 1,50m por encima de la altura de nivel final de la
calle.
Nos habla también de los ensayos de laboratorio que se debe aplicar a los EMS,
los requisitos que deben cumplir los materiales que se han de utilizar en la sub
rasante, sub base y rasante en la estructura del pavimento.
El RNE, en el titulo II, capitulo II.3. Obras de Saneamiento, con la norma OS.60.
Drenaje Pluvial Urbano: presenta definiciones relacionadas al drenaje pluvial,
siendo algunas de estas: alcantarilla, alcantarillado pluvial, canal, captación, carga
hidráulica, coeficiente de escorrentía, coeficiente de fricción, cuenca, cuneta, dren,
drenaje, drenaje urbano, entre otros.
20
Fuente: norma OS.60. Drenaje Pluvial Urbano
(AASHTO, 1993), la presente guía trata sobre la manera de diseño sugerido por la
AASHTO (Asociación Americana de Funcionario de Carreteras y Transporte
Estatal) el cual es fundado en los logros de los amplios ensayos de la vía AASHTO
realizados en Ottawa, Illinois, a fines de los años 50 y a inicios de los años 60. La
comisión del proyecto AASHTO difundió inicialmente un manual de diseño temporal
en 1961.
(MTC, 2014)
Las variables de diseño con la metodología AASHTO son:
- ESAL (W8.2).
- Desviación estándar.
- Error estándar combinado.
- Espesor del pavimento.
- Diferencia entre los índices de serviciabilidad.
- Índice de serviciabilidad final.
- Resistencia media del concreto.
- Coeficiente de drenaje.
- Coeficiente de transferencia.
- Módulo de reacción de la subrasante.
21
metodologías de diseño se basan en los tipos de los terrenos de cimentación y en
el cotejo del comportamiento de asfaltos semejantes que habían tenido buena
duración. El transito influye en el diseño, pero solo se basa en el conteo de
vehículos, y la carga máxima por eje. Se cuenta con más de 18 técnicas de diseño,
entre los más distinguidos tenemos: “Índice de Grupo” y “CBR”. Así como la
descripción de las características más importantes de los trayectos de ensayo de
las carreteras de Marylan (USA), WASHO (USA), LARR(ALEMANIA) Y
AASHO(USA), donde se estableció el comportamiento mediante de su
servicapacidad al momento de la construcción, y en diferentes instantes a lo largo
del progreso del ensayo.
En la segunda parte narra sobre las pautas de diseño de los años 62 y 72, siendo
la primera obtenida del experimento Vial AASHO 72 siendo una guía provisional,
conocida como Guía AASTHO-72; en 1986 se edita una nueva versión denominada
“Guías para el Diseño de Pavimentos”, suprimiendo el nombre de “provisionalidad”.
22
1.4 TÉRMINOS CONCEPTUALES:
1.4.1 ESTUDIOS PRELIMINARES:
1.4.1.1 Ubicación: El Centro Poblado Jancos se ubica a 20 km de la Provincia
de San Pablo, región Cajamarca, además cuenta con la siguiente
información:
Región Geográfica : Sierra
Altitud : 1,950.00 m.s.n.m.
Longitud : 78º49’16” Oeste
Latitud : 07º06’54” Sur
COORDENADS UTM:
UTM Este X : 740667.2521
UTM Norte Y : 9212962.523
Huso : 17
23
sobre un área determinada de la superficie terrestre. (Apuntes de
Topografía, Ing. William Abreu L.)
Etapas:
Tipos de levantamiento:
Levantamiento topográfico planimétrico: bloque de procedimientos
para conseguir los puntos y delimitar la proyección sobre el plano,
asimismo representa cualidades existentes y fabricadas del terreno en
estudio. Aprovecha los siguientes métodos:
24
a. Nivelación geométrica: este método de nivelación nos da valores
más exactos en la diferencia de elevaciones de puntos Bench Mark
(BM), a partir de vistas horizontales.
b. Nivelación trigonométrica: como su nombre los dice, este
procedimiento utiliza la trigonometría (medida de ángulos), para
precisar la diferencia de cotas.
Clases de Errores:
a. Errores Sistemáticos: son aquellos que modifican el trabajo del
levantamiento topográfico, estos en su mayoría son instrumentales,
asimismo pueden ser propios y naturales.
b. Errores Accidentales: son aquellos que se producen cuando el
observador repite el mismo procedimiento, pero en iguales contextos,
no consigue resultados similares. Este error puede decrecer
asumiendo un mayor esmero y firmeza en el trabajo encomendado.
(Ing. William R. Gámez Morales. Topografía General)
25
Se debe manejar definiciones como: TA (transito anual), TM (Transito
mensual), TS (transito semanal), TD (Transito diario), TH (transito
horario) e IMD (índice medio diario).
26
el flujo del agua hacia su interior, su exterior y dentro de la misma masa
del terreno y permitiendo así conocer que tan factible resulta hacer uso
del suelo en estudio en una construcción.
27
Wa: Peso del aire presente en la masa de suelo, (Se considera igual a
cero).
Ww: Peso de agua presente en la masa de suelo
Ws: Peso seco de los solidos
Wt: Peso total de la masa de suelo
28
(RNE, 2010) CE.010 Pavimentos Urbanos, Capitulo 3.
Tabla 3: técnicas de investigación de campo
29
Tabla 5: ensayos de laboratorio
30
Requisitos de los Materiales: Todos los materiales deberán cumplir los
requerimientos mínimos establecidos en las Normas Técnicas Peruanas
del INDECOPI, en las normas de Ensayo de Materiales del MTC o em
las Normas Internacionales Vigentes.
31
Los ensayos de laboratorio determinan las características físicas,
químicas y mecánicas de los materiales de las canteras.
En la Sub-base y Base Granulares: Se efectuarán los ensayos de control
y con las frecuencias indicadas.
32
Los valores de CBR cercanos a 0% representan a suelos de pobre
calidad, y los más cercanos a 100% a mejor calidad. (Sanchez Leal,
2012)
(RNE, 2006) OS.060 Drenaje Pluvial Urbano. Esta norma establece las
instrucciones ordinarias de diseño para la preparación de las obras de
drenaje, que comprende la recopilación de antecedentes, envío y salida a un
lugar recibidor de las aguas de lluvia. También, todo proyecto de drenaje
debe ejecutar, sin restricción los estudios de: Topografía, Hidrología.,
Suelos, Hidráulica, Impacto Ambiental y Evaluación económica de operación
y mantenimiento.
(CAMPOMANES, 2015)
Hidrología: ciencia que se consigna al estudio de las propiedades del agua
presente en el ambiente y corteza terrestre. Establece precipitaciones,
escorrentía, humedad del suelo, evapotranspiración, para determinar los
volúmenes de agua para el diseño de las obras de drenaje.
Hidráulica: rama de la mecánica que se encarga del estudio de las
cualidades de los líquidos y como conducir las aguas.
33
su red de estaciones meteorológicas distribuidas en todo el territorio
peruano.
34
(ORDOÑEZ GALVEZ, 2011) SENAMHI, Cartilla Técnica: Balance Hídrico
Superficial relaciona el concepto de Balance Hídrico, con el término Ciclo
Hidrológico en la división y deslizamiento del agua en sus diversas
etapas, bajo y sobre la superficie de la tierra. El ciclo del agua involucra
un cambio frecuente de grandes masas de agua de una fase física a otro
y su transportación de un lugar a otro. Mientras que a la capacidad de
agua que se traslada de un lugar a otro en un año se llama balance
hídrico global.
Ciclo Hidrológico: proceso por el que pasa el agua en sus tres estados,
al pasar de la tierra al espacio y viceversa (evaporación y precipitación.
35
1.4.2.5 CUENCA: es la superficie de la zona sobre la que ejercen las
precipitaciones de lluvia y en las que las aguas drenan hacia un punto de
salida.
(CAMPOMANES, 2015) Manual de Hidrología Aplicada. Define a la
cuenca como una superficie de captación natural de agua de
precipitación que desemboca a un único punto de salida.
Tipos de cuencas:
- Endorreicas: cuando las aguas de lluvia desembocan a lagos o
lagunas, pero no al mar.
- Exorreicas: cuando el agua de lluvias llega al mar u océanos.
36
1.4.2.6 Cuenca urbana: (AGREDO CARDONA, 2013) en su trabajo cuenca
urbana como unidad territorial, define a la cuenca urbana como el lugar
donde el hombre desarrolla sus actividades, aprovechando el agua para
su ciclo de vida.
37
inciden en el desempeño de los pavimentos, como son el tráfico, el clima
y los sistemas de gestión vial.
1. Diseño Estructural:
a. Calidad y valor portante del suelo de fundación y de la sub-rasante.
b. Características y volumen del tránsito durante el periodo de diseño.
c. Vida útil del pavimento.
d. Condiciones climáticas y de drenaje.
e. Características geométricas de la vía.
f. Tipo de pavimento a usarse.
38
Tabla 7: especificaciones técnicas pavimentos
Tipo de
Pavimento Flexible Rígido Adoquines
Elemento
95% de compactación:
Suelos granulares - Proctor Modificado
Suelos Cohesivos – Proctor Estándar
Sub – rasante
Espesor compactado:
≥ 250 mm – Vías locales y colectoras
≥ 300 mm – Vías arteriales y expresas
Sub - base CBR ≥ 40% CBR ≥ 30%
Base CBR ≥ 80% N.A. * CBR ≥ 80%
Cama de arena
Penetración de la fina, de espesor
Imprimación/capa de apoyo N.A.*
imprimación ≥ 5 mm comprendido
entre 25 y 40 mm
Espesor Vías locales ≥ 50 mm ≥ 50 mm
de la Vías colectoras ≥ 60 mm ≥ 150 mm ≥ 50 mm
capa de Vías arteriales ≥ 70 mm NR**
rodadura Vías expresas ≥ 80 mm ≥ 200 mm NR**
MR ≥ 34 Kg/cm2 f´c ≥ 380 Kg/cm2
Material Concreto asfaltico ***
(3.4 MPa) (38 MPa)
Notas: *N.A.: No aplicable; **N.R.: No Recomendable; *** El concreto asfáltico debe ser hecho
preferentemente con mezcla en caliente. Donde el proyecto considere mezclas en frio, estas
deben ser hechas con asfalto emulsificado.
3. Pavimentos Especiales:
Tipo de
Pasajes
Pavimento Aceras o veredas Ciclovías
Peatonales
Elemento
95% de compactación:
Suelos granulares - Proctor Modificado
Sub - rasante Suelos Cohesivos – Proctor Estándar
Espesor compactado:
≥ 150 mm
Base CBR ≥ 30% CBR ≥ 60%
Asfaltico CBR ≥ 30% mm
Concreto de
Espesor de la
cemento CBR ≥ 100% mm
capa de
Portland
rodadura
≥ 30 mm (Se deberán apoyar sobre una cama de arena
Adoquines
fina, de espesor comprendido entre 25 y 40 mm)
Asfaltico Concreto asfáltico*
Concreto de
Material cemento f´c ≥ 175 Kg/cm2 (17,5 MPa)
Portland
Adoquines f´c ≥ 320 Kg/cm2 (32 MPa) N.R. **
* El concreto asfáltico debe ser hecho preferentemente con mezcla en caliente. Donde el proyecto
considere mezcla en frio, estas deben ser hechas con asfalto emulsificado.
** N.R. No Recomendable.
39
1.4.3.3 METODOLOGIA DE DISEÑO AASHTO 93: (MTC, 2014) & (Fuentes,
2017) Este método está fundado en patrones que estuvieron
perfeccionados en función del rendimiento del asfalto, los pesos de los
vehículos y la resistencia de la subrasante.
Este método estima que un pavimento nuevo inicia a proveer prestación
a un nivel alto. Y ya con el pasar el tiempo y con el uso del tráfico el nivel
de prestación baja; el procedimiento asigna un nivel de servicio final que
debe predominar al concluir el tiempo de diseño.
Donde:
40
Las medidas que actúan son:
a. Periodo de diseño: mínimo será de 20 años, se podrá ajustar este
periodo de acuerdo con las circunstancias determinadas de la obra y
lo solicitado por la empresa.
b. Variables:
Tránsito (ESALs): está ligado con la cantidad de transito
asociada en ese periodo para el carril de diseño durante su vida
útil. El tráfico está combinado por vehículos de diverso peso y
cantidad de ejes que causan rigideces y transformaciones en el
asfalto, lo cual origina diferentes fallas en éste. Teniendo
presente:
Para el caso del tráfico y diseño del pavimento rígido define 03 clases:
- Carreteras de bajo volumen de tránsito, de 150,001 hasta 1 000,001
EE.
- Carreteras que tienen un tránsito de 1000,001 EE hasta 30 000 000
EE.
- Carreteras que tienen un tránsito mayor a 30 000 000 EE.
41
Cuadro 01: Índice de serviciabilidad.
INDICE DE
INDICE DE DIFERENCIA DE
TIPO DE EJES EQUIVALENTES SERVICIABILIDAD
TRAFICO SERVICIABILIDAD SERVICIABILIDAD
CAMINOS ACUMULADOS FINAL O
INICIAL (Pi) (∆PSI)
TERMINAL (Pt)
Caminos de TP1 150,001 300,000 4.10 2.00 2.10
Bajo TP2 300,001 500,000 4.10 2.00 2.10
Volumnen
TP3 500,001 750,000 4.10 2.00 2.10
de Transito
TP4 750,001 1,000,000 4.10 2.00 2.10
TP5 1,000,001 1,500,000 4.30 2.50 1.80
TP6 1,500,001 3,000,000 4.30 2.50 1.80
TP7 3,000,001 5,000,000 4.30 2.50 1.80
TP8 5,000,001 7,500,000 4.30 2.50 1.80
TP9 7,500,001 10,000,000 4.30 2.50 1.80
Resto de
Caminos TP10 10,000,001 12,500,000 4.30 2.50 1.80
TP11 12,500,001 15,000,000 4.30 2.50 1.80
TP12 15,000,001 20,000,000 4.30 3.00 1.50
TP13 20,000,001 25,000,000 4.50 3.00 1.50
TP14 25,000,001 30,000,000 4.50 3.00 1.50
TP15 > 30,000,000 4.50 3.00 1.50
42
tránsito previsto a lo largo del periodo de diseño, siguiendo
conceptos estadísticos que consideran una distribución normal de
las variables involucradas. La AASHTO recomienda So=0.35.
(MTC, 2014)
El suelo y el efecto de las capas de apoyo (Kc): es una medida
denominado módulo de reacción de la subrasante (K). Consiste en
mejorar en el nivel de soporte de la subrasante colocando capas
intermedias granulares o tratadas, consiguiendo disminuir el grosor de la
losa de hormigón. Esta corrección se coloca con el Kc combinado.
43
Figura 3: Relación CBR y Módulo de Reacción de la Subrasante
Correlación aproximada entre la clasificación de los suelos y los diferentes ensayos.
Manual Portland Cement Association: Subgrade and subbsases for concrete pavements – Skokie. PCA
1971
44
Cuadro 3: CBR límites permitidos para la sub base granular.
TRAFICO ENSAYO NORMA REQUERIMIENTO
Para tráfico ≤ 15x106 EE MTC E 132 CBR mínimo 40% (1)
Para tráfico > 15x106 EE MTC E 132 CBR mínimo 60% (1)
(1) Referido al 100% de la Máxima Densidad Seca y una Penetracion de carga de 0.1” (2.5 mm)
45
Cuadro 5: Factores de Drenaje de los Mantos Granulares Cd
% del tiempo en que el pavimento está expuesto a niveles de
Calidad de
humedad próximos a la saturación
Drenaje
< 1% 1 a 5% 5 a 25% > 25%
Excelente 1.25 – 1.20 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10
Bueno 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00
Regular 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90
Pobre 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80
Muy Pobre 1.00 – 0.90 0.90 - 0.80 0.80 – 0.70 0.70
46
La clasificación recomendada contempla cuatro clases primordiales: Vías
Expresas, Arteriales, Colectoras y Locales.
47
c. Alineamiento horizontal: se refiere al diseño geométrico en planta y
está formado por alineamientos rectos que permiten una transición
suave permanente de los carros, intentando mantener una velocidad
directriz constante en la mayor distancia de camino posible.
d. Alineamiento vertical: está referido al diseño geométrico en perfil y
está formado por una serie de rectas enlazadas por curvas verticales
se encargan de controlar la distancia de visibilidad.
e. Perfil longitudinal: se utiliza para simbolizar detalladamente el
alineamiento vertical del camino con relación a la superficie; y está
controlado principalmente por la topografía, distancias, velocidad,
seguridad y drenaje.
f. Tangentes verticales (Pendiente): está dada por el cociente entre
diferenciación de cotas y diferenciación plana indicada en porcentaje:
𝑑(𝑐𝑜𝑡𝑎)
𝑝(%) = ∗ 100
𝑑(𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑𝑖𝑛𝑎𝑙)
48
1.4.3.6 Características geométricas en secciones transversales:
Número de carriles: se define de acuerdo con el estudio del transporte
urbano y al ancho de la vía. Esta puede ser de uno en un sentido y cuatro
como máximo.
Ancho de carriles: depende primariamente del tipo de vía y la velocidad
de diseño asumida.
49
estabilidad entre los agentes participantes y así proveer seguridad al
tránsito del carro.
Tipos:
Juntas longitudinales de contracción: son las que separan los carriles
de circulación, regulan la fractura y separación cada vez que se obran en
paralelo dos o más carriles.
Junta longitudinal de construcción: se generan cuando los carriles se
construyen en diferentes etapas.
50
Juntas transversales de contracción: se edifican perpendicularmente
al eje medio del suelo y están separadas para regular la fractura y
separación, causados por los cambios climáticos (humedad y
temperatura).
Juntas transversales de construcción: son aquellas que necesitan el
uso de barras para el traspaso de peso.
Juntas transversales de dilatación: la finalidad de este tipo de juntas
es separar una estructura sobre el rastro del asfalto.
51
Figura 4: elementos principales de un pavimento de hormigón (adaptado
de acpa pavement construction)
52
Cuadro 9: Radios y distancias en varillas de junta
(OS.060, 2009)
1.4.3.9 DRENAJE: En todo suelo, el escurridero es un componente importante
en el comportamiento de la estructura del pavimento a lo largo de su vida
útil y por lo tanto en el diseño del mismo.
Un sistema de drenaje puede ser clasificado de acuerdo con las
siguientes categorías:
Sistemas de Drenaje Urbano
Sistemas de Drenaje de Terrenos Agrícolas
Sistemas de Drenaje de Carreteras y
Sistemas de Drenaje de Aeropuertos.
53
Drenaje urbano: El drenaje Urbano, tiene por objetivo el manejo racional
del agua de lluvia en las ciudades, para evitar daños en las edificaciones
y obras públicas (pistas, redes de agua. redes eléctricas, etc.), así como
la acumulación del agua que pueda constituir focos de contaminación y/o
transmisión de enfermedades.
Para la evacuación de las aguas pluviales en calzadas, veredas y las
provenientes de las viviendas se tendrá en cuenta las siguientes
consideraciones:
Del Caudal de diseño: Los caudales para sistemas de drenaje urbano
menor deberán ser calculados:
Por el Método Racional si el área de la cuenca es igual o menor a 13
Km2.
Por Modelos de Simulación (Método de Hidrograma Unitario), si el área
de cuencas > 13 Km2.
El tiempo de regreso habrá tomarse de 2 a 10 años.
La captación y salida de las lluvias que fluyen sobre las pistas y veredas
se realizarán a través de cunetas, las cuales serán llevadas con destino
a los sumideros de la localidad. Estas podrán asumir secciones
circulares, parabólicas, trapezoidales, rectangulares y triangulares según
el diseño.
54
inclemencias del clima o agentes químicos. Para el diseño de mezclas
debemos tener en cuenta:
55
Agregados:
Agregado Fino.
Agregado Grueso.
Agua: de preferencia debe ser potable.
Aditivos.
Elección del Método de Diseño a utilizar:
Método ACI.
Método de Pesos Unitarios Compactados.
Método Walker.
56
1.4.4.3 Perímetro mojado: es el contorno de la sección que está en contacto
con el agua. Este está en función al tipo de la cuneta.
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Radio_hidr%C3%A1ulico
57
1.4.5 MÉTODO RACIONAL: se aplica para áreas urbanas en cuencas menores a
13 km2
𝐶𝐼𝐴
𝑄=
360
Donde:
Q: volumen en m3/s
C: factor de escorrentía.
I: ímpetu del aguacero en mm/hora.
A: superficie de la cuenca en ha.
0.385
0.87𝐿3
𝑇𝑐 = ( )
𝐻
En que:
L: largo del curso primordial en km.
H: pendiente mitad del curso primordial en m.
1.4.6 SEGURIDAD:
Señales de tránsito: son signos y símbolos que sirven de guía para los
conductores de vehículos y los peatones en las vías y calles públicas. Estas
se clasifican en:
Señales verticales: como dispositivos instalados a nivel del camino o sobre
él, destinados a reglamentar el tránsito, advertir o informar a los usuarios
mediante palabras o símbolos determinados. Estas se clasifican en:
58
Señales reguladoras o de reglamentación: tienen como objetivo notificar
a los usuarios de la vía de las limitaciones, prohibiciones o restricciones que
gobiernan el uso de ella y cuya violación constituye un delito.
Señales de prevención: tienen por objetivo advertir al usuario de la vía de
la existencia de un peligro y la naturaleza de éste.
Señales de información: tienen por objetivo identificar las vías y guiar al
usuario proporcionándole la información que pueda necesitar.
Señales horizontales: La señalización horizontal implica corresponde a la
aplicación de marcas viales, conformadas por líneas, flechas, símbolos y
letras que se pintan sobre el pavimento, bordillos o sardineles y estructuras
de las vías de circulación y adyacentes a ellas. La señalización horizontal
requiere que tenga uniformidad respecto a las dimensiones, diseño,
símbolos, caracteres, colores, frecuencia de uso, circunstancias en que se
emplea y tipo de material usado; estas pueden ser de forma longitudinales,
Transversales y marcas especiales:
59
1.5 FORMULACION DEL PROBLEMA:
¿En qué medida el diseño del pavimento rígido con agregados de cantera
Chilete utilizando la metodología AASHTO 93, mejorara la transitabilidad
vehicular y peatonal en la Localidad Jancos?
60
1.7 OBJETIVO:
1.7.1 GENERAL:
Diseñar el pavimento rígido, empleando agregados de la Cantera Chilete para
mejorar la transitabilidad vehicular y peatonal de la localidad Jancos, San Pablo
– Cajamarca utilizando la metodología AASHTO 93.
1.7.2 ESPECIFICOS:
1.7.2.1 Desarrollar estudios de Topografía y Mecánica de Suelos de las calles
de la localidad Jancos y la Cantera Chilete, para establecer las
características de diseño de la vía.
1.7.2.2 Elaborar el diseño de mezcla con los agregados de la Cantera Chilete
teniendo en cuenta las características del agregado y del cemento
portland Tipo II.
1.7.2.3 Dimensionar las capas que forman la estructura del pavimento y los
elementos complementarios al pavimento como drenaje y demás obras
de arte, utilizando el método AASHTO 93 y las normas del MTC y.
1.8 HIPOTESIS:
Si se diseña el pavimento rígido con agregados de cantera Chilete, utilizando
la metodología AASHTO 93 y las normas de carreteras del MTC se garantizará
una mejor seguridad y transitabilidad vial y peatonal a la localidad Jancos, san
Pablo – Cajamarca.
61
II. METODO
2.1. DISEÑO DE INVESTIGACION:
No experimental: la variable independiente no se ha manipulado para
su análisis.
Descriptivo: se describe como las condiciones de las calles afecta la
transitabilidad vehicular y peatonal, así como a la salud de las personas
de dicha localidad.
Esquema: O → M ….. P
Dónde: O: observación
M: muestra
P: propuesta (diseño)
2.2. VARIABLES:
2.2.1. Variable Independiente (causa): Diseño del pavimentó rígido con
agregados de cantera Chilete.
2.2.2. Variable Dependiente (efecto): Mejorar la transitabilidad vehicular y
peatonal de la localidad Jancos, en las diferentes estaciones del año.
62
2.3. OPERACIONALIZACIÓN DE VARIABLES:
63
2.4. POBLACION Y MUESTRA:
2.4.1. Población: 120 familias de la localidad Jancos.
4∗𝑁∗𝑝∗𝑞
𝑛=
𝑒 2 (𝑁− 1) + 4 ∗ 𝑝 ∗ 𝑞
Adónde:
n: tamaño de la muestra.
N: población.
e: error (el error muestral es =±5%, pero en la formula toma el valor
de 25 por estar elevado al cuadrado)
p y q: probabilidad de éxito o fracaso (50% c/u)
Z =4; toma el valor de 4 porque el nivel de confianza es 95%
4 ∗ 120 ∗ 50 ∗ 50
𝑛=
25 ∗ (120 − 1) + 4 ∗ 50 ∗ 50
n=92
2.4.2. Muestra: 92 familias.
2.5.2. INSTRUMENTOS:
64
2.5.3. VALIDEZ Y CONFIABILIDAD:
𝑲 ∑ 𝑽𝒊
𝜶= |𝟏 − |
𝑲−𝟏 𝑽𝒕
Donde:
K : Numero preguntas.
∑ 𝑉𝑖 : Sumatorias variancias individuales.
𝑉𝑡 : Variancias de los valores totales observados.
65
2.6.1. PROCESAMIENTO Y TRATAMIENTO ESTADÍSTICO:
2.6.1.1. Procesamiento del cuestionario: Se muestra la prueba que se realizó a
92 encuestados con la finalidad de verificar la confiabilidad del
instrumento.
Tabla 16
48 2 2 2 3 1 2 1 2 1 2 18
Pregunta_10
Pregunta_1
Pregunta_2
Pregunta_3
Pregunta_4
Pregunta_5
Pregunta_6
Pregunta_7
Pregunta_8
Pregunta_9
49 1 2 3 2 1 1 1 2 1 1 15
TOTAL
50 1 2 3 1 3 2 1 1 1 1 16
ID 51 2 1 3 3 1 2 1 3 2 1 19
52 2 2 2 2 1 2 1 2 1 1 16
53 1 1 2 2 2 1 1 1 1 2 14
1 3 2 3 2 1 3 3 3 3 2 25 54 1 2 3 2 1 2 2 2 1 1 17
2 3 3 2 2 3 3 3 3 1 2 25 55 2 2 3 3 2 2 1 2 1 1 19
3 3 2 3 3 3 3 3 3 1 2 26 56 2 2 3 1 1 1 1 2 2 1 16
4 3 2 3 1 1 3 3 3 2 2 23 57 1 1 1 1 2 1 1 1 3 1 13
5 2 2 2 1 1 3 1 1 1 1 15 58 2 1 3 1 1 1 1 2 2 1 15
6 3 3 3 1 1 3 3 3 2 1 23 59 2 2 3 1 2 2 1 2 2 1 18
7 2 2 3 1 2 3 2 2 1 2 20 60 1 2 2 1 2 1 1 1 1 1 13
8 2 2 3 2 3 3 3 3 1 2 24 61 2 2 1 1 2 1 1 2 1 1 14
9 2 2 1 1 1 3 1 2 1 1 15 62 1 2 3 2 1 1 1 2 1 1 15
21 63 2 1 3 1 1 1 1 2 2 1 15
10 2 2 3 1 3 2 3 3 1 1
11 2 3 3 2 3 3 3 3 2 2 26 64 1 1 3 1 1 1 1 2 2 1 14
12 3 2 3 1 3 3 2 3 2 2 24 65 2 2 3 2 1 2 1 2 1 1 17
13 2 2 3 2 1 1 2 1 1 1 16 66 2 2 1 1 1 1 1 1 2 1 13
14 2 2 1 1 2 1 2 2 1 1 15 67 1 2 2 1 1 1 1 2 1 1 13
15 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 12 68 2 1 2 1 2 2 1 1 2 1 15
16 2 2 3 3 1 3 3 2 3 2 24 69 2 2 2 2 2 2 1 2 1 1 17
17 1 1 1 1 2 2 2 1 1 1 13 70 2 2 1 1 2 2 1 1 1 1 14
18 2 3 3 1 1 3 3 3 2 2 23 71 2 2 3 2 2 3 3 2 1 3 23
19 2 2 2 2 3 3 2 3 1 1 21 72 2 2 3 2 2 3 1 2 2 2 21
20 2 2 2 1 1 3 2 2 1 1 17 73 2 1 1 2 2 2 1 1 1 1 14
21 2 3 3 2 3 3 2 2 3 2 25 74 2 1 1 2 2 2 1 1 1 1 14
22 1 1 1 2 1 3 1 1 1 1 13 75 2 3 3 2 2 3 1 3 2 1 22
23 2 3 3 3 3 3 3 2 1 2 25 76 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2 12
24 2 1 1 1 1 3 1 1 1 2 14 77 3 3 1 2 1 2 1 1 1 1 16
25 2 2 3 1 3 3 2 2 1 2 21 78 3 1 1 2 1 2 1 2 1 1 15
26 2 2 2 1 1 3 1 2 1 2 17 79 1 2 2 2 1 2 1 1 2 1 15
27 2 2 3 1 3 3 2 3 1 1 21 80 1 1 1 3 2 2 1 1 1 1 14
28 2 3 3 1 3 3 2 3 1 2 23 81 3 2 1 2 2 2 1 1 1 1 16
29 2 2 3 1 1 3 1 1 1 1 16 82 3 2 2 3 2 3 1 3 1 1 21
30 2 2 3 1 1 1 1 1 1 2 15 83 1 2 1 3 2 3 1 2 1 1 17
31 2 1 1 2 2 1 1 1 1 1 13 84 2 2 3 2 2 2 1 2 2 1 19
24 85 3 2 1 2 1 3 2 2 1 1 18
32 2 2 3 2 1 3 3 3 2 3
33 2 2 3 3 1 3 2 3 1 1 21 86 1 2 1 2 1 1 1 1 1 1 12
34 2 2 3 1 3 3 2 3 3 3 25 87 2 1 3 3 1 3 1 2 1 1 18
35 2 2 1 3 3 3 1 3 3 2 23 88 2 1 1 2 2 2 1 1 2 1 15
36 2 2 1 1 1 1 1 1 1 2 13 89 1 3 1 3 1 3 1 2 1 1 17
37 2 2 3 2 1 3 1 3 1 3 21 90 2 1 1 2 1 3 1 1 1 1 14
38 2 2 3 3 1 3 2 3 1 1 21 91 3 2 3 3 2 3 3 2 3 1 25
39 2 2 3 2 2 3 1 3 1 1 20 92 1 1 1 2 2 2 1 1 2 1 14
40 2 3 3 2 2 2 2 3 2 3 24 Fuente: Encuesta realizada
41 2 2 3 1 2 3 1 3 3 3 23
42 2 2 3 2 2 2 2 3 1 3 22 pobladores de Jancos.
43 2 3 3 1 1 3 1 3 1 1 19
44 2 3 1 1 1 3 1 3 1 1 17
45 2 1 3 1 1 3 1 2 1 1 16
46 2 3 1 2 1 1 1 2 1 1 15
47 1 2 2 1 1 1 1 2 1 1 13
66
2.6.1.2. Prueba de confianza con Alpha de Cronbach’s: Grado que un
instrumento produce para obtener resultados consistentes y coherentes.
67
Interpretación: Según la apreciación de los habitantes de la Localidad de
Jancos un 61.96% opina que las calles tienen una pendiente moderada
frente a un 15.22% y 22.83% suave y fuerte respectivamente.
Tabla 3: ¿Qué tipos de vehículos son los que más transitan por las calles a
diario?
68
Interpretación: el 52.17% de vehículos que transitan por las calles de
Jancos son motos frente a un 16.30% y 31.52% de camiones, autos y
camionetas respectivamente.
Tabla 4: ¿La frecuencia con que llueve en Jancos en tiempo de invierno, es?
69
Interpretación: la mayoría de habitantes concuerda que la intensidad de
lluvia en Jancos es alta en 51.09%.
70
Interpretación: En forma alta de transeúntes cree que el diseño de las calles
en la localidad Jancos si mejorara la transitabilidad vehicular y peatonal en
un 65.22%.
71
Interpretación: el 39.13% de pobladores asegura que el estado de las
calles está en un estado regular frente a un 30.47% que expresa estar en
estado bueno y malo.
Tabla 9: ¿Cómo cree usted, la manera que el estado de las calles afecta a
su salud?
72
Interpretación: el 67.39% afirma que el estado de las calles afecta a su
salud en enfermedades respiratorias.
73
2.6.2. PRUEBA DE HIPÓTESIS:
2.6.2.1. Redacción de la hipótesis:
Hipótesis:
.
Nivel de significancia: α=0.05
Valor de prueba: Kolmogorov= 0.400
Kolmogorov= 0.412
Comparación P-valor y α:
P-valor = .000 < α = 0.05
74
P-valor = .000 < α = 0.05
Decisión: rechazo Ho, porque 0.000 ≠ 0.05
Spearman = 0.450
[0 a 0.2] Muy baja o muy debil
<0.2 a 0.4] Baja o debil
<0.4 a 0.6] Moderada
<0.6 a 0.8] Alta o fuerte
<0.8 a 1] Muy alta o muy fuerte
75
2.7. ASPECTOS ETICOS:
76
III. RESULTADOS:
TIPO DE VEHICULO
CAMION
AUTOS Y COMBIS, Moto
DIA DE LA CAMIONETAS CUSTERS Lineal 2E 3E
SEMANA
TOTAL Veh/dia
Jueves 8 3 5 1 9 4 4 34 Veh/dia
Viernes 8 1 2 2 9 5 0 27 Veh/dia
Sábado 4 1 3 1 8 3 0 20 Veh/dia
Domingo 10 3 4 2 13 5 5 42 Veh/dia
Lunes 7 1 3 8 1 1 21 Veh/dia
Martes 6 2 2 1 8 2 1 22 Veh/dia
Miércoles 6 2 3 8 2 2 23 Veh/dia
PROMEDIO
TOTAL 7 2 3 1 9 3 1.9 27 Veh/dia
77
(𝟏 + 𝒓)𝒏 − 𝟏
𝑬𝑺𝑨𝑳 = (𝑬𝑭. 𝑰𝑴𝑫𝑨) ∗ 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝑭𝑪 ∗ 𝑭𝑫 ∗ ( )
𝒓
r% 3
n° 20 Fca= 26.8704
245572.076
ESAL= EE
2.46E+05
Fuente: elaboración propia
78
Cálculos variables probabilísticas
271.02 mm
76.11 mm
59.34 mm
236.77 mm
Jr. Puno
Cuneta 1D 34.4 2.3 7% 353.044 0.035 0.60 44.88 0.003 3.00
Cuneta 1I 34.4 2.3 7% 338.627 0.034 0.60 44.88 0.003 3.00
Cuneta 2D 53.4 3.9 7% 800.995 0.080 0.60 44.88 0.006 6.00
Cuneta 2I 53.4 3.9 7% 644.331 0.064 0.60 44.88 0.005 5.00
Jr. Lima
2409.44
Cuneta 1D 115.1 11.7 10% 9 0.241 0.60 44.88 0.018 18.00
Cuneta 1I 115.1 11.7 10% 820.193 0.082 0.60 44.88 0.006 6.00
Cuneta 2D 53.2 6.8 13% 854.943 0.085 0.60 44.88 0.006 6.00
Cuneta 2I 53.2 6.8 13% 807.301 0.081 0.60 44.88 0.006 6.00
Jr. Ica
Cuneta 1D 39.1 1.8 5% 647.765 0.065 0.60 44.88 0.005 5.00
Cuneta 1I 39.1 1.8 5% 467.076 0.047 0.60 44.88 0.003 3.00
Cuneta 2D 47.0 5.5 12% 442.954 0.044 0.60 44.88 0.003 3.00
Cuneta 2I 47.0 5.5 12% 442.954 0.044 0.60 44.88 0.003 3.00
79
Cuneta 3D 17.8 1.6 9% 585.416 0.059 0.60 44.88 0.004 4.00
Cuneta 3I 17.8 1.6 9% 532.508 0.053 0.60 44.88 0.004 4.00
Psje El Carmen
Cuneta 1D 23.84 1.8 8% 375.823 0.038 0.60 44.88 0.003 3.00
Cuneta 1I 23.80 1.8 8% 215.072 0.022 0.60 44.88 0.002 2.00
Cuneta 2D 43.89 0.6 1% 756.415 0.076 0.55 44.88 0.005 5.00
Cuneta 2I 43.89 0.6 1% 823.534 0.082 0.55 44.88 0.006 6.00
Jr. Amazonas
Cuneta 1D 39.44 0.4 1% 712.931 0.071 0.55 44.88 0.005 5.00
Cuneta 1I 39.44 0.4 1% 712.931 0.071 0.55 44.88 0.005 5.00
Cuneta 2D 35.48 0.2 1% 595.612 0.060 0.55 44.88 0.004 4.00
Cuneta 2I 35.48 0.2 1% 440.394 0.044 0.55 44.88 0.003 3.00
80
Tabla 18: Resultados de ensayos realizados por calicatas
3.5. Diseño del pavimento: se realizó con las recomendaciones del método
AASHTO-93, con el cual se determinaron los siguientes parámetros:
81
Tabla 19: Parámetros de diseño para el pavimento rígido
82
IV. DISCUSION:
La presente investigación está referida al diseño del pavimento rígido
para determinar su relación con la variable mejorar la transitabilidad
vehicular y peatonal de la localidad Jancos.
83
V. CONCLUSIONES:
a. Según el estudio topográfico se llegó a determinar que el centro
poblado Jancos tiene una topografía ondulada. Además el material
proveniente de la excavación de la zona de la calicata tres, es
apropiado, según los ensayos de laboratorio, para ser usado en las
actividades de relleno de base y subbase.
b. La cantera de agregados, elegida para la producción de concreto se
encuentra dentro de los usos granulométricos indicados en la norma
ASTM D 422 / C136, para agregados fino y grueso.
c. De acuerdo con los datos hidrológicos de la estación meteorológica
Llapa, se puede observar que existen tres temporadas definidas con
respecto a la precipitación, temporada alta de enero - abril donde se
llega a 298.58 milímetros en promedio, de mayo a setiembre
temporada seca en donde se acumula en promedio 65.68 milímetros
y una temporada de transición o mediana precipitación llegando a
159.03 milímetros en promedio de octubre a diciembre.
d. Para el proceso de cálculos o dimensionamiento de las capas se
utilizará el factor camión, considerando las actividades económicas
de mayor importancia en la zona que son la agricultura y ganadería y
la necesidad de llevar sus mercancías a las plazas más próximos.
e. La metodología utilizada para el diseño del pavimento rígido es la
AASHTO 93, donde se obtuvieron potencias de veinte centímetros
para la sub base, 30 centímetros para la base y 18 centímetros para
la carpeta rígida con f’c=210 Kg/cm2, utilizando cemento Portland tipo
II en paños máximos de 3m por 3m.
84
VI. RECOMENDACIONES:
85
VII. REFERENCIAS:
AASHTO, Comite. 1993. Guide for Design of Pavement Structures, American Association of State
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Universidad Politecnica de Cataluña, 2013.
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ASOCEM.
ARONI VILLANUEVA, JEAN FRANCO. 2017. DISEÑO DE UN PAVIMENTO RÌGIDO, PARA LAS VIAS DE
SERVICIO VEHICULAR EN EL TERMINAL PORTUARIO DE MATARANI. AREQUIPA : Universidad
Católica de Santa María , 2017. UCSM.
BOTIA RODRIGUEZ, Lina Maria. 2017. DISEÑO DEL PAVIMENTO RIGIDO DE LA EXTENSION
TRONCAL AMERICAS DESDE PUENTE ARANDA HASTA LA NQS. Bogota : Universidad Militar Nueva
Granada, 2017. UMNG.
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DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO, CASO AVENIDA ARAUJO COTES MUNICIPIO DE RIO
DE ORO. Ocaña : UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER, 2015. UFPS.
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MEJORAMIENTO DE LA TRANSITABILIDAD VEHICULAR Y PEATONAL DE LA LOCALIDAD DE LAJON
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Fuentes, Jonathan. 2017. Método aashto 93 para el diseño de pavimentos rigidos. Venezuela :
s.n., 2017.
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LA CIUDAD DE JULIACA, TRAMO I JR.MANTARO JR.FRANCISCO PIZARRO. Puno : UNA-PUNO, 2016.
ISPILCO INFANTE, Josué y López Alaya, Jesús Andrés. 2017. INFLUENCIA DE LOS AGREGADOS DE
LAS CANTERAS MASHCÓN Y CHONTA. Cajamarca : Universidad Privada del Norte, 2017. UPN.
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Altiplano (UNA), 2006.
86
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Mejoramiento de las Obras Viales Yauli - Oroya, 2016. Yauli - Oroya : Universidad Cesar Vallejo ,
2017. UCV.
MORA CANO, Andres Savid y ARGÜELLES SAENZ, Camilo Alberto. 2015. DISEÑO DE PAVIMENTO
RIGIDO PARA LA URBANIZACION CABALLERO Y GONGORA, MUNICIPIO DE HONDA - TOLIMA.
Bogota : Universidad Catolica de Colombia, 2015. UCC.
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TRANSITABILIDAD VEHICULAR TRAMO, CASERIO CASIQUE – CONACHE – PAMPAS DE SAN JUAN,
LAREDO – TRUJILLO – LA LIBERTAD. Trujillo : Universidad Cesar Vallejo , 2016. UCV.
87
ANEXOS
88
ANEXO 1
89
FICHA DE OBSERVACION
90
ENCUESTA
91
92
93
94
ANEXO 2
MATRIZ DE CONSISTENCIA
95
96
ANEXO 3
97
DATOS ESTACIÓN PLUVIOMÉTRICA
Estación: Llapa X= 741217
Coordenadas UTM Huso 17 (m)
Denominación: Llapa Y= 9227535
Año Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Máximo
1998 209.30 297.10 332.00 202.50 27.10 11.60 3.20 9.30 34.20 111.90 22.10 101.90 332.00 Marzo
1999 151.40 313.60 147.40 89.10 61.00 46.80 10.90 4.10 123.30 58.10 37.20 122.10 313.60 Febrero
2000 39.10 205.70 320.20 133.90 83.80 15.80 0.70 22.80 57.20 41.80 53.30 160.60 320.20 Marzo
2001 238.80 152.00 439.40 122.80 49.30 5.80 9.10 0.00 106.70 58.20 91.30 94.50 439.40 Marzo
2002 63.70 157.70 245.80 197.40 15.90 27.50 4.10 0.50 60.70 116.70 131.90 127.00 245.80 Marzo
2003 119.80 86.80 149.00 61.70 40.40 41.10 0.00 5.10 44.70 56.10 77.10 67.20 149.00 Marzo
2004 19.80 189.20 113.60 85.50 58.20 4.20 21.80 3.30 78.70 86.20 61.20 103.70 189.20 Febrero
2005 98.60 104.00 251.60 39.00 10.40 4.50 1.20 9.30 21.60 70.10 36.90 109.40 251.60 Marzo
2006 162.70 170.50 347.80 78.80 21.40 25.80 4.40 17.70 40.80 23.30 104.20 163.10 347.80 Marzo
2007 175.30 57.10 317.60 185.40 61.40 0.80 3.80 2.70 6.30 86.20 107.10 45.10 317.60 Marzo
2008 132.10 255.40 219.60 145.30 35.20 13.10 5.00 18.20 65.00 129.90 93.30 31.60 255.40 Febrero
2009 226.90 160.10 232.90 147.50 61.20 24.90 12.70 13.70 15.30 74.80 161.90 89.90 232.90 Marzo
2010 47.30 137.80 289.40 103.20 38.70 13.20 19.10 3.40 53.50 36.50 44.30 127.10 289.40 Marzo
2011 128.70 95.60 154.70 161.80 15.00 9.20 11.10 25.50 27.60 26.50 70.80 128.70 161.80 Abril
2012 222.30 230.90 146.80 162.20 50.90 13.90 0.20 12.50 24.80 115.00 79.70 56.10 230.90 Febrero
2013 97.90 191.00 306.70 107.80 111.00 11.00 6.60 16.80 7.90 152.10 17.20 70.30 306.70 Marzo
2014 70.90 105.20 166.50 89.90 62.30 4.70 5.30 1.80 68.30 83.00 72.10 82.30 166.50 Marzo
2015 156.00 98.50 322.90 120.80 61.00 2.70 7.10 0.80 18.20 142.50 135.80 46.00 322.90 Marzo
2016 111.80 194.40 155.50 117.80 10.10 19.60 6.00 1.40 22.20 31.60 12.00 112.90 194.40 Febrero
2017 134.10 190.60 353.30 142.70 60.30 13.00 0.20 19.70 27.80 98.60 64.60 108.70 353.30 Marzo
MAX 238.80 313.60 439.40 202.50 111.00 46.80 21.80 25.50 123.30 152.10 161.90 163.10 439.40
Fuente: SENAMHI
98
ANEXO 4
99
Talud superior (aguas
Longitud Ancho
Base arriba) Talud Inferior (aguas abajo)
Canal de Altura (m) Superior
(m) Angulo
Desviación (m) 1:Z Longitud 1:Z Angulo (grados) Longitud
(grados)
Área Canal
0.0547
Sección Transversal (m2)
Volumen
6.29
Canal de desviación (m3)
ESPCIFICACIONES TÉCNICAS:
CARACTERISTICA CANAL COMPROBACIÓN DE
REQUERIMIENTOS TÉCNICOS CONTROL
DISEÑADO CONDICIONANTES TÉCNICAS
Área Mínima (Q/V) Área Mínima
0.015 Área de diseño 0.055 ACEPTADO < Área de Diseño
Q (esc. crítica): V (vel. Max. Permitida) 0.015
Q (esc. crítica) Escorrentía Crítica Q caudal
0.0923 Q caudal estimado 0.1333 ACEPTADO <
Caudal mínimo del canal (Mínima) estimado
Máxima Velocidad permitida V: Velocidad Máxima Velocidad V: velocidad
6 2.438 ACEPTADO >
(según Tabla) estimada (Max) estimada
FUENTE: ELABORACION PROPIA.
100
ANEXO 5
EMS CALICATAS
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
ANEXO 6
EMS CANTERA
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
ANEXO 7
DISEÑO DE MEZCLAS.
(MÉTODO DEL COMITÉ DE LA ACI) (DM CONCRET-2014)
123
124
DISEÑO DE MEZCLA POR EL MÉTODO DEL COMITÉ DE LA ACI
125
RESULTADOS GENERALES:
RESISTENCIA PROMEDIO (kg/cm2): 294
ASENTAMIENTO: 3" - 4"
VOLUMEN UNITARIO DEL AGUA (lt/m3): 184
CONTENIDO DE AIRE (%): 3.5
RELACIÓN AGUA - CEMENTO: 0.4684
CONTENIDO DE AGREGADO GRUESO: 0.6
126
ANEXO 8
ESTUDIO DE TRÁFICO
Y
DISEÑO DEL PAVIMENTO RIGIDO
127
FORMATO RESUMEN SEMANAL
ESTUDIO DE TRAFICO
LUNES 9 3 7 1 4 1 2 2 2 31 Veh/dia
MARTES 8 2 8 2 3 1 2 1 2 29 Veh/dia
MIÉRCOLES 8 3 5 2 3 1 2 2 2 28 Veh/dia
JUEVES 14 4 8 3 6 2 4 4 2 47 Veh/dia
VIERNES 9 3 6 2 4 1 5 2 2 34 Veh/dia
SÁBADO 10 4 2 2 4 2 3 2 4 33 Veh/dia
DOMINGO 14 6 7 3 6 2 5 6 5 54 Veh/dia
Total Semanal 72 25 43 15 30 10 23 19 19
IMDS 10 4 6 2 4 1 3 3 3 36 Veh/dia
% 27.78% 11.11% 16.67% 5.56% 11.11% 2.78% 8.33% 8.33% 8.33% 100.00%
128
DETERMINACION DEL IMDa
DIAGR. VEH.
LUNES 9 3 7 1 4 1 2 2 2 31 Veh/dia
MARTES 8 2 8 2 3 1 2 1 2 29 Veh/dia
MIÉRCOLES 8 3 5 2 3 1 2 2 2 28 Veh/dia
JUEVES 14 4 8 3 6 2 4 4 2 47 Veh/dia
VIERNES 9 3 6 2 4 1 5 2 2 34 Veh/dia
SÁBADO 10 4 2 2 4 2 3 2 4 33 Veh/dia
DOMINGO 14 6 7 3 6 2 5 6 5 54 Veh/dia
IMDs 2018 10 4 6 2 4 1 3 3 3 36 Veh/Sem
FC 1.104 1.104 1.104 1.104 1.104 1.104 1.088 1.088 1.088
IMDa 2018 11 4 7 2 4 1 3 3 3 38 Veh/Año
% 28.95% 10.53% 18.42% 5.26% 10.53% 2.63% 7.89% 7.89% 7.89% 100.00%
129
DEMANDA ACTUAL:
VEHICULO AJUSTE
POR
IMDa
TIPO DE VEHICULO COD. GRÁFICO PESO
IMDa
MOTOS MC 11
AUTOMOVILES AP 4
7
VEHICULOS
LIGEROS
CAMIONETA
PICKUP
2
COMBI AC 4
MICRO 1
CAMION 2E C2 3 3
VEHICULOS
CAMION 3E C3 3 3
PESADOS
CAMION 4E C4 3 6
TOTAL 38 12
130
B- DEMANDA PROYECTADA
VEHICULO AÑOS
CAMION 2E C2 3 5
VEHICULOS
PESADOS CAMION 3E C3 3 3
C4 6 6
CAMION 4E
DIAGR. VEH.
IMDs2018 10 4 6 2 4 1 3 3 3 36 Veh/dia
FC 1.1039 1.1039 1.1039 1.1039 1.1039 1.1039 1.0880 1.0880 1.0880
IMDa 2018 11 4 7 2 4 1 3 3 3 38 Veh/dia
r 3%
n 20
IMDA 2038 19 7 12 4 7 2 5 5 5 66 Veh/dia
131
CALCULO EJES EQUIVALENTES
ESALs
EJE
CARGA DE
TIPO DE VEHICULOS IMDA 2018 EQUIVALENTE F. IMDA
VEH. EJE
(EE. 8.2 TN)
3 7 1.2728 3.8185
C2
3 11 3.3348 10.0045
3 7 1.2728 3.8185
C3
3 16 2.1335 6.4006
6 7 1.2728 7.6370
C4
6 23 3.0664 18.3984
Ʃ IMDA 50.077
(𝟏 + 𝒓)𝒏 − 𝟏
𝑬𝑺𝑨𝑳 = (𝑬𝑭. 𝑰𝑴𝑫𝑨) ∗ 𝟑𝟔𝟓 ∗ 𝑭𝑪 ∗ 𝑭𝑫 ∗ ( )
𝒓
245572.076
ESAL= EE
2.46E+05
132
PERIODO DE DISEÑO
PAVIMENTO RIGIDO
VARIABLES DEL DISEÑO
Manual de carreteras sesión suelos,
2.46E+05
a) ESAL W8.2: geología, geotecnia y pavimentos
b) Desviación Estándar (ZR): -0.842 Cuadro 14.5 Manual Carreteras
c) Error Estándar Combinado (So): 0.35
d) Espesor del Pavimento en mm (D): 159.6
Haciendo tanteos de espesor hasta que (Ec. I) Sea aproximadamente Igual a ( Ec. II):
5.3901790 … Ec. I
A= 5.979012204
B= -0.416247674
-0.171308563
C=
5.391455967 … Ec. II
133
ANEXO 9
134
ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL
2. GENERALIDADES:
2.1 Ubicación del Proyecto
Localidad : Jancos
Distrito : San Pablo.
Provincia : SAN Pablo
Departamento : CAJAMARCA
3. OBJETIVOS:
3.1 Objetivo General:
Efectuar la evaluación de los Impactos Ambientales que se calcula ocurrirá en la
construcción de las calles y veredas de la localidad Jancos, a fin de tomar las medidas
adecuadas dirigidas a evitar y/o mitigar los efectos adversos y fortalecer los impactos
positivos.
135
lo conforman.
Respecto a las normas ambientales, el Ministerio de Salud pretende introducir una política
de protección ambiental con el objeto de desarrollar una necesidad social y
económicamente viable mediante el manejo adecuado de la construcción, implementación
y/o rehabilitación del sistema. Se define esta política con la intención de cumplir con la
legislación nacional vigente y mantener programas de manejo y vigilancia ambiental. Las
normas de protección ambiental pueden ser clasificadas en:
136
Se tendrá en cuenta:
El código del medio ambiente
El código penal (delitos contra la ecología Art°. 304 y 314)
137
Uso de tierra 0 0 2
Arqueología 0 4 0
8. MITIGACIÓN DE IMPACTOS:
8.1 Durante la construcción del proyecto:
Riesgos de salud, seguridad del personal de obra y de los habitantes colindantes.
Capacitación en seguridad contra accidentes, ambiente y salud, señalamiento de
puntos críticos del proyecto
8.2 Ruidos fuertes:
Durante el uso de los equipos para la construcción (mezcladora, vibrador de
concreto, etc.), se usará tapones para el oído; para todo el personal de obra se
implementará vigilancia médica y se tratará de reducir el tiempo de permanencia
de los ruidos.
10. ANÁLISIS DE COSTOS Y BENEFICIOS AMBIENTALES: Se prevé que los efectos más
notables del proyecto serán en el ámbito de la localidad donde se desarrolla y que los
impactos serán definitivamente positivos.
Los beneficios ambientales estarán dados por el mayor incremento del valor de la
infraestructura del sistema de agua potable; se incentivará el incremento de la población
en residir en el lugar y por ende el desarrollo de la localidad de Jancos. Los efectos
negativos que se generan sobre la topografía, la flora y la fauna en el uso de la tierra serán
leves y/o nulos debido a que el proyecto busca mejorar la transitabilidad tanto peatonal
como vehicular.
138
identificar impactos ambientales y la vigilancia ambiental se vale de estos elementos
básicos para tomar medidas de control en momentos apropiados.
12.2. Recomendaciones:
Es importante continuar los trabajos de construcción del Sistema de Agua Potable.
Es necesario que exista un apoyo incondicional de parte de la población en general
para realizar la operación y mantenimiento.
El monitoreo y la vigilancia ambiental permitirá brindar reportes de riesgos de
desastres o puntos críticos, permitiendo evitar la ocurrencia de éstos, siendo así un
motivo más para capacitar a la población, a través de defensa civil, municipios, etc.
Las medidas de mitigación deben ser coordinadas directamente con Defensa Civil,
con las autoridades locales y otras instituciones que pudieran colaborar en esta labor.
139
ANEXO 10
PRESUPUESTO GENERAL
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
140
PRESUPUESTO GENERAL
141
142
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
ANEXO 11
PANEL FOTOGRAFICO
159
Realizando el levantamiento topográfico
Calicatas 2 y 3
160
Jr. Ica Jr. Puno
161
ANEXO 12
PLANOS
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175