Plan de Tesis Universidad Continental Ok
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PLAN DE TESIS
PRESENTADO POR:
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Infraestructura vial
JULIACA – PERÚ
2023
CAPITULO I: PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO
El distrito de Sandia no es ajeno a ello, por ser una época de crecimiento poblacional
por la inmigración de personas en busca de espacios para la construcción de viviendas,
cabe mencionar que el distrito de Sandia es la capital de la provincia de Sandia, por lo
que los pobladores del entorno pretenden trasladarse a este sector para mejorar las
oportunidades y la calidad de vida. Generando de esta manera diversas modificaciones
y ampliaciones tanto urbanas como viales a causa del crecimiento poblacional que se
viene dando.
El diseño de pavimento rígido dentro del distrito de Sandia como tesis y propuesta de
investigación aplica varios cálculos y análisis de factores de diseño, mencionando que
los agregados del sitio provienen de una sola cantera, que se utiliza para la mayoría de
construcciones, existe variabilidad en el tipo de suelo, debido a que es diversa por la
ubicación del área, cabe señalar que el sitio de estudio se encuentra en ceja de selva.
Esto nos obliga a diseñar un pavimento rígido para optimizar una ubicación específica,
en este caso la zona en cuestión, Jr. Independencia.
Problema general
¿Cuál es la influencia que existe con la incorporación de los agregados de la cantera rio
Inambari en el diseño de pavimento rígido en el Jr. independencia, Sandia - Puno 2021?
Problemas específicos
• ¿Cuáles son los estudios preliminares para el diseño de Pavimento Rígido
incorporando Agregados de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia
- Puno 2021?
• ¿Cuál es el diseño de mezclas para Pavimento Rígido incorporando Agregados
de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia - Puno 2021?
• ¿Cuáles son las características del suelo para el diseño de Pavimento Rígido
incorporando Agregados de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia
- Puno 2021?
• ¿Cuál es el costo y presupuesto de ejecución de Pavimento Rígido incorporando
Agregados de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia - Puno 2021?
1.2 Objetivos
Objetivo general
Determinar la influencia que existe en la incorporación de los agregados de la cantera
Rio Inambari en el diseño de pavimento rígido en Jr. Independencia- Sandia - Puno,
2021.
Objetivos específicos
• Realizar estudios preliminares para el diseño de Pavimento Rígido incorporando
Agregados de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia - Puno 2021.
• Elaborar el diseño de mezclas para pavimento Rígido incorporando Agregados
de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia - Puno 2021.
• Determinar las características del suelo para el diseño de pavimento Rígido
incorporando Agregados de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia
- Puno 2021.
• Determinar el costo y presupuesto de ejecución para pavimento Rígido
incorporando Agregados de la cantera Rio Inambari - Jr. Independencia, Sandia
- Puno 2021.
1.2 Justificación
Este proyecto reporta el procedimiento requerido para diseñar un pavimento rígido para
una vía de tránsito moderadamente fluida, utilizando el método AASHTO 93, tomando
como referencia el material y comportamiento de la cantera “Rio Inambari” de acuerdo
con los requisitos de diseño. De esta manera es como se muestra la realización del
diseño de un pavimento rígido con agregados de la cantería “Rio Inambari” por medio
del método AASHTO 93 en el distrito de Sandia – Puno y así poderla utilizar o ejecutar
en lugares que puedan cumplir con las características similares a la del lugar en
ejecución.
Justificación metodológica
Considerando que, debido a la confiabilidad del método AASHTO-93 en la ejecución de
la mayoría de proyectos que se realizaron en esta zona, es la más preciso en el cálculo
de un diseño de pavimentación rígida. Siempre con el recuerdo que el método nos da
los resultados por medio de ábacos que exigen datos del lugar donde se vaya hacer la
pavimentación; CBR, ESAL, Resistencia al concreto, tipo de tráfico modulo elástico del
concreto y otros descritos en este trabajo. Son los datos exigidos por el método, los
cuales necesariamente deben ser calculados por aforos o sacados en laboratorios de
mecánica de suelos que se esté utilizando.
Justificación técnica
Este proyecto se justifica técnicamente porque es posible diseñar un pavimento rígido
utilizando agregados de la cantera “Rio Inambari” para poder solucionar problemas de
transitabilidad del Jr. Independencia del distrito de Sandia - Puno, utilizando pruebas de
laboratorio y método AASHTO 93 dirigido a diseño de pavimentos rígidos.
Justificación social
La justificación social del presente proyecto de tesis es una de las más importantes, ya
que el fin del proyecto de tesis es poder proponer un diseño de pavimentación rígida
con agregados de la cantera “Rio Inambari” para mejorar la calidad de vida de los
habitantes del Jr. Independencia del distrito de Sandia. Dando mejor cavidad a la
comodidad de los pobladores que están establecidos en esta parte del distrito. De esta
forma se evita, acumulación de aguas pluviales, generación de polvo, socavamiento de
cimientos en viviendas, seguridad vial y lo que implica una construcción de
pavimentación en beneficio de la población.
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes del problema
Antecedentes internacionales
(Ospina Camacho, 2018) Menciona en su trabajo de investigación: “Diseño estructural
de pavimento rígido de las vías urbanas en el municipio del espinal – departamento del
Tolima” Además, tiene como objetivo principal encontrar el espesor del pavimento en
algunas vías del barrio de Santa Margarita María del municipio de Espinal, el tipo de
investigación fue aplicada y experimental, descriptiva. El resultado fue una capa de
subsuelo granular clase B e= 22,50 cm, losa de hormigón hidráulico MR=4 Mpa e=25,00
cm, y con base en los ensayos de suelo y el estudio de tráfico, se decidió por un suelo
adecuado en el pavimento, también se demostró que el diseño mediante el método PCA
se puede realizar cuando se conoce el tipo de vehículo que circula por la vía y las
características del área de ejecución del proyecto.
(Mora Can & Argueles Saenz, 2015) En la tesis en mención: “Diseño y construcción de
pavimento rígido para la urbanización caballero y Góngora, municipio de honda –
Tolima” revela que el objetivo principal fue obtener una estructura de pavimento rígido
en la urbanización Caballero y Góngora del municipio de Honda - Tolima, que soportara
las cargas provocadas por el tránsito rodado. El tipo de investigación fue experimental,
descriptivo. Con base en los resultados del estudio, el espesor de la losa = 7.5" y el
espesor de la base de concreto es de 8", por lo que se concluye que el método PCA 84
es uno de los métodos que brinda un análisis preciso para determinar el espesor de la
losa, también el PCA- método guía el diseño de pavimentos delgados para tráfico ligero,
que es muy diferente de las juntas transversales creadas por transferencia de carga.
(Azañero Carmona, 2018) Menciona el su trabajo de tesis con título: “Diseño del
Pavimentó Rígido con Agregados de Cantera Chilete para Mejorar la Transitabilidad
Vehicular y Peatonal en Localidad Jancos-Cajamarca”, Su objetivo principal fue diseñar
un pavimento rígido utilizando agregados de una cantera chilena para mejorar el tránsito
tanto vehicular como peatonal en la ciudad de Jancos, San Pablo - Cajamarca utilizando
la metodología AASHTO 93. La metodología de investigación es no experimental,
descriptiva. El análisis de los resultados nos da un pavimento rígido, una losa de
concreto con una resistencia de 210 kg/cm2, e = 0,18 cm, base granular = 0,30 cm,
espesores de base granular = 0,20 cm. Luego de culminado el diseño de pavimento
rígido y veredas se mejoró el tránsito vehicular y peatonal del sitio final permitiendo un
mejor drenaje de aguas pluviales, menor erosión y condiciones ambientales favorables
para los pobladores de la zona. generación de polvo y pérdida de suelo. Como requisito
de las normas peruanas a las que deben ajustarse los materiales de préstamo, se
realizan sin dificultad.
(Falcon Baldeon & Santos Nieto, 2016) Menciona en su tesis denominada: “Diseño de
un pavimento rígido permeable, con agregados de la cantera Chullqui, para el drenaje
urbano en estacionamientos en la ciudad de Huánuco”. El objetivo general fue diseñar
un pavimento a partir de agregados de la cantera Chullqui en la ciudad de Huánuco, se
aplicó una metodología de investigación, un enfoque mixto, un proyecto piloto. Del
diseño de pavimento se obtuvieron los siguientes resultados, e=2.5 cm para la mezcla
bituminosa porosa, e=15.0 cm para el concreto poroso, e=10 cm para el sustrato
granular. Se concluyó que la estructura más adecuada para pavimentos rígidos fue con
relación agua-cemento = 0,28, porcentaje de vacíos = 15 con un tiempo de curado de
28 días, esfuerzo cortante corregido = 82,73 kg/cm2 con esfuerzo de flexión = 27,09 kg/
cm2
2.1.1. Pavimento
(Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2014, p. 21) Menciona que el pavimento
es una estructura multicapa construida sobre la sub rasante del camino que soporta y
distribuye esfuerzos generados por los vehículos y mejora la seguridad y comodidad
para el tránsito. Por lo general consta de las siguientes capas: base, subbase y capa de
rodadura.
• Pavimentos Flexibles
• Pavimentos Semirrígidos
• Pavimentos Rígidos.
2.1.3. Agregados
(Benites Espinoza, s. f., pp. 33-35) Se definen los agregados como los elementos inertes
del concreto (hormigón), que son aglomerados por la pasta de cemento para formar una
estructura resistente. Ocupan alrededor de las 3/4 partes del volumen total, es por ello,
que la calidad de estos tiene una importancia primordial en el producto final.
Los agregados son un conjunto de partículas de origen natural o artificial; que pueden
ser tratados o elaborados y cuyas dimensiones estas comprendidas entre los límites
fijados por la Norma técnica peruana 400.011.
El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites establecidos en la NTP
400.037.
Las partículas deberán ser químicamente estables y deberán estar libres de escamas,
tierra, polvo, lima, humos, incrustaciones superficiales, materia orgánica, sales u otras
sustancias dañinas.
2.1.4. Cemento
El cemento como material cumple con una serie de requisitos nacionales e
internacionales que lo convierten en un material estándar según al tipo de cemento que
se considere adecuado para la construcción a realizar. Si en este caso, una
pavimentación rígida, se considera un cemento portland de tipo IP para la elaboración
del mismo.
2.1.5. Agua
(Benites Espinoza, s. f., p. 41) La calidad del agua es importante, ya que las impurezas
que contenga pueden inferir en el endurecimiento del cemento, afectar negativamente
la resistencia del concreto (hormigón) u ocasionar el manchado de su superficie, así
como llevar a la corrosión del refuerzo. Por estas razones, debe evaluarse su
conveniencia para fines de mezclado y curado.
2.1.7. Cantera
(Real Academia Española, 2019) menciona como un “Sitio de donde se saca piedra,
greda u otra sustancia análoga para obras varias”
El proyecto incluye la cantera “Rio Inambari”, la cual deberá cumplir con los requisitos
mínimos exigidos por el método AASHTO 93 y requisitos de diseño de pavimento rígido
nacional.
Cabe señalar que la mencionada cantera es una de las ubicadas en la zona, lo cual es
de vital importancia para poder cumplir con los requisitos mínimos para la construcción
del pavimento proyectado a través del diseño del pavimento rígido.
a) Diseño de Cimentaciones
b) Diseño de Pavimentos
c) Estabilidad de Taludes
d) Diseño de instalaciones sanitarias de agua y alcantarillado
e) Cualquier combinación de los cuatro anteriores.
• Granulometría
• Contenido de humedad
• Limite liquido
• Limite plástico
• Índice de plasticidad
• Clasificación SUCS Y AASHTO
• CBR
Donde:
Para el cálculo del espesor también se puede usar directamente la fórmula AASHTO 93
con una hoja de ´calculo, con el uso de nomogramas o con el uso de programas de
cómputo. Sin embargo, en el manual de carreteras presenta un catálogo de secciones
de estructuras de pavimento rígido, que fueron obtenidas en función a los criterios de
diseño donde se relaciona el tipo de suelo y el tráfico que esta expresado en ejes
equivalentes.
Periodo de diseño:
el periodo mínimo para pavimento rígido es de 20 años, este diseño puede ser ajustado
de acuerdo a las condiciones específicas del proyecto.
Tipos
• Juntas transversales: son las que están en sentido perpendicular a las longitudinales
4.50 m. En zonas de mayor altura a 3000 msnm es recomendable que la losa sea
cuadrada, losas cortas conservando el espesor definido según AASHTO.
3.1 Hipótesis
3.2 Variables
Serviciabilidad:
Es la capacidad del mismo para servir al tipo y cantidad de tránsito para el cual ha sido
diseñado. Su rango de valores va de 0 a 5, siendo 0 en pésimas condiciones y 5 en
perfecto estado, en la mayoría de casos no se da. AASHTO utiliza como valor a 1.5 para
el índice de serviciabilidad final del pavimento. El valor de ∆PSI dependerá de la eficacia
de las construcciones Los valores se encuentran en el cuadro 14.4 del manual de
carreteras.
Tabla 01: Índice de Serviciabilidad Inicial (Pi) Índice de Serviciabilidad Final o Terminal
(Pt), Diferencial de Serviciabilidad Según rango de Tráfico
Fuente: Manual de Carreteras, sección suelos y pavimentos
El rango sugerido que hace AASHTO comprende entre 0. 30 < So. < 0.40, el manual
indica o sugiere un So = 0.35.
Sin embargo, el manual de carreteras usa una alternativa que proporciona AASHTO de
utilizar correlaciones directas que permiten conseguir el coeficiente de reacción K en
función de la clasificación de suelos y el CBR:
Los materiales son adecuados para la capa subrasante si cumplen un CBR ≥ 6%. En
caso no sea así, se efectuará un mejoramiento de bases tratando de optar por una
técnica conveniente y económica. En caso que la sub base o base tengan mayor calidad
a la subrasante, permite aumentar el coeficiente de reacción de diseño, para esto se
aplica la siguiente ecuación:
Tabla 03: CBR mínimos recomendados para la sub base granular de pavimento rígido
según intensidad de Tráfico expresado en EE
teniendo como conocimiento que el pavimento rígido trabajan a flexión, por esta razón
se toma en cuenta este parámetro en la ecuación AASHTO 93. El módulo de rotura (MR)
esta normalizado por ASTM C – 78. A los 28 días, las vigas (briquetas) deberán ser
ensayadas realizando la rotura respectiva.
Para pavimentos los valores varían según el cuadro 14.7 del manual de carreteras.
Drenaje (Cd):
el drenaje es tratado considerando el efecto del agua sobre las propiedades de las capas
del pavimento y sus consecuencias sobre la capacidad estructural de éste; es
considerado como un parámetro más por AASHTO. El coeficiente varía entre 0.70 y
1.25, un drenaje bueno beneficia a la estructura del pavimento, reduciendo el espesor
de concreto a calcular
Como también se va realizará el diseño de mezclas para obtener los datos de los
materiales que se va utilizar como por ejemplo el cemento previamente certificado los
agregados finos y agregados gruesos que se le realizaran los ensayos de granulometría,
contenido de humedad, absorción, límites de consistencia, ensayo de Proctor, valor
relativo de soporte (C.B.R) entre otros debido a que es fundamental para la elaboración
de diseño de mezcla; el agua será potable.
La utilización de esta fórmula se debe a que es una muestra finita y por ser
variable cualitativa.
Dónde:
n: tamaño de la muestra.
q: 1 - p
establecido a priori)
Baena Paz, G. (2017). Metodolgía de la Investigación (3ra ed.). Grupo Editorial Patria.
Mora Can, A. D., & Argueles Saenz. (2015). DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO PARA
IBAGUÉ 2018.