Ramos Dante Estrada Eddie

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
PROPUESTA DEL PAVIMENTO DE ADOQUINES DE

CONCRETO EN LA PLAZA GRAU DE LA CIUDAD DE LAMPA,
COMO ALTERNATIVA DE PAVIMENTO DURABLE,
RESISTENTE Y ECONÓMICO
TESIS
PRESENTADA POR:
Bach. DANTE RAMOS GALINDO

Bach. EDDIE CESAR ESTRADA MALAGA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO CIVIL
PUNO – PERÚ
2022
DEDICATORIA
A mi madre Clotilde Galindo, por ser la

Motivación más importante de mi vida, por
ser la mejor consejera, nunca dejo de creer
en mí. Gracias madrecita hermosa.
A mi padre Martin Ramos, por ser el amigo

y apoyo más grande que todo hijo desea tener.
Dante Ramos Galindo.
Dedicatoria
A Dios, a mis queridos padres; Hilda
Malaga Estrada, Felicitas Estrada Huayta
y Juan Hancco Zurita;
A mis hermanas Lidia, Esther y Anyhela; a

mi sobrino Diego; a mis primos Michel y
Luis; a mi tío Miguel y especialmente a
Elena, Korianca y Valeria a todos ellos por
darme fortaleza en momentos difíciles y
regalarme alegría en los buenos tiempos.
Llenan mi vida por completo.
Eddie Cesar Estrada Malaga.

AGRADECIMIENTO
En primer lugar, agradecemos a Dios por darnos salud y

permitirnos concluir la presente tesis.
A la Universidad Nacional del Altiplano, a la Facultad de
Ingeniería civil y Arquitectura, y a cada uno de los docentes
de nuestra querida y prestigiosa Escuela profesional de
Ingeniería Civil.
A nuestro Asesor y Director de Tesis, M.Ing. Emilio Castillo
Aroni; por su paciencia, comprensión y apoyo en este
proceso de elaboración de tesis y ser un ejemplo en nuestra
formación personal y profesional.
A nuestros docentes y ahora jurados de tesis;
Ing. José Luis Cutipa Arapa; por su paciencia, tiempo y
valioso aporte.
Dr.Sc. Cesar Guerra Ramos por su aporte y enseñanza.
Ing. Gleny Zoila De La Riva Tapia por sus enseñanzas y por
ser guía en nuestra formación profesional.
A nuestros compañeros y amigos de la Escuela Profesional
de Ingeniería Civil.
Dante Ramos y Eddie Cesar Estrada

ÍNDICE GENERAL
DEDICATORIA
AGRADECIMIENTO
ÍNDICE GENERAL
ÍNDICE DE FIGURAS
ÍNDICE DE TABLAS
ACRÓNIMOS
RESUMEN ..................................................................................................................... 23
ABSTRACT.................................................................................................................... 25
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
1.1. Reseña histórica de la ciudad de Lampa .............................................................. 28
1.2. Planteamiento del problema................................................................................. 33
1.3. Formulación del problema ................................................................................... 33
1.3.1. Problema general .......................................................................................... 33
1.3.2. Problemas específicos .................................................................................. 34
1.4. Justificación del estudio ....................................................................................... 34
1.5. Hipótesis .............................................................................................................. 35
1.5.1. Hipótesis general .......................................................................................... 35
1.5.2. Hipótesis especifico ...................................................................................... 35
1.6. Objetivos de la investigación ............................................................................... 35
1.6.1. Objetivo general ........................................................................................... 35
1.6.2. Objetivos específicos .................................................................................... 35
1.7. Metodología de investigación .............................................................................. 36
1.7.1. Tipo de investigación ................................................................................... 36
1.7.2. Nivel de investigación .................................................................................. 36
1.7.3. Método de investigación............................................................................... 36

1.8. Ubicación Del Proyecto ....................................................................................... 36
1.8.1. Ubicación política del proyecto .................................................................... 37
1.8.2. Accesibilidad ................................................................................................ 37
1.8.3. Altitud ........................................................................................................... 39
1.8.4. Clima ............................................................................................................ 39
1.8.5. Población ...................................................................................................... 39
1.8.6. Límites .......................................................................................................... 39
1.8.7. Iglesia de Santiago Apóstol .......................................................................... 39
CAPÍTULO II
REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Antecedentes de la investigación ......................................................................... 42
2.1.1. Antecedentes Internacionales ....................................................................... 42
2.1.2. Antecedentes Nacionales .............................................................................. 42
2.1.3. Antecedentes a nivel local ............................................................................ 43
2.2. Marco teórico ....................................................................................................... 44
2.2.1. Pavimentos ................................................................................................... 44
2.2.2. Características que debe reunir un pavimento .............................................. 44
2.2.3. Clasificación de los pavimentos ................................................................... 45
2.2.4. Pavimentos de adoquines de concreto .......................................................... 45
2.2.4.2. Ventajas y desventajas de los pavimentos de adoquines ...................... 48
2.2.4.3. Tecnología de pavimentación con adoquines de concreto .................... 50
2.2.4.4. Aplicaciones y solicitaciones de los pavimentos de adoquines ............ 51
2.2.4.5. Clasificación de los adoquines .............................................................. 52
2.2.4.6. Normativas recomendadas para especificaciones técnicas y ensayos de
adoquines de concreto. .......................................................................... 54
2.2.4.7. Comportamiento estructural de los pavimentos de adoquines de concreto
............................................................................................................... 54
2.2.4.8. La trabazón mecánica ............................................................................ 57

2.2.4.9. Efecto conjunto de la forma y aparejo del adoquín............................... 58
2.2.4.10. Efecto del ancho de junta ...................................................................... 61
2.2.4.11. El comportamiento a la fatiga ............................................................... 61
2.2.4.12. Variables que describen el comportamiento de los pavimentos de
adoquines............................................................................................... 62
2.2.4.13. Especificaciones para la construcción de pavimentos de adoquines de
concreto. ................................................................................................ 70
2.2.4.14. Estado de tensiones en pavimentos de adoquines ................................. 80
2.2.5. Pavimentos flexibles ..................................................................................... 82
2.2.5.1. Funciones de las capas de un pavimento flexible ................................. 83
2.2.6. Pavimentos Rígidos ...................................................................................... 84
2.2.6.1. Funciones de las capas de un pavimento rígido. ................................... 85
2.2.7. Factores que considerar en el diseño de pavimentos .................................... 86
2.2.7.1. El tránsito .............................................................................................. 86
2.2.7.2. Solicitaciones de diseño ........................................................................ 86
2.2.7.3. Solicitaciones de tráfico vehicular ........................................................ 87
2.2.7.4. La sub rasante ........................................................................................ 88
2.2.7.5. El clima ................................................................................................. 88
2.2.7.6. Disponibilidad de materiales ................................................................. 89
CAPÍTULO III
MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Periodo de duración del estudio ........................................................................... 90
3.2. Procedencia del material y datos ......................................................................... 90
3.2.1. Estudio de tráfico .......................................................................................... 90
3.2.2. Estudio de suelos .......................................................................................... 90
3.2.3. Estudio hidrológico ...................................................................................... 90
3.2.4. Estudio topográfico ...................................................................................... 90
3.3. Población y muestra ............................................................................................. 91

3.4. Condición actual del pavimento existente en la plaza Grau ................................ 91
3.5. Ingeniería del proyecto ........................................................................................ 93
3.5.1. Estudio topográfico ...................................................................................... 93
3.5.1.1. Topografía ............................................................................................. 93
3.5.1.2. Tipos de levantamientos ........................................................................ 93
3.5.1.3. Curvas de nivel ...................................................................................... 93
3.5.1.4. Procedimiento en campo ....................................................................... 94
3.5.2. Estudios geotécnicos .................................................................................... 97
3.5.2.1. Introducción .......................................................................................... 97
3.5.2.2. Reconocimiento del terreno .................................................................. 98
3.5.2.3. Muestreo y exploración de suelos ......................................................... 99
3.5.2.4. Número de puntos de investigación ...................................................... 99
3.5.2.5. Sistema de clasificación de suelos AASHTO ..................................... 100
3.5.2.6. Características de los puntos de investigación .................................... 101
3.5.2.7. Ensayos de suelos en laboratorio ........................................................ 102
3.5.2.8. Resumen de los datos obtenidos en laboratorio .................................. 103
3.5.2.9. Determinación del CBR de diseño ...................................................... 106
3.5.3.1. Generalidades ...................................................................................... 107
3.5.3.2. Evaluación de Canteras ....................................................................... 107
3.5.3.3. Localización y estudios para la explotación de canteras ..................... 108
3.5.3.4. Cantera Pichincha................................................................................ 109
3.5.3.5. Cantera rio Lampa. .............................................................................. 109
3.5.3.6. Trabajo de campo ................................................................................ 110
3.5.3.7. Ensayos de laboratorio. ....................................................................... 112
3.5.3.7.1. Resultados de estudios geotécnico de las canteras .............................. 112
3.5.3.8. Mezcla de Suelos para la Base granular .............................................. 112
3.5.3.9. Arena para capa de soporte ................................................................. 116
3.5.3.10. Arena para sello................................................................................... 117

3.5.4.1. Generalidades ...................................................................................... 117
3.5.4.2. La cuenca hidrográfica ........................................................................ 118
3.5.4.3. La microcuenca ................................................................................... 118
3.5.4.4. El ciclo hidrológico ............................................................................. 118
3.5.4.5. Precipitación ........................................................................................ 119
3.5.4.6. Intensidad ............................................................................................ 120
3.5.4.7. Duración .............................................................................................. 120
3.5.4.8. Periodo de retorno ............................................................................... 120
3.5.4.9. Probabilidad ........................................................................................ 121
3.5.4.10. Análisis de frecuencias ........................................................................ 121
3.5.4.11. Cálculo del periodo de retorno ............................................................ 122
3.5.4.12. Probabilidad del periodo de retorno .................................................... 123
3.5.4.13. Cálculo de tiempo de concentración Tc .............................................. 123
3.5.4.14. Método para el cálculo de caudales .................................................... 124
3.5.4.15. Método Racional ................................................................................. 125
3.5.4.16. Dimensionamiento de la estructura de drenaje ................................... 132
3.5.5.1. Introducción ........................................................................................ 136
3.5.5.2. Definiciones generales ........................................................................ 136
3.5.5.3. Tránsito (demanda) ............................................................................. 138
3.5.5.4. Volumen de tránsito ............................................................................ 138
3.5.5.5. Determinación del IMDA ................................................................... 139
3.5.5.6. Análisis de tráfico. .............................................................................. 140
3.5.5.7. Aforo vehicular. .................................................................................. 140
3.5.5.7.1. Determinación del IMDA. .................................................................. 145
3.5.5.7.2. Determinación del periodo de diseño.................................................. 149
3.5.5.7.3. Tasa de crecimiento anual de tráfico. .................................................. 149
3.5.5.8. Factor camión ...................................................................................... 150
3.5.5.8.1. Factores De Equivalencia De Carga (FEC). ....................................... 150

3.5.5.8.2. Número de repeticiones de ejes equivalentes ..................................... 153
3.5.5.8.3. Carril de diseño. .................................................................................. 155
3.5.5.8.4. Factor direccional y Factor carril ........................................................ 156
3.5.5.8.5. Estimación del factor camión, FC. ...................................................... 157
3.5.5.8.6. ESALs de diseño ................................................................................. 161
3.5.5.8.7. Crecimiento del tránsito. ..................................................................... 161
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. Pavimento Flexible ............................................................................................ 163
4.2. Pavimento Rígido .............................................................................................. 175
4.3. Pavimento de adoquines de concreto ................................................................. 189
4.4. Determinación de la resistencia, Absorción y durabilidad del adoquín de
concreto. ............................................................................................................. 193
4.4.1.1. Ensayo de rotura de adoquines ............................................................ 193
4.4.1.2. Ensayo de absorción ............................................................................ 195
4.4.1.3. Prueba a compresión con porcentajes de sulfato de sodio .................. 197
4.4.1.4. Ensayo de durabilidad. ........................................................................ 197
4.5. Comparación Económica. .................................................................................. 199
4.5.2.1. Presupuesto pavimento Flexible. ........................................................ 200
4.5.3.1. Tiempo de ejecución Pavimento Flexible. .......................................... 206
4.5.3.2. Tiempo de ejecución Pavimento Rígido. ............................................ 207
4.5.3.3. Tiempo de ejecución Pavimento de Adoquines de Concreto.............. 208
4.6. Análisis de Rentabilidad .................................................................................... 208
4.6.4.1. Oferta sin proyecto. ............................................................................. 210
4.6.4.2. Oferta con proyecto. ............................................................................ 211
4.6.4.3. Balance oferta – demanda ................................................................... 212
4.6.4.4. Costo a precio de mercado. ................................................................. 212
4.6.4.5. Costo de inversión ............................................................................... 212

4.6.4.6. Costo De Operación Y Mantenimiento. .............................................. 212
4.6.4.7. Flujo de costos incrementales ............................................................. 213
4.6.4.8. Identificación de beneficios. ............................................................... 213
4.6.4.9. Costos sociales. ................................................................................... 213
4.6.4.10. Costos de operación y mantenimiento a precios sociales. .................. 214
4.6.5.1. Pavimento flexible. ............................................................................. 214
4.6.6.2. Costos de Inversión y Mantenimiento a Precios Sociales:.................. 218
4.6.6.3. Costos Incrementales: ......................................................................... 219
4.6.6.4. Evaluación Económica: ....................................................................... 219
4.6.6.6. Costo Mantenimiento en US$ - Km: ................................................... 221
4.6.6.7. A Precios Sociales: .............................................................................. 221
4.6.6.8. Costos de Inversión y Mantenimiento: ............................................... 221
4.6.6.9. Costos de inversión y mantenimiento a precios sociales: ................... 222
4.6.6.10. Costos Incrementales: ......................................................................... 222
4.6.6.11. Evaluación Económica: ....................................................................... 223
V. CONCLUSIONES.................................................................................................. 224
VI. RECOMENDACIONES ...................................................................................... 226
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 227
TEMA: Propuesta de pavimento de adoquines de concreto

ÁREA : Planificacion vial urbano
LÍNEA: Transporte y gestión vial
FECHA DE SUSTENTACIÓN: 01 de agosto del 2022
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Fotografía Antigua de la plaza Grau y sus costumbres .................................... 30
Figura 2 Construcción de la plaza Grau de la ciudad de Lampa .................................... 31
Figura 3 Pila a base de hierro forjado hecha en Francia ................................................. 31
Figura 4 Ley Declarando Monumento Nacional al Templo Santiago Apóstol .............. 32
Figura 5 Ubicación política del proyecto de tesis ........................................................... 37
Figura 6 Imagen Satelital Plaza Grau de la Ciudad de Lampa. ...................................... 38
Figura 7 Plaza Grau de la ciudad de Lampa. .................................................................. 38
Figura 8 Catedral Santiago Apóstol. ............................................................................... 41
Figura 9 Estructura de un pavimento articulado. ............................................................ 46
Figura 10 Adoquines para uso peatonal. ......................................................................... 46
Figura 11 Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular ligero. .............................. 47
Figura 12 Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular pesado, patios industriales y
contenedores. .................................................................................................. 47
Figura 13 Esquema del proceso tecnológico de pavimentación con adoquines de concreto.
........................................................................................................................ 51
Figura 14 Clasificación de los adoquines ....................................................................... 53
Figura 15 Dispositivo de Knapton para aplicación de carga sobre pavimentos de
adoquines ........................................................................................................ 55
Figura 16 Cuenco de presiones obtenidas por Knapton en su experimento. .................. 56
Figura 17 Porcentaje de reducción de tensiones bajo la placa de carga. ........................ 56
Figura 18 Trabazón vertical, rotacional y horizontal de un pavimento de adoquín. ..... 58
Figura 19 Efecto de la rotación de adoquines lisos y ondulados en aparejos lineales .... 59
Figura 20 Efecto de rotación de adoquines lisos y ondulados en aparejos espina de
pescado ........................................................................................................... 60
Figura 21 Progresión de las deformaciones permanentes en pavimentos de adoquines 62
Figura 22 Efecto del aparejo en las deformaciones de pavimentos ................................ 64
Figura 23 Efecto del aparejo en las deformaciones horizontales de pavimentos para
adoquines lisos de 60mm y ancho de junta 3mm ........................................... 65
Figura 24 Influencia del espesor de la cama de arena en las deformaciones verticales . 67
Figura 25 Nivelación de la cama de arena ...................................................................... 73
Figura 26 Uniformidad de la superficie de cama de arena ............................................. 74
Figura 27 Colocación de los adoquines .......................................................................... 74
Figura 28 Colocación de los adoquines .......................................................................... 75
Figura 29 Patrón en hiladas de adoquines rectangulares ................................................ 75
Figura 30 Patrón en hiladas de adoquines NO rectangulares ......................................... 76
Figura 31 Método “click and drop” (golpear y soltar).................................................... 76
Figura 32 Compactación inicial ...................................................................................... 78
Figura 33 Sellado de juntas ............................................................................................. 78
Figura 34 Compactación final......................................................................................... 79
Figura 35 Bulbo de presiones bajo el eje de aplicación de carga para un eje simple de
8.17Tn, un espesor de adoquín de 60mm y cama de arena de 40mm ............ 82
Figura 36 Estructura típica de un Pavimento Flexible .................................................... 82
Figura 37 Estructura típica de un Pavimento Rígido ...................................................... 85
Figura 38 Esquema general de cálculo de solicitaciones ................................................ 87
Figura 39 Situación actual del Pavimento Rígido en la Plaza Grau ............................... 92
Figura 40 Ubicación de los puntos de investigación .................................................... 102
Figura 41 Ubicación De Las Canteras .......................................................................... 109
Figura 42 Reconocimiento de la Cantera Pichincha ..................................................... 110
Figura 43 Extraccion del material, cantera Pichincha .................................................. 111

Figura 44 Extraccion del material, cantera Rio Lampa ................................................ 111
Figura 45 Método gráfico de mezcla de suelos ............................................................ 114
Figura 46 Ciclo hidrológico del Agua .......................................................................... 119
Figura 47 Ubicación del proyecto para el tiempo de Concentración ............................ 123
Figura 48 Áreas tributarias de influencia para el cálculo de caudales .......................... 131
Figura 49 Cuneta de sección transversal triangular ...................................................... 134
Figura 50 Aforo Vehicular ............................................................................................ 145
Figura 51 Dimensiones, pesos y medidas de vehículos Pesados .................................. 158
Figura 52 Determinación de a1 ..................................................................................... 171
Figura 53 Determinación de ɑ2 .................................................................................... 172
Figura 54 Determinación de ɑ3 .................................................................................... 173
Figura 55 Disposición final de espesores del pavimento flexible ................................ 175
Figura 56 Relación aproximada entre los valores de resistencia y clasificación del suelo
...................................................................................................................... 181
Figura 57 Cálculo del espesor total del pavimento – Método CBR ............................. 188
Figura 58 Disposición final de espesores del Pavimento Rígido.................................. 189
Figura 59 Catálogo de estructuras de pavimento de adoquines con base granular y periodo
de diseño 20 años ......................................................................................... 190
Figura 60 Disposición final de espesores del pavimento de adoquines de concreto .... 191
Figura 61 Disposición final de espesores del pavimento de adoquines de concreto .... 192
Figura 62 Ensayo de resistencia a la compresión ......................................................... 194
Figura 63 Ensayo de absorción ..................................................................................... 195
Figura 64 Ensayo a la compresión con % sulfato de sodio .......................................... 197
Figura 65 Ensayo de durabilidad .................................................................................. 198
Figura 66 Durabilidad a ciclo de hielo.......................................................................... 198

Figura 67 Durabilidad a ciclo de deshielo .................................................................... 199
Figura 68 Características de la vía con Pavimento Flexible ......................................... 200
Figura 69 Características de la vía con Pavimento Rígido ........................................... 202
Figura 70 Características de la vía con Pavimento de adoquines de concreto ............. 204
Figura 71 Programación de Obra Pavimento Flexible.................................................. 206
Figura 72 Programación de Obra Pavimento Rígido .................................................... 207
Figura 73 Programación de Obra Pavimento de Adoquines de Concreto .................... 208

ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Espesor nominal y resistencia a la compresión. ................................................ 48
Tabla 2 Aplicaciones de pavimentos de adoquines según nivel de solicitación y grupo de
aplicación. .................................................................................................... 52
Tabla 3 Ensayos en adoquines de concreto. ................................................................... 54
Tabla 4 Factores que determinan el desempeño de los pavimentos de adoquines de
concreto ........................................................................................................ 62
Tabla 5 Granulometría de la arena para soporte de adoquines ....................................... 70
Tabla 6 Granulometría de la arena para soporte de sello ................................................ 71
Tabla 7 Requerimiento de calidad para base y su base granular .................................... 72
Tabla 8 Puntos topográficos obtenidos ........................................................................... 95
Tabla 9 Número de puntos de investigación ................................................................... 99
Tabla 10 Clasificación de suelos AASHTO ................................................................. 101
Tabla 11 Datos de la calicata ........................................................................................ 102
Tabla 12 Datos Obtenidos En Laboratorio De Suelos .................................................. 103
Tabla 13 Perfil estratigráfico de la calicata C-1 ........................................................... 104
Tabla 14 Perfil estratigráfico de la calicata C-2 ........................................................... 105
Tabla 15 Categorías de sub rasante............................................................................... 107
Tabla 16 Coordenadas UTM, Ubicación de las canteras .............................................. 108
Tabla 17 112
Tabla 18 Requerimientos Granulométricos Para Base Granular .................................. 113
Tabla 19 Gradación de la mezcla de suelos .................................................................. 113
Tabla 20 115
Tabla 21 Obra: “Construcción y Mejoramiento Infraestructura vial de las vías de Lampa”
.................................................................................................................... 115
Tabla 22 Cama de arena................................................................................................ 116
Tabla 23 Análisis Granulométrico ................................................................................ 116
Tabla 24 Sello de arena ................................................................................................. 117
Tabla 25 Análisis Granulométrico ................................................................................ 117
Tabla 26 Años de precipitaciones extremas, estación Lampa ...................................... 122
Tabla 27 Coeficiente de escorrentía.............................................................................. 126
Tabla 28 Coeficiente de escorrentía para el proyecto ................................................... 126
Tabla 29 Ubicación de la estación pluviométrica ......................................................... 127
Tabla 30 Precipitación máxima en 24 horas - Estación Lampa .................................... 128
Tabla 31 Intensidad máxima horaria ............................................................................ 128
Tabla 32 Aplicación de la ley de Gumbel..................................................................... 130
Tabla 33 Áreas tributarias para el cálculo de caudales ................................................. 131
Tabla 34 Caudales obtenidos según áreas tributarias ................................................... 132
Tabla 35 Coeficiente de rugosidad de Manning para cunetas ...................................... 135
Tabla 36 Evaluación de caudales usando la ecuación de Manning .............................. 136
Tabla 37 Fichas de Aforo vehicular lunes .................................................................... 141
Tabla 38 Fichas de Aforo vehicular martes .................................................................. 141
Tabla 39 Fichas de Aforo vehicular miércoles ............................................................. 142
Tabla 40 Fichas de Aforo vehicular jueves .................................................................. 142
Tabla 41 Fichas de Aforo vehicular viernes ................................................................. 143
Tabla 42 Fichas de Aforo vehicular sábado.................................................................. 143
Tabla 43 Fichas de Aforo vehicular domingo .............................................................. 144
Tabla 44 Fichas de Aforo vehicular resumen ............................................................... 144
Tabla 45 Valores de nivel de confianza R, de acuerdo con el tipo de camino ............. 147
Tabla 46 Factores de desviación normal....................................................................... 148

Tabla 47 Cálculo de desviación estándar ...................................................................... 148
Tabla 48 Periodo de análisis ......................................................................................... 149
Tabla 49 Parque Automotor Nacional por departamentos............................................ 150
Tabla 50 Factores de Equivalencia de Carga ................................................................ 152
Tabla 51 Configuración de los ejes............................................................................... 153
Tabla 52 Relación de cargas por eje para determinar Ejes Equivalentes (EE) para
pavimentos rígidos, pavimentos Flexibles y Semirrígidos ........................ 154
Tabla 53 Relación de cargas por Eje para determinar equivalencias (EE) para Pavimentos
rígidos ........................................................................................................ 154
Tabla 54 Peso máximo por eje independiente o grupos ............................................... 155
Tabla 55 Carril de diseño según Instituto del Asfalto .................................................. 156
Tabla 56 Carril de diseño según AASHTO .................................................................. 156
Tabla 57 Factores de Distribución direccional y de Carril para determinar el tránsito en el
carril de diseño ........................................................................................... 157
Tabla 58 Factor camión para C2 y B2 (Pavimento Flexible) ....................................... 159
Tabla 59 Factor camión para C3 (Pavimento Flexible) ................................................ 159
Tabla 60 Factor camión para C2 y B2 (Pavimento Rígido) ......................................... 159
Tabla 61 Factor camión para C3 (Pavimento Rígido) .................................................. 160
Tabla 62 Resultados del Factor Camión para Pavimentos Flexibles ............................ 160
Tabla 63 Resultados del Factor Camión para Pavimentos Rígidos .............................. 160
Tabla 64 Cálculo de ESAL de diseño (Pavimento Flexible) ........................................ 162
Tabla 65 Cálculo de ESAL de diseño (Pavimento Rígido) .......................................... 162
Tabla 66 Periodo de diseño en función del tipo de carretera ........................................ 164
Tabla 67 Valores del nivel de confianza R, de acuerdo con el tipo de camino ............ 165
Tabla 68 Valores de Desviación estándar normal ........................................................ 165

Tabla 69 Índice de Serviciabilidad ............................................................................... 166
Tabla 70 Calidad de Drenaje ........................................................................................ 168
Tabla 71 Valores recomendados calidad de drenaje ..................................................... 169
Tabla 72 Espesores mínimos en pulgadas, en función de los Ejes Equivalentes ......... 173
Tabla 73 Valores del nivel de confianza R, de acuerdo con el tipo de camino ............ 177
Tabla 74 Valores del nivel de con fianza R, de acuerdo l tipo de camino .................... 177
Tabla 75 Índice de Serviciabilidad ............................................................................... 179
Tabla 76 Calidad del drenaje ........................................................................................ 184
Tabla 77 Calidad del drenaje ........................................................................................ 184
Tabla 78 Coeficientes de transferencia de carga .......................................................... 185
Tabla 79 Determinación de la mayor carga por llanta .................................................. 187
Tabla 80 Caracterización de los métodos de diseño ..................................................... 192
Tabla 81 Características de Resistencia y absorción según NTP ................................. 193
Tabla 82 Resultados de ensayo de resistencia a la compresión .................................... 194
Tabla 83 Resultado de ensayo de absorción M1-M2 .................................................... 196
Tabla 87 Resultados de ensayo a la compresión con % de sulfato de sodio ................ 197
Tabla 88 198
Tabla 89 Resultados durabilidad a ciclo de deshielo .................................................... 199
Tabla 90 Presupuesto Pavimento Flexible .................................................................... 201
Tabla 91 Presupuesto Pavimento Rígido ...................................................................... 203
Tabla 92 Presupuesto Pavimento de Adoquines de Concreto ...................................... 205
Tabla 93 Tráfico generado por tipo de proyecto ........................................................... 209

Tabla 94 Determinación del tránsito actual .................................................................. 210
Tabla 95 Caracterización De La Vía En Estudio Sin Proyecto .................................... 211
Tabla 96 Caracterización de la vía en estudio con proyecto ......................................... 211
Tabla 97 Costo de mantenimiento con proyecto y sin proyecto ................................... 213
Tabla 98 Factores de corrección ................................................................................... 214
Tabla 99 Costo pavimento flexible ............................................................................... 214
Tabla 100 Factores para costo de mantenimiento ......................................................... 214
Tabla 101 Factores Sociales ......................................................................................... 215
Tabla 102 Tabla de costo de inversión y mantenimiento pavimento flexible .............. 215
Tabla 103 Tabla de costo de inversión y mantenimiento a precios sociales pavimento
flexible ....................................................................................................... 216
Tabla 104 Costos Incrementales ................................................................................... 216
Tabla 105 Tabla evaluación económica pavimento flexible......................................... 217
Tabla 106 Costo pavimento rígido................................................................................ 217
Tabla 108 Factores sociales .......................................................................................... 218
Tabla 109 Tabla de costo de inversión y mantenimiento pavimento rígido ................. 218
Tabla 110 tabla de costo de inversión y mantenimiento a precios sociales pavimento
rígido .......................................................................................................... 219
Tabla 111 Costos Incrementales ................................................................................... 219
Tabla 112 Tabla evaluación económica pavimento Rígido .......................................... 220
Tabla 113 costo pavimento de adoquines de concreto ................................................. 220
Tabla 115 Factores sociales .......................................................................................... 221
Tabla 116 Costo de inversión y mantenimiento pavimento adoquines de concreto ..... 221
Tabla 117 Tabla de costo de inversión y mantenimiento a precios sociales pavimento de
adoquines de concreto ................................................................................ 222
Tabla 118 Costos incrementales ................................................................................... 222
Tabla 119 Tabla evaluación económica pavimento adoquines de concreto ................. 223
ACRÓNIMOS
AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials.

ASTM: American Society for Testing and Materials.
NTP: Norma Técnica Peruana.
INEI: Instituto Nacional de Estadística e Informática.
ICH: Instituto del Cemento y del Hormigón de Chile.
ICPI: Interlocking Concrete Pavement Institute.
CBR: California Bearing Ratio.
MTC: Ministerio de Transportes y Comunicaciones.
ICCG: Instituto del Cemento y del Concreto de Guatemala.
FEC: Factor de Equivalencia de Carga.
ESAL: Numero de ejes equivalentes.
DD: Factor de distribución Direccional.
DL: Factor de distribución por carril.
IMDA: Índice Medio Diario Anual.
IMDS: Índice Medio Diario Semanal.
RESUMEN
El presente proyecto de tesis, “Propuesta del pavimento de adoquines de concreto
en la plaza Grau de la ciudad de Lampa, como alternativa de pavimento durable, resistente
y económico”, tiene por finalidad generar una alternativa de pavimento que satisfaga
estructuralmente a las solicitaciones de tránsito, que a largo plazo sea más económico con
respecto a los pavimentos tradicionales y con la misma importancia generar un espacio
arquitectónico que permita una adecuada contrastación estética y paisajística del centro
histórico de la ciudad de Lampa. La propuesta del pavimento de adoquines de concreto
además de proporcionar resistencia, durabilidad y economía tiene por objeto repotenciar
el turismo en la ciudad Rosada de Lampa puesto que en el entorno de la plaza Grau se
ubica la catedral Santiago Apóstol que en 1941 fue declarado monumento nacional, en
tal sentido, se pretende generar un cambio socioeconómico de los pobladores de la ciudad
de Lampa. El proyecto de investigación tiene por objetivo determinar la influencia del
pavimento de adoquines de concreto en la plaza Grau de la ciudad de Lampa, teniendo
como metodología; el estudio de tráfico, estudio de suelos, diseño y análisis económico.
De esa manera se espera que el pavimento de adoquines de concreto influya de manera
positiva debido a sus cualidades frente al pavimento existente, consecuentemente permitir
una mayor afluencia turística a la ciudad rosada de Lampa.
El resultado de la estructura del pavimento a base de adoquines de concreto se detalla a
continuación.
23
La rentabilidad de las tres alternativas se detalla a continuación.
Pavimento con
Pavimento Pavimento
Metodología adoquines de
flexible rígido
concreto
C/E 6.98 soles/hab. 8.56 soles/hab. 8.29 soles/hab.
Palabras clave: Pavimento de Adoquines de concreto, Pavimento Rígido, Pavimento
flexible, durabilidad y resistencia del pavimento, pavimento económico.
24
ABSTRACT
This thesis project, “proposal for a concrete paving pavement in plaza Grau in the city of
Lampa, as a durable, resistant and economic pavement alternative, aims to generate a
pavement alternative that structurally satisfies traffic requests, that in the long term it is
more economical” with respect to traditional pavements and with the same importance to
generate an architectural space that allows an adequate aesthetic and landscape contrast
of the historic center of the city of Lampa. The proposal of the pavement of concrete
cobblestones, in addition to providing resistance, durability and economy, aims to boost
tourism in the city of pink of Lampa since the Santiago Apóstol cathedral is located in the
surroundings of Plaza Grau, which in 1941 was declared a monument. national, in this
sense, it is intended to generate a socioeconomic change of the inhabitants of the city of
Lampa. The objective of the research project is to determine the influence of the concrete
cobblestone pavement in the Grau square of the city of Lampa, having as methodology;
traffic study, soil study, design and economic analysis. In this way, it is expected that the
concrete cobblestone pavement will have a positive influence due to its qualities
compared to the existing pavement, consequently allowing a greater tourist influx to the
pink city of Lampa.
The result of the pavement structure based on concrete pavers is detailed below.
25
The profitability of the three alternatives is detailed below.
Flexible Rigid Pavement with

Methodology pavement pavement concrete pavers
6.98 8.56
C/E 8.29 soles/inhab.
soles/inhab. soles/inhab.
Keywords: Concrete Cobblestone Pavement, Rigid Pavement, Flexible Pavement,
durability and resistance of the pavement, economic pavement.
26
CAPÍTULO I
INTRODUCCIÓN
Los pavimentos a base de adoquines de concreto cuentan con una estructura
diferente a los que presentan los pavimentos tradicionales tales como el flexible y rígido,
por ende, un comportamiento estructural muy particular frente a las solicitaciones de
tráfico y efectos climáticos.
La presente tesis referido a la “Propuesta del pavimento de adoquines de concreto
en la plaza Grau de la ciudad de Lampa, como alternativa de pavimento durable, resistente
y económico”, la misma que se realiza como consecuencia del deterioro básicamente en
la superficie de rodadura del pavimento existente, sumado a todo ello se tiene una
desproporción por el tipo de pavimento en el aspecto cultural del centro histórico de la
ciudad de Lampa.
La investigación está enfocada fundamentalmente al comportamiento mecánico,
estructural y ornamental del adoquín de concreto en la plaza Grau de la ciudad de lampa,
para tal efecto se consideran algunas acciones o actividades como son estudio de tráfico,
estudio de suelos y diseño del pavimento propiamente; y que en su conjunto permitan
desarrollar un pavimento óptimo.
La propuesta de utilización del pavimento de adoquines de concreto permite
básicamente una mejora en el entorno paisajístico, sin abstenerse de su resistencia y
durabilidad frente a las cargas producidos por el tráfico y climas variables, que en
términos generales permita elevar el aspecto socioeconómico de los pobladores de la
ciudad de Lampa a través del turismo.
27
1.1. Reseña histórica de la ciudad de Lampa
Las primeras manifestaciones de hombres que habitaron en el lugar datan
aproximadamente hace cinco mil años en la cueva o abrigo natural de Lenzora, donde
existen grabados rupestres, el tiempo seguramente puso pausas porque no hay vestigios
propiamente posteriores, pero luego ya se avecina la época Qaluyo que es un
asentamiento en la cabecera norte del circunlacustre del Titicaca, del cual Lampa fue
parte, y de hecho en esta zona se habló el idioma Puquina. Posteriormente fue absorbido
por una gran civilización que es la cultura Pukara, cuya cabecera y centro arqueológico
está en Pucará, la ciudadela del santuario de Kalasaya con un magnifico avance en materia
arquitectónica por que han sabido utilizar la piedra bien pulida inclusive con las mismas
o mejores características que los Tiahuanacos al que posteriormente perteneció Lampa y
el sur del Perú. En síntesis, lampa ha pertenecido a los Qaluyos como toda la zona norte
de Puno, los Pukaras, los Tiahuanacos que han florecido no solamente en el altiplano
puneño sino también en el Alto Perú que hoy en día es Bolivia. Con el tiempo, esta cultura
se fragmenta y surgen los reinos altiplánicos Pakajes, Qollas y el lado norte de Puno
denominados Qollas con feroces enfrentamientos propiamente entre ellos y otros reinos
altiplánicos, además de vivir enfrentados con los Canas y los Incas que habitan más allá
de La Raya (límite natural entre Cusco y Puno). Hasta ahí se advierte que en Lampa ha
habido una muy buena consolidación de los Qollas, hay muchos vestigios en Lampa
hechos de piedra con características propiamente de esa época y que posteriormente ya
los incas se instalan en lampa en no más de 50 años y que eso se ha producido hasta 1532
año en que llegan los conquistadores. Revisando datos, de hecho, en la actual plaza Grau
y de Armas ha habido una importante manifestación urbana o por lo menos poblacional,
lugar donde el templo está edificado, cuya construcción inicia en 1675. En los cimientos
del templo Santiago Apóstol se advierte la utilización de piedras con muchas
28
características incaicas pulidas con cierta curvatura propia de la época incaica, por lo cual
cabe la certeza de la existencia de una Waca inca en la cual es posible que los españoles
a través de los primeros curas realizaron actos ceremoniales con el fin de extirpar y
destruir las idolatrías como en la mayoría del Perú han aplastado dichas Wacas y los
centros ceremoniales. En el interior del templo Santiago apóstol es evidente la existencia
de una Waca inca donde se ha tenido que hacer una adoración al agua, por la existencia
de una fuente de agua, puesto que en la actualidad al ingresar a las catacumbas se
manifiesta filtraciones de agua y es muy probable que se haya clausurado o desviado, sin
embargo, el agua sigue su curso y en el entorno de la misma se puede visualizar la
utilización de piedras propiamente incaicas.
En la época colonial se advierte un florecimiento masivo de este lugar dado que
se han instalado también pobladores españoles debido a la ubicación de minas. Con la
misma fortuna que obtuvieron, se construyen la arquitectura civil o casonas, las enormes
viviendas (solares), además se construye el Templo Santiago apóstol. En resumen, las dos
características importantes son las construcciones de las casonas y el templo Santiago
apóstol como testimonio material de la época de los conquistadores.
Ahora bien, posteriormente a la época de la colonia ya pasando el año 1825 en el
cual se crea la provincia de Lampa, ha seguido creciendo en materia de mejora
arquitectónica se ha edificado el puente de calicanto sobre el rio Lampa, es así que Lampa
a seguido mejorando en materia de presentación ornamental, tal es el caso la donación
del presidente Miguel de San Román de una hermosa pila a base de hierro forjado hecha
en Francia y que se encuentra instalado en el centro de la plaza Grau. Es así que Lampa
se transforma en un centro atractivo, económico y de influencia social enorme. Hasta
1950 Lampa fue el primer productor de lana de oveja a nivel nacional y el traslado de esa
enorme riqueza fue por medio de las construcciones de ferrocarriles de la época.
29
Hay muchas razones suficientes para decir que Lampa es una ciudad
absolutamente histórica debido a su trascendencia y relevancia en el escenario regional y
nacional, tal es así que una de las calles más cercanas al palacio de gobierno lleva el
nombre de Jr. Lampa.
Figura 1
Fotografía Antigua de la plaza Grau y sus costumbres
Nota: Fotografía, 1960.
30
Figura 2
Construcción de la plaza Grau de la ciudad de Lampa
Nota: Fotografía, 1968.

Figura 3
Pila a base de hierro forjado hecha en Francia
Nota: Villazante R,1971.
31
Figura 4
Ley Declarando Monumento Nacional al Templo Santiago Apóstol
Nota: Congreso de la Rep.,1941.
32
1.2. Planteamiento del problema
“Los pavimentos de adoquines han estado presentes en la ingeniería de
pavimentos desde el período del Imperio Romano. Pero no es sino hasta el decenio de los
70’s en donde empieza a masificarse el uso de adoquines de concreto en aparcamientos,
calzadas vehiculares, viandantes y espacios públicos” (Rivas., 2011)
El inadecuado tipo de pavimento, el mal estado y deterioro que presenta en la
actualidad las vías de la plaza Grau de la ciudad de lampa conllevan a un enfoque que
permita preservar el entorno cultural, turístico y colonial, puesto que en las inmediaciones
de la plaza Grau se ubica el templo Santiago apóstol, declarado en 1941 monumento
nacional.
A través del pavimento de adoquines de concreto se pretende repotenciar el
atractivo cultural consecuentemente mejorar el aspecto socio económico de la ciudadanía
con el embellecimiento paisajístico del centro histórico de la ciudad rosada.
El presente proyecto de investigación busca determinar la influencia del
pavimento de adoquines de concreto en la plaza Grau de la ciudad de Lampa, como
alternativa de pavimento óptimo, que permita atender las necesidades de los pobladores
a través del desarrollo socioeconómico.
1.3. Formulación del problema
1.3.1. Problema general
¿De qué manera influye el pavimento de adoquines de concreto como alternativa
de pavimento durable y resistente, frente a las solicitaciones de tráfico en la plaza Grau
de la ciudad de Lampa?
33
1.3.2. Problemas específicos
- ¿Es más rentable la construcción del pavimento de adoquines de concreto con
respecto a los pavimento flexible y rígido, en la plaza Grau de la ciudad de
Lampa?
- ¿Cuál es el porcentaje de absorción de las unidades de los adoquines de
concreto que se propone utilizar en la plaza Grau de la ciudad de lampa?
- ¿Cuál es el tipo de pavimento óptimo en la plaza Grau de la ciudad de lampa?
1.4. Justificación del estudio
A fin de preservar y repotenciar el atractivo turístico de la cuidad rosada, se
propone una alternativa del pavimento de adoquín de concreto en la plaza Grau del centro
histórico de Lampa, donde también se ubica la catedral Santiago Apóstol que en 1941 fue
declarado como monumento nacional por el Instituto Nacional de Cultura, de manera que
permita generar un entorno agradable que brinde durabilidad, resistencia y comodidad al
tránsito peatonal así como también vehicular de modo que esta propuesta de pavimento
sea económico a largo plazo, es decir durante su vida útil.
El presente proyecto de tesis está enfocado en la importancia del pavimento de
adoquines de concreto como alternativa de pavimento estético, durable, resistente y
económico de esa manera generar una mejora estructural y ornamental en la plaza Grau
en la ciudad de Lampa.
El presente proyecto de investigación permitirá ser una fuente o antecedente en la
construcción de pavimentos que involucran a entornos urbanos más aun en centros
históricos o coloniales, además de ello se consideran como una solución interesante frente
a los pavimentos tradicionales. asimismo, la ventaja de un pavimento de adoquín de
concreto por sobre todo tipo de estructura vial es su característica de fácil montaje y
34
desmontaje lo cual permite en el caso de auscultación destructiva, el reponer totalmente
el pavimento con un mínimo costo.
1.5. Hipótesis
1.5.1. Hipótesis general
El pavimento de adoquines de concreto influye de manera positiva en la
resistencia y durabilidad, frente a las solicitaciones de tráfico en la plaza Grau de la ciudad
de Lampa.
1.5.2. Hipótesis especifico
- La construcción del pavimento de adoquines de concreto es más rentable con
respecto a los pavimento flexible y rígido, en la plaza Grau de la ciudad de
Lampa.
- El porcentaje de absorción de las unidades de los adoquines de concreto que
se propone utilizar en la plaza Grau de la ciudad de lampa cumple con NTP
399.611
- El diseño de pavimentos de adoquines de concreto es el más óptimo en la plaza
Grau de la ciudad de Lampa.
1.6. Objetivos de la investigación
1.6.1. Objetivo general
- Determinar la influencia del pavimento de adoquines de concreto como
alternativa de pavimento resistente y durable, frente a las solicitaciones de
tráfico, en la plaza Grau de la ciudad de Lampa.
1.6.2. Objetivos específicos
- Determinar la rentabilidad de construcción del pavimento de adoquines de
concreto, pavimento rígido y flexible en la plaza Grau de la ciudad de Lampa.
35
- Determinar el porcentaje de absorción de las unidades de los adoquines de
concreto que se propone utilizar en la plaza Grau de la ciudad de lampa
- Diseñar el pavimento de adoquines de concreto, para su construcción en la
plaza Grau de la ciudad de Lampa.
1.7. Metodología de investigación
1.7.1. Tipo de investigación
El tipo de Investigación es APLICADA puesto que busca conocer, actuar,
construir y modificar una realidad problemática.
Los proyectos de ingeniería Civil están ubicados dentro de este tipo de
clasificación, siempre y cuando solucionen alguna problemática.(Suárez, 2012)
1.7.2. Nivel de investigación
El nivel de investigación es DESCRIPTIVA. Ya que la misma Investiga y
determina las propiedades y características más representativas de los objetos de estudio.
Una de las características principales de la investigación descriptiva es la
capacidad para seleccionar las características fundamentales del objeto de estudio y de su
descripción detallada de las partes. (Suárez, 2012)
1.7.3. Método de investigación
El método de investigación es CUANTITATIVO puesto que plantea una forma
confiable para conocer la realidad es a través de la recolección y análisis de datos con lo
que se podría contestar las preguntas de la investigación y probar las hipótesis.(Suárez,
2012)
1.8. Ubicación Del Proyecto
La plaza Grau, se encuentra emplazado en el centro de la ciudad de Rosada de
Lampa, dentro de los limites comprendidas entre los jirones José Gálvez, Jr. José Antonio
36
Barrionuevo, municipalidad y jirón More. Como también se encuentra ubicada la catedral
Santiago Apóstol declarado como monumento histórico.
1.8.1. Ubicación política del proyecto
Departamento : Puno
Provincia : Lampa
Distrito : Lampa
Zona del proyecto : Plaza Grau
Figura 5
Ubicación política del proyecto de tesis
Nota: Elaborado por el equipo de trabajo.

1.8.2. Accesibilidad
La mayor afluencia vehicular se genera en la vía Juliaca – Lampa, para luego
continuar el trayecto al ingreso a la ciudad de Lampa por la Av. Arequipa continuando
por el jr. J.C. Belón para finalmente interceptarse con el Jr. Municipalidad hasta llegar a
la plaza Grau de la ciudad de Lampa.
37
Figura 6
Imagen Satelital Plaza Grau de la Ciudad de Lampa.
Nota: Elaborado por el equipo de trabajo
Figura 7
Plaza Grau de la ciudad de Lampa.
38
1.8.3. Altitud
La ciudad de Lampa tienes una altitud de 3892 m.s.n.m. se encuentra en la parte
central y occidental del departamento de Puno a 15° 21' 54'' de latitud sur y 70° 22' 03''
de longitud oeste del meridiano de Greenwich. Según la concepción del doctor Pulgar
Vidal por su ubicación geográfica pertenece a la región Suni (3500 m.s.n.m. – 4000
m.s.n.m.)
1.8.4. Clima
En invierno presenta un clima frígido con heladas intensas, principalmente entre
los meses de junio y julio, en tanto, en el mes de agosto fuertes vientos. Durante la
primavera (setiembre - diciembre), es suave y templado. En el resto del año (diciembre -
abril) se presentan intensas lluvias, granizadas y nevadas.
1.8.5. Población
Según el último censo del INEI la provincia de Lampa alcanza a 43,207
habitantes, mientras tanto en el distrito de Lampa presenta 13,232 habitantes
1.8.6. Límites
Por el norte: Con la provincia de Azángaro y Melgar.
Por el Sur: Con la provincia de San Román.
Por el Sur Oeste: Con la provincia de Caylloma departamento de Arequipa.
Por el Este: Con las provincias de San Román y Azángaro.
Por el Oeste: Con la provincia de Espinar y Canas departamento de Cusco.
1.8.7. Iglesia de Santiago Apóstol
Declarado monumento nacional por ley Nro. 9342 del 20 de febrero de 1941 su
construcción data entre los años de 1675 y 1685, desde cualquier punto de la ciudad se
puede apreciar esta fantástica obra arquitectónica colonial, ocupa toda una manzana
ubicada en el neurálgico de la ciudad entre la PLAZA GRAU Y LA PLAZA DE ARMAS.
39
Desde todos los ángulos se visualiza el asombroso contorno y se distingue de forma
impresionante con respecto a la ciudad. La iglesia de Santiago Apóstol parece
desarrollarse y fomentarse en completa oportunidad, abrumando con su masa y la
construcción física y profunda de la ciudad. Siendo el volumen más significativo del
conjunto escena – ciudad ya que es la perspectiva y referencia obligada, pues ella resulta
el punto de mira y de referencia obligatoria un verdadero patrón de medida entre las
laderas envolventes y el enorme cielo azul.
El monumento está incrustado sobre una colosal cámara rectangular totalmente
empedrada en base a canto rodados y restringido por ocho pináculos que están ubicadas
en cada una de los bordes de lo que antes fue el cementerio parroquial, es decir, como
hitos representativos. La cubierta primaria o tejado de la iglesia es a dos aguas,
extendiéndose sobre la nave fundamental con un largo borde que presenta una notable
caída horizontal de tejas para las dos ciadas. Las tejas revestidas y caleidoscópicas
cuelgan en el entorno entregando con el extraordinario altiplano una ronda de luces, vigas
y resplandores diversos por do doquier, un notable pináculo de tres cuerpos de
aproximadamente treinta y cinco metros de altura se valora en escandalosa derecha de la
cubierta principal, construida absolutamente en sillar de tono rosado y unido con la
estrategia del calicanto.
40
Figura 8
Catedral Santiago Apóstol.
41
CAPÍTULO II
REVISIÓN DE LITERATURA
2.1. Antecedentes de la investigación
2.1.1. Antecedentes Internacionales
Montañés E. (2018), En su tesis titulado “Pavimentos De Adoquines De Concreto
Una Solución Ambiental en La Construcción De Infraestructura Vial Colombiana”.
Concluye: La elección del tipo de pavimento a construir, depende de lo que se deba cubrir,
pero también del elemento financiero que conlleva la realización de un proyecto de
pavimentación de calles, es decir, los costos de desarrollo, mantenimiento y
rehabilitación. Últimamente se ha considerado el costo ambiental de llevar a cabo la
mejora y el desarrollo de un distrito a través de la infraestructura urbana.
Canterero L, Mendez Douglas (2003), En su tesis “Análisis y evaluación de las
características geométricas de los pavimentos de adoquín en las vías rurales de
Nicaragua”. Concluye: Deben construirse diseños de pavimentos que puedan llenarse de
forma práctica y normal, y que realmente pretendan que, a pesar del desarrollo acelerado
del tránsito, se puedan utilizar las construcciones actuales, lo que sugiere la búsqueda de
una armonía entre los puntos de vista técnico y el económico.
2.1.2. Antecedentes Nacionales
Scipion O. (2018), En su tesis “Diseño de pavimentos portuarios con adoquines
para la durabilidad del patio de contenedores del puerto del Callao, 2018”. Concluye: En
que son muchas las ventajas de diseñar un pavimento articulado en un terminal portuario,
donde recibirá altas cargas, estáticas como dinámicas Se espera superar el tiempo de vida
proyectado
42
Ramírez W, Zavaleta R. (2017), En su tesis “Estudio Comparativo Del Diseño
Del Pavimento Rígido, Semirrígido Con Adoquines De Concreto Y Flexible Para Las
Calles Del Sector Vi C- El Milagro- Trujillo- La Libertad”. Concluye: El Diseño de la
construcción del pavimento Rígido, Semirrígido con Adoquines de Concreto y Flexible
del proyecto presentado, depende de los parámetros del sitio, tomando como factores de
información el tráfico, las propiedades mecánicas de los materiales y del suelo del lugar,
las circunstancias climáticas, las condiciones de filtración, los grados de trabajabilidad y
calidad confiabilidad.
Palacion E. (2016), En su tesis “Determinación de la tasa de infiltración de los
pavimentos de adoquines en el casco urbano de la ciudad de Piura”. Concluye: El estado
de los pavimentos adoquinados en Piura podría estar relacionado con el ancho de sus
juntas. Los pavimentos con anchos de junta más angostos están en mejor estado que los
asfaltos con juntas más extensas.
Yesang J. (2016), En su tesis “Propuesta de pavimento de adoquines de concreto
para evacuaciones pluviales en la calle Orbegoso del A.H. El Obrero - Sullana – Piura”.
En conclusión, hemos detectado que el lamentable estado de las vias de la calle Orbegoso
en el A.H. El Obrero de la ciudad de Sullana-Piura se encuentra en un estado lamentable,
por lo que es prudente utilizar adoquines de concreto, que trabajen en la ornamentación.
2.1.3. Antecedentes a nivel local
Chambi R, Isidro R. (2017), En su tesis “Estudio Comparativo Técnico-
Económico Entre Pavimento Rígido Y Pavimento Flexible Como Alternativa De
Pavimentación De La Avenida Circunvalación Del Distrito De Yunguyo, Provincia De
Yunguyo – Puno”. Concluye: Todo este conjunto de análisis técnico- económico permite
finalmente conocer la alternativa más rentable y la que se ajusta a las condiciones de la
zona del proyecto que se quiere plantear.
43
2.2. Marco teórico
2.2.1. Pavimentos
Un pavimento se compone de un conjunto de capas superpuestas de nivel
moderado horizontales, diseñadas y construidas con materiales adecuados y
suficientemente compactados. Estas capas estratigráficas se sostienen en la subrasante de
una vía, conseguida por los movimientos de tierra en el proceso de exploración y deben
soportar suficientemente a las cargas que se transmiten con el tráfico durante el período
para el cual se planificó la estructura del pavimento.(Fonseca, 2002)
2.2.2. Características que debe reunir un pavimento
Un pavimento para cumplir sus solicitaciones debe reunir los siguientes requisitos
que se presentan a continuación:
• Debe ser resistente a las cargas de los ejes impuestas por el tránsito
vehicular.
• Debe ser firme ante los agentes hídricos de intemperismo.
• Introducir una superficie ajustada a las velocidades previstas. de
circulación de los vehículos, por cuanto ella tiene decisiva influencia en la
seguridad vial. Además, debe ser resistente al desgaste producido por el
efecto abrasivo de las llantas de los vehículos.
• Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como
longitudinal que permitan una adecuada comodidad a los usuarios en
función de las longitudes de onda de las deformaciones y de la velocidad
de deformación.
• Debe encajar una superficie regular, tanto transversal como longitudinal,
que permita una placentera comodidad a los usuarios a partir de las
longitudes de onda y velocidad deformadas.
44
• Debe ser perdurable.
• Debe tener suficientes condiciones de drenaje.
• La conmoción en movimiento en el interior de los vehículos que influyen
en el usuario, así como en el exterior que impacta en el clima debe ser
dirigida satisfactoriamente.
• Debe ser apropiadamente económico.
• Debe tener la variedad suficiente para alejarse de los reflejos y asombros,
y ofrecer una seguridad satisfactoria al tránsito.(Fonseca, 2002)
2.2.3. Clasificación de los pavimentos
En nuestro país se clasifican en:
- Pavimentos de adoquines de concreto.
- Pavimentos flexibles.
- Pavimentos rígidos.
2.2.4. Pavimentos de adoquines de concreto
Es un pavimento que normalmente se compone de una base granular, una cama
de arena de material seleccionado, adoquines de concreto, arena de sellado,
confinamientos de drenaje y laterales, estos desarrollados sobre la subrasante de suelo
preparada para su conformación.
Los pavimentos inter trabados se construyen con el objetivo de que las cargas
verticales de los vehículos se transmitan por corte a la arena de sellado de las juntas.
Se debe instalar restricciones en los bordes para prevenir el movimiento de los
adoquines de concreto debido al tráfico. Estos movimientos pueden provocar la abertura
de las juntas y la pérdida de trabazón entre estos elementos.(R.N.E., 2010)
45
Figura 9
Estructura de un pavimento articulado.
Nota: (IECA, 2014)
2.2.4.1. Tipos de pavimentos de adoquines
De acuerdo con norma técnica peruana NTP 399.611 se clasifican en:
Tipo I: Adoquines para pavimentos de uso peatonal.
Figura 10
Adoquines para uso peatonal.
Nota: (ICCG, 2010)
46
Tipo II: Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular ligero.
Figura 11
Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular ligero.
Nota: (ICCG, 2010)

Tipo III: Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular pesado, patios
industriales y contenedores.
Figura 12
Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular pesado, patios industriales y
contenedores.
Nota: (ICCG, 2010)
47
Los requisitos físicos para la utilización de adoquines de concreto se detallan a
continuación:
Tabla 1
Espesor nominal y resistencia a la compresión.
Resistencia a la
Espesor Resistencia a la compresión,
compresión, min.
Tipo Nominal min. Mpa(kg/cm2)
Mpa(kg/cm2)
(mm) Promedio de 3 unidades
unidad individual
40 31 (320) 28 (290)
I (Peatonal)
60 31 (320) 28 (290)
60 41 (420) 37 (380)
II (vehicular
80 37 (380) 33 (340)
ligero)
100 35 (360) 32 (325)
III (Vehicular
pesado, patios
≥80 55 (561) 50 (510)
industriales o de
contenedores)
Nota:(NTP 399.611, 2017).
2.2.4.2. Ventajas y desventajas de los pavimentos de adoquines
Los pavimentos adoquinados, al igual que algún otro tipo de pavimento, gozan de
ventajas y desventajas que deciden cuando es adecuado o no seleccionar una respuesta a
este tipo.
En consecuencia, más que hablar de ventajas y desventajas es preciso analizar
cuando esta solución es adecuada dado el problema que se quiera resolver. por lo tanto,
resulta conveniente citar los atributos de los pavimentos adoquinados:
Diversidad
El extraordinario surtido de formas, variedades y superficies con las que se pueden
fabricar los adoquines y la variedad de configuraciones potenciales a utilizar, dan al
proyectista componentes que adecuadamente formados dan lugar a pavimentos
seductores.
Así mismo, al utilizar diversas variedades y superficies es posible incluir dibujos
y diseños, señalizar o diferenciar áreas con fines explícitos, con la posibilidad de

48
transformarlos eficazmente si es necesario. En este sentido, los adoquines ofrecen un
amplio abanico de posibilidades para la composición y la escenografía de los espacios
públicos, más aún en centros culturales e históricos.
- Calidad
Dado que los adoquines de concreto son elementos prefabricados, el control y la
confirmación de la calidad pueden realizarse en planta o fábrica, disminuyendo la
heterogeneidad de la naturaleza en el lugar. En consecuencia, en el campo el control de
calidad de los materiales se centra en las arenas y el material de base, en la terminación a
nivel superficial del pavimento y en el control de los ciclos o procesos constructivos de
la base, subbase y terminaciones.
- Durabilidad
Las cualidades de los adoquines, la resistencia a la compresión, absorción,
resistencia al congelamiento y resistencia a la abrasión, le otorgan una alta durabilidad
ante ambientes agresivos, la cual puede superar la vida útil prevista del pavimento.
- Rapidez de puesta en operación
Independiente del método constructivo, manual o mecánico, los pavimentos de
adoquines pueden utilizarse inmediatamente después del ensamblaje, lo cual les confiere
una ventaja significativa sobre otros tipos de pavimentos, especialmente en aquellos
lugares en donde no es posible contar con otras tecnologías de pavimentación.
- Mantenimiento
Dado que los componentes y/o elementos se pueden reponer con facilidad,
cualquier deformación provocado por aspectos funcionales o estructurales pueden ser
ajustados o corregidos restableciendo completamente la condición de la superficie,
igualando al área adyacente del pavimento.
49
De este modo, se consigue una notablemente homogeneidad en la reparación y/o
reposición de infraestructuras de servicios que se encuentren soterradas.
- Condiciones de operación
Debido a la regularidad superficial del pavimento producto de las juntas entre
adoquines y las juntas de confinamiento, este tipo de arreglos es apropiada para
velocidades de tráfico alrededor de 50 km/h o menos. Por lo tanto, no son razonables para
vías con velocidades de operación elevadas. Sin embargo, son componentes eficaces para
reducir la velocidad en los pasos peatonales, calles locales e intersecciones,
contribuyendo de esta manera a la seguridad vial.
- Reutilización
Los adoquines de concreto, en tanto se encuentren sanos o en buen estado (no
fracturados o degradadas y cumplan con las características de diseño), pueden reutilizarse
para pavimentar, lo cual es ventajoso en términos ecológicos y medioambientales ya que
disminuye la cantidad de material de desecho.
2.2.4.3. Tecnología de pavimentación con adoquines de concreto
Al igual que otro tipo de pavimento, los adoquines de concreto son una
innovación. Por lo tanto, incluyen un ciclo de existencia que comienza con la producción
de los adoquines, su control de calidad, su modelo estructural, construcción y
mantenimiento, de acuerdo con las normativas.
50
Figura 13
Esquema del proceso tecnológico de pavimentación con adoquines de concreto.
Nota: (ICH., 2013)
2.2.4.4. Aplicaciones y solicitaciones de los pavimentos de adoquines
Los pavimentos de adoquines son usados para diferentes solicitaciones de tránsito.
Comprenden desde pavimentos ornamentales hasta pavimentos en puertos y aeropuertos.
Mientras que los primeros requieren bajas solicitaciones de tránsito, los segundos lo están
a solicitaciones exigentes. Por tanto, los diseños deben plantearse de manera específica
para cada situación.
51
Tabla 2
Aplicaciones de pavimentos de adoquines según nivel de solicitación y grupo de
aplicación.
Nivel de solicitación
Grupo de aplicación Tipo de aplicación
de tránsito
Veredas
Espacios públicos Plazas
Ciclovías
Entradas de vehículos
BAJA Senderos
Espacios recreacionales
Residenciales
Pavimentos interiores en
Condominios
Estacionamientos esporádicos
Estacionamientos masivos
Paraderos de taxi
Terminales de buses
Proyectos comerciales
Estacionamientos de servicio
Centros comerciales
MEDIA
Veredas en parques
Cruces peatonales
Calles y pasajes
Caminos y calles
Intersecciones
Plazas de peaje
Patios de carga en puertos
Aeropuertos
Patios de carga en puertos secos
ALTA Áreas industriales
Zonas militares
Patios de contenedores
Rellenos sanitarios
Nota: (ICH., 2013)
2.2.4.5. Clasificación de los adoquines
Los adoquines se clasifican en normas internacionales como adoquines tipo “A”,
“B” y “C”.
- Los adoquines tipo “A” tienen una correspondencia a unidades dentadas que
se traban unas con otras proporcionando las mejores condiciones de inter-
trabazón ante la aplicación específicas de fuerzas verticales y horizontales.
52
- Los adoquines tipo “B” muestran una menor inter-trabazón y permite una
mejor trabajabilidad ante desplazamientos paralelos a uno de sus ejes.
- Los adoquines tipo “C” en tanto, tienen formas regulares en sus caras y no
muestran una inter-trabazón favorable para repeler movimientos
longitudinales o rotacionales.
Figura 14
Clasificación de los adoquines
Nota: (ICH., 2013)
La norma ASTM C936-01 nos da una progresión de requerimientos físicos que
cada pieza individual deben cumplir, en general cubren las principales perspectivas a
controlar.
- Dimensiones: La tolerancia para el ancho y largo debe ser +- 2mm y para el
espesor +- 3mm.
- Resistencia: para los proyectos en las que las necesidades de carga son
significativas se recomienda que la resistencia individual sea de 50MPa y que
la resistencia promedio de la muestra sea superior a 55MPa. En cualquier caso,
en proyectos con menores solicitaciones o con fines ornamentales pueden
aceptarse resistencias en un rango comprendido entre los 40MPa y 50MPa.
53
- Absorción: la absorción promedio debe ser inferior al 5% e individualmente
inferior al 7%.
- Resistencia a la abrasión: Para los proyectos donde las solicitaciones sean
significativas se recomienda que la resistencia individual sea de 50MPa y que
la resistencia promedio de la muestra sea superior a 55MPa. No obstante, en
proyectos con solicitaciones menores o con fines ornamentales pueden
aceptarse resistencias en un rango comprendido entre los 40MPa y 50MPa.
- Resistencia a ciclos de hielo y deshielo: cada pieza no debe perder más del 1%
de masa seca después de 50 ciclos de hielo y deshielo.
2.2.4.6. Normativas recomendadas para especificaciones técnicas y ensayos de
adoquines de concreto.
En la tabla 3 se resumen las normativas recomendadas a considerar respecto a
especificaciones, ensayos de inspección y mantenimiento de adoquines de concreto.
Tabla 3
Ensayos en adoquines de concreto.
Aspecto Norma Contenido

ASTM C936 – 08 Especificaciones para adoquines.
Adoquines Ensayo de durabilidad ante ciclos de
ASTM C1645 – 09
hielo/deshielo.
Requisitos y métodos de ensayo para
Ensayo de adoquines BS EN 1338: 2003
adoquines homologados a norma europea.
Inspección y evaluación de pavimentos de
Mantenimiento ASTM E284 – 11
adoquines.
Nota: (ICH., 2013)
2.2.4.7. Comportamiento estructural de los pavimentos de adoquines de concreto
En 1976, (Knapton, 1980) para establecer un método de diseño, analizó las
propiedades mecánicas de este tipo de pavimento. Para ello, ideó un mecanismo que
recreaba el uso de cargas verticales estáticas sobre un pavimento de adoquines. (Knapton,
1980)
54
Los adoquines fueron colocados sobre una cama de arena, de este modo
descansaba sobre una base de concreto. La carga vertical fue aplicada mediante un gato
hidráulico que accionaba una placa circular de 250mm. Sobre el pavimento conformo una
grilla de celdas de presiones sobre la base de concreto para medir la transmisión de
tensiones inducidas por la placa de carga, espaciadas cada 250mm x 100mm.
Figura 15
Dispositivo de Knapton para aplicación de carga sobre pavimentos de adoquines
Nota: (Knapton, 1980)
Knapton colocó cargas de hasta 25kN (presiones de hasta 510kN/m2) y registro
las presiones obtenidas en las celdas, propio a cada carga aplicada. Con ello formo el
grafico de la figura 16, en donde ilustro el cuenco de presiones bajo la cama de arena.
55
Figura 16
Cuenco de presiones obtenidas por Knapton en su experimento.
Comprobó que las presiones en las celdas se intensificaban en menor proporción
porcentual que las presiones aplicadas en la superficie figura 17, por lo que los adoquines
efectivamente disipaban las tensiones.
Figura 17
Porcentaje de reducción de tensiones bajo la placa de carga.
56
Cotejando estos resultados con la capacidad teórica de disipación de carga en
pavimentos bituminosos, Knapton dedujo que una capa combinada de adoquines (80mm)
y arena (50mm), era semejante a una capa de 160mm de material bituminoso. De tal
manera permitió establecer un método de diseño parecido al de los pavimentos flexibles.
2.2.4.8. La trabazón mecánica
La trabazón mecánica se define como “la inhabilidad de los adoquines de moverse
aisladamente de sus vecinos y es en esencia un mecanismo de disipación de tensiones”
(Vlist, 1980)
Esta es la principal cualidad que caracteriza el comportamiento de los adoquines.
El efecto de transferencia de carga entre los adoquines facilita que estos actúen de forma
solidaria, más que como piezas rígidas aisladas, lo cual acerca a este tipo de pavimento
hacia un comportamiento flexible.
La trabazón mecánica en los adoquines determina en buena parte la capacidad
resistente del pavimento, su durabilidad y serviciabilidad. Depende principalmente de la
forma del adoquín y del aparejo utilizado, de la dirección de las fuerzas aplicadas y del
espaciamiento entre las juntas.
La trabazón de los adoquines se puede catalogar según la investigación de(Lim,
2003), en trabazón vertical, rotacional y horizontal.
• Trabazón vertical: Es importante la transferencia de carga de los adoquines
contiguos a través de las juntas. Se consigue mediante el diseño de espesor de las juntas
y la compactación del material de relleno de estas. Esto permite que una gran parte de la
trabazón vertical se deba a la fricción.
• Trabazón rotacional: Es necesaria para controlar deformaciones y
desprendimientos o rotura de adoquines. Está relacionada con el espesor del pavimento,
el espacio entre juntas y las restricciones de borde. Particularmente, las restricciones de
57
borde limitan el “efecto de arco” que corresponde al levantamiento de dos adoquines
contiguos por rotación de los adyacentes. (Sun, 1996)
• Trabazón horizontal: Es necesario para tolerar las fuerzas de corte
producidas en maniobras de frenado, giro o aceleración. La resultante de estas fuerzas es
el desplazamiento de los adoquines, el cual se puede limitar utilizando formas irregulares
y aparejos que minimicen estos desplazamientos.
• Una trabazón mecánica acorde, permite observar las deformaciones
permanentes, el desprendimiento y ruptura de los adoquines, así como el tratado del
material más fino de la cama de arena.
Figura 18
Trabazón vertical, rotacional y horizontal de un pavimento de adoquín.
2.2.4.9. Efecto conjunto de la forma y aparejo del adoquín
(Lim, 2003) Analizaron ampliamente el impacto del aparejo y forma de los
adoquines en la trabazón mecánica. Consideraron dos tipos de adoquines: adoquines lisos
58
y adoquines ondulados, y dos tipos de aparejos: aparejo lineal y aparejo “espina de
pescado”.
La figura 15. Se encuentra graficada el efecto de rotación del adoquín “B” sobre
los adoquines “A”,” C” y “D” para el caso del aparejo lineal y adoquines lisos y
ondulados. Al someter a rotación al adoquín liso “B” (figura 19a) este es libre de girar en
torno a los adoquines “A” y “C”, perdiendo trabazón lateral y produciendo un empuje al
adoquín “D”. En este caso, se produce un efecto de cuña en la dirección 1, es la única que
permite lograr trabazón entre los adoquines “B” y “D” por contacto directo.
En el caso de adoquín ondulado (figura 19b), la misma ondulación ocasiona
trabazón del adoquín “B” con respecto a los adoquines “A” y “C”, impidiendo la rotación
libre. Esto conlleva a que el efecto de acuñamiento por empuje se ejerza en las direcciones
1 y 2, aumentando dicha trabazón en dos sentidos en consecuencia, aumentando la rigidez
del conjunto de bloques.
Figura 19
Efecto de la rotación de adoquines lisos y ondulados en aparejos lineales
Nota: (Lim, 2003)
59
Al cotejar ambos tipos de adoquines para el aparejo espina de pescado (figuras
20a y 20b) se llega a los resultados semejantes. En el caso de adoquines lisos (figura 20a),
se puede apreciar que la rotación del adoquín “B” también ocurre libremente respecto de
los adoquines “A” “C” y “E”, produciéndose un ajuste del adoquín “D” y eventualmente
rotación en torno a su eje vertical.
En caso de los adoquines ondulados (figura 20b), el adoquín “B” está
imposibilitado de girar libremente respecto de los adoquines “A”, “C” y “E”, produciendo
un ajuste en ambas direcciones (1 y 2). Por otro lado, el empuje producido por el adoquín
“B”, induce una rotación en torno al eje horizontal de los adoquines “C” y “D”, ampliando
el efecto de su ajuste. Por tanto, la trabazón se hace más eficaz en este último caso
aumentando aún más la rigidez del conjunto de adoquines.
Figura 20
Efecto de rotación de adoquines lisos y ondulados en aparejos espina de pescado
Nota: (Lim, 2003)
60
2.2.4.10. Efecto del ancho de junta
El efecto de trabazón está relacionado estrechamente con el comportamiento de
las juntas. Esto se debe a que el grado de la trabazón es otorgada por la fricción entre
adoquines y la arena que se agrega a las juntas, siempre y cuando estas tengan una anchura
satisfactoria para que este fenómeno ocurra.
Como se ha referido más arriba, los mecanismos principales de contacto entre
adoquines se producen por la rotación y desplazamiento. Desde un punto de vista, la
rotación permite inducir el efecto de acuñamiento, lo cual comprime la arena y
eventualmente permite el contacto directo entre adoquines. Por otra parte, el
desplazamiento vertical permite generar trabazón por fricción, y el desplazamiento
horizontal por compresión de la arena intersticial. En los dos casos, la eficiencia de la
trabazón está condicionada por el grado y numero de ciclos de compactación de la cama
de arena y de la arena en las juntas.
2.2.4.11. El comportamiento a la fatiga
La variable principal que describe el comportamiento de fatiga de los pavimentos
de adoquines es la deformación permanente. La mayoría de las investigaciones del efecto
de las variables de diseño utilizan como criterio de comparación las deformaciones
permanentes. razonablemente, las deformaciones permanentes se acumulan en el tiempo
en la medida que el pavimento recibe aplicaciones de carga, hasta llegar a un máximo y
estabilizarse Figura 21.
El proceso de acumulación de deformaciones está firmemente relacionado con la
compactación durante la construcción, la compactación da comienzo a la densificación
inicial, a la cual posteriormente se les suma la deformación debido a las cargas de tráfico.
En esta etapa posterior, los efectos combinados de carga y clima deciden el
proceso de progresión de las deformaciones (Armstrong, 1986).
61
Figura 21
Progresión de las deformaciones permanentes en pavimentos de adoquines
Nota: (van der Heijden, 1985)
2.2.4.12. Variables que describen el comportamiento de los pavimentos de
adoquines
Como indica(Shakel, 2003) los elementos que influyen el desempeño de los
pavimentos de adoquines de concreto se pueden clasificar según la Tabla 4
Tabla 4
Factores que determinan el desempeño de los pavimentos de adoquines de concreto
Componente del pavimento Factores de desempeño

Espesor
Forma
Resistencia
Adoquines de concreto
Aparejo
Ancho de la junta
Condición de borde
Espesor
Granulometría
Angularidad
cama de arena
Dureza
Grado de humedad
Composición petrográfica
Espesor
Granulometría
base y sub base Plasticidad
Resistencia y durabilidad
Compactación
62
Tipo de suelo
sub rasante Rigidez y resistencia
Grado de humedad
Nota: (Shakel, 2003)
- Adoquines de concreto
la función de los adoquines de concreto es generar una superficie de rodadura
resistente, durable, estético y funcional, que permite transmitir y disipar tensiones a las
capas inferiores y además restringir las deformaciones.
Para cumplir este objetivo es importante conocer el modo de comportamiento de
los diferentes elementos o factores que determinan el desempeño del pavimento.
- Espesor del adoquín
Las pruebas de carga estática y dinámica realizados desde los años 80 han
coincidido en señalar que las deflexiones y las deformaciones permanentes en el
pavimento son considerablemente menores con adoquines de 80mm que con adoquines
de 60mm, en circunstancias similares. Con los adoquines de 100mm la ventaja adicional
no es tan acentuado para cargas de tráfico bajas, sin embargo, lo es para cargas de trafico
altas como en puertos, sitios industriales y aeropuertos.
- Forma del adoquín
La configuración del adoquín de concreto repercute en la distribución de tensiones
por trabazón mecánica. Las deflexiones son menores con los adoquines ondulados que
con los lisos, es por ello la gran importancia de la forma de los adoquines de concreto.
Resistencia mecánica del adoquín
(Shakel., 1980) y (Ghosh A.K, 2002) demostraron que la resistencia a la
compresión del adoquín no es decisivo en el desempeño estructural, sin embargo, es
decisivo para controlar otros parámetros de desempeño, como la resistencia a ciclos de
congelación/descongelación y al efecto agresivo del sulfatos.
63
- Aparejo
El término aparejo comprende la forma en que los adoquines se distribuyen en el
sentido predominante del tráfico o tránsito.
(Lim, 2003) fundamentan esta realidad en los hechos experimentales de (Shakel.,
1980) que estimaron las deformaciones verticales para diferentes aparejos y obtuvieron
las menores en aparejos espina de pescado a 45° y las mayores con los aparejos de
corredor. Este hecho se visualiza en la figura 22.
Figura 22
Efecto del aparejo en las deformaciones de pavimentos
Nota: (Shakel., 1980)
La figura 23 muestra además el impacto del aparejo en los desplazamientos
horizontales, que son habituales en las pendientes. La muestra que el aparejo espina de
pescado a 45° es más eficiente o perdurable para limitar las deformaciones horizontales.
64
Figura 23
Efecto del aparejo en las deformaciones horizontales de pavimentos para adoquines
lisos de 60mm y ancho de junta 3mm
Nota: (Nor, 2006)
- Ancho de la junta
El ancho de las juntas y el material de sellado desempeñan un papel importante en
el intercambio de tensiones entre los adoquines. El rango de variación del ancho de juntas,
dentro de la cual reacción subyacente del pavimento es ideal, está comprendida entre los
2mm y 7mm. Cuando el ancho de junta es menor a 2mm, las juntas no están totalmente
llenas de arena incluso después de la compactación. (Nor, 2006)
Cuando el ancho de junta es superior a 7mm queda sin efecto la trabazón
mecánica, facilitando desplazamientos verticales, rotacionales y horizontales.(Nor, 2006)
encontraron experimentalmente que a medida que el ancho de la junta aumenta, las
deflexiones aumentan también, independientemente del aparejo, del tipo y espesor del
adoquín.
65
(Ghosh A.K, 2002) Encontró que para anchos de junta entre 2mm y 4mm, la
ausencia de arena aumenta en un 200% las deflexiones. Por ello, es recomendable utilizar
por diseño un ancho de junta del orden de 3mm.
- Condición de borde
Las condiciones de borde se agrupan en dos tipos. Una, el confinamiento lateral,
que controla las deformaciones en los bordes del pavimento producto de expansión
térmica o por cargas de trafico de borde (Bullen, 1994). Otra, los anclajes intermedios
que están destinados esencialmente a controlar los desplazamientos horizontales en
grandes extensiones de pavimentos de adoquines (Nor, 2006)
- Cama de arena
La función de la cama de arena es actuar como base para la conformación de
adoquines y permitir la consolidación producto de la compactación y paso de tráfico en
los primeros años de vida del pavimento. Para satisfacer adecuadamente su capacidad, la
cama de arena debe caracterizarse en cuanto a su ancho y sus propiedades físicas. Esto
garantizará su durabilidad en un periodo largo, especialmente ante la aplicación de cargas
pesadas repetidas como es el caso de camiones y buses.(Beaty, 1996)
- Espesor de la cama de arena
El espesor de la cama de arena está relacionado con su capacidad para controlar
las deformaciones verticales. Esta capacidad queda determinada, además, por la eficacia
de la compactación y por la uniformidad del espesor.
(Ghosh A.K, 2002) Observaron que la utilización de espesores inferiores a 50mm
no afecta significativamente las deformaciones. Consistentemente con este resultado,
(Miura, 1984) vio que a medida que el espesor de cama de arena disminuye. Disminuye
también la deformación del pavimento. Es por ello la recomendación del uso de espesores
entre 20mm y 40mm.
66
Figura 24
Influencia del espesor de la cama de arena en las deformaciones verticales
Nota:(Miura, 1984)
- Granulometría
La granulometría de la cama de arena decide su resistencia al corte.(Ghosh, 2002)
indicaron que el uso de arenas gruesas aumenta la resistencia a los movimientos
verticales, lo cual favorece su utilización en pavimentos de alto tráfico. En general, la
práctica de diseño se sugiere usar arenas con un porcentaje de finos de hasta un 5%.
(Ghosh, 2002) y (Livneh., 1988) Demostraron que las arenas con índices de finos
superiores al 5% incrementa las deformaciones. Por lo tanto, este valor aborda el nivel de
finos más extremo.
- Angularidad
La angularidad está relacionada con el origen de las arenas. Esta propiedad
determina la resistencia al corte. (Ghosh, 2001) analizaron arenas de diversos orígenes,
encontrando que las arenas procedentes del chancado ofrecen resistencias al corte
significativamente mayores que las arenas de río. Por otra parte, las arenas utilizadas en
las juntas requieren una menor angularidad, un tamaño máximo menor y una capacidad
67
mayor de dilatación, a fin de lograr un mejor comportamiento friccional (Shakel., 1980)
y (Panda, 2002)
- Dureza de las partículas
(Dawson, 1988), sostienen que la propiedad física más relevante para lograr
resistencia en la cama de arena es la dureza de las partículas, por lo que es prudente
mantener al margen partículas que se fracturen fácilmente.
- Humedad
La humedad de la cama de arena influye directamente en la resistencia al corte.
La práctica común es restringir la humedad de las arenas al 8% (Shakel., 1980) considera
que en un rango de humedad entre 4% y 8% se logra la mayor eficiencia en la
compactación, siendo deseable un valor de 6%.
- Composición petrográfica
La composición petrográfica de las arenas está relacionada con la dureza de los
componentes minerales.
(Burak, 2009), explica que las arenas con contenidos de cuarzo son las más
adecuadas, así como las que tienen sílice. El instituto de adoquines de hormigón de
estados unidos, (ICPI, 2004) fomento una progresión de ensayos sobre arenas con
distintas proporciones de sílice, concluyendo que los mejores comportamientos se dan en
aquellas que poseen un mayor porcentaje de sílice.
- Base y subbase
Al igual que los distintos tipos de pavimentos la base y sub base tienen por
objetivo disipar las tensiones que recibe desde las cargas superficiales y transmitirlas
uniformemente al terreno de fundación, para controlar las deformaciones a largo plazo.
68
La base y sub base pueden estar compuestas por suelos granulares o tratadas con
asfalto o cemento. Los principales parámetros de desempeño son el espesor y la calidad,
expresadas en términos de granulometría, plasticidad y resistencia.
El espesor o altura de base y sub base es uno de los principales factores de diseño.
Todos los métodos de diseño coinciden en que mayores espesores permiten lograr una
mayor resistencia y durabilidad del pavimento.
Los primeros métodos de diseño de base utilizan espesores mínimos de 100mm a
150mm, de ese modo controlar las deformaciones permanentes (Livneh., 1988). Estos
espesores mínimos asumen valores medios de capacidad de soporte medida con el ensayo
CBR (California Bearing Ratio) del 40% para la sub base y 60% para la base, asumiendo
para la sub rasante un CBR entre 2% y 8%. Esto garantiza además un buen
comportamiento resiliente de la base y sub base. Del mismo modo para garantizar la
drenabilidad y resistencia a las heladas, algunos estudios sugieren considerar bases y sub
bases con índices de finos inferiores al 15%, baja plasticidad y espesores superiores a los
250mm (Beaty, 1996). Dado que la humedad influye directamente la resistencia de las
bases y sub bases granulares, el control de la humedad durante la compactación permite
también controlar la resistencia.
- Sub rasante
Para un determinado grado de tráfico, es la resistencia de la sub rasante la que
decide la estructura del pavimento y por tanto el espesor de cada una de las capas que
constituyen la misma. La gran mayoría de los métodos de diseño utilizan para
caracterizarla el valor CBR, en cualquier caso, teniendo en cuenta las limitaciones de este
indicador. No obstante, existe una corriente creciente en la ingeniería de pavimentos y en
particular en el caso de los pavimentos de adoquines, de estudiar más bien el
69
comportamiento resiliente, ya que permite caracterizar de una manera más exacta el
comportamiento a la fatiga de la sub rasante.
2.2.4.13. Especificaciones para la construcción de pavimentos de adoquines de
concreto.
- Materiales.
a) Cama de arena.
Se utilizará para la cama de arena de los adoquines de concreto, material de origen
aluvial, sin trituración, libre de finos plásticos y materia orgánica, debiendo cumplir los
siguientes requisitos:
o Granulometría.
la granulometría de la arena deberá ceñirse al R.N.E. C.E.10 tabla 19 y 20:
Agregados, especificaciones normalizadas para agregados en concreto, como se indica a
continuación.
Tabla 5
Granulometría de la arena para soporte de adoquines
Tamiz Porcentaje que pasa

9,50 mm (3/8") 100
4,75 mm (N° 4) 95 - 100
2,36 mm (N° 8) 80 - 100
1,18 mm (N° 16) 50 - 85
600 µm (N° 30) 25 - 60
300 µm (N° 50) 10 - 30
150 µm (N° 100) 2 - 10
75 µm (N° 200) 00 - 01
Nota: (R.N.E., 2010)
o Limpieza
El equivalente de arena deberá estar contemplada con la NTP 339.146 o MTC E
114. Sistema de prueba estándar para el valor equivalente de arena de suelos y agregado
fino, deberá ser mínimamente 60%.
70
Descarga de arena: previo a la descarga la arena, esta obedecerá a estar
ligeramente humedecida, preferentemente esta actividad deberá ser realizada en horas de
la mañana.
b) Adoquines
Deberán estar contempladas en la NTP 399.611 Adoquines de concreto para
pavimentos. Requisitos: espesor y resistencia a la compresión.
Su textura deberá ser idónea y esta facilitará una superficie lisa y resistente al
desgaste.
c) Arena para sello
La arena que se utilizará para el sello de juntas entre los adoquines será de origen
aluvial sin trituración, libre de finos plásticos, materia orgánica u otras impurezas. Su
granulometría tendrá que ceñirse a los límites mostrados en el siguiente cuadro.
Tabla 6
Granulometría de la arena para soporte de sello
Tamiz Porcentaje que pasa

2,36 mm (N° 8) 95 - 100
1,18 mm (N° 16) 70 - 100
600 µm (N° 30) 40 - 75
300 µm (N° 50) 20 - 40
150 µm (N° 100) 10 - 25
75 µm (N° 200) 0 - 10
Nota: (R.N.E., 2010)
d) Base y sub-base granulares
En el Reglamento Nacional de Edificaciones, sección Pavimentos Urbanos
ANEXO F, tabla F7, señalan las características de la base y sub base granular.
71
Tabla 7
Requerimiento de calidad para base y su base granular
Base granular Sub base granular

CBR (mínimo) 80% 30%
Índice platico ≤6 ≤ 10
Limite liquido ≤ 25 ≤ 25
Compactación (densidad
≥ 95% ≥ 95%
AASHTO T - 180)
100 para EAL <500000
Espesores mínimos (mm) 100
150 para EAL ≥ 500000
Nota: (R.N.E., 2010)
- Compactación
Esencialmente, el engranaje fundamental para la ejecución de los trabajos
comprende de; vehículos organizados para el transporte de adoquines para prevenir la
modificación de la naturaleza de dichas piezas, vehículos para el transporte de arena, una
vibrocompactadora de placa e instrumentos manuales como rieles, reglas, tiras, martillo
de goma, palas, cepillos, etc.
- Requerimientos de construcción
o Preparación de la superficie existente
La capa de arena de soporte de los adoquines no se extenderá hasta que sea
comprobada que la superficie sobre la cual se va a colocar el adoquín de concreto tenga
la densidad apropiada y las cotas indicadas.
o Colocación y nivelación de la capa de arena.
Se tendrá cuidado en el vaciado de arena seca y también en el espesor uniforme,
tal que luego de ser nivelado el pavimento tenga un espesor promedio entre 3 cm y 5 cm.
Si la arena ya esparcida sufre algún tipo de compactación antes de instalar los
adoquines, se ajustará con la acción repetida de un rastrillo, para devolverle su carácter
suelto y se enrasará de nuevo.
72
La capa de arena se extenderá sincronizadamente con el emplazamiento de los
adoquines, de manera que no quede a media instalación el colocado de adoquines de
concreto al término de la jornada de trabajo.
Figura 25
Nivelación de la cama de arena
Nota: (ICCG, 2010)
o Uniformidad de la superficie
La capa exterior de la arena nivelada debe ser uniforme, sin aberturas ni arañazos
ni huellas. En caso de que esta superficie esté alterada o compactada por personas,
animales, vehículos, etc., antes de la limpieza, la zona alterada debe aflojarse con un
rastrillo u otra herramienta similar y nivelarse de nuevo con una pequeña regla. Las
huellas dejadas por los rieles cuando se eliminan deben cargarse igualmente con arena
libre y alisarse con una pequeña regla con la consideración adecuada para no dañar la
superficie vecinas ya terminadas.
73
Figura 26
Uniformidad de la superficie de cama de arena
Nota: (ICCG, 2010)
o Colocación de los adoquines
Los adoquines se emplazarán sobre una capa de arena completamente nivelada, a
tope unos con otros, de manera que generen juntas que ajustarán a los adoquines de
concreto y estas no deberán exceder los 3mm.
El emplazamiento de adoquines seguirá un orden uniforme, evitando
desplazamientos de los adoquines ya colocados, las mismas que se controlan a través de
hilos para resguardar su alineamiento transversal y longitudinal.
Figura 27
Colocación de los adoquines
Nota: (ICCG, 2010)
74
Si los adoquines son forma rectangular con relación largo/ancho de 2/1, el tipo de
colocación será de la forma espina de pescado, dispuestos en cualquier ángulo sobre la
superficie en la cual se colocará, modelo que se seguirá de manera continua, sin necesidad
de variar su rumbo al doblar esquinas o seguir trazados curvos.
Figura 28
Colocación de los adoquines
Nota: (ICCG, 2010)
Si los adoquines se distribuyen en hileras, tendrán que cambiar de orientación para
así respetar la perpendicularidad a la dirección preferencial de circulación de vehículos.
Figura 29
Patrón en hiladas de adoquines rectangulares
Nota: (ICCG, 2010)
75
Los adoquines de concreto se colocarán en hileras perpendiculares a la dirección
preferencial de circulación, pero sin transformar el sentido al doblar esquinas o seguir
trazados curvos.
Figura 30
Patrón en hiladas de adoquines NO rectangulares
Nota: (ICCG, 2010)
Los adoquines no se nivelarán ni ajustarán individualmente, pero si se podrán
ajustar de forma horizontal para conservar el alineamiento. Para zonas en pendientes, el
emplazamiento de los adoquines se hará preferentemente de abajo hacia arriba.
Figura 31
Método “click and drop” (golpear y soltar)
Nota: (ICCG, 2010)
76
o Ajustes
Una vez emplazados los adoquines dentro de área de trabajo, se realizarán ajustes
en las áreas que hayan quedado libres contra las estructuras de drenaje o confinamiento.
Estos ajustes se realizarán, preferentemente, cortando adoquines en piezas con la
forma necesaria para su colocación.
Para acondicionar áreas cuya dimensión sea inferior a la cuarta parte del tamaño
de un adoquín de concreto, estas se harán después de la conformación y compactación
final, empleando un mortero compuesto por un diseño de mezclas requerido.
- Compactación
a) Compactación inicial
Una vez terminado el acondicionamiento con piezas partidas, se procederá a la
compactación inicial de la capa de adoquines de concreto, mediante el apisonado de una
vibro compactadora de placa, por lo menos 2 pasadas en direcciones perpendiculares.
La superficie adoquinada se compactará hasta un metro del margen del avance de
la obra o de cualquier borde no confinado. Al término de la jornada de trabajo, los
adoquines de concreto deberán haber recibido, como mínimo la compactación inicial,
excepto en la franja de un metro recién descrita. (M.T.C. EG, 2013)
Los requisitos de la compactación inicial en pavimentos de adoquines son:
o En primer lugar, Enrasar la capa de adoquines para enmendar
cualquier irregularidad en el espesor durante su emplazamiento.
o Posteriormente iniciar la compactación de la cama de arena de asiento
de los adoquines.
o Para luego continuar con el llenado parcial de las juntas desde la cama
de arena de asiento hacia arriba y con ello el asegurar los adoquines.
(ICCG, 2010)
77
Figura 32
Compactación inicial
Nota: (ICCG, 2010)
b) Compactación final y sello de juntas
Seguidamente después de la compactación inicial, se adherirá la arena de sello
sobre la superficie en una cuantía semejante a una capa de 3mm de espesor y se limpiará
repetidamente en distintas direcciones, con una escoba o cepillo de cerdas largas y duras.
En el momento de su utilización, la arena deberá encontrarse lo suficientemente
seca para adentrarse con facilidad por las juntas.
Figura 33
Sellado de juntas
Nota: (ICCG, 2010)

78
Finalmente se aplicará la compactación, durante la cual cada punto del pavimento
tendrá que recibir al menos 4 pasadas del equipo placa vibro compactadora,
preferiblemente desde distintas direcciones.
No se autorizará el tráfico de vehículos hasta que la compactación final y el sello
de juntas hayan sido realizados y a su vez aprobados por el supervisor.
Figura 34
Compactación final
Nota: (ICCG, 2010)
c) Confinamiento
Los pavimentos de adoquines deberán tener una configuración de confinamiento
que imposibilite su desplazamiento lateral por motivo del empuje horizontal del tránsito
vehicular.
Las estructuras de confinamiento deberán bordear completamente el área
pavimentada y estar diseñadas para mantenerse estáticas, aun cuando estas reciban
impactos causados por las llantas, así mismo deberán introducirse por lo menos 15 cm en
la capa base que se ubicará bajo la capa de arena y su nivel superior recubrirá como
mínimo la mitad del espesor del adoquín.
79
d) Apertura de tránsito
La circulación de vehículos no está permitida hasta que el pavimento de adoquines
haya recibido la compactación final y esté del todo confinado.
e) Limitaciones en la ejecución
Ninguna de las actividades que forman parte de la construcción del pavimento de
adoquines cuando haya precipitaciones pluviales. Si la cama de arena que sirve de base a
los adoquines ha soportado precipitaciones pluviales o agua de escorrentía, deberá ser
retirada y reemplazada por una arena suelta de humedad baja y uniforme.
Si se tenían adoquines emplazados sin compactar ni sellar, se observará si el agua
ha producido erosión de la arena por debajo de las juntas y en caso de haya sucedido se
deberá de retirar los adoquines, la capa de arena y repetir el trabajo nuevamente.
f) Conservación
Durante un tiempo no inferior a dos semanas, se dejará un sobrante de arena
extendida sobre el pavimento terminado, de manera que el tránsito y las posibles lluvias
ayuden a acomodar la arena en las juntas.
No se deberá mojar el pavimento con chorro de agua a presión, antes ni después
de su construcción.
2.2.4.14. Estado de tensiones en pavimentos de adoquines
En los pavimentos habituales o tradicionales el estado de tensiones se obtiene con
el modelo elástico multicapa de Boussinesq, que permite calcular el bulbo de presiones y
el estado de deformaciones en cualquier punto que se aplica una carga.
Sin embargo, en pavimentos articulados el modelo no resulta apropiado debido a
la variedad de materiales y a la rigidez de las capas que componen este tipo de
pavimentos, por lo que se limita esencialmente la aplicabilidad del modelo de Boussinesq.
80
Apenas hay modelos que describen la forma en que se disipan las tensiones en los
pavimentos de adoquines de concreto. Soutsos et al. (2011), especificaron y aplicaron
experimentalmente el modelo desarrollado originalmente por Dutruel y Dardare (1984).
Debido a la presencia de la cama de arena, las tensiones en la parte superior de la
base disminuyen por la disipación en los bloques y en la cama de arena debido al
fenómeno de la trabazón mecánica. Por lo tanto, si σ1 es la tensión en la superficie del
adoquín inducida por una carga de rueda, la tensión en la parte superior de la base σ0
queda determinada por la ecuación 3.1, en donde Ke es el factor de dispersión de tensiones
en la cama de arena, el cual se determina experimentalmente dependiendo de la relación
de radios de plato de carga R0, del experimento de Dutruel y Dardare (1984) y el radio
equivalente de carga de rueda Re, en la fibra inferior del adoquín.
R2
σ0 = σ1 ( 02 ) = σ1 ∗ Ke (3.1)
Re
si se aplica la regla de difusión trapezoidal de tensiones hasta la cama de arena, es
posible reducir el radio equivalente Re, obteniéndose la expresión de Eissenman y
Leykauf (1988).
Re=R1+hadoquin*hcama de arena (3.2)
Estudios experimentales realizados por (Panda, 2002) y otros investigadores,
analizados por (Soutsos, 2011), proponen un factor de disipación de tensiones entre 0.55
y 0,6. Es decir la tensión disipada por adoquín y la cama de arena puede alcanzar hasta
un 45% de la carga aplicada. La figura 31 muestra un bulbo de presiones para un
pavimento de adoquín típico.
81
Figura 35
Bulbo de presiones bajo el eje de aplicación de carga para un eje simple de 8.17Tn, un
espesor de adoquín de 60mm y cama de arena de 40mm
Nota: (ICH., 2013)
2.2.5. Pavimentos flexibles
Los pavimentos flexibles están formados por una carpeta bituminosa apoyada
sobre dos capas, la base y la subbase. No obstante, puede prescindirse de cualquiera de
estas capas dependiendo de las solicitaciones particulares de cada obra vial.
Figura 36
Estructura típica de un Pavimento Flexible
82
2.2.5.1. Funciones de las capas de un pavimento flexible
a) Carpeta
- Superficie de rodamiento. La carpeta debe dar una superficie estable y
uniforme al tránsito vehicular, de textura y color conveniente de manera que pueda resistir
los efectos abrasivos del tránsito.
- Impermeabilidad. Hasta donde sea posible debe impedir la infiltración del
agua a las capas inferiores de la estructura del pavimento.
- Resistencia. Su resistencia a la tensión complementa la capacidad
estructural del pavimento.
b) Base granular
- Resistencia. La función principal de la base granular de un pavimento, es
proporcionar un componente resistente que transmita a la sub base y a la subrasante los
esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad adecuada.
- Función económica. Respecto a la superficie de rodadura, la base tiene una
función económica análoga a la que tiene la sub base respecto a la base.
c) Sub base granular
- Función económica. Una de las funciones primordiales de esta capa es
claramente económica; de hecho, el espesor total que se espera para que el nivel de
esfuerzos en la subrasante sea igual o menor que su propia resistencia, puede ser
construido con materiales que tengan comportamiento mejor; sin embargo, es necesario
colocar los materiales de mejor calidad en la parte superior y distribuir en la parte inferior
los de menor calidad que consecuentemente es más económico. Esta disposición puede
tener consigo un aumento en el espesor total del pavimento, sin embargo, resulta mucho
más económico.
83
- Capa de transición. La sub base bien constituida impide el ingreso de los
materiales que conforman la base, por otra parte, actúa como filtro de la base impidiendo
que materiales finos de la subrasante contaminen disminuyendo su calidad.
- Disminución de las deformaciones. Algunos cambios volumétricos de la
subrasante, en su mayor parte relacionados con cambios en su contenido de agua o a
cambios de temperatura extremos, pueden absorberse con la capa sub base, impidiendo
que tales deformaciones se reflejen en la superficie de rodadura.
- Resistencia. La sub base debe sostener los esfuerzos transmitidos por las
cargas de los vehículos a través de las capas superiores y transmitidos a un nivel adecuado
a la sub rasante.
- Drenaje. La sub base en muchos casos debe drenar el agua que se introduce
por medio de la carpeta asfáltica o por las bermas, así como impedir el ingreso del agua
por efectos de capilaridad.
2.2.6. Pavimentos Rígidos
Son pavimentos que básicamente están conformados por una losa de concreto,
apoyadas sobre un material seleccionado, denominado sub base y posteriormente sobre
una sub rasante.
Debido a la alta rigidez del concreto, así como su alto coeficiente de elasticidad,
la distribución de los esfuerzos se produce en un área muy amplia. Además, como el
concreto es capaz de resistir en alguna medida, esfuerzos a la tensión, el comportamiento
de un pavimento rígido es suficientemente satisfactorio aun cuando hay zonas débiles en
las sub rasante.
La capacidad estructural de un pavimento rígido depende de la resistencia de las
losas y, por lo tanto, los apoyos de las capas inferiores ejercen poco efecto en el diseño
de la estructura del pavimento.
84
La capacidad estructural de un pavimento rígido depende de la resistencia de las
losas y, por lo tanto, el apoyo de las capas subyacentes ejerce poca influencia en el diseño
del espesor del pavimento.
Figura 37
Estructura típica de un Pavimento Rígido
2.2.6.1. Funciones de las capas de un pavimento rígido.
a) Losa de concreto
En pavimentos rígidos la losa de concreto además de brindar rigidez en la
superficie de rodadura tiene la función estructural de transmitir y soportar el nivel
adecuado de los esfuerzos que se le apliquen.
b) Sub base
- La función principal es prevenir la acción de bombeo en las juntas, grietas
y extremos del pavimento. Se entiende por bombeo a la fluencia del material fino con
agua fuera de las estructuras del pavimento, debido a la infiltración del agua por las juntas
de las losas. El agua que penetra a través de las juntas licua el suelo fino de la sub rasante
facilitando así su evacuación a la superficie bajo la presión ejercida por las cargas
circulantes a través de las losas.
- Ejerce como una capa de transición y facilita un apoyo uniforme, estable
y permanente en el pavimento.
85
- Viabiliza los trabajos de pavimentación.
- Mejorar el drenaje y reducir al mínimo el almacenamiento de agua bajo el
pavimento.
• Ayuda a controlar las variaciones volumétricas de la subrasante y
simplificar al mínimo la acción superficial de posibles cambios volumétricos sobre el
pavimento diseñado.
• Mejorar la capacidad de soporte del suelo de la subrasante.}
2.2.7. Factores que considerar en el diseño de pavimentos
2.2.7.1. El tránsito
Es de gran importancia el dimensionamiento de los pavimentos, las cargas más
pesadas por eje (simple, tándem o trídem), esperadas en el carril de diseño (el más
solicitado, que determinará la estructura del pavimento) durante el lapso de diseño
adoptado. La reiteración de las cargas del tránsito y la acumulación de deformaciones
sobre el pavimento (fatiga) son fundamentales para el cálculo y diseño. Además, deberán
tener en cuenta las máximas presiones de contacto, las solicitaciones tangenciales en
tramos especiales como; (curvas, zonas de frenado y aceleración, etc.), las velocidades de
operación de los vehículos (en especial las lentas en zonas de estacionamiento de
vehículos pesados), orientación del tránsito, etc.
2.2.7.2. Solicitaciones de diseño
Un componente importante en el diseño es la consideración del tráfico al que el
pavimento estará sometido durante su vida útil. El cálculo de las cargas de diseño
dependerá del uso que se le dará al pavimento.
• Para su empleo vehicular
• Para su empleo portuario
• Para su empleo industrial
86
• Para su empleo aeroportuario
Independientemente de su empleo, es posible diseñar un procedimiento general
de cálculo que puede aplicarse a cargas repetitivas. La figura 34, muestra de forma
resumida los pasos a seguir.
Figura 38
Esquema general de cálculo de solicitaciones
Nota: (ICH., 2013)
2.2.7.3. Solicitaciones de tráfico vehicular
Las tensiones generadas a partir de Las solicitaciones de tráfico están netamente
relacionadas con la demanda de esta. Sin embargo, en zonas urbanas prevalece el tráfico
liviano, por lo general no se considera como un factor que genere daños estructurales.
Por el contrario, en regiones interurbanas hay un mayor grado de tráfico pesado,
que se considera como el causante principal del deterioro de los pavimentos. Por otra
parte, en zonas urbanas el tráfico es versátil a lo largo del día, predominando al menos en
dos momentos del día, en los que el tráfico se concentra. En zonas interurbanas, sin
embargo, en ausencia de conglomerados de actividades productivas, el trafico será en
general más homogéneo a lo largo del día.
87
2.2.7.4. La sub rasante
El espesor de un pavimento por lo general está condicionado por la calidad de esta
capa. Como parámetro de evaluación de esta capa se utiliza la capacidad de soporte o
resistencia a la deformación por esfuerzo cortante bajo las solicitaciones del tráfico. Es
importante considerar la capacidad de respuesta del suelo húmedo, tanto en lo que
respecta a la resistencia como a las posibles variaciones de volumen.
Las variaciones de volumen de un suelo de sub rasante de tipo expansivo pueden
generar daños considerables en las estructuras que se apoyen sobre este, por lo tanto,
cuando se construya un pavimento sobre estos tipos de suelos debe tomarse la precaución
de impedir las variaciones de humedad del suelo por lo que se deberá considerar la
impermeabilización de la estructura.
2.2.7.5. El clima
Las variables del medio ambiente que más influyen en el comportamiento de la
estructura de un pavimento son las precipitaciones pluviales y los cambios sustanciales
de temperaturas.
Las precipitaciones pluviales por su acción directa e inmediata en la elevación
del nivel freático influyen en la resistencia, la compresibilidad y cambios volumétricos,
específicamente en los suelos de la sub rasante. Este parámetro influye igualmente en
algunas actividades de construcción, por ejemplo, el movimiento de tierras, colocación y
compactación de toda la estructura del pavimento.
Las variaciones de temperatura en las losas de pavimentos rígidos generan en estos
esfuerzos muy elevados, incluso en algunas situaciones pueden ser superiores realizados
por las solicitaciones producidos por el tránsito.
En los pavimentos flexibles y teniendo en cuenta que el asfalto tiene una elevada
susceptibilidad térmica, el incremento o descenso de temperatura puede provocar un
88
cambio significativo en el módulo de elasticidad de las capas asfálticas, generando en
ellas y bajo circunstancias especiales, agrietamientos o deformaciones que influirían en
la calidad de servicio de una vía.
2.2.7.6. Disponibilidad de materiales
La disponibilidad de los materiales es un aspecto determinante para seleccionar
una estructura de pavimento que sea adecuada, técnica y económicamente. Desde un
punto de vista, se consideran los materiales disponibles en canteras y depósitos aluviales
del sector. Además del volumen disponible aprovechable se debe atender la calidad
requerida, en la que se incluye la deseada homogeneidad, juntamente con las facilidades
de explotación y al precio, condicionado en gran medida por la distancia de transporte.
El desarrollo de los costos de construcción debe contar con una prevención del
comportamiento integral del pavimento durante la vida útil proyectado.
89
CAPÍTULO III
MATERIALES Y MÉTODOS
3.1. Periodo de duración del estudio
El periodo de ejecución está comprendido desde el mes de noviembre del 2020
hasta diciembre del 2021.
3.2. Procedencia del material y datos
3.2.1. Estudio de tráfico
Conteo de vehículos durante siete días consecutivos, en la Plaza Grau de la ciudad
de Lampa.
3.2.2. Estudio de suelos
Según el (R.N.E., 2010), capítulo 3 - TÉCNICAS DE INVESTIGACIÓN DE
CAMPO, ENSAYOS DE LABORATORIO, REQUISITOS DE LOS MATERIALES Y
PRUEBAS DE CONTROL, la cantidad de puntos de investigación será de acuerdo al tipo
de vía, teniendo en cuenta que se trata de una VÍA LOCAL y un área total de 1921.68 m2
para la construcción de la vía, se realizó 02 calicatas, para la evaluación del C.B.R. de la
sub rasante en la plaza Grau ciudad de Lampa.
3.2.3. Estudio hidrológico
- Parámetro: Precipitación total diaria, proporcionado por SENAMHI sede
Puno.
- Parámetro: Precipitación máxima en 24 horas, proporcionado por SENAMHI
sede Puno.
3.2.4. Estudio topográfico
Levantamiento topográfico plaza Grau de la ciudad de Lampa.
90
3.3. Población y muestra
Población : Ciudad de Lampa.
Muestra : Plaza Grau de la Ciudad de Lampa.
3.4. Condición actual del pavimento existente en la plaza Grau
En la actualidad la plaza Grau de la ciudad de Lampa cuenta con un pavimento
rígido, cuyo año de construcción data en 1968 por gestión del reconocido ingeniero y
político Enrique Torres Belón.
Debido al servicio que presta ya hace más de 50 años presenta un deterioro ya
muy importante, que a simple vista se puede apreciar. Por otra parte, la no concordancia
con el entorno turístico que cuenta la plaza Grau que es el templo Santiago Apóstol,
monumento histórico declarado ya en 1941. Es por ello que la innovación, el contraste,
el embellecimiento a través del pavimento de adoquines de concreto es una alternativa
idónea debido a sus cualidades y ventajas, de ese modo aportar al turismo de la ciudad
rosada de lampa.
91
Figura 39
Situación actual del Pavimento Rígido en la Plaza Grau
92
3.5. Ingeniería del proyecto
3.5.1. Estudio topográfico
3.5.1.1. Topografía
Es arte de alinear con detalle la superficie de una terrestre sobre un plano mediante
instrumentos que permitan realizar las mismas con mayor grado de precisión.
Tiene por objeto medir extensiones de terreno, tomando los datos obtenidos en
campo para poder representar sobre un plano a escala, para observar su forma y extensión
del terreno
El método para proceder en un levantamiento topográfico contempla tres etapas:
- Trabajo de campo: Consiste en registrar medidas reales en campo.
- Trabajo de gabinete: Consiste en realizar cálculos precisos para definir áreas,
posiciones y volúmenes requeridos.
- Dibujo: Consiste en trazar a escala las medidas su requerimiento.
3.5.1.2. Tipos de levantamientos
Levantamiento topográfico: Es la primera etapa del estudio técnico, descriptivo
de un terreno. Se trata de estudiar la superficie minuciosamente teniendo en cuenta las
propiedades físicas, geográficas y geológicas del terreno, también las variaciones
existentes en el terreno y que se deban a la intervención del hombre, se plasmarán con
detalle y exactitud en un plano.
Levantamiento Geodésico: Se considerará la curvatura de la tierra, se aplica en
grandes superficies de terreno, como por ejemplo para elaborar la carta de un país,
departamento o ciudad.
3.5.1.3. Curvas de nivel
Una curva de nivel es una línea trazada en un mapa o plano que une todos los
puntos que tienen la misma altura con relación a un plano de referencia.
93
El plano de referencia de cota conocida, en muchos mapas es el nivel medio del
mar. Se puede observar una curva de nivel como la intersección de un plano de nivel con
la superficie de agua y con la superficie ondulante del terreno, también una subida o
bajada del agua genera variación en curvas de nivel. (Narvaes D, 1999)
3.5.1.4. Procedimiento en campo
3.5.1.4.1. Planificación
En todo trabajo topográfico se debe tener en cuenta la planificación, la misma que
contempla un conjunto de actividades previas al desarrollo propiamente del estudio, con
la finalidad de hacer el uso óptimo de cada recurso con que se cuente (recursos humanos,
financieros, equipos y tiempo), de manera que se pueda conseguir un producto de buenas
condiciones en precisión y exactitud. Para nuestro levantamiento topográfico del presente
proyecto de tesis se contó con los equipos que se detallarán a continuación:
- 01 equipo de Estación Total – marca TOPCON, modelo: ES 105.
- 01 equipo GPS navegador - marca GARMIN, modelo: MAP 76CSx, para
conseguir coordenadas geográficas.
- 01 trípode y 02 prismas para la realización de la red planificada.
- La cuadrilla necesaria para realizar el trabajo de campo fue:
- 01 operador capacitado para el manejo de la estación total
- 02 personas capacitadas para el manejo de los prismas.
3.5.1.4.2. Captura de datos
Es la acción de registrar los datos requeridos para generar las coordenadas de cada
punto visado. La misma que se inicia con la ubicación de los puntos de a controlarse,
puntos que definirán la línea base o referencia requerida para tener una orientación de la
estación total; para mantenerse con la captura de los puntos requeridos de interés y
finalmente con los puntos de relleno o puntos detallados.
94
Para el desarrollo de la misma se tiene el punto de partida la estación, (E – 1),
cuyas coordenadas son:
Norte: 8301224
Este: 353541
Elevación: 3878
Tabla 8
Puntos topográficos obtenidos
PUNTO NORTE ESTE ELEVACIÓN PUNTO NORTE ESTE ELEVACIÓN

1 8301224.000 353541.000 3878.000 58 8301257.647 353552.3690 3877.4330
2 8301229.000 353528.000 3878.000 59 8301259.260 353547.9470 3877.4380
3 8301101.603 353499.229 3876.175 60 8301280.277 353554.0080 3877.5200
4 8301098.621 353494.746 3875.879 61 8301277.851 353560.2450 3877.5820
5 8301093.970 353492.624 3875.762 62 8301276.428 353564.9530 3877.6260
6 8301094.160 353496.170 3876.056 63 8301233.618 353528.9890 3877.5670
7 8301136.706 353513.059 3876.650 64 8301239.073 353531.0190 3877.5130
8 8301117.446 353505.650 3876.389 65 8301229.386 353527.5120 3877.5820
9 8301134.960 353509.271 3876.502 66 8301243.506 353513.9800 3877.5200
10 8301179.479 353529.939 3877.254 67 8301239.341 353512.4880 3877.5570
11 8301161.991 353517.942 3876.978 68 8301235.160 353511.2340 3877.6140
12 8301163.747 353520.794 3876.876 69 8301246.724 353504.4370 3877.5010
13 8301217.453 353545.015 3877.742 70 8301238.502 353501.4830 3877.5980
14 8301167.138 353519.533 3877.303 71 8301242.670 353503.0910 3877.5770
15 8301219.933 353549.147 3877.733 72 8301244.208 353485.3330 3877.6040
16 8301175.593 353525.167 3877.026 73 8301248.153 353486.7080 3877.5730
17 8301225.723 353547.342 3877.823 74 8301252.716 353488.2540 3877.4950
18 8301223.935 353541.634 3877.753 75 8301259.364 353468.7000 3877.5200
19 8301212.146 353579.424 3876.570 76 8301250.950 353465.5590 3877.6220
20 8301209.634 353581.223 3876.387 77 8301255.029 353466.9220 3877.5680
21 8301213.375 353576.612 3876.671 78 8301313.013 353488.6410 3877.1640
22 8301220.729 353559.462 3877.358 79 8301313.013 353488.6410 3877.1640
23 8301223.957 353551.595 3877.472 80 8301224.000 353541.0000 3878.0000
24 8301224.969 353543.713 3877.574 81 8301429.490 353533.4810 3875.9030
25 8301236.851 353505.666 3877.942 82 8301430.743 353537.6600 3875.7360
26 8301239.401 353498.649 3877.948 83 8301415.668 353527.9430 3875.9360
27 8301247.306 353475.505 3877.906 84 8301425.147 353536.3900 3875.9450
28 8301258.482 353483.893 3877.644 85 8301422.257 353533.2770 3875.7880
29 8301251.325 353463.982 3877.882 86 8301394.978 353519.5760 3876.0880
30 8301251.793 353490.172 3877.607 87 8301421.986 353535.0750 3875.7650
31 8301254.840 353466.988 3877.568 88 8301371.202 353515.2760 3876.2360
32 8301247.677 353501.979 3877.594 89 8301399.791 353524.0160 3875.9240
95
33 8301255.405 353465.677 3877.668 90 8301357.633 353510.0890 3876.3390
34 8301239.771 353525.092 3877.657 91 8301370.813 353512.5550 3876.1530
35 8301251.407 353477.128 3877.559 92 8301351.660 353507.6790 3876.4450
36 8301235.316 353538.238 3877.532 93 8301369.787 353514.6050 3876.1100
37 8301242.444 353503.455 3877.586 94 8301353.144 353502.5500 3876.4450
38 8301230.952 353536.843 3877.582 95 8301342.424 353504.3010 3876.5560
39 8301251.207 353544.460 3877.591 96 8301370.396 353509.8070 3876.1070
40 8301226.759 353535.322 3877.556 97 8301359.317 353505.6890 3876.2280
41 8301233.837 353543.073 3877.562 98 8301343.916 353499.4330 3876.5400
42 8301232.356 353547.749 3877.534 99 8301358.703 353507.8120 3876.2680
43 8301255.846 353557.264 3877.734 100 8301357.842 353509.8200 3876.2070
44 8301255.861 353557.230 3877.734 101 8301355.621 353506.8940 3876.3160
45 8301239.141 353531.048 3877.509 102 8301351.711 353507.5410 3876.3170
46 8301287.640 353569.766 3878.135 103 8301352.065 353505.2830 3876.3670
47 8301247.033 353542.899 3877.452 104 8301352.375 353502.5550 3876.3020
48 8301293.033 353571.053 3877.910 105 8301317.679 353495.3320 3876.9700
49 8301245.620 353547.594 3877.474 106 8301334.892 353496.2440 3876.5370
50 8301295.822 353561.866 3877.836 107 8301334.059 353498.5760 3876.5900
51 8301250.253 353554.492 3877.401 108 8301319.077 353490.6400 3876.9170
52 8301274.059 353553.504 3877.618 109 8301333.259 353500.9290 3876.5460
53 8301252.026 353550.185 3877.468 110 8301318.652 353490.5860 3876.7740
54 8301290.983 353546.075 3877.674 111 8301318.074 353492.9870 3876.8540
55 8301254.020 353545.730 3877.471 112 8301317.637 353495.3160 3876.8260
56 8301259.134 353547.610 3877.575 113 8301315.912 353496.7440 3877.1050
57 8301255.747 353556.920 3877.418 114 8301311.029 353497.2000 3876.9360
115 8301315.178 353498.662 3876.841 172 8301284.015 353455.4050 3877.4540
116 8301299.392 353496.445 3877.087 173 8301287.874 353456.7440 3877.2840
117 8301310.841 353513.090 3877.189 174 8301284.122 353455.5180 3877.3160
118 8301301.988 353510.310 3877.368 175 8301286.351 353456.3150 3877.3140
119 8301310.678 353513.119 3876.988 176 8301299.190 353422.3470 3877.7960
120 8301302.060 353510.371 3877.116 177 8301294.346 353424.9880 3877.6240
121 8301306.468 353511.805 3877.138 178 8301298.257 353425.0600 3877.6060
122 8301298.685 353521.199 3877.391 179 8301298.357 353425.0540 3877.7500
123 8301307.510 353523.743 3877.314 180 8301305.231 353390.6300 3878.1600
124 8301298.758 353521.089 3877.156 181 8301309.222 353391.7870 3878.1560
125 8301307.332 353523.723 3877.111 182 8301305.963 353389.6990 3878.0250
126 8301303.161 353522.467 3877.205 183 8301307.431 353390.8900 3878.0300
127 8301300.198 353547.648 3877.520 184 8301309.228 353391.8530 3878.0050
128 8301291.380 353544.980 3877.507 185 8301309.174 353386.1620 3878.0680
129 8301300.035 353547.645 3877.278 186 8301310.931 353386.6770 3878.0400
130 8301291.477 353544.993 3877.308 187 8301249.909 353556.4650 3877.2810
131 8301295.599 353546.359 3877.328 188 8301254.835 353558.5960 3877.3010
132 8301286.273 353563.664 3877.452 189 8301245.824 353567.7790 3876.9160
133 8301294.451 353566.467 3877.719 190 8301248.565 353568.6780 3876.8490
134 8301289.858 353565.076 3877.464 191 8301249.843 353461.3760 3877.6610
135 8301288.421 353571.377 3877.672 192 8301249.843 353461.3760 3877.6610
136 8301288.565 353571.382 3877.497 193 8301273.218 353491.1790 3877.5110
137 8301291.083 353567.674 3877.477 194 8301195.908 353438.9330 3877.4250
96
138 8301285.829 353587.239 3877.473 195 8301195.781 353438.8960 3877.4250
139 8301283.511 353586.568 3877.620 196 8301196.998 353436.8900 3877.1140
140 8301280.004 353605.157 3876.946 197 8301196.042 353438.9540 3877.1340
141 8301283.576 353586.496 3877.406 198 8301212.588 353436.4760 3877.3460
142 8301285.607 353587.427 3877.455 199 8301208.931 353444.1360 3877.4370
143 8301279.322 353607.601 3876.854 200 8301215.525 353437.7960 3877.2020
144 8301294.049 353491.987 3877.406 201 8301209.059 353444.1410 3877.1910
145 8301295.618 353487.650 3877.098 202 8301226.951 353442.0770 3877.3600
146 8301293.906 353491.806 3877.079 203 8301220.473 353448.7510 3877.4820
147 8301297.286 353483.323 3877.057 204 8301226.872 353442.1740 3877.2810
148 8301297.342 353483.280 3877.174 205 8301220.507 353448.6600 3877.2720
149 8301284.187 353488.655 3877.406 206 8301243.975 353448.7450 3877.3900
150 8301287.680 353479.538 3877.243 207 8301240.726 353456.9780 3877.4960
151 8301285.454 353488.840 3877.097 208 8301243.817 353448.8920 3877.2550
152 8301287.728 353479.612 3877.138 209 8301240.748 353456.9020 3877.2480
153 8301267.681 353483.034 3877.540 210 8301242.433 353453.0070 3877.2530
154 8301281.672 353477.236 3877.204 211 8301198.845 353434.8750 3877.3460
155 8301268.585 353483.091 3877.264 212 8301226.427 353446.5320 3877.2940
156 8301279.804 353481.761 3877.271 213 8301199.068 353434.8600 3877.1650
157 8301270.181 353478.388 3877.319 214 8301212.452 353441.0790 3877.2370
158 8301277.013 353475.386 3877.241 215 8301250.754 353446.0750 3877.3960
159 8301271.202 353473.132 3877.412 216 8301250.923 353446.0910 3877.2090
160 8301271.114 353473.294 3877.295 217 8301256.557 353428.9560 3877.4500
161 8301264.293 353470.640 3877.469 218 8301254.786 353447.6400 3877.2580
162 8301264.268 353470.713 3877.346 219 8301256.755 353428.9960 3877.2710
163 8301273.218 353491.179 3877.511 220 8301260.727 353430.3830 3877.3360
164 8301273.218 353491.179 3877.511 221 8301261.223 353413.4770 3877.4950
165 8301313.013 353488.641 3877.164 222 8301265.847 353414.8350 3877.3920
166 8301277.850 353474.100 3877.273 223 8301261.437 353413.5240 3877.3460
167 8301281.744 353475.322 3877.234 224 8301263.955 353399.5480 3877.6350
168 8301278.132 353473.899 3877.123 225 8301261.938 353405.7650 3877.3470
169 8301281.705 353475.309 3877.093 226 8301263.831 353399.6720 3877.4240
170 8301279.990 353474.523 3877.128 227 8301261.519 353398.8430 3877.4210
171 8301287.940 353456.744 3877.434 228 8301259.363 353398.3620 3877.4380
3.5.2. Estudios geotécnicos
3.5.2.1. Introducción
La estructura de un pavimento de una obra vial, requiere una serie de estudios para
el desempeño adecuado durante su tiempo de vida, el estudio adecuado de suelos viene a
ser un parámetro primordial debido al esfuerzo que generan las cargas y
consecuentemente a ellas las deformaciones en cada una de las capas que conformarán la
97
estructura de la misma, es por ello la importancia fundamental del estudio geotécnico del
terreno de fundación y no dejando de lado la presencia del nivel freático en el terreno de
apoyo.
El estudio de suelos determinará las particularidades del terreno de fundación,
definiendo las unidades estratigráficas de ese modo y la capacidad de soporte básicamente
el estudio de suelos tiene por finalidad:
- Reconocimiento e identificación de los materiales que conforman el estrato y
más aún su caracterización de la subrasante.
- La determinación y apreciación de las propiedades físico-mecánicas de los
materiales mostrados en la zona de estudio.
El análisis de suelos en nuestro estudio hace referencia básicamente a la
determinación del valor relativo de soporte (CBR) del terreno de fundación donde se
encuentra proyectado la construcción del pavimento de adoquines de concreto. El mismo
que se ha desarrollado a través de ensayos de laboratorio, en ese sentido determinaremos
la conformación de cada capa de la estructura del pavimento, cumpliendo con las
exigencias técnicas de las normativas vigentes en el área a estudio.
3.5.2.2. Reconocimiento del terreno
Se obtendrá información inicial de las características del suelo a través de una
inspección visual del área delimitado, así como también de estudios de las diferentes
fuentes que están disponibles.
El área delimitada comprende 4 cuadras (jr. Municipalidad, jr. José Gálvez, jr.
Antonio Barrionuevo, jr. More) en sentidos perpendiculares una del otro, con un área neta
de pavimentación de 1921.68 m², presenta una topografía llana, y a la vez está ubicada en
el centro turístico de la ciudad de Lampa.
98
3.5.2.3. Muestreo y exploración de suelos
Por lo anterior se llega a la conclusión de tomar muestras por medio de pozos a
cielo abierto o calicatas al margen de la vía pavimentada que existe en la actualidad (área
verde – plaza Grau) y además la posibilidad de verificar el nivel freático in situ.
3.5.2.4. Número de puntos de investigación
Para la realización del número de puntos de investigación (pozos a cielo abierto)
se tomó en consideración la normativa vigente:
- R.N.E. (C.E010) Pavimentos Urbanos, en el capítulo III técnicas de
investigación de campo, ensayos de laboratorio, requisitos de los materiales y
pruebas de control, donde indica la cantidad de puntos de investigación, será
en base al tipo de vía como se indica a continuación.
Tabla 9
Número de puntos de investigación
Tipo de Número de puntos de

Área (m2)
vía investigación
Expresas 1 cada 2000
Arteriales 1cada 2400
Colectoras 1 cada 3000
Locales 1 cada 3600
Nota: (R.N.E., 2010)
Teniendo en consideración las siguientes consideraciones:
- Los puntos de investigación serán ubicados preferentemente en los cruces de
vías, pudiendo utilizarse puntos intermedios que permitan disponer la
estratigrafía a lo largo de la vía.
- La profundidad mínima de investigación será de 1.50m por debajo de la cota
de rasante final de la vía.
99
- Donde exista rellenos no controlados se deberá hacer una investigación en
todo su espesor debiendo estudiarse no menos de 0.50m dentro del suelo
natural.
- Efectuados el registro de la estratigrafía, el muestreo y evidencias fotográficas
se deberá rellenar las excavaciones con los materiales antes extraídos.
- Se extraerá por lo menos una muestra que representará cada tipo de suelo para
su posterior ensayo y estudio de laboratorio, según las normas indicadas en el
RNE.
- Se hallará un C.B.R. por cada 5 puntos de investigación o menos según lo
dispuesto en la tabla anterior y mínimamente un C.B.R. por cada tipo de suelo
de subrasante.
3.5.2.5. Sistema de clasificación de suelos AASHTO
El sistema internacional de clasificación de suelos de la American Association of
State Highway and Transportation Officials (AASHTO) en la actualidad es utilizado en
estudios de pavimentación de obras viales.
De acuerdo a la clasificación AASHTO, los suelos se clasifican en siete grupos
que son designados del A-1 hasta el A-7 que a su vez se subdividen en 12 sub grupos.
100
Tabla 10
Clasificación de suelos AASHTO
Nota: (Braja M. Das., 2014)
3.5.2.6. Características de los puntos de investigación
Debido al área de estudio se ha realizado dos puntos de investigación teniendo el
detalle a continuación:
- Tipo de exploración: A cielo libre (calicatas).
- Cantidad de calicatas a exploración: 02
- Ubicación: Área verde de la plaza Grau, ciudad de Lampa.
- Profundidades: Calicata (C-1); h = 1.10 m
Calicata (C-2); h = 1.30 m
101
Tabla 11
Datos de la calicata
Calicata Este Norte Altura Profundidad N.F.

C-1 353512.00 8301262.00 3887 1.10m Sí se encontró
C-2 353516.00 8301287.00 3887 1.30m Sí se encontró
Figura 40
Ubicación de los puntos de investigación
Nota: Google Earth
3.5.2.7. Ensayos de suelos en laboratorio
Bajo el estudio de suelos se logrará obtener datos importantes, definitivos y reales
de las propiedades del suelo para su respectivo estudio y clasificación final de suelos, de
modo que nos permite realizar el diseño de pavimentos.
Debido a la pandemia del COVID 19 y la no disponibilidad del laboratorio de
suelos de la EP ing. Civil de la UNA PUNO, es que los ensayos obtenidos de las muestras
102
extraídas en la plaza Grau, tanto en la calicata 1 y calicata 2 se realizaron en el laboratorio
“JC laboratorio San Román” de la ciudad de Juliaca, provincia de San Román en fecha
16-01-2021, teniendo en cuenta que dicho laboratorio cuenta con la calibración de cada
equipo utilizado.
Los ensayos realizados en laboratorio se detallan a continuación:
• Contenido de humedad natural.
• Análisis granulométrico.
• Límites de consistencia.
• Proctor estándar.
• Valor relativo de soporte (C.B.R.).
Cada uno de los ensayos citados se ejecutaron de acuerdo con las solicitaciones y
especificaciones, tratamientos establecidos en el manual de ensayo de materiales (EM
2000) del ministerio de transporte y comunicaciones (M.T.C.)
3.5.2.8. Resumen de los datos obtenidos en laboratorio
En la tabla 11, se aprecia un resumen de los estudios y resultados conseguidos de
las muestras del terreno estudiado.
Tabla 12
Datos Obtenidos En Laboratorio De Suelos
Resultados
Ensayos de laboratorio
C-1 C-2
Humedad natural (%) 22.72 18.88
Clasificación AASHTO A-6(5) A-4(2)
Clasificación SUCS CL SC
Límite Liquido (%) 37.63 36.55
Límite Plástico (%) 24.04 26.31
Índice de Plasticidad (%) 13.59 10.24
Máxima Densidad Seca (g/cm3) 1.54 1.76
103
Optimo contenido de Humedad (%) 26.4 15.8
95% de la máxima densidad seca (g/cm3) 1.463 1.67
CBR al 100% M.D.S. (%) 7.18 15.31
CBR al 95% M.D.S. (%) 6.1 11.9
Análisis de resultados y su estratigrafía de las muestras extraídas en las 02
calicatas se detallan de la siguiente manera.
Calicata 01:
- De 0.00m a 0.20m constituidas por estratos de turbas y otros materiales
altamente orgánicos con presencia de raíces, en su clasificación SUCS se
obtiene como PT.
- De 0.20m a 0.70m constituida por estratos de arcillas inorgánicas y limos
inorgánicos arenas muy finas, en su clasificación SUCS se obtiene como CL-
ML.
- De 0.70m a 1.10m constituidas por estratos de arcillas inorgánicas de mediana
plasticidad y la presencia evidente del nivel freático a una profundidad de
1.10m en su clasificación SUCS se obtiene como CL.
Tabla 13
Perfil estratigráfico de la calicata C-1
Registro de excavaciones C - 1
Profundidad
Muestra Símbolo Descripción Clasificación
De A
Material conformado
por turbas, otros
0.00 m 0.20 m E-1 materiales altamente Pt
orgánicos con
presencia de raíces.
Material conformado
0.20 m 0.70 m E-2 por arcillas y limos CL - ML
inorgánicos.
104
Material conformado
por arcillas
inorgánicas de media
0.70 m 1.10 m E-3 CL
a baja plasticidad,
presencia del nivel
freático a 1.10 m.
Observaciones: El nivel freático se presenta a una profundidad de 1.10m
Calicata 02:
- De 0.00m a 0.20m constituida por estratos de turbas y otros materiales
altamente orgánicos con presencia de raíces su clasificación SUCS
corresponde a PT.
- De 0.20m a 0.70m constituida por estratos de arcillas inorgánicas y limos
inorgánicos, arenas muy finas limosas, su clasificación SUCS corresponde a
CL-ML.
- De 0.70m a 1.30m constituida por estratos de arena arcillosas de mediana a
baja plasticidad, se encontró el nivel freático en la calicata a una profundidad
de 1.30m, presenta considerable humedad, según su clasificación SUCS
corresponde a SC.
Tabla 14
Perfil estratigráfico de la calicata C-2
Registro de excavaciones C - 2
Profundidad
Muestra Símbolo Descripción Clasificación
De A
Material
conformado por
turbas, otros
0.00 m 0.20 m E-1 Pt
materiales altamente
orgánicos con
presencia de raíces.
Material
conformado por
0.20 m 0.70 m E-2 CL - ML
arcillas inorgánicos
y limos inorgánicos.
105
Material
conformado por
arenas arcillosas de
0.70 m 1.30 m E-3 mediana a baja SC
plasticidad,
presencia del nivel
freático a 1.30 m.
Observaciones: El nivel freático se presenta a una profundidad de 1.30m
3.5.2.9. Determinación del CBR de diseño
Con los valores de CBR obtenidos en laboratorio de las calicatas ya descritas,
podemos determinar el CBR de diseño.
Para la adquisición del valor de CBR de diseño de la subrasante, se tiene que
considerar lo siguiente:
- En lugares con más de 6 valores de CBR verificados por tipo de suelo que
representa o por sección de características similares de suelos se hallará el
valor de CBR de diseño de la subrasante tomando en cuenta la media del total
de los datos estudiados por sector de características similares.
- En lugares con menos de 6 valores de CBR verificados por tipo de suelo que
representa o por sección de características similares de suelos, se hallará el
valor de CBR de diseño de la sub rasante tomando en cuenta los criterios
descritos a continuación:
o Si los valores verificados son semejantes, tomar la media.
o Si los valores no son semejantes, tomar el valor menor más crítico o
en tal circunstancia dividir la sección a fin de agrupar sectores con
valores de CBR semejantes y definir el valor medio. La distancia entre
los lugares de estudio no será menor a 100m.
106
Al obtener el CBR en laboratorio al 95% de la MDS se tiene (C–1 =
6.1%) y (C-2 = 11.9%)
Por la varianza en los valores del CBR es que se opta por el valor más
crítico 6.1% como el valor de CBR de diseño, la misma que será de
utilidad en el diseño del pavimento.
- Ya establecido el valor del CBR, se procede a la clasificación por categoría de
sub rasante, en el siguiente cuadro podemos observar lo mencionado:
Tabla 15
Categorías de sub rasante
Categorías de la Subrasante CBR

S0: Subrasante Inadecuada CBR < 3%
S1: Subrasante Pobre De CBR ≥ 3% a CBR < 6%
S2: Subrasante Regular De CBR ≥ 6% a CBR < 10%
S3: Subrasante Buena De CBR ≥ 10% a CBR < 20%
S4: Subrasante Muy Buena De CBR ≥ 20% a CBR < 30%
S5: Subrasante Excelente CBR ≥ 30%
Nota: (M.T.C., 2013)
3.5.3. Estudio de Canteras
3.5.3.1. Generalidades
La importancia de estudio de una cantera o fuente de material para la
conformación de la estructura de un pavimento rígido, flexible o articulado (adoquines de
concreto) y obras civiles en general, es verificar si los materiales o agregados son aptos
para emplearlos como parte de la estructura del pavimento (base, sub base), para lo cual
es indispensable someterlos a ensayos de laboratorio y que las mismas cumplan con
ciertas condiciones o características establecidos en la normativa vigente.
3.5.3.2. Evaluación de Canteras
Las fuentes de materiales o Canteras deberán ser valoradas y seleccionadas de
acuerdo con su calidad y cantidad, teniendo en cuenta la menor distancia posible a las
instalaciones de una obra. Por lo tanto, las exploraciones de la cantera se realizan en base
107
a sondeos, trincheras y/o inspecciones a cielo abierto, por lo tanto, se consiguen las
muestras necesarias para su respectivo análisis en laboratorio.
El estudio de una cantera debe incluir además la accesibilidad, usos, propiedad,
periodos de explotación, entre otras.
3.5.3.3. Localización y estudios para la explotación de canteras
Las Canteras deberán ser localizadas en función a su distancia a la obra
proyectada, y la selección se realizará por la menor distancia cantera-obra, siempre y que
cumplan con la calidad y cantidad que se requiere, para tal efecto, se deberá de realizar
un reconocimiento del terreno, levantamiento topográfico, precisando los linderos de las
canteras. Para el presente proyecto de tesis se tiene la disponibilidad de materiales, cuyas
denominaciones son cantera Pichincha y cantera rio Lampa.
Tabla 16
Coordenadas UTM, Ubicación de las canteras
Cantera Este Norte Observaciones

Pichincha 354718.00 8298380.00 Material Ligante
Río Lampa 353086.00 8300257.00 Hormigón
108
Figura 41
Ubicación De Las Canteras
Nota: Elaborado por el equipo de trabajo Google Earth
3.5.3.4. Cantera Pichincha
Ubicado a las faldas de la ladera que pertenece a la comunidad campesina de
Pichincha, en el ámbito del distrito de Lampa, a una distancia de 3.2 km
aproximadamente.
El relieve topográfico de la zona es relativamente llano que presenta una pendiente
máxima de 5% respecto a la localización de la cantera, las explotaciones de estos
materiales se realizan en forma mecánica (cargador frontal, volquetes).
3.5.3.5. Cantera rio Lampa.
Se ubica en las llanuras de las inundaciones del rio Lampa en el ámbito del distrito
del mismo nombre, a una distancia aproximada de 0.84 km.
El material que se dispone en la misma consta de gravas limosas, arena limosa de
formas redondeadas de color pardo gris, que son producto de la erosión y transporte de
cantos rodados.
109
3.5.3.6. Trabajo de campo
El trabajo de campo consiste básicamente en el reconocimiento del terreno,
verificación de la disponibilidad de materiales, realizar el muestreo en cada una de las
canteras para posteriormente realizar los ensayos en el laboratorio de mecánica de suelos
y obtener las propiedades física – mecánicas de los agregados. Para tal efecto se tomaron
un promedio de 50 kg de muestras alteradas en ambas canteras.
Figura 42
Reconocimiento de la Cantera Pichincha
110
Figura 43
Extraccion del material, cantera Pichincha
Figura 44
Extraccion del material, cantera Rio Lampa
111
3.5.3.7. Ensayos de laboratorio.
Para realizar la mezcla de agregados es indispensable los ensayos en laboratorio
de suelos para cada cantera.
- Contenido de humedad
- Análisis granulométrico por tamizado
- Límites de Atterberg o de Consistencia.
o Limite liquido
o Limite Plástico
o Índice de plasticidad
El conocimiento de las características de cada cantera se hace indispensable para
la clasificación de los materiales, de ese modo caracterizar la mezcla de suelos en cada
componente de la estructura de un pavimento.
3.5.3.7.1. Resultados de estudios geotécnico de las canteras
Se muestra en la tabla 17 un resumen de los resultados, propio de los ensayos de
caracterización, para cada cantera: Pichincha y río Lampa.
Tabla 17
Cantera Cantera río

Tipo de ensayo
Pichincha Lampa
Clasificación AASHTO A-2-4 A-1-a
Clasificación SUCS GW GC GW
Límite Líquido (%) 32.23 NP
Límite Plástico (%) 21.81 NP
Índice de Plasticidad (%) 10.42 NP
3.5.3.8. Mezcla de Suelos para la Base granular
Para satisfacer las gradaciones o requerimientos en la conformación de la base y
sub base del pavimento, especificadas en la normativa CE. 010 pavimentos urbanos y la
112
EG 2013 es que realiza la mezcla de suelos, teniendo en cuenta que debe cumplir lo
especificado en la gradación A que corresponde a la altitud del Proyecto.
Tabla 18
Requerimientos Granulométricos Para Base Granular
Porcentaje que Pasa en Peso

Tamiz GradaciónGradación Gradación Gradación
A(1) B C D
50 mm (2") 100 100
25 mm (1") 75 - 95 100 100
9.5 mm (3/8") 30 - 65 40 - 75 50 - 85 60 - 100
4.75 mm (N° 4) 25 - 55 30 - 60 35 - 65 50 - 85
2.0 mm (N° 10) 15 - 40 20 - 45 25 - 50 40 - 70
425 µm (N° 40) 8 - 20 15 - 30 15 - 30 25 - 45
75 µm (N° 200) 2-8 5 - 15 5 - 15 8 - 15
Nota: (M.T.C. EG, 2013) ASTM D1241 (1) La curva de gradación “A” deberá emplearse
en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 m.s.n.m.
En la tabla siguiente se aprecia el resumen del porcentaje que pasa los tamices de
las canteras Pichincha y río Lampa, contraponiéndose con la especificación de la
gradación A.
Tabla 19
Gradación de la mezcla de suelos
% Que Pasa
Tamices Abertura Suelo "A" (C. Suelo "B" C.
Especificaciones
ASTM en mm. Pichincha) Rio Lampa
2" 50.600 100 100 100 - 100
1" 25.400 88.79 81.67 75 - 95
3/8" 9.525 60.26 48.32 40 - 75
N° 4 4.760 42.26 27.51 30 - 60
N° 10 2.000 34.65 18.87 20 - 45
N° 40 0.420 23.16 5.56 15 - 30
N° 200 0.074 9.84 0.11 5 - 15
Es así que mediante la tabla 19 se realiza la mezcla de suelos, a través del método
gráfico, se detalla a continuación:
113
Figura 45
Método gráfico de mezcla de suelos
% A MEZCLAR PICHINCHA
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 100
2" 2"
50%
78%
19%
% %
90 90
1" Q Q
U U
E
80 80
E 1"
P P
70 70
A A
S S
A A
% DE MEZCLA
60 60
3/8"
" "
A 50 50 B
" " 3/8"
N°4 40 40
(
(
P R
N°10 I í
C 30 30 O
H N°4
I L
N°40
N 20 20
A
N°10
C M
H P
10 10
A A
N°200
79% N°40
18%
)
)
50%
0 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
N°200
% A MEZCLAR RIO LAMPA
BASE GRANULAR
Del gráfico anterior realizamos un cálculo de resultados, de donde obtenemos:
49.5% de la cantera Pichincha + 48.5% de la cantera río Lampa como se muestra a
continuación:
% mezcla de suelo “A”: (21 + 78) /2 = 49.5 ≈ 50%
% mezcla de suelo “B”: (18 + 79) /2 = 48.5 ≈ 50%
Adicionalmente se tiene el registro de estudio de suelos de OBRAS SIMILARES en la ciudad de
lampa, próximos a la zona en estudio.
Obra: “Mejoramiento de las principales vías urbanas de acceso al puente colonial de la ciudad de
Lampa, distrito de Lampa, Provincia de Lampa – Puno”
114
Tabla 20
Obra: “Mejoramiento de las principales vías urbanas de acceso al puente colonial de
la ciudad de Lampa, distrito de Lampa, Provincia de Lampa – Puno”
CALICATA NRO 4
Km 0+090 JR JUAN JOSE
Ubicación
CALLE
Estrato N° 1
Profundidad 0.00 - 1.30m
Lado DERECHO
Humedad Natural 19.25%
l. Liquido 33.28%
Límites DE Consistencia
i. Plástico 15.42%
SUCS SC
Clasificación De Suelos
ASSHTO A-6(5)
Máxima Densidad Seca 1.90 g/cc
Contenido Optimo DE Humedad 15.00%
Valor Relativo DE Soporte
AL 95% 11.20%
(CBR)
Nota: Municipalidad provincial de Lampa
Tabla 21
Obra: “Construcción y Mejoramiento Infraestructura vial de las vías de Lampa”
Calicata km 0+029 4 de junio

Estrato N° Terreno de fundación
Profundidad 0.00 - 1.00m
Lado
Humedad Natural 23.94%
l. líquido 53.99%
Límites de Consistencia l. Plástico 20.13%
I. Plástico 33.86%
SUCS CH
Clasificación de suelos
ASSHTO a-7-6(19)
Máxima Densidad Seca 1.81g/cc
Proctor modificado
C.H.O. 16.60%
Al 100% 12.40%
Valor relativo de soporte (CBR)
Al 95% 10.20%
Nota: Municipalidad provincial de Lampa
115
3.5.3.9. Arena para capa de soporte
Se propone la cantera del río Lampa para la capa de arena que conforma la
estructura de un pavimento de adoquines de concreto, cabe mencionar que dicho material
deberá ser de origen aluvial, libre de finos plásticos, sin trituración, materia orgánica u
otras impurezas, para lo cual es recomendable zarandear con la malla de 1/2".
Tabla 22
Cama de arena
Peso %Peso %Retenido %Que

Tamiz Abertura Especif.
retenido retenido acumulado pasa
3/8" 9.525 15.0 0.74 0.74 99.26 100 100
N° 4 4.760 95.3 4.73 5.47 94.53 95 100
N° 8 2.360 226.4 11.23 16.70 83.30 85 100
N° 16 1.190 472.6 23.44 40.14 59.86 50 85
N° 30 0.600 423.9 21.02 61.16 38.84 25 60
N° 50 0.300 394.9 19.59 80.75 19.25 10 30
N° 100 0.149 249.8 12.39 93.14 6.86 2 10
N° 200 0.074 123.4 6.12 99.26 0.74 0 1
< N° 200 - 15.0 0.74 100.00 0.00 - -
Clasificación SUCS Arena mal graduada con limo SP SM
A-1-b Fragmento de roca, grava y
Clasificación AASHTO
arena
Tabla 23
Análisis Granulométrico
Descripción
Características Granulométricas
D10 0.10
D30 0.29
D60 1.25
Coeficiente de:
Cu 12.51
Cc 0.68
116
3.5.3.10. Arena para sello
La arena propuesta corresponde al río Lampa y que las mismas serán de origen
aluvial, libre de finos plásticos, materia orgánica u otro tipo de impurezas, para dicho fin
es recomendable zarandear con la malla de 3/8”.
Tabla 24
Sello de arena
Abertura Peso %Peso %Retenido % Que

Tamiz Especif.
mm Retenido Retenido Acumulado pasa
N° 4 4.760 15.3 1.12 1.12 98.88 100 100

N° 8 2.360 87.5 6.41 7.53 92.47 95 100
N° 16 1.190 282.6 20.71 28.24 71.76 70 100
N° 30 0.600 316.8 23.22 51.46 48.54 40 75
N° 50 0.300 294.6 21.59 73.05 26.95 20 40
N° 100 0.149 206.7 15.15 88.2 11.80 10 25
N° 200 0.074 115.4 8.46 96.66 3.34 0 10
<N° 200 - 45.6 3.34 100 0.00 - -
Clasificación SUCS Arena mal graduada con limo SP SM
A-1-b Fragmento de roca, grava y
Clasificación AASHTO
arena
Tabla 25
Análisis Granulométrico
Descripción
Características Granulométricas
D10 --
D30 0.19
D60 0.82
Coeficientes de:
Cu --
Cc --
3.5.4. Estudios hidrológicos e hidráulico
3.5.4.1. Generalidades
Los proyectos relacionados a la hidráulica suelen ser de dos tipos: los relacionados
con el uso del agua y los relacionados contra el daño que ocasionan las mismas. Los
117
proyectos habituales de uso del agua son los de suministro de agua potable, irrigación y
sistemas de aprovechamiento hidroeléctrico; además se incorpora, los de navegación,
recreación y otros. Los proyectos habituales de defensa son por lo general el drenaje
urbano, vial y agrícola, se tienen, además, los de encausamiento de ríos y los de defensa
contra las inundaciones.
En nuestro país estamos íntimamente familiarizados con estos dos tipos de
situaciones que se presentan con el agua, los de utilización y los de defensa.
La información hidrológica tiene una extrema importancia para el diseño de
cualquier obra civil y que la misma dirige la información necesaria, cuya utilización
sirven para conducir o alejar de la vía el agua que pueda ocasionar problemas a corto y
largo plazo.
3.5.4.2. La cuenca hidrográfica
Se define cuenca al área geográfica delimitada por líneas divisorias el cual
permiten el escurrimiento de las precipitaciones pluviales hacia un rio o cause principal
en donde el análisis y estudio se realiza a través de un punto de interés.
3.5.4.3. La microcuenca
Se define microcuenca a una extensión pequeña de terreno topográficamente
caracterizado, de manera que el agua generado por las precipitaciones pluviales fluyen de
manera natural por efectos de la gravedad, ocasionando caudales concentrados por medio
de un solo curso de agua.
3.5.4.4. El ciclo hidrológico
Se define ciclo hidrológico a la transformación que experimenta el agua en sus
tres estados (solido, líquido y gaseoso) como en su manifestación (agua superficial, agua
subterránea).
118
El ciclo hidrológico es irregular. Una clara muestra de la misma son los periodos
de sequías e inundaciones con los que estamos asociados en la realidad. Esencialmente,
en todo lugar se presenta este tipo de manifestaciones que conllevan a problemas de
sequías e inundaciones y por lo tanto el hombre lucha contra estas irregularidades.
Figura 46
Ciclo hidrológico del Agua
Nota: (Tunza, 2010)
3.5.4.5. Precipitación
La precipitación se caracteriza por ser toda forma de humedad que tiene su origen
en las nubes y que posteriormente llega a la superficie terrestre, según esta definición la
precipitación es un fenómeno que se presenta en formas distintas tales como las
granizadas, las garuas y las nevadas.
La estimación de las precipitaciones se ha realizado predominantemente con
aparatos climatológicos conocidos como pluviógrafos y pluviómetros. Ambos se basan
en la medición de una lámina de lluvia expresado en milímetros(mm), la cual se interpreta
como la altura del nivel del agua que se acumularía sobre una superficie sin infiltrarse o
evaporarse sobre un área unitaria. La diferencia entre estos dispositivos de medición
119
básicamente consiste en que el primero registra en una gráfica (pluviograma) la altura de
la lluvia acumulada de acuerdo al tiempo y el segundo mide la precipitación acumulada
entre un cierto intervalo de tiempo de lectura (usualmente 24 horas).
La ventaja de usar los registros de los pluviografos con respecto a los pluviómetros
radica en que se puede determinar intensidades máximas de lluvia para duraciones
predeterminadas, que luego pueden ser convertidos a caudales de diseño para una
estructura de drenaje.
3.5.4.6. Intensidad
Se define como el volumen de agua precipitada en un tiempo dado. Se expresa
como una tasa de precipitación, es decir, el volumen de agua que se mantiene en el área
receptora a lo largo del tiempo en que se produce la precipitación.
P
I=
T
Donde:
I: Intensidad en mm/hora
P: Precipitación en altura de agua, en mm.
T: Tiempo en horas
3.5.4.7. Duración
Es el lapso durante el cual se produce una precipitación de una determinada
intensidad. La intensidad de la lluvia no es obligatoriamente constante a lo largo del
tiempo, ya que durante la tormenta se producen continuamente diversas intensidades,
cada una de las cuales puede ser constante durante los periodos fraccionados.
3.5.4.8. Periodo de retorno
Es el tiempo promedio en años, en que un determinado evento extremo es igualado
o superado por lo menos una vez; esta expresado matemáticamente como:
120
N
T=
m
Donde:
T: Periodo de retorno.
N: Intervalo en años entre la primera y la última excedencia excepcional
de precipitaciones.
m: Número de intervalos de ocurrencia.
3.5.4.9. Probabilidad
Definido como el riesgo permisible en que un evento extremo vuelva a ocurrir, en
un futuro, no menos de una vez durante un marco temporal y viene dado por:
1 n
P = 1 − (1 − )
T
Donde:
P: Probabilidad
T: Periodo de retorno
N: Periodo de tiempo de análisis
3.5.4.10. Análisis de frecuencias
El análisis de frecuencias es una metodología para evaluar la recurrencia de la
probabilidad de ocurrencia de eventos extremos, que con frecuencia influyen en los
marcos hidrológicos, como las tormentas severas, las inundaciones y los periodos de
sequía.
La finalidad del análisis de recurrencia o frecuencias de información hidrológica
es relacionar la importancia de los eventos extremos con sus frecuencias de ocurrencia a
través del uso de cualquier metodología ya conocida de distribuciones de probabilidad y
cuyo producto final será de mucha utilidad en cualquier diseño de obras relacionados al
drenaje.
121
3.5.4.11. Cálculo del periodo de retorno
Según la estación meteorológica de Lampa, la precipitación anual promedio es del
orden de 756.3 mm.
En el siguiente cuadro se tiene los datos de las precipitaciones extremas en la
estación meteorológica de Lampa.
Tabla 26
Años de precipitaciones extremas, estación Lampa
Precipitación Intervalos de Numero de

Años
Anual (mm) años Intervalos
2001 787.2
2002 902.2 1
2005 871.1 3
2011 1006.1 6
7
2012 860.1 1
2017 896.6 5
2018 863.6 1
2019 791.0 1
TOTAL 18
Nota: (SENAMHI, 2020)
De los datos obtenidos se estima el tiempo de retorno.
N = Periodo total entre la primera y última excedencia (> 756.3mm) = 18 años.
M = Número total de intervalos de recurrencia = 7 (Tabla 14)
Por lo tanto, se tiene que:
𝑁 18
𝑇= = = 2.6 𝑎ñ𝑜𝑠
𝑀 7
La Norma Técnica O.S. 060 Drenaje Pluvial Urbano en el título
CONSIDERACIONES HIDRÁULICAS EN SISTEMAS DE DRENAJE URBANO DE
MENOR CAPTACIÓN DE AGUAS PLUVIAL ES EN ZONAS URBANAS. En el ítem
6.1 de la misma, da a conocer algunas consideraciones del caudal de diseño y nos
menciona que: El periodo de retorno deberá considerarse entre 2 a 10 años.
122
Por lo que el dato obtenido de 2.6 años se encuentra dentro del rango que
menciona la norma indicada.
3.5.4.12. Probabilidad del periodo de retorno
Para la presente vía se ha considerado una vida útil de 20 años, por lo tanto, se
procede al cálculo de la probabilidad del periodo de retorno, teniendo ya la información:
T : Periodo de retorno = 2.6 años.
n : Periodo de vida útil = 20 años.
1 𝑛 1 20
𝑃 = 1 − (1 − ) = 1 − (1 − ) = 0.999 = 99%
𝑇 2.6
Por lo tanto, se puede referenciar que existe la posibilidad cercana del 99% de que
se produzca una precipitación extrema dentro de los 20 años de la vida útil del proyecto.
3.5.4.13. Cálculo de tiempo de concentración Tc
Para el presente trabajo se ha estudiado dos proyectos en la etapa de elaboración,
un proyecto vial (estructuras de contención) y uno de edificación (componente
estructural).
Figura 47
Ubicación del proyecto para el tiempo de Concentración
123
Existen múltiples formas de obtener el tiempo de concentración, ya sea utilizando
las características hidráulicas de la cuenca, estimando velocidades, o utilizando fórmulas
empíricas propuestas por diversos autores a fin de ahorrar tiempo en su cálculo, de las
cuales la ecuación de de Kirpich, es una de las más utilizadas.

0.385
0.871 ∗ 𝐿3
𝑇𝑐 = ( )
𝐻
Donde:
Tc: Tiempo de concentración, en horas
L: Longitud del curso de agua más largo, en Km.
H: Desnivel máximo del curso de agua más largo, en m.
De los datos obtenidos en la microcuenca se tiene:
L = 0.215 Km H = (3879.3 m – 3877.5m) = 1.80 m.
Reemplazando los datos en la ecuación se tiene:

0.385
0.871 ∗ 0.2153
𝑇𝑐 = ( ) = 0.13 ℎ = 7.8 𝑚𝑖𝑛
1.80
De acuerdo con el RNE, O.S. 060 – Método Racional: En ningún caso el tiempo
de concentración debe ser inferior a 10 minutos. De este modo, asumiremos un valor de
Tc = 10min.
3.5.4.14. Método para el cálculo de caudales
El Reglamento Nacional de Edificaciones, nos indica que los caudales para un
sistema de drenaje urbano menor deberán ser calculados teniendo en consideración las
siguientes metodologías:
- El método Racional, aplicable hasta áreas de drenaje no mayores a 13 km2.
- Por el método de hidrogramas unitarios, podrán ser empleados para áreas
mayores a 13km2.
124
Debido a las características del proyecto de área menor a 13 km2 es que se
considera el método racional.
3.5.4.15. Método Racional
Para áreas urbanas, donde el área de drenaje está compuesta de subáreas o
subcuencas de diferentes características, el caudal pico proporcionado por el método
racional viene expresado por la siguiente forma:

𝑚
𝐶∗𝐼∗𝐴
𝑄 = 0.278 ∗ ∑ 𝐶𝑗 − 𝐴𝑗 𝑜 𝑄 =
𝑗=1 3.6
Donde:
Q: Caudal pico, en m3/s.
A: Área de drenaje “j” de sub cuenca, en km2.
C: Coeficiente de escorrentía para la “j” sub cuenca.
I: Intensidad de lluvia de diseño, en mm/hora.
m: Número de subcuencas drenadas.
- Coeficiente de escorrentía
La determinación del valor del coeficiente de escorrentía se sustenta bajo los
siguientes factores:
o Características de la superficie
o Tipo de área urbana
o Intensidad de la lluvia (teniendo en cuanta su tiempo de retorno)
o Pendiente del terreno
o Condición futura dentro del horizonte de vida del proyecto.
125
Tabla 27
Coeficiente de escorrentía
Característica de la Periodo de retorno en años

superficie 2 5 10 25 50 100 500
Áreas Urbanas
Asfáltico 0.73 0.77 0.81 0.86 0.90 0.95 1.00
Concreto/Techo 0.75 0.80 0.83 0.88 0.92 0.97 1.00
Zonas Verdes (Jardines, parques, etc.) Condición pobre (cubierta pasto <al 50% del Área)
Plano, 0-2% 0.32 0.34 0.37 0.40 0.44 0.47 0.58
Promedio, 2-7% 0.37 0.40 0.43 0.46 0.49 0.53 0.61
Pendiente Superior al 7% 0.40 0.43 0.45 0.49 0.52 0.55 0.62
Nota: (RNE OS.060, 2006)
De acuerdo con las condiciones de la topografía de la zona en estudio el área
urbana tiene una pendiente que oscila entre 0 – 2%, áreas verdes menor al 50% del área,
para un periodo de retorno de 5 años, es así que hallamos el coeficiente de escorrentía de
acuerdo con la tabla 15 que al multiplicar por el área que incide, obtenemos la tabla
adjunta.
Tabla 28
Coeficiente de escorrentía para el proyecto
Característica Factor t=5 años Área (%) Coeficiente parcial
Áreas urbanas
Concreto/techo 0.8 94% 0.753
Zonas verdes (jardines parques,etc.) condición pobre (cubierta pasto < al 50% del área)
Promedio, 0 - 2% 0.34 6% 0.0204
Coeficiente de escorrentía (C) ∑ 100% 0.773

- Intensidad de la lluvia
La intensidad de la lluvia de diseño para un lugar dado del sistema de drenaje es
la intensidad promedio de una precipitación pluvial cuya duración es equivalente al
126
tiempo de concentración del área que se drena hasta ese punto, y cuyo periodo de retorno
es igual al del diseño de la obra de drenaje.
El cálculo de las máximas intensidades de precipitación horaria, para el periodo
de retorno producido a partir de las precipitaciones máximas en 24 horas ha sido creado
en base a la correlación entre las dos variables cuya ecuación fue dada por Yance Tueros:
Imax = 0.4602(Pmax)0.875
Donde:
Imáx: Intensidad de precipitación máxima horaria (mm/h).
Pmáx: Precipitación máxima en 24 horas.
El dato pluviométrico que ha servido de base para la determinación de la
escorrentía superficial es la que corresponde a la precipitación máxima en 24 horas
obtenidas de la estación LAMPA las mismas que nos proporciona el Servicio Nacional
de Meteorología e Hidrología (SENAMHI).
La ubicación y característica de la estación pluviométrica que se dispone en la
ciudad de Lampa se detalla a continuación:
Tabla 29
Ubicación de la estación pluviométrica
Nombre Ubicación
Altitud Periodo del
de la Tipo Provincia Dpto.
msnm registro
estación Latitud Longitud
Lampa Convencional 15°21'39.90" 70°22'27.00" 3866 Lampa Puno 1990 - 2019
Para la presente tesis se considerará a partir de 1990 hasta el 2019 (30 años)
127
Tabla 30
Precipitación máxima en 24 horas - Estación Lampa
Estación Lampa
Precipitación Max. Precipitación Max.
N° AÑO N° AÑO
En 24 hrs En 24 hrs
1 1990 30.3 16 2005 49.6
2 1991 28.8 17 2006 27.1
3 1992 39.3 18 2007 35.6
4 1993 29.9 19 2008 34.7
5 1994 35.2 20 2009 54.7
6 1995 24.7 21 2010 25.6
7 1996 42.7 22 2011 33.2
8 1997 31.4 23 2012 27.4
9 1998 32.8 24 2013 35.4
10 1999 32.7 25 2014 28.5
11 2000 33.4 26 2015 34.9
12 2001 38.1 27 2016 31.2
13 2002 36.9 28 2017 35.6
14 2003 36.7 29 2018 29.8
15 2004 43.8 30 2019 20.5
Nota: (SENAMHI, 2020)
Tabla 31
Intensidad máxima horaria
Estación Lampa
Precipitación Max. en
N° AÑO Imax. Xi PROM (X-Xi PROM)^2
24 hrs
1 1990 30.3 9.10 10.0511 0.90
2 1991 28.8 8.71 10.0511 1.80
3 1992 39.3 11.43 10.0511 1.90
4 1993 29.9 9.00 10.0511 1.11
5 1994 35.2 10.38 10.0511 0.11
6 1995 24.7 7.61 10.0511 5.94
7 1996 42.7 12.29 10.0511 5.02
8 1997 31.4 9.39 10.0511 0.43
9 1998 32.8 9.76 10.0511 0.09
10 1999 32.7 9.73 10.0511 0.10
11 2000 33.4 9.91 10.0511 0.02
12 2001 38.1 11.12 10.0511 1.15
13 2002 36.9 10.82 10.0511 0.59
14 2003 36.7 10.77 10.0511 0.51
15 2004 43.8 12.57 10.0511 6.33
16 2005 49.6 14.01 10.0511 15.69
17 2006 27.1 8.26 10.0511 3.22
18 2007 35.6 10.48 10.0511 0.19
128
19 2008 34.7 10.25 10.0511 0.04
20 2009 54.7 15.26 10.0511 27.18
21 2010 25.6 7.86 10.0511 4.82
22 2011 33.2 9.86 10.0511 0.04
23 2012 27.4 8.34 10.0511 2.94
24 2013 35.4 10.43 10.0511 0.14
25 2014 28.5 8.63 10.0511 2.02
26 2015 34.9 10.30 10.0511 0.06
27 2016 31.2 9.34 10.0511 0.51
28 2017 35.6 10.48 10.0511 0.19
29 2018 29.8 8.97 10.0511 1.16
30 2019 20.5 6.47 10.0511 12.84
TOTAL 97.04
∑(𝑋 − 𝑋𝑖 )2
𝑆=√
𝑛−1
97.4
𝑆=√ = 1.83
30 − 1
- Ley de Gumbel
Teniendo en cuenta que los valores extremos son cantidades máximas y mínimas
elegidas de una base de datos que estructuran un conjunto de valores extremos que pueden
estadísticamente analizarse, en el caso de fenómenos hidrológicos la distribución que más
se adecua es la del tipo I (Ley de Gumbel).

−𝑦
𝐹(𝑥) = 𝐸 −𝑒 , −∝≤ 𝑥 ≤∝
tratando para la variable reducida “y” obtenemos:
1
𝑦 = − ln (ln ( ))
𝐹(𝑥)
Sabiendo que:
1/T : P (x > xT)
1/T : 1 - P (x < xT)
1/T : 1 - F(x)
129
Se tiene luego:
𝑇−1
𝐹(𝑥) =
𝑇
Expresando “y” variable reducida en base al periodo de retorno T, se
tiene:
𝑇
𝑦 = − ln (ln ( ))
𝑇−1
Adopta la siguiente forma general:
𝑋𝑇 = 𝑣 + 𝛽𝑌𝑇
Tabla 32
Aplicación de la ley de Gumbel
T β ν Yt Xt
𝑇
Años 0.78𝑆𝑥 −𝐿𝑛 [𝐿𝑛 ( )] 𝜈+βYt
𝑋 − 0.5772β 𝑇−1
2 1.4274 9.2272 0.3665 9.7504
5 1.4274 9.2272 1.4999 11.3682
10 1.4274 9.2272 2.2504 12.4394
15 1.4274 9.2272 2.6738 13.0437
20 1.4274 9.2272 2.9702 13.4669
50 1.4274 9.2272 3.9019 14.7968
- Áreas tributarias para la aplicación del Método Racional.
130
Figura 48
Áreas tributarias de influencia para el cálculo de caudales
Tabla 33
Áreas tributarias para el cálculo de caudales
Descripción Área Área (m²) Área (km²)

Área Tributaria A-1 304.64 0.00030
Área Tributaria A - 10 1373.77 0.00137
Total 18603.11 0.01860
- Aplicación del Método Racional.
Se dispone de los siguientes datos para la aplicación en el Método Racional:
131
𝐶𝐼𝐴
𝑄=
3.6
Donde:
C = 0.77 Coeficiente de escorrentía.
I = 11.37 mm/hr (Intensidad máxima de la precipitación).
A = De acuerdo en la tabla 23
Reemplazando los datos obtenidos se tiene los caudales en base a las áreas
tributarias.
Tabla 34
Caudales obtenidos según áreas tributarias
Área Área Coeficiente I. Máxima Caudal Caudal

Área
(m²) (km²) de escorrentía (mm/h) (m³/s) (l/s)
A-1 304.64 0.00030 0.77 11.37 0.0007 0.7
A-2 220.72 0.00022 0.77 11.37 0.0019 1.9
A - 3 1723.51 0.00172 0.77 11.37 0.0151 15.1
A-4 106.66 0.00011 0.77 11.37 0.0009 0.9
A-5 406.36 0.00041 0.77 11.37 0.0036 3.6
A-6 927.75 0.00093 0.77 11.37 0.0081 8.1
A-7 985.16 0.00099 0.77 11.37 0.0086 8.6
A - 8 2931.31 0.00293 0.77 11.37 0.0257 25.7
A - 9 1049.52 0.00105 0.77 11.37 0.0092 9.2
A - 10 1373.77 0.00137 0.77 11.37 0.0120 12
A - 11 503.70 0.00050 0.77 11.37 0.0044 4.4
A - 12 1249.34 0.00125 0.77 11.37 0.0109 10.9
A - 13 5950.20 0.00595 0.77 11.37 0.0521 52.1
A - 14 870.47 0.00087 0.77 11.37 0.0076 7.6
Total 18603.11 0.01860 0.1609 160.8
3.5.4.16. Dimensionamiento de la estructura de drenaje
El término de drenaje se entiende como la evacuación de las aguas a través de
estructuras que conducen a la circulación del flujo dominadas por la pendiente, de manera
que permita evitar daños en las edificaciones adyacentes a las mismas.
CONSIDERACIONES DE LA NORMA TÉCNICA O.S. 060 DRENAJE
PLUVIAL URBANO
132
- Captación en zona vehicular – Pista
Para la evacuación de aguas pluviales en las calzadas, aceras y las procedentes de
las viviendas se tendrá en cuenta las siguientes consideraciones:
o Orientación del flujo
En el diseño de vías urbanas se deberá disponer de pendientes longitudinales (SL)
y transversales (ST) a fin de favorecer la concentración del agua que incide sobre el
pavimento hacia las terminaciones o bordes de la calzada.
Las inclinaciones por considerar son:
▪ Pendiente Longitudinal (SL) > 0.5%
▪ Pendiente Transversal (ST) De 2.0 a 4.0%
o Captación y transporte de aguas pluviales de calzada y aceras
La adecuada evacuación de las aguas que fluyen sobre las calzadas y aceras se
efectuaran a través de las cunetas, las que conducen a zonas bajas donde los sumideros
captaran el agua para transportarla en dirección a las alcantarillas pluviales de la ciudad.
▪ Las cunetas construidas para este fin podrán tener las
siguientes secciones transversales
• Sección circular
• Sección triangular
• Sección Trapezoidal
• Sección Compuesta
• Sección en V
▪ Determinación de la capacidad de la cuneta
La capacidad y eficiencia de una cuneta depende de su sección transversal,
pendiente y la rugosidad del material con la que se desarrollan. La capacidad de
conducción se resuelve en general con la ecuación de Manning.
133
La sección transversal de una cuneta generalmente adopta una forma de triángulo
rectángulo con el sardinel portando el lado vertical del triángulo. La hipotenusa suele ser
parte de la pendiente recta desde la corona del pavimento y puede ser compuesta de dos
líneas rectas. (Ver figura).
Figura 49
Cuneta de sección transversal triangular
Nota:(RNE OS.060, 2006).
Donde:
T = Espejo de agua.
Y = Tirante de agua.
Por lo anterior se adopta la sección transversal en forma de triángulo rectángulo
básicamente por la facilidad durante el proceso constructivo.
ECUACIÓN DE MANNING PARA LA DETERMINACIÓN DE CAUDALES
EN CUNETAS TRIANGULARES
2⁄
Z z 3
Q = 315 ∗ n ∗ S 1⁄2 ∗ Y 8⁄3 ∗ ( 2
)
1+√1+Z
Donde:
Q = Caudal en litros/seg.
n = Coeficiente de rugosidad de Manning.
S = Pendiente Longitudinal del canal.
134
Z = Valor reciproco de la pendiente transversal (1: Z).
Y = Tirante de agua en metros.
T = Ancho superficial en metros o espejo de agua.
P = Perímetro mojado en metros.
- Coeficiente de rugosidad de Manning
En la siguiente tabla se muestra los valores del coeficiente de rugosidad, que
corresponden a los diversos acabados de las cunetas, vías y bermas centrales.
Tabla 35
Coeficiente de rugosidad de Manning para cunetas
Coeficiente de
Cunetas De Las Calles
Rugosidad "n"
a. Cuneta de concreto con acabado paleteado 0.012
b. Pavimento Asfáltico
1) Textura liso 0.013
2) Textura rugosa 0.016
c. Cuneta de concreto con pavimento Asfáltico
1) Textura liso 0.013
2) Textura rugosa 0.015
d. Pavimento de Concreto
1) Acabado con llano de madera 0.014
2) Acabado escobillado 0.016
e. Ladrillo 0.016
f. Para cunetas con pendiente pequeña, donde el
sedimento puede acumularse, se incrementarán 0.002
los valores arriba indicados de n, en:
Nota: (R.N.E., 2010)
- Diseño de la cuneta
Teniendo el coeficiente de Manning (n = 0.012) se adopta valores para “T” y “Y”
a fin de obtener valores del caudal que sostiene la cuneta, si T = 0.30m. y Y = 0.10m.
entonces evaluamos “Z”.

T 0.30
T = Z ∗ Y → Z = Y = 0.10 = 3
135
Tabla 36
Evaluación de caudales usando la ecuación de Manning
Rugosidad Tirante Caudal Caudal

Z de de agua soportado por generado por
Área Pendiente
(m) Manning planteado la cuneta Qc área tributaria
(n) (Y) (Lts/seg.) Qa (Lts/seg.)
A-1 0.01 3 0.012 0.1 13.63 0.7
A-2 0.01 3 0.012 0.1 13.63 1.9
A-3 0.01 3 0.012 0.1 13.63 15.1
A-4 0.01 3 0.012 0.1 13.63 0.9
A-5 0.01 3 0.012 0.1 13.63 3.6
A-6 0.01 3 0.012 0.1 13.63 8.1
3.5.5. Estudio de Tráfico
3.5.5.1. Introducción
Una de las principales variables en el diseño de una vía es el tránsito, si bien el
volumen, dimensiones y características de los vehículos intervienen en su diseño
geométrico, el número y peso en los ejes son factores determinantes en el diseño de la
estructura del pavimento.
El estudio de tráfico tendrá que proporcionar la información analizada que se
obtuvo del índice medio diario anual (IMDA) para cada tramo de tránsito vehicular.
El estudio requerido de tráfico en principio y salvo necesidades con objetivos más
importantes, se obtendrá mediante muestreos orientados a calcular el IMDA del tramo a
estudio, iniciando por el estudio de la demanda volumétrica clasificados por tipo de
vehículos en cada dirección de tráfico. La demanda de carga por eje, y la presión de los
neumáticos en el caso de vehículos pesados (camiones y ómnibus) es importante tomar
en cuenta que los vehículos pesados guardan relación directa con el deterioro del
pavimento.
3.5.5.2. Definiciones generales
- Eje sencillo: Eje en cuyo extremo lleva uno o dos neumáticos sencillos.
136
- Eje tándem: Conformado por dos ejes sencillos con neumáticos dobles en los
extremos.
- Eje tridem: Conformado por tres ejes sencillos con neumáticos dobles en los
extremos.
- Vehículos livianos: Son vehículos de menos de cinco toneladas de capacidad
como automóviles, pick up, camperos, etc.
- Vehículos comerciales: Son vehículos de más de cinco toneladas de capacidad
tales como camiones, buses, remolques, etc.
- Volumen de transito: Número de vehículos que transitan en ambas direcciones
sea el caso o en un sentido de vía durante un periodo especifico de tiempo.
Este puede ser horario, diario, semanal, etc.
- Transito promedio diario: Volumen de transito estudiado durante un periodo
de tiempo, Fraccionado por el número de días del periodo. Simplificado se
denota como TPD. Según el tiempo utilizado para medir el volumen de
tránsito vehicular, el TPD puede ser anualmente, mensual, semanal,
denominándose TPDA, TPDM, TPDS, respectivamente.
- Eje estándar: Eje simple con Neumáticos duales con una carga de 80 kN
equivalentes a (8.2 Tn o 18 Kips).
- ESALs de diseño: Es el número de repeticiones de cargas por eje estándar
durante un periodo de diseño. El sistema aplicado para convertir un flujo de
transito con diferentes cargas por eje en un número de tráfico para el diseño.
Se basa en convertir cada carga por eje sobre la vía durante el periodo de
diseño, en un número de cargas por eje estándar, sumándolas luego. (fuente:
RNE CE – 010).
137
3.5.5.3. Tránsito (demanda)
Para el manejo estructural de las capas de la estructura del pavimento intervine el
tipo de suelo de la sub rasante, el número total de vehículos pesados que transitan por día
o durante el periodo de diseño, incluido las cargas por eje y la presión de inflado de los
neumáticos.
El volumen de tráfico (IMDA), requiere ser interpretado en términos de ejes
equivalentes sumados para el periodo de diseño. Un eje equivalente (EE) es igual al efecto
de daño causado sobre el pavimento, por un eje simple de dos ruedas cargadas con 8.2 tn
de peso, con neumáticos con presión de inflado 80 lb./pulg2.
3.5.5.4. Volumen de tránsito
Se define volumen de tránsito, como la cantidad de vehículos que pasan por una
sección transversal de un carril o de un a calzada, durante un periodo establecido. Se
expresa con la siguiente fórmula:
N
Q=
T
Donde:
Q = Vehículos que pasan por un tiempo establecido (vehículos/periodo)
N = Número total de vehículos que pasan por una via (vehículos)
T = Periodo o tiempo determinado (unidad de tiempo)
Índice medio diario (IMD)
Se define como la cantidad total de vehículos que transitan durante un periodo de
tiempo (días completos) semejante o menor a un año y mayor que un día, fraccionado
entre el número de días del periodo tiempo.
Concertado al número de días de ese periodo de tiempo, se presenta los volúmenes
de tránsito promedios diarios, dados en vehículos por día en las siguientes expresiones:
Tránsito Promedio Diario Anual (IMDA)
138
TA
IMDA =
365
Tránsito Promedio Diario Mensual (IMDM)
TM
IMDA =
30
Tránsito Promedio Diario Semanal (IMDS)
TS
IMDA =
7
De los señalado por el volumen de tránsito, el Índice Medio Diario Anual (IMDA)
es la premisa más importante que se debe conocer para realizar el proyecto de diseño de
pavimentos.
3.5.5.5. Determinación del IMDA
Para hallar el IMDA de una vía en operación, es necesario obtener un número total
de vehículos que transitan durante todo el año por una sección de referencia establecida,
se obtiene mediante un conteo de vehículos en forma directa del tránsito denominada
“aforo vehicular”.
El IMDA se podría estimar con aforos vehiculares en temporadas establecidas, ya
sea en periodos de hora, diarios, semanales o mensuales y luego visualizarlas a un año
mediante técnicas de estadística.
- Periodo de diseño (n)
El Pavimento deberá ser diseñado para soportar las solicitaciones de tráfico y el
efecto acumulativo del tránsito durante cualquier temporada. El periodo establecido en
años para el cual se diseña el pavimento, se denomina PERIODO DE DISEÑO.
- Carril de diseño
Para vías urbanas y carreteras de dos carriles, el carril de diseño puede estudiarse
cualquiera de estas, mientras que, para calles y carreteras de carriles múltiples, por lo
general es el carril externo a tomarse cuenta.
139
- Crecimiento del tránsito
El pavimento tendrá que ser diseñado adecuadamente para servir a la demanda del
tránsito durante un periodo de años, el aumento del tránsito deberá ser anticipado. El
aumento puede ser considerado como el factor de crecimiento, cuya fórmula matemática
se muestra en la siguiente ecuación:
(1 + 𝑟)𝑛 − 1
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐶𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =
𝑟
Donde:
r: Taza de crecimiento, en porcentaje
n: Periodo de diseño, en años
El transito inicial de vehículos comerciales utilizados para el diseño de un
pavimento será la adición de: el existente, el atraído y el generado.
3.5.5.6. Análisis de tráfico.
El estudio del aforo vehicular se determinó mediante el conteo a través de un punto
de estación, el ingreso y salida de las mismas.
Para el estudio del tráfico se optó por consideración el Reglamento Nacional de
vehículos. D.S. N° 058-2003-MTC.
3.5.5.7. Aforo vehicular.
El conteo vehicular se realizó dentro de las inmediaciones de la Plaza Grau de la
ciudad de Lampa, se dio inicio el lunes 16 de agosto hasta el 22 de agosto del 2021 desde
las 6:00 am hasta las 6:00 pm
140
Tabla 37
Fichas de Aforo vehicular lunes
Camionetas bus Camión

Station
Hora Auto Rural
wagon Pick up Panel B2 C2 C3
combi
DIAGRA.
VEH.
6.00 - 7:00 4 2 1 0 3 0 0 0
7:00 - 8:00 12 3 6 0 8 0 1 0
8:00 - 9:00 12 11 9 0 8 0 2 0
9:00 - 10:00 12 6 8 1 2 0 1 0
10:00 - 11:00 24 7 9 0 8 0 0 0
11:00 - 12:00 31 15 16 2 5 0 0 0
12:00 - 13:00 19 11 12 1 11 0 1 0
13:00 - 14:00 15 9 15 2 10 0 1 0
14:00 - 15:00 17 23 15 0 6 0 0 0
15:00 - 16:00 9 12 13 0 5 0 0 0
16:00 - 17:00 11 5 6 1 10 0 0 0
17:00 - 18:00 10 6 4 0 9 0 0 0
TOTAL 176 110 114 7 85 0 6 0
Tabla 38
Fichas de Aforo vehicular martes

Station
Hora Auto Rural
combi
DIAGRA.
VEH.
6.00 - 7:00 3 3 2 0 3 0 0 1
7:00 - 8:00 11 2 5 0 7 0 0 0
8:00 - 9:00 10 10 7 1 9 0 0 0
9:00 - 10:00 10 5 7 0 3 0 2 0
10:00 - 11:00 19 6 8 0 9 0 0 0
11:00 - 12:00 22 11 17 1 6 0 0 0
12:00 - 13:00 20 14 10 1 9 0 0 0
13:00 - 14:00 13 8 11 0 11 0 0 0
14:00 - 15:00 18 16 14 0 5 0 0 0
15:00 - 16:00 7 10 10 1 6 0 1 0
16:00 - 17:00 10 4 4 0 9 1 0 0
17:00 - 18:00 9 3 5 0 8 0 0 0
TOTAL 152 92 100 4 85 1 3 1
141
Tabla 39
Fichas de Aforo vehicular miércoles

Station
Hora Auto Rural
combi
DIAGRA.
VEH.
6.00 - 7:00 4 3 3 0 5 0 0 0
7:00 - 8:00 9 3 6 0 6 0 0 0
8:00 - 9:00 11 8 8 0 8 0 1 0
9:00 - 10:00 8 9 6 1 5 0 0 0
10:00 - 11:00 18 8 9 0 7 0 0 0
11:00 - 12:00 19 10 16 0 5 0 0 0
12:00 - 13:00 17 13 11 1 12 0 0 0
13:00 - 14:00 14 9 9 0 9 0 0 0
14:00 - 15:00 16 17 16 0 8 0 0 0
15:00 - 16:00 5 11 9 0 5 0 0 0
16:00 - 17:00 9 5 10 0 11 0 0 0
17:00 - 18:00 7 3 4 0 7 0 1 0
TOTAL 137 99 107 2 88 0 2 0
Tabla 40
Fichas de Aforo vehicular jueves

Station
Hora Auto Rural
combi
DIAGRA.
VEH.
6.00 - 7:00 5 2 6 0 4 0 0 0
7:00 - 8:00 8 4 4 0 8 0 1 0
8:00 - 9:00 10 9 7 0 7 0 0 0
9:00 - 10:00 7 8 5 0 8 0 0 0
10:00 - 11:00 17 8 8 0 6 0 0 0
11:00 - 12:00 18 11 17 0 9 0 0 1
12:00 - 13:00 16 10 10 0 11 1 0 0
13:00 - 14:00 15 12 14 1 10 0 1 0
14:00 - 15:00 14 16 15 0 8 0 0 0
15:00 - 16:00 7 10 8 0 7 0 0 0
16:00 - 17:00 8 5 9 1 10 0 0 0
17:00 - 18:00 7 4 5 0 6 0 0 0
TOTAL 132 99 108 2 94 1 2 1
142
Tabla 41
Fichas de Aforo vehicular viernes

Station
Hora Auto Rural
combi
DIAGRA.
VEH.
6.00 - 7:00 4 3 5 0 5 0 1 0
7:00 - 8:00 7 4 7 1 7 0 0 0
8:00 - 9:00 11 8 6 0 9 0 1 0
9:00 - 10:00 9 7 6 0 7 0 0 0
10:00 - 11:00 15 9 7 1 8 0 0 0
11:00 - 12:00 23 12 15 0 11 0 0 0
12:00 - 13:00 17 10 11 0 12 0 0 0
13:00 - 14:00 14 13 13 0 8 0 0 0
14:00 - 15:00 12 15 14 0 9 1 0 0
15:00 - 16:00 8 9 7 0 6 0 0 0
16:00 - 17:00 9 9 11 1 11 0 0 1
17:00 - 18:00 6 5 7 0 7 0 1 0
TOTAL 135 104 109 3 100 1 3 1
Tabla 42
Fichas de Aforo vehicular sábado

Station
Hora Auto Rural
combi
DIAGRA.
VEH.
6.00 - 7:00 4 2 1 0 3 0 0 0
7:00 - 8:00 15 2 2 0 7 0 1 0
8:00 - 9:00 7 6 6 1 7 0 0 0
9:00 - 10:00 12 10 8 2 20 0 0 0
10:00 - 11:00 27 7 16 1 12 0 0 0
11:00 - 12:00 19 10 4 2 16 0 0 0
12:00 - 13:00 16 8 10 0 7 0 1 0
13:00 - 14:00 21 10 7 0 10 0 1 0
14:00 - 15:00 15 11 5 0 15 0 0 0
15:00 - 16:00 15 5 7 0 9 0 0 0
16:00 - 17:00 14 6 11 1 12 0 0 0
17:00 - 18:00 13 5 8 0 15 0 0 0
TOTAL 178 82 85 7 133 0 3 0
143
Tabla 43
Fichas de Aforo vehicular domingo

Station
Hora Auto Rural
combi
DIAGRA.
VEH.
6.00 - 7:00 2 2 1 0 6 0 0 0
7:00 - 8:00 3 4 3 0 13 0 1 1
8:00 - 9:00 8 3 2 0 7 0 0 0
9:00 - 10:00 6 9 3 0 18 0 0 0
10:00 - 11:00 15 7 15 1 9 0 0 0
11:00 - 12:00 24 24 13 0 17 0 1 0
12:00 - 13:00 31 21 4 0 15 0 1 0
13:00 - 14:00 38 12 9 1 11 0 0 0
14:00 - 15:00 22 17 12 3 8 0 0 0
15:00 - 16:00 26 11 4 0 15 0 0 0
16:00 - 17:00 22 9 11 0 10 0 2 0
17:00 - 18:00 16 10 9 0 12 0 0 0
TOTAL 213 129 86 5 141 0 5 1
Tabla 44
Fichas de Aforo vehicular resumen
Camionetas Camión
Station bus
Hora Auto
wagon Pick Rural C
Panel B2 C3
up combi 2 Total %
Diagra.
Veh.
Lunes 176 110 114 7 85 0 6 0 498 14.9

Martes 152 92 100 4 85 1 3 1 438 13.1
Miércoles 137 99 107 2 88 0 2 0 435 13.0
Jueves 132 99 108 2 94 1 2 1 439 13.2
Viernes 135 104 109 3 100 1 3 1 456 13.7
Sabado 178 82 85 7 133 0 3 0 488 14.6
Domingo 213 129 86 5 141 0 5 1 580 17.4
Total 1123 715 709 30 726 3 24 4 3334 100.0
% 33.7 21.4 21.3 0.9 21.8 0.1 0.7 0.1 100.0

144
Figura 50
Aforo Vehicular
3.5.5.7.1. Determinación del IMDA.
El cálculo del IMDA se genera a partir del IMDS, la misma que se dispone del
aforo vehicular realizado en trabajo de campo.
- Cálculo del IMDS
De la Tabla 26 tenemos el tráfico correspondiente a una semana, que es de 3334
vehículos.
TS
IMDS =
7
3334
IMDS = = 476
7
Por lo tanto, obtenemos un IMDS de 476 vehículos mixtos/día
- Cálculo del IMDA
El IMDA (media poblacional), se determina en base al IMDS (media muestral),
que está dado por la siguiente expresión:
TS
IMDA = ±A
7
145
Donde:
IMDA: Índice Medio Diario Anual.
IMDS: Índice Medio Diario Semanal.
A: Máxima diferencia entre el IMDA y el IMDS
La estimación de A, adicionado o sustraído del IMDS (Media Muestral), equivale
al intervalo de confianza esta se encuentra en el IMDA (Media Poblacional), Para un
adecuado nivel de confianza, el valor de “A” se halla con la siguiente expresión:
A=K∗E
Donde:
K: Número de desviaciones estándar que corresponde al nivel de confiabilidad
que se desea.
E: Error estándar de la media.
Se ha indicado que las medias de diferentes datos tomadas de la misma población
se dividen normalmente alrededor de la media poblacional, con una desviación estándar
semejante al error estándar, por lo que se opta:
E = σ′
Donde:
σ' = Estimación de desviación estándar poblacional (S)
S N−n
σ′ = (√ )
√n N−1
Donde:
S: Desviación estándar de la partición de los volúmenes de transito diario o
desviación estándar muestral.
n: Cantidad de la muestra en número de días del aforo.
N: Cantidad de la población en número días del año.
146
La desviación estándar muestral S, se calcula con la siguiente fórmula:
∑ni=1(TDi − IMDS)2
S=√
n−1
Donde:
TDi: Volumen de tráfico del día “i”.
S: Desviación estándar muestral.
n: Tamaño de la muestra en cantidad de días del aforo.
Al final obtenemos la correlación entre los volúmenes de tránsito promedio diario
anual y semanal.
IMDA = IMDS ± A = IMDS ± K ∗ E = IMDS ± K ∗ σ′
IMDA = IMDS ± K ∗ σ′
Para hallar el valor de “K”, se recurre al uso de la tabla 27 que considera el grado
de confiabilidad acorde al tipo de vía. En nuestro caso es una vía local en una zona
turística urbana, por lo tanto, se ha estimado un nivel de confiabilidad de un 65%.
Tabla 45
Valores de nivel de confianza R, de acuerdo con el tipo de camino
Tipo de camino Zonas urbanas Zonas rurales

Rutas interestatales y autopistas 85 - 99.9 80 - 99.9
Arterias/Carreteras principales 80 - 99 75 - 95
Colectoras/Carreteras secundarias 80 - 95 75 - 95
Caminos Vecinales/Locales 50 - 80 50 - 80
Nota: (ASSTHO, 1993)
En el siguiente cuadro presentaremos los valores de confiabilidad vs desviación
estándar normal.
147
Tabla 46
Factores de desviación normal
Confiabilidad Zr
50 0
65 -0.389
80 -0.841
95 -1.645
Nota: (Aurelio S., 1997)
Aplicando el uso de las tablas descritas anteriormente se determina que para un
camino vecinal local se tienen los siguientes valores:
- K = -0.389
- N = 365 días
- n = 7 días (lunes a domingo)
- IMDS = 476 vehículos/día.
Tabla 47
Cálculo de desviación estándar
Tránsito
Días de aforo IMDS TDi - IMDS (TDi - IMDS)²
diario TDi
Lunes 498 476 22 472
Martes 438 476 -38 1444
Miércoles 435 476 -41 1681
Jueves 439 476 -37 1369
Viernes 456 476 -20 400
Sábado 488 476 12 144
Domingo 580 476 104 10816
TOTAL 3334 16326
Citando la ecuación de la desviación estándar, obtenemos los valores:
16326
S=√ = 52.16
7−1
Por lo tanto, usando los valores de N = 365, n =7 y S = 52.16 se procede a calcular
el valor de σ'.
148
52.16 365 − 7
σ′ = (√ ) = 19.55 ≈ 20 Veh./dia
√7 365 − 1
Para la cuantificación del Índice Medio Diario Anual (IMDA), para un 65% de
confiabilidad tenemos K = -0.389 y el valor de σ' = 20.
IMDA = 476 ± (−0.389)*(20)
Por lo anterior el IMDA está entre los valores de:
- 468 vehículos por día < IMDA < 484 vehículos por día
- Tomaremos en cuenta el caso más crítico IMDA = 484 vehículos/día.
3.5.5.7.2. Determinación del periodo de diseño.
La AASHTO nos facilita algunos valores del periodo de diseño de acuerdo con la
magnitud y envergadura de la vía.
Tabla 48
Periodo de análisis
Tipo de vía Periodo de análisis

Urbana de alto volumen de tráfico 30 - 50 años
Rural de alto volumen de tráfico 20 - 50 años
Pavimentada de bajo volumen de tráfico 15 - 25 años
No pavimentada de bajo volumen de tráfico 10 - 20 años
Por lo tanto, para el actual proyecto se tomará en cuenta un periodo de diseño de
20 años.
3.5.5.7.3. Tasa de crecimiento anual de tráfico.
Según el Ministerio de Transportes y Comunicaciones por medio de la Oficina
General de Planificación y Presupuestos (OGPP) la tasa de crecimiento anual se tiene en
la tabla 31.
149
Tabla 49
Parque Automotor Nacional por departamentos
Tasa promedio
Departamento 2017 2018
anual
Total 2786101 2894327 3.9
Amazonas 2227 2182 -2.0
Ancash 34923 36190 3.6
Apurímac 4177 4120 -1.4
Arequipa 200560 211735 5.6
Ayacucho 6015 5918 -1.6
Cajamarca 26224 27674 5.5
Cuzco 79874 84942 6.3
Huancavelica 1259 1235 -1.9
Huánuco 16915 17367 2.7
Ica 27423 27558 0.5
Junín 69760 72316 3.7
La Libertad 196040 202558 3.3
Lambayeque 71328 74092 3.9
Lima 1837347 1908672 3.9
Loreto 5489 5477 -0.2
Madre de Dios 1308 1383 5.7
Moquegua 14887 14810 -0.5
Pasco 6660 6545 -1.7
Piura 57740 60006 3.9
Puno 49387 51041 3.3
San Martín 12669 13052 3.0
Tacna 50858 52161 2.6
Tumbes 3423 3375 -1.4
Ucayali 9608 9918 3.2
Nota: (M.T.C., 2021)
3.5.5.8. Factor camión
Se comprende por factor camión al número de aplicaciones de ejes sencillos con
carga equivalente de 8.2 toneladas con respecto al paso de un vehículo comercial (bus o
camión).
3.5.5.8.1. Factores De Equivalencia De Carga (FEC).
Para evaluar el efecto sobre un pavimento, de cargas distintas a las de 8.2 Tn.
estándar, semejantes a un tándem de 14.5 Tn, se determinó factores de equivalencia de
carga por eje, que se obtuvo a partir de las consideraciones del AASHTO ROAD TEST.
150
Los resultados adquiridos en la prueba ASSHTO, permiten hallar la equivalencia entre
cargas diferentes que transmitirán al pavimento por un sistema de neumáticos y ejes, se
expresa con la siguiente expresión:
P1 n
FEC = ( )
P0
Donde:
FEC: Factor de Equivalencia De Carga.
P1: Carga de eje a considerar, cuya equivalencia de daño se desea calcular (Tn).
P0: Carga de eje de referencia estándar (Tn).
n: Coeficiente empírico.
Se indicará el coeficiente exponencial experimental para las cargas por eje simple
de 80Kn y de 142kN, optando por 80Kn. De acuerdo con la tabla 33, AASHTO determina
el valor de n = 4, finalmente llegando a la siguiente expresión.
P1 4
Factor de Equivalenecia de Carga = ( )
p0
151
Tabla 50
Factores de Equivalencia de Carga
Carga bruta por eje Factores de equivalencia de carga

Kn Lb Ejes simples Ejes tándem Ejes trídem
4.45 1,000 0.00002
8.90 2,000 0.00018
17.80 4,000 0.00209 0.0003
26.70 6,000 0.01043 0.001 0.0003
35.60 8,000 0.0343 0.003 0.001
44.50 10,000 0.0877 0.007 0.002
53. 4 12,000 0.189 0.014 0.003
62.30 14,000 0.360 0.027 0.006
71.20 16,000 0.623 0.047 0.011
80.00 18,000 1.000 0.077 0.017
89.0 20,000 1.51 0.121 0.027
97.90 22,000 2.18 0.180 0.040
106.80 24,000 3.03 0.260 0.057
115.60 26,000 4.09 0.364 0.080
124.50 28,000 5.39 0.495 0.109
133.40 30,000 6.97 0.658 0.145
142.30 32,000 8.88 0.857 0.191
151.20 34,000 11.18 1.095 0.246
160.10 36,000 13.93 1.38 0.313
169.0 38,000 17.20 1.70 0.393
178.0 40,000 21.08 2.08 0.487
187.0 42,000 25.64 2.51 0.597
195.7 44,000 31.00 3.00 0.723
204.50 46,000 37.24 3.55 0.868
213.50 48,000 44.50 4.17 1.033
222.40 50,000 52.88 4.86 1.22
231.30 52,000 5.63 1.43
240.20 54,000 6.47 1.66
249.0 56,000 7.41 1.91
258.0 58,000 8.45 2.20
267.0 60,000 9.59 2.51
275.8 62,000 10.84 2.85
284.5 64,000 12.22 3.22
293.5 66,000 13.73 3.62
302.5 68,000 15.38 4.05
311.5 70,000 17.19 4.52
320.0 72,000 19.16 5.03
329.0 74,000 21.32 5.57
338.0 76,000 23.66 6.15
347.0 78,000 26.22 6.78
356.0 80,000 29.0 7.45
364.7 82,000 32.0 8.20
373.6 84,000 35.3 8.90
382.5 86,000 38.8 9.80
391.4 88,000 42.6 10.6
400.3 90,000 46.8 11.6
Nota: (Minaya S., 2006)
152
3.5.5.8.2. Número de repeticiones de ejes equivalentes
Para la realización del diseño de pavimentos la solicitud que corresponde al del
tráfico pesado de camiones es la que sobresalientemente tiene importancia.
El tránsito tiene una medición en la unidad definida, por ASSHTO, como Ejes
Equivalentes (EE) acumulados en el periodo de diseño recopilado en el estudio. ASSHTO
definió como un EE, a consecuencias de deterioro que ha sido causado sobre el pavimento
por un eje simple de dos neumáticos típicos cargado con 8.2 Tn de peso, también
neumáticos con una presión de 80 lb/pulg2. Los ejes equivalentes (EE) son agentes con
equivalencias que indican un factor destructivo de las diferentes cargas, por eje que están
conformados por cada prototipo de vehículos pesados, sobre la conformación del
pavimento.
Tabla 51
Configuración de los ejes
N° de
Conjunto de ejes (s) Nomenclatura Gráfico
neumáticos
Eje simple
1rs 2
(con rueda simple)
Eje simple
1rd 4
(con rueda doble)
Eje tandem
(1 eje rueda simple + 1rs + 1rd 6
1 eje rueda doble)
Eje tandem
2rd 8
(2 ejes rueda doble)
Eje tridem
(1 rueda simple + 2 1rs + 2rd 10
ejes rueda doble)
Eje tridem
3rd 12
(3 ejes rueda doble)
Nota: (M.T.C., 2013)
En el análisis de los EE, se aplicará las siguientes correlaciones simplificadas, que
resultaron de relacionar los valores de las tablas del apéndice D de la guía AASHTO 93,
153
para las diversas solicitaciones de ejes de vehículos pesados (buses y camiones) y
prototipo de pavimento.
Tabla 52
Relación de cargas por eje para determinar Ejes Equivalentes (EE) para pavimentos
rígidos, pavimentos Flexibles y Semirrígidos
Eje Equivalente
Tipo de eje
(EE8.2 tn)
Eje Simple de ruedas simples (EES1) EES1 = [ P / 6.6 ]4.0
Eje Simple de ruedas dobles (EES2) EES2 = [ P / 8.2 ]4.0
Eje Tandem (1 eje ruedas dobles +1 eje rueda simple)
EETA1 = [ P / 14.8 ]4.0
(EETA1)
Eje Tandem (2 ejes de ruedas dobles) (EETA2) EETA2 = [ P / 15.1 ]4.0
Eje Tridem (2 ejes ruedas dobles + 1 eje rueda simple)
EETR1 = [ P / 20.7 ]3.9
(EETR1)
Eje Tridem (3 ejes de ruedas dobles) (EETR2) EETR2 = [ P / 21.8 ]3.9
P = Peso real por eje en toneladas
Tabla 53
Relación de cargas por Eje para determinar equivalencias (EE) para Pavimentos
rígidos
Eje Equivalente
Tipo de eje
(EE8.2 tn)
Eje Simple de ruedas simples (EES1) EES1 = [ P / 6.6 ]4.1
Eje Simple de ruedas dobles (EES2) EES2 = [ P / 8.2 ]4.1
Eje Tandem (1 eje ruedas dobles +1 eje rueda simple) (EETA1) EETA1 = [ P / 13.0 ]4.1
Eje Tandem (2 ejes de ruedas dobles) (EETA2) EETA2 = [ P / 13.3 ]4.1
Eje Tridem (2 ejes ruedas dobles + 1 eje rueda simple) (EETR1) EETR1 = [ P / 16.6 ]4.0
Eje Tridem (3 ejes de ruedas dobles) (EETR2) EETR2 = [ P / 17.5 ]4.0
P = Peso real por eje en toneladas
154
Tabla 54
Peso máximo por eje independiente o grupos
Gráfico
Eje (s) Neumático Alternativa Alternativa Alternativa Kilos
1 2 3
Simple 2 7,000
Simple 4 11,000
Doble 6 16,000
Doble 8 18,000
Triple 10 23,000
Triple 12 25,000
Nota: (M.T.C., 2003a)
Para estructurar un pavimento se adoptará el número proyectado de EE que se
transmitirán por el “carril de diseño”, durante el periodo analizado. La vía de diseño
tendrá correlación al carril establecido como el más cargado de la carretera y el resultado
de este análisis será acogido para todos los carriles de la sección vial de esa carretera, por
tramos de demanda uniforme.
3.5.5.8.3. Carril de diseño.
Para vías urbanas y carreteras de dos carriles, el carril de diseño podría ser uno de
los dos, también podemos mencionar que, para vías urbanas y carreteras de carriles
múltiples, generalmente es el carril que se encuentra en el lado externo.
En ciertas circunstancias, posiblemente haya mayor tránsito de camiones en un
sentido que en otro. En varios sitios los camiones circulan con carga en un sentido y
vacíos en otros. Teniendo en cuenta las sugerencias del Instituto del Asfalto y la American
Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO):
- Instituto del Asfalto:
155
Tabla 55
Carril de diseño según Instituto del Asfalto
N° carriles % de camiones en el
(2 direcciones) carril de diseño
2 50
4 45 (35 - 48)
6 o más 40 (25 - 48)
- AASHTO:
Para la cuantificación de vehículos en ambas direcciones, el factor de dirección
recomendado es de 50%, aunque este valor podría variar entre 30 a 70%. El tráfico vial
en una sola dirección se separará para el carril de diseño según lo recomendado:
Tabla 56
Carril de diseño según AASHTO
N° carriles en % ESAL en el carril

(1 dirección ) de diseño
1 100
2 80 - 100
3 60 - 80
4 50 - 75
3.5.5.8.4. Factor direccional y Factor carril
El agente que distribuye se expresa como una relación, que tiene una
correspondencia al número de vehículos pesados que transitan en un sentido de tráfico
vehicular, generalmente tiene una correspondencia a la mitad del tránsito que circula en
ambas direcciones, pero en alguna eventualidad puede ser considerado mayor en una
dirección que en otra, el que definirá según el conteo de tráfico vehicular.
El agente que distribuye el carril expresado como una relación, que tiene una
correspondencia al carril que adopta el mayor número de EE, donde el tránsito vehicular
por dirección en la mayoría de los casos se canaliza por ese carril.
156
El tráfico calculado para el carril de diseño del pavimento justificara el número de
direcciones o sentidos y el número de carriles por calzada de la vía, según el porcentaje o
factor a considerar aplicado al IMD.
Tabla 57
Factores de Distribución direccional y de Carril para determinar el tránsito en el carril
de diseño
Número Factor
Factor Factor
Número de Número de de carriles Ponderado
direccional carril
calzadas sentidos por FdxFc para
(Fd) (Fc)
sentido carril de diseño
1 sentido 1 1.00 1.00 1.00
1 sentido 2 1.00 0.80 0.80
1 calzada (para
1 sentido 3 1.00 0.60 0.60
IMDa total de la
1 sentido 4 1.00 0.50 0.50
calzada)
2 sentido 1 0.50 1.00 0.50
2 sentido 2 0.50 0.80 0.40
2 calzadas con 2 sentidos 1 0.50 1.00 0.50
separador 2 sentidos 2 0.50 0.80 0.40
central 2 sentidos 3 0.50 0.60 0.30
(para IMDa
total de las dos 2 sentidos 4 0.50 0.50 0.25
calzada)
Nota: Elaborado por el equipo de trabajo en base a la guía ASSHTO 93
3.5.5.8.5. Estimación del factor camión, FC.
Se comprende por factor camión al número de aplicaciones de eje estándar de 80
kN, respectivo al paso de un vehículo. El factor camión se podrá hallar por pesaje. El
pesaje es un método de un alto valor(caro) para proyectos pequeños; por ende, cuando se
deba realizar el diseño para un tramo de vía en la cual no exista datos sobre el peso de los
vehículos quedan dos elecciones:
- Tener en cuenta el F.C. más conocido de una vía donde las características sean
semejantes.
- Considerar el F.C. por algún método empírico.
157
Figura 51
Dimensiones, pesos y medidas de vehículos Pesados

TABLA DE PESOS Y MEDIDAS
Peso Máximo (tn) Peso
Long.
Configuración bruto
Descripción gráfica de los vehículos Máx. Eje Conjunto de ejes posteriores
vehicular máx.
(m) Delant.
1° 2° 3° 4° (tn)
C2 12,30 7 11 --- --- --- 18
C3 13,20 7 18 --- --- --- 25
C4 13,20 7 23 --- --- --- 30
T2S1 20,50 7 11 11 --- --- 29
T2S2 20,50 7 11 18 --- --- 36
T2S3 20,50 7 11 25 --- --- 43
B2 13,20 7 11 --- --- --- 18
B3 - 1 14,00 7 16 --- --- --- 23
Nota: (M.T.C., 2003b)
En el siguiente cuadro observaremos y obtendremos el Factor Camión para cada
tipo de vehículo, tomando en cuenta la tabla anterior
158
Tabla 58
Factor camión para C2 y B2 (Pavimento Flexible)
Factor camión para C2 y B2 pavimento flexible

Ejes E1 E2
4.0
Ecuación utilizada EEs1 = [ p / 6.6 ] EES2 = [ P / 8.2 ]4.0
Peso (tn) 7 11
Tipo de eje Eje simple eje simple
Tipo de rueda Rueda simple rueda doble
Factor de E.E. 1.265 3.238
Factor camión 4.504
Tabla 59
Factor camión para C3 (Pavimento Flexible)
Factor camión para C3 pavimento flexible

Ejes E1 E2
4.0
Ecuación utilizada EEs1 = [ p / 6.6 ] EETA1 = [ P / 14.8 ]4.0
Peso (tn) 7 16
Tipo de eje Eje simple Eje tándem
Tipo de rueda Rueda simple 1 eje 2R + 1 Eje de RS
Factor de E.E. 1.265 1.366
Factor camión 2.631
Tabla 60
Factor camión para C2 y B2 (Pavimento Rígido)
Factor Camión Para C2 Y B2 Pavimento Rígido

Ejes E1 E2
4.1
Ecuación Utilizada EES1 = [ P / 6.6 ] EES2 = [ P / 8.2 ]4.1
Peso (Tn) 7 11
Tipo de eje eje simple eje simple
Tipo de rueda rueda simple rueda doble
Factor de E.E. 1.273 3.335
Factor Camión 4.608
159
Tabla 61
Factor camión para C3 (Pavimento Rígido)
Factor Camión Para C3 Pavimento Rígido

Ejes E1 E2
Ecuación Utilizada EES1 = [ P / 6.6 ]4.1 EETA1 = [ P / 13.0 ]4.1
Peso (Tn) 7 16
Tipo de eje eje simple eje tándem
Tipo de rueda rueda simple 1 eje 2R + 1 Eje de RS
Factor de E.E. 1.273 2.343
Factor Camión 3.616
Tabla 62
Resultados del Factor Camión para Pavimentos Flexibles
Eje 1 Eje 2 Factor

Tipo de vehículo
Tn Kn FEC Tn Kn FEC camión
Autos 1.106 10.85 0.0008 1.106 10.85 0.0008 0.0016
station Wagon 1.106 10.85 0.0008 1.106 10.85 0.0008 0.0016
Panel 1.106 10.85 0.0008 1.106 10.85 0.0008 0.0016
Camionetas Pick Up 1.106 10.85 0.0008 1.106 10.85 0.0008 0.0016
Camionetas Rural
2 19.62 0.008 2 19.62 0.008 0.017
(Combi)
Bus "B2" 7 68.65 1.265 11 107.87 3.238 4.504
Camión “C2" 7 68.65 1.265 11 107.87 3.238 4.504
Camión "C3" 7 68.65 1.265 16 176.52 1.366 2.631
Tabla 63
Resultados del Factor Camión para Pavimentos Rígidos
Eje 1 Eje 2 Factor

Tipo de vehículo
Tn Kn FEC Tn Kn FEC camión
Autos 1.106 10.85 0.0007 1.106 10.85 0.0007 0.0013
station Wagon 1.106 10.85 0.0007 1.106 10.85 0.0007 0.0013
Panel 1.106 10.85 0.0007 1.106 10.85 0.0007 0.0013
Camionetas Pick Up 1.106 10.85 0.0007 1.106 10.85 0.0007 0.0013
Camionetas Rural
2 19.62 0.0075 2 19.62 0.0075 0.015
(Combi)
Bus "B2" 7 68.65 1.273 11 107.87 3.335 4.608
Camión “C2" 7 68.65 1.273 11 107.87 3.335 4.608
Camión "C3" 7 68.65 1.273 16 176.52 2.343 3.616
160
3.5.5.8.6. ESALs de diseño
El esquema por considerarse sobre el número de ejes equivalentes (ESAL) para el
estudio (W18) en el carril de diseño. A partir del conteo vehicular y la transformación a
ejes equivalentes se debe cambiar al ESAL en ambas direcciones por circunstancias
direccionales de carril, aplicando la siguiente ecuación.
W18 = DD ∗ DL ∗ w
̅ 18
Donde:
W18 : Número de ejes equivalentes (ESAL) para el periodo de exploración
en el carril de diseño.
DD: Factor de distribución direccional.
DL: Factor de distribución por carril.
w
̅ 18 : Tráfico total en ambas direcciones para el periodo de diseño
De acuerdo con la tabla 38 para nuestro proyecto obtenemos el Factor de
Distribución Direccional de 1.0 (100%) y el Factor de Distribución por carril 0.8 (80%).
3.5.5.8.7. Crecimiento del tránsito.
El diseño del pavimento debe servir adecuadamente a la demanda de tránsito
vehicular durante un periodo de años; por ende, el crecimiento del tránsito deberá ser
anticipado.
El aumento puede ser considerado como el Factor de Crecimiento:
(1 + 𝑟)𝑛 − 1
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝐶𝑟𝑒𝑐𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =
𝑟
Donde:
r = 3.3% (Tasa de crecimiento anual)
n = 20 años (Periodo de diseño)
Por consiguiente, el Factor de Crecimiento será: 27.7
161
Tabla 64
Cálculo de ESAL de diseño (Pavimento Flexible)
N° N°
ESAL en el
veh/día veh/día N° Factor Factor de ESAL de
Tipo de carril de
(1 (1 veh/año camión crecimiento diseño
vehículo diseño
sentido) sentido) 3=2x365 4 6 7=5x6
5=3x4
1 2=80%(1)
Autos 162 130 47450 0.0016 75.92 27.7 2103.0
Station
104 83 30295 0.0016 48.472 27.7 1342.7
Wagon
Panel 103 82 29930 0.0016 47.888 27.7 1326.5
Camionetas
4 3 1095 0.0016 1.752 27.7 48.5
Pick Up
Camionetas
Rural 105 84 30660 0.0169 518.154 27.7 14352.9
(Combi)
Bus "B2" 1 1 365 4.5037 1643.8505 27.7 45534.7
Camión “C2" 3 2 730 4.5037 3287.701 27.7 91069.3
Camión "C3" 1 1 365 2.6313 960.4245 27.7 26603.8
Total 483 386 140890.00 6584.162 182381.3
Tabla 65
Cálculo de ESAL de diseño (Pavimento Rígido)
N° N°
ESAL en el
veh/día veh/día N° Factor Factor de ESAL de
TIPO DE carril de
(1 (1 veh/año Camión Crecimiento diseño
VEHÍCULO diseño
sentido) sentido) 3=2x365 4 6 7=5x6
5=3x4
1 2=80%(1)
Autos 162 130 47450.00 0.0013 61.685 27.7 1708.7
Station
104 83 30295.00 0.0013 39.3835 27.7 1090.9
Wagon
Panel 103 82 29930.00 0.0013 38.909 27.7 1077.8
Camionetas
4 3 1095.00 0.0013 1.4235 27.7 39.4
Pick Up
Camionetas
Rural 105 84 30660.00 0.0150 459.9 27.7 12739.2
(Combi)
Bus "B2" 1 1 365.00 4.6077 1681.8105 27.7 46586.2
Camión "C2" 3 2 730.00 4.6077 3363.621 27.7 93172.3
Camión "C3" 1 1 365.00 3.6156 1319.694 27.7 36555.5
Total 483 386 140890.00 6966.4265 192970.0
162
CAPÍTULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1.Pavimento Flexible
El método AASHTO 1993 utiliza el número estructural SN para medir la
resistencia estructural que requiere el pavimento para una determinada capacidad de
soporte de suelo, tráfico previsto y pérdida de serviciabilidad. Con la ecuación de diseño
empírica usada en AASHTO 93 se busca el número estructural requerido.
La ecuación básica de diseño propuesta por AASHTO 93, es la siguiente:
∆𝑃𝑆𝐼
log10 ( )
log10 (𝑊18 ) = 𝑍𝑅 𝑆𝑂 + 9.36 log10 (𝑆𝑁 + 1) − 0.2 + 4.2 − 1.5 + 2.32 log (𝑀 ) − 8.07
1094 10 𝑅
0.4 + 5.19
(𝑆𝑁 + 1)
Donde:
W18: Número de ejes equivalente de 80 kN (18,000lb) en el periodo de diseño.
Zr: Desviación Estándar Normal
So: Error Estándar Combinado de la predicción del Tráfico
∆PSI: Diferencia de Serviciabilidad (PO – Pt)
PO: Serviciabilidad Inicial
Pt: Serviciabilidad Final
Mr: Modulo Resiliente
SN: Número Estructural indicativo del espesor total del pavimento
El número estructural requerido por el proyecto SN se convierte en el espesor de
cada uno de los componentes de la estructura del pavimento a través de coeficiente de
capa que representan la resistencia relativa de los materiales de cada capa. La ecuación
de diseño viene dada de la siguiente manera:
SN = a1 D1 + a2 D2 m2 + a3 D3 m3
163
Donde:
SN: Número estructural requerido por la sección de carretera.
ɑi: Coeficiente de capa i (1/pulgada).
DI: Espesor de capa i (pulgadas).
mi: Coeficiente de drenaje de la capa i (adimensional).
Los parámetros de diseño de detallan a continuación:
- Periodo de diseño
El periodo de diseño se refiere al tiempo, generalmente expresado en años,
transcurrido entre la construcción (denominado año cero) y el momento de la
rehabilitación del pavimento.
Tabla 66
Periodo de diseño en función del tipo de carretera
Condiciones de la carretera Periodo de análisis (años)

Altos volúmenes. Urbano 30 - 50
Altos volúmenes. Rural 20 - 50
Bajos volúmenes. Pavimentado 15 - 25
Altos volúmenes. Afirmado 10 - 20
Por lo tanto, se asume un periodo de diseño igual a 20 años.
- Tránsito (ESALs)
Del estudio de tráfico se tiene el ESAL de diseño:
ESALs = 182381.3 = 0.182381 x 10 6
- Factor de Confiabilidad (R)
El factor de confiabilidad es una medida que incorpora cierto nivel de certeza en
el proceso de diseño para garantizar que los diferentes parámetros alcancen el periodo de
análisis.
164
A continuación, se muestra los niveles recomendados de confiabilidad para
diversas caracterizaciones funcionales:
Tabla 67
Valores del nivel de confianza R, de acuerdo con el tipo de camino
TIPO DE CAMINO ZONAS URBANAS ZONAS RURALES

Rutas interestatales y autopistas 85 - 99.9 80 - 99.9
Colectoras/Carreteras secundarias 80 - 95 75 - 95
Como se indica en la Tabla 50 la vía en estudio corresponde al tipo de camino
Vecinal/Local se adopta un valor intermedio de 65%.
- Desviación Estándar Normal (ZR)
En la Tabla 51, se muestra los valores de la desviación normal estándar para cada
valor del coeficiente de confiabilidad, tal y como indica la guía AASHTO 93.
Tabla 68
Valores de Desviación estándar normal
Desviación
Confiabilidad (R%)
Estándar (Zr)
50 0
60 -0.253
65 -0.389
70 -0.524
75 -0.674
80 -0.841
85 -1.037
90 -1.282
91 -1.34
92 -1.405
93 -1.476
94 -1.555
95 -1.645
96 -1.751
97 -1.881
98 -2.054
165
99 -2.327
99.9 -3.09
99.99 -3.75
Así, el valor de la Desviación Estándar que corresponde a una confiabilidad al 65 % es:
ZR = -0.389
- Error Estándar Combinado (So)
La AASHTO propuso los valores adjuntos para elegir la variabilidad o error
estándar combinado So, de forma resumida y básica, este elemento representa la cantidad
de datos dispersos dentro de los cuales pasa la curva real del comportamiento de la
estructura.
El rango típico sugerido por ASSHTO se ubica entre:
Para pavimentos rígidos 0.30 < So < 0.40
Para Pavimentos Flexibles 0.40 < So < 0.50
Para tal efecto se considera el valor de So = 0.45, basado en el desarrollo de la
carretera experimental efectuada por la AASHTO en pavimentos rígidos.
- Índice de Serviciabilidad (∆PSI)
El PSI denomina a la superficie del pavimento de acuerdo a una escala de valores
de 0 a 5, claro está que, si el usuario observa agrietamientos o deterioros sobre la
superficie del camino aún sin apreciar deformaciones, la clasificación decrece.
Tabla 69
Índice de Serviciabilidad
Índice de
Calificación
Serviciabilidad (PSI)
5-4 Muy buena
4-3 Buena
3-2 Regular
2-1 Mala
1-0 Muy mala
166
El diseño estructural basado en la serviciabilidad, considera necesario determinar
el índice de serviciabilidad inicial (PO) y el índice de serviciabilidad final (Pt), para la
vida útil y un diseño adecuado de pavimentos.
- Índice de Serviciabilidad inicial (Po)
El índice de serviciabilidad inicial (PO) se establece como el primer estado del
pavimento inmediatamente después de su construcción o rehabilitación, ASSHTO
estableció para pavimentos flexibles y rígidos los siguientes índices de serviciabilidad
(PO).
o Pavimentos rígidos PO = 4.5
o Pavimentos flexibles PO = 4.2
- Índice de Serviciabilidad Final (Pt)
El índice de serviciabilidad final (Pt), se produce cuando la superficie del
pavimento ya no cumple con las expectativas de seguridad y comodidad exigidas por el
usuario. Se tiene los valores de serviciabilidad final (Pt).
o Carreteras principales Pt = 2.5 ó 3.0
o Carreteras de tránsito menor Pt = 2.0
La deficiencia o pérdida de serviciabilidad, se define como la diferencia entre el
índice de servicio inicial y final.
∆PSI = PO – Pt
En el presente proyecto, se tiene los datos a partir de los parámetros ya
anteriormente referenciados y utilizando la ecuación anterior, se tiene:
o Serviciabilidad Inicial PO = 4.2
o Serviciabilidad Final Pt = 2.0
o Perdida de Serviciabilidad ∆PSI = Po – Pt = 2.2
- Módulo resiliente efectivo del suelo.
167
El módulo Resiliente es una medida de la propiedad elástica del suelo, tomando
en consideración ciertas características y es usado directamente para el diseño de
pavimentos flexibles y que sustituye al valor de soporte del suelo.
Para determinar los módulos resilientes se emplean las correlaciones siguientes:
MR = 1500 x CBR (psi) → CBR < 7.2%
MR = 3000 x CBR^0.65 (psi) → 7.2% < CBR < 20%
MR = 4326 x Ln (CBR) + 241(psi) → CBR > 20%
En el presente proyecto de tesis se tiene un CBR de la sub rasante de 6.1%.
Por lo tanto, se obtiene el valor del Módulo Resiliente.
MR = 1500 (6.1) = 9150 psi
- Coeficiente de drenaje (mi)
El método AASHTO asume que la resistencia de la sub rasante y base
permanecerá constante durante la vida útil del pavimento. Para que esto sea válido, la
estructura de un pavimento debe poseer un adecuado drenaje. La calidad de drenaje se
incorpora al diseño, modificando los coeficientes de capas.
El factor que modifica o ajusta el coeficiente de capa se representa en (mi), el
posible efecto del drenaje en el concreto asfaltico no se considera. A continuación, se
detallan los diferentes niveles de drenaje.
Tabla 70
Calidad de Drenaje
Calidad del drenaje Agua removida en

Excelente 2 horas
Bueno 1 día
Regular 1 semana
Pobre 1 mes
Malo Agua no drena
168
Así mismo se muestra el porcentaje del tiempo a lo largo de un año, en donde la
estructura del pavimento puede estar expuesta a niveles de humedad próximos a la
saturación.
Tabla 71
Valores recomendados calidad de drenaje
Calidad del Porcentaje de Tiempo al cual está expuesta la estructura del

drenaje pavimento a Niveles de humedad próxima a la saturación
Cd Menor del 1% 1 - 5% 5 - 25% Mayor del 25%
Excelente 1.25 - 1.20 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.1
Bueno 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1
Regular 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.9
Pobre 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.8
Malo 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.80 - 0.70 0.7
Por lo tanto, se asume: m1 = m2 = m3 = 0.9
- Determinación del espesor
o Cálculo del Número Estructural requerido (SN)
La estimación del número estructural requerido se puede determinar de las
siguientes maneras:
▪ Utilizando el monograma.
▪ Utilizando la ecuación general AASHTO 93
Para el presente proyecto se utilizó la ecuación AASHTO 93, teniendo en cuenta
los resultados de cada uno de los parámetros.
Donde:
169
- ESAL de diseño, W18 = 182,381.3
- Factor de confiabilidad, R = 65 %
- Desviación estándar Normal (Para R = 65%), Zr = - 0.389
- Error estándar Combinado de la predicción de tráfico, So = 0.45
- ∆PSI: Diferencia de serviciabilidad (∆PSI = PO – Pt) = 2.2
- Serviciabilidad Final, Pt = 2.0
- Módulo Resiliente de la Subrasante, Mr = 9150 psi
Con la ecuación general se obtiene como resultado el Número Estructural
requerido:
SNrequerido = 2.05
- Coeficiente de Capa.
Es un valor matemático otorgado a cada capa de material que componen la
estructura del pavimento, según lo indicado por su módulo de elasticidad o CBR
correspondiente, con el objeto de cambiar el espesor de cada capa, en el número
estructural (SN) conseguido. Este coeficiente de capa expresa la relación experimental
entre “SN” y el espesor total del pavimento.
SN = a1 D1 + a2 D2 m2 + a3 D3 m3
ɑ1 : Coeficiente de capa 1
- Coeficiente de Capa ɑ1 (Carpeta asfáltica), se resuelve utilizando figura 43.
Para módulo resiliente del concreto asfaltico = 380,000 psi.
170
Figura 52
Determinación de a1
A partir de la cual se obtiene el valor de: ɑ1 = 0.41
- Coeficiente de Capa ɑ2 (Base), Se determina mediante la figura 44, para un
CBR Base = 80%
171
Figura 53
Determinación de ɑ2
De donde se obtiene el valor de: ɑ2 = 0.135
- Coeficiente de Capa ɑ3, (Sub base). Se resuelve a través de la figura 45, para
un CBR Sub base = 40%
172
Figura 54
Determinación de ɑ3
De donde se obtiene el valor de: ɑ3 = 0.12
- Espesores mínimos.
Tabla 72
Espesores mínimos en pulgadas, en función de los Ejes Equivalentes
Espesores Mínimos (pulgadas)

Base
Tráfico ESALs Concreto Asfáltico
Granular
Menos de 50.000 1.00 (Tratamiento Superficial) 4
50 001 - 150 000 2 4
150 001 - 500 000 2.5 4
500 001 - 2 000 000 3 6
2 000 001 - 7 000 000 3.5 6
Mayor a 7 000 000 4 6
173
El espesor del pavimento flexible se resuelve en función al número estructural
(SN) determinado en la ecuación de diseño, posteriormente se relaciona con dicho valor
por tanteos, los coeficientes de capa con espesores mínimos recomendados por AASHTO
o realizando un análisis de diseño de capas.
Espesor mínimo Carpeta Asfáltica = 2.5”, Espesor mínimo Base Granular = 4.0”,
espesores que asumimos al principio.
De acuerdo a la mención anterior se tiene la ecuación de diseño:
SN = a1 D1 + a2 D2 m2 + a3 D3 m3
Tenemos los valores recientemente obtenidos y los espesores mínimos:
SN requerido = 2.05
ɑ1 = 0.41/pulg D1 = 2.5 m2 = 0.9
ɑ2 = 0.135/pulg D2 = 4.0 m3 = 0.9
ɑ3 = 0.12/pulg D3 = ¿?
Reemplazamos los valores y obtenemos: D3 = 5.03 pulg.
Reemplazamos cada valor y se obtiene: D3 = 5.03 pulg.
Sin embargo, en nuestro país se recomienda un espesor de 2 pulgadas para la
carpeta asfáltica y teniendo la tabla 55 recomendado por la AASHTO de espesores
mínimos, se asume una carpeta asfáltica de 2.5 pulgadas, consecuentemente al recalcular
espesores tenemos:
SN calculado = 2.159
ɑ1 = 0.41/pulg D1 = 2.5 pulg. m2 = 0.9
ɑ2 = 0.135/pulg. D2 = 4.0 pulg. m3 = 0.9
ɑ3 = 0.12/pulg. D3 = 5.03 pulg.
Como SN requerido (2.05) < SN calculado (2.159), por lo tanto, la disposición
final de la estructura del pavimento se detalla a continuación:
174
Figura 55
Disposición final de espesores del pavimento flexible
4.2. Pavimento Rígido
4.2.1. Método AASHTO 93, para pavimentos rígidos
El procedimiento de diseño AASHTO tiene varias versiones, pero en este trabajo
de investigación se dará uso a la Guía AASHTO edición de 1993. Podemos resaltar que
la edición estudiada es la que se recomienda en los reglamentos de diseño de vías urbanas
con pavimento rígido aun en la actualidad.
Las constantes que se involucran para el diseño de pavimentos rígidos son
estimadas en base a un entendimiento empírico, es importante conocer y entender la
importancia que tienen cada una de ellas. Las pautas que propone la guía AASHTO 93
para el diseño del espesor de la losa de pavimento rígido se mostrará en la siguiente
ecuación:
Dónde:
- W18 : Tráfico (Número de ESAL´s)
- ZR: Desviación Estándar Normal
175
- SO: Error Estándar Combinado de la predicción del tráfico
- D: Espesor de la losa del pavimento (en pulg)
- ΔPSI: Diferencia de Serviciabilidad (ΔPSI = Po - Pt)
- Pt: Serviciabilidad Final
- S’c: Módulo de Rotura del Concreto (psi)
- Cd: Coeficiente de Drenaje
- J: Coeficiente de Transferencia de Carga
- Ec: Módulo de Elasticidad de Concreto (en psi)
- k: Módulo de Reacción de la Sub rasante en pci (psi/pulg).
En la norma AASHTO 93 plantea la solución de la ecuación antes mencionados
por medio de un nomograma, se obtiene de forma directa el espesor de la capa de rodadura
de la conformación estructural de pavimento rígido.
a) Periodo de diseño: n = 20 años
b) Tránsito en ejes equivalentes: ESAL = 192970 = 0.192970 x 106
Los datos presentados darán inicio para hallar los demás factores de diseño:
c) Factor de confiablidad (R) y desviación estándar:
La fiabilidad de que el pavimento se comporte de forma satisfactoria durante su
vida útil o período de diseño, tolerando las condiciones de tráfico y medio ambiente de
dicho período. resaltaremos, cuando abordamos el proceder del pavimento nos referimos
a la capacidad estructural y adecuado de éste, tiene la facultad de soportar las cargas
impuestas por el tránsito, y además ofrecer seguridad y confort al público beneficiado
durante el período para el cual fue diseñado. Entonces la fiabilidad está relacionada a la
presencia de fallas en el pavimento.
Un grado de fiabilidad alto implicará un pavimento de mayor precio y por lo tanto
mayores precios iniciales, el pavimento construido con mejor calidad tendrá un tiempo
176
más largo sin recibir reparación y por ende los precios de mantenimiento serán inferiores.
De un modo opuesto, a un nivel de fiabilidad bajo da un pavimento relativamente
económico, pero de un mayor precio de mantenimiento.
La guía AASHTO recomienda los siguientes valores del coeficiente de
confiabilidad con respecto a la clasificación funcional de la vía.
Tabla 73
Valores del nivel de confianza R, de acuerdo con el tipo de camino
Zonas
Tipo de camino Zonas rurales
Urbanas
Rutas Interestatales y autopistas 85 - 99.9 80 - 99.9
Colectoras/Carretera Secundarias 80 - 95 75 - 95
Conforme a lo visto en la tabla anterior, la vía urbana a estudiarse pertenece a un
Camino Vecinal/Local adoptando un valor promedio de 65%, para no repercutir en
mayores precios de construcción, ni menores costos iniciales, en donde el pavimento
luego requiera mayores costos en mantenimiento.
Tabla 74
Valores del nivel de con fianza R, de acuerdo l tipo de camino
Tipos de Desviación
Nivel de Confiabilidad (R)
Caminos Estándar
65% -0.385
Caminos de 70% -0.524
bajo Volumen 75% -0.674
de transito 80% -0.842
80% -0.842
85% -1.036
85% -1.036
85% -1.036
90% -1.282
Resto de
90% -1.282
Caminos
90% -1.282
90% -1.282
90% -1.282
90% -1.282
177
90% -1.282
95% -1.645
Adoptamos entonces para un valor de confiabilidad de R = 65% se tiene Zr = - 0.385
d) D. Error estándar combinado (So):
La AASHTO a propuesto los valores presentados a continuación para seleccionar
el Error Estándar Combinado So, de una manera simplificada, estas circunstancias
representan el número de datos dispersos que pasará la curva real del comportamiento de
la configuración estructural.
Los rangos que la AASHTO sugiere se encuentra entre:
- Para pavimentos rígidos 0.30 < So < 0.40
- Para pavimentos flexibles 0.40 < So < 0.50
En la presente investigación presentada se considera el valor de So = 0.35,
teniendo como el desarrollo de la pavimentación experimental realizado por la AASHTO
para pavimentos rígidos.
e) Serviciabilidad
La serviciabilidad esta escalada en medida al comportamiento del pavimento y se
relacionará con la comodidad y seguridad que brindará al público beneficiado, también
esta correlacionada con las singularidades físicas que muestra el pavimento como fallas,
peladuras, grietas, etc. Que usualmente afectarían la capacidad de soporte del pavimento.
La definición de Serviciabilidad está resumido en cinco aspectos resumidos
mostrados a continuación:
- Las vías de transito están dirigidas para un mejor confort y conveniencia del
público beneficiado.
- La buena y confortante transitabilidad, el público beneficiado tendrá una
opinión subjetiva.
178
- La Serviciabilidad se expresará por medio de evaluaciones hechas por
usuarios que hacen uso del tránsito vehicular en la carretera y se denomina la
calificación de la Serviciabilidad.
- La existencia de singularidades en un pavimento que pueden ser medidas de
manera objetiva y que pueden tener relación con las evaluaciones subjetivas.
Este tratamiento produce un índice de Serviciabilidad objetivo.
- La actuación de la misma puede ser representada por la historia de la
Serviciabilidad del pavimento.
Al circular el conductor por primera vez o en reiteradas ocasiones sobre una
vialidad, percibe una sensación de seguridad o inseguridad esto tomado en cuenta de lo
que se muestra y también la dificultad para controlar el vehículo. El factor principal
asociado a la seguridad y comodidad del usuario es la calidad de manejabilidad que
depende de la regularidad o rugosidad superficial del pavimento. La importancia de este
parámetro se definirá como Índice de Serviciabilidad Presente (PSI, por sus siglas en
ingles).
El PSI tendrá una escala calificadora de la superficie del pavimento de acuerdo
con un escalafón de valores que viene a ser 0 a 5 (ver tabla 57). Claramente observaremos
que, si el conductor observa agrietamientos, deterioros sobre el pavimento aún sin
apreciar deformaciones, la clasificación disminuye considerablemente.
Tabla 75
Índice de Serviciabilidad
Índice de
Calificación
Serviciabilidad (PSI)
5-4 Muy buena
4-3 Buena
3-2 Regular
2-1 Mala
1-0 Muy mala
179
El diseño que se ha realizado está basado en la serviciabilidad, será importante
determinar el índice de servicibilidad inicial (Po) y el índice de serviciabilidad final (Pt),
para la duración de vida utilizable de un diseño de pavimento.
- Índice de Serviciabilidad Inicial (Po):
El índice de serviciabilidad inicial (Po) será establecido como una condición
original del pavimento seguidamente después de su construcción. AASHTO ha
establecido para pavimentos rígidos y flexibles los siguientes índices de serviciabilidad
(Po).
o Pavimentos rígidos Po = 4.5
o Pavimentos flexibles Po = 4.2
- Índice de serviciabilidad final (Pt):
El índice de serviciabilidad final (Pt), ocurre cuando la superficie del pavimento
ya no cumple con las expectativas de comodidad y seguridad exigida por el usuario. Los
valores de serviciabilidad final (Pt) sugeridos por la AASHTO son:
o Carreteras principales Pt = 2.5 ó 3.0
o Carreteras de transito menor Pt = 2.0
La baja serviciabilidad, se define como la disparidad entre el índice de servicio
inicial y final.
∆PSI = Po – Pt = 4.5 – 2.0 = 2.5
f) Módulo de reacción de la sub rasante (k)
El módulo de reacción “k” manifiesta que la resistencia del suelo de la sub rasante
al ser introducido por efecto de la flexión de losas que será medido entre la presión
unitaria y el hundimiento que han de experimentar.
Este coeficiente nos dará a entender de cuánto se asienta la sub rasante, cuando
se le aplica un esfuerzo de compresión.
180
La NTP CE. 010 pavimentos Urbanos recomiendan el uso del siguiente ábaco, en
función al valor de CBR de la sub rasante:
Figura 56
Relación aproximada entre los valores de resistencia y clasificación del suelo
Nota: (R.N.E., 2010)
Según la Figura, para un valor de CBR = 6.1 %, el valor del módulo de reacción
de la sub rasante, será K = 44 MPa/m. Convirtiendo a unidades inglesas en pci, se tiene:
𝑀𝑃𝑎 145.0377 1𝑚 2.45𝑐𝑚

𝐾 = 44 𝑥 𝑥 𝑥
𝑚 1𝑀𝑃𝑎 100𝑐𝑚 1𝑝𝑙𝑔
𝐾 = 162.09 ≅ 162 𝑝𝑐𝑖
g) Módulo de rotura del concreto (S’c).
Es un factor imprescindible como variable de acceso para el diseño de pavimentos
rígidos, ya que controlará el agrietamiento por fatiga del pavimento, producida por las
cargas repetitivas de vehículos pesados.
181
Las alteraciones que sufre un pavimento de concreto de baja resistencia, las cargas
del tránsito podrían producir esfuerzos de compresión como de tensión. Por lo tanto, la
correlación entre los primeros y la resistencia a la compresión del concreto es baja, como
para alterar el diseño del espesor de la losa de concreto. relacionando los segundos y la
resistencia a flexión se observará que es mucho mayor, obteniendo a menudo valores
mayores de 0.5. Resultado de del estudio, los esfuerzos y la resistencia a la flexión son
los factores que toma por consideración el diseño del pavimento
El método tiende a utilizar la resistencia a la flexión, cuantificada por ensayos de
módulo de rotura sobre vigas de 15 x 15 x 75cm, retirándolas en los tercios de la luz, para
un periodo de curado de 28 días.
El módulo de rotura se puede determinar la siguiente expresión mostrada a
continuación
𝑆 ′ 𝑐 = 𝑘 √𝑓 ′ 𝑐 7 < 𝑘 < 12
Dónde:
f’c: Resistencia a compresión del concreto en psi.
Para la investigación utilizaremos y adoptaremos un valor relativamente bajo (de
k = 8), asumiendo que se tendrá deficiencias en la elaboración del concreto en el proceso
constructivo, entonces el valor del Módulo de Rotura S’c será:
𝑘𝑔 1𝑙𝑏 2.542 𝑐𝑚2

𝑆 ′ 𝑐 = 𝑘√𝑓 ′ 𝑐 = 8 𝑥 √210𝑥 𝑥 𝑥
𝑐𝑚2 0.4536𝑘𝑔 1𝑝𝑙𝑔2
𝐒 ′ 𝐜 = 𝟒𝟑𝟕. 𝟐𝟐𝐩𝐬𝐢
h) Módulo de Elasticidad del concreto Ec.
Coeficiente que indica la rigidez y la capacidad de repartir cargas que tiene una
losa de pavimentos. Es la relación entre la tensión y la deformación. Las deflexiones,
curvaturas y tensiones tienen una relación directa con el módulo de elasticidad del
182
concreto. En los pavimentos de concreto armado continuo, el módulo de elasticidad que
junto con el coeficiente de expansión térmica y a su vez contracción del concreto, son los
que dirigen el estado de tensiones en la armadura. Para un concreto de peso normal por
lo tanto la AASHTO sugiere:
𝐸𝑐 = 57000 𝑥 (𝑓′𝑐)0.5 (𝑒𝑛 𝑝𝑠𝑖)
Donde:
f'c : Resistencia del concreto en (psi)
Por lo tanto, tenemos:
𝑘𝑔 1𝑙𝑏 2.542 𝑐𝑚2

𝐸𝐶 = 57000 𝑥√210𝑥 𝑥 𝑥 = 3115169.6 𝑝𝑠𝑖
𝑐𝑚2 0.4536𝑘𝑔 1𝑝𝑙𝑔2
𝑬𝑪 = 𝟑. 𝟏 𝒙 𝟏𝟎𝟔
i) Coeficiente de Drenaje (Cd).
Fue añadido en la guía AASHTO para el diseño de pavimentos rígidos por motivo
de los efectos del drenaje en el desempeño estructural del pavimento, tales como las
consecuencias de la humedad en la resistencia de la sub rasante y en la erosionabilidad
de la sub base.
El coeficiente de drenaje tendrá un valor que está dado por dos variables que son:
- La calidad del drenaje, que se determinará por el tiempo que tarda el agua
infiltrada en ser evacuada de la estructura del pavimento. (Tabla 58)
- Exposición a la saturación, porcentaje de tiempo durante todo el año en que
un pavimento está siendo expuesto a niveles de humedad y filtración bastante
altos. Depende de la precipitación media anual y de las condiciones de drenaje,
se define sus calidades (Tabla 59).
En el siguiente cuadro se mostrará la humedad removida del drenaje, según lo
establecido por la guia AASHTO:
183
Tabla 76
Calidad del drenaje
Calidad del drenaje Agua removida en

Excelente 2 horas
Bueno 1 día
Regular 1 semana
Pobre 1 mes
Malo Agua no drena
También podemos observar el porcentaje del tiempo a lo largo de un año, donde
la estructura del pavimento pueda estar expuesta a niveles de humedad próximos a la
saturación.
Tabla 77
Calidad del drenaje
Calidad del Porcentaje de Tiempo al cual está expuesta la estructura del

drenaje pavimento a Niveles de humedad próxima a la saturación
Cd Menor del 1% 1 - 5% 5 - 25% Mayor del 25%
Excelente 1.25 - 1.20 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.1
Bueno 1.20 - 1.15 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1
Regular 1.15 - 1.10 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.9
Pobre 1.10 - 1.00 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.8
Malo 1.00 - 0.90 0.90 - 0.80 0.80 - 0.70 0.7
Para la zona de estudio se tiene temporadas de precipitación que duran hasta más
de 4 meses y sumado a esto la topografía llana que presenta el presente proyecto. Además,
la estructura del pavimento por lo tanto estará sujeta a niveles de humedad próximos a la
saturación mayor del 25% Por lo tanto se asume el valor de:
Cd = 0.9
j) Coeficiente de transferencia de Carga (J)
Se comprende como la facultad que tiene una losa de pavimento de transferir
fuerzas cortantes con las losas adyacentes, con el único objeto de aminorar las
184
deformaciones y los esfuerzos en la estructura del pavimento, mientras se tenga una mejor
transferencia de cargas tendrá un mejor comportamiento de las losas del pavimento.
Esta mitología ASSHTO tiene por consideración la transmisión de cargas
mediante el factor de transferencia de carga J.
La validez para la transferencia de carga entre losas adyacentes dependerá de los
siguientes factores:
- Cantidad de tráfico
- Uso de Pasa juntas
- Soporte de forma lateral de las losas
Un modo de transmitir la carga de una losa a otras es mediante la trabazón de los
agregados que se forma en las grietas que se encuentran por debajo del corte de la junta,
en cambio, esta forma de transferencia de cargas solamente se recomienda para vías de
tráfico ligero.
El empleo de pasa juntas será una manera adecuada de lograr la efectividad en la
transferencia de cargas, investigaciones recomiendan examinar su utilización en vías de
mayor tráfico vehicular.
Tabla 78
Coeficientes de transferencia de carga
Arcén o Banquina asfalto concreto

Elementos (barras) de
Si No Si No
transferencia de cargas
Tipo de Pavimento
Concreto Simple o Armado
3.2 3.8 - 4.4 2.5 - 3.1 3.6 - 4.2
c/juntas
Concreto Armado Continuo 2.9 - 3.2 - 2.3 - 2.9 -
En esta investigación se toma en cuenta el coeficiente de transferencia: J = 3.8,
teniendo en cuenta que el pavimento en proyección soportaría una mayor circulación de
185
vehículos ligeros y opcionalmente vehículos pesados, por ende, se considera un valor de
intermedio a bajo.
k) Espesor de la losa
Esta variable que se determinará al llevar a cabo el diseño propiamente dicho del
pavimento rígido, por los tanto el espesor está referido únicamente a la capa de concreto
hidráulico ubicado por encima de la sub base y/o sub rasante.
Para hallar el espesor de la losa de concreto se utiliza las formas presentadas a
continuación:
- Por medio de la ecuación general del guía AASHTO 93.
- Por medio de un software u hoja de cálculo.
- Por medio del uso de monogramas.
Para la presente investigación se dará el uso de la ecuación general de la guía
ASSHTO 93 para pavimentos rígidos.
Donde:
- W18: Tráfico (Número de ESAL´s) = 192,970.0
- ZR: Desviación Estándar Normal, Zr = -0.385 para R = 65%
- SO: Error Estándar Combinado de la predicción del tráfico = 0.35
- D: ¿Espesor de la losa del pavimento (en pulg) =?
- ΔPSI: Diferencia de Serviciabilidad (ΔPSI = Po - Pt) = 2.5
- Pt: Serviciabilidad Final = 2.0
- S’c: Módulo de Rotura del Concreto (psi) = 437.22
- Cd: Coeficiente de Drenaje = 0.9
186
- J: Coeficiente de Transferencia de Carga = 3.8
- Ec: Módulo de Elasticidad de Concreto (en psi) = 3.1 x 106
- K: Módulo de Reacción de la Sub rasante en pci (psi/pulg). = 162pci
Reemplazando los datos obtenemos D = 6.47 pulg = 16.43 cm
Se asume un espesor D = 20 cm.
Para obtener el resultado del espesor de la Sub Base se realizará con un
monograma del método empírico del CBR, en el cual se considera al vehículo más pesado
que circula por la vía, del estudio de tráfico en la presente investigación se tomará como
dato el vehículo “C3”.
Tabla 79
Determinación de la mayor carga por llanta
Tipo Eje Carga por eje (Lb) Carga por llanta (Lb)
1 15432.4 7716.18
C3
2 39638.2 9909.55
Nota: Elaborado por el equipo de trabajo en base al reglamento nacional de vehículo
187
Figura 57
Cálculo del espesor total del pavimento – Método CBR
Con la información obtenida y utilizando la figura adjunta, obtenemos que el
espesor global del pavimento es de 40 cm, por ende, si la losa de concreto es de 20 cm,
la sub base tendrá un valor de 20 cm:
188
Figura 58
Disposición final de espesores del Pavimento Rígido
4.3. Pavimento de adoquines de concreto
4.3.1. Cálculo de espesores del pavimento de adoquines de concreto
Para la determinación de los espesores de la estructura de un pavimento de
adoquines de concreto se consideran dos parámetros de diseño, la demanda de tráfico
expresado en ESALs y CBR de la subrasante; las mismas ya fueron obtenidos en capítulos
anteriores.
a) Demanda de tráfico: Es uno de los factores más importantes, puesto que
es la estimación de un tráfico al que el pavimento estará sujeto durante su
vida útil o de diseño, por lo tanto, se tiene el valor de:
ESALs = 182,381.3 = 1.8 X 105
b) CBR de la sub rasante: factor determinante para el diseño de capas en un
adoquinado de concreto, de los datos obtenidos en laboratorio se tiene.
CBR Sub rasante = 6.1%
c) Disposiciones de los espesores:
En el “Manual de carreteras: suelos, geología, geotecnia y pavimentos sección
suelos y pavimento” de la MTC, proporciona el catálogo de estructuras de pavimento de
189
adoquín con base granular cuyo periodo de diseño es de 20 años, nos indica que para un
CBR de 6.1% y EE de 182,381.3 = 1.8 X 105 tenemos:
Figura 59
Catálogo de estructuras de pavimento de adoquines con base granular y periodo de
diseño 20 años
Nota: (M.T.C., 2013)
Por lo tanto, tenemos las disposiciones finales de espesores de la estructura del
pavimento de adoquines de concreto.
- Adoquín de concreto: h = 6.00 cm
- Cama de arena: h = 4.00 cm
190
- Base granular: h = 28.00 cm
Figura 60
Disposición final de espesores del pavimento de adoquines de concreto
La norma correspondiente a CE. 010 pavimentos Urbanos indica que:
Una porción de todo el espesor estimado de la base que exceda el espesor mínimo
puede sustituirse por un material de calidad inferior, como una sub base granular. Esto se
logra por medio del uso de los valores equivalentes de capa siguientes: 1.75 para bases
granulares, 3.40 para bases tratadas con asfalto y 2.50 para bases tratadas con cemento.
Por lo tanto, podemos obtener otra alternativa en el espesor de la estructura del pavimento
de adoquines de concreto.
- Adoquines de concreto: h = 6.00 cm
- Cama de arena: h = 4.00 cm
- Base granular: h = 15 cm
- Sub base granular: h = 23 cm.
191
Figura 61
Disposición final de espesores del pavimento de adoquines de concreto
4.3.2. Caracterización de los métodos de diseño de pavimento de adoquines
Tabla 80
Caracterización de los métodos de diseño
Estructuración
Espesor del Tránsito Criterio de
Método
adoquín Base Subbase (EEA)x10^6 diseño
(mm)
60, 75, 80 y
Australia Granular Sin subbase <4,5 sin Información
100
Granular Granular
Tratada con Tratada con
sin Ahuellamiento
Japón 60,80,100 cemento cemento
Información <3,5 cm
Tratada con
asfalto
Granular Granular Máxima
Tratada con Tratada con solicitación
Estados Serviciabilidad
80 y 100 cemento cemento según
Unidos final de 2,5
Tratada con Tratada con AASHTO
asfalto asfalto 1986
Granular Granular
Tratada con Tratada con
Reino 50, 60, 65 y Deformación de
cemento cemento 0,5 – 12
Unido 80 la subrasante
Tratada con
asfalto
Deformación
India 80 Granular Granular 2,0 admisible de la
sub-rasante
Nota: (Tomas E., 2013)
192
4.4. Determinación de la resistencia, Absorción y durabilidad del adoquín
de concreto.
Los ensayos de resistencia, absorción, se realizaron en cumplimiento de la NTP
399.611
Tabla 81
Características de Resistencia y absorción según NTP
Características Unidad Requisitos NTP 399.611

Aspectos Geométricos
Espesor (e) mm 60
Largo (L) mm 200
Ancho (A) mm 100
Peso kg N/ A
Variación Dimensional
Espesor (e) mm 60
Largo (L) mm 200
Ancho (A) mm 100
Promedio de 3 Unidad
Ensayos Físicos
unidades individual
Absorción % < 6% < 7%
Resistencia a la Mpa > 41 > 37
compresión kg/cm2 > 420 > 380
Nota: NTP 399.611
4.4.1. Resistencia a la compresión
4.4.1.1. Ensayo de rotura de adoquines
El método se realiza mediante la aplicación de una fuerza de compresión con una
máquina con dos soportes de acero indeformables, debiendo ser de mayor longitud de la
sección a probar y con una superficie de contacto de aproximadamente 75 mm.
- Muestra
Deberán probarse tres adoquines enteros, sin ninguna incrustación o reborde. Si
la cara vista no es plana o lisa (es rugosa, tiene textura o está curvada) habrá que prepararla
mediante rectificado mecánico, intentando eliminar la menor cantidad de material
posible.
- Procedimiento:
193
Se aplicará la carga del ensayo con dos piezas a compresión (de neopreno o de
aglomerado de madera) cuya anchura será de 15 mm, su espesor 4mm y su longitud
deberá superar a la del plano de rotura que se haya previsto en 10 mm. La carga de rotura
será la media entre la obtenida en la cara vista y en el dorso.(N., 2022)
Para lo cual en el presente proyecto se sometieron 8 muestras para determinar de
la resistencia a la compresión, obteniendo los siguientes resultados:
Figura 62
Ensayo de resistencia a la compresión
Tabla 82
Resultados de ensayo de resistencia a la compresión
Área Esf. De
Carga
N° Descripción de la muestra bruta Carga kg Rotura
kN/cm2
cm2 kg/cm2
Adoquín rectangular M-1
1 200.00 843.20 85981.10 429.91
Adoquín 10x20x5.8
2 201.29 844.40 86103.47 427.76
Adoquín 10.11x19.95x5.8
3 201.09 845.60 86225.83 428.79
Adoquín 10.1x19.91x5.7
4 199.30 840.40 85695.59 429.98
Adoquín 10x19.93x5.8
5 199.00 849.70 86643.91 435.40
Adoquín 9.95x20x5.7
194
6 200.30 841.50 85807.76 428.40
Adoquín 10.01x19.94x5.7
7 202.10 849.20 86592.92 428.47
Adoquín 10.1x20.01x5.7
8 199.42 850.10 86684.70 434.68
Adoquín 10x19.94x5.6
4.4.1.2. Ensayo de absorción
Este ensayo se basa en medir la absorción de agua comparando la diferencia de
masa en seco y mojado.
Para el método se requieren como mínimo 3 piezas enteras, sin polvo ni resaltes,
- Procedimiento:
Se colocan los adoquines en un recipiente donde quedan totalmente sumergidos,
separados y en posición vertical. A continuación, se pesan dos veces, al principio y
después de 24 horas, no debiendo haber una diferencia mayor al 0,1% en sus masas
(diferencia de masa mojada). Se tendrán sumergidos durante 3 días como mínimo. Para
su secado, se meterán en una estufa, también en posición vertical, que estará a 105 ºC. La
masa seca se obtendrá después de enfriarse. Tras ello, se compararán las masas en seco y
mojado.
Figura 63
Ensayo de absorción

195
Tabla 83
Resultado de ensayo de absorción M1-M2
Nro. Peso de Adoquín Seco Peso de Adoquín Saturado

Adoquín 1 2507.9 2602.2
adoquín 2 2523.9 2618.85
Descripción de la Muestra Volumen Neto cm3 % absorción
Adoquín 1 Adoquín 10x20x5.8 1160.00 3.760
adoquín 2 Adoquín 10.11x19.95x5.8 1169.83 3.762
Tabla 84
Peso de Adoquín Seco Peso de Adoquín Saturado

Adoquín 3 2541. 8 2631.1
adoquín 4 2532 2643.8
Adoquín 3 Adoquín 10.1x19.91x5.7 1146.22 3.513
Tabla 85

Adoquín 5 2440.1 2550
Adoquín 6 2443.7 2547.1
Adoquín 5 Adoquín 9.95x20x5.7 1134.30 4.504
Tabla 86

Adoquín 7 2500.05 2602.9
adoquín 8 2519.26 2617.56
Adoquín 7 Adoquín 10.1x20.01x5.7 1151.98 4.114
196
4.4.1.3. Prueba a compresión con porcentajes de sulfato de sodio
Figura 64
Ensayo a la compresión con % sulfato de sodio
Tabla 87
Resultados de ensayo a la compresión con % de sulfato de sodio
Esfuerzo de compresión con 0% de sulfato

Días 14 28 56
Resistencia promedio (kg/cm2) 427.11 429.10 422.40
Resistencia Característica (kg/cm2) 426.48 430.14 421.10
Días 14 28 56
Días 14 28 56
Resistencia promedio (kg/cm2) 429 432.40 419.58
Días 14 28 56
4.4.1.4. Ensayo de durabilidad.
De acuerdo con las practicas sobre los adoquines sometidos a ciclos de hielo y
deshielo se debe tener en cuenta el gradiente térmico de la zona, para lo cual se realizó 4
pruebas a ciclos de hielo y 4 pruebas a ciclos de deshielo.
197
Figura 65
Ensayo de durabilidad
Tabla 88
Resultados durabilidad a ciclo de hielo
F'c=420 kg/cm2
Ciclos de hielo Re
0°C 418
de 0°C a -5°C 390
de -10°C a -14°C 386
de -15°C a -19°C 374
de -20°C a -25°C 369
Figura 66
durabilidad a ciclo de hielo
Cuadro de Frecuencia ciclos de

Hielo
440
420
400
380
360
0 1 2 3 4 5 6
198
Tabla 89
Resultados durabilidad a ciclo de deshielo
F'c=420 kg/cm2
Ciclos de hielo Re
0°C 423
de 0°C a -5°C 429
de -10°C a -14°C 432
de -15°C a -19°C 447
de -20°C a -25°C 462
Figura 67
durabilidad a ciclo de deshielo
Frecuencia Ciclo de deshielo

470
460
450
440
430
420
0 1 2 3 4 5 6
4.5. Comparación Económica.
4.5.1. Descripción.
El objetivo de realizar una comparación económica de los pavimentos es por la
importancia de los costos para seleccionar el tipo de pavimento y que genere una mejor
rentabilidad.
Considerando un enfoque integral, el análisis económico debe incluir cada uno de
los costos de inversión durante todo el ciclo de vida del pavimento, realizando el análisis
de precios unitarios y de esa manera comparar los costos del pavimento de adoquines de
concreto, pavimento flexible y pavimento rígido.
199
El presente proyecto comprende las vías de la Plaza Grau de la ciudad de Lampa
(jr. Municipalidad, jr. Moore, jr. José Gálvez, jr. Antonio Barrionuevo) con las siguientes
características:
- Área total de las vías = 1921.68 m2
- Vía de dos carriles, en un sentido.
4.5.2. Presupuesto.
4.5.2.1. Presupuesto pavimento Flexible.
Figura 68
Características de la vía con Pavimento Flexible
PAVIMENTO FLEXIBLE
CALLE LONGITUD (m) ANCHO (m)
Jr. G. More 80.33 7.2
Jr. Municipalidad 54.13 7.2
Jr. José Galvez 79.78 7.2
Jr. Antonio Barrionuevo 52.66 7.2
TOTAL 266.9
SECCIÓN
200
Tabla 90
Presupuesto Pavimento Flexible

Precio
Item Descripcion Unid Metrado Parcial Subtotal Total
Unitario
GENERAL
01 PAVIMENTADO DE VIAS - PAVIMENTO FLEXIBLE 346,802.06
01.01 OBRAS PROVISIONALES 12,012.31
01.01.01 ALMACEN Y CASETA DE GUARDIANIA glb 1.00 5,850.00 5,850.00
01.01.02 MOVILIZACION Y DESMOVILIZACION DE EQUIPO glb 1.00 3,000.00 3,000.00
01.01.03 CARTEL DE OBRA 3.00X5.00M UNA CARA u 1.00 1,562.31 1,562.31
01.01.04 ENERGIA ELECTRICA PARA LA CONSTRUCCION mes 4.00 400.00 1,600.00
01.02 TRABAJOS PRELIMINARES - 31,929.26
01.02.01 SEÑALIZACION DE SEGURIDAD Y/O DESVIO DE TRAFICO u 22.00 962.95 21,184.90
01.02.02 GUARDIANIA DIA 120.00 57.60 6,912.00
01.02.03 TRAZO Y REPLANTEO PRELIMINAR INICIAL m 515.00 1.21 623.15
01.02.04 TRAZO Y REPLANTEO DURANTE LA CONSTRUCCION m2 1,921.68 1.67 3,209.21
01.03 MOVIMIENTO DE TIERRAS - 25,420.94
01.03.01 DEMOLICION DE PAVIMENTO DE CONCRETO DE 8" m2 1,921.68 11.39 21,887.94
01.03.02 CARGUIO DE MATERIAL EXCEDENTE m3 288.25 1.78 513.09
01.03.03 TRANSPORTE DE MATERIAL EXCEDENTE m3 288.25 1.41 406.44
01.03.04 PERFILADO Y COMPACTADO EN ZONA DE DEMOLICIÓN m2 1,921.68 1.36 2,613.48
01.04 SUB BASE GRANULAR - 76,136.96
01.04.01 MEZCLA DE MATERIAL LIGANTE Y HORMIGON SUB BASE m3 384.34 7.09 2,724.94
01.04.02 ZARANDEO DE MATERIAL GRANULAR m3 384.34 8.26 3,174.62
01.04.03 CARGUIO DE MATERIAL SELECCIONADO BASE m3 384.34 1.78 684.12
01.04.04 TRANSPORTE DE MATERIAL SELECCIONADO m3 384.34 3.46 1,329.80
01.04.05 TRANSPORTE DE MATERIAL MEZCLADO m3 384.34 2.01 772.52
01.04.06 CONFORMACION DE LA SUB BASE C/EQUIPO PESADO E=15cm m2 1,921.68 35.10 67,450.97
01.05 BASE GRANULAR - 57,881.00
01.05.01 MEZCLA DE MATERIAL LIGANTE Y HORMIGON BASE m3 384.34 7.09 2,724.94
01.05.06 CONFORMACION DE LA BASE C/EQUIPO PESADO E=10cm m2 1,921.68 25.60 49,195.01
01.06 PISOS Y PAVIMENTOS -
01.06.01 CARPETA ASFÁLTICA - 111,214.85
01.06.01.01 IMPRIMACION M2 1,921.68 5.24 10,069.60
01.06.01.02 PREPARACION DE MEZCLA ASFALTICA 2.5" M2 1,921.68 45.37 87,186.62
01.06.01.03 TRANSPORTE DE MEZCLA ASFALTICA M3 124.91 25.75 3,216.43
01.06.01.04 ESPARCIDO Y COMPACTADO M2 1,921.68 5.59 10,742.19
01.06.02 VARIOS Y LIMPIEZA - 32,206.74
01.06.02.01 LIMPIEZA FINAL DE OBRA m2 1,921.68 0.68 1,306.74
01.06.02.02 RIESGO Y MONITOREO DEL PLAN ARQUEOLOGICO mes 4.00 7,725.00 30,900.00
02 OBRAS DE CONCRETO - 3,184.41
02.03.09 RAMPAS, ENCOFRADO Y DESENCOFRADO m2 7.51 25.16 188.95
02.03.10 RAMPAS, CONCRETO F'C=175 KG/CM2 E=0.10M, FROTACHADO m2 57.12 51.83 2,960.53
02.03.11 RAMPAS, BRUÑA DE 1.0 CM m 8.20 4.26 34.93
02 SISTEMA DE DRENAJE - 9,754.33 9,754.33
02.01 CUNETAS: FĆ=175KG/CM2 M3 14.34 477.27 6,844.05
02.02 CUNETAS: ENCOFRADO Y DESENCOFRADO M2 106.76 27.26 2,910.28
03 SEÑALIZACION - 12,066.63
03.01 SEÑAL PREVENTIVA - 1,848.48
03.01.01 SEÑALES PREVENTIVAS u 6.00 308.08 1,848.48
03.02 SEÑAL REGLAMENTARIA - 1,434.84
03.02.01 SEÑAL REGLAMENTARIA u 4.00 358.71 1,434.84
03.03 DEMARCACION DE PAVIMENTO, VEREDAS Y SARDINEL - 8,783.31
03.03.01 PINTURA EN PAVIMENTO LINEA CONTINUA m 89.00 1.64 145.96
03.03.02 DEMARCACION DE PAVIMENTO ARTICULADO PASE PEATONAL m2 247.41 16.40 4,057.52
03.03.03 PINTURA EN VEREDAS Y SARDINELES m 660.87 6.93 4,579.83
04 SEGURIDAD Y SALUD - 23,110.87 23,110.87
04.01 ELABORACION DE PLAN DE SEGURIDAD glb 1.00 3,890.00 3,890.00
04.02 EQUIPOS DE PROTECCION INDIVIDUAL glb 1.00 5,094.70 5,094.70
04.03 EQUIPOS DE PROTECCION COLECTIVA glb 1.00 1,376.27 1,376.27
04.04 SEÑALIZACION TEMPORAL DE SEGURIDAD glb 1.00 1,331.40 1,331.40
04.05 CAPACITACION EN SEGURIDAD Y SALUD glb 1.00 3,250.00 3,250.00
04.06 RECURSOS PARA EMERGENCIAS glb 1.00 168.50 168.50
04.07 FORMULACION DEL PLAN DE GESTION DE RIESGOS EN LA CONSTRUCCION
glb 1.00 8,000.00 8,000.00
COSTO DIRECTO S/ 391,733.90
COSTO DIRECTO 391,733.90

GASTOS GENERALES 6.67 % 26,128.65
UTILIDADES 7% 27,421.37
SUBTOTAL 445,283.92
IGV(18%) 18 % 80,151.11
PRESUPUESTO TOTAL 525,435.03
201
Figura 69
Características de la vía con Pavimento Rígido
PAVIMENTO RÍGIDO
Jr. G. More 80.33 7.2
TOTAL 266.9
SECCIÓN
202
Tabla 91
Presupuesto Pavimento Rígido

Precio
Unitario
01 PAVIMENTADO DE VIAS - PAVIMENTO RIGIDO 435,251.91
01.02.02 GUARDIANIA DIA 120.00 57.60 6,912.00
01.04 SUB BASE GRANULAR - 103,232.65
01.04.01 MEZCLA DE MATERIAL LIGANTE Y HORMIGON m3 384.34 7.09 2,724.94
01.04.03 CARGUIO DE MATERIAL SELECCIONADO SUB BASE m3 384.34 1.78 684.12
01.04.06 CONFORMACION DE LA SUB BASE C/EQUIPO PESADO E=20cm m2 1,921.68 49.20 94,546.66
01.05.01 LOSA DE CONCRETO - 227,265.59
01.05.01.01 COLOCACION DE CONCRETO f'c=210kg/cm2 E=20cm M2 1,921.68 80.00 153,734.40
01.05.01.02 ENCOFRADO Y DESENCOFRADO M2 1,921.68 36.84 70,794.69
01.05.01.03 JUNTAS ASFALTICAS M3 384.34 7.12 2,736.50
02.01 CUNETAS: FĆ=175KG/CM2 M3 14.34 477.27 6,844.05
04.07 FORMULACION DEL PLAN DE GESTION DE RIESGOS EN LA CONSTRUCCION glb 1.00 8,000.00 8,000.00

SUBTOTAL 545,824.86
IGV(18%) 18 % 98,248.47
203
Figura 70
Características de la vía con Pavimento de adoquines de concreto
PAVIMENTO DE ADOQUINES DE CONCRETO

Jr. G. More 80.33 7.2
TOTAL 266.9
SECCIÓN
204
Tabla 92
Presupuesto Pavimento de Adoquines de Concreto

Precio
Unitario
01 PAVIMENTADO DE VIAS - PAVIMENTO DE ADOQUINES DE CONCRETO 414,221.01
01.02.02 GUARDIANIA DIA 120.00 57.60 6,912.00
01.04 BASE GRANULAR - 121,872.95
01.04.01 MEZCLA DE MATERIAL LIGANTE Y HORMIGON m3 384.34 7.09 2,724.94
01.04.06 CONFORMACION DE LA BASE C/EQUIPO PESADO E=28cm m2 1,921.68 58.90 113,186.95
01.05.01 PISOS CON ADOQUINES DE COLOR NATURAL - 187,594.40
01.05.01.01 SUMINISTRO Y ESPARCIDO DE LA CAPA DE ARENA e=0.40 M2 1,921.68 4.26 8,186.36
01.05.01.02 COLOCACION DE ADOQUINES NATURALES 0.10x0.20x0.06 m2 1,921.68 88.80 170,645.18
01.05.01.03 SELLADO CON ARENA FINA m2 1,921.68 4.56 8,762.86
03.01 REJILLA DE INSPECCION DE 0.20 x 0.35 m u 4.00 240.08 960.32
03.02 SUMINISTRO Y COLOCACION DE REJILLA M 57.90 65.85 3,812.72
03.03 ELIMINACION DE MATERIAL EXCEDENTE m3 143.25 16.13 2,310.62
03.04 CUNETAS: FĆ=175KG/CM2 M3 14.34 477.27 6,844.05
05.07 FORMULACION DEL PLAN DE GESTION DE RIESGOS EN LA CONSTRUCCION
glb 1.00 8,000.00 8,000.00

SUBTOTAL 526,521.89
IGV(18%) 18 % 94,773.94
205
4.5.3. Tiempo de ejecución
4.5.3.1. Tiempo de ejecución Pavimento Flexible.
Figura 71
Programación de Obra Pavimento Flexible
206
4.5.3.2. Tiempo de ejecución Pavimento Rígido.
Figura 72
Programación de Obra Pavimento Rígido
207
4.5.3.3. Tiempo de ejecución Pavimento de Adoquines de Concreto
Figura 73
Programación de Obra Pavimento de Adoquines de Concreto
4.6. Análisis de Rentabilidad
El presente proyecto generara beneficios, las mismas que pueden describirse de
manera cualitativa y que contribuyen al desarrollo de la población beneficiaria.
Por lo tanto, se adopta la metodología COSTO/EFECTIVIDAD
4.6.1. Relación costo – efectividad.
208
Hay muchos proyectos en que los beneficios son trabajosos de estimar (cuando no
se genera ingresos) o no son notables para el análisis (cuando debe obligatoriamente
solucionarse un problema). En estos casos, es útil contrastar los costos con la efectividad,
es decir, con el cambio que se espera conseguir con el proyecto. Para decidir cuál es la
mejor de las posibles opciones, la relación costo-efectividad calcula:
𝑉𝐴𝐶
𝐶𝐸 =
𝐼𝐸
Donde CE es el coeficiente costo-efectividad; VAC, el valor actual de los costos
del proyecto, e IE, el indicador de efectividad.
4.6.2. Horizonte de evaluación de proyecto.
El horizonte de evaluación de proyecto consta de dos etapas:
- Fase de Inversión, en donde se efectúa la elaboración del expediente técnico
y la construcción del pavimento u obra vial propiamente.
- Post-Inversión, que comprende las actividades propias en operación,
mantenimiento y evaluación del proyecto para la que se propone un horizonte
de 10 años.
Tabla 93
Tráfico generado por tipo de proyecto
Tipo de Intervención % de Tráfico Normal

Mejoramiento 15
Nota: (M.T.C., 2003a)
4.6.3. Análisis de la demanda.
Para el aseguramiento del interés vehicular, se piensa en la cantidad de vehículos
que se desplazan, lo cual es un factor que contribuye al tema.
Para el Índice Medio Diario IMD, se considera el aforo vehicular del conteo
durante los 7 días, (datos obtenidos en la Plaza Grau - Lampa)
209
Tabla 94
Determinación del tránsito actual
Camionetas Camión
Station bus
Hora Auto
wagon Pick Rural
Panel B2 C2 C3
up combi Total %
Diagra.
Veh.
Lunes 176 110 114 7 85 0 6 0 498 14.9

Martes 152 92 100 4 85 1 3 1 438 13.1
Miércoles 137 99 107 2 88 0 2 0 435 13.0
Jueves 132 99 108 2 94 1 2 1 439 13.2
Viernes 135 104 109 3 100 1 3 1 456 13.7
Sabado 178 82 85 7 133 0 3 0 488 14.6
Domingo 213 129 86 5 141 0 5 1 580 17.4
Total 1123 715 709 30 726 3 24 4 3334 100.0
% 33.7 21.4 21.3 0.9 21.8 0.1 0.7 0.1 100.0

Del cálculo del Índice Medio Diario Anual (IMDA) tenemos 484 vehículos por día
4.6.4. Análisis de la oferta.
4.6.4.1. Oferta sin proyecto.
La oferta actual para el tránsito vehicular y peatonal está dada por un pavimento
rígido deteriorado, la misma que no brinda una adecuada transitabilidad y no tiene una
capacidad paisajística de acuerdo con el entorno cultural e histórico de la ciudad de
Lampa:
210
Tabla 95
Caracterización De La Vía En Estudio Sin Proyecto
Carretera Plaza Grau

1. Características de la vía y Pavimento
Longitud (m) 266.9
Tipo de material de la superficie Pavimento rígido
Ancho de la calzada (m) 8.8
Estado de conservación Malo
Pendiente 0.82%
Bombeo 1.11%
2. Señalización
Estado de conservación malo
3. Impacto ambiental
Zona de botaderos si tiene
4.6.4.2. Oferta con proyecto.
La oferta en la situación con el proyecto contiene a una necesidad de
mejoramiento de la infraestructura vial y las obras que complementan la misma. Una vez
puesta en servicio la infraestructura vial y peatonal en condiciones óptimas y adecuadas
tanto estructural como para una mejora paisajística colonial, por lo que se incrementara
la satisfacción a cada uno de los usuarios.
Tabla 96
Caracterización de la vía en estudio con proyecto
CARRETERA PLAZA GRAU

1. Características de la vía y Pavimento
Longitud (m) 266.9
Pavimento -
Tipo de material de la superficie
adoquines de concreto
Ancho de la calzada(m) 7.2
Estado de conservación Bueno
Pendiente 0.80%
Bombeo 2.00%
2. Señalización
Estado de conservación Bueno
3. Impacto ambiental
Zona de botaderos Si tiene
211
4.6.4.3. Balance oferta – demanda
Esta comparación de oferta - demanda que se proyecta nos indica que la vía en
estudio existe un déficit en la funcionalidad ornamental y estructural del pavimento esto
debido al tipo y el contraste con centro cultural y turístico. Por tanto, se considera un
déficit para el ámbito del proyecto.
4.6.4.4. Costo a precio de mercado.
Se definirá para todos los componentes y actividades descritas para el progreso de cada
uno de las mismas es que se ha estimado los costos de cada uno de los componentes de las
opciones que se proponen. Se estima los costos de aquellos insumos, bines u otros recursos
necesarios para la realización del proyecto.
4.6.4.5. Costo de inversión
Se trabaja con presupuestos que intervienen directamente en la vía en estudio, las
mismas que se reflejan en las tablas siguientes (costo de inversión).
4.6.4.6. Costo De Operación Y Mantenimiento.
- Mantenimiento Rutinario o Anual.
Agrupación de actividades que se realizarán para que la infraestructura vial pueda
tener una conveniente transitabilidad y así evitar el daño prematuro de las vías de tránsito.
- Mantenimiento Periódico
Agrupación de actividades que se realizarán en periodos de más de un año, por lo
general 3 años en la infraestructura vial, las mimas que comprenden la sustitución o
reposición, de ese modo restaurar las singularidades de la superficie de rodadura.
212
Tabla 97
Costo de mantenimiento con proyecto y sin proyecto
Descripción Precios de mercado

Sin Proyecto
Mant. Rutinario 1,144.06
Mant. Periódico 1,724.98
Con Proyecto
Nota: (M.E.F., 2011)
4.6.4.7. Flujo de costos incrementales
Está definida como tal a la disparidad entre los costos en con proyecto y los costos
sin proyecto, está considerado para todo el panorama de evaluación del proyecto que se
opta 10 años según los sugerido en el Reglamento.
4.6.4.8. Identificación de beneficios.
- Beneficios Sin Proyecto.
De no llegar a intervenir en la mejora del estado actual del pavimento en la Plaza
Grau de la ciudad de Lampa, tanto para el tránsito vehicular y peatonal no habrá un
sustancial cambio en la ornamentación, por tanto, no habrá una mayor afluencia en lo que
se refiere al turismo.
- Beneficios Con Proyecto.
Con la realización del proyecto se mejora el atractivo turístico dentro de la ciudad
de lampa por el embellecimiento y mejora del entorno de la Plaza Grau de la ciudad de
lampa y teniendo en su entorno el templo Santiago apóstol, se obtendrán beneficios
económicos a través del turismo.
4.6.4.9. Costos sociales.
Para la adquisición de costos de inversión a precios sociales, se deberá realizar el
manejo de los factores de corrección.
213
Tabla 98
Factores de corrección
Obras Factor
Inversión 0.79
Mantenimiento y Operación 0.75
Nota: (M.E.F., 2011)
4.6.4.10. Costos de operación y mantenimiento a precios sociales.
Acorde a los costos de operación y mantenimiento que se planteará al proponer y
haciendo empleo de los factores de corrección debemos calcular los costos a precios
sociales.
4.6.5. Costos por alternativa.
4.6.5.1. Pavimento flexible.
Inversión:
Tabla 99
Costo pavimento flexible
Concepto Alternativa
Total de Inversión 391,733.90
Costo US$ 105,304.81
Costo US$/Km 1,053,048.11
Tipo de cambio junio 3.72
Tabla 100
Factores para costo de mantenimiento

Sin Proyecto
Con Proyecto
Nota: (M.E.F., 2011)
A Precios Sociales.
214
Factores Sociales:
Tabla 101
Factores Sociales
Obras Factor
Inversión 0.79
Nota: (M.E.F., 2011)
4.6.5.1.1. Costos de Inversión y Mantenimiento.
Tabla 102
Tabla de costo de inversión y mantenimiento pavimento flexible
Sin proyecto costos Con proyecto

Año
de mantenimiento Inversión Mantenimiento*
0 391,733.90
1 2304.02 3055.52
2 1527.76 3055.52
3 1527.76 4465.77
4 2304.02 3055.52
5 1527.76 3055.52
6 1527.76 4465.77
7 2304.02 3055.52
8 1527.76 3055.52
9 1527.76 4465.77
10 2304.02 3055.52
* Incluiremos los precios de operación, considerando el 10% del costo de
mantenimiento rutinariamente.
4.6.5.1.2. Costos de Inversión y Mantenimiento a Precios Sociales:
215
Tabla 103
Tabla de costo de inversión y mantenimiento a precios sociales pavimento flexible

Año
0 309469.78
1 1728.02 2291.64
2 1145.82 2291.64
3 1145.82 3349.32
4 1728.02 2291.64
5 1145.82 2291.64
6 1145.82 3349.32
7 1728.02 2291.64
8 1145.82 2291.64
9 1145.82 3349.32
10 1728.02 2291.64
4.6.5.1.3. Costos Incrementales:
Tabla 104
Costos Incrementales
Año Inversión Mantenimiento

0 309469.78
1 564
2 1146
3 2204
4 564
5 1146
6 2204
7 564
8 1146
9 2204
10 -30946.98 564
4.6.5.1.4. Evaluación Económica:
El procedimiento de valoración o evaluación de la vía es COSTO/EFECTIVIDAD
Tabla evaluación económica pavimento flexible.
216
Tabla 105
Tabla evaluación económica pavimento flexible
costo de operación
Año inversión flujo de caja
y mantenimiento
0 309469.78 309469.78
1 475 475
2 966 966
3 1858 1858
4 475 475
5 966 966
6 1858 1858
7 475 475
8 966 966
9 1858 1858
10 -30946.98 475 -31422
𝐶 301564.75 301564.75
= = = 6.98 𝑆𝑂𝐿𝐸𝑆/𝐻𝐴𝐵𝐼𝑇𝐴𝑁𝑇𝐸
𝐸 𝐵𝐸𝑁𝐸𝐹𝐼𝐶𝐼𝐴𝑅𝐼𝑂𝑆 43207
4.6.6. Pavimento rígido.
Inversión:
Tabla 106
Costo pavimento rígido
Costo US$ 129,081.65
Costo US$/Km 1,290,816.50
Tabla 107
DESCRIPCIÓN PRECIOS DE MERCADO

Sin Proyecto
Con Proyecto
Nota: (M.E.F., 2011)
217
A Precios Sociales.
Factores Sociales:
Tabla 108
Factores sociales
Obras Factor
Inversión 0.79
Nota: (M.E.F., 2011)
4.6.6.1. Costos de Inversión y Mantenimiento:
Tabla 109
Tabla de costo de inversión y mantenimiento pavimento rígido

Año
0 480,183.74
1 2824.25 3745.43
2 1872.72 3745.43
3 1872.72 5474.09
4 2824.25 3745.43
5 1872.72 3745.43
6 1872.72 5474.09
7 2824.25 3745.43
8 1872.72 3745.43
9 1872.72 5474.09
10 2824.25 3745.43
4.6.6.2. Costos de Inversión y Mantenimiento a Precios Sociales:
218
Tabla 110
tabla de costo de inversión y mantenimiento a precios sociales pavimento rígido
Sin proyecto Con proyecto

Año costos de
Inversión Mantenimiento*
mantenimiento
0 379345.154
1 2118.19 2809.07
2 1404.54 2809.07
3 1404.54 4105.57
4 2118.19 2809.07
5 1404.54 2809.07
6 1404.54 4105.57
7 2118.19 2809.07
8 1404.54 2809.07
9 1404.54 4105.57
10 2118.19 2809.07
4.6.6.3. Costos Incrementales:
Tabla 111
Costos Incrementales

0 379345.154
1 691
2 1405
3 2701
4 691
5 1405
6 2701
7 691
8 1405
9 2701
10 -37934.5154 691
4.6.6.4. Evaluación Económica:
El procedimiento de valoración o evaluación de la vía es COSTO/EFECTIVIDAD
219
Tabla 112
Tabla evaluación económica pavimento Rígido
Costo de
Flujo de
Año Inversión operación y
caja
mantenimiento
0 379345.154 379345.154
1 564 564
2 1146 1146
3 2204 2204
4 564 564
5 1146 1146
6 2204 2204
7 564 564
8 1146 1146
9 2204 2204
10 -37934.52 564 -37371
𝐶 369922.05 369922.05
4.6.6.5. Pavimento con adoquines de concreto.
Inversión:
Tabla 113
costo pavimento de adoquines de concreto
Costo US$ 124,516.71
Costo US$/Km 1,245,167.08
220
4.6.6.6. Costo Mantenimiento en US$ - Km:
Tabla 114

Sin Proyecto
Con Proyecto
Nota: (M.E.F., 2011)
4.6.6.7. A Precios Sociales:
Tabla 115
Factores sociales
Obras Factor
Inversión 0.79
Nota: (M.E.F., 2011)
4.6.6.8. Costos de Inversión y Mantenimiento:
Tabla 116
Costo de inversión y mantenimiento pavimento adoquines de concreto
Sin proyecto costos de Con proyecto

Año
mantenimiento Inversión Mantenimiento*
0 463,202.15
1 2724.37 3612.98
2 1806.49 3612.98
3 1806.49 5280.50
4 2724.37 3612.98
5 1806.49 3612.98
6 1806.49 5280.50
7 2724.37 3612.98
8 1806.49 3612.98
9 1806.49 5280.50
10 2724.37 3612.98
221
4.6.6.9. Costos de inversión y mantenimiento a precios sociales:
Tabla 117
Tabla de costo de inversión y mantenimiento a precios sociales pavimento de adoquines
de concreto

Año
0 365929.701
1 2043.28 2709.73
2 1354.87 2709.73
3 1354.87 3960.38
4 2043.28 2709.73
5 1354.87 2709.73
6 1354.87 3960.38
7 2043.28 2709.73
8 1354.87 2709.73
9 1354.87 3960.38
10 2043.28 2709.73
4.6.6.10. Costos Incrementales:
Tabla 118
Costos incrementales

0 365929.70
1 666
2 1355
3 2606
4 666
5 1355
6 2606
7 666
8 1355
9 2606
10 -36592.97 666
222
4.6.6.11. Evaluación Económica:
El procedimiento de valoración o evaluación de la vía COSTO/EFECTIVIDAD
Tabla 119
Tabla evaluación económica pavimento adoquines de concreto
Costo de
Año Inversión operación y Flujo de caja
mantenimiento
0 365929.70 365929.70
1 540 540
2 773 773
3 1800 1800
4 540 540
5 773 773
6 1800 1800
7 540 540
8 773 773
9 1800 1800
10 -29696.56 540 -30237
𝐶 358205.38 358205.38
223
V. CONCLUSIONES
- La estructura de pavimentos de adoquines de concreto con h = 6.0cm con una
resistencia de 420kg/cm2, son adecuadas para absorber las tensiones
originadas por las solicitaciones de tránsito en la plaza Grau de la ciudad de
lampa.
- La resistencia del adoquín a ciclos de hielo con diferentes temperaturas
presenta una variación sustancial, puesto que a menor temperatura la
resistencia del adoquín disminuye, de manera distinta es el comportamiento a
ciclos de deshielo, puesto que a mayor temperatura presenta una mayor
resistencia.
- La rentabilidad de cada tipo de pavimento se detalla a continuación:
Pavimento con
Pavimento Pavimento
Metodología adoquines de
flexible rígido
concreto
C/E 6.98 soles/hab. 8.56 soles/hab. 8.29 soles/hab.
- Se adopta como rentable el pavimento de adoquines de concreto puesto que
su mantenimiento a mediano y largo plazo no requiere de equipos sofisticados
ni mano de obra calificada.
- Determinar el porcentaje de absorción de las unidades de los adoquines de
concreto que se propone utilizar en la plaza Grau de la ciudad de lampa
- El porcentaje de absorción de las unidades de los adoquines de concreto que
se propone utilizar en la plaza Grau de la ciudad de lampa cumple con las
exigencias establecidas en la NTP 399.611
224
Absorción
Nro. Descripción de la Muestra
(%)
1 Adoquín 10x20x5.8 3.760
2 Adoquín 10.11x19.95x5.8 3.762
3 Adoquín 10.1x19.91x5.7 3.513
4 Adoquín 10.00x19.9x5.8 4.415
5 Adoquín 9.95x20x5.7 4.504
6 Adoquín 10.01x19.94x5.7 4.231
7 Adoquín 10.1x20.01x5.7 4.114
8 Adoquín 10.00x19.94x5.6 3.902
- En el diseño de la estructura de pavimento de adoquines de concreto se obtuvo
la siguiente disposición final:
225
VI. RECOMENDACIONES
- Hablar de que tan económico sea un tipo de pavimento con respecto al otro es
muy relativo puesto que depende en gran parte la necesidad de cada entorno,
además de la disponibilidad de material para la conformación del pavimento.
Por lo tanto, se sugiere un análisis adecuado para la determinación del tipo de
pavimento a construir.
- Es indispensable el manejo sostenible de todo recurso evitando la
contaminación y sobreexplotación de todas las fuentes, siempre proyectarnos
a un futuro dramático.
- Un aspecto importante en nuestra región es la duración de cada una de las
alternativas de pavimento, si realizamos una evaluación del tiempo de
duración podemos resumir que el pavimento rígido tiene una mayor duración,
sin embargo, el pavimento de adoquines de concreto presenta una gran
facilidad en su manteamiento, es preciso asumir dichas ventajas para
proyectos ornamentales.
- Debido al gran variedad en su presentación el aprovechamiento de los
pavimentos de adoquines de concreto se debe implantar en todo proyecto,
principalmente en centros históricos y afines, que generen una importante
afluencia turística.
226
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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State Highway and Transportation Officials.
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230

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA

PROPUESTA DEL PAVIMENTO DE ADOQUINES DE

Bach. DANTE RAMOS GALINDO

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:

A mi madre Clotilde Galindo, por ser la

A mi padre Martin Ramos, por ser el amigo

Dante Ramos Galindo.

A mis hermanas Lidia, Esther y Anyhela; a

Eddie Cesar Estrada Malaga.

En primer lugar, agradecemos a Dios por darnos salud y

Dante Ramos y Eddie Cesar Estrada

1.1. Reseña histórica de la ciudad de Lampa .............................................................. 28

1.2. Planteamiento del problema................................................................................. 33

1.3. Formulación del problema ................................................................................... 33

1.3.1. Problema general .......................................................................................... 33

1.3.2. Problemas específicos .................................................................................. 34

1.4. Justificación del estudio ....................................................................................... 34

1.5. Hipótesis .............................................................................................................. 35

1.5.1. Hipótesis general .......................................................................................... 35

1.5.2. Hipótesis especifico ...................................................................................... 35

1.6. Objetivos de la investigación ............................................................................... 35

1.6.1. Objetivo general ........................................................................................... 35

1.6.2. Objetivos específicos .................................................................................... 35

1.7. Metodología de investigación .............................................................................. 36

1.7.1. Tipo de investigación ................................................................................... 36

1.7.2. Nivel de investigación .................................................................................. 36

1.7.3. Método de investigación............................................................................... 36

1.8.1. Ubicación política del proyecto .................................................................... 37

1.8.2. Accesibilidad ................................................................................................ 37

1.8.3. Altitud ........................................................................................................... 39

1.8.4. Clima ............................................................................................................ 39

1.8.5. Población ...................................................................................................... 39

1.8.6. Límites .......................................................................................................... 39

1.8.7. Iglesia de Santiago Apóstol .......................................................................... 39

2.1. Antecedentes de la investigación ......................................................................... 42

2.1.1. Antecedentes Internacionales ....................................................................... 42

2.1.2. Antecedentes Nacionales .............................................................................. 42

2.1.3. Antecedentes a nivel local ............................................................................ 43

2.2. Marco teórico ....................................................................................................... 44

2.2.1. Pavimentos ................................................................................................... 44

2.2.2. Características que debe reunir un pavimento .............................................. 44

2.2.3. Clasificación de los pavimentos ................................................................... 45

2.2.4. Pavimentos de adoquines de concreto .......................................................... 45

2.2.4.2. Ventajas y desventajas de los pavimentos de adoquines ...................... 48

2.2.4.3. Tecnología de pavimentación con adoquines de concreto .................... 50

2.2.4.4. Aplicaciones y solicitaciones de los pavimentos de adoquines ............ 51

2.2.4.5. Clasificación de los adoquines .............................................................. 52

2.2.4.6. Normativas recomendadas para especificaciones técnicas y ensayos de

adoquines de concreto. .......................................................................... 54

2.2.4.7. Comportamiento estructural de los pavimentos de adoquines de concreto

2.2.4.8. La trabazón mecánica ............................................................................ 57

2.2.4.10. Efecto del ancho de junta ...................................................................... 61

2.2.4.11. El comportamiento a la fatiga ............................................................... 61

2.2.4.12. Variables que describen el comportamiento de los pavimentos de

2.2.4.13. Especificaciones para la construcción de pavimentos de adoquines de

2.2.4.14. Estado de tensiones en pavimentos de adoquines ................................. 80

2.2.5. Pavimentos flexibles ..................................................................................... 82