UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERIA TESIS: ESTUDIO DEL MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA JESÚS-LACAS, TRAMO: JESUS HUALQUI CAPÍTULO VII METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO: La metodología y procedimiento que se empleará es la aplicación del Método Directo y Topográfico teniendo en consideración las Normas Peruanas del Diseño de Carreteras y al Reglamento de Graduación y Titulación de la Facultad de Ingeniería, Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Cajamarca. ASPECTOS GENERALES 7.1 ASPECTO SOCIAL 7.1.1 POBLACION: Jesús es uno de los distritos más poblados de la provincia de Cajamarca, cuenta con 14061 habitantes, de los cuales, el 85.3% (11994 habitantes), constituye la población rural, según censo de 1981; lo que permite caracterizar al distrito por su alto grado de ruralización; por el contrario sólo el 15% (2067 habitantes), es población urbana, concentrada en la capital distrital. Por otro lado, el distrito se caracteriza por tener altos flujos migratorios, principalmente de la población joven, ya sea hacia Cajamarca, las ciudades de la costa y selva. 7.1.2IDIOMA: Cantera Jave, Alvaro Fernando Chávarry Ruiz, Luis Raúl Cubas Pérez, Rolando Miguel
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA
TESIS: ESTUDIO DEL MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA JESÚS-LACAS, TRAMO: JESUS HUALQUI
CAPÍTULO VII
METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTO:
La metodología y procedimiento que se empleará es la aplicación del Método
Directo y Topográfico teniendo en consideración las Normas Peruanas del Diseño de
Carreteras y al Reglamento de Graduación y Titulación de la Facultad de Ingeniería,
Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Cajamarca.
ASPECTOS GENERALES
7.1 ASPECTO SOCIAL
7.1.1 POBLACION:
Jesús es uno de los distritos más poblados de la provincia de Cajamarca, cuenta
con 14061 habitantes, de los cuales, el 85.3% (11994 habitantes), constituye la
población rural, según censo de 1981; lo que permite caracterizar al distrito por su alto
grado de ruralización; por el contrario sólo el 15% (2067 habitantes), es población
urbana, concentrada en la capital distrital. Por otro lado, el distrito se caracteriza por
tener altos flujos migratorios, principalmente de la población joven, ya sea hacia
Cajamarca, las ciudades de la costa y selva.
7.1.2 IDIOMA:
Castellano
7.1.3 OCUPACION:
La actividad predominante es la agropecuaria, que se realiza en condiciones
desfavorables, en la parte baja predominan cultivos de pan llevar , generalmente para
el autoconsumo. La ganadería constituye una actividad importante predominando en
las laderas y partes altas del distrito.
Entre las actividades secundarias, destaca la artesanía y el comercio. La primera
se realiza en unidades productivas familiares, destacando las líneas de tejido en lana
(autoconsumo), mimbre y carrizo, producción que se comercializa en mercados locales
(Cajamarca) y regionales (Chiclayo, Trujillo y Lima); en la mayoría de los casos la
artesanía es una actividad complementaria al ingreso familiar.Cantera Jave, Alvaro Fernando Chávarry Ruiz, Luis Raúl Cubas Pérez, Rolando Miguel
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La actividad comercial se realiza con productos agropecuarios (alfalfa, repollo,
maíz; ovinos, vacunos, cuyes, conejos y aves), como también de productos artesanales
(tejidos en mimbre y carrizo); esta actividad muchas veces se realiza en la propia
unidad productiva (del productor al consumidor y/o intermediarios) o en mercados
locales y regionales.
7.1.4 VIVIENDA:
El material característico de sus viviendas es de adobe o tapial revestida con
mortero de barro, el techo es de teja andina. La distribución de sus ambientes no tiene
ningún criterio técnico funcional, dándose el caso de sólo contar con uno o dos
ambientes, destinados a dormitorio, cocina, comedor, almacenes, etc.
7.1.5 EDUCACION:
En el ámbito de estudio, el nivel educativo que destaca es primaria incompleta le
sigue en orden de importancia los analfabetos y en tercer lugar primaria completa.
Otro de los problemas educativos es que hay la tendencia al ausentismo escolar,
llegando muchos de los hijos sólo hasta el primer, segundo y tercer grado, esto además
tiene que ver con la falta de recursos económicos y la necesidad de mano de obra
familiar.
7.1.6 SALUD:
Los síntomas y enfermedades que afectan a la familia son los relacionados a las
infecciones respiratorias, infecciones intestinales, en este último caso hay que tener en
cuenta que uno de los factores que influyen a este tipo de enfermedades es las
condiciones y calidad del agua que utilizan para el consumo doméstico.
La forma de control de estos síntomas y enfermedades se hace a nivel casero
(destacando la parte alta) y médica (destacando la parte media y baja), ya que ahí
existe una posta sanitaria.
7.1.7 INFRAESTRUCTURA DE SERVICIOS:
En el distrito de Jesús, existen instituciones que están ubicadas en el centro
poblado, tales como:
- Concejo Municipal.
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- Puesto de Salud.
- Centros de Educación: Inicial, Primaria y Secundaria.
- Oficina del PDRIJ.
- Oficina de Correos.
- Oficina de Telefónica del Perú.
- Oficina del Sector Agrario.
- Mercado de Abastos.
- Camal Municipal.
- Templos Religiosos (Católico y Protestante).
- Puesto de la Policía Nacional del Perú.
7.2 ASPECTO ECONOMICO:
7.2.1 ACTIVIDAD AGRÍCOLA:
La tenencia de la tierra es la forma como el productor posee o detenta la tierra en
usufructo. Las formas que se presentan son: Propietarios individuales, partidarios y
comuneros. A continuación se presenta el cuadro de producción agrícola, que incluye
a todos los caseríos que se encuentran dentro de la zona de influencia de la carretera
estudiada.
7.2.2 ACTIVIDAD PECUARIA:
En el ámbito de estudio de la población pecuaria, los cuyes y conejos son los
más significativos, principalmente en la parte baja. Le sigue en orden de importancia
los ovinos, destacando en la parte alta, y en tercer lugar, las aves de corral.
El destino de la producción pecuaria varía según especies, los vacunos, ovinos,
conejos y cuyes, se producen mayormente para la venta, mientras que los porcinos y
aves principalmente para el autoconsumo. Los lugares de venta varían según especies,
los vacunos y ovinos se venden en los mercados de Cajamarca o en el propio caserío;
los cuyes y conejos se venden en el distrito de Jesús. A continuación se presenta el
cuadro de producción pecuaria, que incluye a todos los caseríos que se encuentran
dentro de la zona de influencia de la carretera estudiada.
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7.2.3 ACTIVIDAD FORESTAL:
El potencial es relativamente alto, en la zona alta hay mucho por hacer en el
campo de la reforestación, en cambio en la zona media hay poco que reforestar ya que
tiene grandes áreas sembradas de eucalipto. En la zona baja hay gran potencial de
suelos para la reforestación, ya que han sido destruidos todos los montes y bosques
naturales. Dentro de los forestales sobresale el eucalipto y la taya.
7.2.4 ARTESANIA:
La desigualdad disponibilidad de recursos fundamentales como la tierra y agua,
así como la vinculación con el mercado dan lugar a que el campesino busque en la
artesanía una forma de agenciarse de medios económicos para su familia.
Se realiza en unidades productivas familiares, destacando las líneas de tejido en
lana (autoconsumo), mimbre y carrizo, producción que se comercializa en mercados
locales (Cajamarca) y regionales (Chiclayo, Trujillo y Lima); en la mayoría de los
casos la artesanía es una actividad complementaria al ingreso familiar.
7.2.5 TURISMO:
La zona presenta hermosos paisajes, saludables fuentes de aguas termales que
permiten pasar los mejores días de campo, además alberga una fauna suficiente para la
práctica de la caza, también existen zonas adecuadas para la práctica del motocross.
7.2.6 COMERCIO:
Por ser la actividad agrícola en su mayoría para el consumo, es fácil admitir que
el campesino de la parte alta y media participa en la comercialización de sus productos
en forma temporal. El comercio de ganado vacuno y ovino, así como de animales
menores es la actividad más frecuente. Los productos artesanales tienen mayor
incidencia en la parte media.
El comercio está muy arraigado en la parte baja puesto que en el circuito
comercial Cajamarca-Jesús, se suele afirmar que Jesús es la despensa alimentaria de
Cajamarca, realmente es un centro de producción de choclos de muy buena calidad, de
papas, hortalizas y otros cultivos. Sin embargo tiene muy poca actividad comercial
interna, salvo algunas tiendas menores donde se expenden gaseosas, licores y artículos
de consumo doméstico.
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NOTA: El estudio socio económico es de vital importancia, porque nos
permitirá realizar una prognósis del transito probable al final del
período de diseño (ver elección del tipo de vía - vehículo de
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CUADRO DE OBRAS DE ARTE
Kilometraje
Obras de Arte
Pontones
Luz
Libre
(m)
Altura
Libre
(m)
Ancho
(m)
Estribo Tablero
0.00-1.00 6.60 5.50 3.50 Mampostería Madera
1.00-2.00 6.10 4.50 3.30 Mampostería Madera
2.00-3.00 6.75 3.20 3.40 Cº Ciclópeo Madera
3.00-4.00 0 0 0 0 0
4.00-5.00 6.05 3.30 3.45 Cº Ciclópeo Madera
5.00-6.00 0 0 0 0 0
6.00-7.00 6.30 4.60 3.75 Cº Ciclópeo Madera
7.00-8.00 0 0 0 0 0
8.00-9.00 6.40 3.90 3.70 Cº Ciclópeo Madera
9.00-10.00 0 0 0 0 0
10.00-11.00 0 0 0 0 0
Fuente: Elaboración Propia
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CUADRO
Kilometraje
Obras de Arte :Badenes y Alcantarillas
Badenes Alcantarillas
Nª de BadenesAncho
(m)
Largo
(m)Nª de Alcantarillas
Ancho
(m)
Largo
(m)
0.00-1.00 0 0 0 0 0 0 0
1.00-2.00 1 1 3.00 3.35. 1 1 0.75 3.95
2.00-3.00 1 1 2.00 3.45 0 0 0 0
3.00-4.000 0 0 0 0 0 0 0
4.00-5.00 1 1 3.75 4.50 0 0 0 0
5.00-6.001 1 3.15 4.05 0 0 0 0
6
6.00-7.000
0
0
0
0
0
0
0
2
2
1
1
1
.80
3
.60
1
2
1
1.05
.
50
7.00-8.00 0 0 0 0 0 0 0 0
8.00-9.00 21 3.70 4.15 0 0 0 0
2 3.45 4.10 0 0 0 0
9.00-10.00 0 0 0 0 0 0 0 0
10.00-11.00 0 0 0 0 0 0 0 0
Fuente: Elaboración Propia
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7.3.4 Evaluación de la vía.
La evaluación de la vía se la hizo analizando las actuales características
geométricas de la vía en contraposición con los parámetros de diseño expuestos en el
item ...., además de incluir en dicha evaluación al estado de conservación de las obras de
arte así como de la superficie de rodamiento, llegando a las siguientes conclusiones las
mismas que las resumimos en el cuadro....
Distancia en
Kilómetros Evaluación de la Vía
0.00-1.00La vía se encuentra en mal estado, no cumpliendo con las
especificaciones técnicas de ser considerada de tercera categoría.
1.00-2.00Aquí observamos que el ancho de la vía se encuentra muy cercana a las
viviendas, pendientes que sobrepasan al reglamento, mal drenaje, etc.
2.00-3.00En este tramo el problema primordial son los radios mínimos que no son
los apropiados para la vía.
3.00-4.00Encontramos pendientes elevadas que dificultan el tráfico, también se
observa que no cuenta con un sistema se evacuación de las aguas.
4.00-5.00El problema primordial que se presenta en este tramo es que no cuenta es
un adecuado de drenaje.
5.00-6.00La dificultad primordial en este tramo son las curvas de volteo que se
presenta con radios muy pequeños y el ancho de vía demasiado angosta.
6.00-7.00El problema primordial que presenta este tramo es que no cuenta con
un adecuado de drenaje.
7.00-8.00Encontramos pendientes elevadas que dificultan el tráfico, también se
observa que no cuenta con un sistema de evacuación de las aguas.
8.00-9.00Sistema de drenaje en malas condiciones, pero lo más resaltante es la
estabilidad de taludes ya que se aprecia suelos muy inestables.
9.00-10.00Sistema de drenaje en malas condiciones, pendientes altas y los taludes
en ciertos tramos son inestables.
10.00-11.00 Vía demasiada angosta en algunas partes y la presencia de un pontón que
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no cumple las garantías necesarias.
Fuente: Elaboración Propia
7.3.6 Mejoramiento de la vía.
Del ítem anterior hemos llegado a la conclusión de que del mejoramiento de la vía
comprenderá :el :
- La ampliación de los radios de las curvas horizontales..
- Mejorar el alineamiento de la vía de forma tal que ésta no sea tan sinuosa.
- . Darle un ancho de calzada de 5 m.
- Diseño de un adecuado sistema de drenaje( pontones, badenes, alcantarillas,
aliviaderos, cunetas).
- Proporcionarle a los taludes la inclinación de acuerdo con el tipo de suelo que
se presente.
- Reducir las pendientes que son excesivamente elevadas.
- Mejorar la superficie de rodamiento dotándole de un pavimento que esté de
acuerdo con el tipo de vía.
En conclusión debemos indicar que el mejoramiento de la vía, va a consistir en
adecuarle de forma tal de que esta cumpla con los requerimiento de comodidad, seguridad
y transitabilidad en concordancia con los parámetros que las N.P.D.C. exigen para este
tipo de vía.
SELECCIÓN DEL TIPO DE VÍA Y PARÁMETROS DE DISEÑO
A. SELECCIÓN DEL TIPO DE VÍA:
La selección del tipo de vía se ha realizado según la clasificación de carretera dada
por las N.P.D.C.
Según su jurisdicción: Esta vía pertenecerá al SISTEMA VECINAL, dado el
carácter local de ésta.
Según su servicio: Aunque no se conoce el Índice Medio Diario (IMD); pero es
posible predecir un IMD. en función de la producción de la zona; esperándose
que dicho volumen vehicular no sobrepase los 400 vehículos/día en época de
cosecha. Por lo tanto la vía en estudio se clasificará como una carretera de
TERCERA CLASE.
El vehículo de diseño es el H - 20 ó C2 (por ser una zona agropecuaria )
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B. PARÁMETROS DE DISEÑO:
Velocidad
Directriz
(Km/h)
Radio Mínimo (m)Distancia de
Visibilidad (m)Pendiente (%)
Normal Excepc. Excepc.Distancia
Parada
Distancia
Sobrepaso
Media
MáximaMáxima
30 30 27 25 35 * 4.2 6.0
Fuente: N.PD.C.
* : Para el presente proyecto no se ha tenido en cuenta la Distancia de Visibilidad de
Sobrepaso, dado que se trata de una vía de un solo carril .
Peralte (%) Sobreanchos (m)Superficie de
Rodadura Bombeo
(%)
Plazoletas (m)
Mínimo Máximo Excepc. Mínimo Máximo Ancho(m) Ancho Largo
2 6 10 0.30 2.10 5.50 2 3.00 30.00
Fuente: N.P.D.
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7.4 ESTUDIO DE SUELOS Y CANTERAS:
7.4.1 ACTIVIDADES PRELIMINARES:
MUESTREO: Es una de las etapas de mayor importancia, ya que de ellas
dependerán los resultados posteriores que se obtengan.
El método empleado corresponde al de POZOS DE EXPLORACIÓN.
UBICACIÓN DE LOS POZOS DE MUESTREO: Para el presente
proyecto se ha contado con el apoyo de un especialista en geología el Ingº
Reinaldo,Cruzado determinándose en forma conjunta los lugares de
muestreo.
ANCHO O DIÁMETRO DE LOS POZOS DE MUESTREO: Para el
presente estudio se ha considerado pozos de 1.00*1.00*2.00 m.
7.4.2. UBICACIÓN Y ESTUDIO DE CANTERAS:
Una vez conocida la calidad del terreno de fundación se procede a realizar el
mejoramiento de la sub base en los tramos que sea necesario, este mejoramiento se
hace con material de las denominadas canteras, las que deben cumplir con las
especificaciones técnicas.
UBICACIÓN: La ubicación de éstas juegan un papel muy importante en el
costo de la vía. Para su elección se deberá tener en cuenta lo siguiente:
La “CANTERA SAN JUAN” se encuentra ubicada aproximadamente a dos
kilómetro de la carretera en estudio. El material presenta buenas condiciones
para ser usado en la base y sub base, el acceso es fácil ya que se encuentra
dentro de la cuidad de Jesús.
El volumen de la cantera San Juan es de quinientos mil metros cúbicos
aproximadamente (500,000 m3).
El Método de explotación de la cantera se puede realizar a tajo abierto,
utilizando para tal efecto maquinaria como son: cargadores frontales y
tractores de oruga para su extracción y el transporte por medio de volquetes.
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7.4.3 ENSAYOS DE LABORATORIO PARA DETERMINAR LAS
CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS Y MATERIALES DE
CANTERA:
Los ensayos de laboratorio tanto de suelos como cantera se presentan a
continuación:
7.5 HIDROLOGÍA Y DISEÑO DE OBRAS DE ARTE:
7.5.1 MODELAMIENTO PROBABILÍSTICO:
Del cuadro de intensidades máximas generadas, usaremos los datos
correspondientes a la primera serie, para cada uno de los tiempos de duración de
lluvias, estos datos se muestran en el cuadro Nº ¿¿¿¿ , donde además se ha calculado
las variables ALFA y BETA, necesarios para el modelamiento según la distribución
del valor extremo de GUMBEL.
VALOR EXTREMO DE LA DISTRIBUCIÓN TIPO I DE GUMBEL:
La distribución de valores del modelo GUMBEL es la que más se ajusta a
fenómenos de variables hidrológicas: caudales máximos, precipitaciones
máximas, intensidades máximas, etc.
El modelo probabilístico representado por la ecuación:
P(x<X) =EXP(-EXP(-ALFA(X-BETA)))
Corresponde a la distribución de una variable aleatoria definida como la
mayor de una serie de N variables aleatorias independientes e idénticamente
distribuidas con una distribución tipo exponencial.
Donde:
P(x<X) : Probabilidad de que no ocurran valores x>X
ALFA, BETA : Parámetros de modelo, cuyos valores son
determinados a partir de la muestra.
La ecuación de predicción del modelo (EV1) se obtiene de despejar la
variable x.
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Donde :
X : Media muestral estimada.
Sx : Desviación estándar.
Esta ecuación permite obtener los eventos máximos de diseño en relación al
tiempo de retorno (Tr), riesgo de falla (J) y período de vida útil de las
estructuras (N) adoptados.
Usando la ecuación de predicción del modelo de GUMBEL se estima
intensidades para los diferentes tiempos de lluvia ( 5, 10, 30, 60, 120 minutos)
y tiempos de retorno.
Se realiza la prueba de bondad de ajuste para cada período de duración.
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7.5.2. INTENSIDAD DE LA ZONA:
Es la intensidad de lluvia ya calculada mediante modelamiento probabilístico, para
diferentes períodos de duración de lluvia y criterios de vida útil y tiempo de retorno. Dada
la importancia comercial en la zona, su área de influencia y su significado social se
considerará optar por:
CUNETAS, ALCANTARILLAS Y ALIVIADEROS:
- Vida útil : 5 años.
- Riesgo de falla : 50%
- Tiempo de retorno : 5 - 43 años.
BADENES Y PONTONES:
- Vida útil : 10 años.
- Riesgo de falla : 30%
- Tiempo de retorno : 5 - 43 años.
A continuación calculamos las intensidades máximas.
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7.5.3 DISEÑO DE OBRAS DE ARTE:
7.5.3.1 DISEÑO DE CUNETAS:
Consideraciones de diseño:
Pendiente: Generalmente la misma pendiente del camino en le
tramo correspondiente, ésta no debe ser menor del 0.50% para
evitar problemas de sedimentación.
Velocidades Admisibles: La velocidad ideal es la que lleva el agua
sin causar obstrucción ni erosión.
Velocidad máxima : 4 m/seg.
Velocidad mínima : 0.60 m/seg.
Revestimiento de la cuneta: Cuando el suelo es deleznable y la
rasante de la cuneta es igual o mayor de 4%, esta deberá revestirse
con piedra y lechada de cemento.
Fórmula de Cálculo: La fórmula más usada para el cálculo de canales
es la FÓRMULA DE MANNING, que consiguientemente es aplicable
al diseño de cunetas.
Donde:
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Q : Descarga en metros cúbicos por
segundo.
S : Pendiente de la cuneta en metro por
metro.
R : Radio hidráulico en metros.
n : Coeficiente de manning.
V : Velocidad del agua en metro por
segundo.
A : Área de la sección de la cuneta en
metros
cuadrados.
Para el presente proyecto se ha considerado como dimensiones
de diseño variable y oscila entre 0.40*0.80 y 0.55*1.10 m. , dado que
la zona se ubica en una región lluviosa, no obstante la sección
verdadera se obtendrá del chequeo hidráulico.
Para su mejor entendimiento a continuación presentamos el
cuadro resumen.
7.5.3.2 DISEÑO DE ALCANTARILLAS:
A continuación calcularemos el diámetro de cada alcantarilla utilizando los
caudales determinados en el cuadro adjunto.
Aplicación : alcantarilla Nº 01
Ubicación : Km. 01 + 82 +12 m.
Caudal a evacuar : 3.056 m3/seg.
Caudal de diseño : 73.056 m3/seg.
Aplicando la ecuación , determinamos el diámetro del
tubo para la sección crítica.
Del Manual de Drenaje y Productos de Construcción ARMCO, elegimos
como diámetro normal 36 pulg. Para el cual aplicamos la ecuación de pendientes
crítica, obtenemos:
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El mismo procedimiento se ha desarrollado para el caso de alcantarillas y
los aliviaderos de cuneta que a continuación se presenta en los cuadros. Ver lámina
de áreas tributarias.
7.6 DISEÑO DE PAVIMENTOS:
DATOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS:
- Precipitación promedio anual:
La zona del proyecto tiene lluvias del orden de los 600 mm, como precipitación
promedio anual., luego del cuadro Nº IV-1, el valor asignado es tres (6).
- Profundidad de la napa freática:
De acuerdo de la exploración de calicatas realizadas para el estudio de suelos, no se
encontraron niveles de agua en ninguno de los estratos; por lo que consideramos que el nivel
de la napa freática se halle a una profundidad mayor a los 3.00 m. por debajo del nivel de la
subrasante; por lo tanto el valor asignado es cero (0), según el cuadro Nº IV – 2.
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- Acción de las heladas:
Ninguna, por lo que el valor asignado a éste fenómeno es cero (0), según cuadro Nº IV-
3.
- Condiciones generales de drenaje: podemos considerar en líneas generales como
“Drenaje regular”, por lo tanto tiene un valor asignado de dos (2) según cuadro Nº IV-4 .
- Tránsito:
Para evaluar el tránsito y considerando que no todos los vehículos tienen cargas iguales,
primeramente se expresan dichas cargas equivalentes a 5000 libras/rueda.
El período de cómputo es referido a 20 años, en le cual se supone que se duplica el
tránsito vehicular.
Para calificar en nuestro caso, este factor de diseño para una vía de Terceras Clase, tenemos
que adoptar el caso más desfavorable del flujo vehicular que es de 400 veh/día, asumiendo
un 25% de tránsito semi pesado, así tenemos:
Tránsito diario actual (volumen promedio diario) : 400 veh/día.
Tránsito diario comercial actual : 100 veh/día
Tránsito diario comercial a veinte (20) años : 200 veh/día.
Tránsito diario comercial promedio : 150 veh/día.
Según la fórmula:
Tr = Tx ( 1 + r )n
Donde:
r : Tasa de crecimiento anual (r = %)
n : Período de diseño ( n = 20 años).
CARGA POR
RUEDA (libras)% TCDP DÍAS AÑOS FACTOR TRANSITO
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Menos de 3000
3000-5000
5000-6000
6000-7000
7000-8000
8000 a mas
87.00
7.00
3.70
1.40
0.80
0.10
150x
150x
150x
150x
150x
150x
365x
365x
365x
365x
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20
20
20
20
20
20
1
2
4
8
16
32
952650
153300
162060
122640
140160
35040
Total 1565850
según el cuadro Nº IV – 5, encontramos que el valor correspondiente al tránsito reducido a
cargas equivalentes a 5000 lb/rueda durante 20 años = 1565850 .
Tránsito considerado para el diseño en una sola dirección = (1565850/2) = 782925.
Luego del cuadro Nº...... valor asignado para el factor de tránsito es cero (0).
- Curva de diseño:
La suma de los valores asignados a los acápites anteriores es de ocho (8),por lo tanto la
curva a emplearse para el diseño del pavimento flexible es el número seis (6).
- Determinación del tipo de pavimento:
Por lo tanto tenemos el valor del CBR de la subrasante (CBR 4.20%), entrando a la curva
Nº 6 de la lámina IV-6, y de esta manera obtenemos el espesor del pavimento.
Así tenemos:
* Nº de curva de diseño : 6.
* CBR del terreno de fundación : 4.20%.
* Espesor del pavimento con superficie de rodadura
de concreto asfáltico y base granular : 13.75”.
Como el espesor obtenido corresponde a un pavimento con superficie de rodadura
de concreto asfáltico, para nuestro trabajo hemos considerado, qué esta capa será de material
granular, hacemos la conversión correspondiente teniendo en cuenta para ello que la relación
de espesores entre una capa de material granular y una mezcla asfáltica es de 2 : 1.
Ahora, considerando que la pavimentación debe usarse material de la cantera “ San
Juan” cuyo CBR = 20.00 % , determinamos el espesor de cada una de las capas del
pavimento.
* Nº de curva de diseño : 6
* CBR del terreno de fundación : 4.20 %.
* Espesor sobre el terreno de fundación : 13.6”.
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*Espesor sobre la sub base (CBR = 20.00 %) : 5.8 %.
* Espesor de la capa de rodadura : 2”.
* Espesor de la base (4”-2”) : 2”.
El espesor obtenido corresponde a un pavimento con superficie de rodadura de
concreto asfáltico, para nuestro trabajo hemos considerado, qué esta capa será de material
granular, hacemos la conversión correspondiente teniendo en cuenta para ello que la relación
de espesores entre una capa de material granular y una mezcla asfáltica es de 2 : 1.
Ahora, considerando que la pavimentación debe usarse material de la cantera “San
Juan“ cuyo CBR = 20.00% , determinamos el espesor de cada una de las capas del
pavimento.
* Espesor de la capa de rodadura (2”*2) : 4.0”.
*Espesor de la base granular (base y sub base) : 11.6 %.
* Espesor del pavimento : 15.6”.
7.7 SEÑALIZACIÓN
TIPOS DE SEÑALES:
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En el proyecto las señales se reducirán a las mínimas necesarias, sin descuidar la
seguridad del conductor. Sólo se a previsto Señales Verticales ya que el pavimento será
flexible.
Se consideran los siguientes tipos de señales:
SEÑALES PREVENTIVAS: Son las que tienen por objeto indicar con
anticipación la proximidad de condiciones peligrosas ya sean éstas eventuales o
permanentes.
SEÑALES REGLAMENTARIAS: Estas tienen por finalidad la regularización
del tránsito automotor. Indican por lo general restricciones y reglamentaciones
que afectan el uso de la vía.
SEÑALES INFORMATIVAS: Son las que tienen por finalidad guiar en todo
momento al conductor a informarle, tanto sobre la ruta a seguir como de las
distancias que deben recorrer.
POSTES KILÓMETRICOS: Estas señales se colocarán a 0.50 m. del borde de
la calzada en la vía urbana y a 1.80 m. en carreteras.
ELECCIÓN DE LA SEÑALIZACIÓN A USAR:
Para el presente proyecto se ha creído convenientemente usar algunas de las señales
consideradas en el Manual de Señalización de Carreteras del Ministerio de Transporte,
Comunicaciones, Vivienda y Construcción, son las siguientes:
A. SEÑALES PREVENTIVAS:
P-1 Curva Cerrada:
Para prevenir la presencia de curvas de radio menor de 40 m. y para
aquellas de 40 m. a 80 m., cuyo ángulo de reflexión sea mayor a 45º.
P-2 Curva:
Su uso es para prevenir la presencia de curvas de radio entre 80 m. y 300
m. con un ángulo de reflexión mayor de 45º.
P-4 Curva y contracurva:
Su empleo es para indicar dos curvas de sentido contrario con radios
inferiores a 300 m. y superiores a 80 m. separadas por una tangente de 60
m. o menos.
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P-5 Camino Sinuoso (Curva en S):
Se empleará para indicar una sucesión de tres o más curvas, a fin de
evitar la repetición frecuente de señales de curva.
P-6. Badén.
P-7. Pontón.
P-8. Zona Escolar.
P-26 Escuelas:
Se usará esta señal para prevenir la proximidad de una escuela, de tal
manera que el conductor del vehículo pueda tomar las debidas
precauciones. Esta señal podrá complementarse con la señal de velocidad
restringida R-18, colocándose primero esta señal.
B. SEÑALES REGLAMENTARIAS:
R - 18. Velocidad Máxima. Se utilizará para indicar la velocidad límite a
la que debe transitarse en determinado tramo de la carretera y en los
siguientes casos:
a. Para recordar a los conductores la velocidad reglamentaria.
b. Al aproximarse a poblaciones de acuerdo con el reglamento general de
tránsito y a continuación de la señal “Zona Urbana” P - 34.
c. Cuando por razones de seguridad y por las características del camino
deba restringirse la velocidad.
C. SEÑALES INFORMATIVAS:
Esta señal ha de ubicarse en las proximidades de cada comunidad por donde
pasa la carretera.
D. POSTES KILOMÉTRICOS:
Estos se colocarán en cada kilómetro de la vía.
7.7.1 DISPOSICIONES GENERALES:
Dada la importancia de la señalización de una vía, es indispensable
uniformizar criterios para su diseño y ubicación; logrando así que el conductor
se acostumbre a interpretarlas rápida y eficazmente.
Es por tal razón que las señales de las carreteras del Perú deben regirse de
acuerdo a normas y especificaciones dadas en el Manual de Señalización, así:Cantera Jave, Alvaro Fernando Chávarry Ruiz, Luis Raúl Cubas Pérez, Rolando Miguel
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- Dimensiones:
Serán las especificadas para cada tipo de señales, entendiéndose que son las
mínimas recomendadas para carreteras de condiciones normales.
- Reflectorización e iluminación:
Es preferible que toda la señal sea de material reflectorizante a fin de que se
produzca exactamente el color tanto del símbolo o leyenda como el fondo y
borde al ser iluminados por los faros de los vehículos.
- Ubicación:
Las señales de tránsito, como regla general, deberán colocarse a la derecha en
el sentido del tránsito. En casos excepcionales se podrán colocar al lado
izquierdo.
La distancia del eje vertical de la señal al borde de la calzada no debe ser
menor de 1.20 m. ni mayor de 3.00 m., salvo casos excepcionales.
- Altura:
La altura mínima permisible entre borde inferior de la señal y la superficie de
rodadura será de 1.50 m.
En caso de haber necesidad de colocar varias señales sobre el mismo soporte,
esta altura puede reducirse a 1.20 m.
- Ángulo de colocación:
Deberán formar un ángulo recto con el eje del camino, excepto en el caso de
señales reflectantes en que se colocarán ligeramente inclinadas con respecto a
la normal, para su mejor Reflectorización.
- Materiales:
Las señales serán inscritas preferentemente en placas metálicas de 1/16” de
espesor, siendo recomendable que sea de aluminio; para su protección se usará
pintura anticorrosiva.
Los poste de soporte pueden ser tubos de fierro galvanizado de Ø 2” , 3.3 mm.
De espesor y 3.00 m. de altura.
Los pernos que se empleen para sujetar las señales a los postes pueden ser de
aluminio, fierro galvanizado ( o de Ø ¼” y debe remacharse en su posterior).
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7.8 IMPACTO AMBIENTAL
7.8.1 MEDIDAS CORRECTORAS EN LA VÍA EN ESTUDIO:
7.8.1.1 PERMEABILIDAD TERRITORIAL:
Ámbito:
El efecto barrera es creciente con la categoría de la vía, para ello se va a
desdoblar en los siguientes acápites:
* Pasos agrícolas y caminos de servicio:
Por ser una zona netamente agropecuaria, se va a expropiar un camino
paralelo a la vía en estudio, para el tránsito peatonal.
* Fauna:
Primeramente se identifica las zonas donde existen, y para evitar los
efectos que se puedan producir es necesario disponer de pasos
adecuados en los lugares que previamente se ha comprobado que
pueden ser utilizados por los animales, así como mantener en buen
estado la vía. Para éstos casos se utilizan unos cerramientos especiales
y distintos según el tipo de animales a proteger:
- Para casos de mamíferos de gran envergadura (vacas, caballos, etc.),
el cerramiento de mallado progresivo con malla más cerrada en la
parte inferior.
- Banda metálica de protección en la parte inferior, que impide a los
pequeños animales que la atraviesen.
- Cerramientos con remetes superiores, que impiden el salto sobre
ellas. (para cérvidos).
Con respecto a los pasos para la fauna, éstos pueden ser:
- Pasos inferiores y drenajes:
El paso debe estar camuflado y ser atractivo a los animales, con
embocaduras de plantaciones y arbustos, formando un cono de
aproximación con una vegetación adecuada, de forma que se
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disimulen las obras e incluso los cerramientos especiales colocados
para impedir el acceso de los animales a la carretera.
Los movimientos de los anfibios se realizan desde las zonas de
matorrales y bosques hacia las de agua o escarchadas.
Pueden adecuarse los pasos de drenajes para los anfibios mediante los
conos de aproximación , para esto el suelo debe estar recubiertos de
unos 10 cm. de capa de arena, y con bloques de piedra en los drenajes,
rellenándose los huecos con arena y piedra pequeña.
Los pasos necesitan dimensiones generosas, de tal forma que eliminen
el carácter del túnel oscuro y sin salida, propio de un paso inferior
angosto, y por donde los animales no se sentirán atraídos a circular.
7.8.1.2 Ocupación Espacial:
Por tener un alto valor agrícola, los taludes pueden ser aprovechados para la
agricultura y pastoreo, restituyendo a sus propietarios al final de la obra la
superficie ocupada temporalmente. Con este objeto, los taludes deben ser lo
más tendido posible, menos del 12% para el laboreo y la superficie ocupada
inutilizada disminuye. En esta posibilidad influye las características edáficas
del suelo, climatología y será sólo en circunstancias favorables de latitud.
7.8.1.3 Prevención del Ruido:
Esta se da con la colocación de pantallas acústicas en zonas urbanas y zonas
agrícolas. Las molestias producidas aumentan si es visible la fuente originaría,
por lo que la medida inmediata en aislar sónica y visualmente, existiendo los
siguientes procedimientos generales:
* Actuación sobre el emisor:
- Disminuyendo en su origen con pavimentos porosos o reduciendo la
velocidad en las proximidades a medios urbanos. Los pavimentos
drenantes son los más silenciosos y disminuyen de 4 a 6 dB(A)
- En épocas de lluvia, suelos mojados, los pavimentos drenantes
incrementan el ruido en unos 2 dB, mientras el resto lo hacen en más
de 4 dB.
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- Los drenantes exigen, sin embargo, medidas correctoras durante la
fase de explotación, mediante la limpieza de los huecos con
camiones barredores, dotados de equipos de chorro de arena a alta
presión y sistema de aspiración.
* Atenuación sobre la propagación:
Esto se consigue mediante la obtaculización a la transmisión del
sonido con distintos sistemas pero el que se utilizaría es:
- Diques de tierra que tiene una amortiguación sonora de 20 dB(A),
para ello se aprovecha material de desmontes, escombros, etc.,
cuando no hay problemas de espacios. Los taludes se cubren con
vegetación.
El núcleo puede ser:
a. De tierra, con taludes tendidos de gran ocupación, lo que limita
la altura a 4 – 5 m.
b. De escombros y basuras, con taludes menos tendidos.
- Arbolado que tiene muy poca amortiguación.
* Actuando sobre el receptor:
Protegiendo los medios receptores con aislamiento de doble
acristalamiento en las ventanas.
7.8.2 Protección del medio ambiente:
* Maquinaria en general:
Vigilar el reglaje de motores.
* Circulación de vehículos:
Regados de pistas con cisternas o aspersores. Velocidad reducida.
* Manipulación del cemento:
Filtros en silos. Instalaciones cerradas.
* Manejo de escombros , demoliciones:
Regado previo.
7.8.3 Protección del Sistema Hidrológico, Aguas Superficiales :
* Controlar que los vertidos de aceites y grasas de las maquinarias de obra sean a
contenedores especiales o a balsas específicas, igual que al lavado de las
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maquinarias. Posteriormente un camión cisterna con aspiración lleva los aceites a
instalaciones específicas de recuperación o se transportan en contenedores.
* Colocar balsas de decantación para las aguas de lavado de las plantas de
tratamientos de áridos, instalaciones de lodos, con objeto de evitar que los
sedimentos vayan a los cauces naturales.
* Prohibir el vertido de las lechadas del lavado de las autohormigoneras a los
cauces naturales o sus proximidades. En los hormigonados próximos a cauces hay
que tomar disposiciones para evitar fugas, como cercos.
* Tomar muestras de aguas en los cursos interceptados aguas arriba y debajo de
los pontones y realizar el análisis comparativos de determinados parámetros como
temperatura, Ph, turbidez, etc.
* Colocar fosas asépticas en los servicios sanitarios, para evitar la contaminación
por las aguas residuales.
7.8.4 Defensa contra la erosión en Taludes de tierra:
En los taludes hay que cortar el flujo de escorrentía antes de que el agua adquiera
suficiente velocidad para iniciar el proceso erosivo. Con este propósito se
recomienda los taludes más tendidos, y cuando las alturas sean superiores a 15 m.,
disponer una estructura mediante bermas, banquetas o terrazas, que frena dicha
velocidad y además faciliten la creación de una cubierta vegetal.
La erosión de los taludes se reduce con la implantación de una cubierta vegetal,
que además de reducir la velocidad de escorrentía y la erosión superficial, realiza
una función de filtro, aumentando la capacidad de infiltración y disminuyendo,
por consiguiente, el flujo del agua.
7.8.5 Restitución del Sistema Edáfico:
Las medidas correctoras se da en la fase de obra y comprenden los siguientes
puntos:
* Levantamiento y protección de árboles.
* Acopio de tierra vegetal y suelos aceptables para revegatación de taludes.
* Riesgos de hidrosiembra y taludes.
* Yacimientos de préstamo, canteras, graveras y vertederos.
* Pistas de obras.
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* Control de residuos.
7.8.6 Integración Paisajística:
- El tratamiento del paisaje consiste en suavizar los taludes de desmontes y
rellenos, evitando ángulos y aristas que producen un aspecto artificial (planos
continuos de taludes y aristas rectas de sus cabezas) así como redondeando las
formas y transiciones con las superficies anteriores.
- El ocultamiento de escenarios no deseable, se da mediante las pantallas arbóreas,
para disminuir el impacto visual de estructuras, instalaciones de obra, etc.
- La revegetación contribuyen a su integración en el paisaje las plantaciones al
borde de las carreteras incrementando la seguridad vial.
- Antes de establecer unos frentes de excavación hay que estudiar como de van a
recuperar, adecuar al entorno y materializarlo. Se hará mediante el recubrimiento
los taludes con suelos aceptables, tierra vegetal, plantaciones, etc.
- El diseño de las construcciones deben estar adaptado en forma y cromatismo al
entorno. Los colores llamativos repercuten negativamente en el paisaje, así como
las texturas brillantes, que aumentan la visibilidad a mayores distancias. Los
colores térreos se integran mejor al paisaje.
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CAPITULO VIII: PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Y SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS
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CAPITULO VIII: PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Y SELECCIÓN
DE ALTERNATIVAS:
Haciendo una evaluación general de todo el presente trabajo, detallamos los
principales resultados y alternativas más importantes después de haber concluido el estudio.
El eje geométrico definitivo tendrá los siguientes resultados:
Longitud total de carretera = 10.60 Km.
Velocidad directriz = 30.00 Km./h.
Pendiente media = 8.21 %.
Número de carriles = 01
Ancho del pavimento = 3.00 m.
Ancho de bermas = 0.75 m.
Nº de Alcantarillas = 03
Nº de Aliviaderos = 50
Nº de Badenes = 06
Nº de Pontones = 06
Número de curvas horizontales = 156
Número de curvas verticales = 50.
De acuerdo a los ensayos de suelos en el Laboratorio de Mecánica de Suelos se ha
obtenido los siguientes resultados:
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RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICAS Y CLASIFICACIÓN
Agregado grueso. El agregado grueso consiste en material de río libre de
polvo y de sustancias perjudiciales al concreto, los fragmentos deben ser
duros, densos y durables. El fragmento grueso debe rechazarse si deja de
satisfacer los siguientes requisitos en las pruebas:
. Prueba de los Angeles, si la pérdida excede el 10% en peso a 100
revoluciones o 40% en peso a 500 revoluciones.
. Peso específico, no menor de 2.60.
. Tamaño máximo, 2”.
Los agregados del concreto deberán mezclarse en una mezcladora
intermitente durante un período no menor de 1.5 minutos después de que Cantera Jave, Alvaro Fernando Chávarry Ruiz, Luis Raúl Cubas Pérez, Rolando Miguel
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todos los componentes, excepto la cantidad total de agua, estén en la
mezcladora; ni mayor a 5 minutos. El agua se añadirá antes de cargar la
mezcladora, durante la carga y después de ella.
La consistencia y composición del concreto después que sale de la mezcladora
debe ser uniforme y al ser transportado y colocado deberá evitarse la segregación de
sus componentes.
El curado del concreto debe hacerse por lo menos durante catorce días.
- Agua. No debe contener cantidades perjudiciales de limo, materia orgánica,
álcalis, sales u otras impurezas.
El chuceado de la mezcla se hará con vibrador, evitando la segregación de la
mezcla.
La colocación de las piedras deberá hacerse en forma apropiada para evitar la
acumulación en determinados sectores, tratando que queden rodeadas de concreto y
evitando el contacto entre ellas.
4. Alcantarillas y aliviaderos.
Este tipo de alcantarillas consisten de tubos metálicos corrugados prefabricados
cuyos diámetros y su ubicación se indican en los planos respectivos.
El material para el relleno de fundaciones corresponde a la cantera San Juan y
tendrá las siguientes características: Material arenoso que pasa el 100% la malla 3/8”
y se retiene el 90% en la malla Nº 200.
La base tendrá un ancho mínimo de dos veces el diámetro del tubo y un
espesor de 10cm. debidamente compactado. El relleno con este tipo de material se
hará hasta 30cm. por encima de la clave del tubo.
Estas alcantarillas serán ancladas en muros cabezales de concreto de f
´c=140Kg/cm² como se indica en los planos respectivos.
5. Enrocado.
Consiste en la colocación de piedras de determinados tamaños acomodadas en
capas para la protección contra la erosión en la entrada y salida de las alcantarillas,
mayores especificaciones se detallan en los planos respectivos.
6. Revestimiento de cunetas y zanjas de coronación.
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Se realizará con mampostería de piedra de acuerdo a las especificaciones
técnicas y de conformidad razonable ajustada a las dimensiones pendientes y diseño
que figura en los planos. Se usará piedra seleccionada y mortero 1:5.
1.4. PAVIMENTO.
1. Extracción, carguío y transporte de material para la subbase.
Debido a la falta de materiales de calidad adecuada se ha optado por considerar
el diseño a nivel de subbase considerándose para ello la cantera San Juan como
depósito de material para dicho fin.
Para la extracción del material de cantera se ha considerado un tractor D7-G, el
carguío se realizará mediante un cargador frontal de 155HP (2.4yd³) y el transporte
mediante volquetes de 10m³.
2. Extendido, riego y compactación.
El material granular a compactar no debe tener un espesor mayor a 20cm. (8”) ,
el tipo de maquinaria a usar para dicho trabajo estará conformado por un rodillo liso
vibratorio autopropulsado de 7 a 9Tn.
El número de veces que es necesario pasar el rodillo a fin de obtener una
adecuada compactación puede determinarse fácilmente antes de empezar el trabajo
en una zona de prueba escogida para tal fin. Así se podrá ver que la densidad del
material aumenta visiblemente hasta llegar a un cierto número de pasadas de rodillo
(aproximadamente diez) , si al cabo de quince pasadas de rodillo no se alcanzó la
compactación deseada, deberá disminuirse el espesor de la capa de material colocado
o aumentar el peso del rodillo.
El extendido, riego y compactación de material seleccionado debe ser de tal
modo que se logre una buena adherencia con la sub rasante.
1.5. SEÑALIZACION:
Trabajo referido a la preparación y colocación de señales cuyas dimensiones y
características se dan en el capítulo de señalización y en los planos respectivos.
Al concluir el diseño de un proyecto, el paso siguiente consiste en determinar el
monto de la inversión que demandará su ejecución. En otras palabras significa conocer
el costo de la obra en sí, denominado Costo Directo, obtenido en base al análisis de
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Costos Unitarios y el Costo de Administración de la misma, conocido como Costo
Indirecto. Ambos costos nos permiten elaborar el Presupuesto Base.
Pero, los proyectos no siempre se ejecutan a la fecha de elaborado el Presupuesto
Base, en tal sentido es necesario el desarrollo de las fórmulas polinómicas respectivas a
fin de poder hacer la actualización o reajustes respectivos.
B.1. METRADOS.
Cuantificación ordenada de las diferentes actividades a realizar en la ejecución de
una obra. En el presupuesto, representa la cantidad de unidades por las que se debe
pagar a fin de lograr una obra totalmente terminada.
Los metrados constituyen la parte más importante del presupuesto, de allí que el
encargado de realizar dicho trabajo debe conocer el tipo de labores a desarrollar en cada
etapa del proyecto.
En carreteras, es muy frecuente el uso de formatos especiales para contabilizar los
metrados de las actividades constituyentes de una partida.
Las partidas genéricas que intervienen en los trabajos de construcción,
mejoramiento y/o rehabilitación de una carretera son:
– Obras preliminares
– Explanaciones
– Pavimentos
– Obras de arte y drenaje
– Señalización
– Varios.
1.00. OBRAS PRELIMINARES.
a. Movilización y desmovilización. Trabajo realizado por el contratista a fin de
suministrar, reunir y transportar la organización completa al lugar donde se va
a ejecutar la obra; incluyendo personal, equipo, materiales y todo lo necesario
para la instalación e inicio de obra. Así mismo el traslado al lugar de origen
una vez concluida la obra, incluyendo todas las actividades que demande dicho
transporte.
El análisis del costo unitario se prepara en base a la relación de equipo
mínimo propuesto por la entidad contratante, considerando el costo de traslado
a la obra, limpieza del sitio, instalación y desarme de plantas.
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Unidad : global
b. Limpieza y deforestación. Consiste en limpiar el área designada para el
proyecto de todos los árboles, obstáculos ocultos, arbustos y otra vegetación;
basura y todo material inconveniente e inclusive desenraigamiento de
muñones, raíces entrelazadas y retiro de todos los materiales que resulte de la
limpieza y deforestación.
Teniendo en cuenta la topografía de la zona y las consideraciones de
diseño se sugiere que dicho trabajo se realice en un ancho promedio de 10m. a
cada lado del eje longitudinal de la vía.
Unidad : hectárea.
CUADRO B.1. METRADO DE DEFORESTACION
UBICACIÓN ANCHO AREAKm - Km. Long. ( M) ( m) ( Ha)