UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL TRABAJO DE TITULACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO CIVIL VÍAS TEMA: CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO DE LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA (TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS) AUTOR CÉLIMO ALEXI RUBIO BARREIRO TUTOR ING. CIRO ANDRADE NUÑEZ 2016 GUAYAQUIL – ECUADOR
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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
FACULTAD DE CIENCIAS MATEMATICAS Y FISICAS
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
TRABAJO DE TITULACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
VÍAS
TEMA:
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL
PAVIMENTO DE LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA DE
MEJORAMIENTO DE LA VÍA (TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS)
AUTOR
CÉLIMO ALEXI RUBIO BARREIRO
TUTOR
ING. CIRO ANDRADE NUÑEZ
2016
GUAYAQUIL – ECUADOR
ii
AGRADECIMIENTO
Manifiesto mi agradecimiento a los docentes de la facultad de ingeniería civil por los
conocimientos impartidos para el logro de mi formación profesional.
Y en especial al ing. Ciro Andrade Núñez por la asesoría brindada y el apoyo
constante quien ha hecho posible la culminación del presente trabajo de
investigación.
Al jurado por sus recomendaciones con la finalidad de mejorar este trabajo, a todos
ellos mis más sinceros agradecimientos.
El Autor
iii
DEDICATORIA
A Dios nuestro creador por darme la fortaleza para luchar en la adversidad de la vida
y lograr las metas trazadas y ser un referente de bien para la sociedad.
A mis padres por haberme inculcado siempre buenos valores y ponerlos en práctica
cada día.
A mi esposa Dayce Solís a mis hijas, Joyce y Camila por el apoyo incondicional
para llegar a la meta propuesta.
Y a todas las personas que me dieron la oportunidad de superarme sin interés
alguno.
A mis compañeros de titulación, y a todos quienes contribuyeron a conseguir este
logro.
Rubio Barreiro Célimo Alexi
iv
DECLARACIÓN EXPRESA
Art. XI.- del Reglamento Interno de Graduación de la Facultad de Ciencias
Matemáticas y Físicas de la Universidad de Guayaquil.
La responsabilidad de los hechos, ideas y doctrinas expuestas en este trabajo de
titulación corresponde exclusivamente al autor, y el patrimonio intelectual a la
Universidad de Guayaquil.
----------------------------------------------------
Célimo Alexi Rubio Barreiro
CI: 170617245-7
v
TRIBUNAL DE GRADUACION
_______________________________
Ing. Eduardo Santos Baquerizo. M.sc
_______________________________
Ing. Ciro Andrade Núñez M.sc
Decano Tutor
_______________________________
Ing. Julio Vargas Jiménez M.sc
_______________________________
Ing. Humberto Guerrero Herrera M.sc
Vocal Vocal
vi
ÍNDICE GENERAL
Capítulo 1
Descripción del proyecto
1.1. Antecedentes ................................................................................................ 1
1.2. Planteamiento del problema .......................................................................... 1
1.3. Análisis del problema .................................................................................... 3
1.4. Delimitación del tema .................................................................................... 4
1.5. Objetivos ....................................................................................................... 5
1.5.1. Objetivo general ..................................................................................... 5
1.5.2. Objetivos específicos. ............................................................................. 6
1.5.3. Justificación. ........................................................................................... 6
Capítulo 2
Marco teórico
2.1. Estudio de materiales .................................................................................... 7
2.2. Definición de materiales pétreos. .................................................................. 7
2.3. Tipos de materiales pétreos. ......................................................................... 8
2.3.1. Agregados Naturales. ............................................................................. 8
2.3.2. Agregados de Trituración. ....................................................................... 8
2.3.3. Agregados Artificiales. ............................................................................ 8
2.4. Propiedades de los materiales pétreos. ..................................................... 8
2.4.1. Propiedades individuales. ...................................................................... 9
2.4.2 Propiedades de Conjunto. ........................................................................ 9
2.5. Naturaleza Petrológica de los materiales pétreos. ........................................ 9
2.5.1. Agregados Calizos ..................................................................................... 9
2.5.3. Consideraciones sobre el uso de materiales pétreos. ................................. 10
2.5.4. Naturaleza e identificación. ...................................................................... 11
2.5.5. Propiedades geométricas. ....................................................................... 11
2.5.6. Propiedades mecánicas. .......................................................................... 11
2.5.7. Inalterabilidad. ......................................................................................... 11
2.5.8. Adhesividad. .......................................................................................... 11
2.5.9. Resistencia al desgaste. ........................................................................ 12
2.5.10. Plasticidad y Limpieza. ........................................................................... 12
2.6. Clasificación del Material pétreo de acuerdo a su tamaño. .......................... 13
vii
2.6.1. Definición de agregado grueso.................................................................... 13
2.6.2. Definición de agregado fino ......................................................................... 13
2.6.3 Granulometría .............................................................................................. 14
Capítulo 3
Caracterización de los materiales
3.1. Metodología ................................................................................................... 15
3.2. Trabajo de campo y aspectos geotécnicos .................................................... 15
3.3. Interpretación de resultados ........................................................................... 16
3.4. Estructura de pavimento existente ................................................................. 18
3.5. Capa de Rodadura ......................................................................................... 18
3.6. Índice de Grupo ............................................................................................. 18
Capítulo 4
Propuesta de mejoramiento vial
4.1. Estudio de tráfico (TPDA)............................................................................... 23
4.1.1. Tráfico proyectado a 20 años (TF) .............................................................. 28
4.2. Cálculo de Esal´s ........................................................................................... 31
4.2.1. Caracterización del tránsito ...................................................................... 31
4.2.2. Transformación del tránsito en Esal´s ......................................................... 31
4.2.3. Factores equivalentes de carga .................................................................. 32
4.3. Diseño de Pavimento ..................................................................................... 35
4.3.1. Pavimentos Flexibles ............................................................................... 35
4.3.2. Esquema de la Estructura de pavimento ..................................................... 35
4.4. Terreno de fundación ..................................................................................... 36
4.5. Valor de Soporte California ............................................................................ 37
4.6. Sub-base de Agregados ................................................................................ 37
4.7. Bases de Agregados ...................................................................................... 38
4.8. Capa de Rodadura ......................................................................................... 38
4.9. Diseño de Pavimento por el Método ASSHTOʼ93 .......................................... 39
4.9.1. Método de diseño........................................................................................ 39
4.9.2. Confiabilidad de Diseño (R%) ..................................................................... 40
4.9.3. Desviación estándar (“Sₒ”) .......................................................................... 41
4.9.4. Módulo Resiliente (Mr) de la Sub-rasante ................................................... 42
4.9.5. Número Estructural (SN) ............................................................................. 42
4.9.6. Coeficientes de Drenaje .............................................................................. 43
4.9.7. Servicialidad (PSI) ....................................................................................... 44
viii
4.9.8. Servicialidad Inicial (Pₒ) ............................................................................... 44
4.9.9. Servicialidad final (Pt) ................................................................................. 45
4.10. Conclusiones y recomendaciones ................................................................ 48
4.10.1. Conclusiones ............................................................................................ 48
4.10.2. Recomendaciones .................................................................................... 49
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1: Coordenas de la vía ..................................................................................... 4
Tabla 2: Resumen de ensayos de Limites de Atterberg y humedad natural ............. 17
Tabla 3: Resumen de ensayos de Proctor y CBR .................................................... 17
Tabla 4: Clasificación ASSHTO ................................................................................ 22
Tabla 5: Condensado en 2 direcciones .................................................................... 23
Tabla 6: Factor de ajuste mensual ........................................................................... 25
Tabla 7: Determinación del factor diario ................................................................... 25
Tabla 8: Composición del tráfico .............................................................................. 27
Tabla 9: Tráfico asignado ......................................................................................... 27
Tabla 10: Proyección del tráfico ............................................................................... 28
Tabla 11: Proyección de tráfico y su composición .................................................... 29
Tabla 12: Proyección del tráfico asignado ................................................................ 30
Tabla 13: Cálculo de Esal´s...................................................................................... 34
Tabla 14: Cálculo del número estructural………………………………………………. 35
Tabla 15: Nivel de Confiabilidad ............................................................................... 41
Tabla 16: Condiciones de Diseño ............................................................................. 41
Tabla 17: Ecuación de aproximación entre el CBR y el Modulo Resiliente ............... 42
Tabla 18: Coeficiente del Pavimento ........................................................................ 43
Tabla 19: Coeficientes de Drenaje ........................................................................... 43
Tabla 20: Condiciones del Pavimento ...................................................................... 44
Tabla 21: Cálculo de Número Estructural. ................................................................ 45
Tabla 22: Parámetros de Diseño. ............................................................................. 46
Tabla 23: Diseño de Pavimento Flexible .................................................................. 46
Tabla 24: Estructura de pavimento propuesto .......................................................... 47
ix
Introducción
Desde la antigüedad los caminos han sido de vital importancia para el desarrollo de
los pueblos ya que estos favorecían el intercambio comercial y cultural, y por
consiguiente se necesitaban bienes y servicios necesarios para quienes vivían en el
área circundante de la vía, mejorando la economía del lugar por donde pasaba y
hasta donde esta se comunicaba.
Capítulo I síntesis de la importancia de una vía de comunicación.
Capítulo II está basado en las normas del MTOP, que son utilizadas para las vías y
se dan definiciones de acuerdo a los materiales que se utilizan.
Capítulo III.- Contiene el estudio de tráfico que se realizó utilizando las normas
vigentes de ASSHTO 93, MTOP, y NEVI 12.
El diseño de pavimento flexible se realizó cumpliendo las normas de ASSHTO 93
En este contexto la utilización de materiales que forman la estructura del pavimento
de una vía tienen que ser cuidadosamente seleccionados, los mismos que tienen
que cumplir con una serie de pruebas y requisitos de acuerdo a las normas vigentes
para materiales, a ser utilizados como parte de la conformación de la estructura de
pavimentos tanto flexibles como rígidos.
1
Capítulo 1
Descripción del proyecto
1.1. Antecedentes
El proceso evolutivo ha sido durante siglos en todos los pasajes de la historia
de la humanidad en este largo proceso, se muestran cambios claves para su
mejoramiento y existencia actual.
A comienzos de este siglo con la creciente necesidad de vías de
comunicación que se requerían por la creciente industrialización generalizada a
nivel global, el británico J. Mac Adam creó un sistema de financiamiento de los
caminos que se denominó con el nombre de macadán y que consistía en cubrir la
superficie con una capa de piedras trozadas que se apisonaban, para aportarle la
consistencia necesaria y además dándole una ligera forma arqueada para evitar que
el agua de lluvia se encharque y esta pueda ser dirigida hasta las cunetas laterales.
Con el pasar del tiempo surgen las autopistas, que son consideradas un avance
notable sobre las carreteras y este avance es el resultado directo de la importancia
relevante que ha adquirido el automóvil en el curso del presente siglo. Se la define a
la autopista como un medio de circulación rápida de dos calzadas separadas por
una valla o una franja de terreno de condiciones ancho sin cruces y con accesorios
restringidos.
1.2. Planteamiento del problema
El presente trabajo no tiene la finalidad de encontrar soluciones nuevas o
mejorar las técnicas de construcción ya existentes, si no la de contribuir en el
manejo y mejor control de los materiales que se utilizan en la construcción de una
2
carretera, o avenida los mismos que tienen que cumplir con las normativas y los
diferentes parámetros para así tener una obra con una durabilidad adecuada
después que esta se encuentra en estado de servicio.
Esta investigación tiene la finalidad de solucionar el problema generado en
esta avenida, el tipo de solución se enmarca en la utilización de materiales
adecuados que cumplan con los requisitos que indican las normas que haremos
referencia más adelante lo que mejorará de manera definitiva el problema suscitado
con el deterioro de la carpeta de rodadura.
Como es conocimiento las vías y avenidas que se encuentran ubicadas en el
sur de la ciudad de Guayaquil presentan un marcado estado de deterioro a causa de
las duras condiciones climáticas en la temporada invernal, lo que no permite el
correcto tránsito vehicular y esto genera un marcado retraso para llegar a sus
lugares de trabajo y el consiguiente malestar para transitar por ellas, y por supuesto
el deterioro y daños en los vehículos que por ellas transitan.
El trabajo de investigación se enmarca en los materiales que serán utilizados
en la estructura pétrea de la avenida Raúl Clemente Huerta perteneciente al
GUASMO SUR de la ciudad de Guayaquil en la Isla Josefina donde existen
aproximadamente unos 500 metros de vía que no se encuentra en condiciones
adecuadas para una movilización rápida de vehículos.
Por los motivos aquí descritos, planteamos una propuesta de solución al
utilizar materiales seleccionados, los mismos que van a mejorar la estructura pétrea
para tener un mejor desempeño de la carpeta de rodadura (pavimento flexible) lo
que no permite el libre tránsito de los vehículos lo que no permite movilizarse con la
3
seguridad adecuada y representa un riesgo para los vehículos que circulan por la
avenida de la referencia.
La propuesta para la solución adecuada de los problemas encontrados en
esta avenida en el tramo indicado permitirá mejorar de manera definitiva el tránsito
en la avenida de la referencia.
1.3. Análisis del problema
El crecimiento de la Ciudad, genera ciertos inconvenientes que a la par
requiere darles solución, a raíz del crecimiento poblacional y del aumento del parque
automotor a 400.000 vehículos, se genera un intenso tráfico de autos lo que dificulta
de manera progresiva la movilización de los ciudadanos que necesitan movilizarse
de un lugar a otro generándose congestión en el tráfico debido a que la mayoría de
las calles de la ciudad no se encuentran en buen estado para una movilización
rápida sobre todo en la época invernal que es cuando más se dañan por las
condiciones climáticas adversas esto debido al tiempo de servicio lo que ha
producido que en la actualidad estas presenten fallas notables que se refleja en la
pérdida de la capa de rodadura y en huecos en la calzada por la migración del
material fino con la presencia de la etapa invernal.
Por estas razones el presente estudio determina que en el sector de la
avenida Raúl Clemente Huerta en el tramo las Esclusas-Termoguayas transitan
vehículos livianos y camiones que transportan productos que llegan al sector a
través de las gabarras desde las diferentes camaroneras que se encuentran
ubicadas en los manglares del estero salado.
4
Al ser una vía que produce movimiento comercial y es parte del desarrollo
económico de la ciudad, el requerimiento de mejorar la vía utilizando materiales
seleccionados que cumplan las normas de construcción viales.
1.4. Delimitación del tema
El sector de la Avenida Raúl Clemente Huerta desde la subestación las
Esclusas-Termoguayas es una calzada que tiene problemas para el tránsito
vehicular, por las causas que hemos mencionado y la idea del estudio busca darle
solución para que sirva de manera cómoda y segura a la movilización de los
habitantes del sector lo que incrementara un mejor desarrollo económico del sector.
Ilustración 1: Ubicación del proyecto
Fuente: Google Earth
5
Tabla 1: Coordenadas de la vía
Fuente: Google Earth
La Avenida indicada tiene un tramo de 500 metros es una vía colectora que
de acuerdo al estudio de tráfico realizado y de acuerdo a la clasificación del MTOP
se trata de una vía de tercer orden por el flujo de vehículos que transitan por ella.
La vía tiene un ancho de 6.0 metros la misma que no tiene un sistema de
escurrimiento de las aguas lluvias que se producen en la etapa invernal lo que hace
que el agua se quede en la vía que al filtrarse y acumularse producen daños al
material colocado en su estructura.
En este marco de estudio trataremos sobre los materiales de la estructura del
pavimento que tendrá este tramo de vía, aplicando las normas nacionales vigentes
(MTOP) para de materiales que se utilizan en una carretera.
1.5. Objetivos
1.5.1. Objetivo general
Determinar las condiciones geotécnicas de la estructura del pavimento
existente a fin de CARACTERIZAR LOS MATERIALES Y verificar el cumplimiento
de las especificaciones técnicas del MTOP.
Descripción Este (x) Norte (y)
Inicio Tramo de Vía 626305.00 9749603.00
PI No.1 626480.00 9749372.00
Fin Tramo de Vía 626534.00 9749165.00
6
1.5.2. Objetivos específicos.
Analizar mediante estudios de laboratorio los materiales que se
recomiendan utilizar en las capas de la estructura de pavimento.
Determinar las especificaciones técnicas de los materiales para darle a
la vía un largo periodo de vida útil.
Dar las recomendaciones en cuanto a la calidad los materiales que
serán utilizados en las diferentes capas para lograr una vía con mejores
características cuando entre en estado de servicio.
1.5.3. Justificación.
Se realizará una investigación sobre los materiales existentes para verificar el
cumplimiento de las normas técnicas con el fin de poder dar los correctivos
necesarios para que la vía tenga una vida útil de 15, 20, o 30 años en función de las
normas técnicas existentes.
Cabe mencionar que los residentes del sector, y trabajadores de las
empresas cercanas a la vía serán los beneficiarios al tener una calzada donde la
movilidad se realice de manera rápida que ayudará a mejorar la calidad de vida de
sus habitantes, lo que se verá reflejado en la mejoría de las condiciones socio-
económicas del sector.
En definitiva el estudio que recomendará el uso de materiales con
características adecuadas según las normas vigentes de construcción cumple con
todos los parámetros y especificaciones técnicas para ser utilizados en las capas de
firmes que tendrá la vía.
7
Capítulo 2
Marco teórico
2.1. Estudio de materiales
En este tema trataremos sobre conceptos básicos de los materiales que de
acuerdo a las recomendaciones luego de realizar los ensayos de laboratorio de los
materiales existentes serán utilizados en las capas de la estructura de pavimento
propuestas que serán colocadas en la calzada de la Avenida Raúl Clemente Huerta
en el tramo subestación las Esclusas-Termoguayas para mejorar la movilización
vehicular en el sector.
Como es de conocimiento el constante tráfico de vehículos, más las
condiciones climáticas de la etapa invernal que se han sucedido cada año
permitieron el deterioro de la capa de rodadura y también de los materiales de la
estructura de pavimento lo que ha llevado a tener una Avenida con malas
condiciones de circulación lo que ha afectado el desarrollo de las actividades
económicas del sector.
2.2. Definición de materiales pétreos.
Son materiales granulares sólidos inertes que se emplean en las capas de la
estructura de pavimentos en carreteras las que deben tener una granulometría
adecuada que ayudan a tener una mejor estabilidad y firmeza de las capas que se
utilizan en la estructura de una vía lo que permite tener materiales resistentes
mediante mezclas adecuada (Alejandro Padilla Rodríguez 2004)
8
2.3. Tipos de materiales pétreos.
El tipo de agregado pétreo se puede determinar de acuerdo a la procedencia
y a las diversas técnicas que se emplean para su aprovechamiento estos se pueden
clasificar en los siguientes:
2.3.1. Agregados Naturales.
Son aquellos que se utilizan después de una modificación de la distribución
granulométrica de su tamaño para adaptarse a las exigencias según su disposición
final.
2.3.2. Agregados de Trituración.
Son aquellos que se obtienen de la trituración de diferentes rocas de canteras
o de los de agregados de materiales cribados construidos con granulometrías
adecuadas. Allí se incluyen todos los materiales de distintas canteras cuyas
propiedades físicas de los mismos son las adecuadas.
2.3.3. Agregados Artificiales.
Se los conoce como los sub-productos de procesos industriales como ciertas
escorias o materiales que proceden de demoliciones, que son utilizables o
reciclables.
2.4. Propiedades de los materiales pétreos.
Estos agregados se pueden conceptuar sus propiedades bajo los siguientes
puntos de vista.
9
2.4.1. Propiedades individuales.
Los agregados como elementos aislados tienen propiedades físicas
macroscópicas estas son: forma, densidad, redondez, dimensión, propiedades de
superficie permeabilidad porosidad, dureza superficial, módulo elástico,
conductividad térmica dilatación etc.
Así mismo presentan propiedades químicas macroscópicas como son:
solubilidad, alterabilidad, hinchamiento.
2.4.2 Propiedades de Conjunto.
Las propiedades de conjunto de los agregados triturados son sus
características como un todo la distribución del desgaste o redondez de los
agregados es una propiedad de gran interés por cuanto va a influenciar sobre el
rozamiento con los demás elementos.
2.5. Naturaleza Petrológica de los materiales pétreos.
Desde el punto de vista esquemáticamente práctico los agregados se pueden
clasificar en cuatro grandes grupos:
Agregados Calizos
Agregados Silíceos
Agregados Ígneos
Agregados Metamórficos
2.5.1. Agregados Calizos
La roca caliza es la que más se encuentra en abundancia y resulta
económica en los procesos de trituración, se emplea generalmente en todas las
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capas de los firmes salvo excepciones ya que en algunas ocasiones como agregado
grueso en las capas de rodadura, debido a la facilidad que tiene de pulimentarse
cuando se encuentra en condiciones de servicio su carácter es básico y presenta
por lo regular menores problemas de adhesividad es decir con los materiales
bituminosos del asfalto.
En las mezclas asfálticas para mejorar esta característica cuando se emplean
además otro tipo de agregados más duros pero también más ácidos (silíceos)
2.5.2. Agregados Silíceos
Los agregados silíceos procedentes de trituración de rocas naturales o
gravas es otro material de utilizado ampliamente en todas las capas de la estructura
pétrea. Se extraen de yacimientos granulares o de gravas de rio, (canto rodado) en
los que las partículas de mayor tamaño se separan por cribado y a partir de estas
con el proceso de trituración se obtienen fracciones de menor tamaño, con una
angulosidad tanto mayor cuantas más caras de fracturas presenten es mejor.
Estos pueden no aportar una suficiente adhesividad con los ligantes
asfálticos, sin embargo, si el material tiene un alto contenido de sílice y de caras
fracturadas su comportamiento mecánico y su rozamiento interno mantienen un
esqueleto mineral bueno para utilizarlo inclusive en mezclas asfálticas que se
encuentran sometidas a la acción directa de las cargas del tráfico vehicular.
2.5.3. Consideraciones sobre el uso de materiales pétreos.
Cuando se requiere hacer uso de los agregados pétreos para la construcción
de la estructura de pavimentos se deben tomar algunas consideraciones
fundamentales para que estas tengan un buen desempeño al momento que se
11
encuentran formando parte en alguna de las capas colocadas como material que
formará parte de la estructura de pavimento.
2.5.4. Naturaleza e identificación.
Se debe realizar una evaluación de la naturaleza petrográfica de los
agregados el grado de alteración de los componentes minerales porosidad y de las
propiedades químicas.
2.5.5. Propiedades geométricas.
Aquí tiene que ver básicamente la forma y angulosidad que tengan las
partículas; con relación al conjunto del esqueleto mineral que se estudia a través de
las curvas de distribución granulométrica
2.5.6. Propiedades mecánicas.
Hace relación con los parámetros de resistencia al desgaste y al pulimiento
que este pueda tener
2.5.7. Inalterabilidad.
Se debe realizar la evaluación de posibles degradaciones que puedan tener
los materiales pétreos que van a ser utilizados en una obra, estos deben ser
utilizados con mucha precaución para evitar anomalías que puedan afectar al
material en su vida útil luego que ha sido puesto en estado de servicio.
2.5.8. Adhesividad.
Los materiales triturados (pétreos) deben tener una buena afinidad con los
ligantes de asfaltos, y cuando hay casos en que estos presenten este inconveniente
12
es necesario utilizar activantes para garantizar un buen comportamiento entre el
material colocado y la carpeta asfáltica
2.5.9. Resistencia al desgaste.
La resistencia mecánica es uno de los factores predominantes en el
comportamiento de una capa de material después que esta ha sido puesta en
servicio. La evaluación para determinar la resistencia se realiza mediante los
distintos ensayos de laboratorio aunque ninguno de estos ensayos logra caracterizar
el estado de tensión cuando ha sido colocada la capa de material.
Para ello se realizan una serie de ensayos de laboratorio los mismos que
reproducen de manera más sencilla del comportamiento que tendrán los materiales
luego que estos han sido puestos en estado de servicio. Para esto se preparan
muestras con granulometrías próximas a las que van a ser colocadas en la obra las
mismas que se someten a un desgaste que de una manera indirecta dan la
información de la resistencia mecánica del material seleccionado para la obra un
ejemplo que podemos dar de este ensayo es la prueba que se realiza con la
máquina de los Ángeles.
2.5.10. Plasticidad y Limpieza.
Para que un material triturado tenga un comportamiento adecuado dentro de
cualquier capa de firme, este debe estar libre de contaminantes y partículas de
naturaleza orgánica polvo o arcillas todas estas observaciones se establecen en las
especificaciones.
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El material fino debe tener una reducida plasticidad las fracciones gruesas
deben mantenerse libres de materiales contaminantes este debe estar dentro de los
límites admisibles como indican las normas y el coeficiente de limpieza.
Los límites de ATTERBERG o límites de consistencia se utilizan para
caracterizar el comportamiento del suelo estos son ensayos de laboratorio
normalizados que permiten determinar los límites del rango de humedad dentro del
cual el suelo se mantiene en estado plástico.
2.6. Clasificación del Material pétreo de acuerdo a su tamaño.
2.6.1. Definición de agregado grueso
Según el sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS) la definición de
agregado grueso se refiere a la parte total del agregado que queda retenido en el
tamiz # 4(4.75mm) según la norma INEN 694, se define como agregado grueso a la
parte del material pétreo que queda retenido en el tamiz # 4.
2.6.2. Definición de agregado fino
Según el sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS) la definición de
agregado fino es considerado a la parte del material pétreo total que pasa el tamiz #
4(4.75mm) y queda retenido en el tamiz #200(0.075mm).
14
2.6.3. Granulometría
Se considera la principal característica física de todo el conjunto de partículas
porque tiene una influencia de una manera relevante en la resistencia mecánica del
material.
Se conoce como la distribución de las partículas de un agregado o suelo en
cuanto a su tamaño, el mismo que se lo realiza mediante un proceso de tamizado
(análisis con tamices de malla cuadrada).
15
Capítulo 3
Caracterización de los materiales
3.1. Metodología
Para el proyecto de estudio del tramo de vía propuesto se encuentra ubicada
en el sector de las esclusas (sur de la Ciudad de Guayaquil) en el sector dónde se
encuentra ubicada la subestación eléctrica las esclusas, para el desarrollo del
trabajo propuesto se deben considerar las siguientes observaciones:
3.2. Trabajo de campo y aspectos geotécnicos
Para ejecutar este trabajo se procedió a realizar una visita al lugar dónde se
encuentra ubicada la avenida propósito del estudio, para constatar y verificar las
condiciones en que se encuentra mediante una inspección en sitio lo que
determinará como se va a llevar acabo el presente trabajo.
Se procederá a realizar un conteo de tráfico para determinar la cantidad de
vehículos que circulan por la vía objeto del estudio.
Se abrirán calicatas para tomar muestras del suelo existente que se
encuentra colocado lo que permitirá mediante el estudio de laboratorio las constatar
las causas por las que se produce el deterioro de la calzada.
Los Análisis de laboratorio de suelos normados permitirán evaluar la
estructura del pavimento existente lo que nos ayudará a proponer con fundamentos
la nueva estructura para mejorar las condiciones del tránsito en el sector.
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Los ensayos a realizar de acuerdo a las normas son: límite líquido, límite
plástico, índice de plasticidad, granulometría, contenido de humedad, proctor C.B.R.
Cálculo de Esal´s (ejes equivalentes) que nos ayudará para calcular la
estructura de pavimento que tendrá la vía.
Diseño de pavimento flexible que tendrá la vía con sus respectivas capas de
material optimizado.
Trabajo de gabinete nos permite procesar toda la información obtenida en el
campo y en el laboratorio que luego de ser analizada servirá de base para realizar
los cálculos con valores reales para la presentación del trabajo de titulación.
Revisión de los textos donde se encuentran establecidas las normas
ASSHTO´93, MTOP, y demás libros de consulta de autores que tienen
conocimientos profundos del tema que servirán de base para el presente estudio.
Los resultados de los ensayos de laboratorio se apegarán de manera estricta
a los parámetros que indican las normas del MTOP y ASSHTO´93
La información se presentará de acuerdo a los plazos establecidos por la
unidad académica de titulación.
3.3. Interpretación de resultados
De acuerdo a los resultados obtenidos de las muestras de laboratorio que se
tomaron en la vía de estudio, se realizaron los ensayos que determinan las normas
del (MOP- 001- F- 2002) para conocer los parámetros que deben cumplir los
materiales existentes colocados y que cumplen la función de estructura de
pavimento podemos determinar que en el tramo de avenida a lo largo de los 500
17
metros no presenta una estructura de pavimento completa como indican las normas
de construcciones viales (sub-base; base y carpeta asfáltica) al realizar el muestreo
en la calicata abierta de 1.50m que se obtuvieron las muestras verificamos que el
material colocado corresponde a una capa de mejoramiento máx. 0.50m que se
encuentra contaminado, y una segunda capa de 1,0m del terreno natural su carpeta
asfáltica se encuentra deteriorada con huecos muy grandes por la pérdida de
material por el tránsito de los vehículos; el resumen de los ensayos de las muestras
los presentamos a continuación:
Tabla 2: Resumen de ensayos de Límites de Atterberg y humedad natural
Fuente: Elaboración propia
Tabla 3: Resumen de ensayos de Proctor y CBR
Fuente: Elaboración propia.
De los análisis de laboratorio que se realizaron recomendados por el MTOP
podemos determinar que la vía en estudio no presenta capas de sub-base y base en
su estructura de pavimento, debido a que en la calicata realizada en el margen
LL LP IP
0,50 MEJORAMIENTO 15,45 36,5 10,9 25,56 35,87
1,50 TERRENO NATURAL 26,43 39,8 11,81 27,99 40,47
%PASA TAMIZ
200
PROF MUESTRA
(m)
LIMITES DE ATTERBERGMATERIAL
HUMEDAD
NATURAL CLASIFICACIÓN SUCS
SC
SC
MAX. DENSIDAD % W ÓPTIMA SUCS AASHTO
1842 14,85 9,90 SC A-7-5
1528 17,11 3,60 SC A-7-5
MATERIALPROCTOR CLASIFICACIÓNCBR
ALTERADO
MEJORAMIENTO
TERRENO NATURAL
18
derecho de la vía no se obtuvo muestras de los materiales indicados y el material
existente analizado no cumple como capa de mejoramiento por tener un CBR de
3.60 y por el índice de plasticidad que no cumple con la especificación del (MOP-
001- F- 2002) para ser usado como material de vía.
3.4. Estructura de pavimento existente
Se realizó una calicata abierta de una profundidad total de 1.50m de la que se
obtuvieron las muestras de mejoramiento que se encuentra hasta los 0.50m y del
terreno natural que se tomó a la profundidad de 1.50m
3.5. Capa de Rodadura
La carpeta existente se ha deteriorado por completo por tal motivo no se pudo
obtener las muestras respectivas para los ensayos de Marshall y poder caracterizar
los materiales de la capa de rodadura.
TPDA.- En vista de que la estructura de pavimento existente no contemplan
las capas necesarias de acuerdo a las normas del MTOP, en el presente estudio he
considerado proponer un diseño de pavimento proyectado a 20 años que cumpla
con los requisitos mínimos de las normas técnicas existentes tanto en espesores de
capas como en calidad de material para esto se ha considerado un estudio de
tránsito y diseño de acuerdo a las cargas de tráfico existente.
3.6. Índice de Grupo
En esta clasificación se refiere a “índice de grupo” que no es otra cosa que
una manera de “evaluar a los suelos”
Al referirse a los suelos que tienen un comportamiento similar y se hallan
dentro de un mismo grupo estos están representados por un determinado índice. La
19
clasificación de un suelo en determinado grupo tiene que ver con su grado de
plasticidad y en el porcentaje de material fino que pasa la malla # 200.
(Mecánica de suelos Laboratorio Ing. Carmen terreros; Ing. Víctor Lituma
Universidad de Guayaquil).
Como puede observarse en los cuadros siguientes, los índices de grupo de
los suelos granulares están comprendidos entre 0 y 4, los que corresponden a los
suelos limosos entre 8 y 12 y los que corresponden a los suelos arcillosos entre 11 y
20.
Cuando se indica un índice de grupo hay que colocarlo entre paréntesis así
por ejemplo: A-2-4 (1) indicará que es un suelo A-2-4 con un índice de grupo que es
1.
La fórmula que sigue es la indicada para los cálculos: Índice de grupo = 0,2a
+ 0,005ac + 0,01bd; a = porcentaje que pasa el tamiz # 200 comprendido 35 como
mínimo y 75% como máximo.
Se lo representa en número entero y variará de 0 a 40, así para todo
porcentaje igual o menor a 35, a será igual a 0 y para todo porcentaje igual o
superior a 75% a será igual a 40, ejemplo:
Si el 79% pasa el tamiz # 200………………a = 40
Si el 27% pasa el tamiz # 200………………a = 0
Si el 56% pasa el tamiz # 200……………….a = 56 – 35 = 21
20
(Mínimo) (Máximo)
b = porcentaje que pasa el tamiz # 200 comprendido entre 15 y 55 este se
representa solo en número entero y variará de 0 a 40, por tanto todo porcentaje
igual o menor a 15, b será igual a cero y para todo porcentaje igual o mayor a 55, b
será igual a 40, ejemplo:
Si el 12% pasa el tamiz # 200………… b = 0
Si el 39% pasa el tamiz # 200………… b = 39 – 15 = 24
Si el 60% pasa el tamiz # 200………… b = 40.
(mínimo) (máximo)
c = parte del límite líquido comprendido entre 40 y 60, que está representado por un
número entero y variará de 0 a 20, ejemplo:
Si el WL = 35%……………............ c = 0
Si el WL = 48%.............................. c = 48 – 40 = 8
Si el WL = 71%.............................. c = 40
(mínimo) (máximo)
21
d = Parte del índice de plasticidad comprendido entre 10 y 30 dónde d variará de 0 a
20, ejemplo:
Si el índice de plasticidad = 10………… d = 0
Si el índice de plasticidad = 19………….d = 19 – 10 = 9
Si el índice de plasticidad = 40………... d = 20
(mínimo) (máximo)
Por los ejemplos antes citados en el caso de los materiales encontrados y
analizados en la vía de estudio, corresponden a un suelo A – 7 – 5 el mismo que
contiene un 35% de pasante del tamiz # 200 para el material existente entonces:
a = 0
b = 35 – 15 = 20
c = 0
d = 26 – 10 = 16
Por esta razón en este tipo de suelo referenciado tendremos:
Porcentaje que pasa el tamiz # 200 = 35,87
Límite líquido = 36.50
Índice de plasticidad = 25,56
22
Analizando por el método analítico tenemos la siguiente expresión:
Suelos: Granulares IG = 0 – 4
Suelos: Limosos IG = 8 – 12
Suelos: Arcillosos IG = 11 – 20
IG = 0,2 x 0,87 + 0,005*0.87*32.5+0,01 x 20.87 x 15.56 = 3,56
Como solo se indican números enteros el IG será = 3,56 4,00
Para el material de mejoramiento existente es un suelo granular de 0 – 4
Para el terreno de fundación:
IG = 0.2*5.47 + 0.005* 5.47*0+ 0.01*25.47*17.99 = 5,68 6,00
(Mecánica de suelos Laboratorio Ing. Carmen terreros; Ing. Víctor Lituma
Universidad de Guayaquil)
Tabla 4: Clasificación ASSHTO
Fuente: libro de mecánica de suelos
De acuerdo a la clasificación de ASSHTO ´93 el material existente es una
arena arcillosa clasificación que se encuentra en el grupo A-2-6; A- 2- 7
GRUPO % FINOS IP
A - 2 - 6
ARCILLASA - 2 - 7
TAMIZ # 200
La identificación de los finos se realiza en la carta de plasticidad ASSHTO
G
R
U
E
S
O
S
≥
6
5
%
GRAVAS Y ARENAS CON
≤35 %
PREDOMINA
≤ 10
≥ 11
23
Capítulo 4
Propuesta de mejoramiento vial
4.1. Estudio de tráfico (TPDA)
Para determinar los materiales propuestos que se recomiendan usar en el
tramo de vía se realizó el conteo de tráfico manual para conocer las características
de los vehículos que por allí circulan, para realizar dicho trabajo se ubicó una
estación de conteo en el paso las esclusas el mismo que se realizó los días 8, 9 y
10 de julio del 2016 con un periodo de 14 horas diarias dese las 06:00AM hasta las
20:00PM la misma que determino el volumen de tránsito que circulan por la zona.
Con los volúmenes del tránsito se obtuvieron datos más exactos de la
cantidad de vehículos que circulan por esta avenida como resultado tenemos que
este conteo nos va a permitir conocer un promedio diario que lo presentamos de la
siguiente manera:
Tabla 5: Condensado en 2 direcciones
Fuente: Elaboración propia.
TPD = 147 vehículos mixtos/día en ambos sentidos
DIRECCION: LAS ESCLUSAS 3,00
Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G
08/07/2016 Viernes 32 40 35 18 34 31 190
09/07/2016 Sábado 25 35 18 15 20 22 135
10/07/2016 Domingo 12 34 25 22 23 2 118
69,00 109,00 78,00 55,00 77,00 55,00 443
23,00 36,33 26,00 18,33 25,67 18,33 147,67
15,575% 24,602% 17,607% 12,413% 17,383% 12,413% 100,0%
100%
DIA DE LA
SEMANATOTAL
BUSES
% 40,18% 30,02%
FECHA
29,80%
T.P.D
LIVIANOS
% T.P.D
TOTAL
CAMIONES
VARIACION DIARIA DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO
N° DIAS DE CONTEO
24
Para determinar el tráfico promedio semanal en la estación de conteo se
obtuvo aplicando la siguiente ecuación:
Ecuación 1.
La misma que indica los siguientes parámetros:
T.P.D.S: Tráfico promedio diario semanal
∑: Sumatoria
Dn: Días normales; lunes, martes, miércoles, jueves, viernes
De: Días feriados; sábado, domingo
m: número de días que se realizó el conteo
Aplicando la ecuación N° 1 con ciertas modificaciones debido a que solo se realizó
conteo de tráfico durante 3 días de la semana se obtuvo el siguiente T.P.D.S.
T.P.D.S. = 5/7*(SUMA (Dn)/1) +2/7*(SUMA (De)/2)
T.P.D.S. = 5/7*190/1) +2/7*(135+118)/2)
T.P.D.S. = 135.71+36.14
T.PD.S. = 172 vehículos en ambos sentidos
Para obtener los datos del TPDA la fuente de consulta a seguir ha sido el
MTOP en dónde hace referencia que para obtener el tráfico promedio diario
semanal (TPDS) este se rige por un factor de estacionalidad mensual, el mismo que
25
Fm (mes julio) = 1,982
se lo presenta en la siguiente tabla. Factor de ajuste mensual (Fm) estos factores
fueron obtenido de la Dirección de Estudios del MTOP del año 2011.
Tabla 6: Factor de ajuste mensual
Fuente: Dirección de estudios Mtop
El factor de ajuste diario (Fd) se lo obtiene en base al promedio de la semana
el mismo que lo presentamos en la siguiente tabla.
Tabla 7: Determinación del factor diario
Fuente: Elaboración propia
FACTOR
1,07
1,132
1,085
1,093
1,012
1,034
1,982
0,974
0,923
0,931
0,953
0,878
ABRIL
MES
ENERO
FEBRERO
MARZO
NOVIEMBRE
MAYO
JUNIO
JULIO
AGOSTO
SEPTIEMBRE
OCTUBRE
DICIEMBRE
Determinación del factor diario
Factor Diario
Fd=1/(TD/TPDS)
Viernes 190 1,11 0,905
Sábado 135 0,79 1,273
Domingo 118 0,69 1,456
Total 443 1,211
Dia de la
SemanaTD (Veh/día)
TPDS
TD
26
Por tal razón debido a que hubo interrupciones durante el conteo de los días
de la semana este factor será de 1,211
El factor diario se despeja de la siguiente manera:
1/(TD/T.P.D.S) = 1/ 1.11 = 0.905
Ver anexos.
De esta manera el TPDA se lo obtiene de la siguiente manera:
TPDA = TPDS*(Fm)*(Fd)
Para la estación de conteo:
T.P.D.A. = 172*1.982*1.211
TPDAa (Actual) = 413 vehículos/mixtos/día en ambos sentidos.
Este corresponde para el tránsito en ambos sentidos
Con el TPDA actual + el tráfico generado vamos a obtener el TPDA asignado
para la proyección futura (20 años) tráfico asignado = TPDA (actual) +TG
Cálculo del tráfico generado (TG).- En el tráfico generado se han asignado
tasas de crecimiento que van del 5% y 25% del tráfico actual, con generación de
periodos de uno o dos años después que la vía haya entrado en estado de servicio.
En este caso consideramos nuestro tráfico existente = 413 vehículos en
ambos sentidos por tanto se determina lo siguiente:
27
TG=25%*TPDA (actual)
TG= 413*25% 103 vehículos mixtos en ambos sentidos.
Con nuestros datos de TPDA (actual) +tráfico generado (TG) podemos
calcular el tráfico asignado el mismo que lo proyectaremos a 20 años; para el caso
se describirá de la siguiente manera:
Tráfico asignado = TPDA (actual) + TG
Tráfico asignado = 413+103 = 516 vehículos mixtos en ambos sentidos
Composición del tráfico:
Tabla 8: Composición del tráfico
Fuente: Elaboración propia
Como se obtiene el porcentaje:
413 100%
166*100/413 = 40.18%
413*40.18% = 166 vehículos
Tabla 9: Tráfico asignado
Fuente: Elaboración propia
NÚMERO %
207 40,18
155 30,02
154 29,8
516 100,00
CAMIONES=
TOTAL
BUSES=
TIPO DE VEHICULOS
LIVIANOS=
NÚMERO %
166 40,18
124 30,02
123 29,80
413 100,00
BUSES=
CAMIONES=
TOTAL
TRÁFICO ACTUAL
TIPO DE VEHICULOS
LIVIANOS=
28
Tabla 10: Proyección del tráfico
*Dato importante: para la proyección del tráfico se utilizó la tasa de crecimiento
según el tipo de Vehículo elaborado por el departamento de factibilidad del MTOP.
*Los tipos de vehículos son tomados del conteo clasificatorio del tránsito.
4.1.1. Tráfico proyectado a 20 años (TF)
Con los datos obtenidos del tráfico asignado realizamos la proyección y su
composición a 20 años para el cual utilizamos el modelo exponencial que se detalla
a continuación:
TF = TRÁFICO ASIGNADO (1+i) ^ TF = tráfico futuro (proyectado)
Tráfico asignado
i = tasa de crecimiento del tráfico
n = periodo de proyección expresado en años
El tráfico actual y su composición lo proyectamos por tipo de vehículo a 20
años para el caso utilizamos el modelo exponencial que está detallado en la
siguiente fórmula:
2016-2021 2021-2026 2026-2031 2031-2036
LIVIANOS 4,21% 3,75% 3,37% 3,06%
BUSES 2,24% 1,99% 1,80% 1,63%
CAMIONES LIVIANOS 2,52% 2,24% 2,02% 1,84%
CAMIONES PESADOS 2,52% 2,24% 2,02% 1,84%
TIPO DE VEHICULOSAÑOS DE PROYECCION
29
TPDAf = Tráfico promedio diario anual futuro
TPDAa = Tráfico promedio diario anual actual
t = tasa de crecimiento anual por tipo de vehículo
Tabla 11: Proyección de tráfico y su composición
Fuente: Elaboración propia.
Realizada la proyección del tráfico futuro y su composición a 20 años este obtuvo
los
Siguientes datos:
TPDAf = 636 vehículos/día /en ambos sentidos proyectado a 20 años
TPDA f
Automovil Camioneta Buseta Bus C2P C2G TPDAa=TPDSx(Fm)x(Fd)xFrelac.
2016 69 109 78 55 77 55 413
2017 72 113 80 56 79 56 424
2018 74 117 81 57 80 57 436
2019 77 122 83 58 82 59 448
2020 80 126 84 60 84 60 460
2021 83 131 86 61 86 61 473
2022 84 133 87 61 87 62 479
2023 87 137 88 62 89 63 491
2024 90 142 90 63 90 65 503
2025 93 147 92 65 92 66 516
2026 96 152 93 66 94 67 529
2027 96 152 93 66 94 67 529
2028 99 156 95 67 96 68 541
2029 102 161 96 68 98 70 554
2030 105 166 98 69 99 71 567
2031 108 171 99 70 101 72 580
2032 112 177 101 71 103 74 594
2033 115 182 103 72 105 75 607
2034 119 188 104 74 107 76 622
2035 122 193 106 75 109 78 636
TOTAL
15,58% 24,60% 17,61% 12,42% 17,38% 12,42% 0,00% 0,00% 0,00% 100,00%
La Proyección del tráfico se ha efectuado utilizando el modelo exponencial expresado mediante la siguiente fórmula:
Donde:
Tráfico Promedio Diario Anual Futuro
Tráfico Promedio Diario Actual
t : Tasa de Crecimiento anual del Tránsito 40,18%
n : Número de Años 30,02%
29,80%
100,00%
Buses=
Camiones=
Suma =
Liviano=
Composición % del tránsito
ESTUDIO DE TRÁFICO EN LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS
ESTUDIO DE TRÁFICO AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA
PROYECCION DEL TRAFICO Y SU COMPOSICION A 20 AÑOS (2035)
ESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES-ESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES-
AÑOSLivianos Buses CAMIONES LIVIANOS
COMPOSICION PORCENTUAL DEL TRAFICOCOMPOSICION PORCENTUAL DEL TRAFICO
n
af txTPDATPDA )1(
:fTPDA
:aTPDA
30
Tabla 12: Proyección del tráfico asignado
Fuente: Elaboración propia.
La proyección del tráfico asignado a 20 años este obtuvo los siguientes datos:
T.P.D.A ASIGNADO = 795 vehículos/día/en ambos sentidos.
TPDA f
Automovil Camioneta Buseta Bus C2P C2G TPDAa=TPDSx(Fm)x(Fd)xFrelac.
2016 69 109 78 55 77 55 413 516
2017 72 113 80 56 79 56 424 530
2018 74 117 81 57 80 57 436 545
2019 77 122 83 58 82 59 448 560
2020 80 126 84 60 84 60 460 576
2021 83 131 86 61 86 61 473 592
2022 84 133 87 61 87 62 479 598
2023 87 137 88 62 89 63 491 614
2024 90 142 90 63 90 65 503 629
2025 93 147 92 65 92 66 516 645
2026 96 152 93 66 94 67 529 661
2027 96 152 93 66 94 67 529 661
2028 99 156 95 67 96 68 541 677
2029 102 161 96 68 98 70 554 692
2030 105 166 98 69 99 71 567 709
2031 108 171 99 70 101 72 580 725
2032 112 177 101 71 103 74 594 742
2033 115 182 103 72 105 75 607 759
2034 119 188 104 74 107 76 622 777
2035 122 193 106 75 109 78 636 795
La Proyección del tráfico se ha efectuado utilizando el modelo exponencial expresado mediante la siguiente fórmula:
Donde:
Tráfico Promedio Diario Anual Futuro
Tráfico Promedio Diario Actual
t : Tasa de Crecimiento anual del Tránsito
n : Número de Años
TPDAasig.: Tráfico Promedio Diaria Anual asignado
PROYECCION DEL TRAFICO ASIGNADO A 20 AÑOS (2035) AVENIDA LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS
ESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES-
AÑOSLivianos Buses CAMIONES LIVIANOS
TPDAasig. = TPDAf+ Tg
n
af txTPDATPDA )1(
:fTPDA
:aTPDA
31
4.2. Cálculo de Esal´s
4.2.1. Caracterización del tránsito
En el método ASSHTO los pavimentos flexibles se proyectan para que
resistan un número determinado de cargas durante el tiempo de vida útil el tránsito
se compone por vehículos de diferentes pesos y número de ejes, para efectos de
cálculo estos se convierten en ejes de carga equivalente de 18 kips (8.2 t = 80 kN)
los mismos que se denominan Esal´s por sus siglas en inglés “Equivalent single axle
Load” (carga de eje equivalente simple).
La transformación del número equivalente de ejes de distinto tipo y peso en
Esal´s, es una tarea bastante compleja; es necesario fijar adecuadamente el
concepto que el tipo de eje y su peso es más importante que el peso del vehículo
con respecto al comportamiento del pavimento (tomado de diseño de pavimento
ASSHTO 93´).
4.2.2. Transformación del tránsito en Esal´s
Las repetidas cargas que actúan sobre un pavimento producen tensiones
diferentes y deformaciones sobre este, también los diferentes espesores de
pavimentos y de los diferentes tipos de materiales responden de manera distinta a
una misma carga por esta razón esta variedad de respuesta en el pavimento y las
fallas que en él se producen serán distintas según la intensidad y las características
de carga que actúan sobre un pavimento.
Para tener en cuenta esta diferencia el tránsito es transformado a un número
de ejes equivalentes de una carga determinada que producirán el mismo daño que
toda la composición del tránsito.
32
El tipo de carga según la ASSHO es de 80 kN o 18 kips, esta conversión o
transformación se realiza a través de los factores equivalentes de carga que se
denominan LEF por sus siglas en inglés “Load Equivalente Factor”.
4.2.3. Factores equivalentes de carga
La tarea de convertir un tránsito mixto en un número de Esal´s de 80kN fue
desarrollado por la Road Test de la ASSHO para realizar este ensayo se cargaron
pavimentos de concepto similares con distintas configuraciones de ejes y cargas
para analizar el daño producido.
Por el análisis realizado el factor equivalente de carga o LEF es un valor
numérico que expresa la relación entre la pérdida de servicialidad causada por la
carga de un tipo de eje y la producida por el eje estándar de 80kN en el mismo eje.
Fórmula de cálculo de Lef
Fuente: ASSHTO ´93
Aquí presentamos un ejemplo, para producir una pérdida de servicialidad de 4.2 a
2.5 son equivalentes:
100,000 ejes simples de 80 KN
14,347 ejes simples de 133 KN
LEF=
= 6.97
33
Cabe indicar que cada tipo de pavimento responde de manera diferente a una
carga y los LEFs también cambian de acuerdo al tipo de pavimento.
Un ejemplo, si el punto de falla de un pavimento cambia también lo hace el
LEF.
Por esta razón los pavimentos rígidos como flexibles tienen LEFs diferentes y
estos cambian según el SN en pavimentos flexibles y según el espesor de losa en
un pavimento rígido, y estos cambian de acuerdo al número de servicialidad
adoptado.
(Diseño de pavimentos-ASSHTO´93)
34
Tabla 13: Cálculo de Esal´s
Fuente: Elaboración propia.
Espesor : 4´´ Nº. de años Proyecto = 20
r(%) = Subrasante CBR % = 3,60
R = 80 90% Zr= -1,282 Sub-Base clase 1 CBR % = 30,00
So = 0,49 Base Clase 1 CBR % = 80,00
Cd = 0,80 m2 0,80
Po = 4,20 m3 0,80
Pt = 2,00
Pérdida de PSI = 2,20
Ton Kips
0,50 1
1,00 2,2 319 29,21 3.405.551,26 0,00038 1.294
24,39
24,39
24,39
3,00 6,6 795 24,39 7.076.284,08 0,0169 119.589
24,39
24,39
4,00 8,8 138 24,39 1.229.858,17 0,0538 66.166
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
7,00 15,4 337 24,39 3.003.174,96 0,5353 1.607.600
Ejes Tandem
Ejes Tridem
Total ESAL´S 1.590 1.794.649
F.C = 1,00
D = 0,50 ESAL's EN CARRIL DE DISEÑO = 897.325 8,97E+05
Espesor de la Losa (D) =
AVENIDA RAUL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS (ESAL´S DE DISEÑO)
PROCEDIMIENTO AASHTO 1993
Peso Ejes Tráfico de Diseño
C
C = A*B*365
ESAL's de Diseño
E
E = C*D
Factor de Equivalencia
D pt
= 2 SN = 4
Número de
Ejes
A
Factores de
Crecimiento
B
35
Tabla 14: Cálculo de número estructural
Fuente: AASHTO´93
4.3. Diseño de Pavimento
4.3.1. Pavimentos Flexibles
Se encuentran conformados por varias capas de distintos materiales
destinados a distribuir y transmitir las cargas aplicadas por el tránsito al cuerpo del
terraplén generalmente se los identifica de manera ascendente desde la sub-rasante
(terreno de fundación) capa de Sub-base, Base y capa de rodadura, cuando se
encuentran colocadas toman el nombre de “estructura de pavimento”.
4.3.2. Esquema de la Estructura de pavimento
Fuente: Elaboración propia
36
La estructura conformada tiene la finalidad de cumplir los siguientes requisitos:
Soportar y distribuir las cargas que se dan con el paso de los vehículos.
Mantener una buena impermeabilidad.
Soportar el desgaste que producen los vehículos y climas adversos.
Mantener una superficie cómoda y segura que sea antideslizante en la
capa de rodadura.
Ser suficientemente flexible para cubrir los asentamientos que puedan
producirse en las capas de base o sub-base.
4.4. Terreno de fundación
Existen casos en que es necesario mejorar el suelo de la sub-rasante
reemplazando cierto espesor del terreno de fundación por un material de mejor
calidad este procedimiento se lo conoce como mejoramiento de la sub-rasante y se
realiza cuando el valor del Soporte California da un resultado bajo (˂ de 5%) y eso
implica utilizar capas de sub-bases más gruesas y costosas.
El reemplazo de este material según las normas del MTOP se debe realizar
con material seleccionado granular rocoso o una combinación de ambos que debe
cumplir con los siguientes parámetros:
Granulometría: todas las partículas deberán pasar por un tamiz de 4 pulgadas
equivalente a (100mm) con abertura de malla cuadrada y no más del 20% del
material fino pasará el tamiz # 200(0.075mm) de acuerdo al ensayo ASSHO-T.11.
37
La fracción del material que pase el tamiz # 40(0.425mm) deberá tener un
índice de plasticidad no mayor que 9 y el límite líquido hasta 35% siempre que el
valor del C.B.R. sea mayor de 20% (MOP-001- F-2002 tomo I sección 402-2
pag.286).
4.5. Valor de Soporte California
Los materiales que conforman la estructura del pavimento entre los requisitos
que tienen que cumplir son el de presentar una gran resistencia al corte para evitar
posibles fallas en su comportamiento, lo que indica que para su utilización en el
diseño de pavimento flexible debe realizarse el ensayo de C.B.R donde el valor del
índice de resistencia al corte es el porcentaje de la carga necesaria que se produce
al introducir un pistón que tiene un valor estándar( 19.35cm²) en un material
determinado, con el valor del C.B.R se establece una relación entre la resistencia a
la penetración de un suelo y su capacidad de soporte como base de sustentación
para pavimentos flexibles.
4.6. Sub-base de Agregados
Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la sub-rasante
la misma que cumple la siguiente función:
Sirve de capa de drenaje al pavimento.
Permite controlar o eliminar los cambios de volumen y plasticidad
perjudiciales que pudiera encontrarse en la capa de sub-rasante.
Controla o elimina el agua que por capilaridad pueda subir de la sub-
rasante.
Debe ser suelo C 1; C 2; o C 3, el desgaste en la máquina de los
Ángeles máx. 50% límite líquido máx. 25%.
38
La porción que pase el tamiz # 40(0.425mm) debe tener un índice de
plasticidad igual o menor que 6%
La capacidad portante corresponderá a un C.B.R. igual o mayor que
30%(MOP-001-F2002 tomo I sección 403-1 pág.315).
4.7. Bases de Agregados
Esta capa está colocada encima de la sub-base y su función es absorber los
esfuerzos transmitidos por las cargas generadas por el tránsito y se encarga de
repartirlos de manera uniforme a la capa de sub-base y por esta al terreno de
fundación los requisitos que debe cumplir son:
Ser resistentes a los cambios de volumen y temperatura.
El desgaste en la máquina de los Ángeles debe ser ˂ del 40%
La fracción de material que pasa el tamiz # 40 deberá tener un límite
líquido ˂ de 25% y un índice de plasticidad ˂ que 6%.
La capacidad portante corresponderá a un C.B.R. igual o mayor del
80%.
4.8. Capa de Rodadura
Es una mezcla bituminosa mezclada en una planta de producción de asfalto
la misma que tiene la función de proteger a la base al impermeabilizar la superficie
para evitar posibles infiltraciones del agua lluvia, esta capa evita que se desgaste o
se desintegre la base por el efecto de las cargas del tránsito. Sirve para aumentar la
capacidad de soporte de la estructura cuando su espesor es ˃ de 3 pulgadas
(7.5cm). (Apuntes de carreteras II capítulo 708 pavimentos sección 700.8.4).
39
4.9. Diseño de Pavimento por el Método ASSHTOʼ93
El actual método de la ASSHTO, en su versión 1993, describe con detalles
los procedimientos para el diseño de la sección estructural de los pavimentos
flexibles este método establece que la capa de rodadura se soluciona solo con
concreto asfáltico y tratamientos superficiales, pues asume que tales estructuras
soportarán niveles significativos de tránsito (mayores de 50.000 ejes equivalentes
acumulados de 8.2 ton. Durante el periodo de diseño) dejando fuera pavimentos
ligeros para tránsito menores al citado que son los caminos revestidos o de
terracería
Este trabajo resume el procedimiento para pavimentos flexibles con el
objetivo de que el usuario disponga de una metodología práctica y sencilla de uso
frecuente en su ámbito de trabajo.
4.9.1. Método de diseño
En el actual método de diseño versión 1993 los procedimientos están
basados en las ecuaciones originales de la ASSHO realizados desde 1961 producto
de pruebas realizadas en Ottawa, Illinois con tramos a escala natural y para todo
tipo de pavimentos; la versión de 1986 y la actual de 1993 se han modificado para
incluir factores y parámetros de diseño que no habían sido considerados y que son
producto de la experiencia adquirida por este organismo entre el método original y
su versión más moderna.
El diseño está basado básicamente en identificar o encontrar un número
estructural (SN) para el pavimento flexible que pueda soportar el nivel de carga de
acuerdo a la solicitación, para determinar el SN requerido, el método establece la
ecuación general que se detalla a continuación.
40
La fórmula descrita involucra los siguientes parámetros:
El tránsito en ejes equivalentes acumulados para el periodo de diseño
seleccionado “W18”
El parámetro de confiabilidad “R”.
La desviación estándar global, “Sₒ”
El módulo de resiliencia efectivo “Mr” del material usado para la sub-
rasante.
La pérdida o diferencia entre los índices de servicialidad inicial y final
“∆PSI”
4.9.2. Confiabilidad de Diseño (R%)
Es la probabilidad de que el sistema estructural que forma el pavimento
cumpla con la función prevista dentro del tiempo de vida útil, bajo las condiciones
que tienen lugar en ese tiempo.
La incertidumbre se ha tomado en cuenta a través de los factores de
seguridad surgidos de la experiencia; cuanto mayor es la incertidumbre mayores
son los coeficientes de seguridad.
41
Tabla 15: Nivel de Confiabilidad
Fuente: Apuntes de carreteras II Capítulo 708 pavimentos
4.9.3. Desviación estándar (“Sₒ”)
Es una medida del desvío de los datos con respecto al valor medio (la
media).Cuanto menor sea la Sₒ, los datos medidos estarán más próximos a la
media.
El coeficiente de variación es la relación entre la Sₒ para la media. (Apuntes
de carreteras II capítulo 708 pavimentos sección 700.8.5).
Tabla 16: Condiciones de Diseño
Fuente: Apuntes de carreteras II Capítulo 708 pavimentos
Variación en la predicción del comporta- 0,34(pavimento rígido)
miento del pavimento sin errores en el
Variación en la predicción del comporta- 0,39(pavimento rígido)
miento del pavimento con errores en el 0,49(pavimento flexibles
tránsito
Condición de diseño Desviación Estándar
0,44(pavimento flexible)tránsito
75 a 95
Locales 50 a 80 50 a 80
Tipo de caminoconfiabilidad recomendada
Zona urbana Zona Rural
Rutas interestatales y autopistas 85 a 99.9 80 a 99.9
75 a 99
Colectoras 80 a 95
Arterias principales 80 a 99
42
4.9.4. Módulo Resiliente (Mr) de la Sub-rasante
Representa la relación entre el esfuerzo y la deformación de los materiales
este método fue desarrollado para describir el comportamiento del material bajo
cargas dinámicas de ruedas, este no es un ensayo a la rotura y las muestras no
fallan durante la prueba
Tabla 17: Ecuación de aproximación entre el CBR y el Modulo Resiliente
Fuente: Apuntes de carreteras II Capítulo 708 pavimentos
4.9.5. Número Estructural (SN)
El método ASSHTO utiliza el concepto de número estructural (SN) que
representa la capacidad de un firme (Mr) para soportar las solicitaciones del tráfico
(w18). El número estructural es un número abstracto que expresa la resistencia
estructural de un pavimento para una combinación dada de soporte del suelo, de la
servicialidad final y de las condiciones ambientales. Es decir que establece una
relación empírica entre las distintas capas del pavimento y se encuentra dada por la
siguiente ecuación:
0,64
2% < CBR < 12% :MR (k/cm²) = 180 ( CBR )*14,1935 psi
0,55
12% CBR < 80% :MR (k/cm²) = 225 ( CBR )*14,1935 psi
Ecuaciones de Potter y Powell
(Relaciones del módulo resiliente)
43
SN = a1 D1+ a2D2 m + a3 D3 m + a4 D4 m coeficiente de drenaje
D1, D2, D3, D4 Son espesores de la capa de rodamiento, base y sub-base y
en casos necesarios la de mejoramiento del suelo (sub-rasante.)
A1, a2, a3, a4 Constantes.
La ASSHTO estableció los valores de las constantes que se presentan en la
siguiente tabla:
Tabla 18: Coeficiente del Pavimento
Fuente: Apuntes de carreteras II Capítulo 708 pavimentos
4.9.6. Coeficientes de Drenaje
Según la metodología ASSHTO en la evaluación del coeficiente de drenaje se
establece primero la calidad del mismo que tendrá por las características de la sub-
base realizando estudios de permeabilidad y calculando el tiempo para drenar el
50% del agua de la capa. La tabla muestra los valores según el tipo de camino.
Tabla 19: Coeficientes de Drenaje
Fuente: Apuntes de carreteras II Capítulo 708 pavimentos
a1 a2 a3 a4
0.173
0.055
0.043
0.035
Componentes del Pavimento
Capa de Rodadura(Horm.Asf)
Base: material triturado
Sub-base: material granular
Mejoramiento
m
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
Coeficientes de drenaje
Calidad del drenaje
Excelente
regular
Pobre
Muy pobre
Bueno
44
4.9.7. Servicialidad (PSI)
Se define como la capacidad del pavimento para brindar uso confortable y
seguro a los usuarios que la utilizan. Se realiza una evaluación por medio del Índice
de Servicio Presente (Present Serviceability Índex)
Para determinar el índice de suficiencia de un pavimento PSI que no es otra
cosa que la capacidad de servicio para el tránsito que ha sido diseñado al circular y
verificar la condición del pavimento este se lo califica de 0 a 5 de acuerdo a la
siguiente tabla:
Tabla 20: Condiciones del Pavimento
Fuente: Apuntes de carreteras II Capítulo 708 pavimentos
4.9.8. Servicialidad Inicial (Pₒ)
Es la que tendrá el pavimento al ser puesto en servicio; para pavimentos
flexibles la AASHTO ʼ93 ha establecido los siguientes parámetros:
Pₒ = 4.2; Pt= 2.0 para caminos de menor tránsito
PSI CONDICIÓN
0 a 1 Muy pobre
1 a 2 Pobre
2 a 3 Regular
3 a 4 Bueno
4 a 5 Muy bueno
45
0,64
4.9.9. Servicialidad final (Pt)
Es el índice más bajo que puede tolerarse antes de que sea necesario
reforzar el pavimento o rehabilitarlo.
En el presente estudio aplicamos una de las ecuaciones de aproximación de
Potter y Powell que nos ayudan a determinar el módulo Resiliente de la subra-sante,
en el caso de la vía de estudio aplicamos la ecuación: 2% ˂ CBR ˂ 12%: MR
(Kg/cm²)=180(CBR) *14.1935 psi con la que obtuvimos el valor que después
lo ingresamos en la tabla de cálculo de las ecuaciones ASSHTO´93 la misma que
nos dio el valor del SN de la sub-rasante.
Tabla 21: Cálculo de Número Estructural.
Fuente: ASSHTO´93
46
Con los parámetros ingresados de acuerdo a ASSHTO´93 se procedió a
realizar el cálculo de la estructura de pavimento que tendrá la vía en estudio dichos
valores encontrados los presentamos a continuación:
Tabla 22: Parámetros de Diseño.
Fuente: Tablas de diseño ASSHTO´93
Tabla 23: Diseño de Pavimento Flexible
Fuente: Apuntes de carreteras II Capitulo 708 pavimentos
TF MEJORAMIENTO BASE
20 AÑOS
W18= 336,754
R % = 90
ZR = 90 % = -1,281
So= 0,49
Serviciabilidad Inicial .- Po = 4,2 Al entrar el pavimento en servicio
Serviciabilidad Final .- Pt = 2,0 Para caminos de menor transito
SN= 3,15 1,8 1,3
D PSI = 2,20
MR (psi) = 5799,57
PARAMETROS DE DISEÑO
Tiempo para el Diseño
Acumulado Parcial Calculados Adoptados Parcial Acumulado
CR - 0 1,60 0,173 1,00 9,25 10,00 1,73 0,00
BASE CLASE 1A 80 35560,80 1,60 0,46 0,055 0,80 10,45 15,00 0,66 1,73
MEJORAMIENTO 25 18755,95 2,06 1,58 0,035 0,80 56,43 60,00 1,68 2,39
TF 3,60 5799,57 3,64 4,07
85,0
Coeficiente
de
Drenaje "m"
Numero estructural
(Adoptado)Espesores
ESPESOR TOTAL
CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA PÉTREA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA
CALZADA DE LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS
DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE
CapaCBR %
Requerido
MR(PSI)
Adoptado
Numero estructural SN Coeficiente
de
capacidad
"a"
47
La estructura de pavimento flexible calculada y propuesta para la vía de la
referencia queda establecida de la siguiente manera:
Tabla 24: Estructura de pavimento propuesto
C A P A D E R O D A D U R A
B A S E
M E J O R A M IE N T O
10 ,00
15 ,00
60 ,00
Fuente: Elaboración propia
48
4.10. Conclusiones y recomendaciones
4.10.1. Conclusiones
De acuerdo a los materiales extraídos de la calicata se concluye que estos no
son los adecuados para ser utilizados en la construcción de la avenida de la
referencia
De los resultados de los ensayos de laboratorio podemos concluir que el
estado de la vía en el tramo las Esclusas- Termoguayas no cumple con las
condiciones de las especificaciones técnicas de los materiales.
La estructura existente no cumple como tal ya que no se observaron las
normas de diseño al momento de su construcción.
El incremento del tráfico en las condiciones actuales, superior al del diseño es
otra causa para que la estructura falle.
Realizado el diseño de la estructura de pavimento flexible esta determinó que
la vía en estudio requerirá los siguientes espesores en sus capas de firmes:
Capa de mejoramiento = 60 cm.
Capa de base = 15 cm.
Capa de rodadura = 10.00 cm.
49
4.10.2. Recomendaciones
Para mejorar el estado de la vía y que esta pueda ser utilizada de una
manera cómoda, confortable y segura, se recomienda remover y desalojar el
material existente y colocar una nueva estructura de pavimento con capas que
cumplan con los requisitos que indican las normas de control de calidad tal como se
indica en el presente estudio.
En el nuevo diseño de la sección típica debe tener obras de protección con
canaletas y sumideros que recojan el agua del escurrimiento que se produce del
bombeo en la etapa invernal.
No es recomendable la reutilización del material existente ya que este se
encuentra contaminado y no cumple como material de mejoramiento como se ha
demostrado en los capítulos anteriores.
Es recomendable implementar señalética con indicativos de la velocidad máx.
Que debe tener la vía y para que la misma tenga una condición más segura.
La carpeta asfáltica debe ser colocada con el bombeo adecuado ya que un
buen drenaje ayudará a mantener buena eficiencia y durabilidad.
ANEXOS
TABLAS DE CÁLCULO TPDA, CÁLCULO DE ESAL´s ENSAYOS DE
LABORATORIO
FOTOGRAFIAS
CONTEO DE TRÁFICO
ESTACION LAS ESCLUSAS Día Conteo: Viernes
DIRECCION: AVENIDA RAUL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS
Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G
06h00 07h00 1 2 2 2 2 1 10
07h00 08h00 3 4 2 2 3 1 15
08h00 09h00 3 3 4 2 3 2 17
09h00 10h00 1 5 4 10
10h00 11h00 3 3 5 3 14
11h00 12h00 2 1 4 2 4 2 15
12h00 13h00 2 4 2 2 2 12
13h00 14h00 3 1 3 1 2 5 15
14h00 15h00 2 1 4 1 1 2 11
15h00 16h00 5 4 2 1 2 14
16h00 17h00 4 3 2 3 12
17h00 18h00 1 3 3 4 2 1 14
18h00 19h00 2 4 4 2 3 3 18
19h00 20h00 3 2 4 4 13
Suman 32 40 35 18 34 31 190
VARIACION HORARIA DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO
HORA TOTAL
LIVIANOS BUSES CAMIONES
ESTACION LAS ESCLUSAS DIA CONTEO: Sábado
DIRECCION: AVENIDA RAUL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS
Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G
06h00 07h00 5 2 3 2 2 2 16
07h00 08h00 4 2 2 1 3 3 15
08h00 09h00 3 3 6
09h00 10h00 2 3 4 2 2 13
10h00 11h00 1 2 2 2 3 2 12
11h00 12h00 3 2 5
12h00 13h00 1 2 1 4
13h00 14h00 1 3 3 7
14h00 15h00 2 4 3 2 1 3 15
15h00 16h00 1 3 4
16h00 17h00 4 2 4 10
17h00 18h00 1 1 1 1 5 2 11
18h00 19h00 3 2 2 2 9
19h00 20h00 1 2 1 1 1 2 8
Suman 25 35 18 15 20 22 135
VARIACION HORARIA DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO
HORA TOTAL
LIVIANOS BUSES CAMIONES
ESTACION 1: LAS ESCLUSAS DIA CONTEO: Domingo
DIRECCION: AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS
Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G
06h00 07h00 3 4 3 6 16
07h00 08h00 3 1 1 2 6 13
08h00 09h00 3 2 5
09h00 10h00 1 2 3
10h00 11h00 1 3 3 2 9
11h00 12h00 2 1 3
12h00 13h00 1 3 2 6
13h00 14h00 2 3 3 3 1 1 13
14h00 15h00 2 3 5
15h00 16h00 3 2 5
16h00 17h00 2 2 4
17h00 18h00 2 3 7 7 2 21
18h00 19h00 3 3
19h00 20h00 1 2 3 4 2 12
Suman 12 34 25 22 23 2 118
VARIACION HORARIA DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO
HORA TOTAL
LIVIANOS BUSES CAMIONES
DIRECCION: LAS ESCLUSAS 3,00
Automóvil Camioneta Buseta Bus C2P C2G
08/07/2016 Viernes 32 40 35 18 34 31 190
09/07/2016 Sábado 25 35 18 15 20 22 135
10/07/2016 Domingo 12 34 25 22 23 2 118
69,00 109,00 78,00 55,00 77,00 55,00 443
23,00 36,33 26,00 18,33 25,67 18,33 147,67
15,575% 24,602% 17,607% 12,413% 17,383% 12,413% 100,0%
100%
DIA DE LA
SEMANATOTAL
BUSES
% 40,18% 30,02%
FECHA
29,80%
T.P.D
LIVIANOS
% T.P.D
TOTAL
CAMIONES
VARIACION DIARIA DEL VOLUMEN DE TRÁNSITO
N° DIAS DE CONTEO
TPDA f
Automovil Camioneta Buseta Bus C2P C2G TPDAa=TPDSx(Fm)x(Fd)xFrelac.
2016 69 109 78 55 77 55 443
2017 72 113 80 56 79 56 424
2018 74 117 81 57 80 57 436
2019 77 122 83 58 82 59 448
2020 80 126 84 60 84 60 460
2021 83 131 86 61 86 61 473
2022 84 133 87 61 87 62 479
2023 87 137 88 62 89 63 491
2024 90 142 90 63 90 65 503
2025 93 147 92 65 92 66 516
2026 96 152 93 66 94 67 529
2027 96 152 93 66 94 67 529
2028 99 156 95 67 96 68 541
2029 102 161 96 68 98 70 554
2030 105 166 98 69 99 71 567
2031 108 171 99 70 101 72 580
2032 112 177 101 71 103 74 594
2033 115 182 103 72 105 75 607
2034 119 188 104 74 107 76 622
2035 122 193 106 75 109 78 636
TOTAL
15,58% 24,60% 17,61% 12,42% 17,38% 12,42% 0,00% 0,00% 0,00% 100,00%
La Proyección del tráfico se ha efectuado utilizando el modelo exponencial expresado mediante la siguiente fórmula:
Donde:
Tráfico Promedio Diario Anual Futuro
Tráfico Promedio Diario Actual
t : Tasa de Crecimiento anual del Tránsito 40,18%
n : Número de Años 30,02%
29,80%
100,00%
Buses=
Camiones=
Suma =
Composición % del tránsito
Liviano=
ESTUDIO DE TRÁFICO AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA
PROYECCION DEL TRAFICO Y SU COMPOSICION A 20 AÑOS (2035)
Buses CAMIONES LIVIANOS
COMPOSICION PORCENTUAL DEL TRAFICO
ESTUDIO DE TRÁFICO EN LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS
COMPOSICION PORCENTUAL DEL TRAFICO
ESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES-ESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES-
AÑOSLivianos
n
af txTPDATPDA )1(
:fTPDA
:aTPDA
TPDA f
Automovil Camioneta Buseta Bus C2P C2G TPDAa=TPDSx(Fm)x(Fd)xFrelac.
2016 69 109 78 55 77 55 413 516
2017 72 113 80 56 79 56 424 530
2018 74 117 81 57 80 57 436 545
2019 77 122 83 58 82 59 448 560
2020 80 126 84 60 84 60 460 576
2021 83 131 86 61 86 61 473 592
2022 84 133 87 61 87 62 479 598
2023 87 137 88 62 89 63 491 614
2024 90 142 90 63 90 65 503 629
2025 93 147 92 65 92 66 516 645
2026 96 152 93 66 94 67 529 661
2027 96 152 93 66 94 67 529 661
2028 99 156 95 67 96 68 541 677
2029 102 161 96 68 98 70 554 692
2030 105 166 98 69 99 71 567 709
2031 108 171 99 70 101 72 580 725
2032 112 177 101 71 103 74 594 742
2033 115 182 103 72 105 75 607 759
2034 119 188 104 74 107 76 622 777
2035 122 193 106 75 109 78 636 795
La Proyección del tráfico se ha efectuado utilizando el modelo exponencial expresado mediante la siguiente fórmula:
Donde:
Tráfico Promedio Diario Anual Futuro
Tráfico Promedio Diario Actual
t : Tasa de Crecimiento anual del Tránsito
n : Número de Años
TPDAasig.: Tráfico Promedio Diaria Anual asignado
PROYECCION DEL TRAFICO ASIGNADO A 20 AÑOS (2035) AVENIDA LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS
ESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES-
AÑOSLivianos Buses CAMIONES LIVIANOS
TPDAasig. = TPDAf+ Tg
n
af txTPDATPDA )1(
:fTPDA
:aTPDA
TABLA Nº. 1. TASA DE CRECIMIENTO ANUAL DEL TRAFICO.
Años Livianos Buses C2P-C2G
2016 4,21 2,24 2,52
2017 3,75 1,99 2,24
2018 3,75 1,99 2,24
2019 3,75 1,99 2,24
2020 3,75 1,99 2,24
2021 3,75 1,99 2,24
2022 3,37 1,80 2,02
2023 3,37 1,80 2,02
2024 3,37 1,80 2,02
2025 3,37 1,80 2,02
2026 3,37 1,80 2,02
2027 3,06 1,63 1,84
2028 3,06 1,63 1,84
2029 3,06 1,63 1,84
2030 3,06 1,63 1,84
2031 3,06 1,63 1,84
2032 3,06 1,63 1,84
2033 3,06 1,63 1,84
2034 3,06 1,63 1,84
3035 3,06 1,63 1,84
2016-2021 2021-2026 2026-2031 2031-2036
LIVIANOS 4,21% 3,75% 3,37% 3,06%
BUSES 2,24% 1,99% 1,80% 1,63%
CAMIONES LIVIANOS 2,52% 2,24% 2,02% 1,84%
CAMIONES PESADOS 2,52% 2,24% 2,02% 1,84%
- Los tipos de Vehículos son tomados del Conteo Clasificatorio del Tránsito.
ESTUDIO DE TRAFICO DE LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA
ESTACION Nº.1. - EN 2 DIRECCIONES -
IMPORTANTE:
Para la proyecciones del tráfico se utilizó la tasa de crecimiento según tipo de vehículo, elaborada por el
Departamento de Factibilidad del MTOP.
TIPO DE VEHICULOSAÑOS DE PROYECCION
Espesor : 4´´ Nº. de años Proyecto = 20
r(%) = Subrasante CBR % = 3,60
R = 80 90% Zr= -1,282 Sub-Base clase 1 CBR % = 30,00
So = 0,49 Base Clase 1 CBR % = 80,00
Cd = 0,80 m2 0,80
Po = 4,20 m3 0,80
Pt = 2,00
Pérdida de PSI = 2,20
Ton Kips
0,50 1
1,00 2,2 319 29,21 3.405.551,26 0,00038 1.294
24,39
24,39
24,39
3,00 6,6 795 24,39 7.076.284,08 0,0169 119.589
24,39
24,39
4,00 8,8 138 24,39 1.229.858,17 0,0538 66.166
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
24,39
7,00 15,4 337 24,39 3.003.174,96 0,5353 1.607.600
Ejes Tandem
Ejes Tridem
Total ESAL´S 1.590 1.794.649
F.C = 1,00
D = 0,50 ESAL's EN CARRIL DE DISEÑO = 897.325 8,97E+05
Espesor de la Losa (D) =
PROCEDIMIENTO AASHTO 1993
Peso Ejes Tráfico de Diseño
C
C = A*B*365
ESAL's de Diseño
E
E = C*D
Factor de Equivalencia
D pt
= 2 SN = 4
Número de
Ejes
A
Factores de
Crecimiento
B
AVENIDA RAUL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS (ESAL´S DE DISEÑO)
Pt = 2
1 2 3 4 5 6
25,4 50,8 76,2 101,6 127 152,4
2 8,96 0,0002 0,0002 0,0002 0,0002 0,0002 0,0002
2,2 0,00048 0,00038 0,00038
3 13,45 0,0011 0,0016 0,0011 0,0011 0,0011 0,0011
6 26,89 0,009 0,012 0,011 0,010 0,009 0,009
6,6 0,0189 0,0185 0,0169
7 31,38 0,0195 0,0235 0,0235 0,0215 0,020 0,019
8,8 0,055 0,0576 0,538
9 40,34 0,0525 0,06 0,063 0,059 0,411 0,0525
9,3 0,0675
9,9 0,0825
10 44,82 0,075 0,085 0,090 0,085 0,79 0,076
10,4 0,1034
11 49,30 0,12 0,131 0,1395 0,134 0,482 0,122
11,5 0,154
12 53,79 0,165 0,177 0,189 0,183 0,174 0,168
12,1 0,1851 0,1914
13 58,27 0,245 0,2575 0,2715 0,2665 0,256 0,2495
13,2 0,2736 0,2832
13,7 0,31385
14 62,75 0,325 0,338 0,354 0,350 0,338 0,331
14,3 0,3770 0,3893
15 67,23 0,457 0,468 0,4835 0,481 0,471 0,4635
15,4 0,5200 0,5353 0,5334
16 71,72 0,589 0,598 0,613 0,612 0,603 0,596
17 76,20 0,7945 0,799 0,8065 0,806 0,802 0,798
18 80,68 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00
19 85,16 1,305 1,295 1,28 1,275 1,285 1,295
20 89,64 1,61 1,59 1,56 1,55 1,57 1,59
Kips KN
AXLE LOAD EQUIVALENCY FACTORS FOR SUPPLE PAVEMENTS
SIMPLE AXLES
Carga Axial SN pulg / (mm)
FACTORES DE EQUIVALENCIA DE CARGA PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES
LOCALIZACIÓN: AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS
PROCEDENCIA: AVENIDA LAS ESCLUSAS (MATERIAL DE MEJORAMIENTO EXISTENTE)
DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA ( VISUAL)
PESO DEL CILINDRO (P7) kg 4,300 OBSERVACIONES:
VOLUMEN DEL CILINDRO (V) m3 0,000944 Normas de refencia:
PESO DEL MARTILLO (kg) 2,50 10 ASTM D 698-91
ALTURA DE CAIDA DEL MARTILLO (cm) 18 45,72 ASTM D 15579-1
NÚMERO DE GOLPES POR CAPAS 56 AASHTO T 99-94
NÚMERO DE CAPAS 5 ASSHTO T 180-93
TIPO DE ENSAYO Modificado
Cantidad de agua (Cm3) Recipiente #
Peso del recipiente +
muestra humeda
(P1)
Peso del
recipiente +
muestra seca (P2)
Peso del agua
(P3= P1-P2)
Peso del
recipiente (P4)
Peso de muestra
seca (P5=P2-P4)
%e de humedad
(W=P3*100/P5)
Peso clindro +
suelo humedo
P6 KG
Peso del suelo
humedo P8=P6-P7)
KG 1+W/100
Peso de suelo
seco kg P9=
P8/(1+W/100)
Densidad
Seca Kg/m3
E.N. 27 343,9 317,6 26,3 21,80 295,80 8,89 5,985 1,685 1,089 1,547 1639
70 7 314,2 283,1 31,1 22,40 260,70 11,93 6,151 1,851 1,119 1,654 1752
140 MK 395,7 347,9 47,8 23,20 324,70 14,72 6,293 1,993 1,147 1,737 1840
210 41 395,0 344,5 50,5 22,50 322,00 15,68 6,251 1,951 1,157 1,687 1787
250 R 398,1 345,3 52,8 29,60 315,70 16,72 6,090 1,790 1,167 1,534 1624
Densidad seca maxima Kg/m3
Humedad Optima %
DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN HUMEDAD DENSIDAD DE LOS SUELOS
CURVA DE COMPACTACIÓN
DATOS DEL ENSAYO
1842
14,85
CURVA DE COMPACTACIÒN
1500
1550
1600
1650
1700
1750
1800
1850
1900
8,89 11,93 14,72 15,68 16,72
LOCALIZACIÓN:AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS TERMOGUAYAS
PROCEDENCIA: AVENIDA LAS ESCLUSAS
DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA ( VISUAL) MATERIAL COLOR CAFÉ OSCURO
PESO DEL CILINDRO (P7) kg 4,300 OBSERVACIONES:
VOLUMEN DEL CILINDRO (V) m3 0,000944 Normas de refencia:
PESO DEL MARTILLO (kg) 2,50 10 ASTM D 698-91
ALTURA DE CAIDA DEL MARTILLO (cm) 18 45,72 ASTM D 15579-1
NÚMERO DE GOLPES POR CAPAS 25 AASHTO T 99-94
NÚMERO DE CAPAS 5 ASSHTO T 180-93
TIPO DE ENSAYO Modificado
Cantidad de agua (Cm³) Recipiente #
Peso del recipiente +
muestra humeda
(P1)
Peso del
recipiente +
muestra seca (P2)
Peso del agua
(P3= P1-P2)
Peso del
recipiente (P4)
Peso de muestra
seca (P5=P2-P4)
%e de humedad
(W=P3*100/P5)
Peso clindro +
suelo humedo
P6 KG
Peso del suelo
humedo P8=P6-P7)
KG 1+W/100
Peso de suelo
seco kg P9=
P8/(1+W/100)
Densidad
Seca Kg/m3
E.N. N6 238,5 219,1 19,4 29,40 189,70 10,23 5,790 1,490 1,102 1,352 1432
70 14 223,2 201,8 21,4 31,00 170,80 12,53 5,890 1,590 1,125 1,413 1497
140 M1 302,8 263,2 39,6 31,70 231,50 17,11 5,987 1,687 1,171 1,441 1526
210 8 296,4 252,8 43,6 30,50 222,30 19,61 5,988 1,688 1,196 1,411 1495
250 12 369,4 306,4 63 30,10 276,30 22,80 5,942 1,642 1,228 1,337 1416
Densidad seca maxima Kg/m3
Humedad Optima %
CONTENIDO DE HUMEDAD %
DETERMINACIÓN DE LA RELACIÓN HUMEDAD DENSIDAD DE LOS SUELOS
CURVA DE COMPACTACIÓN
DATOS DEL ENSAYO
CURVA DE COMPACTACIÒN
1528
17,11
1360
1380
1400
1420
1440
1460
1480
1500
1520
1540
10,23 12,53 17,11 19,61 22,80
PROYECTO: CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
DE LA AV. RAÚL CLEMENTE HUERTAY PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA
UBICACIÓN: SECTOR LAS ESCLUSAS-SUR DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL
FECHA: JULIO 2016
Abscisa: 0+250 Profundidad: 0 - 50 m.
TAMIZ PESO PARCIAL % RETENIDO% RETENIDO
ACUMULADO
ESPECIFICACION
3"
2 1/2"
2" 52,90 4,92 4,92 95,08
1 1/2"
1"
3/4" 0,00 0,00 100,00
1/2"
3/8" 0,00 0,00 0,00 100,00
1/4"
No. 4 173,40 16,12 16,12 83,88
No. 8
No. 10 58,10 5,40 21,51 78,49
No. 16
No. 20
No. 30 0,00 0,00 0,00 100,00
No. 40 101,60 9,44 30,96 69,04
No. 50 0,00 0,00 0,00 100,00
No. 80
No. 100 0,00 0,00 0,00 100,00
No. 200 174,80 16,25 16,25 83,75
Fondo 515,20 47,88 64,13 35,87
TOTAL 1076,00
CALCULADO POR: CÉLIMO RUBIO BARREIRO
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILLaboratorio de Suelos y Materiales Ing. Dr. Arnaldo Ruffili
ANALISIS GRANULOMETRICO - AASHTO T 88
Muestra. 1 Material existente
60
0
30
0
15
0
75
63
5038
,1
25
1912
,5
9,54,7
5
2,3
621
,18
0,8
5
0,6
0,4
25
0,30,1
5
0,0
75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10 100 1000
% P
AS
AN
TE
AC
UM
UL
AD
O
CURVA DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMETRICA
PROYECTO: CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
DE LA AV. RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA
UBICACIÓN: SECTOR LAS ESCLUSAS-SUR DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL
FECHA: JULIO 2016
Abscisa: 0+250 Profundidad: 0,50 - 1.50 m.
TAMIZ PESO PARCIAL % RETENIDO% RETENIDO ACUMULADO % PASANTE
ACUMULADOESPECIFICACION
3"
2 1/2"
2" 0,00 0,00 0,00 100,00
1 1/2"
1"
3/4" 0,00 0,00 100,00
1/2"
3/8" 28,00 2,10 2,10 97,90
1/4"
No. 4 247,00 18,52 20,61 79,39
No. 8
No. 10 207,20 15,53 36,15 63,85
No. 16
No. 20
No. 30 0,00 0,00 0,00 100,00
No. 40 134,00 10,04 46,19 53,81
No. 50 0,00 0,00 0,00 100,00
No. 80
No. 100 0,00 0,00 0,00 100,00
No. 200 121,40 9,10 9,10 90,90
Fondo 596,40 44,71 53,81 46,19
TOTAL 1334,00
Muestra. 2 Sub-rasante
CALCULADO POR: CÉLIMO RUBIO BARREIRO
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILLaboratorio de Suelos y Materiales Dr. Ing. Arnaldo Ruffili
ANALISIS GRANULOMETRICO - AASHTO T 88
60
0
30
0
15
0
75
63
5038
,1
25
1912
,5
9,54,7
5
2,3
621
,18
0,8
5
0,6
0,4
25
0,30,1
5
0,0
75
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,01 0,1 1 10 100 1000
% P
AS
AN
TE
AC
UM
UL
AD
O
CURVA DE DISTRIBUCIÓN GRANULOMETRICA
PROYECTO:
LOCALIZACIÓN:
MUESTRA:
1 2 3 4
A30 10,0 15,0 -
19,5 20,1 18,7 -
15,7 16,7 15,4 -
3,8 3,4 3,3 -
6,8 8,1 6,7 -
8,9 8,6 8,7 -
42,70 39,53 37,93 -
14,0 21,0 36,0 -
1 2 3 4
15,0 9,0 14,0 -
12,9 13,3 13,1 -
12,3 12,8 12,4 -
0,6 0,5 0,7 -
7,5 7,9 6,9 -
4,8 4,9 5,5 -
12,50 10,20 12,73 -
39,8
11,81
27,99
PASO Nº
Ensayo de Límite Líquido y Límite PlásticoCARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL
PAVIMENTO DE LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA
DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA
Subestación las esclusas
Terreno de fundación
Limite Liquido
Recipiente + peso humedo (gr)
Recipiente Nº
Recipiente + peso humedo (gr)
Recipiente + peso seco (gr)
Agua
Recipiente
Peso seco
Contenido de humedad ( %)
Numero de golpes
Límite Plástico
PASO Nº
Recipiente Nº
ÍNDICE DE PLASTICIDAD
Recipiente + peso seco (gr)
Agua
Recipiente
Peso seco
Contenido de humedad ( %)
Límite Plástico 11,81
LÍMITE LÍQUIDO Clasificación sucs
LÍMITE PLÁSTICO SC
42,70
39,53
37,93
30,00
32,00
34,00
36,00
38,00
40,00
42,00
44,00
13,0 15,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 27,0 29,0 31,0 33,0 35,0 37,0
Limite Liquido
NUMERO DE GOLPES
CONT
ENID
O DE
HUM
EDAD
%
PROYECTO:
LOCALIZACIÓN:
MUESTRA:
1 2 3 4
31,0 25,0 14,0 -
23,9 24,0 23,0 -
19,4 19,7 18,9 -
4,5 4,3 4,1 -
8,0 7,9 6,9 -
11,4 11,8 12,0 -
39,47 36,44 34,17 -
14,0 24,0 36,0 -
1 2 3 4
15,0 9,0 1,0 -
13,2 13,2 13,1 -
12,6 12,7 12,6 -
0,6 0,5 0,5 -
7,5 7,9 7,9 -
5,1 4,8 4,7 -
11,76 10,42 10,64 -
36,5
10,9
25,56
10,9
LÍMITE LÍQUIDO
LÍMITE PLÁSTICO
ÍNDICE DE PLASTICIDAD
Recipiente + peso seco (gr)
Agua
Recipiente
Peso seco
Contenido de humedad ( %)
Límite Plástico
Clasificación sucs
SC
Recipiente + peso humedo (gr)
Recipiente Nº
Recipiente + peso humedo (gr)
Recipiente + peso seco (gr)
Agua
Recipiente
Peso seco
Contenido de humedad ( %)
Numero de golpes
Límite Plástico
PASO Nº
Recipiente Nº
PASO Nº
Ensayo de Límite Líquido y Límite PlásticoCARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL
PAVIMENTO DE LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA
DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA
Subestación las esclusas
Material de mejoramiento existente
Limite Liquido
39,47
36,44
34,17
28,00
30,00
32,00
34,00
36,00
38,00
40,00
13,0 15,0 17,0 19,0 21,0 23,0 25,0 27,0 29,0 31,0 33,0 35,0 37,0
NUMERO DE GOLPES
CON
TEN
IDO
DE
HU
MED
AD
%
DE LA AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA.
UBICACIÓN: SECTOR LAS ESCLUSAS SUR DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL
FECHA: JULIO 2016
MUESTRA: 1 y 2 PROFUNDIDAD: 0,0-1,50
1 2
0,0 - 0,5 0,50 - 1,50
R 48
Recipiente + peso humedo 1386,9 1495,6
Recipiente + peso seco 1220,7 1210,4
Agua Ww 166,2 285,2
Recipiente 144,7 131,5
Peso seco Ws 1076 1078,9
Contenido de agua W 15,45% 26,43%
* *
* *
* *
Recipiente + peso humedo * *
Recipiente + peso seco * *
Agua Ww * *
Recipiente * *
Peso seco Ws * *
Contenido de agua W * *
Recipiente + peso humedo
Recipiente + peso seco
Agua Ww
Recipiente
Peso seco Ws
Contenido de agua W
OBSERVACION:
Operador: Calculado por: Célimo Rubio Barreiro
ABS.: 0 + 250
PROYECTO: CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL
CONTENIDO DE HUMEDAD
ASTM - D 2216 - 71
Laboratorio de Suelos y Materiales Ing. Dr. Arnaldo Ruffilli
ABS.: 0 + 250
ABS.: ABS.:
MUESTRA No.
PROFUNDIDAD
MUESTRA No.
PROFUNDIDAD
RECIPIENTE No.
GRAMOS
PESO
EN
MUESTRA No.
PROFUNDIDAD
RECIPIENTE No.
PESO
EN
GRAMOS
PERFORACION
PERFORACION
RECIPIENTE No.
PESO
EN
GRAMOS
PENETRACION AASHTO - 193
PROYECTO:
Profundidad 0,50 -1.50 Area 19,35 cm²
Absc: 0+ 250 SUBRASANTE Muestra: 1
FECHA: PESO DE MOLDE:
No. DE GOLPES POR CAPA: 12 - 25 - 56 VOLUMEN DEL MOLDE: 0,002316
No. DE CAPAS: 5 PESO DEL MARTILLO: 10 Lbs. ALTURA DE CAIDA: 18 pulg.
No. DE ENSAYO 1 2 3 1 2 3
CARGA DE PENETRACION LBS CARGA DE PENETRACION Kg
1.27 mm (0.05") 70 97 130 32 44 59
2.54 mm (0.10") 97 130 169 44 59 77
3.81 mm (0.15") 114 145 213 52 66 97
5.08 mm (0.20") 147 169 246 67 77 112
7.62 mm (0.30") 174 216 268 79 98 122
10.16 mm (0.40") 196 224 286 89 102 130
12.70 mm (0.50") 213 253 306 97 115 139
No. DE ENSAYO 1 2 3 1 2 3
CARGA DE UNITARIA LBS/plg2 CARGA UNITARIA Kg/cm 2
0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0
1,27 mm (0.05") 23,47 32,27 43,27 1,65 2,27 3,05
2,54 mm (0.10") 32,27 43,27 56,47 2,27 3,05 3,98
3,81 mm (0.15") 38,13 48,40 71,13 2,69 3,41 5,01
5,08 mm (0.20") 49,13 56,47 82,13 3,46 3,98 5,79
7,62 mm (0.30") 57,93 71,87 89,47 4,08 5,06 6,30
10,16 mm (0.40") 65,27 74,80 95,33 4,60 5,27 6,72
12,7 mm (0.50") 71,13 84,33 101,93 5,01 5,94 7,18
No. Golpes
0,1 Pulg 0,2 Pulg
12 2,27 3,46
25 3,05 3,98
56 3,98 5,79
C.B.R. Hinchamiento
12 3,23 3,28 5,56%
25 4,34 3,77 5,22%
56 5,66 5,49 4,78%
Patrón para " 0.1" 70,31
Patrón para " 0.2" 105,46
D
Calculado por: Célimo Rubio Barreiro
JULIO DEL 2016
Esfuerzo de Penetración
%
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILLaboratorio de suelos y materiales Dr. Ing. Arnaldo Ruffilli
CBR
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24
Ca
rga
un
ita
ria K
g/c
m2
Penetración en mm.
PROYECTO: AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS
Profundidad 1.00 - 1.50 Area 19,35
Absc: 0+ 250 (MATERIAL MEJORAMIENTO EXISTENTE) Muestra: 1
FECHA: PESO DE MOLDE:
No. DE GOLPES POR CAPA: 12 - 25 - 56 VOLUMEN DEL MOLDE: 0,002316
No. DE CAPAS: 5 PESO DEL MARTILLO: 10 Lbs. ALTURA DE CAIDA: 18 pulg.
No. DE ENSAYO 1 2 3 1 2 3
CARGA DE PENETRACION LBS CARGA DE PENETRACION Kg
1.27 mm (0.05") 132 176 264 60 80 120
2.54 mm (0.10") 242 286 330 110 130 150
3.81 mm (0.15") 308 330 374 140 150 170
5.08 mm (0.20") 396 462 528 180 210 240
7.62 mm (0.30") 462 528 638 210 240 290
10.16 mm (0.40") 506 594 704 230 270 320
12.70 mm (0.50") 550 682 770 250 310 350
No. DE ENSAYO 1 2 3 1 2 3
CARGA DE UNITARIA LBS/plg2 CARGA UNITARIA Kg/cm 2
0 mm (0,0") 0 0 0 0 0 0
1,27 mm (0.05") 44,00 58,67 88,00 3,10 4,13 6,20
2,54 mm (0.10") 80,67 95,33 110,00 5,68 6,72 7,75
3,81 mm (0.15") 102,67 110,00 124,67 7,24 7,75 8,79
5,08 mm (0.20") 132,00 154,00 176,00 9,30 10,85 12,40
7,62 mm (0.30") 154,00 176,00 212,67 10,85 12,40 14,99
10,16 mm (0.40") 168,67 198,00 234,67 11,89 13,95 16,54
12,7 mm (0.50") 183,33 227,33 256,67 12,92 16,02 18,09
No. Golpes
0,1 Pulg 0,2 Pulg
12 5,68 9,30
25 6,72 10,85
56 7,75 12,40
C.B.R. Hinchamiento
12 8,09 8,82 4,26%
25 9,56 10,29 4,84%
56 11,03 11,76 4,98%
Patrón para " 0.1" 70,31
Patrón para " 0.2" 105,46
D
Calculado por: Célimo Rubio
JULIO DEL 2016
PENETRACION AASHTO-193
Esfuerzo de Penetración
%
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILLaboratorio de suelos y materialesDr. Ing. Arnaldo Ruffilli
CBR
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
0 2,54 5,08 7,62 10,16 12,7 15,24
Ca
rga
un
ita
ria K
g/c
m2
Penetración en mm.
PROYECTO: AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS
UBICACIÓN: Absc: 0+250
FECHA: Julio del 2016 Muestra: 1
PROF: 0,50 m Material de mejoramiento exixtente Vol.del Espec.(m3) 0,002316
12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa
Recipiente N° 13 A1 14
Wh + Recipiente. 377,2 349,2 436,9
Ws + Recipiente. 345,3 320,1 401,0
Ww 31,9 29,1 35,9
Wrecipiente 22,2 31,4 31,9
Wseco 323,1 288,7 369,1
W% (porcentaje de humedad) 9,87 10,08 9,73
10,179 12,523 12,663
5,671 7,787 7,617
Wh 4,508 4,736 5,046
Ws 4,103 4,302 4,599
W% 9,87 10,08 9,73
dh 1,946 2045 2179
ds 1,771 1858 1986
12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa
Recipiente N° M I M
Wh + Recipiente. 237,7 220,5 246,8
Ws + Recipiente. 197,30 182,40 206,1
Ww 40,4 38,1 40,7
Wrecipiente 29,1 22,2 21,6
Wseco 168,2 160,2 184,5
W% (porcentaje de humedad) 24,02 23,78 22,06
10,617 12,894 12,964
5,671 7,787 7,617
Wh 4,946 5,107 5,347
Ws 3,988 4,126 4,381
W% 24,019 23,78 22,06
dh 2136 2205 2309
ds 1722 1781 1891
LECTURA INICIAL 0,072 0,140 0,217
24 Horas 0,285 0,377 0,415
48 ,, 0,278 0,382 0,454
72 ,, 0,278 0,389 0,466
96 ,,
HINCHAMIENTO % 4,12 4,98 4,98
C.B.R. %
Densidad Seca. ds 1,771 1,858 1,986
Calculado por: Célimo Rubio Barreiro Verificado por:
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILLaboratorio de suelos y materiales Ing. Arnaldo Ruffilli
C.B.R. - DENSIDADES-AASHTO T-193
ANTES DE LA INMERSIÓN
HU
ME
DA
D
Peso del Suelo Húmedo.
Peso de Molde + Suelo Húmedo
Peso de Molde
Peso del Suelo Húmedo.
Peso del Suelo Seco.
Conetido de agua=Wh / 1+ 0,01W%
Densidad Húmeda= Wh/Volum.
Peso del Suelo Seco.
Contenido de agua=Wh / 1+ 0,01W%
Densidad Húmeda= Wh/Volum.
Densidad Seca= Dh / 1+ 0,01W%.
% DE HINCHAMIENTO
Densidad Seca= Dh / 1+ 0,01W%.
DESPUES DE LA INMERSIÓN
HU
ME
DA
D
Peso de Molde + Suelo Húmedo
Peso de Molde
PROYECTO: AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS-TERMOGUAYAS
UBICACIÓN: Absc: 0+250
FECHA: julio del 2016 Muestra: 1
PROF: 1.50 m Sub-rasante Vol.del Espec.(m3) 0,002316
12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa
Recipiente N° A8 C S
Wh + Recipiente. 416,1 421,5 427,1
Ws + Recipiente. 372,3 376,6 382,7
Ww 43,8 44,9 44,4
Wrecipiente 30,8 30,3 29,8
Wseco 341,5 346,3 352,9
W% (porcentaje de humedad) 12,83 12,97 12,58
10,803 10,995 11,102
6,902 6,823 6,744
Wh 3,901 4,172 4,358
Ws 3,458 3,693 3,871
W% 12,83 12,97 12,58
dh 1,684 1801 1882
ds 1,493 1595 1671
12 Golpes x capa 25 Golpes x capa 56 Golpes x capa
Recipiente N° P M 5
Wh + Recipiente. 228,9 423,3 379,2
Ws + Recipiente. 197,50 364,20 328,1
Ww 31,4 59,1 51,1
Wrecipiente 30,8 29,8 29,8
Wseco 166,7 334,4 298,3
W% (porcentaje de humedad) 18,8 17,7 17,1
11,193 11,358 11,560
6,902 6,823 6,744
Wh 4,291 4,535 4,816
Ws 3,611 3,854 4,112
W% 18,8 17,7 17,1
dh 1853 1958 2079
ds 1559 1664 1775
LECTURA INICIAL 0,067 0,185 0,228
24 Horas 0,305 0,398 0,431
48 ,, 0,322 0,412 0,442
72 ,, 0,330 0,435 0,449
96 ,, 0,345 0,446 0,467
HINCHAMIENTO % 5,56 5,22 4,78
C.B.R. %
Densidad Seca. ds 1,493 1,595 1,671
Calculado por: Célimo Rubio Barreiro Verificado por:
UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILLaboratorio de suelos y materiales Ing. Arnaldo Ruffilli
C.B.R. - DENSIDADES-AASHTO T-193
ANTES DE LA INMERSIÓN
HU
ME
DA
D
Peso del Suelo Húmedo.
Peso de Molde + Suelo Húmedo
Peso de Molde
Peso del Suelo Húmedo.
Peso del Suelo Seco.
Conetido de agua=Wh / 1+ 0,01W%
Densidad Húmeda= Wh/Volum.
Peso del Suelo Seco.
Contenido de agua=Wh / 1+ 0,01W%
Densidad Húmeda= Wh/Volum.
Densidad Seca= Dh / 1+ 0,01W%.
% DE HINCHAMIENTO
Densidad Seca= Dh / 1+ 0,01W%.
DESPUES DE LA INMERSIÓN
HU
ME
DA
D
Peso de Molde + Suelo Húmedo
Peso de Molde
LOCALIZACION:AVENIDA RAÚL CLEMENTE HUERTA TRAMO LAS ESCLUSAS TERMO-GUAYAS
Abscisa 0+250
FECHA:
Calculado por: Célimo Rubio Barreiro
C. B. R. = 9,90%
Laboratorio de suelos y materiales Dr. Ing. Arnaldo Ruffilli
JULIO DEL 2016 MATERIAL DE MEJORAMIENTO EXISTENTE
Profundidad de la muestra: 0,50 m
0,1 de Penetración 0,2 de Penetración
PROCTOR MODIFICADO C. B. R. = 9,00 %
UNIVERSIDA DE GUAYAQUIL
PROCTOR - C.B.R.
RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA
PROYECTO: CARACTRIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO DE LA AVENIDA
1600
1650
1700
1750
1800
1850
1900
0 10 20
De
ns
idad
Se
ca K
g/c
m2
Humedad %
1700
1750
1800
1850
1900
0,0 5,0 10,0 15,0
De
nsi
da
d S
eca K
g/c
m2
C. B. R.
1
1700
1750
1800
1850
1900
0,0 5,0 10,0 15,0
De
nsi
da
d S
eca k
g/c
m2.
C. B. R.
95% del Proctor Modificado
LOCALIZACION: SUB-RASANTE
Abscisa 0+250 0,50 - 1.50 m.
FECHA: JULIO DEL 2016
Calculado por: Célimo Rubio Barreiro
0,1 de Penetración 0,2 de Penetración
PROCTOR MODIFICADO 3,50% 3,60%
UNIVERSIDA DE GUAYAQUILLaboratorio de suelos y materiales Dr. Ing. Arnaldo Ruffilli
PROCTOR - C.B.R.
Profundidad de la muestra:
RAÚL CLEMENTE HUERTA Y PROPUESTA DE MEJORAMIENTO DE LA VÍA
PROYECTO: CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO DE LA DE LA AVENIDA
1400
1450
1500
1550
1600
0 10 20 30
De
ns
idad
Se
ca K
g/c
m2
Humedad %
1450
1500
1550
1600
1650
1700
0,0 2,0 4,0 6,0
De
nsi
da
d S
eca K
g/c
m2
C. B. R.
1
1450
1500
1550
1600
1650
1700
0,0 2,0 4,0 6,0
De
nsi
da
d S
eca k
g/c
m2.
C. B. R.
95% del Proctor Modificado
MUESTRAS PAR ENSAYOS DE LABORATORIO
CONTEO DE TRÁFICO
BIBLIOGRAFIA
Andrade Nuñez, 2014.Apuntes de Pavimentos .1, pag 700.8.1-700.8.7.
Unidades técnicas del MOP. tomo1, 2002. Especificaciones Generales Para La
Construcción De Caminos y Puentes.Quito.MOP.
Unidades tecnicas, Consultores del NEVI-12-MTOP, Materiales Quito.NEVI
Terreros de Varela; Moreno Lituma, 1995 Mecánica de Suelos Laboratorio
Guayaquil. Editorial. Universidad de Guayaquil.
UMSS, Universidad Mayor de San Simón 2015. Manual completo de diseño de
pavimentos. Recuperado de
http://www.fiuxy.net/ebooks-gratis/4010219-manual-completo-diseno-de-
pavimentos-umss-facultad-de-ciencias-y-tecnologia-pdf.html
Padilla Rodríguez, Alejandro .2006. Materiales básicos capítulo 2.Recuperado de
http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/3334/34065-
13.pdf?sequence=13&isAllowed=y
Guide for design of Pavements Structures ASSHTO (American Association of State
Highway and Transportation officials) 1993.
Published by the American Association of State Highway and Transportation officials
1986, 1993. 444 N. Capitol Street, N.W., suite 249 Washington, D.C. 20001 Editorial
ISBN recuperado de
http://www.adecsystem.com/NmathegAll/9.pdf
Presidencia
de la República
del Ecuador
AUTOR/ES: REVISORES:
Ing.Ciro andrade Núñez. MSc.
Ing. Humberto Guerrero MSc.
Ing. Julio Vargas Jiménez MSc.
INSTITUCIÓN: Universidad de Guayaquil FACULTAD: De Ciencias Matemáticas y Fisicas
CARRERA: Ingeniería Civil
FECHA DE PUBLICACIÓN: 2016 Nº DE PÁGS: 50
ÁREAS TEMÁTICAS:
PALABRAS CLAVE: PAVIMENTO FLEXIBLE- DISEÑO DE PAVIMENTO- ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
CONTEO DE TRÁFICO-TERRENO DE FUNDACIÓN
RESUMEN:
N. DE REGISTRO (en base de datos): Nº. DE CLASIFICACIÓN:
DIRECCIÓN URL (tesis en la web):
ADJUNTOS PDF: SI NO
CONTACTOS CON AUTOR/ES: Teléfono: 0991629442
CONTACTO EN LA Nombre: Facultad de Ciencias Matemáticas Y Físicas
INSTITUCIÒN: Telèfono: 2-283348
Quito: Av. Whymper E7-37 y Alpallana, edificio Delfos, teléfonos (593-2) 2505660/ 1: y en la
Av. 9 de octubre 624 y Carrión, edificio Prometeo, teléfonos: 2569898/9, Fax: (593 2) 250-9054
REPOSITORIO NACIONAL EN CIENCIA Y TECNOLOGIA
FICHA DE REGISTRO DE TESIS Caracterización de los Materiales de la Estructura del Pavimento de la Avenida
Raúl Clemente Huerta y Propuesta de Mejoramiento de la vía Tramo las Esclusas -
Termoguayas
RUBIO BARREIRO CÉLIMO ALEXI
Caracterización de los materiales de la vía Urbana
Pavimento Flexible
Vías
Innovacion y saberes
xºx
1
La presente investigación hace referencia a la caracterización de los materiales propuestos para la Avenida Raúl Clemente Huerta, en un tramo de 500m en la subestación las Esclusas –Termoguayas. Este trabajo se ha desarrollado para darle solución a esta parte de esta avenida, para mejorar de manera definitiva su estructura del pavimento que en la actualidad tiene serios problemas de deformaciones y hundimientos que no permiten el tránsito de manera normal de los vehículos que por allí se movilizan.Para realizar el diseño de la estructura del pavimento flexible propuesto en este trabajo de investigación se tomarán en cuenta los datos del conteo manual de tráfico que se realizaron en el lugar y que se llevaron a cabo durante 14 horas diarias por el lapso de tres días incluido un fin de semana estos datos servirán para calcular los Esal´s que nos ayudará a determinar las capas del pavimento flexible mediante la metodología ASSHTO ´93 y el análisis de la estructura de pavimento existente mediante ensayos de laboratorio de acuerdo a las normas del Mtop utilizadas en la construcción de vías.Para emitir una propuesta final de solución que ayudará a tener una vía confortable y segura en el tiempo para la movilización de los residentes del sector.
X
TÍTULO Y SUBTÍTULO
E-mail:
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