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7-3-2016
INFORME INGENIERIA
ING-002A-2016 PROYECTO: ESTUDIO Y
DISEÑO DE LA ESTRUCTURA
DE PAVIMENTO FLEXIBLE A
COLOCAR EN CAMINO 6-02-
007 DEL CANTÓN DE ESPARZA
DIRECCION DE INGENIERIA IIG CONSULTORES
CONTRATACION DIRECTA
2015CD-000120-01
2
San Jose, 07 de marzo del 2016
SEÑORES
MUNICIPALIDAD DE ESPARZA
REFERENCIA: "Contratación de servicios profesionales en geotecnia para el estudio y diseño
de la estructura de pavimento flexible a colocar en el camino Nº 6-02-007 y 6-02-
009 del cantón de Esparza"
PROYECTO: CAMINO Nº 6-02-007
Estimados Señores,
IIG CONSULTORES, tiene el agrado de presentarle los resultados del Estudio Geotécnico y Diseño de la
Estructura de Pavimento realizado por nuestra empresa para el proyecto de CAMINO Nº 6-02-007,
localizado en la provincia de PUNTARENAS.
Con el presente reporte, se cumplen las siguientes actividades para este sitio: exploración de campo,
ensayos de laboratorio y campo, análisis de consideraciones, cálculos de diseño, conclusiones y
recomendaciones.
Quedo a su disposición para aclarar cualquier consulta relacionada con este informe.
Sin otro particular, se despide atentamente.
Ing. Alicia Alpízar Barquero, M.Sc.
GERENTE
Cc.: Archivo
3
TABLA DE CONTENIDO
Introducción .....................................................................................................................................................5
2.1 Objetivo .....................................................................................................................................................5
2.2 Alcance ......................................................................................................................................................5
Trabajos y Pruebas de Campo .......................................................................................................................5
3.1 Ejecución de Calicatas .............................................................................................................................5
3.2 Ensayos de Campo ..................................................................................................................................6
3.2.1 Limitaciones del Ensayo DCP ........................................................................................................6
3.2.2 Resultados de Ensayo DCP y sus correlaciones ..........................................................................6
3.3 Niveles Freáticos ......................................................................................................................................8
Ensayos de Laboratorio ..................................................................................................................................8
4.1 Relación de humedad – densidad .........................................................................................................9
Perfil Geotécnico ............................................................................................................................................11
Diseño de Pavimentos ...................................................................................................................................12
6.1 Consideraciones de diseño ...................................................................................................................12
6.2 Bibliografía y referencias ......................................................................................................................12
Caracterización de materiales ......................................................................................................................12
7.1 Subrasante...............................................................................................................................................13
7.2 Subbase....................................................................................................................................................13
7.3 Base ..........................................................................................................................................................14
7.4 Drenaje ....................................................................................................................................................14
7.5 Mezcla asfáltica ......................................................................................................................................15
Consideraciones sobre el tránsito ................................................................................................................15
8.1 Factor de distribución por dirección ...................................................................................................16
8.2 Factor de distribución por carril ..........................................................................................................17
8.3 Ejes equivalentes de diseño ..................................................................................................................17
Diseño del pavimento ...................................................................................................................................18
9.1 Metodología AASHTO 1993 pavimento flexible ..............................................................................18
4
9.1.1 Periodo de diseño ..........................................................................................................................19
9.1.2 Confiabilidad (R) ...........................................................................................................................20
9.1.3 Serviciabilidad (ΔPSI)....................................................................................................................20
9.1.4 Desviación estándar (So) ...............................................................................................................21
9.1.5 Número estructural (SN) ..............................................................................................................21
9.2 Resultados del Diseño ...........................................................................................................................25
Conclusiones ..............................................................................................................................................25
Recomendaciones ......................................................................................................................................25
5
INTRODUCCIÓN
2.1 OBJETIVO
El objetivo del presente trabajo consiste en la ejecución de una campaña de exploración geotécnica de
caracterización del terreno y materiales existentes, así como el diseño de pavimento en un camino de
2,4km de longitud y ancho de 5,50m denominada Calle 6-02-007, y se ubica entre el (Ent. N. 622)
Juanilama y Ent. 009 Humo. La ubicación exacta se adjunta en el Anexo 1.
El detalle de los trabajos considera:
Pruebas de campo
Toma de muestras de subrasante y sub-base existente
Ejecución de Ensayos de Laboratorio
Elaboración del diseño de espesores de pavimento
2.2 ALCANCE
El alcance del presente informe se limita a brindar la caracterización del terreno y materiales colocados
existentes a partir de los datos de Ensayo de Campo y Laboratorio. Por su parte se definirá únicamente
el espesor de las capas de estructura del pavimento flexible y por
consiguiente no se incluye el diseño de la mezcla asfáltica.
TRABAJOS Y PRUEBAS DE CAMPO
Los trabajos de campo consideraron la ejecución de:
10 Calicatas de 2,00m de profundidad
10 Pruebas de DCP
3.1 EJECUCIÓN DE CALICATAS
Las calicatas son excavaciones de forma prismática para reconocimiento
visual del terreno, obtención de muestras o constatación de la presencia
de aguas subterráneas someras. Sus dimensiones usuales son de 0,50m
– 1,50m de ancho, 2m – 3m de largo y hasta 4,00m de profundidad.
FOTO 1: EJECUCIÓN DE
CALICATAS
6
Para el presente proyecto las calicatas se ejecutaron de la siguiente manera:
Profundidad: 2,00m
Ancho: 0,50m
Largo: 1,50m
En el Esquema 1, se muestra la distribución de las mismas en el tramo de carretera del proyecto.
Para cada calicata se realizó un registro que se adjunta en el Anexo 2, y posee la siguiente información:
Descripción del perfil
Clasificación de los Materiales
Coordenadas de Ubicación
Ubicación del Nivel Freático
Relación humedad-densidad
Observaciones
3.2 ENSAYOS DE CAMPO
En sitio se realizaron 10 pruebas de
penetrómetro DCP (ASTM D6951M-09)
distribuidas a lo largo del tramo de carretera.
El ensayo utiliza un equipo conformado por una maza de accionamiento manual de de 8 kg y la altura
de caída 575 mm. El varillaje es de 16 mm de diámetro y la punta cónica tiene un diámetro de 20 mm y
un ángulo de abertura de 60º. La profundidad ensayada suele ser inferior a 1 m, disponiendo también el
equipo de varillaje suplementario para extender más su rango de alcance.
3.2.1 LIMITACIONES DEL ENSAYO DCP
El ensayo DCP, posee las siguientes limitaciones:
El ensayo solo aplica para suelos finos: desde arcillas hasta arenas finas
Se aplica para control de subrasantes
3.2.2 RESULTADOS DE ENSAYO DCP Y SUS CORRELACIONES
A partir del Ensayo de DCP, se pudieron determinar una serie de parámetros de caracterización de la
subrasante que conforma el proyecto, tales como:
ESQUEMA 1: UBICACIÓN DE CALICATAS
7
CBR
CBRsaturado
MR (Modulo Resilente)
Humedad (ω)
Peso Específico Seco (γd)
Los valores obtenidos a partir de las correlaciones corresponden a las siguientes ecuaciones.
𝐶𝐵𝑅 =292
𝐷𝐶𝑃1.12
𝐶𝐵𝑅𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 =𝐶𝐵𝑅
1.72961 − 0.8008 ∙ log 𝐷𝐶𝑃
𝑀𝑅 = 532.1 ∙ 𝐷𝐶𝑃−0.492 SUELOS FINOS
𝑀𝑅=235.3∙𝐷𝐶𝑃−0.475 SUELOS GRUESOS
𝜔 = 5.099 + 0.897 ∙ ln 𝐷𝐶𝑃
𝛾𝑑 = 21.694 + 0.2075𝜔 − 0.5964 ∙ ln 𝐷𝐶𝑃
La tabla 1 muestra un resumen de los datos obtenidos.
TABLA 1: VALORES DE DCP Y SUS CORRELACIONES
PRUEBA DCP CBR CBRsaturado MR (MPa) MR (psi) ω (%) γd (kN/m3)
1 28 7 12 103 14979 8,09 23,7
2 28 7 12 103 14979 8,09 23,7
3 31 6 12 98 14247 8,18 23,8
4 7 33 31 204 29627 6,84 22,9
5 20 10 15 122 17675 7,79 23,5
6 5 48 41 241 34961 6,54 22,7
7 6 39 35 220 31961 6,71 22,8
8 2 134 90 378 54874 5,72 22,1
9 2 134 90 378 54874 5,72 22,1
10 2 134 90 169 24554 5,72 22,1
8
3.3 NIVELES FREÁTICOS
Las excavaciones ejecutadas nos mostraron evidencia de niveles freáticos hasta la máxima profundidad
explorada. La zona presenta características de poca humedad a lo largo de toda la profundidad
analizada.
ENSAYOS DE LABORATORIO
A las muestras extraídas del perfil de suelo de las calicatas, se procedió a realizar los ensayos de:
Granulometrías
Límites de Atterberg
Humedad
Próctor
CBR
Los ensayos de Proctor y CBR se realizaron en tres muestras, distribuidas a lo largo del camino y que
garantizaron la caracterización de las distintas capas encontradas.
Los resultados de los ensayos se presentan en la siguiente tabla, y los informes se adjuntan en el Anexo
3.
9
TABLA 2: REGISTROS DE RESULTADOS DE LABORATORIO
Pu
nto
d
e m
ue
str
eo
(Id
en
tifi
cació
n)
Granulometría
s
Plasticidad
Cla
sif
icació
n S
UC
S
Cla
sif
icació
n A
AS
HT
O
ωnat
Proctor Estándar ÍNDICE CBR
Gra
va
Are
na
Lim
o
Arc
illa
LL
LP
IP
opt f d e S Sat % de ɣd Máx
< 7
5.0
y ≥
4.7
5 m
m
< 4
.75 y
≥ 0
.075 m
m
< 0
.075 y
≥ 0
.005 m
m
< 0
.005 m
m
(< 0
.001m
m)
Colo
ides
%
kN/m3
%
kN
/m3
91 95 97
% %
Ct-1B 7 46 47 2,59 49 35 14 SM A-7-5 (4) 26,0 31,8 18,5 14,1 0,81 102 18,4 2,2 3,6 4,0
Ct-2B 7 46 47 2,59 49 35 14 SM A-7-5 (4) 26,0
Ct-3B 7 46 47 2,59 49 35 14 SM A-7-5 (4) 26,0
Ct-4B 51 22 27 2,59 33 26 7 GM A-2-4 (2) 11,0 - - - -
Ct-5B 7 46 47 2,59 49 35 14 SM A-7-5 (4) 26,0
Ct-6B 4 25 71 2,60 61 38 23 MH A-7-5 (18) 28,0 34,5 18,0 13,4 0,90 99 18,0 1,1 1,9 2,1
Ct-7B 4 25 71 2,60 61 38 23 MH A-7-5 (18) 28,0
Ct-8B 4 25 71 2,60 61 38 23 MH A-7-5 (18) 28,0
Ct-9B 4 15 81 2,60 52 32 20 MH A-7-5 (18) 26,0 25,7 14,3 11,4 1,25 54 16,8 2,6 3,2 3,9
Ct-10B 4 25 71 2,60 61 38 23 MH A-7-5 (18) 26,0
En el caso del material colocado, se encontró que el mismo presentó condiciones de escases de espesor
en la mayoría del camino, por lo que no fue posible realizar el muestreo adecuado para la caracterización
y aprovechamiento del mismo en el análisis de diseño del pavimento.
4.1 RELACIÓN DE HUMEDAD – DENSIDAD
Sobre las muestras remoldeadas de la subrasante se realizó la prueba de próctor que permitió identificar
la relación Humedad – Densidad, y que se presentan en las siguientes tres gráficas.
10
GRÁFICA 1: RELACIÓN HUMEDAD - DENSIDAD CT-1B (AASHTO: A-7-5 (4), ESTACIÓN: 0+000)
GRÁFICA 2: RELACIÓN HUMEDAD - DENSIDAD CT-6B (AASHTO: A-7-5 (18), ESTACIÓN: 0+415)
11
GRÁFICA 3: RELACIÓN HUMEDAD - DENSIDAD CT-11B (AASHTO: A-7-5 (18), ESTACIÓN: 0+860)
PERFIL GEOTÉCNICO
El perfil de suelo obtenido a partir de este proceso se muestra en el Esquema 2, y se adjunta con una
mejor resolución en el Anexo 4.
ESQUEMA 2: PERFILES GEOTECNICOS
Las capas definidas en el perfil geotécnico se corresponden con las clasificaciones SUCS y AASHTO
mostradas en la tabla 3.
12
TABLA 3: RESUMEN DE DATOS CAPAS PERFIL GEOTÉCNICO
Capa Calicata Profundidad (m) SUCS AASHTO
2
Ct-1 0,10 – 2,00 SM A-7-5 (4)
Ct-2B 0,10 – 2,00 SM A-7-5 (4)
Ct-3B 0,10 – 2,00 SM A-7-5 (4)
Ct-5B 0,10 – 2,00 SM A-7-5 (4)
Ct-6B 0,10 – 2,00 MH A-7-5 (18)
3
Ct-7B 0,10 – 2,00 MH A-7-5 (18)
Ct-8B 0,10 – 2,00 MH A-7-5 (18)
Ct-9B 0,10 – 2,00 MH A-7-5 (18)
Ct-10B 0,10 – 2,00 MH A-7-5 (18)
4 Ct-4B 0,10 – 2,00 GM A-2-4 (2)
DISEÑO DE PAVIMENTOS
6.1 CONSIDERACIONES DE DISEÑO
El diseño se ejecutó siguiendo el procedimiento AASHTO 1993 y respetando los criterios indicados en
los oficios del MOPT DVOP-5170-07 y DVOP-6152-07, así como el Manual Centroamericano de Diseño
de Pavimentos.
La información básica para la ejecución del diseño fue:
1) Las características de los materiales que se utilizarán para la construcción del pavimento,
2) La información de tránsito obtenida del estudio de impacto vial
6.2 BIBLIOGRAFÍA Y REFERENCIAS
• Guía de diseño AASHTO, 1993.
• MOPT DVOP-5170-07.
• MOPT DVOP-6152-07.
• Manual Centroamericano de Diseño de Pavimentos
CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES
Para el camino de acceso del Proyecto se realizó el diseño de pavimento de tipo flexible y estará
compuesto por las siguientes capas: 1) subrasante, 2) subbase, 3) base y 4) mezcla de concreto asfáltico.
A continuación se presentan las características físicas y mecánicas consideradas para cada uno de estos
materiales.
13
7.1 SUBRASANTE
Para la caracterización del material de subrasante se utilizaron los datos de Laboratorio adjuntos en
Anexos, los cuales fueron realizados por el Departamento de Estudios Básicos de nuestra empresa IIG
Consultores y por el Laboratorio de la empresa IMNSA. Para la caracterización del sitio se realizaron 3
CBR, con los siguientes datos generales, y para efectos de diseño se utilizó el valor medio.
El valor del Módulo Resilente (Mr) y el correspondiente Daño Relativo (Uf) se obtuvieron a partir de las
siguientes ecuaciones; y cuyo resumen de resultados se muestra en la Tabla 4.
𝑀𝑟 = 𝐵 ∙ 𝐶𝐵𝑅
B = 1500, Para CBR < 10%
𝑈𝑓 = 1,18 ∙ 108 ∙ 𝑀𝑟−2,32
TABLA 4: PARAMETROS DE LA SUBRASANTE
Calicata Estación SUCS AASHTO CBR Mr Uf
Ct-1B 0+000 SM A-7-5 (4) 3,60 5400 2,59x10-03
Ct-6B 0+415 MH A-7-5 (18) 1,90 2850 1,14x10-02
Ct-8B 1+860 MH A-7-5 (18) 3,20 4800 3,40x10-03
PROMEDIO 2,90 4350 4,27x10-03
El valor del Módulo de la Subrasante a considerar en diseño es de 4.350 PSI.
7.2 SUBBASE
El material considerado para la subbase debe cumplir con las especificaciones indicadas en el MOPT CR-
2010. Estas características se detallan a continuación:
TABLA 5: REQUISITOS PARA SUBBASE
Parámetro Requerimiento
Graduación Deberá cumplir con cualquiera de las graduaciones indicadas en el MOPT CR2010
(Tabla 703-6)
Límites Límite líquido menor a 35% e índice plástico entre 4 y 10%
CBR CBR mayor a 30% al 95% de compactación de la prueba Proctor Modificado
Considerando estas especificaciones se ha considerado que el módulo para la subbase es de 15.000 psi.
A esta módulo se le asocia un coeficiente estructural a3=0,11.
14
7.3 BASE
El material considerado para la base debe cumplir con las especificaciones indicadas en el MOPT CR-
2010. Estas características se detallan a continuación:
TABLA 6: REQUISITOS PARA BASE
Parámetro Requerimiento
Graduación Deberá cumplir con cualquiera de las graduaciones indicadas en el MOPT CR2010
(Tabla 703-6)
Límites Límite líquido menor a 35% e índice plástico entre 4 y 9%
CBR CBR mayor a 80% al 95% de compactación de la prueba Proctor Modificado
Considerando estas especificaciones se ha considerado que el módulo para la base es de 30.000 psi. A
esta módulo se le asocia un coeficiente estructural a2=0,14.
7.4 DRENAJE
La calidad del drenaje es expresado en la fórmula del número estructural, por medio del coeficiente de
drenaje (mi), que toma en cuenta las capas no ligadas, y se basa en la siguiente tabla del Manual
Centroamericano de Diseño de Pavimentos (MCDP).
TABLA 7: COEFICIENTES DE DRENAJE PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES (TABLA 6-2 DEL (MCDP))
Calidad del
drenaje
P = % del tiempo en que el pavimento está expuesto a
niveles de humedad cercanos a la saturación
< 1% 1% - 5% 5% - 25% > 25%
Excelente 1,40 – 1,35 1,35 – 1,30 1,30 – 1,20 1,20
Bueno 1,35 – 1,25 1,25 – 1,15 1,15 – 1,00 1,00
Regular 1,25 – 1,15 1,15 – 1,05 1,00 – 0,80 0,80
Pobre 1,15 – 1,05 1,05 – 0,80 0,80 – 0,60 0,60
Muy Pobre 1,05 – 0,95 0,95 – 0,75 0,75 – 0,40 0,40
Para el diseño se consideró el coeficiente de drenaje m=0,80; se considera que la capa puede estar expuesta
a niveles de saturación un 25% o más del tiempo. Debido a las condiciones del proyecto se considera que
se cuenta con una evacuación del agua adecuada, por lo que se toma una condición de drenaje de regular
a buena.
15
7.5 MEZCLA ASFÁLTICA
Para efectos de seleccionar los parámetros de diseño se ha considerado que la mezcla posee un módulo
de 450.000 psi. Con base en este módulo se ha considerado un coeficiente estructural para el asfalto de
a1=0,45.
CONSIDERACIONES SOBRE EL TRÁNSITO
Para la estimación de los ejes equivalentes para el diseño de la estructura de pavimento de la calle de 6-
002-009, se utilizó como referencia la información de los registros vehiculares del Anuario de Información
de Tránsito (AIT) 2013 vigente del MOPT; y con estos registros se estimaron los valores de distribución
vehicular y TPD.
Considerando que en el sitio no existe un estudio formal de Tránsito que permita interpretar el
comportamiento y composición vehicular de la Calle 6-02-007; y que el proyecto representa una fuente
de atracción de tránsito proveniente de la Ruta 622 como una ruta alterna de paso; se tomaron los datos
del AIT para esta Ruta, Estación Inventario y Sección 60440 (registro más próximo al proyecto), y cuyo
dato de manera conservadora fue utilizado estimando un 40% del tránsito reportado.
TABLA 8: DATOS RUTA 622 Y ADAPTACION A CALLE 6-02-007
Ruta Estación
Sección
de
Control
Año TPD
Clasificación TPD
ESTIM
2013
%
CRECIM.
2013-2023 PASAJ C.LIV. BUSES
2
EJES
3
EJES
4
EJES
5
EJES
622 Inventario 60440 2012 791 63,83 27,66 4,26 4,26 0,00 0,00 0,00 829 4,78%
Calle 6-02-007 (adaptación) 2012 158,2 63,83 27,66 4,26 4,26 0,00 0,00 0,00 165,8 4,78%
Sobre el tránsito promedio diario: Para determinar el TPD a ser considerados en el diseño de la estructura
de pavimento de la calle se consideró que el TPD indicado incluye el generado por el proyecto.
Para la distribución vehicular, se aplicó el criterio de mantener la distribución entre los tipos de vehículo
de forma proporcional a los indicados en la estación de control de la ruta 622, pero con un 20% de desvío
hacia la calle en diseño.
En la tabla 9, se muestran las distribuciones vehiculares adoptadas y su proyección al año 2016 para
ambas rutas.
16
TABLA 9: DISTRIBUCIÓN VEHICULAR CONSIDERADA PARA EL DISEÑO
TIPO DE VEHICULOS TPD TPD
2013 2016
PESADOS
5 eje 0,00 0,00 0,00
3 ejes 0,00 0,00 0,00
2 ejes 4,26 7,06 8,07
buses 4,26 7,06 8,07
LIVIANOS livianos 27,66 45,86 52,43
particulares 63,83 105,82 121,00
Total 165,8 189,57
La estimación de las cargas generadas por el tránsito son uno de los principales parámetros de entrada
que debe considerarse en el diseño estructural de un pavimento, sin embargo existen diferencias en los
valores de las cargas estimadas de los materiales utilizados, diferentes estados tensionales los cuales
originan diversos mecanismos de falla.
8.1 FACTOR DE DISTRIBUCIÓN POR DIRECCIÓN
Este es el factor del total del flujo censado, en la mayoría de los casos este valor es de 0,50, ya que
considera que la mitad de los vehículos va en una dirección. La siguiente tabla corresponde a los valores
presentados en el MCDP.
TABLA 10: FACTOR DE DISTRIBUCIÓN POR DIRECCIÓN (TABLA 3-21 DEL MCDP)
Número de Carriles en
ambas direcciones
LD2
2 50
4 45
6 o más 50
Para el diseño se consideró un valor típico de 0,50.
2 Porcentaje de camiones en el carril del diseño
17
8.2 FACTOR DE DISTRIBUCIÓN POR CARRIL
Se define por el carril de diseño que recibe el mayor número de ESAL’s. Para un camino de dos carriles,
cualquiera de las dos puede ser el carril de diseño, ya que el tránsito por dirección forzosamente se
canaliza por ese carril.
La siguiente tabla corresponde a los valores presentados en el MCDP.
TABLA 11: FACTOR DE DISTRIBUCIÓN POR CARRIL
Número de carriles en una
sola dirección
LC
1 1,00
2 0,80 – 1,00
3 0,60 – 0,80
4 0,50 – 0,75
Para el diseño se ha considerado en los cálculos un factor carril de 0,90, dado que a pesar de que la vía se
proyecta con solo un carril por sentido.
8.3 EJES EQUIVALENTES DE DISEÑO
Para tener en cuenta las diferencias de los factores carril y sentido, el tránsito que circula por los
pavimentos se transforman en lo que se denomina Eje Simple de Carga Equivalente, ESAL. El uso de los
ESALs permite determinar el daño relativo del paso de un tipo de eje y carga cualquiera, en relación con
el daño que produce un eje estándar, en términos generales 1 ESAL corresponde al daño que provoca un
eje simple de 80 kN (18 000 lb), entonces el diseño estructural se basa en la cantidad total de pasadas de
ejes de carga estándar (ejes equivalentes) durante el periodo de diseño.
Con base en las suposiciones indicadas anteriormente y para obtener el tránsito de diseño de la vía y
estimar los ejes equivalente simples de 8,2 toneladas se utilizaron los factores camión recomendados en
el oficio DVOP-021-2009. Estos factores son los indicados en la Tabla 12.
18
TABLA 12: VALORES DE EJES EQUIVALENTES
Tipo Factor eje
equivalente
Liviano PASAJ. 0,005
C. LIV. 0,020
Pesado BUSES 1,710
2 EJES 0,630
3 EJES 1,280
5 EJES 2,380
Con base en la información presentada anteriormente, se determina el tránsito de diseño para la
ampliación en un período de 10 años, considerando que el proyecto corresponde con una Reconstrucción.
Para este período de diseño se consideraron los valores de TPD, tasa de crecimiento y distribución
vehicular, descritos anteriormente. Así pues, el tránsito de diseño de los carriles de acceso al Proyecto es:
Calle ESAL’s
6-02-007 42 024
DISEÑO DEL PAVIMENTO
Para llevar a cabo el diseño de los pavimentos de la calle 6-02-007, se utilizó el método AASHTO 1993.
Una vez finalizado el diseño mediante el método indicado, el mismo fue verificado por medio de criterios
mecanísticos – empíricos y utilizando la fórmula de transferencia indicadas en los oficios MOPT DVOP-
5170-07 y DVOP-6152-07.
El método de la AASHTO para el diseño de pavimentos es un método semi- empírico que en gran parte
se basa en los resultados del AASHO Road Test, prueba realizada en Illinois, Estados Unidos a finales de
los años 50 y a principios de los 60. Este método toma en cuenta, entre otras cosas, los siguientes aspectos:
cantidad de tránsito, características de la subrasante, condiciones climáticas y de drenaje, cambio en las
condiciones de servicio de la estructura y variabilidad asociada a materiales, tránsito y desempeño.
9.1 METODOLOGÍA AASHTO 1993 PAVIMENTO FLEXIBLE
Para el caso del diseño del pavimento flexible es necesario primero obtener un parámetro denominado
número estructural y luego proceder a diseñar los espesores de las distintas capas utilizando los
coeficientes asociados los distintos materiales. La ecuación necesaria para el cálculo del número
estructural es:
19
𝑙𝑜𝑔10𝑊18 = 𝑧𝑅 ∗ 𝑆0 + 9.36 ∗ 𝑙𝑜𝑔10(𝑆𝑁 + 1) − 0.20 +𝑙𝑜𝑔10 [
∆𝑃𝑆𝐼4.2 − 1.5
]
0.40 +1094
(𝑆𝑁 + 1)5.19
+ 2.32 ∗ 𝑙𝑜𝑔10𝑀𝑅 − 8.07
En dónde:
𝑊18 =Número estimado de ESALs (tránsito)
𝑧𝑅 =Desviación normal estándar correspondiente a un nivel de confiabilidad
𝑆0 =Desviación estándar
𝑆𝑁 =Número estructural
∆𝑃𝑆𝐼 = Pérdida en las condiciones de servicio
𝑀𝑅 =Módulo resilente de la subrasante
Por otra parte, la ecuación utilizada en el diseño de los espesores es:
𝑆𝑁 = 𝑎1 𝐷1 + 𝑎2
𝑚2 𝐷2 + 𝑎3
𝑚3 𝐷3
𝑎i =Coeficiente estructural
𝑚i =Coeficiente de drenaje
𝐷i =Espesor de la capa
9.1.1 PERIODO DE DISEÑO
Se recomiendan periodos de diseño de la siguiente forma:
TABLA 13: PERIODOS DE DISEÑO (TABLA 7-1 DEL MCDP)
Tipo de carretera Período de Diseño
Autopista regional 20 – 40 años
Troncales suburbanas 15 – 30 años
Troncales rurales
Colectoras suburbanas 10 – 20 años
Colectoras rurales
Para el diseño se considera un periodo de diseño de 10 años.
20
9.1.2 CONFIABILIDAD (R)
Este valor se refiere al grado de seguridad o veracidad de que el diseño de la estructura de un pavimento,
puede llegar al fin de su periodo de diseño en buenas condiciones.
La valoración de este parámetro se puede realizar basado en la siguiente tabla, para la cual se definieron
los valores para la Ruta Municipal.
TABLA 14: PARÁMETRO DE CONFIABILIDAD
Tipo de Camino Zonas Urbanas Zonas Rurales
Autopista 85 – 99,9 80 – 99,9
Primaria 80 – 99 75 – 99
Secundaria 80 – 95 75 – 99
Vecinales 50 – 80 50 – 80
Para ambos casos se adoptó un valor medio de 70% de Confiabilidad.
Confiabilidad Vs Curva estandarizada
de confiabilidad
R (%) Zr R (%) Zr
50 0 93 -1,476
60 -0,253 94 -1,555
70 -0,524 95 -1,645
75 -0,674 96 -1,751
80 -0,841 97 -1,881
85 -1,037 98 -2,054
90 -1,282 99 -2,327
91 -1,340 99,9 -3,090
92 -1,405 99,99 -3,750
Para el análisis se consideró un valor R=70%, para una curva estandarizada para confiabilidad R, Zr = -
0,524.
9.1.3 SERVICIABILIDAD (ΔPSI)
Es la capacidad que tiene una estructura de servir al tipo y volumen de tránsito para el cual fue diseñado.
El índice de serviciabilidad se califica entre 0 (malas condiciones) y 5 (perfectas).
21
Para el diseño de pavimentos debe asumirse la serviciabilidad inicial (Po) y final (Pt); la primera en
función directa del diseño de la estructura del pavimento y de la calidad con que se construye la carretera
y la segunda en función de la categoría del camino. Los valores recomendados son:
TABLA 15: INDICE DE SERVICIABILIDAD
Serviciabilidad Categoría Valor
Inicial (Po) Pavimentos rígidos 4,50
Pavimentos flexibles 4,20
Final (Pt) Caminos principales 2,50 o más
Caminos de tránsito menor 2,00
A pesar de que la Ruta Municipal pertenece a una categoría de tránsito menor, se procedió a unificar el
índice de serviciabilidad con el de la Ruta 21, dado que es una conexión directa y puede tener una
influencia importante.
Para el diseño se consideró entonces un valor de Po = 4,20 y de Pt = 2,00, para la determinación de un
valor de perdida de serviciabilidad (ΔPSI=Po-Pt) de 2,20.
9.1.4 DESVIACIÓN ESTÁNDAR (SO)
El conjunto total de la desviación estándar se recomienda utilizar los valores comprendidos dentro de
los intervalos siguientes:
TABLA 16: VALORES DESVIACIÓN ESTÁNDAR SO
Categoría Valores
Pavimento flexible 0,40 – 0,50
Construcción nueva 0,35 – 0,40
Sobre-capas 0,50
Para el diseño de consideró el valor de So = 0,45.
9.1.5 NÚMERO ESTRUCTURAL (SN)
Para la determinación del número estructural se usa una serie de ábacos que determina el valor para
cada una de las capas considerando siempre el Módulo de Resilencia (Mr) de la capa inmediatamente
inferior.
22
FIGURA 1: ESPESORES EN FUNCIÓN DEL NÚMERO ESTRUCTURAL (SN)
Luego de una serie de iteraciones, se determinaron los valores de SN1, SN2 y SN3, para la Ruta
Municipal.
FIGURA 2: VALOR DE SN3
23
FIGURA 3: VALOR DE SN2
FIGURA 4: VALOR DE SN1
Los valores de SN obtenidos para la Calle 6-02-009 son:
SN1 = 0,97
SN2 = 1,34
SN3 = 2,20
24
Para la determinación de la estructura de pavimento, es necesario considerar que los valores mínimos
recomendados para cada una de las capas deben ser de acuerdo a la siguiente tabla:
TABLA 17: RECOMENDACIÓN DE ESPESORES DE CAPAS
Número de ESAL’s Capas Asfálticas (cm) Capa Granular (cm)
Menos de 50 000 3,00 10,0
50 000 – 150 000 5,00 10,0
150 000 – 500 000 6,50 10,0
500 000 – 2 000 000 7,50 15,0
2 000 000 – 7 000 000 9,00 15,0
Más de 7 000 000 10,0 15,0
El espesor de D1 debe ser:
𝐷 ≥𝑆𝑁1
𝑎1= (pulg)
𝑆𝑁1∗ = 𝑎1𝑥𝐷1
∗
SN1*+SN2* > SN2
El espesor de D2 debe ser:
𝐷2∗ ≥
𝑆𝑁2∗
𝑎2∙ 𝑚2 (pulg)
SN3* = SN3-(SN2*+SN1*)
El espesor de D3 debe ser:
𝐷3∗ ≥
𝑆𝑁3∗
𝑎3∙ 𝑚3 =(pulg)
En anexo 5 se incluye la Memoria de Cálculo de los Espesores y la Verificación de cumplimiento del
Número Estructural, mediante la ecuación:
25
9.2 RESULTADOS DEL DISEÑO
Con base en los cálculos anteriores se determinó el número estructural y se procedió con el diseño de los
espesores de la estructura del pavimento, los cuales son incorporados en la Tabla 18 para la Ruta
Municipal.
TABLA 18: ESPESORES DE LAS CAPAS DEL PAVIMENTO DE LA CALLE 6-02-009
Capa Espesores por
Diseño
Espesores mínimos
AASHTO 1993
Espesores
recomendados
Espesor Pavimento D1 5,48 cm 3,0 cm 5,5 cm
Espesor Base D2 5,37 cm 10,0 cm 15 cm
Espesor Subbase D3 15,89 cm 10,0 cm 20 cm
CONCLUSIONES
A. El terreno está conformado por materiales arcillo-limosos, con evidencia de gravas y algunos
afloramientos de tobas que dificultan la excavación con maquinaria convencional.
B. El lastre colocado en sitio, posee un espesor medio de 10cm pero que tiende a hacerse menor en
algunos de los sitios, por lo que no fue posible recuperar material para caracterización.
C. Para el diseño, se estimó un tránsito igual al 20% del reportado en la Ruta 622 del Anuario de
Información de Tránsito (AIT) 2013 vigente del MOPT.
D. Los espesores de la estructura de pavimento recomendada son:
Capa Espesores
recomendados
Espesor Pavimento D1 5,5 cm
Espesor Base D2 15 cm
Espesor Subbase D3 20 cm
RECOMENDACIONES
A. Restituir el material de lastre colocado en el sitio, por un material que cumpla con las
características mínimas solicitadas por el Manual de Especificaciones CR-2010 vigente, y
ampliarlo a los espesores recomendados del diseño.
B. Considerar la habilitación de obras de drenaje a lo largo de todo el tramo, para asegurar la vida
útil de la estructura de pavimento a colocar.
26
ANEXO 1: UBICACIÓN
S-01
S-02
S-03
S-04
S-05
S-06
S-07
S-08
S-09
PERFORACION
SIMBOLOGIA
S-01
S-02
S-03
S-04
S-05
S-06
S-07
S-08
S-09
NOMBRE
NUMERO DE HOJA
FECHA
ESCALA
N
UBICACION APROXIMADA
HOJA CARTOGRAFICA
BARRANCAS
ESCALA 1:50000
COORDENADAS CRTM05
ESCALA UBICACION 1:10000
UBICACIONAPROXIMADA EN GOOGLE
ESCALA 1:20000
CROQUIS DEL SITIO APROXIMADO
ESCALA 1:20000
PROYECTO:CALLE JUANILAMA
CLIENTE: MUNICIPALIDAD DE ESPARZA
SECTOR: ESPARZA PUNTARENAS
INFORMACION GENERAL
IIG CONSULTORES
PLANO_REFERENCIA
9/01/16
INDICADA
1/1
AP
462850
218551
CT2
CT3
CT4
CT5
CT6
CT7
CT9
CT10
CT1
CT8
PERFORACION
SIMBOLOGIA
CT2
CT3
CT4
CT5
CT6
CT7
CT9
CT10
CT1
CT8UBICACION APROXIMADA
HOJA CARTOGRAFICA
BARRANCAS
ESCALA 1:50000
COORDENADAS CRTM05
ESCALA UBICACION 1:10000
UBICACIONAPROXIMADA EN GOOGLE
ESCALA 1:20000
CROQUIS DEL SITIO APROXIMADO
ESCALA 1:20000
PROYECTO:CALLE LOMA ALTA
CLIENTE:
SECTOR
INFORMACION GENERAL
IIG CONSULTORES
PLANO_REFERENCIA
5/01/16
INDICADA
1/1
AP
462850
218551
27
ANEXO 2: REGISTRO DE CAMPO
28
ANEXO 3: ENSAYOS DE LABORATORIO
PROYECTO:
FECHA:
Nº mm
1 1/2" 38,10 100,00 76,200 76,200 100
1" 25,40 100,00 50,800 50,800 100
3/4" 19,10 100,00 38,100 38,100 100
1/2" 12,70 100,00 25,400 25,400 100
3/8" 9,52 98,82 19,100 19,100 100
4,00 4,76 95,21 12,700 12,700 100
10,00 2,00 89,99 9,520 9,520 99
40,00 0,43 83,46 4,760 4,760 95
200,00 0,08 61,65 2,000 2,000 90
0,425 0,425 83
0,075 0,075 62
35 28
56,01 58,09
21 21
59,43 59,43
10,00 0,00
2,60
39%
59
37
22 0,0 7,0 16,0 7,1
5% 29,6 7,0 89,1 73,0
34%
62% 0,0 7,1 50,0 0,0
16,0 7,1 50,0 73,0
Horizontal Línea A Línea A
0,0 4,0 25,5 4,0
25,5 4,0 120,0 73,0
Limo color café
ENSAYADO POR:
Tec. Ivannia Alpízar REVISADO POR: Msc. Ing. Alicia Alpízar Barquero
QL
Tec. Ivannia Alpízar
CALCULADO Y REGISTRADO POR:
Descripción de capa
ELABORACIÓN Y REVISIÓN
Resultado del Ensayo Limo elástico arenoso
Arena (%) Horizontal Línea U1L. Liquido igual a 50
Finos (%)
Símbolo de Grupo MH
Línea U
ASTM D4318 IP (%)
ASTM D422
Grava (%)
ASTM D2216 W (%)
ASTM D4318 LL (%)
ASTM D4318 LP (%) Horizontal Línea U
0 #¡DIV/0!
RESULTADOS
NORMA DEL ENSAYO RESULTADO DEL ENSAYO
ASTM D854 g/cm3
0 #¡DIV/0!
#¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
NÚMERO DE SONDEO HUMEDAD (%)
S-1 28%
DETERMINACIÓN %W POR SONDEO
0
ResultadosTAMIZ
% Pasando
Referencia de
muestra
Vigencia 11/06/2015
OBRA 7Calle 6-02-007
Ct 1B Calle Humo 19/12/2015
Fecha de emisión Versión
11/06/2015 3
Codigo Nº Pagina
EN-LAB-15V03 2CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
ASTM D2487-06
55,5
56,0
56,5
57,0
57,5
58,0
58,5
59,0
59,5
60,0
Po
rce
nta
je d
e h
um
ed
ad
Número de golpes
CURVA DE FLUJO
40
50
60
70
80
90
100
110
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Po
rce
nta
je p
asan
do
Apertura del tamiz (mm)
CURVA GRANULOMÉTRICA
D10
D30
D60
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CARTA DE PLASTICIDAD
Índ
ice d
ep
last
icid
ad(I
P)
Límite líquido (LL)
ML o OLCL-ML
MH o OH
20 30 40 50
PROYECTO:
FECHA:
Nº mm
1 1/2" 38,10 100,00 76,200 76,200 100
1" 25,40 100,00 50,800 50,800 100
3/4" 19,10 100,00 38,100 38,100 100
1/2" 12,70 100,00 25,400 25,400 100
3/8" 9,52 100,00 19,100 19,100 100
4,00 4,76 98,51 12,700 12,700 100
10,00 2,00 96,61 9,520 9,520 100
40,00 0,43 93,42 4,760 4,760 99
200,00 0,08 72,56 2,000 2,000 97
0,425 0,425 93
0,075 0,075 73
30 22
44,94 46,92
15 15
49,11 49,11
10,00 0,00
2,60
32%
46
39
7 0,0 7,0 16,0 7,1
1% 29,6 7,0 89,1 73,0
26%
73% 0,0 7,1 50,0 0,0
16,0 7,1 50,0 73,0
Horizontal Línea A Línea A
0,0 4,0 25,5 4,0
25,5 4,0 120,0 73,0
ENSAYADO POR:
Tec. Ivannia Alpízar REVISADO POR: Msc. Ing. Alicia Alpízar Barquero
QL
CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
ASTM D2487-06Fecha de emisión Versión
11/06/2015 3
Codigo Nº Pagina
EN-LAB-15V03 2
Referencia de
muestra
Vigencia 11/06/2015
OBRA 7Calle 6-02-007
Ct 4B Calle Humo 19/12/2015
ResultadosTAMIZ
% Pasando
NÚMERO DE SONDEO HUMEDAD (%)
S-1 28%
DETERMINACIÓN %W POR SONDEO
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
RESULTADOS
NORMA DEL ENSAYO RESULTADO DEL ENSAYO
ASTM D854 g/cm3
0 #¡DIV/0!
ASTM D2216 W (%)
ASTM D4318 LL (%)
ASTM D4318 LP (%) Horizontal Línea U
Arena (%) Horizontal Línea U1L. Liquido igual a 50
Finos (%)
Símbolo de Grupo ML
Línea U
ASTM D4318 IP (%)
ASTM D422
Grava (%)
Descripción de capa
ELABORACIÓN Y REVISIÓN
Resultado del Ensayo Limo arenoso
Tec. Ivannia Alpízar
CALCULADO Y REGISTRADO POR:
57,5
58,0
58,5
59,0
59,5
60,0
60,5
61,0
61,5
62,0
62,5
Po
rce
nta
je d
e h
um
ed
ad
Número de golpes
CURVA DE FLUJO
40
50
60
70
80
90
100
110
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Po
rce
nta
je p
asan
do
Apertura del tamiz (mm)
CURVA GRANULOMÉTRICA
D10
D30
D60
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CARTA DE PLASTICIDAD
Índ
ice d
ep
last
icid
ad(I
P)
Límite líquido (LL)
ML o OLCL-ML
MH o OH
20 30 40 50
PROYECTO:
FECHA:
Nº mm
1 1/2" 38,10 100,00 76,200 76,200 100
1" 25,40 100,00 50,800 50,800 100
3/4" 19,10 100,00 38,100 38,100 100
1/2" 12,70 98,79 25,400 25,400 100
3/8" 9,52 98,79 19,100 19,100 100
4,00 4,76 96,65 12,700 12,700 99
10,00 2,00 94,23 9,520 9,520 99
40,00 0,43 88,19 4,760 4,760 97
200,00 0,08 57,49 2,000 2,000 94
0,425 0,425 88
0,075 0,075 57
30 24
57,82 59,20
17 17
61,94 61,94
10,00 0,00
2,60
46%
59
44
15 0,0 7,0 16,0 7,1
3% 29,6 7,0 89,1 73,0
39%
57% 0,0 7,1 50,0 0,0
16,0 7,1 50,0 73,0
Horizontal Línea A Línea A
0,0 4,0 25,5 4,0
25,5 4,0 120,0 73,0
Limo color café
ENSAYADO POR:
Tec. Ivannia Alpízar REVISADO POR: Msc. Ing. Alicia Alpízar Barquero
QL
Tec. Ivannia Alpízar
CALCULADO Y REGISTRADO POR:
Descripción de capa
ELABORACIÓN Y REVISIÓN
Resultado del Ensayo Limo elástico arenoso
Arena (%) Horizontal Línea U1L. Liquido igual a 50
Finos (%)
Símbolo de Grupo MH
Línea U
ASTM D4318 IP (%)
ASTM D422
Grava (%)
ASTM D2216 W (%)
ASTM D4318 LL (%)
ASTM D4318 LP (%) Horizontal Línea U
0 #¡DIV/0!
RESULTADOS
NORMA DEL ENSAYO RESULTADO DEL ENSAYO
ASTM D854 g/cm3
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
DETERMINACIÓN %W POR SONDEONÚMERO DE SONDEO HUMEDAD (%)
S-1 28%
ResultadosTAMIZ
% Pasando
Ct 6B Calle Humo 19/12/2015Referencia de
muestra
Vigencia 11/06/2015
OBRA 7Calle 6-02-007
Fecha de emisión Versión
11/06/2015 3
Codigo Nº Pagina
EN-LAB-15V03 2CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
ASTM D2487-06
57,5
58,0
58,5
59,0
59,5
60,0
60,5
61,0
61,5
62,0
62,5
Po
rce
nta
je d
e h
um
ed
ad
Número de golpes
CURVA DE FLUJO
40
50
60
70
80
90
100
110
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Po
rce
nta
je p
asan
do
Apertura del tamiz (mm)
CURVA GRANULOMÉTRICA
D10
D30
D60
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CARTA DE PLASTICIDAD
Índ
ice d
ep
last
icid
ad(I
P)
Límite líquido (LL)
ML o OLCL-ML
MH o OH
20 30 40 50
PROYECTO:
FECHA:
Nº mm
1 1/2" 38,10 100,00 76,200 76,200 100
1" 25,40 100,00 50,800 50,800 100
3/4" 19,10 100,00 38,100 38,100 100
1/2" 12,70 100,00 25,400 25,400 100
3/8" 9,52 100,00 19,100 19,100 100
4,00 4,76 98,51 12,700 12,700 100
10,00 2,00 96,61 9,520 9,520 100
40,00 0,43 93,43 4,760 4,760 99
200,00 0,08 72,59 2,000 2,000 97
0,425 0,425 93
0,075 0,075 73
34 28
35,12 35,87
19 19
37,28 37,28
10,00 0,00
2,60
32%
36
23
13 0,0 7,0 16,0 7,1
1% 29,6 7,0 89,1 73,0
26%
73% 0,0 7,1 50,0 0,0
16,0 7,1 50,0 73,0
Horizontal Línea A Línea A
0,0 4,0 25,5 4,0
25,5 4,0 120,0 73,0
Limo color café
ENSAYADO POR:
Tec. Ivannia Alpízar REVISADO POR: Msc. Ing. Alicia Alpízar Barquero
QL
Tec. Ivannia Alpízar
CALCULADO Y REGISTRADO POR:
Descripción de capa
ELABORACIÓN Y REVISIÓN
Resultado del Ensayo Arcilla ligera arenosa
Arena (%) Horizontal Línea U1L. Liquido igual a 50
Finos (%)
Símbolo de Grupo CL
Línea U
ASTM D4318 IP (%)
ASTM D422
Grava (%)
ASTM D2216 W (%)
ASTM D4318 LL (%)
ASTM D4318 LP (%) Horizontal Línea U
0 #¡DIV/0!
RESULTADOS
NORMA DEL ENSAYO RESULTADO DEL ENSAYO
ASTM D854 g/cm3
0 #¡DIV/0!
#¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
NÚMERO DE SONDEO HUMEDAD (%)
S-1 28%
DETERMINACIÓN %W POR SONDEO
0
ResultadosTAMIZ
% Pasando
Referencia de
muestra
Vigencia 11/06/2015
OBRA 7Calle 6-02-007
Ct 7B Calle Humo 19/12/2015
Fecha de emisión Versión
11/06/2015 3
Codigo Nº Pagina
EN-LAB-15V03 2CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
ASTM D2487-06
35,0
35,5
36,0
36,5
37,0
37,5
Po
rce
nta
je d
e h
um
ed
ad
Número de golpes
CURVA DE FLUJO
40
50
60
70
80
90
100
110
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Po
rce
nta
je p
asan
do
Apertura del tamiz (mm)
CURVA GRANULOMÉTRICA
D10
D30
D60
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CARTA DE PLASTICIDAD
Índ
ice d
ep
last
icid
ad(I
P)
Límite líquido (LL)
ML o OLCL-ML
MH o OH
20 30 40 50
PROYECTO:
FECHA:
Nº mm
1 1/2" 38,10 100,00 76,200 76,200 100
1" 25,40 100,00 50,800 50,800 100
3/4" 19,10 100,00 38,100 38,100 100
1/2" 12,70 100,00 25,400 25,400 100
3/8" 9,52 99,63 19,100 19,100 100
4,00 4,76 96,23 12,700 12,700 100
10,00 2,00 90,29 9,520 9,520 100
40,00 0,43 84,11 4,760 4,760 96
200,00 0,08 80,04 2,000 2,000 90
0,425 0,425 84
0,075 0,075 80
33 26
53,51 56,29
17 17
60,53 60,53
10,00 0,00
2,60
26%
57
36
21 0,0 7,0 16,0 7,1
4% 29,6 7,0 89,1 73,0
16%
80% 0,0 7,1 50,0 0,0
16,0 7,1 50,0 73,0
Horizontal Línea A Línea A
0,0 4,0 25,5 4,0
25,5 4,0 120,0 73,0
Limo color café
ENSAYADO POR:
Tec. Ivannia Alpízar REVISADO POR: Msc. Ing. Alicia Alpízar Barquero
QL
Tec. Ivannia Alpízar
CALCULADO Y REGISTRADO POR:
Descripción de capa
ELABORACIÓN Y REVISIÓN
Resultado del Ensayo Limo elástico arenoso
Arena (%) Horizontal Línea U1L. Liquido igual a 50
Finos (%)
Símbolo de Grupo MH
Línea U
ASTM D4318 IP (%)
ASTM D422
Grava (%)
ASTM D2216 W (%)
ASTM D4318 LL (%)
ASTM D4318 LP (%) Horizontal Línea U
0 #¡DIV/0!
RESULTADOS
NORMA DEL ENSAYO RESULTADO DEL ENSAYO
ASTM D854 g/cm3
0 #¡DIV/0!
#¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
NÚMERO DE SONDEO HUMEDAD (%)
S-1 28%
DETERMINACIÓN %W POR SONDEO
0
ResultadosTAMIZ
% Pasando
Referencia de
muestra
Vigencia 11/06/2015
OBRA 7Calle 6-02-007
Ct 9A Calle Humo 19/12/2015
Fecha de emisión Versión
11/06/2015 3
Codigo Nº Pagina
EN-LAB-15V03 2CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
ASTM D2487-06
53,0
54,0
55,0
56,0
57,0
58,0
59,0
60,0
61,0
Po
rce
nta
je d
e h
um
ed
ad
Número de golpes
CURVA DE FLUJO
40
50
60
70
80
90
100
110
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Po
rce
nta
je p
asan
do
Apertura del tamiz (mm)
CURVA GRANULOMÉTRICA
D10
D30
D60
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CARTA DE PLASTICIDAD
Índ
ice d
ep
last
icid
ad(I
P)
Límite líquido (LL)
ML o OLCL-ML
MH o OH
20 30 40 50
PROYECTO:
FECHA:
Nº mm
1 1/2" 38,10 100,00 76,200 76,200 100
1" 25,40 100,00 50,800 50,800 100
3/4" 19,10 100,00 38,100 38,100 100
1/2" 12,70 97,44 25,400 25,400 100
3/8" 9,52 96,64 19,100 19,100 100
4,00 4,76 92,61 12,700 12,700 97
10,00 2,00 82,18 9,520 9,520 97
40,00 0,43 67,65 4,760 4,760 93
200,00 0,08 47,02 2,000 2,000 82
0,425 0,425 68
0,075 0,075 47
30 24
47,96 49,44
15 15
51,91 51,91
10,00 0,00
#¡DIV/0!
28%
49
35
14 0,0 7,0 16,0 7,1
7% 29,6 7,0 89,1 73,0
46%
47% 0,0 7,1 50,0 0,0
16,0 7,1 50,0 73,0
Horizontal Línea A Línea A
0,0 4,0 25,5 4,0
25,5 4,0 120,0 73,0
Limo color café
ENSAYADO POR:
Tec. Ivannia Alpízar REVISADO POR: Msc. Ing. Alicia Alpízar Barquero
QL
Tec. Ivannia Alpízar
CALCULADO Y REGISTRADO POR:
Descripción de capa
ELABORACIÓN Y REVISIÓN
Resultado del Ensayo Arena limosa
Arena (%) Horizontal Línea U1L. Liquido igual a 50
Finos (%)
Símbolo de Grupo SM
Línea U
ASTM D4318 IP (%)
ASTM D422
Grava (%)
ASTM D2216 W (%)
ASTM D4318 LL (%)
ASTM D4318 LP (%) Horizontal Línea U
0 #¡DIV/0!
RESULTADOS
NORMA DEL ENSAYO RESULTADO DEL ENSAYO
ASTM D854 g/cm3
0 #¡DIV/0!
#¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
NÚMERO DE SONDEO HUMEDAD (%)
S-1 28%
DETERMINACIÓN %W POR SONDEO
0
ResultadosTAMIZ
% Pasando
Referencia de
muestra
Vigencia 11/06/2015
OBRA 7Calle 6-02-007
Ct 11B Calle Humo 19/12/2015
Fecha de emisión Versión
11/06/2015 3
Codigo Nº Pagina
EN-LAB-15V03 2CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
ASTM D2487-06
47,5
48,0
48,5
49,0
49,5
50,0
50,5
51,0
51,5
52,0
52,5
Po
rce
nta
je d
e h
um
ed
ad
Número de golpes
CURVA DE FLUJO
40
50
60
70
80
90
100
110
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Po
rce
nta
je p
asan
do
Apertura del tamiz (mm)
CURVA GRANULOMÉTRICA
D10
D30
D60
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CARTA DE PLASTICIDAD
Índ
ice d
ep
last
icid
ad(I
P)
Límite líquido (LL)
ML o OLCL-ML
MH o OH
20 30 40 50
PROYECTO:
FECHA:
Nº mm
1 1/2" 38,10 100,00 76,200 76,200 100
1" 25,40 100,00 50,800 50,800 100
3/4" 19,10 100,00 38,100 38,100 100
1/2" 12,70 97,75 25,400 25,400 100
3/8" 9,52 95,58 19,100 19,100 100
4,00 4,76 85,41 12,700 12,700 98
10,00 2,00 72,10 9,520 9,520 96
40,00 0,43 55,43 4,760 4,760 85
200,00 0,08 27,86 2,000 2,000 72
0,425 0,425 55
0,075 0,075 28
24 20
36,17 36,90
15 15
38,18 38,18
10,00 0,00
2,51
28%
36
30
6 0,0 7,0 16,0 7,1
14% 29,6 7,0 89,1 73,0
58%
28% 0,0 7,1 50,0 0,0
16,0 7,1 50,0 73,0
Horizontal Línea A Línea A
0,0 4,0 25,5 4,0
25,5 4,0 120,0 73,0
Limo color café
ENSAYADO POR:
Tec. Ivannia Alpízar REVISADO POR: Msc. Ing. Alicia Alpízar Barquero
QL
Tec. Ivannia Alpízar
CALCULADO Y REGISTRADO POR:
Descripción de capa
ELABORACIÓN Y REVISIÓN
Resultado del Ensayo Arena limosa
Arena (%) Horizontal Línea U1L. Liquido igual a 50
Finos (%)
Símbolo de Grupo SM
Línea U
ASTM D4318 IP (%)
ASTM D422
Grava (%)
ASTM D2216 W (%)
ASTM D4318 LL (%)
ASTM D4318 LP (%) Horizontal Línea U
0 #¡DIV/0!
RESULTADOS
NORMA DEL ENSAYO RESULTADO DEL ENSAYO
ASTM D854 g/cm3
0 #¡DIV/0!
#¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
0 #¡DIV/0!
NÚMERO DE SONDEO HUMEDAD (%)
S-1 28%
DETERMINACIÓN %W POR SONDEO
0
ResultadosTAMIZ
% Pasando
Referencia de
muestra
Vigencia 11/06/2015
OBRA 7Calle 6-02-007
Ct 14B Calle Humo 19/12/2015
Fecha de emisión Versión
11/06/2015 3
Codigo Nº Pagina
EN-LAB-15V03 2CLASIFICACIÓN DE SUELOS SUCS
ASTM D2487-06
36,0
36,5
37,0
37,5
38,0
38,5
Po
rce
nta
je d
e h
um
ed
ad
Número de golpes
CURVA DE FLUJO
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
0,01 0,10 1,00 10,00 100,00
Po
rce
nta
je p
asan
do
Apertura del tamiz (mm)
CURVA GRANULOMÉTRICA
D10
D30
D60
0
10
20
30
40
50
60
70
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CARTA DE PLASTICIDAD
Índ
ice d
ep
last
icid
ad(I
P)
Límite líquido (LL)
ML o OLCL-ML
MH o OH
20 30 40 50
32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37 37.5 38 38.5 39 39.5 40
1.3
1.31
1.32
1.33
1.34
1.35
1.36
1.37
1.38
1.39
1.4
1.41(34.6,1.404)
Humedad %
Densid
ad s
eca T
n/m
³
Hoja de cálculos
Página 1 de 1.
D1.- Capacidad del molde cm³ 957.7
D2.- Compactación ------
D3.- Material no utilizado % ------
H U M E D A D
D5.- Punto número 1 2 3 4
D6.- Referencia de la tara m5 m1 m19 m4
D7.- Tara + Suelo + Agua gr 415.84 437.19 473.61 489.03
D8.- Tara + Suelo gr 330.37 346.65 365.69 373.54
D9.- Tara gr 69.42 87.28 78.51 84.38
D10.- Suelo gr 261.0 259.4 287.2 289.2
D11.- Agua gr 85.5 90.5 107.9 115.5
D12.- Humedad % 32.8 34.9 37.6 39.9
D E N S I D A D
D14.- Agua añadida % 6 8 10 12
D15.- Molde + Suleo + Agua gr 5910 5963 5925 5897
D16.- Molde gr 4151 4151 4151 4151
D17.- Suelo + Agua gr 1759.0 1812.0 1774.0 1746.0
D18.- Suelo gr 1324.5 1343.2 1289.2 1248.0
D19.- Densidad gr/cm³ 1.383 1.403 1.346 1.303
D20.- Obligar a que Densidad máxima sea gr/cm³ ------
D21.- Obligar a que Humedad 'optima sea % ------
D22.- Marcar los puntos en la grafica final (S/N) S
D23.- CURVA: S=Spline, P=Polinomio S
D24.- Modelo de impresion (1=Con grafica, 2=Un cuadro solo) (1 ó 2) 1
Densidad máxima 1.404 Tn/m³ Humedad óptima 34.6 %
31.1 31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 35 35.5 36 36.5 37 37.5 38 38.5 39 39.5 40 40.5 41 41.5 42 42.5
1.25
1.26
1.27
1.28
1.29
1.3
1.31
1.32
1.33
1.34
1.35
1.36
1.37(34.5,1.365)
Humedad %
Densid
ad s
eca T
n/m
³
Hoja de cálculos
Página 1 de 1.
D1.- Capacidad del molde cm³ 957.7
D2.- Compactación ------
D3.- Material no utilizado % ------
H U M E D A D
D5.- Punto número 1 2 3 4 5
D6.- Referencia de la tara m7 m10 m19 m4 31
D7.- Tara + Suelo + Agua gr 378.84 386.60 342.78 443.29 353.79
D8.- Tara + Suelo gr 306.84 310.03 271.69 342.33 251.95
D9.- Tara gr 79.10 87.00 78.50 84.39 11.50
D10.- Suelo gr 227.7 223.0 193.2 257.9 240.4
D11.- Agua gr 72.0 76.6 71.1 101.0 101.8
D12.- Humedad % 31.6 34.3 36.8 39.2 42.3
D E N S I D A D
D14.- Agua añadida % 5 7 9 11 13
D15.- Molde + Suleo + Agua gr 5822 5906 5913 5890 5858
D16.- Molde gr 4151 4151 4151 4151 4151
D17.- Suelo + Agua gr 1671.0 1755.0 1762.0 1739.0 1707.0
D18.- Suelo gr 1269.8 1306.8 1288.0 1249.3 1199.6
D19.- Densidad gr/cm³ 1.326 1.365 1.345 1.304 1.253
D20.- Obligar a que Densidad máxima sea gr/cm³ ------
D21.- Obligar a que Humedad 'optima sea % ------
D22.- Marcar los puntos en la grafica final (S/N) S
D23.- CURVA: S=Spline, P=Polinomio S
D24.- Modelo de impresion (1=Con grafica, 2=Un cuadro solo) (1 ó 2) 1
Densidad máxima 1.365 Tn/m³ Humedad óptima 34.5 %
24.7 25 25.5 26 26.5 27 27.5 28 28.5 29 29.5 30 30.5 31 31.5 32
1.46
1.47
1.48
1.49
1.5
1.51
1.52
1.53
1.54
1.55
1.56
1.57(25.7,1.571)
Humedad %
Densid
ad s
eca T
n/m
³
Hoja de cálculos
Página 1 de 1.
D1.- Capacidad del molde cm³ 957.7
D2.- Compactación ------
D3.- Material no utilizado % ------
H U M E D A D
D5.- Punto número 1 2 3 4
D6.- Referencia de la tara m6 m1 m7 m8
D7.- Tara + Suelo + Agua gr 463.21 438.16 414.14 435.41
D8.- Tara + Suelo gr 387.16 364.36 335.84 348.03
D9.- Tara gr 82.92 87.27 79.11 71.89
D10.- Suelo gr 304.2 277.1 256.7 276.1
D11.- Agua gr 76.0 73.8 78.3 87.4
D12.- Humedad % 25.0 26.6 30.5 31.7
D E N S I D A D
D14.- Agua añadida % 4 6 8 10
D15.- Molde + Suleo + Agua gr 6027 6048 6024 5990
D16.- Molde gr 4151 4151 4151 4151
D17.- Suelo + Agua gr 1876.0 1897.0 1873.0 1839.0
D18.- Suelo gr 1500.8 1498.4 1435.2 1396.4
D19.- Densidad gr/cm³ 1.567 1.565 1.499 1.458
D20.- Obligar a que Densidad máxima sea gr/cm³ ------
D21.- Obligar a que Humedad 'optima sea % ------
D22.- Marcar los puntos en la grafica final (S/N) S
D23.- CURVA: S=Spline, P=Polinomio S
D24.- Modelo de impresion (1=Con grafica, 2=Un cuadro solo) (1 ó 2) 1
Densidad máxima 1.571 Tn/m³ Humedad óptima 25.7 %
IMNSA INGENIEROS CONSULTORES S. A.
IMNSA INGENIEROS CONSULTORES S.A. Laboratorio de Geotecnia y Materiales
Informe de ensayo
No. Informe INF-210-2015
Fecha de emisión del informe: 21/12/2015
Nombre del cliente: IIG Consultores
Contacto por parte del cliente: Srta. Ivannia Alpízar Barquero
Proyecto: Análisis de materiales, CBR. Materiales suministrados
Ensayos Ejecutados: CBR (*)
Identificación de la muestra: IM15-196
Muestra: X Aportada por el cliente Muestreada por IMNSA
Fecha de ingreso de muestra: 8/12/2015
Condiciones de ingreso de la muestra:
Ingresan 8 sacos de material, correspondientes a 5 puntos de muestreo.
Fecha de emisión del ensayo:
21/12/2015
Dirección del cliente: San José, Costa Rica
Nota: Cuando la muestra es aportada por el cliente, los resultados deben ser relacionados únicamente con la muestra ensayada por el laboratorio. (*) Ensayo Acreditado (**) Ensayo No acreditado Según Aplique Observaciones:
Aprobado por: __________________________________ Ing. Danny Chacón Ramírez Encargado Técnico
Teléfono:2439-0682 Dirección: 150 m Este del Bar Otto en La Guácima de Alajuela RG-60 Versión 05 Página 1 de 2
-Este informe de ensayo no podrá ser reproducido en forma parcial ni total sin previa autorización de IMNSA Ingenieros Consultores -
IMNSA INGENIEROS CONSULTORES S. A.
IMNSA INGENIEROS CONSULTORES S.A. Laboratorio de Geotecnia y Materiales
Informe de ensayo
No. Informe INF-210-2015
1. Descripción de la muestra
La muestra consistió de 8 sacos de material de material suministrado por el cliente. Se tuvieron 5
puntos de análisis, para los cuales el cliente suministro el valor de la densidad máxima seca y el
respectivo valor de la humedad óptima.
2. Resumen de resultados obtenidos Se presenta el resumen de resultados obtenidos:
- CBR
Los resultados a continuación:
Cuadro 1. Resultados de ensayo de Índice de Soporte California (CBR)
Estación * Densidad
seca máxima (kg/m3)
* Humedad óptima (%)
CBR (%) 91 % de la densidad
máxima seca 95 % de la densidad
máxima seca 97 % de la densidad
máxima seca
CT1 1278.0 37.8 1.6 2.0 2.2
CT4 1315.0 36.6 2.2 2.9 3.1
CT11B 1434.0 31.8 2.2 3.6 4.0
CT6A 1365.0 34.5 1.1 1.9 2.1
CT8B 1571.0 25.7 2.6 3.2 3.9
* Nota: parámetros suministrados por el cliente.
3. Incertidumbre de la medición El laboratorio cuenta con los cálculos de incertidumbre respectivo. Se encuentra a disposición del cliente en caso de que sean requeridos. 4. Anexos Sin Anexos.
Teléfono:2439-0682 Dirección: 150 m Este del Bar Otto en La Guácima de Alajuela RG-60 Versión 05 Página 2 de 2
-Este informe de ensayo no podrá ser reproducido en forma parcial ni total sin previa autorización de IMNSA Ingenieros Consultores -
29
ANEXO 4: PERFIL GEOTECNICO
LEYENDA
Capa 1. Relleno heterogéneo.
Capa 2. Limo arenoso.
Capa 3. Arena limosa.
Capa 4. Toba meteorizada.
Calle Loma Alta. Perfil I - I
Ct-5Ct-6 Ct-7
Ct-8 Ct-9 Ct-10
0,10
0,50
2,00
75
0,10
0,50
2,00
0,10
0,50
2,00
205 90150
0,10
0,50
2,00
91
95
150
0,10
0,50
2,00
91 1,1
12070
0,10
0,50
2,00
35
0,10
0,50
2,00
2,00
0,10
0,50
2,00
Ct-2Ct-3
40
0,10
0,50
2,00
Ct-10,10
0,50
Ct-4
91
95
97
2,2
3,6
4,0
1,9
2,1
95
97
97
2,6
3,2
3,9422
2
2 2 32
30
ANEXO 5: MEMORIA DE CALCULO DISEÑO DE PAVIMENTOS
CALCULO ESALS DE DISEÑO
TPDA registro (2013) 165,8
TPDA diseño (2016) 189,58
Vida útil (años) 10
Factor de Diseño por Sentido 0,5
Factor Carril 0,9
Crecimiento Vehicular por año 4,78%
Factor de Crecimiento 12,45
Tipo Porcentaje Vehículos Factor Camión ESALs i ESALS Totales
PASAJ. 63,83% 121,0 0,01 1 2749
C. LIV. 27,66% 52,4 0,02 1 4766
BUSES 4,26% 8,1 1,71 14 62753
2 EJES 4,26% 8,1 0,63 5 23119
3 EJES 0,00% 0,0 1,28 0 0
5 EJES 0,00% 0,0 2,38 0 0
TOTALES 189,57572 93387
ESALS diseño 42.024
CALCULO NUMERO ESTRUCTURAL
Numero Estructural Requerido SN3 Subbase
Log10W18 42.024 SN3* 0,86
ZR -0,524 a3 0,11
So 0,45 m3 0,8
SNrequerido 2,20 D3 6,25 in
∆PSI 2,2 15,89 cm
MR 4350
Numero Estructural Requerido SN2 Base
Log10W18 42.024 SN2* 0,37
ZR -0,524 a2 0,14
So 0,45 m2 0,8
SNrequerido 1,34 D2 2,11 in
∆PSI 2,2 5,37 cm
MR 15000
MEMORIA DE CALCULO DISEÑO DE PAVIMENTOS CALLE 6-02-007
ELABORADOR POR: ING. ALICIA ALPIZAR BARQUERO
Memoria de Cálculo 1 de 2
Numero Estructural Requerido SN1 Carpeta
Log10W18 42.024 a1 0,45
ZR -0,524 D1 2,16 in
So 0,45 5,48 cm
SNrequerido 0,97
∆PSI 2,2
MR 30000
VERIFICACION NUMERO ESTRUCTURAL
SN teorico 1,76 < 2,20 NO CUMPLE
Espesores (cm) Teóricos Mínimos Recomendados
Carpeta (D1) 5,48 3,00 5,5
Base (D2) 5,37 10,00 15
Subbase (D3) 15,89 10,00 20
SN recomendado 2,33 > 2,20 CUMPLE
ELABORADOR POR: ING. ALICIA ALPIZAR BARQUERO
Memoria de Cálculo 2 de 2
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