DEDICATORIA

La concepción de este proyecto está dedicada a

mis padres, pilares fundamentales en mi vida. Sin

ellos, jamás hubiese podido conseguir lo que

hasta ahora. Su tenacidad y lucha insaciable han

hecho de ellos el gran ejemplo a seguir y destacar,

no solo para mí, sino para mis hermanos y familia

en general.

Javier Esteban Hidalgo Alvarado.

I

AGRADECIMIENTO

Los resultados de este proyecto, están dedicados

a todas aquellas personas que de alguna forma

son parte de su culminación, a mi familia por

siempre brindarme su apoyo, tanto sentimental,

como económico.

Javier Esteban Hidalgo Alvarado.

II

Yo Javier Esteban Hidalgo Alvarado, soy

responsable por el contenido expuesto en este

trabajo de investigación.

Javier Esteban Hidalgo Alvarado.

III

ÍNDICE

Dedicatoria………………………………………………………………………..…………...I

Agradecimiento………………………………………………………………………………II

Índice………………………………………………………………………………….……...IV

Introducción………………………………………………………………………………….XI

CAPÍTULO I

GENERALIDADES

1. Descripción del proyecto……………………………………………………….….......1

2. Ubicación geográfica…………………………………………………………………...2

2.1 Nabón…………………………………………………………………………………….2

2.2 Cochapata……………………………………………………………………………….2

2.3 Cantón Oña……………………………………………………………………………...2

3. Importancia y justificación……………………………………………………………..3

4. Alcance del estudio……………………………………………………………………..3

CAPÍTULO II

LEVANTAMIENTO TOPOGRÁFICO

1. Reconocimiento general del proyecto………………………………………………..4

2. Ubicación de las estaciones para la poligonal……………………………………….4

3. Levantamiento de la zona topográfica de la vía……………………………………..5

CAPÍTULO III

ESTUDIO DE SUELOS

1. Toma de muestras………………….…………………………………………………..7

1.1 Muestras en bolsas……………………………………………………………………..8

2. Ensayo de laboratorio…………………………………………………………………..8

IV

2.1 Contenido de humedad………………………………………………………………...8

2.1.1 Introducción………………………………………………………………………….9

2.1.2 Objetivo………………………………………………………………………………9

2.1.3 Equipo………………………………………………………………………………..9

2.1.4 Preparación de la Muestra…………………………………………………………9

2.1.5 Procedimiento de prueba…………………………………………………………..9

2.1.6 Cálculos…………………………………………………………………………….10

2.2 Análisis Granulométrico……………………………………………………………....11

2.2.1 Introducción………………………………………………………………………..11

2.2.2 Objetivo…………………………………………………………………………….11

2.2.3 Suelos finos………………………………………………………………………..11

2.2.4 Suelos gruesos…………………………………………………………………….12

2.3 Límite de consistencia………………………………………………………………....15

2.4 Límite Líquido……………………………………………………………...…………..17

2.4.1 Introducción………………………………………………………………………..17

2.4.2 Objetivo…………………………………………………………………………….17

2.4.3 Equipos utilizados…………………………………………………………………17

2.4.4 Ajustes y control del aparato de limite liquido………………………………….18

2.4.5 Procedimiento de la prueba……………………………………………………...19

2.4.6 Cálculos…………………………………………………………………………….19

V

2.5 Límite Plástico………………………………………………………………………….21

2.5.1 Introducción………………………………………………………………………..21

2.5.2 Objetivo…………………………………………………………………………….21

2.5.3 Equipo utilizado…………………………………………………………………...21

2.5.4 Preparación de la muestra……………………………………………………….21

2.5.5 Procedimiento……………………………………………………………………..21

2.6 Índice Plástico………………………………………………………………………….23

2.7 Grado de compactación………………………………………………………………23

2.8 Determinación del CBR……………………………………………………………….26

2.8.1 Objetivo e Introducción…………………………………………………………...26

2.8.2 Equipo a utilizar……………………………………………………………………28

2.8.3 Procedimiento……………………………………………………………………..29

3. Resultados de análisis de laboratorio………………………………………………...31

CAPÍTULO IV

ESTUDIO DE TRÁFICO Y POBLACIÓN

1. Estudio de tráfico……………………….………………………………………………74

2. Cálculo de TPDA (Trafico Promedio Diario Anual)…………………………………74

2.1 Tránsito promedio observado (TPO)…………………………………………………75

2.2 Factor Horario…………………………………………………………………………..75

2.3 Factor Diario…………………………………………………………………………….75

2.4 Factor Semanal………………………………………………………………………...76

VI

2.5 Factor Mensual…………………………………………………………………………76

2.6 Proyecciones del TPDA……………………………………………………………….77

3. Clasificación de la vía según el M.T.O.P. ………………………………………….78

4. Determinación del número de ejes equivalentes 8.2 Tn…………………………..78

4.1 Determinación del número de ejes equivalentes a 8.2 Tn considerando vehículos

pesados y livianos……………………………………………………………………..80

4.2 Determinación del número de ejes equivalentes a 8,2 Tn considerando únicamente

vehículos pesados………………………………………………………………………81

5. Conteo de tráfico ………………………………………………………………………81

CAPÍTULO V

DISEÑO HORIZONTAL Y VERTICAL DE LA VÍA

1. Alternativas…………………………………………………………………...….….….89

2. Normas de Diseño……………………………………………………………………..90

2.1 Velocidad de Diseño…………………………………………………………………...90

2.2 Velocidad de Circulación………………………………………………………………91

2.3 Distancia de visibilidad………………………………………………………………...92

2.3.1 Distancia de visibilidad de

parada……………………………………………….93

2.3.2 Distancia de visibilidad de rebasamiento……………………………………….96

2.4 Peralte………………………………………………………………………………….102

VII

2.5 Sobre ancho…………………………………………………………………………..106

2.6 Radio mínimo de curvatura………………………………………………………….109

2.7 Curvas circulares……………………………………………………………………..111

2.7.1 Curvas circulares simples………………………………………………………111

2.8 Curvas Verticales……………………………………………………………………..113

2.8.1 Curvas mínimas de curvas verticales cóncavas y convexas……………….115

2.8.2 Curvas verticales convexas…………………………………………………….115

2.8.3 Curvas verticales cóncavas…………………………………………………….116

2.9 Pendientes……………………………………………………………………………117

2.10 Taludes…………………………………………………………………………….118

2.11 Secciones transversales…………………………………………………………119

2.12 Curva de masas…………………………………………………………………..123

3. Datos de curvas horizontales……………………………………………………125

4. Datos de curvas verticales……………………………………………………….139

CAPÍTULO VI

DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES

1. Introducción………………………………………………..………………..…….…..155

2. Descripción del método de diseño………………………………………………….156

3. Variables de entrada…………………………………………………………………157

3.1 Variables de tiempo…………………………………………………………………..157

3.2 Tránsito………………………………………………………………………………...158

3.3 Confiablidad…………………………………………………………………………...158

VIII

3.4 Subrasantes expansivas o sometidas a expansión por congelación…………...158

3.5 Criterios de adopción de niveles de Serviciabilidad………………………………158

4. Parámetros de diseño………………………………………………………………..159

4.1 Periodo de diseño…………………………………………………………………….159

4.2 Confiabilidad…………………………………………………………………………..159

4.3 Desviación estándar………………………………………………………………….160

4.4 Índice de servicio……………………………………………………………………..161

4.5 Módulo de Resilencia………………………………………………………………...162

4.6 Selección del CBR de diseño……………………………………………………….162

4.7 Cálculo del número de ejes equivalentes de 8.2 Tn……………………………...164

4.8 Cálculo del Factor de Equivalencias de Cargas…………………………………..164

4.9 Cálculo de distribución de tráfico en carril de diseño…………………………….164

5. Propiedades estructurales de los materiales del pavimento…………………….165

6. Coeficiente de drenaje……………………………………………………………….167

7. Estructura del Pavimento…………………………………………………………….169

7.1 Considerando vehículos livianos y pesados………………………………………169

7.2 Considerando únicamente vehículos pesados……………………………………170

8. Capas de Pavimento obtenidas…………………………………………………….171

8.1 Funciones de los tratamientos superficiales………………………………………171

8.2 Base……………………………………………………………………………………172

8.3 Mejoramiento con suelo seleccionado y existente……………………………….173

8.4 Subrasante……………………………………………………………………………173

IX

9. Cálculos………………………………………………………………………………173

10. Fuentes de materiales………………………………………………………………176

CAPÍTULO VII

ESTUDIO HIDROLÓGICO

1. Clasificación de las estructuras de drenaje……..…………………………….

…...177

2. Drenajes longitudinal y transversal…………………………………………………

178

2.1 Cunetas y Contra cunetas……………………………………………………………178

3. Alcantarillas……………………………………………………………………………

179

4. Sistema de drenaje de la vía………………………………………………………..181

4.1 Criterios de diseño de obras de drenaje menores………………………………...181

4.2 Caudal máximo probable…………………………………………………………….181

5. Metodología de cálculo y análisis hidráulico………………………………………188

6. Ubicación, sección y longitud de alcantarillas de tubo…………………………..188

7. Cálculo de cunetas…………………………………………………………………..194

8. Cálculo de cunetas de coronación o contra cunetas…………………………….196

9. Cálculo hidrológico de drenajes con método racional…………………………...198

CAPÍTULO VIII

PRESUPUESTO

1. Presupuesto…………………………………………………………………………...203

X

2. Análisis de precios unitarios…………………………………………………………205

CAPÍTULO IX

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

1. Conclusiones………………………………………………………………..……….250

2. Recomendaciones…………………………………………………………..………...250

3. Bibliografía………………………………………………………………...…………...251

ANEXOS

Datos de sobre anchos y peraltes Anexo I.

Datos de volúmenes Anexo II.

INTRODUCCIÓN

Las comunidades rurales de Nabón - Chacay - Cochapata - Oña, han tenido en los últimos años un crecimiento poblacional y económico importante, factor derivado fundamentalmente por una constante presión demográfica, que implica igualmente que se requiera de una ampliación y mejoramiento de los servicios básicos, tales como el transporte.

XI

En este sentido y al estar enmarcado dentro de un proyecto que pretende ejecutar el Consejo Provincial del Azuay, el sistema vial rural necesita ser intervenido en términos de planificar, estructurar y ejecutar un programa de construcción, mantenimiento y mejoramiento vial, de tal manera de dotar a las vías acorde con las nuevas exigencias que contempla la población

La carretera es una faja de terreno con un plano de rodadura especialmente dispuesto para el tránsito adecuado de vehículos y está destinada a comunicar entre sí regiones y sitios poblados.

El diseño geométrico en planta o alineamiento horizontal, es la proyección sobre un plano horizontal del eje real o espacial de la carretera. En la filosofía del diseño convencional, dicho eje está constituido por una serie de tramos rectos denominados tangentes, enlazados entre sí por curvas horizontales.

Las curvas horizontales que conectan dos secciones tangentes rectas pueden ser de dos tipos: arcos circulares y espirales. Los estudios para trazado y localización de una carretera cubren 5 etapas:

1. Reconocimiento: Es un examen general del terreno para determinar la ruta o rutas posibles de unión entre los puntos primarios de control que se señalan al Ingeniero de Vías.

2. Trazado ante preliminar: Se adopta la mejor o mejores ubicaciones de la vía.

3. Trazado preliminar: Se realiza sobre la ruta escogida con aparatos de precisión para el levantamiento topográfico de una zona de terreno en la cual va a proyectarse.

4. Proyecto: Comprende los diseños en planta y en perfil del eje de la vía.

5. Localización: Consiste en las labores necesarias para transferir al terreno el eje de la vía determinado en el proyecto.

El diseño geométrico es la parte más importante dentro de un proyecto de construcción o

mejoramiento de una vía, pues allí se determina su configuración tridimensional, es decir,

la ubicación y la forma geométrica definida para los elementos de la carretera; de

manera que ésta sea funcional, segura, cómoda, estética, económica y compatible con el

medio ambiente. El diseño geométrico es aplicable tanto a carreteras como a vías

férreas e incluso a canales de navegación.

XII