UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR - .Cuadro 5.2.8 Cálculo de ejes equivalentes de diseño según el

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  • UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

    FACULTAD DE INGENIERA, CIENCIAS FSICAS Y MATEMTICA

    CARRERA DE INGENIERA CIVIL

    EVALUACION NO DESTRUCTIVA DE PAVIMENTOS MEDIANTE EL

    GEORADAR (ESPESORES DE ESTRUCTURA) CON APLICACIN EN LAS

    VIAS URBANAS DE QUITO

    TRABAJO DE GRADUACIN

    PREVIO LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIERO CIVIL OPCIN:

    SANITARIA

    AUTOR: AYALA CHASSI PAULINA JACQUELINE

    TUTOR: ING. VICENTE RODRIGO HERRERA HEREDIA

    QUITO-ECUADOR

    2013

  • ii

    DEDICATORIA

    A DIOS TODOPODEROSO: porque sin l nada soy, me ha permitido llegar a esta

    meta llenndome de bendiciones, iluminando mi camino y animndome en los

    momentos difciles.

    A MIS PADRES: mi pap, Miguel ngel Ayala Anchaluisa y a mi mam, Blanca

    Nolin Chassi Cortes; por su amor, comprensin, aliento, consejos, sacrificios, que sin

    la ayuda de ellos, este logro no hubiese sido posible.

    A MI TIA: Blanca Teresita Chango Cortes; que con sus sabios consejos fue un apoyo

    incondicional para la culminacin de mi carrera

    A MI ESPOSO: Vctor Vladimir Salguero Caicedo, por su ayuda incondicional,

    paciencia, confianza, nimo y compaa desde siempre.

    A MI HIJO: Sebastin Salguero Ayala; porque l es mi motivo para seguir adelante,

    esforzndome y luchando por ser cada da mejor.

    A MI HERMANO: Luis Miguel Ayala Chassi por la confianza que siempre me ha

    brindado, de forma incondicional.

  • iii

    AGRADECIMIENTO

    Mi ms sincero agradecimiento es para la Universidad Central del Ecuador que me

    abri las puertas para de esta manera llegar a ser un profesional en bien de la comunidad

    A mis profesores: que con todos sus conocimientos y enseanzas contribuyeron con mi

    formacin profesional.

    A mi tutor: Ing. Rodrigo Herrera, quien acept dirigirme y asesorarme junto al Ing.

    Ernesto Ortiz, Ing. Jos Jimnez quienes me asistieron en todo el transcurso de este

    trabajo, brindndome su consejera para proporcionarme informacin y sugerencias

    valiosas, que contribuyeron para la elaboracin de ste trabajo de graduacin.

    A las instalaciones del laboratorio de la EMMOP, al Seor Marcelo Pacheco, al Ing.

    Vctor Molina Director del laboratorio y dems tcnicos por la colaboracin en el

    desarrollo del presente estudio.

  • iv

  • v

    CERTIFICACIN

  • vi

    INFORME DE APROBACION DEL TRABAJO DE GRADUACIN

  • vii

    RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACIN

  • viii

    CONTENIDO

    PORTADA.i

    DEDICATORIA........ii

    AGRADECIMIENTO......iii

    AUTORIZACIN DE LA AUTORIA INTELECTUAL....iv

    CERTIFICACIN.........v

    INFORME DE APROBACIN DEL TRABAJO DE GRADUACIN....vi

    RESULTADO DEL TRABAJO DE GRADUACION..............vii

    INDICE DE CONTENIDOS.....VII

    CAPITULO1: INTRODUCCION E IMPORTANCIA

    1.1. Conceptos e importancia de los pavimentos......1

    1.2. Objetivos: generales y particular del trabajo..1

    1.3. Alcance de la evaluacin de los pavimentos en las vas.3

    1.4. Metodologa a desarrollar...3

    1.5. Zona de ubicacin y rea de influencia..4

    1.5.1 Demarcacin geogrfica5

    1.5.2- Estado actual del proyecto7

    1.6. Resea de la construccin del proyecto.7

    CAPITULO 2: ESTUDIO DEL TRFICO...9

    2.1.- Naturaleza y caractersticas9

    2.2.- Medidas del trfico...10

    2.3.- Composicin del trfico y vehculos tipo.11

    2.3.- Conteos y estaciones de trfico.13

    2.5.-Determinacin del volumen del trfico.19

    2.6.-TPDA actual y futuro para el proyecto.19

    2.7.- Ejes equivalentes y de carga del trfico..32

  • ix

    CAPITULO 3: EVALUACION DE PAVIMENTOS..37

    3.1.-Anlisis y procedimiento empleados37

    3.2. Fallas tpicas en pavimentos flexibles38

    3.3 ndice de Servicialidad...57

    3.4. Mtodos de anlisis destructivo58

    3.5. Procedimiento usado y caractersticas...59

    CAPITULO 4: EVALUACION DE LA CONDICION DEL PAVIMENTO POR

    METODOS NO DESTRUCTIVOS..83

    4.1.-Fundamentos del georadar y resultados a obtener83

    4.2.- Caractersticas del georadar.84

    4.3.- Partes del georadar...85

    4.4.-Manual (rpido) de funcionamiento del georadar.88

    4.4.1.-Configuracin del sistema..88

    4.4.2.-Inicio del sistema88

    4.4.3.-Creacin de un nuevo proyecto..89

    4.4.4.-Calibracin de la rueda de estudio.90

    4.4.5.- Filtro FIR...92

    4.4.6.-Macro archivo92

    4.4.7.- Filtro IIR...93

    4.4.8.-Saltar al archivo de parachoques94

    4.4.9.-Recoleccin de datos..95

    4.4.10.-Procesamiento de datos....96

    4.4.11.-Interpretacin interactiva.99

    4.6.-Software utilizado.....100

    4.6.1.-Caractersticas y funcionalidad..100

    4.7.-Toma de datos y registros.101

  • x

    4.8.-Analisis de datos y obtencin de resultados.103

    CAPITULO 5: REABILITACION DEL PAVIMENTO..110

    5.1. Estado funcional de los pavimentos111

    5.2.- Nivel de servicio en vas urbanas113

    5.3 Tipo de intervencin y rehabilitacin...127

    5.4.- Diseo de pavimentos: Mtodo AASHTO129

    5.5.1.- Fundamentos y datos necesarios..130

    5.4.2.- Procedimiento de diseo y materiales.134

    5.4.3.- Clculo de refuerzo.140

    5.5.- Mtodo del instituto del asfalto..149

    5.5.1.- Fundamentos y datos necesarios.149

    5.5.2.- Procedimiento de diseo y materiales.150

    5.5.3.- Clculo de refuerzo.154

    5.6.- Seleccin de diseo ms favorable.155

    CAPTULO 6: APLICACIN AL PROYECTO: PROLONGACIN DE LA AV.

    SIMN BOLVAR EN EL SECTOR DE LA GRANADOS (L = 3KM).156

    6.1.- Evaluacin del pavimento existente...156

    6.2.-Datos obtenidos con el georadar.156

    6.3.-Rehabilitacin a efectuar y estructura nueva...160

    6.4.-Preparacion de la calzada...161

    6.5.-Recapeo y refuerzo del pavimento..161

    6.6.-Tipo de tratamiento y nivelacin.163

    6.7.-Rubros, cantidad de obra y presupuesto..172

    6.4.-Especificaciones tcnicas a usar.179

  • xi

    CAPITULO 7: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES..204

    7.1.-Comparacin de los diseos de pavimentos204

    7.2.-Diseo utilizado..204

    7.3.-Cronograma de actividades e inversiones...205

    7.4.- Conclusiones y recomendaciones constructivas206

    7.5.-Anexos........209

    7.6.-Bibliografa.237

  • xii

    LISTA DE GRAFICOS.....xiii

    LISTA DE CUADROS..xiv

    LISTA DE FOTOGRAFAS....xviii

    RESUMEN TECNICO...........xix

    ABSTRACT........xx

  • xiii

    LISTA DE GRAFICOS

    Grfico 1.5.1 Demarcacin Geogrfica.4

    Grfico 2.4.1 Croquis de Estacin de Conteo Puente Lucha de los Pobres abscisa Km

    0+300......15

    Grfico 2.4.2 Croquis de Estacin de Conteo Entrada Ciudad Jardin abscisa Km

    8+200...............16

    Grfico 2.6.1 Variacin Diaria de Trfico Sur-Norte Puente Lucha de los Pobres Km

    0+300...19

    Grfico 2.6.2 Variacin Diaria de Trfico Norte-Sur Puente Lucha de los Pobres Km

    0+300...20

    Grfico 2.6.3 Variacin Diaria de Trfico Sur-Norte Entrada a Ciudad Jardin Km

    8+200...19

    Grfico 2.6.4 Variacin Diaria de Trfico Norte-Sur Entrada a Ciudad Jardin Km

    8+200...20

    Grfico 2.6.5 Composicin del Trfico Sentido Sur- Norte..22

    Grfico 2.6.6 Composicin del Trfico Sentido Norte-Sur..22

    Grfico 3.5.1 Estructura tpica del pavimento..62

    Grfico 3.5.2 Lmites de Atterberg..66

    Grfico 3.5.3 Lmite lquido de muestra N1. ..70

    Grfico 3.5.4 Lmite lquido de muestra N271

    Grfico 5.2.1 Relacin entre los niveles de servicio, la velocidad de servicio y el ndice

    De servicio.113

    Grfico 5.2.2 Deflexiones Vs Ejes de Carga Equivalente d Diseo. 116

  • xiv

    Grfico 5.4.2 baco para el Diseo del Nmero Estructural....142

    Grfico 5.5.2.1 Espesor del Recapeamiento del Concreto Asfltico.....145

    Grfico 6.6.1 Restitucin del Pavimento...166

    LISTA DE CUADROS

    Cuadro 1.5.1.1 Demarcacin Geogrfica..6

    Cuadro1.6.1 Caractersticas Tcnicas de la Va7

    Cuadro 2.3.1 Categorizacin de los vehculos.12

    Cuadro 2.4.1 Registro de Conteo de la Estacin Puente Lucha de los Pobres.17

    Cuadro2.6.1 Trfico Promedio Observado (TPO) por categora estacin Puente Lucha

    de los Pobres Km 0+300.... 19

    Cuadro2.6.2 Trfico Promedio Observado (TPO) por categora estacin Entrada a

    Ciudad Jardn Km 8+200.. 20

    Cuadro2.6.3 Clasificacin vehicular sentido Sur- Norte.... 22

    Cuadro2.6.4 Clasificacin vehicular sentido Norte-Sur..... 23

    Cuadro2.6.5 Trfico total observado para cada sentido de flujo.24

    Cuadro2.6.6 Flujo de Trfico para la Av. Simn Bolvar25

    Cuadro2.6.7 Porcentaje de vehculos por tipo..26

    Cuadro2.6.8 Tasa de crecimiento vehicular de Pichincha...28

    Cuadro2.6.9 Tasa de Promedio vehicular de Pichincha28

    Cuadro2.6.10 ndice de combustible de Pichincha..29

    Cuadro2.6.11 ndice de Crecimiento Poblacional Provincia de Pichincha.29

    Cuadro2.6.12 ndice de Crecimiento de Diseo..30

  • xv

    Cuadro2.6.13 Datos de clculo para Trfico futuro30

    Cuadro2.6.14 Datos de clculo para Trfico futuro31

    Cuadro 2.7.1 Distribucin Promedio de vehculos pesados....33

    Cuadro 2.7.2 Factor de Carga..37

    Cuadro 3.2.1 Perdida de Agregados41

    Cuadro 3.2.2 Perdida de capa de rodadura..42

    Cuadro 3.2.3 Perdida de base..43

    Cuadro 3.2.4 Perdida de base..44

    Cuadro 3.2.5 Desgaste de ridos..45

    Cuadro 3.2.6 Exposicin de agregados....46