UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ FACULTAD DE …repositorio.unesum.edu.ec/bitstream/53000/1402/1/UNESUM-ECUADOR-ING... · universidad estatal del sur de manabÍ facultad de

UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ

FACULTAD DE CIENCIAS TÉCNICAS

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

PREVIO LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL

TEMA:

“ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO FLEXIBLE EN

LA CALLE LA PRENSA ENTRE BY PASS Y AVENIDA LAS

ORQUÍDEAS DEL CANTÓN PORTOVIEJO”

AUTOR:

JEISSON ELÍ BRAVO TUÁREZ

TUTOR:

ING. MANUEL OCTAVIO CORDERO GARCÉS

JIPIJAPA – MANABÍ - ECUADOR

2018

I

II

CERTIFICACIÓN DE APROBACIÓN

Proyecto de investigación sometido a la consideración de la Comisión de Titulación de la

Carrera de Ingeniería Civil, Facultad de Ciencias Técnicas de la Universidad Estatal del Sur de

Manabí, como requisito parcial para obtener el título de Ingeniero Civil. TEMA: “ANÁLISIS

ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO FLEXIBLE DE LA CALLE LA PRENSA

ENTRE BY PASS Y AVENIDA LAS ORQUÍDEAS DEL CANTÓN PORTOVIEJO”.

III

IV

DEDICATORIA

El presente proyecto de investigación lo dedico a toda mi familia quienes me han brindado

motivación y afecto durante todo el proceso de mi formación como profesional, quienes me

enseñaron que con humildad y esfuerzo se pueden cumplir todos los sueños personales.

En especial quiero hacer una dedicatoria a:

Dios, por haberme brindado un seno familiar inigualable, salud y sabiduría para poder lograr

culminar con éxito mi formación profesional.

Mis Padres, Elí y Teresa quienes son el pilar fundamental durante mi corto trajinar por la

vida, quienes con su constante preocupación, dedicación y apoyo se convirtieron en mis

amigos, guías y sobre todo ejemplo a seguir para ser una persona humilde y con valores

capacitada para enfrentar duros los desafíos de la vida.

Mis Hermanos, Jonathan y Diana, por haberme brindado afecto en los momentos cuando

más los necesitaba y por su apoyo incondicional para lograr esta meta personal.

Att. Jeisson Elí Bravo Tuárez.

V

AGRADECIMIENTO

A Dios por haberme brindado la sabiduría, fuerza y salud, y guiar mi camino para poder

afrontar con fe cada una de las adversidades de la vida.

A la Universidad Estatal del Sur de Manabí, facultad de Ciencias Técnicas, carrera de

Ingeniería Civil y a todo su cuerpo de Docentes, por brindarme sus conocimientos durante mi

proceso de formación como profesional.

A mi Tutor del Proyecto de Investigación Ing. Manuel Octavio Cordero Garcés por ser el

guía idóneo que, mediante su valiosa asesoría, experiencia y predisposición de tiempo,

permitieron que el presente proyecto de investigación haya alcanzado a una exitosa y feliz

culminación.

Att. Jeisson Elí Bravo Tuárez.

VI

ÍNDICE

CONTENIDOS

PÁG

Certificación ……………………………………...……………………………………

Aprobación ………………………………………...………………………..................

Declaratoria …………………………………………...……………………………….

Dedicatoria ……………………………………………...……………………………..

Agradecimiento ……………………………………………………………………...

Índice de Contenidos ……………………………………...…………………………...

Índice de Tablas ………………………………………………………………………..

Índice de Figuras……………………………………………………………………….

Índice de Fotos ……………………………………………………..………………….

Índice de Gráficos …………………………………………………...………………...

Resumen ……………………………………………………………....……………….

Sumary …………………………………………………………………………………

I

II

III

IV

V

VI

X

XIII

XIV

XVI

XVIII

XIX

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

2. Objetivos ……………………………………...…………………..……….......

2.1.Objetivo general ……………………………..…………………….………...

2.2.Objetivo específicos…………………………..………………………...……

3. Marco teórico de la investigación ………………….………………………….

3.1.Estudio de tráfico ……………………………….……...……………………

3.1.1. Volumen de tránsito …………………………………...……………..

3.1.2. Tránsito promedio diario ……………………………………………..

1

2

2

2

3

3

4

5

VII

3.1.3. Tráfico promedio diario anual (TPDA) ……………………................

3.1.3.1.Contabilización manual …………………………............................

3.1.3.2.Contabilización automática ………………………………………..

3.1.3.3.Consideraciones generales …………………………........................

3.1.3.4.Composición del tráfico y vehículos tipo ………………………….

3.2.Suelos ………………………………………………………………………..

3.2.1. Clases de suelos ……………………………………………………....

3.2.2. Clasificación ingenieril ……………………………………………….

3.2.3. Sistema de clasificación de suelos unificados (UCSC) ………………

3.2.4. Sistema de clasificación de suelos AASTHO ………………………..

3.3.Pavimento ……………………………………………………………….......

3.3.1. Clasificación de las vías …………………...........................................

3.3.2. Estructura del pavimento flexible …………………………………….

3.4.Evaluación estructural del pavimento ………………………………….........

3.4.1. Índice de condición del pavimento (PCI) ………………………..........

3.5. Diseño de estructuras de pavimentos por método AASHTO ………….........

3.5.1. Factor regional ………………………………………………………..

3.5.2. Índice de servicio ……………………………………………………..

3.5.3. Confiabilidad (R) ……………………………………………………..

3.5.4. Desviación normal estándar (Zr) ……………………………………...

3.5.5. Desviación estándar (So) ………………………………………...........

3.5.6. Determinación del TPDA de diseño ……………………………..........

3.5.7. Factor de distribución de carril (FDC) ………………………………...

3.5.8. Cálculo del número de ejes equivalentes (ESAL’s) …………………

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VIII

4. Materiales y métodos …………………………………………………………..

4.1.Tipo de investigación ………………………………………………………..

4.2.Métodos ………………………………………….………………………….

4.3.Técnicas ………. ………………………………………………...………….

4.4.Estudio de tráfico .……………………….......................................................

4.4.1. Ubicación ……………………………………………..........................

4.4.1.1.Aforo vehicular (días)………………………………........................

4.4.1.2.Cálculo del tráfico promedio diario anual (TPDA) ……………......

4.4.1.3.Cálculo del TPDA proyectado (Tráfico Futuro) …………………..

4.5.Evaluación de la subrasante ……………………………………………........

4.5.1. Estudios de suelos …………………………………………………....

4.5.2. Ensayos de granulométrico ……………………………………..........

4.5.3. Límites de Atterberg ………………………………………………….

4.5.4. Ensayo de compactación ……………………………………………..

4.5.5. Ensayo Californian Bearing Ratio (CBR) ……………………………

4.6.Evaluación estructural del pavimento flexible ………………………………

4.6.1. Datos generales………………………………………………..............

4.6.2. Equipos utilizados en el proceso de investigación de campo ………...

4.6.3. Evaluación estructural ……………………………………………..…

4.6.3.1.Evaluación del índice de condición del pavimento flexible ..............

4.7.Diseño del pavimento flexible …………………………………………….

4.7.1. Tráfico de diseño …………………………………………………….

4.7.2. Cálculos de los ejes equivalentes (ESAL) ……………………………

4.7.3. Confiabilidad ……………………………………………………...…

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IX

4.7.4. Error estándar combinado S0 …………………………………………

4.7.5. Índice de serviciabilidad ……………………………………..………

4.7.6. Determinación del módulo de resiliencia (MR) ………………….…..

4.7.7. Determinación de los coeficientes estructurales an …………………...

4.7.8. Cálculo del número estructural (SN) …………………………………

4.7.9. Determinación de los espesores Dn …………………………………..

5. Análisis y Resultados …………………………………………………..............

5.1.Análisis de los resultados del estudio de tráfico de la vía (TPDA) ……...........

5.2.Análisis de los resultados obtenidos en los estudios de suelos ….....................

5.3.Análisis de los resultados obtenidos en la evaluación de la capa de rodadura

del pavimento flexible …………………………………………….…………

5.4.Análisis de los resultados del diseño del pavimento flexible …………………

6. Conclusiones ………………………………………………………...................

7. Recomendaciones …………………………………….......................................

8. Referencias Bibliográficas ………………………………………….................

9. Anexos ………………………………………………………………………....

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121

X

ÍNDICE DE TABLAS

CONTENIDOS

PAG.

Tabla 1.

Tabla 2.

Tabla 3.

Tabla 4.

Tabla 5.

Tabla 6.

Tabla 7.

Tabla 8.

Tabla 9.

Tabla 10.

Tabla 11.

Tabla 12.

Tabla13.

Tabla 14.

Tabla 15.

Crecimiento Anual del Tráfico …….................................................

Nacional de Pesos y Dimensiones. Tipos de Vehículos motorizados

remolques y semirremolques ………………………………………

Características de los Suelos según el SUCS………………………..

Clasificación de los Suelos AASTHO …………………………….

Clasificación funcional de las vías en base al TPDA………………

Rangos de calificación del PCI…………………………………….

Longitud de la unidad de muestreo ………………………..............

Factor regional según su precipitación anual ……………………...

Índice de servicio …………………………………………………..

Valores del nivel de confianza (R) ……………………………….

Valores de Zr en función de la confiabilidad ……………………...

Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas

(Día 1) …………………………………………………..


(Día 2) …………………………………………………..


(Día 3) …………………………………………………..


(Día 4)…………………………………………………...

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XI

Tabla 16.

Tabla 17.

Tabla 18.

Tabla 19.

Tabla 20.

Tabla 21.

Tabla 22.

Tabla 23.

Tabla 24.

Tabla 25.

Tabla 26.

Tabla 27.

Tabla 28.

Tabla 29.

Tabla 30.

Tabla 31.

Tabla 32.

Tabla 33.

Tabla 34.


(Día 5) …………………………………………………..


(Día 6) …………………………………………………..


(Día 7) …………………………………………………..

Tráfico Promedio Diario Semanal …………………………………

Tráfico Actual ……………………………………………………...

Coeficiente de Transformación a vehículo liviano …………………

Tráfico Promedio Diario Anual (TPDAd) ………………………….

Crecimiento Anual del Tráfico ……………………………………..

Proyección del TPDA asignado al Proyecto, calle La Prensa entre By

Pass y Avenida Las Orquídeas ………………………………….

Tamaño de muestra para ensayo ……………………………………

Resumen de resultados del estudio granulométrico ….……………..

Resumen de resultados del ensayo de compactación ……………….

Resumen de los resultados del ensayo CBR ………….…………….

Rangos de calificación del PCI ……………………………………..

Intervención de los Pavimentos según el PCI ………………………

Tráfico de Diseño por tipo de vehículo ……………………………..

Factor de Distribución por Carril …………….……………………..

Factor de Cargas Equivalentes ……………………………………..

Nacional de Pesos y Dimensiones. Tipos de Vehículos motorizados

remolques y semirremolques ………………………………………

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XII

Tabla 35.

Tabla 36.

Tabla 37.

Tabla 38.

Tabla 39.

Tabla 40.

Tabla 41.

Tabla 42.

Tabla 43.

Tabla 44.

Tabla 45.

Tabla 46.

Tabla 47.

Tabla 48.

Tabla 49.

Tabla 50.

Tabla 51.

Factores de equivalencias para pavimentos flexibles, ejes tándem y

Pt=2.00 ……………………………………………………………..

Factores de equivalencias para pavimentos flexibles, ejes simples y

Pt=2.00 ……………………………………………………………..

Niveles de confiabilidad para diferentes carreteras (r) ……….…….

Valores de Zr en función de la Confiabilidad ………………………

Índice de servicialidad de los pavimentos ……………………...…..

Valores de Zr en función de la confiabilidad ………………….……

Calidad del Drenaje ………………………………………………...

Valores (mi) recomendados para modificar los coeficientes de capas

granulares base y subbase, en los pavimentos flexibles …………….

Espesores mínimos (plg) …………………………………………...

Espesores del pavimento flexibles …………………………………

Tráfico Actual (Resumen) ………………………………………….

Tráfico Promedio Diario Semanal Futuro ………………………….

Resumen de Estudios de Suelos de la Perforación #1 ………………

Resumen de Estudios de Suelos de la Perforación #2 …………..…..

Condición del Pavimento Flexible “PCI” (resumen) ……………….

Estado de las Unidades de Muestreo de la Evaluación PCI …….…..

Falla Predominante en la Evaluación PCI ………………………….

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XIII

ÍNDICE DE FIGURAS

CONTENIDOS PAG.

Figura 1.

Figura 2.

Figura 3.

Figura 4.

Figura 5.

Figura 6.

Figura 7.

Figura 8.

Figura 9.

Figura 10.

Figura 11.

Figura 12

.

Figura 13.

Figura 14.

Estructura del Pavimento Flexible …………………………………

Punto de Referencia de la Ubicación de la Estación de Conteo de

Tráfico en la Calle La Prensa entre By Pass y Avenida Las Orquídeas

………………………………………………….....………………..

Ubicación de la Calle La Prensa entre By pass y Avenida Las

Orquídeas………………………………...……………………………

Gráfico de las unidades de prueba a ser evaluadas…………………….

Identificación de las fallas existentes PCI …………………………….

Cálculo del Dv en función de la densidad % según el ábaco que le

corresponde a la patología …………………………………………….

Ubicación de los valores deducidos en el formato de cálculo del PCI…

Cálculo de los Valores deducidos corregidos …………………………

Cálculo del CDV en el Abaco correspondiente………………………..

Coeficientes estructurales para capas asfálticas relacionados con varios

ensayos…………………………………………………………

Gráfica para hallar a1 en función del Módulo Resiliente………………

Variación del coeficiente a2 con diferentes parámetros de resistencia

de la Base Granular……………………………………………………

Variación del coeficiente a3 con diferentes parámetros de resistencia

de la Subbase Granular………………………………………………..

Ábaco para el cálculo del número estructural………………………….

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80

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XIV

Figura 15.

Figura 16.

Espesores de las capas del pavimento flexible de la propuesta………

Diseño de la estructura del pavimento flexible de la vía……………….

113

114

ÍNDICE DE FOTOS

CONTENIDO PAG.

Foto 1.

Foto C.1.

Foto C.2.

Foto C.3.

Foto C.4.

Foto C.5.

Foto C.6.

Foto C.7.

Foto C.8.

Foto C.9.

Foto C.10.

Toma de muestras de la calicata……………………………………….

Desprendimiento de agregados ………………………………………

Ahuellamiento….………………………………………………..……

Huecos ………………………………………………………………..

Huecos …………………………..........................................................

Desprendimiento de Agregados. ……………………………………

Huecos ……………………………………………………………..…

Huecos …………………………………………………………….….

Desprendimiento de Agregados……………………………………...

Grietas longitudinales y Transversales…………………………….….

Desprendimiento de Agregados……………………………………….

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175

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176

176

176

177

177

177

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XV

Foto C.11.

Foto C.12.

Foto C.13.

Foto C.14.

Foto E.1.

Foto E.2.

Foto E.3.

Foto E.4.

Desprendimiento de Agregados……………………………………….

Huecos………………………………………………………………....

Huecos…………………………………………………………………

Grietas Longitudinales y Transversales………………………………

Medición de la longitud de la vía………………………………………

Medición del ancho de la vía…………………………………………..

Abscisado de la vía…………………………………………………….

Medición de la estructura del pavimento flexible existente……………

178

178

179

179

192

192

193

193

XVI

ÍNDICE DE GRÁFICOS

CONTENIDOS

PAG.

Gráfico 1.

Gráfico 2.

Gráfico 3.

Gráfico 4.

Gráfico 5.

Gráfico 6.

Gráfico D1.

Gráfico D2.

Gráfico D3.

Gráfico D4.

Gráfico D5.

Gráfico D6.

Gráfico D7.

Gráfico D8.

Tráfico actual existente …………………………………………….

Tráfico promedio diario semanal futuro ……………………………

Granulometría de la subrasante ….…………………………………

Densidad seca máxima – Ensayo Proctor …………………………..

CBR – Ensayo California Bearing Ratio …………………………...

Porcentaje del estado de la vía, Evaluación PCI ……………………

Gráfico de valor de deducción de la falla 1: Piel de cocodrilo ………

Gráfico de valor de decucción de la falla 2: Exudación …………….

Gráfico de valor de deducción de la falla 3: Agrietamiento en

Bloque ……………………………………………………………...

Gráfico de valor de decucción de la falla 4: Abultamiento y

Hundimiento ……………………………………………………….

Gráfico de valor de deducción de la falla 5: Corrugación …………..

Gráfico de valor de deducción de la falla 6: Depresión …………….

Gráfico de valor de deducción de la falla 7: Grieta de Borde ………

Gráfico de valor de deducción de la falla 8: Grieta de Reflexión de

Junta ………………………………………………………………..

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XVII

Gráfico D9.

Gráfico D10.

Gráfico D11.

Gráfico D12.

Gráfico D13.

Gráfico D14.

Gráfico D15.

Gráfico D16.

Gráfico D17.

Gráfico D18.

Gráfico D19.

Gráfico D20.

Gráfico de valor de deducción de la falla 9: Desnivel Carril / Berma.

Gráfico de valor de deducción de la falla 10: Grietas Longitudinal

y Transversal ……………………………………………………….

Gráfico de valor de deducción de la falla 11: Parcheo ……………...

Gráfico de valor de deducción de la falla 12: Pulimento de

Agregados ………………………………………………………….

Gráfico de valor de deducción de la falla 13: Huecos ………..……..

Gráfico de valor de deducción de la falla 14: Cruce de Vía Férrea ...

Gráfico de valor de deducción de la falla 15: Ahuellamientos ……...

Gráfico de valor de deducción de la falla 16: Desplazamiento ……..

Gráfico de valor de deducción de la falla 17: Grieta Parabólica

(Slippage) …………………………………………………………..

Gráfico de valor de deducción de la falla 18: Hinchamiento ……….

Gráfico de valor de deducción de la falla 19: Desprendimiento de

Agregados ………………………………………………………….

Gráfico de valor de deducción corregido (VDC ) ………………..…

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XVIII

RESUMEN

En la presente investigación se realizó un análisis estructural del pavimento flexible de la

calle La Prensa entre By Pass y avenida Las Orquídeas del cantón Portoviejo, por esta razón,

se realizó una evaluación actualizada de toda la estructura del pavimento flexible de la vía antes

mencionada, en donde se analizaron factores viales fundamentales como lo son: el tráfico

vehicular existente, características del suelo de la faja de estudio y la condición actual de la

estructura del pavimento de la vía estudiada.

Por lo tanto, es imprescindible que mediante este proyecto investigativo de titulación cuyo

tema es: Evaluación Estructural del Pavimento Flexible de la calle La Prensa entre By

Pass y avenida Las Orquídeas del cantón Portoviejo, se genere una propuesta vial de

mejoramiento de la vía estudiada.

El proceso ejecutorio de la investigación se inició estableciendo las actividades específicas

donde se enmarcan acciones fundamentales como lo son: el estudio de tráfico, de suelos,

evaluación a nivel estructural y funcional de la estructura del pavimento existente, estas

actividades previas permiten generar la propuesta de intervención vial mediante el diseño de la

estructura del pavimento flexible aplicando el método AASTHO 93, que cumpla con las

normativas viales establecidas en el país, este conglomerado de acciones son las que permiten

definir la factibilidad del proyecto de investigación.

XIX

SUMMARY

In the present investigation a structural analysis of the flexible pavement of La Prensa Street

between By Pass and Avenida Orquídeas of Portoviejo Canton was carried out, for this reason,

an updated evaluation of the entire structure of the flexible pavement of the aforementioned

road was carried out. where fundamental road factors were analyzed such as: the existing

vehicular traffic, characteristics of the ground of the study strip and the current condition of the

pavement structure of the studied road.

Therefore, it is essential that through this research project of title whose theme is: Structural

Evaluation of Flexible Pavement of La Prensa Street between By Pass and Avenida Orquídeas

of Portoviejo Canton, a road proposal for improvement of the studied roadway is generated.

The execution process of the research began by establishing the specific activities where

fundamental actions are framed such as: the study of traffic, soil, structural and functional level

assessment of the existing pavement structure, these previous activities allow generating the

proposal of road intervention through the design of the flexible pavement structure applying

the AASTHO 93 method, which complies with the road regulations established in the country,

this conglomerate of actions are those that allow to define the feasibility of the research project.

1

1. INTRODUCCIÓN

Durante los últimos años se ha evidenciado un desarrollo en la infraestructura vial local,

debido a la gran demanda de tráfico que se ha incrementado en función de una población

creciente, por lo cual surge la necesidad de que las vías posean diseños óptimo a nivel

estructural sustentados en los estudios técnicos pertinentes (suelo y tráfico) que garanticen

servicios de tránsito de calidad a los usuarios, teniendo en cuenta que los pavimentos sufren

deformaciones en toda su estructura especialmente en la capa de rodadura, la cual es provocada

por los esfuerzos de tracción mismos que son provocados por la carga repetitiva del tráfico

vehicular.

Por lo tanto, una evaluación estructural del pavimento flexible proporciona información real

de la condición estructural actual del pavimento flexible de la vía, parámetros viales de estudio

que se obtendrán mediante la aplicación de los métodos de evaluación tanto destructivos

(calicatas para la toma de muestras de suelo) como no destructivos (modelos de conservación

vial), y que a la par con el aforo de tráfico y estudios de suelos nos permiten generar proyectos

de rehabilitación.

Este proyecto de titulación presenta, un instrumento de evaluación estructural del pavimento

flexible de la calle La Prensa entre By Pass y avenida Las Orquídeas del cantón Portoviejo,

mismo que nos va a permitir conocer el estado estructural actual del pavimento y las causas

que conllevaron al mismo, sustentado en los estudios técnicos de suelos y de tráficos

pertinentes que permitirá generar alternativas de intervención vial en post de la conservación

vial de la vía en estudio.

2

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo General

Realizar el análisis estructural del pavimento flexible de la calle La Prensa

entre By Pass y Av. Las Orquídeas del cantón Portoviejo, para determinar un

programa de intervención vial en post del mejoramiento estructural del

pavimento flexible de la vía.

2.2. Objetivos Específicos

Realizar el aforo vehicular pertinente para establecer el volumen de tránsito

de la vía (TPDA).

Efectuar los ensayos geotécnicos para obtener la caracterización del suelo

donde se asienta la vía en estudio.

Establecer el índice de condición del pavimento flexible (PCI), para conocer

el estado actual de la vía.

Diseñar una estructura del pavimento flexible para los resultados obtenidos,

que resista las cargas de diseño aplicando el método AASTHO 93.

3

3. MARCO TEÓRICO DE LA INVESTIGACIÓN

3.1. Estudio de tráfico

Para diseñar cualquier tipo de carretera es indispensable tener datos de transito reales, es

decir el conjunto de vehículos que circularan por ella. El transito indica para que servicio se va

a construir la vía y esto va directamente relacionado con la sección geométrica que deberá tener

la misma (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

No es recomendable construir una vía sin tener datos de transito reales, esto sería como

construir una viga sin conocer las cargas que esta va a soportar, los datos de transito permitirán

conocer las cargas que va a soportarla vía, lo cual sirve para establecer su diseño geométrico,

así como para el diseño de su estructura. Los datos de transito deben incluir el volumen del

tráfico del año por día y por hora, además de la distribución del tráfico por tipo y por peso

(King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

El tráfico vehicular es la consecuencia de múltiples factores sociales, culturales, económicos

y políticos que se presentan en las principales ciudades del mundo. La movilidad urbana

sustentable es un tema que hoy en día forma parte de una solución factible para los problemas

que se tiene con el congestionamiento vehicularen diferentes ciudades del mundo. Muchas de

estas ciudades que han logrado ejecutar diferentes estrategias inteligentes lo han logrado

gracias al apoyo de los presupuestos económicos que les otorgan en sus países (King

Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

La manera de desplazarse de un punto a otro dentro de una ciudad impacta no solo al usuario

que utiliza un vehículo motorizado, sino que también involucra a los peatones que circulan por

la calle. La movilidad urbana tiene como objetivo crear hábitos de transporte integrales que

4

reduzcan el costo energético, la contaminación ambiental y los accidentes viales (King


3.1.1. Volumen de tránsito (q)

Es el número de vehículos que pasan por un punto de la vía o sección transversal dados, de

un carril o de una calzada, durante un periodo de tiempo determinado (King Larreátegui &

Molina Moreira, 2015).

Está expresado por: 𝑄 = 𝑁/𝑇

Q= caudal de tráfico o volumen de tráfico.

N= número de vehículos

T= tiempo

Según este periodo de tiempo se pueden determinar varios tipos de volúmenes de transito:

Tránsito anual (TA): Es el número total de vehículos que pasan durante un año, en este

caso T = 1 año (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Tránsito mensual (TM): Es el número total de vehículos que pasan durante un mes, en

este caso T = 1 mes (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Tránsito semanal (TS): Es el número total de vehículos que pasan durante una semana,

en este caso T = 1 Semana (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Tránsito diario (TD): Es el número total de vehículos que pasan durante un día, en este

caso T = 1 día (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Tránsito horario (TH): Es el número total de vehículos que pasan durante una hora, en

este caso T = 1 hora (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

5

Tasa de flujo o flujo (q): Es el número total de vehículos que pasan durante un período

inferior a una hora, en este caso T < 1 hora (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Es difícil determinar la vida útil de una carretera, puesto que cada una de sus partes está

sujeta a variaciones en su vida esperada, por varias causas, como obsolescencia, cambios

inesperados en los usos del terreno, etc. Se considera que la zona o derechos de vía tienen una

vida de 100 años (para los cálculos económicos); el pavimento, entre 10 y 30 años; los puentes,

entre 25 y 100 años, y las estructuras de drenaje menores, de 50 años, siempre suponiendo un

mantenimiento adecuado (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

3.1.2. Tránsito promedio diario (TPD)

El TPD o Tránsito Promedio Diario es el volumen promedio de tráfico que transcurre una

vía durante un día se define también como el número total de vehículos que pasan durante un

periodo dado (en días completos) igual o menor a un año y mayor que un día, dividido entre el

número de días del periodo (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Resulta de gran importancia identificar los tipos de vehículos al realizar un TPD, para que

de esta manera se pueda identificar los tipos y pesos de los ejes que van a circular sobre el

pavimento (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Optar o no, por un conteo vehicular, incluyendo motos y vehículos de transporte ligero como

automóviles y motos, dependerá netamente del diseñador y del método a utilizarse, ya que

métodos de diseño de pavimentos optan por despreciar el trafico ligero, mientras que en

estudios viales netamente del flujo vehicular es muy indispensable contar con dichos datos de

la vía (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

6

3.1.3. Tráfico promedio diario anual (TPDA)

Es la medida más recurrente de flujo vehicular. Se utiliza para caracterizar el tráfico cuando

no existe el fenómeno de la congestión, así como para efectos de diseño de pavimentos. Es el

valor que se incorpora generalmente a los modelos de deterioro de pavimentos. Equivalente al

número de vehículos que pasan por un punto dado en un día (King Larreátegui & Molina

Moreira, 2015).

El Tránsito Promedio Diario Anual (TPDA) está constituido por el TPD (existente), el

mismo que está circulando en la actualidad por la vía en estudio, considerando una tasa de

crecimiento del tráfico (%), las cuales son utilizadas por el Ministerio de Transporte y Obras

Públicas, Área de Factibilidad, las mismas que se presentan a continuación (King Larreátegui

& Molina Moreira, 2015):

Tabla 1. Crecimiento anual del tráfico

TASA DE CRECIMIENTO ANUAL DEL TRÁFICO (%)

PERIODO

TIPOS DE VEHÍCULOS

LIVIANOS

BUSES

PESADOS

2010 – 2015 4,47 2,22 2,18

2015 – 2020 3,97 1,97 1,94

2020 – 2025 3,57 1,78 1,74

2025 – 2030 3,25 1,62 1,58

2030 – 2035 3,35 1,72 1,67

2035 – 2040 3,59 1,97 1,88

Fuente: Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2003.

Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez

7

Para obtener el TPDA de diseño o análisis sobre una vía, se multiplica el TPDA presente

por el factor de crecimiento, de esta manera se logra generar un TPDA futuro con la finalidad

de que la vía cumpla con su vida útil y de que todo análisis pueda representar valores muchos

más exactos y lo más cercano a la realidad posible (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

Para conocer el factor de crecimiento anual mucho más exacto y rápido, las Normas

Ecuatorianas Viales permiten emplear métodos de cálculo adquiridos por la PCA, además de

la AASHTO, donde recomienda emplear únicamente el período de diseño en años y de la tasa

de crecimiento anual, para su cálculo se emplea la siguiente fórmula (King Larreátegui &

Molina Moreira, 2015):

𝐹𝐶 = ( 1 + 𝑔 )n – 1 / ( 𝑔 )( 𝑛 )

Donde:

FC = Factor de Crecimiento Anual

n = Vida útil en años

g = Tasa de crecimiento anual, en %

Es de gran importancia recalcar que el periodo de diseño mínimo para toda obra civil en el

Ecuador será de 10 años, así mismo, varios procedimientos y métodos de cálculo, optan por

periodos de diseño de 20 a 40 años (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

3.1.3.1. Contabilización manual

La contabilización manual se lo realiza en la vía por uno o más medidores que registran el

total de vehículos que circula por una sección de la vía o por una intersección. Este método es

8

especialmente adecuado para las mediciones de tráfico en periodos cortos, siendo posible

realizar una clasificación final de los distintos tipos de vehículo y movimientos. La precisión

del método manual es muy sensible a la intensidad de flujo, la desagregación por movimientos

y la tipología de vehículos. Un buen resultado depende sobre todo de la experiencia del equipo

a cargo de la operación y supervisión y del adiestramiento del personal que hace las mediciones

(Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).

Como restricción general, un observador no debe contar más de 400 vehículos por hora para

cualquier nivel de proyecto considerado. Para intensidades mayores, debe separarse la

medición por movimiento, tipo de vehículo y/u otra forma como puede ser por carril. Si las

mediciones serán utilizadas para efectos de simulación/modelación, la contabilización deberá

ser totalizada a intervalos de 15 minutos, diferenciando por sentido de circulación o

movimiento (si corresponde) y por tipo de vehículo (Ministerio de Transporte y Obras Públicas,

2013).

En cambio, si las mediciones serán utilizadas para calibrar relaciones flujo-velocidad, deben

considerar intervalos inferiores, o a lo sumo iguales, a los cinco (5) minutos de duración


3.1.3.2. Contabilización automática

La contabilización automática se realiza mediante instrumentos que registran pulso

generados por algún sensor del paso de vehículos. La duración del proceso depende de su

objetivo: alimentar las bases de datos de carácter estratégico, para lo cual se utiliza

instalaciones permanentes; recolectar información para un proyecto específico, para lo cual se

habilitan estaciones temporales. Las versiones más simples contabilizan el número de ejes

totales que pasan por un punto de una vía, pudiendo también registrar el total de ejes por

9

sentido. La acumulación de este tipo de equipos puede ser por horas o por periodos inferiores


Versiones más sofisticadas son los clasificadores, que entregan información de vehículos

que cruzan una zona de aforo por periodos pre programados, clasificados según algunos de los

siguientes conceptos: dirección, longitud del vehículo, rangos de velocidad, número de ejes por

vehículo y distancia, entre ejes. Estos últimos son los más apropiados para situaciones en las

cuales interesa registrar los flujos circulantes durante largos periodos de medición (Ministerio

de Transporte y Obras Públicas, 2013).

La presente norma recomienda que todo proyecto que haya sido evaluado en la fase Pre-

preliminar con resultados satisfactorios sea sometido a un plan de conteos automáticos en un

conjunto de tramos a definir en dicho estudio de fase Pre-preliminar, deseablemente por un

periodo de al menos tres meses, antes de iniciar el estudio en etapa de pre factibilidad


3.1.3.3. Consideraciones generales

A continuación, se describen algunas consideraciones prácticas que es necesario tomar en

cuenta en terreno: (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015)

a) El analista deberá seleccionar tanto las fechas de medición como la ubicación de los

equipos de forma de obtener datos representativos del comportamiento del flujo en el

periodo que quiere caracterizar. Esto significa, por ejemplo, que es necesario evitar medir

en condiciones extremas atípicas (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015).

b) Los formularios deben ser diseñados de forma, que faciliten la lectura-escritura de la

información; en especial, toda la información que deba ser recogida en forma simultánea

10

debe poder registrarse en una misma página, evitando en lo posible cambiar de hoja según

el movimiento efectuado o según el tipo de vehículo que lo realiza (King Larreátegui &


c) Se debe codificar a priori los movimientos y sentido de circulación posibles (incluyendo

los prohibidos) en cada punto de medición (puntos de control) (King Larreátegui & Molina

Moreira, 2015).

d) La identificación de los accesos deberá partir del azimut norte en el sentido de las

manecillas del reloj numerando los accesos en forma creciente (King Larreátegui &


e) La identificación de los movimientos deberá considerar dos dígitos. El primero es el

número de la rama de accesos y el segundo, el número de la rama de egreso (King


f) En el caso de mediciones automáticas, si el flujo es superior a 1000 Veh/h en promedio,

se recomienda efectuar filmaciones en remplazo de los conteos manuales de apoyo (King


g) Se debe incluir dentro del formulario o en formulario aparte, información relativa al estado

de clima y la vía, siendo la mínima exigible (King Larreátegui & Molina Moreira, 2015):

Clima Lluvia, nieve, neblina, despejado (King Larreátegui & Molina Moreira,

2015).

Vía transitable, intransitable, trafico interrumpido por accidente (King Larreátegui &


h) El flujo vehicular por tipología y periodo, adoptado para efectos de simulación y

evaluación, será el promedio horario de las mediciones efectuadas (King Larreátegui &

Molina Moreira, 2015).|

11

3.1.4. Composición del tráfico y vehículos tipo

Es importante saber el número total y tipo de vehículos que circulan frecuentemente por una

vía. Por esta razón al realizar los aforos se clasifican los vehículos registrados en varias

categorías, más o menos detalladas según las necesidades. Entonces, llamamos composición

del tránsito a la cantidad relativa de las diferentes clases de vehículos en el tránsito total de una

vía. En general la mayor cantidad del tráfico está formado por vehículos ligeros, mientras que

las motos representan un porcentaje muy pequeño. Dentro de los vehículos ligeros, los más

importantes son los coches (que forman el 85% al 90% del grupo de vehículos ligeros) y dentro

de los vehículos pesados los camiones representan el 90% de este grupo (Ayala Chassi, 2013).

Normalmente la composición del tráfico varía de unas carreteras a otras. Así, por ejemplo,

en zonas urbanas el porcentaje de vehículos ligeros es mayor que en las carreteras, llegando en

las Calles céntricas de las grandes ciudades a ser superior al 90%. En las proximidades a las

grandes ciudades, son frecuentes porcentajes de vehículos pesados entre el 15% y el 20%,

mientras que, en las zonas interurbanas, especialmente en itinerarios importantes para el

transporte, son frecuentes porcentajes entre el 20% y el 30% e incluso superiores.

Evidentemente, estas composiciones están sujetas a variaciones temporales (Ayala Chassi,

2013).

Las dos clases más generales de vehículos (automotores) son:

Vehículos Livianos, que incluye a las motocicletas y a los automóviles, así como a otros

vehículos ligeros como camionetas y pickups, con capacidad de hasta ocho pasajeros y

ruedas sencillas en el eje trasero (Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).

Vehículos Pesados, como camiones, buses y combinaciones de camiones

(semirremolques y remolques), de más de cuatro toneladas de peso y doble llanta en las

12

ruedas traseras. Generalmente se relacional el diseño geométrico de la carretera el dato del

porcentaje de camiones, sobre el tránsito total, que se espera va a utilizar la vía (Ministerio


Se llama vehículo de diseño a un tipo de vehículo cuyos peso, dimensiones y características

de operación se usan para establecer los controles de diseño que acomoden vehículos del tipo

designado. Con propósitos de diseño geométrico, el vehículo de diseño debe ser uno, se podría

decir que imaginario, cuyas dimensiones y radio mínimo de giro sean superiores a lo de las

mayorías de vehículos de su clase. Generalmente, para el diseño de las carreteras es necesario

conocer la longitud, la altura y el ancho de los vehículos de diseño. Las dimensiones son útiles

para el diseño de intercepciones, retornos, círculos de tráfico, intercambiadores, etc.


El Ministerio de Transporte y Obras Públicas considera varios tipos de vehículos de diseño,

más o menos equivalentes a los de las AASHTO, así (Ministerio de Transporte y Obras

Públicas, 2013):

Vehículo liviano (A): A1 usualmente para motocicletas, A2 para automóviles (Ministerio


Buses y busetas (B): que sirven para transportar pasajeros en forma masiva (Ministerio


Camiones (C) para el transporte de carga, que pueden ser de dos ejes (C-1), camiones o

tracto-camiones de tres ejes (C-2) y también de cuatro, cinco o más ejes (C-3) (Ministerio


Remolques (R), con uno o dos ejes verticales de giro y una unidad completamente

remolcada, tipo tráiler o tipo Dolly (Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).

13

Para determinar los radios mínimos de giro se supone que los vehículos se mueven a una

velocidad de 15 kph., no obstante, hay tendencia a fabricar más largos los remolques y a

permitir aumento en la altura máxima legal (Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).

Tabla 2. Nacional de pesos y dimensiones. Tipos de vehículos motorizados remolques y semirremolques

Fuente: (Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).


14

3.2. Suelos

La palabra suelo se deriva del latín solum, que significa suelo, tierra o parcela. Los suelos

se forman por la combinación de cinco factores interactivos: material parental, clima,

topografía, organismos vivos y tiempo. Los suelos constan de cuatro grandes componentes:

materia mineral, materia orgánica, agua y aire; la composición volumétrica aproximada es de

45, 5, 25 y 25%, respectivamente (Olmedo Cueva, 2013).

Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos normalmente están compuestos de

pequeños fragmentos de roca y minerales de varias clases. Las cuatro clases más importantes

de partículas inorgánicas son: grava, arena, limo y arcilla (Olmedo Cueva, 2013).

La materia orgánica del suelo representa la acumulación de las plantas destruidas y

resintetizadas parcialmente y de los residuos animales. La materia orgánica del suelo se divide

en dos grandes grupos (Olmedo Cueva, 2013):

a. Los tejidos originales y sus equivalentes más o menos descompuestos (Olmedo Cueva,

2013).

b. El humus, que es considerado como el producto final de descomposición de la materia

orgánica (Olmedo Cueva, 2013).

El aire del suelo no es continuo y está localizado en los poros separados por los sólidos. Este

aire tiene generalmente una humedad más alta que la de la atmósfera. Cuando es óptima, su

humedad relativa está próxima a 100% (Olmedo Cueva, 2013).

El contenido de anhídrido carbónico es por lo general más alto y el del oxígeno más bajo

que los hallados en la atmósfera (Olmedo Cueva, 2013).

15

La arcilla y el humus son el asiento de la actividad del suelo; estos dos constituyentes existen

en el llamado estado coloidal. Las propiedades químicas y físicas de los suelos son controladas,

en gran parte, por la arcilla y el humus, las que actúan como centros de actividad a cuyo

alrededor ocurren reacciones químicas y cambios nutritivos (Olmedo Cueva, 2013).

3.2.1. Clases de suelos

Los suelos son clasificados de acuerdo con su estructura y composición en órdenes,

subórdenes, grandes grupos, subgrupos, familias y series. Se ha visto que las características del

suelo varían enormemente de un lugar a otro; los científicos han reconocido estas variaciones

en los diferentes lugares y han establecido distintos sistemas de clasificación (Olmedo Cueva,

2013).

Las diferencias que presentan los suelos se utilizan para clasificarlos en diez órdenes

principales, existen muchos tipos de suelos, dependiendo de la textura que posean. Se define

textura como el porcentaje de arena, limo y arcilla que contiene el suelo y ésta determina el

tipo de suelo que será (Olmedo Cueva, 2013):

El suelo arenoso, es ligero y filtra el agua rápidamente, tiene baja materia orgánica por lo

que no es muy fértil, no tiene cohesión (Olmedo Cueva, 2013).

Un suelo arcilloso, es un terreno pesado que no filtra casi el agua, es pegajoso, plástico en

estado húmedo, posee muchos nutrientes y materia orgánica (Olmedo Cueva, 2013).

Un suelo limoso es estéril, pedregoso y filtra el agua con rapidez, la materia orgánica que

contiene se descompone muy rápido (Olmedo Cueva, 2013).

16

La combinatoria de estos tres elementos da como resultado 14 tipos de suelos distintos que

van, por ejemplo, desde el arcillo limoso, arcillo arenoso, franco arcilloso, al areno limoso

(Olmedo Cueva, 2013).

3.2.2. Clasificación ingenieril

Los ingenieros, típicamente los ingenieros geotécnicos, clasifican a los suelos de acuerdo a

sus propiedades ingenieriles, en relación a su uso en fundaciones o en materiales de

construcción de edificios (Olmedo Cueva, 2013).

Los sistemas modernos de clasificación de ingeniería se diseñan para permitir una fácil

transición de las observaciones de campo a las predicciones básicas de propiedades y de

conductas de ingeniería de suelos (Olmedo Cueva, 2013).

Algunos de los primeros sistemas clasificatorios ingenieriles de suelo eran adaptaciones de

los propios sistemas de clasificación de la ciencia del suelo (Olmedo Cueva, 2013).

Los sistemas de clasificación más comunes de ingeniería para suelos en Estados Unidos es

el Sistema de Clasificación de Suelo Unificado (USCS), Sistema de Clasificación de Suelos

AASHTO y el "Burmeister Modificado" (Olmedo Cueva, 2013).

Esos sistemas de clasificación ingenieriles del suelo hacen descripción de otras propiedades

edáficas como color, contenido de humedad in- situ, tensión in-situ, etc. (Olmedo Cueva,

2013).

3.2.3. Sistema de clasificación de suelo unificado (USCS)

El USCS tiene tres grupos de clasificación mayores:

17

1. Suelos de grano grueso (e.g. arenas y gravas) (Olmedo Cueva, 2013).

2. Suelos de grano fino (e.g. limos y arcilla) (Olmedo Cueva, 2013).

3. Suelos altamente orgánicos (referidos como "turba") (Olmedo Cueva, 2013).

El USCS además subdivide a esas tres mayores clases de suelos para clarificación (Olmedo

Cueva, 2013).

Clasificación de limos y arcillas

De acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, los limos y arcillas están

clasificados en función de los valores de su índice de plasticidad y límite líquido en una gráfica

de plasticidad. La línea A de la gráfica separa las arcillas (C) de los limos (M).

El límite líquido de 50% separa los suelos de alta plasticidad (se añade la letra H) de los de

baja plasticidad (se añade la letra L) (Olmedo Cueva, 2013).

Otras posibles clasificaciones de limos y arcillas están dadas por ML, CL y MH. Si los

límites de Atterberg caen en un punto de la gráfica cercano al origen pueden recibir una

clasificación dual 'CL-ML' (Olmedo Cueva, 2013).

18

Tabla 3. Características de los suelos según el SUCS

DIVISIONES PRINCIPALES SÍMBOLO COMPORTAMIENTO

MECÁNICO

CAPACIDAD DE

DRENAJE

DENSIDAD

ÓPTIMA P.M.

CRB

IN SITU

SUELOS DE

GRANO

GRUESO

GRAVAS

GW

GP

GM d

u

GC

Excelente

Bueno a excelente

Bueno a excelente

Bueno

Bueno

Excelente

Aceptable

Aceptable a mala

Mala a impermeable

Mala a impermeable

1.76 – 2.24

1.77 – 2.08

2.08 – 2.32

1.92 – 2.24

1.92 – 2.24

60 – 80

25 – 60

40 – 80

20 – 40

20 - 40

ARENAS

SW

SP

SM d

u

SC

Bueno

Aceptable a bueno

Aceptable a bueno

Aceptable

Malo a aceptable

Excelente

Aceptable

Aceptable a mala

Mala a impermeable

Mala a impermeable

1.76 – 2.08

1.60 – 1.92

1.92 – 2.16

1.68 – 2.08

1.68 – 2.08

20 – 40

10 – 25

20 – 40

10 – 20

10 - 20

SUELO DE

GRANO FINO

Limos y arcillas

(LL<50)

ML

CL

OL

Malo a aceptable

Malo a aceptable

Malo

Aceptable a mala

Casi impermeable

Mala

1.60 – 2.00

1.60 – 2.00

1.44 – 1.70

5 – 15

5 – 15

4 - 8

Limos y arcillas

(LL>50)

MH

CH

OH

Malo

Malo a aceptable

Malo a aceptable

Aceptable a mala

Casi impermeable

Casi impermeable

1.28 – 1.60

1.44 – 1.76

1.28 – 1.68

4 – 8

3 – 5

3 – 5

SUELOS ORGÁNICOS Pt Inaceptable Aceptable a mala - -

Fuente: (Bañón Blázquez & Beviá García, 2000).


19

3.2.4. Sistema de clasificación de suelos AASHTO

Dentro de la clasificación de la AASHTO los suelos finos se los clasifica en función de los

Límites de Atterberg. Arcillas y limos, a veces llamados "suelos de finos", son clasificados en

función de sus límites de Atterberg; los más usados son el Límite Líquido (denotado por LLo),

Límite Plástico (denotado por PLo), y el límite de retracción (denotado por SL) (Olmedo

Cueva, 2013).

Límite líquido, cuando el suelo pasa de un estado semilíquido a un estado plástico y puede

moldearse (Olmedo Cueva, 2013).

Para la determinación de este límite se utiliza la cuchara de Casagrande, midiendo el

contenido en agua después de 25 golpes en un test estandarizado. También se puede determinar

mediante un test de caída en un cono (Olmedo Cueva, 2013).

Límite plástico, cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se

rompe. Se puede determinar cuando no es posible moldear cilindros con la mano menores de

3 milímetros por su bajo contenido de agua. El suelo tiende a quebrarse o deshacerse si baja

esa humedad (Olmedo Cueva, 2013).

El índice de plasticidad, es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico del

extracto de suelo. Es un indicador de cantidad de agua puede absorber el suelo (Olmedo Cueva,

2013).

IP = LL – LP

20

Tabla 4. Clasificación de los suelos AASTHO

DIVISIÓN GENERAL MATERIALES GRANULARES

(pasa menos del 35% por el tamiz ASTM #200)

MATERIALES GRANULARES

(más del 35% por el tamiz ASTM #200)

GRUPO A-1 A-3

A-2 A-4 A-5 A-6

A-7

Subgrupo A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5 A-7-6

ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO (% que pasa por cada tamiz)

Ser

ie

AS

T

M #10 ≤50

#40 ≤30 ≤50 ≥51

#200 ≤15 ≤25 ≤10 ≤35 ≤35 ≤35 ≤35 ≥36 ≥36 ≥36 ≥36 ≥36

ESTADO DE CONSISTENCIA (de la fracción de suelo que pasa por el tamiz ASTM #40)

Límite Líquido

NP

≤40 ≥41 ≤40 ≥41 ≤40 ≥41 ≤40 >41

(IP<LL-30)

>41 (IP>LL-

30)

Índice de

Plasticidad ≤6 ≤10 ≤10 ≥11 ≥11 ≤10 ≤10 ≥11 ≥11 ≥11

ÍNDICE DE GRUPO 0 0 0 ≤4 ≤8 ≤12 ≤20 ≤20

TIPOLOGÍA

Fragmentos de

Piedra, grava y

arena

Arena

fina Gravas y arenas limosas o arcillosas

Suelos

limosos Suelos arcillosos

CALIDAD EXCELENTE A BUENA ACEPTABLE A MALA Fuente: (Bañón Blázquez & Beviá García, 2000).


21

3.3. Pavimento

Se considera una vía o carretera a una estructura de transporte que se ubica en una faja de

terreno. Se construye para permitir y facilitar la circulación de vehículos y personas de manera

fluida desde un punto hacia otro (Guerra Castro, 2015).

La estructura que soporta las cargas sobre la vía se denomina pavimento. Un pavimento se

forma por un sistema multicapas que se suponen horizontales. Cada una de estas capas debe

ser diseñada y construida con los materiales adecuados y de preferencia que se encuentren en

la zona de tal manera que no se encarezca la obra, siempre obteniendo la compactación

requerida y especificada en el diseño y bajo las normas vigentes (Guerra Castro, 2015).

La base de suelo natural o mejorado sobre la que se soporta la estructura de pavimento se

denomina subrasante, y es a partir de la capacidad de soporte de esta que se diseña la estructura

del pavimento (Guerra Castro, 2015).

El pavimento se degrada por factores ambientales y por la solicitación de las cargas debidas

al tránsito. Entonces, deberá disipar los esfuerzos inducidos por el tránsito garantizando niveles

de esfuerzo y/o deformación en el suelo de soporte, que no superen sus valores admisibles

(Guerra Castro, 2015).

Los pavimentos pueden clasificarse como: pavimentos flexibles, pavimentos rígidos,

pavimentos semirrígidos o pavimentos articulados. Los pavimentos flexibles están

conformados sobre la subrasante con una capa de subbase, una capa de base y una carpeta

asfáltica de rodadura (Guerra Castro, 2015).

22

Figura 1. Estructura del Pavimento Flexible

Fuente: Investigación de Campo

Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez

Los pavimentos rígidos son construidos mediante losas de concreto. Estas losas pueden estar

apoyadas directamente sobre la subrasante, o en caso de ser necesario se pueden apoyar sobre

una capa de subbase, cuando la capacidad de soporte de la subrasante es muy baja, o cuando

se desea disminuir el espesor de la losa de concreto (Guerra Castro, 2015).

Los pavimentos semirrígidos tienen una estructura similar a los pavimentos flexibles, es

decir, con una capa de rodadura de carpeta asfáltica, sin embargo, una de sus capas (subbase o

base) es rigidizada con asfalto, cemento o cal. Esto se lo hace porque los materiales existentes

en la zona no cumplen las características requeridas, por lo que es necesario mejorarlos con el

empleo de estos aditivos (Guerra Castro, 2015).

Los pavimentos articulados tienen por capa de rodadura bloques de hormigón prefabricados,

que también se los conoce con el nombre de adoquines, para unirlos y nivelar el terreno es

necesario colocar bajo estos una capa delgada de arena. Toda esta estructura puede apoyarse

Carpeta Asfáltica

Base

Subbase

Subrasante

23

directamente sobre la subrasante, o sobre una capa de base granular para mejorar la capacidad

de soporte de la estructura (Guerra Castro, 2015).

3.3.1. Clasificación de las vías

Una de las variables más importante en el diseño de una vía es el tránsito, pues, si bien el

volumen y dimensiones de los vehículos influyen en su diseño geométrico, el número y el peso

de los ejes de éstos son factores determinantes en el diseño de la estructura del pavimento.

Según la NORMATIVA ECUATORIANA DE VIALIDAD 2012 (NEVI-12) la clasificación

de las vías en el país, según la capacidad y en función del tránsito promedio diario anual

(TPDA) (Guerra Castro, 2015).

Tabla 5. Clasificación funcional de las vías en base al TPDA.

CLASIFICACIÓN FUNCIONAL DE LAS VÍAS EN BASE AL TPDAd

Descripción

Clasificación

Funcional

Tráfico Promedio Diario Anual

(TPDAd) al año de horizonte

Límite Inferior Límite Superior

Autopista

AP2 80000 120000

AP1 50000 80000

Autovía o Carretera

Multicarril

AV2 26000 50000

AV1 8000 26000

Carretera de 2 Carriles

C1 1000 8000

C2 500 1000

C3 0 500

Fuente: (Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013)


24

TPDA = Tráfico promedio diario anual.

TPDAd = TPDA correspondiente al año horizonte o de diseño.

En esta clasificación considera un TPDAd para el año horizonte se define como:

TPDAd = Año de inicio de estudios + Años de licitación, construcción + Años de operación.

C1 = Equivale a carretera de mediana capacidad.

C2 = Equivale a carretera convencional básica y camino básico.

C3 = Camino agrícola / forestal (Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).

Se define como año de operación (n) = al tiempo comprendido desde la inauguración del

proyecto hasta el término de su vida útil, teniendo en cuenta las siguientes consideraciones


Proyectos de rehabilitación y mejoras………………….n = 20 años.

Proyectos especiales de nuevas vías……………….…...n = 30 años.

Mega proyectos nacionales……………..……………….n = 50 años. (Ministerio de Transporte

y Obras Públicas, 2013)

3.3.2. Estructura del pavimento flexible

Carpeta asfáltica

Es la capa más exterior en un pavimento flexible, entre sus principales funciones está la de

impedir la infiltración de aguas lluvias hacia las capas inferiores, resistir la carga ejercida por

el tránsito, y debe proporcionar una superficie de rodamiento que permita un tránsito fácil y

cómodo para los vehículos. Para su estudio la carpeta asfáltica se divide en capa de rodadura y

capa de unión o liga (Grau Sacoto, 2014).

25

La capa de rodadura debe tener ciertas características y funciones, como la de proveer al

tráfico una superficie tersa y silenciosa, ser resistente al desgaste del tráfico, así como también

ser altamente estable para resistir las deformaciones superficiales. Debe tener una densidad

suficiente para ser impermeable y resistir la acción del clima (Grau Sacoto, 2014).

La estabilidad está relacionada con la densidad y compresibilidad de la mezcla asfáltica.

Generalmente el espesor de esta capa de rodadura varía entre 2,5 y 5 cm en vías con un tráfico

pesado. Para vías con poco tráfico se puede emplear espesores de 1 a 2 cm (Grau Sacoto, 2014).

La capa de unión o liga posee requisitos diferentes a la de rodadura puesto que, por no estar

sujeta a la abrasión, permite usar agregados más blandos y un menor contenido de asfalto. El

espesor varía entre 5 a 7,5 cm, además el Instituto de Asfalto recomienda que la carpeta

asfáltica, es decir, capa de rodadura más capa de unión, debe tener para tráfico muy pesado

como mínimo 10 cm y para tráfico liviano 5cm (Grau Sacoto, 2014).

Base granular

Al igual que la subbase granular, debe cumplir ciertos parámetros especificados por el

MOPT para poder ser empleada en pavimentos flexibles. Así mismo como en la subbase, el

MOPT clasifica a las bases en 3 tipos; clase 1, clase 2, clase 3 y clase 4 (Grau Sacoto, 2014).

Los requisitos básicos que debe cumplir una base granular son (Grau Sacoto, 2014):

CBR Superior a 80 (Grau Sacoto, 2014).

Límite líquido máximo 25 (Grau Sacoto, 2014).

Índice de plasticidad inferior a 6 (Grau Sacoto, 2014).

26

La base clase 1 está constituida por agregados gruesos y finos que deben ser triturados en

un 100%, a su vez se divide en tipo A y tipo B. En ambos casos obedecen a una granulometría

específica, con una similitud en el pasante de tamiz #200 de máximo 12% (Grau Sacoto, 2014).

La base clase 2 está conformada por fragmentos de roca o grava trituradas, con la fracción

de agregado grueso triturada al 50% de su peso. La granulometría está especificada en el

manual del MOPT con un pasante del tamiz 1” de 100%, tamiz #4=35-65% y tamiz #200=3-

15% (Grau Sacoto, 2014).

La base clase 3 está conformada por fragmentos de roca o grava trituradas, con la fracción

de agregado grueso triturada al 25% de su peso. La granulometría está especificada en el

manual del MOPT con un pasante del tamiz #4=45-80% y tamiz #200=3-15% (Grau Sacoto,

2014).

La base clase 4 está constituida por agregados obtenidos por trituración o cribado de piedras

fragmentadas naturalmente o de gravas. La granulometría está especificada en el manual del

MOPT con un pasante del tamiz 2” de 100%, tamiz #4=20-50% y tamiz #200=0-15% (Grau

Sacoto, 2014).

El espesor mínimo de la suma de las carpeta asfáltica y base que recomienda el Instituto de

Asfalto depende del tráfico de la vía. Si la vía tiene un tráfico muy pesado se recomienda 25cm,

si posee un tráfico pesado debe ser 20 cm. Si se tiene tráfico mediano y liviano, se recomienda

15cm y 12,5 cm respectivamente (Grau Sacoto, 2014).

Estas recomendaciones son aplicables en Colombia y en algunos países de América del Sur.

La base debe ser lo resistente para transmitir los esfuerzos producidos por la carga vehicular

recibida por la carpeta asfáltica para transmitirla a la subbase y subrasante (Grau Sacoto, 2014).

27

Subbase granular

En el Ecuador la subbase granular colocada para pavimentos flexibles debe cumplir ciertas

normas impuestas por el MOPT, Los requisitos básicos que debe cumplir una subbase granular

son (Grau Sacoto, 2014):

CBR Superior a 30 (Grau Sacoto, 2014).

Límite líquido máximo 25 (Grau Sacoto, 2014).

Índice de plasticidad inferior a 6 (Grau Sacoto, 2014).

De acuerdo a la clasificación SUCS pueden ser: GW, GP, SW, SP, GM, SM. Los

suelos GC y SC sirven si se controla el IP (Grau Sacoto, 2014).

El MOPT clasifica a las subbases en nuestro medio en 3 tipos; clase 1, clase 2 y clase 3. La

clase 1 es construida con agregados triturados de roca o gravas, además la granulometría debe

tener un pasante del tamiz #4 entre 30 y 70%, el pasante del tamiz#200 no debe ser mayor al

15%. La clase 2 debe estar constituida con agregado mediante trituración o cribado en

yacimientos de piedras fragmentadas naturalmente o de gravas, su granulometría difiere de la

clase 1 en el pasante de tamiz #200 con un máximo del 20%. La subbase clase 3 debe ser

construida con agregados naturales y procesados que cumplan con la siguiente granulometría;

pasante tamiz 3” =100%, tamiz #4=30-70 y tamiz #200=0-20 (Grau Sacoto, 2014).

Los agregados de esta capa no necesariamente deben de ser bien gradados, lo único que

debe ser controlado es el tamaño del mismo, no debe exceder de ¾ del espesor de la capa que

se va a usar. Puesto que es muy difícil obtener de una misma cantera un material bien gradado

(Grau Sacoto, 2014).

28

Esta capa no permite que los materiales que constituyen la base pasen a la subrasante, es

decir que actúa como filtro de las partículas finas de la subrasante entren en contacto con la

base y reduzca su calidad (Grau Sacoto, 2014).

Montejo aclara que: “La subbase debe estar diseñada para soportar los esfuerzos

transmitidos por las cargas de los vehículos provenientes de la base y transmitirlo hacia la

subrasante. Además, muchas veces cumple una función económica, ya que esta capa es más

económica que la base, y para disminuir los esfuerzos en la subrasante se incrementa el espesor

de esta capa para disipar dichos esfuerzos” (Grau Sacoto, 2014).

Muchas veces cumple un papel importante en el drenaje del agua, así como también los

cambios de volúmenes en la subrasante debido a los ascensos capilares del agua o por motivos

de expansión. Esta agua es absorbida por dicha capa para evitar deformaciones en la capa de

rodadura (Grau Sacoto, 2014).

Subrasante

La subrasante es la capa más profunda en la estructura de un pavimento, en los pavimentos

flexibles recibe en menor magnitud los esfuerzos originados por el tránsito, ya que primero son

recibidos por la carpeta asfáltica, base y subbase (Grau Sacoto, 2014).

Cuando existe una concentración pesada de tráfico y la subrasante es muy débil, se puede

usar un material de subrasante mejorado con un CBR mayor a 10, el MOPT recomienda que

valores de 20 de CBR, la capa compactada deberá ser el 95% de densidad máxima, además el

pasante de tamiz #200 como máxima debe ser el 20% (Grau Sacoto, 2014).

29

3.4. Evaluación estructural del pavimento

3.4.1. Índice de condición del pavimento (PCI)

El PCI es un índice numérico, desarrollado para obtener el valor de la irregularidad de la

superficie del pavimento y la condición operacional de este. El PCI varía entre 0 para

pavimentos fallados y un valor de 100 para pavimentos en excelente condición. En el siguiente

cuadro se representa los rangos del PCI con la correspondiente descripción cualitativa de la

condición de un pavimento (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

Tabla 6. Rangos de calificación del PCI

RANGO CLASIFICACIÓN

100 – 85 Excelente

85 – 70 Muy bueno

70 – 55 Bueno

55 – 40 Regular

40 – 25 Malo

25 – 10 Muy Malo

10 – 0 Fallado

Fuente: (Ms. Ing. Villanueva, 2011)







30






Para la evaluación de pavimentos, La clase, está relacionada con el tipo de degradación que

se presenta en la superficie de un pavimento entre las que tenemos piel de cocodrilo, exudación,

agrietamiento en bloque, abultamientos, entre otros, cada uno de ellos se describe en el Manual

de Daños de la Evaluación de la Condición de Pavimentos (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

La severidad, representa la criticidad del deterioro en términos de su progresión; entre más

severo sea el daño, más importantes deberán ser las medidas para su corrección. De esta

manera, se deberá valorar la calidad del viaje, ósea, la percepción que tiene el usuario al

transitar en un vehículo a velocidad normal; es así que se describe una guía general de ayuda

para establecer el grado de severidad de la calidad de transito (Ms. Ing. Villanueva, 2011):

1. Bajo, (B): se perciben vibraciones en el vehículo (por ejemplo, por corrugaciones), pero

no es necesaria la reducción de velocidad en aras de la comodidad o la seguridad. Los

abultamientos y hundimientos individuales causan un ligero rebote del vehículo, pero

no provoca incomodidad (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

2. Medio, (M): las vibraciones del vehículo son significativas y se requiere una reducción

de la velocidad en aras de la comodidad y la seguridad; los abultamientos o

hundimientos individuales causan un rebote significativo creando incomodidad (Ms.

Ing. Villanueva, 2011).

31

3. Alto, (A): las vibraciones en el vehículo son tan excesivas que debe reducirse la

velocidad de forma considerable en aras de la comodidad y la seguridad; los

abultamientos o hundimientos individuales causan un excesivo rebote del vehículo

creando una incomodidad importante o un alto potencial de peligro o daño severo al

vehículo (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

La calidad del tránsito se determina recorriendo la sección de un pavimento en un automóvil

de tamaño estándar a la velocidad especificada por el límite legal. Las secciones del pavimento

cercanas a las señales de detención deben calificarse a la velocidad de desaceleración normal

de aproximación a la señal (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

El último factor que se debe considerar para calificar un pavimento es la extensión, que se

refiere al área o longitud que se encuentra afectada por cada tipo de deterioro, en el caso de la

evaluación de pavimentos de hormigón, la calificación de la extensión estará representada por

el número de veces que se repita dicha falla en una losa o varias losas (Ms. Ing. Villanueva,

2011).

División del pavimento en unidades de muestra.

Una unidad de muestra es convenientemente definida por una porción de un pavimento de

sección elegida solamente para la inspección del pavimento. De acuerdo al tipo de pavimento

que cuenta la vía a evaluar se tiene (Ms. Ing. Villanueva, 2011):

1. Pavimentos de asfalto: Con un ancho menor a 7.30 m. el área de muestreo debe estar

entre 230 ± 93 m2. En el siguiente cuadro se presentan algunas relaciones longitud ancho

de calzada pavimentada (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

32

Tabla 7. Longitud de la unidad de muestreo

Fuente: (Ms. Ing. Villanueva, 2011)


2. Pavimentos de hormigón: Con losas de cemento Pórtland y losas con longitud inferior

a 7.60 m. el área de la unidad de muestreo debe estar en el rango de 20 ± 8 losas. No

todas las unidades de muestra requieren tener el mismo tamaño de muestra, pero deben

tener similares patrones para asegurar la exactitud en cálculo del PCI (Ms. Ing.

Villanueva, 2011).

Determinación de las unidades de muestreo para la evaluación.

En la evaluación del Índice de Condición Presente (PCI) de pavimentos de acuerdo al

tamaño de la muestra y con el fin de optimizar el método, se puede tener la evaluación de un

proyecto y la evaluación de una red. En la cual se deberán inspeccionar todas las unidades; sin

embargo, de no ser posible el número mínimo de muestreo que deben evaluarse se obtiene

mediante la Ecuación N° 1, la cual se produce un estimado del PCI ± 5 del promedio verdadero

con una confiabilidad del 95% (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

𝑛 = 𝑁 ∗ 𝑠2

((𝑒2

4 ) (𝑁 − 1) + 𝑠2)

Ancho de la

calzada (m)

Longitud de la

unidad de

muestreo (m)

5,00 46,00

5,50 41,80

6,00 38,30

6,50 35,40

7.30 máx. 31,50

33

Dónde:

n: Número mínimo de unidades de muestreo a evaluar.

N: Número total de unidades de muestreo en la sección del pavimento.

e: Error admisible en el estimativo del PCI de la sección (e = ± 5%).

s: Desviación estándar del PCI entre las unidades (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

Durante la inspección inicial se asume una desviación estándar (s) del PCI de 10 para

pavimento asfáltico y de 15 para pavimentos de concreto. Cuando el número mínimo de

unidades a ser evaluadas es menor que cinco (n < 5), se recomienda evaluar todas las unidades

(Ms. Ing. Villanueva, 2011).

Selección de las unidades de muestreo para inspección.

Se recomienda que las unidades elegidas estén igualmente espaciadas a lo largo de la sección

de pavimento y que la primera de ellas se elija al azar. Esta técnica se la conoce como “sistema

aleatorio” descrito en los siguientes tres pasos (Ms. Ing. Villanueva, 2011):

a) El intervalo de muestreo (i), es determinado por (Ms. Ing. Villanueva, 2011):

𝑖 =𝑁

𝑛

Dónde:

N - Número total de unidades de muestreo disponible.

n - Número mínimo de unidades para evaluar.

i - Intervalo de muestreo, se redondea al número entero inferior (por ejemplo: 3.70 se

redondea a 3.00) (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

34

b) El inicio al azar es o son seleccionados entre la unidad de muestreo 1 y el intervalo de

muestreo i. Por ejemplo, si i = 3, la unidad de muestreo a inspeccionar puede estar entre

1 y 3 (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

c) Las unidades de muestreo para la evaluación se identifican como “s”, “s + i”, “s +2 i”,

etc. Si la unidad seleccionada es 3, y el intervalo de muestreo es 3, las subsiguientes

unidades de muestreo a inspeccionar serían 6, 9, 12, 15, etc. (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

Levantamiento visual de daños en el pavimento.

El procedimiento de inspección para pavimentos con superficies de asfalto y concreto, se

realiza llenando los espacios en blanco en los formatos correspondientes. A continuación, se

muestra el formato para levantar la información en pavimentos con superficies de asfalto. Debe

seguirse estrictamente la definición de los daños descritos en el Manual de Daños de la

Evaluación de la Condición de un Pavimento, esto con el fin de obtener un PCI confiable. La

evaluación de la condición incluye los siguientes aspectos (Ms. Ing. Villanueva, 2011):

Equipo:

Odómetro manual, para medir las longitudes y las áreas de los daños.

Regla y una cinta métrica para establecer las profundidades de los ahuellamientos o

depresiones.

Manual de Daños del PCI con los formatos correspondientes y en cantidad suficiente

para el desarrollo de la severidad. para su desplazamiento en la vía inspeccionada, tales

como dispositivos de señalización y advertencia para el vehículo acompañante y para

el personal en la vía (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

35

Procedimiento:

Se inspecciona una unidad de muestreo para medir el tipo, cantidad y severidad de los daños

de acuerdo al Manual de Daños, y se registra la información en el formato correspondiente. Se

debe conocer y seguir estrictamente las definiciones y procedimiento de medida de daños. Se

usa un formulario u “hoja de información de exploración de la condición” para cada unidad de

muestreo y en los formatos cada región se usa para registrar un daño, su extensión y su nivel

de severidad (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

Cálculo del PCI de las unidades de muestreo.

Luego de culminar la inspección de campo, la información recogida se utiliza para calcular

el PCI. El cálculo del PCI está basado en los “valores deducidos” de cada daño, de acuerdo a

la cantidad y severidad reportadas. El cálculo del PCI, puede realizarse en forma manual o

computarizada y el cálculo para cada tipo de pavimento es similar. A continuación, se describe

el cálculo del PCI para cada pavimento flexible. Con la finalidad de facilitar el entendimiento

del cálculo del PCI, se ha descrito mediante diversos pasos (Ms. Ing. Villanueva, 2011):

PASO 1: Determinación de los valores deducidos (VD):

a) Totalice cada tipo y nivel de severidad de daño y regístrelo en la columna de “Total”

del formato. El daño puede medirse en área, longitud o por su número según sea el tipo


b) Divida la “Cantidad total” de cada tipo de daño, en cada nivel de severidad, entre el

“área muestra” de la unidad de muestreo y exprese el resultado en porcentaje. Esta es

la “densidad” del daño, con el nivel de severidad especificado, dentro de la unidad en

estudio (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

36

c) Determine el “Valor Deducido” para cada tipo de daño y su nivel de severidad mediante

las curvas o tablas denominadas “valor deducido del daño”; de acuerdo con el tipo de

pavimento inspeccionado (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

PASO 2: Determinación del número máximo admisible de valores deducidos (m):

a. Si ninguno o tan solo uno de los “valores deducidos” es mayor que 2, se usa el “valor

deducido total” en lugar del “valor deducido corregido” (CDV), obtenido en el Paso 4;

de lo contrario, deben seguirse los pasos 2.b y 2.c (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

b. Liste los valores deducidos individuales en orden descendente (Ms. Ing. Villanueva,

2011).

c. Determine el “Número Máximo de Valores Deducidos” (m), utilizando la siguiente

ecuación, para carreteras pavimentadas (Ms. Ing. Villanueva, 2011):

𝑚𝑖 = 1,00 + 9

98 (100,00 − 𝐻𝐷𝑉𝑖)

Dónde:

mi - Número máximo admisible de “valores deducidos, incluyendo la fracción para la

unidad de muestreo i. (mi=10) (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

HDVi - El mayor valor deducido individual para la unidad de muestreo i (Ms. Ing.

Villanueva, 2011).

d. El número de valores individuales deducidos se reduce a m, inclusive la parte

fraccionaria. Si se dispone de menos valores deducidos que m se utilizan los que se

tengan (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

37

PASO 3: Determinación del máximo valor deducido corregido (CDV):

Este paso se lo realiza mediante un proceso iterativo que se lo describe a continuación:

a. Determine el número de valores deducidos (q) mayores que 2 (Ms. Ing. Villanueva,

2011).

b. Determine del “valor deducido total” sumando todos los valores deducidos individuales


c. Determine el CDV con el q y el “valor deducido total” en la curva de corrección, de

acuerdo al tipo de pavimento (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

d. Reduzca a 2 el menor de los valores deducidos individuales, que sea mayor a 2 y repita

las etapas a hasta c (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

e. El “máximo CDV” es el mayor valor de los CDV obtenidos en el proceso de iteración

indicado (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

PASO 4: Calcule el PCI, restando el “máximo CDV” de 100 (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

𝑃𝐶𝐼 = 100 − 𝑚á𝑥. 𝐶𝐷𝑉

Dónde:

PCI: Índice de condición presente.

Máx. CDV: Máximo valor corregido deducido (Ms. Ing. Villanueva, 2011).

38

3.5. Diseño de estructuras de pavimentos por el método AASHTO

Este método es utilizado en nuestro país, y se basa principalmente en identificar el “Número

Estructural (SN)” para el pavimento flexible, capaz que pueda soportar las cargas producidas

por el flujo vehicular (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

Para determinar el número estructural SN requerido, el método proporciona una ecuación

general y una gráfica, que involucra los siguientes parámetros (Maila Paucar & Pasochoa

Gualli, 2017):

El número de ejes equivalentes acumulados para el período de diseño, (W18).

El parámetro de confiabilidad, (R).

El error estándar combinado, (So).

El módulo de resiliencia, (Mr) del material de la subrasante.

La pérdida o diferencia entre los índices de servicios inicial y final deseados, (ΔPSI)

(Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

La fórmula de diseño, según la AASHTO 93 es:

LogW18=ZR*So+9,36log(SN+1)-0,20+log (∆PSI / 4,2-1,5) / ((0,40+1094/ (SN+1)5,19) +2,32 logMR-8,07

En donde:

SN = Número estructural (pulg)

W18 = Número de cargas de 18 kips (80 kn) previstas.

ZR = Abscisa correspondiente a un área igual a la confiabilidad R en la curva de distribución

normalizada.

So = Desvío standard de todas las variables.

39

∆psi = Pérdida de servicialidad.

MR= Módulo resiliente de la subrasante (en psi) (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

3.5.1. Factor regional

La precipitación pluvial es importante en el proceso de diseño de la estructura del

pavimento. Es un factor que evalúa la eficiencia del pavimento en las peores condiciones

climáticas y su capacidad de drenaje, por lo tanto, se adopta un factor regional de r= 2 (Maila

Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

Tabla 8. Factor regional según su precipitación anual.

PRECIPITACIÓN PLUVIAL

ANUAL (mm)

FACTOR REGIONAL

r

r Menos de 250 0.25

De 250 a 500 0.50

De 500 a 1000 1.00

De 1000 a 2000 1.50

De 2000 a 3000 1.75

Más de 3000 2.00

Fuente: Guía AASHTO para el diseño de pavimentos 1993.


3.5.2. Índice de servicio

El índice de servicio es la condición que se otorga a un pavimento para proveer a los usuarios

de la vía un tránsito seguro y confortable generalmente este índice tiene una variación de cero

hasta cinco (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

40

Tabla 9. Índice de servicio.

ÍNDICE DE

SERVICIO (P) CLASIFICACIÓN

0-1 Muy mala

1-2 Mala

2-3 Regular

3-4 Buena

4-5 Muy buena



La serviciabilidad inicial (Po) está en función directa del diseño del pavimento y de la

calidad de construcción de la carretera, la serviciabilidad final (Pt) va en función de la categoría

de la carretera y se basa en el índice más bajo que pueda ser tolerado antes de que sea necesario

efectuar una rehabilitación, los valores recomendados valores para el diseño de pavimento

flexible por la Guía AASHTO-93 son (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017):

Índice de servicio inicial (Po) = 4,2.

Índice de servicio final (Pt):

1. Para Autopistas y vías principales un valor de 2,5.

2. Para carreteras secundarias y demás carreteras un valor de 2,0 (Maila Paucar &

Pasochoa Gualli, 2017).

Para el diseño se adopta un valor final de 2,0 porque se trata de un camino vecinal, con un

índice inicial de 4,2. Una vez establecido Po y Pt, se aplica la siguiente ecuación para definir

el cambio total en el índice de servicio (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

ΔPSI = Po - Pt = 4,2 – 2,0 = 2,2

41

3.5.3. Confiabilidad (R)

La confiabilidad se define como la probabilidad de que el pavimento diseñado se comporte

de manera satisfactoria durante toda su vida útil es un parámetro importante porque está

relacionado con el desempeño del pavimento, para elegir el valor de este se considera la

importancia del camino (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

Tabla 10. Valores del nivel de confianza (R).

TIPO DE CAMINO ZONAS URBANAS (%) ZONAS RURALES (%)

Autopista 85-99.9 80-99.9

Carreteras de primer orden 80-99 75-95

Carreteras secundarias 80-95 75-95

Caminos vecinales 50-80 50-80



3.5.4. Desviación normal estándar (Zr)

El tránsito que soportará un pavimento a lo largo de un determinado período de diseño sigue

una ley de distribución normal con una desviación típica (So), mediante ésta distribución se

puede obtener el valor de (Zr) asociado a un nivel de confiabilidad (Maila Paucar & Pasochoa

Gualli, 2017).

42

Tabla 11. Valores de Zr en función de la confiabilidad.

NIVEL DE CONFIANZA Zr

50 0

60 -0.253

70 -0.524

75 -0.674

80 -0.841

85 -1.037

90 -1.282

91 -1.340

92 -1.405

93 -1.476

94 -1.555

95 -1.645

96 -1.751

97 -1.881

98 -2.054

99 -2.327

99.9 -3.090

99.99 -3.750



3.5.5. Desviación estándar (So)

Este factor evalúa los datos dispersos que configuran la curva real de comportamiento del

pavimento. El rango de desviación estándar sugerido por AASHTO se encuentra entre los

siguientes valores: 0,40 = So = 0,50 (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

43

3.5.6. Determinación del TPDA de diseño

La duración o el daño de las instalaciones viales (pavimentos y puentes) dependen tanto de

los pesos de los vehículos como de la frecuencia de la aplicación de esas cargas en dichas

estructuras. Los métodos usuales para el diseño de pavimentos asfálticos para vías de tránsito

medio y alto, consideran esta variable en términos de repeticiones de ejes patrones de diseño,

generalmente ejes sencillos de 80 KN, cuya valoración con cierto grado de confiabilidad exige

un conocimiento más o menos preciso de la magnitud de las cargas pesadas circulantes, a

efectos de establecer su respectiva equivalencia con el eje patrón de diseño (López Valencia,

2016).

En los estudios de volúmenes de tránsito es necesario conocer la composición de los

distintos tipos de vehículos. La composición vehicular se mide en términos de porcentajes

sobre el volumen total. Por ejemplo, porcentajes de automóviles, de autobuses y de camiones.

En caso de no disponer de datos de composición de tránsito, se puede utilizar la información

registrada a continuación, obtenida del análisis de las series históricas del Instituto nacional de

vías, que representa la composición promedio registrada en las vías bajo tránsito con estación

de conteo (López Valencia, 2016).

Las vías se diseñan para un volumen de tránsito que se determina como demanda diaria

promedio a servir al final del periodo de diseño, calculado como el número de vehículos

promedio que utilizan la carretera por día actualmente y que se incrementa con una tasa de

crecimiento anual. Se puede calcular el crecimiento de tránsito utilizando una fórmula simple

(López Valencia, 2016):

𝑇𝑃𝐷𝐴𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 𝑇𝑃𝐷𝐴0(1 + 𝑖)𝑡

44

en la que:

TPDAFINAL = Tráfico promedio diario anual inicial.

TPDAo = Tráfico promedio diario anual inicial.

i = Tasa de crecimiento vehicular general o por tipo de vehículo.

t = Periodo de diseño (López Valencia, 2016).

La demanda o volumen de tráfico requiere ser expresado en términos de ejes equivalentes

acumulados para el periodo de diseño. Un eje equivalente (EE) equivale al efecto de deterioro

causado sobre el pavimento, un eje simple de dos ruedas cargado con 8.2 ton de peso, con

neumáticos con presión de 80 lb/pulg. (López Valencia, 2016).

Para el cálculo del número de repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 ton, se usa la siguiente

expresión (López Valencia, 2016):

𝐸𝐸8.2 𝑡𝑜𝑛 = 𝑁° 𝑑𝑒 𝑣𝑒ℎí𝑐𝑢𝑙𝑜𝑠 ∗ 𝐹𝐷 ∗ 𝑓𝑑

donde:

EE 8.2 ton = Número de repeticiones de ejes equivalentes.

FD = Factor de daño.

fd = Factor direccional (López Valencia, 2016).

Es necesario conocer las tasas de crecimiento o incremento anual de tránsito, la distribución

por dirección en cada sentido del camino y si fuera en carreteras con más de dos vías, la

distribución vehicular en cada una de ellas (López Valencia, 2016).

45

3.5.7. Factor de distribución de carril (FDC)

En una carretera de dos carriles, uno en cada sentido el factor de distribución por carril es

50% como es el caso del presente estudio (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

3.5.8. Cálculo del número de ejes equivalentes (ESAL’s)

Esta determinación solo se realiza únicamente con los vehículos pesados, se calcula un

factor de carga que depende de la tipología de los vehículos pesados (Maila Paucar & Pasochoa

Gualli, 2017).

Una vez determinado los factores de carga equivalentes se procede al cálculo del número de

ejes equivalentes ESAL por sus siglas en inglés. Equivalent Simple Axial Load, se determina

con la siguiente ecuación- Luego, tenemos la siguiente tipología de los vehículos pesados con

sus respectivos factores de carga equivalente y finalmente se obtiene las cargas por ejes según

el tipo de vehículo para conseguir el propósito ante descrito se asume un número estructural

(Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017).

46

4. MATERIALES Y MÉTODOS

4.1. Tipo de investigación

La investigación se realizó en un nivel de investigación explorativa-descriptiva porque se

realizan hipótesis y estudios in situ para generar informes que coadyuven a buscar solución a

la problemática. Explicativa-asociativa porque relaciona las variables de estudio que darán

solución al problema investigativo en función del tipo de estudio a realizarse en la vía.

4.2. Métodos

El proyecto investigativo se aplicó una investigación de Campo, ya que se aplicó la

recolección de datos en la vía en estudio, mediante un inventario vial mediante una evaluación

vial, estudios de tráfico y muestreo de suelo para realizar ensayos de laboratorio.

También se utilizó una investigación Bibliográfica, porque se recolecto la información

teórica básica de libros y artículos científicos de variada índole ya fuese de tipo impreso y

digital.

Así mismo, se utilizó una investigación de Laboratorio, para obtener la información

fundamental de los análisis de suelo y aforo de tráfico para desarrollar el proyecto investigativo.

4.3. Técnicas

La presente investigación durante su realización aplicó como técnicas como la observación

analítica y la encuesta para poder establecer los parámetros de las condiciones de la vía en

estudio.

47

4.4. Estudio de tráfico

4.4.1. Ubicación

Figura 2. Punto de Referencia de la ubicación de la estación de conteo de tráfico en la calle La Prensa entre By

Pass y avenida Las Orquídeas

Fuente: Google Eart


El conteo vehicular que se realizó en la calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas

fue de tipo manual durante el lapso de tiempo de una semana, la cual inicio el lunes 12 hasta el

domingo 18 de febrero del presente año con un periodo de duración de 24 horas diarias, la

información recabada durante este proceso fue fundamental para poder clasificar los vehículos

según su tipo y determinar la proyección del TPDA existente y proyectado.

Los resultados obtenidos durante el aforo de tráfico se describen a continuación:

48

4.4.1.1. Aforo vehicular (días)

Tabla 12. Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas (Día 1)


Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez.

A2 (5 Ton.) 2D (5 Ton.) 2DA (10 Ton.) 2DB (18 Ton.) 3A (27 Ton.)

00H00 - 01H00 0 0 0 0 0 0

01H00 - 02H00 0 0 0 0 0 0

02H00 - 03H00 0 0 0 0 0 0

03H00 - 04H00 0 0 0 0 0 0

04H00 - 05H00 0 0 0 0 0 0

05H00 - 06H00 1 0 0 0 0 1

06H00 - 07H00 2 1 0 0 0 3

07H00 - 08H00 5 1 0 0 0 6

08H00 - 09H00 2 0 1 0 0 3

09H00 - 10H00 1 0 1 0 0 2

10H00 - 11H00 1 0 0 0 0 1

11H00 - 12H00 1 0 1 1 1 4

12H00 - 13H00 1 0 0 0 0 1

13H00 - 14H00 6 1 0 0 0 7

14H00 - 15H00 2 0 1 1 0 4

15H00 - 16H00 3 0 0 0 0 3

16H00 - 17H00 3 1 1 1 0 6

17H00 - 18H00 2 0 0 0 0 2

18H00 - 19H00 5 1 0 0 0 6

19H00 - 20H00 2 0 0 0 0 2

20H00 - 21H00 1 0 0 0 0 1

21H00 - 22H00 1 0 0 0 0 1

22H00 - 23H00 1 0 0 0 0 1

23H00 - 24H00 1 0 0 0 0 1

TOTAL 41 5 5 3 1 55

% 74,55 % 9,09 % 9,09 % 5,45 % 1,82 % 100,00 %

DÍA: LUNES 12 DE FEBRERO DEL 2018

HORA

TIPO DE VEHICULOS

TOTAL

49

Tabla 13. Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas (Día 2).




00H00 - 01H00 1 0 0 0 0 1

01H00 - 02H00 0 0 0 0 0 0

02H00 - 03H00 0 0 0 0 0 0

03H00 - 04H00 0 0 0 0 0 0

04H00 - 05H00 0 0 0 0 0 0

05H00 - 06H00 1 0 0 0 0 1

06H00 - 07H00 1 1 0 0 0 2

07H00 - 08H00 3 1 0 0 0 4

08H00 - 09H00 1 0 1 0 0 2

09H00 - 10H00 2 1 1 0 0 4

10H00 - 11H00 1 0 1 1 0 3

11H00 - 12H00 2 0 0 1 1 4

12H00 - 13H00 1 1 1 1 0 4

13H00 - 14H00 3 0 0 0 0 3

14H00 - 15H00 4 0 0 0 1 5

15H00 - 16H00 2 0 0 0 0 2

16H00 - 17H00 1 0 0 0 0 1

17H00 - 18H00 4 1 1 0 0 6

18H00 - 19H00 5 1 0 0 0 6

19H00 - 20H00 1 0 0 0 0 1

20H00 - 21H00 1 0 0 0 0 1

21H00 - 22H00 1 0 0 0 0 1

22H00 - 23H00 1 0 0 0 0 1

23H00 - 24H00 1 0 0 0 0 1

TOTAL 37 6 5 3 2 53

% 69,81 % 11,32 % 9,43 % 5,66 % 3,77 % 100,00 %

DÍA: MARTES 13 DE FEBRERO DEL 2018

HORA

TIPO DE VEHICULOS

TOTAL

50





00H00 - 01H00 1 0 0 0 0 1

01H00 - 02H00 0 0 0 0 0 0

02H00 - 03H00 0 0 0 0 0 0

03H00 - 04H00 0 0 0 0 0 0

04H00 - 05H00 0 0 0 0 0 0

05H00 - 06H00 1 0 0 0 0 1

06H00 - 07H00 1 1 0 0 0 2

07H00 - 08H00 4 1 1 1 0 7

08H00 - 09H00 1 0 0 0 0 1

09H00 - 10H00 2 0 0 0 0 2

10H00 - 11H00 1 1 0 0 0 2

11H00 - 12H00 2 0 1 0 0 3

12H00 - 13H00 3 0 1 1 1 6

13H00 - 14H00 5 1 0 0 0 6

14H00 - 15H00 1 0 0 1 0 2

15H00 - 16H00 2 0 0 0 0 2

16H00 - 17H00 2 0 1 0 0 3

17H00 - 18H00 4 0 0 0 0 4

18H00 - 19H00 6 1 0 0 0 7

19H00 - 20H00 1 0 0 0 0 1

20H00 - 21H00 1 0 0 0 0 1

21H00 - 22H00 1 0 0 0 0 1

22H00 - 23H00 1 0 0 0 0 1

23H00 - 24H00 1 0 0 0 0 1

TOTAL 41 5 4 3 1 54

% 75,93 % 9,26 % 7,41 % 5,56 % 1,85 % 100,00 %

DÍA: MIERCOLES 14 DE FEBRERO DEL 2018

HORA

TIPO DE VEHICULOS

TOTAL

51





00H00 - 01H00 1 0 0 0 0 1

01H00 - 02H00 0 0 0 0 0 0

02H00 - 03H00 0 0 0 0 0 0

03H00 - 04H00 0 0 0 0 0 0

04H00 - 05H00 0 0 0 0 0 0

05H00 - 06H00 0 0 1 1 0 2

06H00 - 07H00 2 1 0 0 0 3

07H00 - 08H00 4 0 0 0 0 4

08H00 - 09H00 1 0 0 0 0 1

09H00 - 10H00 1 0 1 1 0 3

10H00 - 11H00 1 1 1 1 0 4

11H00 - 12H00 1 0 1 1 1 4

12H00 - 13H00 3 0 0 0 0 3

13H00 - 14H00 6 0 0 0 0 6

14H00 - 15H00 1 0 0 0 0 1

15H00 - 16H00 1 0 0 0 0 1

16H00 - 17H00 1 0 1 0 1 3

17H00 - 18H00 2 1 0 0 0 3

18H00 - 19H00 7 1 0 0 0 8

19H00 - 20H00 1 0 0 0 0 1

20H00 - 21H00 1 0 0 0 0 1

21H00 - 22H00 1 0 0 0 0 1

22H00 - 23H00 1 0 0 0 0 1

23H00 - 24H00 1 0 0 0 0 1

TOTAL 37 4 5 4 2 52

% 71,15 % 7,69 % 9,62 % 7,69 % 3,85 % 100,00 %

DÍA: JUEVES 15 DE FEBRERO DEL 2018

HORA

TIPO DE VEHICULOS

TOTAL

52





00H00 - 01H00 0 0 0 0 0 0

01H00 - 02H00 0 0 0 0 0 0

02H00 - 03H00 0 0 0 0 0 0

03H00 - 04H00 0 0 0 0 0 0

04H00 - 05H00 0 0 0 0 0 0

05H00 - 06H00 1 0 0 0 0 1

06H00 - 07H00 3 0 0 0 0 3

07H00 - 08H00 6 1 1 1 0 9

08H00 - 09H00 1 0 1 1 1 4

09H00 - 10H00 1 0 1 1 1 4

10H00 - 11H00 2 1 1 0 0 4

11H00 - 12H00 1 0 0 0 0 1

12H00 - 13H00 2 1 0 0 0 3

13H00 - 14H00 7 1 0 0 0 8

14H00 - 15H00 1 0 1 1 0 3

15H00 - 16H00 1 0 0 0 0 1

16H00 - 17H00 1 0 0 0 0 1

17H00 - 18H00 2 1 0 0 0 3

18H00 - 19H00 5 1 0 0 0 6

19H00 - 20H00 1 0 0 0 0 1

20H00 - 21H00 1 0 0 0 0 1

21H00 - 22H00 1 0 0 0 0 1

22H00 - 23H00 1 0 0 0 0 1

23H00 - 24H00 1 0 0 0 0 1

TOTAL 39 6 5 4 2 56

% 69,64 % 10,71 % 8,93 % 7,14 % 3,57 % 100,00 %

DÍA: VIERNES 16 DE FEBRERO DEL 2018

HORA

TIPO DE VEHICULOS

TOTAL

53





00H00 - 01H00 0 0 0 0 0 0

01H00 - 02H00 0 0 0 0 0 0

02H00 - 03H00 0 0 0 0 0 0

03H00 - 04H00 0 0 0 0 0 0

04H00 - 05H00 0 0 0 0 0 0

05H00 - 06H00 1 0 0 0 0 1

06H00 - 07H00 4 0 0 0 0 4

07H00 - 08H00 1 1 0 0 0 2

08H00 - 09H00 0 1 1 1 0 3

09H00 - 10H00 1 0 1 0 0 2

10H00 - 11H00 2 0 0 0 0 2

11H00 - 12H00 1 0 0 0 0 1

12H00 - 13H00 1 0 0 0 0 1

13H00 - 14H00 3 0 1 1 1 6

14H00 - 15H00 1 0 0 0 0 1

15H00 - 16H00 2 0 0 0 0 2

16H00 - 17H00 3 0 0 0 0 3

17H00 - 18H00 5 1 0 0 0 6

18H00 - 19H00 1 0 0 0 0 1

19H00 - 20H00 1 0 0 0 0 1

20H00 - 21H00 1 0 0 0 0 1

21H00 - 22H00 1 0 0 0 0 1

22H00 - 23H00 1 0 0 0 0 1

23H00 - 24H00 0 0 0 0 0 0

TOTAL 30 3 3 2 1 39

% 76,92 % 7,69 % 7,69 % 5,13 % 2,56 % 100,00 %

DÍA: SABADO 17 DE FEBRERO DEL 2018

HORA

TIPO DE VEHICULOS

TOTAL

54





00H00 - 01H00 0 0 0 0 0 0

01H00 - 02H00 0 0 0 0 0 0

02H00 - 03H00 0 0 0 0 0 0

03H00 - 04H00 0 0 0 0 0 0

04H00 - 05H00 0 0 0 0 0 0

05H00 - 06H00 1 0 0 0 0 1

06H00 - 07H00 2 0 0 0 0 2

07H00 - 08H00 4 0 0 0 0 4

08H00 - 09H00 2 0 1 0 0 3

09H00 - 10H00 1 0 0 0 0 1

10H00 - 11H00 1 0 0 0 0 1

11H00 - 12H00 1 1 0 0 0 2

12H00 - 13H00 2 0 1 0 0 3

13H00 - 14H00 1 0 1 0 0 2

14H00 - 15H00 2 0 0 0 0 2

15H00 - 16H00 3 1 0 0 0 4

16H00 - 17H00 1 0 0 0 0 1

17H00 - 18H00 3 1 0 0 0 4

18H00 - 19H00 4 0 0 0 0 4

19H00 - 20H00 4 0 0 0 0 4

20H00 - 21H00 2 0 0 0 0 2

21H00 - 22H00 1 0 0 0 0 1

22H00 - 23H00 1 0 0 0 0 1

23H00 - 24H00 0 0 0 0 0 0

TOTAL 36 3 3 0 0 42

% 85,71 % 7,14 % 7,14 % 0,00 % 0,00 % 100,00 %

DÍA: DOMINGO 18 DE FEBRERO DEL 2018

HORA

TIPO DE VEHICULOS

TOTAL

55

4.4.1.2. Cálculo del tráfico promedio diario anual (TPDA)

Tráfico promedio diario semanal (TPDS)

Para calcular el Tráfico Promedio Diario se procede a calcular el promedio de vehículos por

tipo, de nuestro aforo de tráfico.

𝐓𝐏𝐃𝐒 =261 + 32 + 30 + 19 + 9

7= 50 (Vehículos/día)

Tabla 19. Tráfico promedio diario semanal



Tráfico actual (TA)

Posteriormente transformamos en su totalidad el tráfico promedio semanal a vehículos

livianos, multiplicando cada uno de los valores TPDS por tipos de vehículos con su respectivo

coeficiente de transformación, el mismo que nos lo proporciona el Ministerio de Transporte y

Obras Públicas y se detalla a continuación:

LU

NE

S

MA

RT

ES

MIE

RC

OL

ES

JUE

VE

S

VIE

RN

ES

SA

BA

DO

DO

MIN

GO

A2 (5 Ton.) 41,00 37,00 41,00 37,00 39,00 30,00 36,00 261,00 37,29

2D (7 Ton.) 5,00 6,00 5,00 4,00 6,00 3,00 3,00 32,00 4,57

2DA (10 Ton.) 5,00 5,00 4,00 5,00 5,00 3,00 3,00 30,00 4,29

2DB (18 Ton.) 3,00 3,00 3,00 4,00 4,00 2,00 0,00 19,00 2,71

3A (27 Ton.) 1,00 2,00 1,00 2,00 2,00 1,00 0,00 9,00 1,29

55,00 53,00 54,00 52,00 56,00 39,00 42,00 351,00 50,14

DIAS

TIPO DE VEHÍCULO

TOTAL

AFORO VEHICULAR DE LA CALLE LA PRENSA ENTRE BY PASS Y AVENIDA LAS ORQUÍDEAS

DEL CANTÓN PORTOVIEJO DESDE EL 12 HASTA EL 18 DE FEBRERO DEL 2018

TP

DS

TO

TA

L

56

Tabla 20. Tráfico actual



El tráfico actual de nuestro proyecto es de 79 vehículos/día, tal como se indica en la tabla

anterior.

Tabla 21. Coeficiente de transformación a vehículo liviano

TIPO DE

VEHÍCULO

COEFICIENTE DE

TRANSFORMACIÓN

TIPO DE

VEHÍCULO

COEFICIENTE DE

TRANSFORMACIÓN

Livianos 1,0

Remolques con

capacidad de

carga en kg:

Motocicletas 0,5 Hasta 6000 3,0

Buses pesados

con capacidad de

carga en Kg:

12000 3,5

Hasta 2000 1,5 20000 4,0

5000 2,0 30000 5,0

8000 2,5 Mayor a 30000 6,0

14000 3,5

Mayor a 14000 4,5

Nota: Para terrenos ondulados y montañosos estos coeficientes aumentan 1.4 y 2.0 veces

respectivamente, menos para vehículos livianos. Fuente: (MOP, 2003)


TPDS %COEFICIENTE DE

TRANSFORMACIÓN

VEHÍCULO

DE DISEÑO

LIVIANOS A2 (5 Ton.) 37,29 74,36 % 1,00 37,00

BUSES 2D (7 Ton.) 4,57 9,12 % 2,50 11,00

2DA (10 Ton.) 4,29 8,55 % 3,50 15,00

2DB (18 Ton.) 2,71 5,41 % 4,50 12,00

3A (27 Ton.) 1,29 2,56 % 4,50 6,00

50,14 100,00 % TRÁFICO ACTUAL: 81,00TOTAL

TIPO DE VEHÍCULO

PESADOS

57

Tráfico generado 𝐓𝐆 = 𝟎, 𝟐𝟎 ∗ 𝑻𝑷𝑫𝑨𝑨𝑪𝑻𝑼𝑨𝑳

A2: 𝐓𝐆 = 0,20 * 37 = 7 (Vehículos/día)

2D: 𝐓𝐆 = 0,20 * 11 = 2 (Vehículos/día)

2DA+2DB+3A: 𝐓𝐆 = 0,20 * 33 = 6 (Vehículos/día)

𝐓𝐆 = 7 + 2 + 6 = 𝟏𝟓 (𝐕𝐞𝐡í𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬/𝐝í𝐚)

Tráfico desviado

A2: 𝐓𝐃 = 0,25 * 37 = 9 (Vehículos/día)

2D: 𝐓𝐃 = 0,25 * 11 = 3 (Vehículos/día)

2DA+2DB+3A: 𝐓𝐃 = 0,25 * 33 = 9 (Vehículos/día)

𝐓𝐃 = 9 + 3 + 9 = 𝟐𝟏 (𝐕𝐞𝐡í𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬/𝐝í𝐚)

TPDA actual de diseño (TPDAd)

𝐓𝐏𝐃𝐀𝒅 = 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐂𝐓𝐔𝐀𝐋 + 𝐓𝐆 + 𝐓𝐃

𝐓𝐏𝐃𝐀𝒅 = 81 + 15 + 21

𝐓𝐏𝐃𝐀𝒅 = 𝟏𝟏𝟕 (𝐕𝐞𝐡í𝐜𝐮𝐥𝐨𝐬/𝐝í𝐚)

58

Tabla 22. Tráfico promedio diario anual (TPDAd)


4.4.1.3. Cálculo del T.P.D.A. proyectado (tráfico futuro)

El cálculo del tráfico futuro proyectado se realiza aplicando la ecuación que presentamos a

𝐓𝐏 = 𝐓𝐀 ∗ (𝟏 + 𝐢)𝐧, la cual está en función de la tasa de crecimiento del tráfico la cual hacemos

referencia en la siguiente tabla.

Tabla 23. Crecimiento anual del tráfico

TASA DE CRECIMIENTO ANUAL DEL TRÁFICO (%)

PERIODO TIPOS DE VEH´CIULOS

LIVIANOS BUSES PESADOS

2015 – 2020 3,97 1,97 1,94

2020 – 2025 3,57 1,78 1,74

2025 – 2030 3,25 1,62 1,58

2030 – 2035 3,35 1,72 1,67

2035 – 2040 3,59 1,97 1,88

Fuente: Ministerio de Transporte y Obras Públicas (MTOP)


Tráfico proyectado a 20 años

𝐓𝐏 = 𝐓𝐏𝐃𝐀𝐀𝐂𝐓𝐔𝐀𝐋 ∗ (𝟏 + 𝐢)𝐧

A2: 𝐓𝐏 = 53 * (1+0,0359)20 = 𝟏𝟎𝟕 (Vehículos/día)

GENERADO

20%

DESARROLLADO

25%

LIVIANOS A2 (5 Ton.) 37,00 7,00 9,00 53,00 107,00

BUSES 2D (7 Ton.) 11,00 2,00 3,00 16,00 24,00

2DA (10 Ton.) 15,00 3,00 4,00 22,00 32,00

2DB (18 Ton.) 12,00 2,00 3,00 17,00 25,00

3A (27 Ton.) 6,00 1,00 2,00 9,00 13,00

81,00 15,00 21,00 117,00 201,00

PESADOS

TOTAL

TRAFICO

TPDAdTRAFICO

FUTUROTIPO DE VEHÍCULO

TRAFICO

ACTUAL

59

2D: 𝐓𝐏 = 16 * (1+0,0197)20 = 𝟐𝟒 (Vehículos/día)

2DA+2DB+3A: 𝐓𝐏 = 48 * (1+0,0188)20 = 70 (Vehículos/día)

TP = 107 + 24 + 70

TP = 201 (Vehículos / día)

Tabla 24. Proyección del TPDA asignado al proyecto, calle La Prensa entre By Pass y Avenida Las

Orquídeas



LIVIANOS BUSES 2DA-2DB-3A A2 2D 2DA 2DB 3A

TOTAL

0 2018 3,97 1,97 1,94 53 16 22 17 9 117

1 2019 3,97 1,97 1,94 55 16 22 17 9 119

2 2020 3,97 1,97 1,94 57 17 23 18 9 124

3 2021 3,57 1,78 1,74 59 17 23 18 9 126

4 2022 3,57 1,78 1,74 61 17 24 18 10 130

5 2023 3,57 1,78 1,74 63 17 24 19 10 133

6 2024 3,57 1,78 1,74 65 18 24 19 10 136

7 2025 3,57 1,78 1,74 68 18 25 19 10 140

8 2026 3,25 1,62 1,58 68 18 25 19 10 140

9 2027 3,25 1,62 1,58 71 18 25 20 10 144

10 2028 3,25 1,62 1,58 73 19 26 20 11 149

11 2029 3,25 1,62 1,58 75 19 26 20 11 151

12 2030 3,25 1,62 1,58 78 19 27 21 11 156

13 2031 3,35 1,72 1,67 81 20 27 21 11 160

14 2032 3,35 1,72 1,67 84 20 28 21 11 164

15 2033 3,35 1,72 1,67 87 21 28 22 12 170

16 2034 3,35 1,72 1,67 90 21 29 22 12 174

17 2035 3,35 1,72 1,67 93 21 29 23 12 178

18 2036 3,59 1,97 1,88 100 23 31 24 13 191

19 2037 3,59 1,97 1,88 104 23 31 24 13 195

20 2038 3,59 1,97 1,88 107 24 32 25 13 201

PROYECCIÓN DEL TRÁFICO FUTURO VEHICULAR DE LA CALLE LA PRENSA ENTRE BY PASS Y AVENIDA LAS

ORQUÍDEAS DEL CANTÓN PORTOVIEJO

N° AÑO

% CRECIMIENTO TRÁFICO PROMEDIO DIARIO

60

4.5. Evaluación de la subrasante

Posterior a los estudios de suelos realizados se puede observar que en la parte superficial se

encuentra un material de relleno consistente de gravas arcillosas seguida de arcillas residuales

en las cuales había acumulación de sedimentos.

4.5.1. Estudios de suelos

Con el objetivo de establecer las propiedades mecánicas e hidráulicas óptimas del suelo del

área de estudio se ejecutó un cronograma de procesos que inicio con la toma de muestras de

suelo de la subrasante, para lograr la obtención de los siguientes parámetros de suelo:

Límites de Atterberg y Granulometría de las muestras de suelo de cada estrato.

Consistencia.

Proctor Modificado.

CBR.

Para realizar la toma de muestras de suelo se lo hizo por medio de una excavación de una

calicata, la misma que se hizo de manera manual el día viernes 4 de mayo del presente año,

misma que tuvo dimensiones de ancho y largo de 1,00 metro y una profundidad de 1,00 metro.

Luego de haber realizado la excavación se procedió a tomar las muestras de suelo la cuales

se colocaron en fundas plásticas y posteriormente en sacos, después de dicho proceso se realizó

la codificación de la codificación de las muestras para luego realizar los ensayos de suelo

pertinentes con el objetivo de obtener las características del suelo antes mencionado; luego se

procedió a medir los espesores de la estructura de pavimento flexible existente el cual arrojo

los siguientes valores: Capa de rodadura tiene 8,00 centímetros de espesor, la capa de base con

un espesor de 15 centímetros y la capa de subbase con un espesor de 35 centímetros.

61

Foto 1. Toma de muestras de la calicata



4.5.2. Ensayo granulométrico

El análisis granulométrico determina las proporciones relativas de los diferentes tamaños de

partículas presentes en una muestra de suelo, debido a que físicamente no es posible determinar

el tamaño real de las partículas del suelo, la práctica los agrupa por rangos de tamaño en tamices

cuya malla tiene diferentes diámetros (Puluche Haro, 2016).

Los tamices son de malla de alambre con aberturas rectangulares que varían de tamaño

desde 4” (101,6 mm) en la parte más gruesa hasta el número 400 (0,038 mm) en la serie de los

más finos (Puluche Haro, 2016).

62

Norma ASTMD 422: Análisis granulométrico en los áridos, fino y grueso (Puluche Haro,

2016).

Tabla 25. Tamaño de muestra para ensayo

Tamaño máximo

Nominal (mm) Masa mínima en gr.

9,5 (3/8”) 1000

12,5 (1/2”) 2000

19,0 (3/4”) 5000

25,0 (1”) 10000

Fuente: (Puluche Haro, 2016)


En este caso utilizamos una masa de 5000 gr (Puluche Haro, 2016).

Equipos y materiales:

Muestra de suelo.

Cuchareta.

Brocha.

Bandejas de masa conocida.

Balanza digital de 20 kg. Precisión 1gr.

Horno Eléctrico.

Tamices 3/4”, 3/8”, #4, #10, #40, #100, #200, bandeja y tapa.

Agitador de tamices mecánicos (Puluche Haro, 2016).

Procedimiento:

1. Luego de obtener la muestra en campo, procedemos a reducirla a tamaño de ensayo.

63

2. Pesamos en la bandeja de masa conocida una muestra mínima de aproximadamente 7

kg (Puluche Haro, 2016).

3. Secamos la muestra en el horno hasta obtener una masa constante, es decir secar a una

temperatura de 110°C ± 5°C durante 24 horas (Puluche Haro, 2016).

4. Retiramos la muestra del horno y esperamos que se enfrié para pesar las muestras

secas y empezar con el ensayo (Puluche Haro, 2016).

5. Ordenamos los tamices en orden descendente desde: bandeja, 200, 100, 40, 10, 4, 3/8,

estos deben estar limpios (Puluche Haro, 2016).

6. Colocamos firmemente los tamices en la tamizadora mecánica (Puluche Haro, 2016).

7. Ingresamos cuidadosamente el material por la parte superior del último tamiz,

evitando que este se desperdicie y tapamos (Puluche Haro, 2016).

8. Ajustamos fuertemente los tamices y los agitamos alrededor de 5 minutos

(Puluche Haro, 2016).

9. Esperamos que el material se asiente y colocamos el material de cada tamiz en una

bandeja para pesarlo (Puluche Haro, 2016).

10. El material que pasa por el tamiz # 100, es decir el del tamiz # 200 y la bandeja, se

debe guardar para el ensayo correspondiente (Puluche Haro, 2016).

11. Si la suma de las masas retenidas en los tamices difiere en un promedio de más del

0.5% se debe rechazar el ensayo (Puluche Haro, 2016).

4.5.3. Límites de atterberg

Los límites de Atterberg son ensayos de laboratorio que permiten obtener los límites del

rango de humedad dentro del cual el suelo se mantiene en estado plástico, se propone dos

límites de contenido de humedad en el que el suelo puede adquirir consistencias indeseables:

Límite Plástico o Inferior, donde el suelo se moldea fácilmente por la acción de una fuerza; y

64

Límite Líquido o Superior, donde adquiere un comportamiento de masa viscosa (Puluche Haro,

2016).

Para este ensayo se trabaja con la fracción de suelo que pasa por el tamiz (#40), agregando

o retirando agua según sea necesario hasta obtener una pasta semilíquida (Puluche Haro, 2016).

Límite líquido (LL): Contenido de humedad del suelo en el límite entre el estado

semilíquido y plástico (Puluche Haro, 2016).

Límite plástico (LP): Contenido de humedad del suelo en el límite entre el estado

semisólido y plástico (Puluche Haro, 2016).

Índice de plasticidad (IP): Diferencia entre los límites líquido y plástico, rango de

humedad dentro del cual el suelo se mantiene plástico (Puluche Haro, 2016):

P = LL – LP

Norma ASTMD 4318-84 Determinación del Límite Líquido método de Casagrande y

Determinación del Límite Plástico (Puluche Haro, 2016).


Máquina de Casagrande.

Acanalador y Espátula.

Placa de Vidrio.

Recipiente de Porcelana y Agua destilada.

Balanza de sensibilidad 0.1 gr. y Horno Eléctrico.

Recipientes (Taritas) (Puluche Haro, 2016).

65

Procedimiento para ensayo de límite líquido:

1. Al realizar la granulometría se separó el material que paso por el tamiz # 100 para este

ensayo (Puluche Haro, 2016).

2. Se coloca la muestra en el recipiente de porcelana, se le añade agua en una porción de 3

ml y con la ayuda de la espátula se realiza una mezcla homogénea (Puluche Haro, 2016).

3. Colocamos la máquina de Casagrande en un lugar limpio y nivelado, para proceder a

calibrarlo (Puluche Haro, 2016).

4. Con ayuda de la espátula colocamos el material en la cuchara de Casagrande de forma

homogénea, entre 50 y 70 gr, extendiendo la superficie, cuidando de no dejar burbujas de

aire en la masa (Puluche Haro, 2016).

5. A continuación, se divide la pasta en dos partes realizando una ranura trapecial con el

acanalador según el eje de simetría de la cápsula (Puluche Haro, 2016).

6. Girar la manivela de manera uniforme a una velocidad de dos revoluciones por segundo,

hasta que las partes se pongan en contacto en 1 cm de longitud, anotar el número de golpes,

cuando este sea inferior a 45 (Puluche Haro, 2016).

7. Tomar una muestra de suelo en la zona donde se cerró el surco, aproximadamente la tercera

parte de la muestra, se coloca en los recipientes, se pesa y se deja secar en el horno para

obtener el contenido de humedad (Puluche Haro, 2016).

8. Vaciar el suelo de la máquina Casagrande en el recipiente de porcelana para continuar

revolviendo con la espátula, donde el suelo pierde humedad y se repite los pasos 4, 5 y 6,

pero en este caso el número de golpes de llegar de 25 a 35 (Puluche Haro, 2016).

9. Repetir el paso 8, hasta que el número de golpes sea de 15 a 25 y de 5 a 15 (Puluche Haro,

2016).

66

10. Para determinar el límite líquido se grafica la curva de flujo, es decir el número de golpes

en coordenadas logarítmicas, contra el contenido de humedad correspondiente en

coordenadas normales, e interpolar para la humedad en la abscisa de 25 golpes (Puluche

Haro, 2016).

11. Sacar las muestras del horno y pesarlas (Puluche Haro, 2016).

Procedimiento para ensayo de límite plástico:

1. Se utiliza el material que queda del ensayo de límite líquido, en la que el suelo se vuelve

plástico (Puluche Haro, 2016).

2. Tomar una porción de masa, una bolita de 1 cm y amasarla sobre el vidrio con las yemas

de los dedos hasta formar rollos de 3 mm de diámetro, en trozo de tamaño de 0,5 a 1 cm,

repetir el paso 2 las veces que sea necesario hasta obtener el rollito obteniendo datos para

poder promediarlas (Puluche Haro, 2016).

3. Una vez formado el rollo se toma la muestra en las taras, se pesa y se deja secar al horno

para determinar el contenido de humedad (Puluche Haro, 2016).

A continuación, se presentan los resultados obtenidos en el ensayo granulométrico y en el

ensayo de los límites de Atterberg:

Tabla 26. Resumen de resultados del estudio granulométrico.



#

CALICATA

UBICACIÓN Prof.

(m)

Límites de Atterberg Clasificación

ABSCISA WL WP IG IP S.U.C.S. AASTHO

01 0+020 1,00 44,41 29,73 12,00 14,68 ML A-7-6

02 1+000 1,00 45,06 30,82 12,00 14,24 ML A-7-6

67

4.5.4. Ensayo de compactación

El ensayo de proctor modificado es un método que permite determinar la relación entre el

contenido de humedad y el peso unitario seco de los suelos compactados en un molde de 4 o 6

pulgadas (101,6 o 152,4 mm) de diámetro con un pistón de 10 libras (44,5 N) que cae a una

altura de 18 pulgadas (457 mm), produciendo una energía de compactación de 56000 lb-

pie/pie3 (2700 kN-m/m3), define la densidad máxima y su humedad óptima. Para este ensayo

se proporciona 3 alternativas, depende de la gradación del material (Puluche Haro, 2016).

Método A:

Molde: 4 pulg. de diámetro (101,6 mm).

Material: Se emplea el que pasa por el tamiz N° 4.

Uso: Cuando el 20% o menos del material es retenido en el tamiz N° 4 (Puluche Haro,

2016).

Método B:

Molde: 4 pulg. de diámetro (101,6 mm).

Material: Se emplea el que pasa por el tamiz 3/8 pulg.

Uso: Cuando más del 20% del material es retenido en el tamiz N° 4 y 20% menos es

retenido en el tamiz 3/8” pulg. (Puluche Haro, 2016).

Método C:

Molde: 6 pulg de diámetro (152,4 mm).

Material: Se emplea el que pasa por el tamiz 3/4 pulg.

Uso: Cuando más del 20% del material es retenido en el tamiz 3/8 pulg. y menos del

30% es retenido en el tamiz 3/4” pulg. (Puluche Haro, 2016).

68

Norma ASTM D 698, la misma que se adapta a condiciones de nuestra realidad (Puluche

Haro, 2016).


Molde de 4 pulgadas.

Collar de molde.

Pistón o Martillo 10 lb.

Recipiente para mezcla.

Probeta graduada.

Enrazador.

Balanza de sensibilidad 0.1 gr.

Balanza Eléctrica.

Horno Eléctrico.

Taritas.

Cucharon.

Brocha (Puluche Haro, 2016).

Procedimiento:

1. Luego de obtener la muestra, procedemos a reducirla a tamaño de ensayo (Puluche

Haro, 2016).

2. Pesamos en la bandeja de masa conocida una muestra mínima de aproximadamente 5

kg (Puluche Haro, 2016).

3. Secamos la muestra en el horno hasta obtener una masa constante, es decir secar a una

temperatura de 110°C ± 5°C durante 24 horas (Puluche Haro, 2016).

69

4. Retiramos la muestra del horno y esperamos que se enfrié para pesar las muestras

secas y empezar con el ensayo (Puluche Haro, 2016).

5. Empezamos pesando 3 kg de muestra, el molde de 4 pulg. con la base y sin el collar


6. Medir el diámetro y la altura del molde para calcular el volumen del mismo (Puluche

Haro, 2016).

7. A la muestra del recipiente se esparce agua, de tal manera que sea que el 3% de la

masa de suelo y lo mezclamos bien (Puluche Haro, 2016).

8. Colocarla muestra en el molde con el collar en cinco capas y compactar con el martillo

dentro del molde, hasta que el pistón alcance la parte superior y soltar permitiendo

que tenga caída libre, se repite cambiando de lugar la guía de manera que con 56

golpes cubra toda la superficie (Puluche Haro, 2016).

9. Quitamos el collar y enrasar a nivel superior del molde (Puluche Haro, 2016).

10. Se limpia el molde y determinar el peso del molde con el suelo compactado sin el

collar (Puluche Haro, 2016).

11. Extraer el suelo del molde, lo dividir en dos partes y tomar dos muestras de la parte

central en las taritas y las pesamos (Puluche Haro, 2016).

12. Dejar secar en el horno las muestras (Puluche Haro, 2016).

13. Devolver el resto de material y la añadir 6% de agua, es decir 3% más y lo mezclamos

bien (Puluche Haro, 2016).

14. Repetir los pasos del 8 al 13, aumentando cada vez el 3% de agua hasta que la masa

del suelo con el molde baje totalmente (Puluche Haro, 2016).

A continuación, se presentan los resultados obtenidos en el ensayo de compactación:

70

Tabla 27. Resumen de resultados del ensayo de compactación.



4.5.5. Ensayo California Bearing Ratio (CBR)

El CBR de un suelo es la carga unitaria, que mide la resistencia al corte de un suelo bajo en

condiciones de humedad y densidad controlada. Este ensayo permite obtener un número de la

relación de soporte, que no es constante para un suelo dado, sino que se aplica solo al estado

en el que se encontraba el suelo durante el ensayo (Puluche Haro, 2016).

Esta norma se aplica a la evaluación de la calidad de los suelos de la sub-rasante, a medida

que aumentan los esfuerzos, se llega a un momento en que el suelo se rompe o sigue

deformándose con un pequeño o ningún esfuerzo, es decir falla a corte. El CBR se calcula

mediante esta fórmula (Puluche Haro, 2016):

CBR =Carga uitaria del ensayo

carga unitaria del patrón∗ 100(%)


Molde CBR, con collarín y la base perforada.

Fondo Falso.

Sobrecargas Metálicas.

Pistón o Martillo 10 lb y altura libre de 15-18”.

Plato y Vástago.

#

CALICATA

UBICACIÓN Prof.

(m)

DENSIDAD

ABSCISA ɣ dmáx

kg/m3

W0

%

01 0+020 1,00 1627,00 25,01

02 1+000 1,00 1630,00 25,03

71

Trípodes y deformímetros.

Prensa Hidráulica con anillo de carga.

Tanque para inmersión.

Enrazador.

Horno, Balanza.

Taritas.

Papel filtro (Puluche Haro, 2016).

Procedimiento para preparación del material:

Se pulveriza suficiente material, desmenuzando los terrones existentes hasta obtener

una masa uniforme, se pasa por el tamiz ¾” y se desechan las partículas retenidas. Se

determina la humedad óptima del material siguiendo el mismo procedimiento del

ensayo Proctor Modificado (Puluche Haro, 2016).

El material sobrante de la determinación de la humedad óptima, se mezcla con una

cantidad de agua para producir el contenido de humedad necesario para obtener el

máximo peso unitario seco (Puluche Haro, 2016).

Con el material ya humedecido se pesan 3 cilindros para CBR con las respectivas

placas de soporte, están debe tener 28 perforaciones de 1/8” (Puluche Haro, 2016).

Se compactan las muestras en los moldes preparados, usando para el primero 56

golpes, para el segundo 25 golpes y para el tercero 10 golpes. Se deben tomar muestras

de humedad para cada molde con anticipación. Cada capa debe ser de 1” de espesor

después de compactada y la última capa debe estar ½” más arriba de la unión del

molde con su collarín (Puluche Haro, 2016).

72

Tomar muestras en las taritas para verificar el contenido de humedad. La humedad de

las muestras así compactadas no debe ser ni mayor ni menor que 0.5% de la humedad

óptima; de otra forma se debe repetir el ensayo (Puluche Haro, 2016).

Se retira el collarín del molde, se enrasa y se lo pesa junto con la muestra compactada,

el disco espaciador y la placa de soporte (Puluche Haro, 2016).

Se coloca un filtro de papel sobre la placa de soporte y luego se voltea el molde con

la muestra compactada y se coloca sobre la placa de soporte, retirando el falso fondo.

Pesar cada molde con el suelo. La muestra está lista para ser sumergida (Puluche Haro,

2016).

Procedimiento para sumergir la muestra y medir los cambios volumétricos:

La muestra preparada se sumerge en un recipiente para duplicar de cierta manera las

condiciones de saturación natural. Se coloca sobre la muestra sobrepeso de 5 libras

(aproximadamente 3” de material). Por lo tanto, si se desea calcular el número de sobrepesos

necesarios, se estima el espesor en pulgadas del material que la muestra va a soportar y se

divide por 3 (Puluche Haro, 2016).

1. Se coloca un filtro de papel sobre la superficie de la muestra compactada, luego la

placa perforada con su vástago y sobre esta los pesos y sobrepesos requeridos (Puluche

Haro, 2016).

2. Se coloca un deformímetros junto con un trípode que sirva para sostenerlo y se lo

encera al momento de que ingrese el agua (Puluche Haro, 2016).

3. Se sumerge la muestra en el recipiente y se deja allí durante cuatro días hasta que esté

completamente saturada y no tenga más cambios volumétricos; se debe tomar la

lectura de los deformímetros todos los días (Puluche Haro, 2016).

73

4. Al cabo de 4 días se saca el molde del agua, se seca y se deja escurrir por espacio de

15 minutos. Y finalmente, se quitan los sobrepesos y se pesa la muestra saturada con

el fin de apreciar la cantidad de agua absorbida por el espécimen. La muestra se

encuentra lista para la penetración del pistón (Puluche Haro, 2016).

Procedimiento de preparación del pistón:

1. Se colocan de nuevo los sobrepesos sobre la muestra saturada (Puluche Haro, 2016).

2. Se coloca la muestra sobre la plataforma de prensa del C.B.R. La muestra debe estar

alineada con el pistón; se levanta la plataforma por medio del gato hidráulico hasta

que el pistón esté en contacto con la muestra y se le esté aplicando una carga de 10

libras. Después se vuelve a colocar en cero el indicador de carga. Se coloca también

el deformímetro en cero. Luego se aplica la carga por medio del gato hidráulico de la

prensa del C.B.R. a una velocidad de 0.05” por minuto. Se toma la lectura de las

cargas, aplicadas a 0.050, 0.075, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4 y 0.5” de penetración del pistón


3. Se saca la muestra de la prensa del C.B.R. y se toma la muestra de humedad alrededor

del orificio dejado por el pistón (Puluche Haro, 2016).

A continuación, se presentan los resultados obtenidos del ensayo CBR:

Tabla 28. Resumen de los resultados del ensayo CBR.



#

CALICATA

UBICACIÓN Prof.

(m)

CBR

% ABSCISA

01 0+020 1,00 2,22

02 1+000 1,00 2,85

74

75

4.6. Evaluación estructural del pavimento flexible

4.6.1. Datos generales

a) Ubicación

Figura 3. Ubicación de la calle La Prensa entre By Pass y Avenida Las Orquídeas.

Fuente: Google Eart


b) Descripción de la sección:

La calle Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas del cantón Portoviejo tiene una longitud

de 810,00 m, la cual en su totalidad fue tomada en cuenta para este proceso investigativo y un

ancho de vía de 7,00 metros la misma que cuenta con dos carriles.

Así mismo, se pudo observar que cuenta con una estructura de pavimento flexible pero que

en varios tramos no posee la carpeta asfáltica como capa de rodadura, también, hay varios

tramos que no poseen con un sistema de drenaje superficial con cunetas laterales, y en toda la

vía se presenta un déficit en cuanto a la señalización vial (horizontal como vertical) y a la

iluminación nocturna.

76

4.6.2. Equipos utilizados en el proceso de investigación de campo

Los equipos utilizados para la realización del proceso de evaluación estructural del

pavimento flexible de la vía fueron:

Manual de falla descrito para el método PCI.

Cinta métrica de 50 metros, Flexómetro, regla y Cámara fotográfica.

Pintura, Brocha y Equipos de seguridad.

Pico, Lampa, Barra (para la excavación manual de la calicata).

Fundas plásticas y sacos (para la colocación de las muestras de suelo).

Equipos de laboratorio para realizar los estudios de suelo.

4.6.3. Evaluación estructural

Para el proceso de la evaluación estructural del pavimento flexible de la calle La Prensa

entre By Pass y Av. Las Orquídeas se lo realizó en dos etapas, la primera que aplicó métodos

no destructivos como lo es la utilización de modelos de conservación vial para determinar la

condición superficial del pavimento (PCI) y la segunda etapa que utilizó métodos destructivos

como los son las excavaciones a cielo abierto (calicatas) mismos que determinaron los

espesores de la estructura actual del pavimento flexible existente y así mismo permitieron la

toma de muestras de suelo para realizar los respectivos estudios de los suelos de fundación.

4.6.3.1. Evaluación del índice de condición del pavimento flexible

A continuación, procedemos a describir el proceso realizado para poder evaluar la condición

actual del pavimento flexible de la calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas del

cantón Portoviejo, para determinar el PCI del mismo:

77

1. División y selección de las unidades de muestreo del pavimento flexible

ANCHO DE LA VÍA: 7,00 m

LONGITUD DE LA VÍA: 810,00 m

ÁREA DEL TRAMO: 230,00 m2

LONGITUD DEL TRAMO: 33,00 = POR ABSCISADO SE ASUME 30 METROS

N= 27,00 Unidades de Muestreo

Datos:

N= 27,00 Número total de muestras de la sección.

S= 10,00 Desviación Estándar del PCI para Pavimentos Flexibles.

e= 5,00 Error permisible de la sección del PCI.

n= 10,29 =

i= 2,70 = 2,00 SE REALIZARÁ LA EVALUACIÓN CADA UN TRAMOS

n= SE REALIZARÁ LA EVALUACIÓN DE 13 UNIDADES DE MUESTREO

30,00 m

CALCULO DEL NUMERO TOTAL DE TRAMOS

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO DE MUESTRAS A EVALUAR

10,00 Unidades de muestra a ser evaluadas

NÚMERO DE MUESTRAS CORREGIDAS A SER EVALUADAS Y ESQUEMA DE LOS TRAMOS

14,00

ÁREA MÁXIMA RECOMENDADA ES 230,00 M2

DATOS DE LA VÍA TOMADOS EN LA INSPECCIÓN DE CAMPO

78

Figura 4. Gráfico de las unidades de prueba a ser evaluadas.

n1 n2 n3 n4 n5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

n6 n7 n8 n9 n10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

n11 n12 n13 n14

21 22 23 24 25 26 27

Autor: Jeisson Elí Bravo Tuárez

2. Identificación del tipo de falla y determinación de su nivel de severidad

Figura 5. Identificación de las fallas existentes PCI.


m2 11.- Parcheo m2

m2 12.- Pulimento de Agregados m2

m2 13.- Huecos No.

m 14.- Cruce de Vía Férrea m2

m2 15.- Ahuellamiento m2

m2 16.- Desplazamiento m2

m 17.- Grieta Parabólica (Slippage) m2

m 18.- Hinchamiento m2

9.- Desnivel Carril/Berma m 19.- Desprendimiento de Agregados m2

m

VALOR

DEDUCIDO

10 B 6,00 6,00 2,86 1,73

13 B 1,00 1,00 0,48 10,54

15 M 15,00 13,00 28,00 13,33 47,13

19 M 18,00 18,00 8,57 14,23

7.-Grieta de Bloque

3.- Agrietamiento en Bloque

4.- Abultamiento y Hundimiento

5.- Corrugación

6.- Depresión

8.- Grieta de Reflexión de Junta

10.- Grieta Longitudinal y Transversal

DENSIDAD

TIPOS DE FALLAS

1.- Piel de Cocodrilo

2.- Exudación

# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL

FALLAS EXISTENTES

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

1,73

10,54

47,13

14,23

FALLAS EXISTENTES

79

Aquí se analiza una unidad de muestreo donde se va a valorar el tipo, severidad de las fallas,

para llevar a cabo este proceso de cuantificación se utiliza del manual de evaluación PCI, donde

se consideran todas las descripciones de cada una de las patologías encontradas en la unidad

de muestreo evaluada, además se mide la patología para determinar su índice de daño, tal como

se indica a continuación.

3. Determinación de los valores deducidos

Para obtener el valor deducido de cada una de las fallas que presente el pavimento se realiza

en siguiente proceso:

1. Para obtener la densidad se divide la cantidad total de cada clase de daño (según el

nivel de severidad) entre el área total de la unidad y el resultado obtenido se presenta

en porcentaje (Alvarado Ortiz & Freile Benavides, 2015).

En el primer caso sería:

Tipo de Falla = 10

Nivel de Severidad = B

Densidad = ((6,00/210) *100) = 2,86%.

2. Luego se obtiene el valor de deducción utilizando el gráfico correspondiente al tipo

de falla, utilizando el valor de la densidad obtenida y la curva para el nivel de

severidad de la falla.

Continuando con el cálculo del valor de deducción del primer caso expuesto

anteriormente que tiene una densidad de 2,86%, se lo realiza tal como se indica a

continuación: Valor de Deducción = 1,73.

80

Posteriormente se realiza el mismo proceso para cada una de las fallas por nivel

de severidad que se presenten en la unidad de muestreo.

Figura 6. Cálculo del Dv en función de la densidad % según el ábaco que le corresponde a la patología.


Figura 7. Ubicación de los valores deducidos en el formato de cálculo del PCI


m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 B 6,00 6,00 2,86 1,73

13 B 1,00 1,00 0,48 10,54

15 M 15,00 13,00 28,00 13,33 47,13

19 M 18,00 18,00 8,57 14,23

7.-Grieta de Bloque



5.- Corrugación

6.- Depresión



DENSIDAD

TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación


FALLAS EXISTENTES

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

1,73

10,54

47,13

14,23

FALLAS EXISTENTES

81

4. Cálculo de los valores deducidos corregidos (CDV)

Para obtener el valor deducido corregido se obtiene ingresando los valores deducidos

mayores a 2 de la unidad de muestreo en forma descendente dependiendo del valor del número

admisible de valores deducidos (mi) el cual es igual a 2, y se totalizan los valores obtenidos.

Luego se usa de la curva para valores deducidos de la siguiente figura, continuando con el

ejemplo anterior de la unidad de muestreo se tiene que para q = 3 el valor a interceptar para

esta curva es 78,90, obteniendo como resultado un CDV = 46,68.

Figura 8. Cálculo de los valores deducidos corregidos


Figura 9. Cálculo del CDV en el ábaco correspondiente


73,63

>2 3

(HDVi): 47,13

(mi): 5,8554

TOTAL q CDV

47,13 14,23 10,54 1,73 73,63 3 46,68

47,13 14,23 2,00 1,73 65,09 2 47,56

47,13 2,00 2,00 1,73 52,86 1 52,86

52,86

2

máx. CDV =

3

TOTAL VD =

NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):

VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO

NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

82

5. Cálculo del índice de condición del pavimento flexible (PCI)

Se calcula el PCI, restando el máximo CDV de 100. (Ing. Villanueva, 2011)

𝐏𝐂𝐈 = 100 − máx. CDV

𝐏𝐂𝐈 = 100 − 52,86 = 𝟒𝟕, 𝟏𝟒

6. Determinación de la condición del pavimento flexible

Tabla 29. Rangos de calificación del PCI

Fuente: (Ing. Villanueva, 2011)


De acuerdo a la tabla de calificación del PCI se determinó que el estado de condición del

pavimento flexible del tramo 0+000 hasta el tramo 0+030 posee un índice de condición del

pavimento PCI = 47,14; encontrándose en un estado REGULAR y para el que se recomienda

una intervención recomendada de REHABILITACIÖN.

Tabla 30. Intervención de los pavimentos según el PCI

PCI ESTADO INTERVENCIÓN

0 – 30 Malo Reconstrucción

31 – 70 Regular Rehabilitación

71 – 100 Bueno Mantenimiento

Fuente: (Ing. Vásquez Varela, 2002)


Rango Clasificación

100 – 85 Excelente

85 – 70 Muy Bueno

70 – 55 Bueno

55 – 40 Regular

40 – 25 Malo

25 – 10 Muy Malo

10 – 0 Fallado

83

4.7. Diseño del pavimento flexible

El diseño de pavimentos flexibles en un proceso en donde se deben determinar los espesores

óptimos de la estructura del pavimento flexible en función de los valores de resistencia para

definir los números estructurales de la base, sub-base y subrasante.

Para este proyecto investigativo se utilizó un aplicativo diseñado en hojas de cálculos de

Excel que permite el diseño de pavimentos flexibles aplicando la metodología AASTHO 93,

mismo que se lo realiza de acuerdo al tipo de suelo presente en nuestra zona de estudio, estudio

de tráfico y en función del CBR de la subrasante.

A continuación, se presenta el diseño de la estructura del pavimento flexible de la Calle La

Prensa entre By Pass y Avenida Las Orquídeas:

4.7.1. Tráfico de diseño

El tráfico que se utilizó para nuestro proceso de diseño del pavimento flexible es el que

presentamos en la siguiente tabla:

Tabla 31. Tráfico de Diseño por tipo de vehículo

Autos Bus Camión Dos Ejes

Camión

Pesado TPDA

Livianos L.2 Ejes L 2DA P (2DB) 3 E(3A)

TPDA (2018) 53 16 22 17 9 117

% 45,30 13,68 18,80 14,53 7,69 100,00



84

4.7.2. Cálculo de los ejes equivalentes (ESAL)

Se calcula utilizando la siguiente fórmula del número de repeticiones del método AASTHO:

ESAL´s= TPDA*365*Fd*Fc*(1+g)n-1

g

TPDA = Tráfico promedio diario anual al año inicial.

g = Factor de Crecimiento vehicular.

n = Tiempo de vida útil.

Fc = Factor de Distribución por carril.

Fd = Factor de Distribución por dirección.

Posteriormente, tenemos la siguiente tipología de los vehículos obtenidos en el TPDA

calculado en el apartado 4.4.3. del cual se despreció el valor TPDA de las motos por tener un

valor mínimo de afectación a nuestro proyecto debido a su carga equivalente:

Posteriormente se procede a calcular el factor de equivalencia de carga, en función de una

Servicialidad Final de 2,00 y un SN = 4.

Livianos:

1,7 Ton = 16,67 KN

FEC (16,67) = 0,0002 + [(16,67-8,90) * (0,002-0,0002] / (17,80-8,90) = 0,0008

2,5 Ton = 24,52 KN

FEC (24,52) = 0,002 + [(24,52-17,80) * (0,010-0,002] / (26.70,80-17,80) = 0,0036

FACTOR CAMION (Tf) = [(0,0018*46,09) / 100] + [(0,0080*46,09) / 100]

= 0,0008 + 0,0036

85

= 0,0044

Buses medianos dos ejes:

4,00 Ton = 39,23 KN

FEC (16,67) = 0,033 + [(39,23-35,6) * (0,085-0,033] / (44,5-35,5) = 0,0074

9,00 Ton = 88,26 KN

FEC (24,52) = 1,00 + [(88,26-80,10) * (1,55-1,00] / (89.00-80,10) = 0,2058

FACTOR CAMION (Tf) = [(0,0542*13,91) / 100] + [(1,5043*13,91) / 100]

= 0,0074 + 0,2058

= 0,2132

Camiones livianos dos ejes (2DA)

3,0 Ton = 29,42 KN

FEC (16,67) = 0,01 + [(29,42-26,7) * (0,033-0,01] / (35,60-26,70) = 0,0032

7,00 Ton = 68,65 KN

FEC (24,52) = 0,002 + [(24,52-17,80) * (0,010-0,002] / (26.70,80-17,80) = 0,0988

FACTOR CAMION (Tf) = [(0,0170*19,12) / 100] + [(0,5354*19,12) / 100]

= 0,0032 + 0,0988

= 0,1020

Camiones medianos dos ejes (2DB)

6,00 Ton = 58,84 KN

FEC (16,67) = 0,183 + [(58,84-53,4) * (0,35-0,183] / (62,3-53,4) = 0,0414

86

11,00 Ton = 107,87 KN

FEC (24,52) = 3,33 + [(107,87-106,80) * (4,68-3,33] / (115,7-106,80) =0,5074

FACTOR CAMION (Tf) = [(0,2851*13,04) / 100] + [(3,4923*13,04) / 100]

= 0,0414 + 0,5074

= 0,5489

Camiones 3 ejes (3A)

6,00 Ton = 58,83 KN

FEC (16,67) = 0,183 + [(58,83-53,40) * (0,35-0,183] / (0,35-0,183) = 0,0219

20,00 Ton = 196,13 KN

FEC (24,52) = 3,18 + [(196,13-195,70) * (3,2-3,18] / (196.20-195,70) = 0,2459

FACTOR CAMION (Tf) = [(0,28451*7,83) / 100] + [(3,1972*7,83) / 100]

= 0,0219 + 0,2469

= 0,2678

Factor equivalente de carga (FEC) = 0,0044+0,2132+0,1020+0,5489+0,2678 = 1,1363

Posteriormente se procede a escoger el factor de Carril de la vía en estudio el mismo que es

igual a 1.0 y por ser una vía de que tiene carriles en ambas direcciones le corresponde un valor

de Factor de Sentido de 0,5.

87

Tabla 32. Factor de distribución por carril

Fuente: (Farinango Bilbao, 2014)


Ejes Equivalentes:

ESAL´s= TPDA*FEC*365*Fd*Fc*(1+g)n-1

g

ESAL´s= 117,00*1,1363*365*1,00*0,50*(1+0,0188)20-1

0,0188

ESAL´s= 582530 =5,8x105

NÚMERO DE CARRILES

DE CADA DIRECCIÓN

PORCENTAJE DE EJES

QUIVALENTES DE 8,2 Ton.

EN EL CARRIL DE DISEÑO

1 100

2 80 – 100

3 60 – 80

4 ó mas 50 - 75

88

Tabla 33. Factor de cargas equivalentes

Factores Equivalencia de Carga

P.T.= 2

Servicialidad Final

N.E.= 4 Número Estructural

Tipos de Tipo de Carga por Porcentaje Factor de Factor

Vehículos Eje Eje %

Equi.

Carga

Camión

Tf

Livianos Simple 1,7 45,30 0,0018 0,0008

Simple 2,5 0,0080 0,0036

0,0098 0,0044

Buses Simple 4 13,68 0,0542 0,0074

Mediano dos ejes Simple 9 1,5043 0,2058

1,5585 0,2132

Camiones Simple 3 18,80 0,0170 0,0032

Livianos 2 ejes 2DA Simple 7 0,5254 0,0988

0,5425 0,1020

Camiones Simple 6 14,53 0,2851 0,0414

Medianos 2 ejes (2DB) Simple 11 3,4923 0,5074

3,7774 0,5489

Camiones Simple 6 7,69 0,2851 0,0219

Tres ejes (3A) Tándem 20 3,1972 0,2459

3,4823 0,2678

100,0 1,1363



Los valores adoptados por el MTOP establecidos en la tabla 2 de pesos máximos permitidos.

89

Tabla 34. Nacional de pesos y dimensiones. Tipos de vehículos motorizados remolques y semirremolques

Fuente: (Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013)


90

Tabla 35. Factores de equivalencias para pavimentos flexibles, ejes tándem y Pt =2,00

Fuente: (AASTHO, 1993)


91

Tabla 36. Factores de equivalencias para pavimentos flexibles, ejes simples y Pt =2,00

Fuente: (AASTHO, 1993)


4.7.3. Confiabilidad

De acuerdo a la clasificación de la AASTHO 93, en la siguiente tabla se determina un nivel

de confiabilidad (r) recomendado de 85%.

Tabla 37. Niveles de confiabilidad para diferentes carreteras (r)

Fuente: (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017)


VALORES DE NIVEL DE CONFIANZA (r)

TIPO DE VÍA URBANA RURAL

Autopista 85-99,9 80-99,9

Carreteras de primer orden 80-99 75-95

Carreteras secundaria 80-95 75-95

Caminos vecinales 50-80 50-80

92

4.7.4. Error estándar combinado So

Una vez establecido valor de confiabilidad se procede a establecer el valor de la desviación

normal estándar (Zr) es de -1,037.

Tabla 38. Valores de Zr en función de la confiabilidad



4.7.5. Índice de serviciabilidad

Para el diseño de pavimento flexible se adopta un valor de serviciabilidad final Pt = 2,0 para

carretera secundaria tal como lo indica la AASTHO.

Para el índice de servicio inicial se adopta un valor de Po = 4,2.

∆PSI = Po – Pt = 4.2 – 2.0 = 2.2

NIVEL DE

CONFIANZA Zr

NIVEL DE

CONFIANZA 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

93

Tabla 39. Índice de servicialidad de los pavimentos



El rango que establece la AASTHO va en un rango desde 0,40 ≤ S0 ≥0,50, razón por la cual

adoptamos la sugerida para flexibles de So= 0,45.

4.7.6. Determinación del módulo de resiliencia (Mr)

Se determina el valor Mr aplicando una de las ecuaciones sugeridas por la AASTHO,

mismas que se exponen en la siguiente tabla, teniendo en cuenta que tenemos un CBR de la

subrasante de 2,225:

Tabla 40. Valores de Zr en función de la confiabilidad

Menor al 10% MR=1500 * CBR (PSI)

Entre el 10% y el 20% MR=3000 * CBR0,65 (PSI)

Mayor al 20% MR=4636 * ln CBR + 241 (PSI)



Mr (psi) = 1500*CBR para CBR <10% (Sugerencia por AASHTO)

Mr (psi) = 1500 x 2.22

Mr (psi) = 3330

INDICE DE SERVICIO (P) CLASIFICACIÓN

0-1 Muy Mala

1-2 Mala

2-3 Regular

3-4 Buena

4-5 Muy Buena

94

4.7.7. Determinación de los coeficientes estructurales (an)

Los coeficientes estructurales a1, a2, a3, a4 se los establecen de acuerdo al CBR de los

materiales de cada una de las capas que conforman parte de la estructura del pavimento flexible

existente y este proceso se realiza utilizando las siguientes figuras:

Determinación del coeficiente estructural a1

Para este proceso se utilizó una estabilidad Marshall de 1800 libras y el ábaco nos arrojó

un resultado para el módulo de elasticidad del hormigón asfáltico de 380000 PSI.

Figura 10. Coeficientes estructurales para capas asfálticas relacionados con varios ensayos

Fuente: (Ayala Chassi, 2013)


Posteriormente, utilizamos el valor del módulo de elasticidad Marshall anteriormente

establecido en el ábaco de la siguiente figura para determinar el coeficiente estructural a1

igual a 41.

95

Figura 11. Gráfica para hallar a1 en función del Módulo Resiliente



Determinación del coeficiente estructural a2

Para establecer el valor del coeficiente estructural a2 se lo realiza en función del valor del

CBR de la base granular el cual es igual a 83,17%, mismo que nos determina un valor a2

igual a 0,13 y un módulo resiliente de 28000 PSI.

Figura 12. Variación del coeficiente a2 con diferentes parámetros de resistencia de la Base Granular



96

Determinación del coeficiente estructural a3.

El valor del coeficiente estructural a3 se lo calcula utilizando el valor del CBR de la

Subbase el mismo que es igual a 30,25%, este valor lo utilizamos en el ábaco de la

siguiente figura, en el cual obtenemos el valor del coeficiente a3 igual a 0,11 y un módulo

resiliente de 15000 PSI.

Figura 13. Variación del coeficiente a3 con diferentes parámetros de resistencia de la Subbase Granular



97

4.7.8. Cálculo del número estructural (SN)

El Número Estructural se calcula utilizando los siguientes datos:

Determinación mediante el uso del software ecuación AASTHO 93.

SN1 (CAPA ASFÄLTICA)

MR = 28000

So = 0,45

∆PSI = 2,2

Tráfico = 582530

R = 85%

Zr = -1,037

SN1 = 1,82

SN2 (CAPA DE BASE)

MR = 15000

So = 0,45

∆PSI = 2,2

Tráfico = 582530

R = 85%

Zr = -1,037

SN2 = 2,30

98

SN3 (CAPA SUBBASE)

MR = 3750

So = 0,45

∆PSI = 2,2

Tráfico = 582530

R = 85%

Zr = -1,037

SN3 = 3,90

Determinación mediante el uso del nomograma para el cálculo del número

estructural AASTHO 93.

El Número Estructural se calcula con el monograma de diseño de pavimentos AASTHO en el

cual se deben trazar líneas en función de los siguientes datos:

CONFIABILIDAD: R= 85.0%

DESVIACIÓN ESTÁNDAR: So= 4.5%

SERVICIABILIDAD, VA DESDE 4.2 A 2.0: ΔPSI= 2.2

MÓDULO DE RESILIENCIA: MR= 3330

TRÁNSITO DE EJES EQUIVALENTES ACUMULADO: W18= 582530 ESAL´s

99

Figura 14. Ábaco para el cálculo del número estructural

Fuente: Normas AASTHO

SN = 3,90

100

4.7.9. Determinación de los espesores Dn:

Para determinar los espesores de la carpeta asfáltica, base y subbase se utiliza la siguiente

ecuación:

SN=a1*D1+a2*D2*m2+a3*D3*m3

Dónde:

a1, a2, y a3: Coeficientes estructurales de capa de rodadura asfáltica, sub base y mejoramiento

respectivamente.

D1, D2 y D3: Espesor de la carpeta asfáltica, sub-base y mejoramiento.

Dentro de este proceso de cálculo para determinar los espesores de las capas que

conformaran la estructura del pavimento flexible debemos tomar muy en cuenta factores muy

importantes como lo es el drenaje y la pluviosidad de la ciudad de Portoviejo en temporada

invernal, se asume una calidad de drenaje bueno para la zona de estudio valor que se establece

según la tabla:

Tabla 41. Calidad del drenaje



CALIDAD DEL DRENAJE AGUA ELIMINADA EN:

Excelente 2 horas

Buena 1 día

Regular 1 semana

Pobre 1 mes

Muy Pobre El agua no drena

101

m2, y m3: Coeficientes de drenaje para base y sub-base, para determinarlo se considera la

calidad del drenaje (buena) ya establecido con anterioridad, en función de esto se estableció un

valor de mi = 1.00.

Tabla 42. Valores (mi) recomendados para modificar los coeficientes de capas granulares base y subbase, en

los pavimentos flexibles

CALIDAD DEL

DRENAJE

Porcentaje de Tiempo en el año, que la estructura del Pavimento está expuesta

a un nivel de humedad próximo a la Saturación

< 1% 1 – 5% 5 – 25% >25%

Excelente 1,40 – 1.35 1,35 – 1,30 1,30 – 1,20 1,20

Buena 1,35 – 1,25 1,25 – 1,15 1,20 – 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 0,60 – 0,40 0,40

Fuente: (Farinango Bilbao, 2014)


1. Cálculo D1:

Para el cálculo del espesor D1 de la capa asfáltica se adopta el recomendado por la AASTHO,

mismo que se obtiene de acuerdo al nuero de ejes equivalentes (ESAL’s).

Calculo del SN1

D1= 3,00 plg.

a1= 0,41.

SN1=a1*D1≥SN1

SN1=0,41*3,00 =1,23.

2. Calculo del D2

De igual manera, para el cálculo del D2 se adoptó el valor mínimo indicado por la normativa

en función de los ESAL’s.

102

Calculo del SN2

D2= 6,00 plg.

a2= 0,13.

SN2=a2*m2*D2≥SN2

SN2=0,13*1,00*6,00 =0,78.

A continuación, se presenta la tabla de espesores mínimos recomendados por la AASTHO,

de acuerdo al número de ESAL’s, misma de donde se adoptaron los valores de D1 y D2 para

nuestro diseño estructural del pavimento flexible de la vía en estudio.

Tabla 43. Espesores mínimos (plg.)

N° DE EJES

EQUIVALENTES (ESAL´s)

CONCRETO ASFÁLTICO

(D1)

BASE GRANULAR

(D2)

< 50.000 1 ó (Tratamiento Superficial) 4

50.001 – 150.000 2,00 4

150.001 – 500.000 2,50 4

500.001 – 2’000.000 3,00 6

2’000.001 – 7’000.000 3,50 6

> 7’000.000 4,00 6



3. Cálculo del espesor de la capa subbase (D3)

a3=0,11

SN=5,00

SN3=SN1+SN2+a3*D3*𝑚3

D3 =(SN − (SN2 + SN1)

a3 ∗ m3

103

D3 =(3,90 − (0,78 + 1,23))

0,11 ∗ 1,00

D3 = 17,18 plg. = 43,64 cm, redondeamos a 45,00 cm teniendo un D3 = 17,72 plg.

SN3=a3*D3*𝑚3

SN3=0,11*17,72*1,00 = 1,95.

4. Determinación del Número Estructural Calculado

SNc = a1*D1+a2*D2*m2+a3*D3*m3

SNc =1,23+0,78+1,95 = 3,96.

5. Comprobación (SN ≤ SNc)

Teniendo en cuenta que el valor de SNc debe estar dentro del rango de 5,00 y entre a ese

valor aumentado en el 5%, es decir 5,25, de ser así el diseño se considera óptimo.

3,90 ≤ 3,96; EL DISEÑO ES CORRECTO

6. Espesores de la estructural del pavimento de la propuesta.

La estructura del pavimento de nuestra propuesta aplicando la metodología AASTHO 93,

es la siguiente:

Tabla 44. Espesores del pavimento flexible

CAPAS DEL PAVIMENTO ESPESOR

(cm)

CAPA ASFÁLTICA: 8,00

BASE GRANULAR: 16,00

SUBBASE GRANULAR: 45,00

TOTAL 69,00


104

5. ANÁLISIS Y RESULTADOS.

5.1. Análisis de los resultados del estudio de tráfico de la vía (TPDA).

Objetivo específico 1: Realizar el aforo vehicular pertinente para establecer el volumen

de tránsito de la vía (TPDA).

Luego de haber elaborado el aforo vehicular en base de un conteo manual en la calle La

Prensa entre By Pass y avenida Las Orquídeas, se obtuvo la información del tráfico existente

de la vía, misma que sirvió para poder establecer que el Tráfico Promedio Diario Semanal

(TPDS) es de 50 vehículos/día, luego de la conversión de este tráfico a vehículos livianos se

calculó el Tráfico Actual que arrojó como resultado un valor de 81 vehículos/día, en donde se

evidenció que el día viernes 16 de febrero del presente año con un valor de 56 vehículos/día

fue el día con mayor afluencia de tráfico en la semana de la vía de estudio.

Tabla 45. Tráfico actual (Resumen)



TPDS %COEFICIENTE DE

TRANSFORMACIÓN

VEHÍCULO

DE DISEÑO

LIVIANOS A2 (5 Ton.) 37,29 74,36 % 1,00 37,00

BUSES 2D (7 Ton.) 4,57 9,12 % 2,50 11,00

2DA (10 Ton.) 4,29 8,55 % 3,50 15,00

2DB (18 Ton.) 2,71 5,41 % 4,50 12,00

3A (27 Ton.) 1,29 2,56 % 4,50 6,00

50,14 100,00 % TRÁFICO ACTUAL: 81,00TOTAL

TIPO DE VEHÍCULO

PESADOS

105

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

LUNES MARTES MIERCOLES JUEVES VIERNES SABADO DOMINGO

55,0053,00

54,0052,00 56,00

39,0042,00

TRÁFICO PROMEDIO DIARIO SEMANAL CALLE LA PRENSA ENTRE BY PASS Y AVENIDA LAS

ORQUÍDEAS DEL CANTÓN PORTOVIEJO

Gráfico 1. Tráfico actual existente



Una ver determinado el tráfico actual, se utilizó esta información para proceder a determinar

el Tráfico Generado de 15,00 vehículos/día y el Tráfico Desarrollado con un valor de 21,00

vehículos/día, una vez sumado estos valores de tráfico actual, generado y desarrollado se

estableció el Tráfico Promedio Diario Anual (TPDAd) con un valor de 117,00 y finalmente se

procedió a calcular el Tráfico Futuro proyectado a 20 años en donde se obtuvo un valor de

201,00 vehículos/día.

106

2A

2D

2DA

2DB

3A

0

50

100

150

TPDA (ACTUAL) TPDA (FUTURO)

37

107

1124

1532

1225

6 13

TRÁFICO PROMEDIO DIARIO SEMANA FUTURO"CALLE LA PRENSA ENTRE BY PASS Y AVENIDA LAS ORQUÍDEAS DEL CANTÓN PORTOVIEJO"

2A 2D 2DA 2DB 3A

Tabla 46. Tráfico promedio diario semanal futuro


Elaborado por Jeisson Elí Bravo Tuárez

Gráfico 2. Tráfico promedio diario semanal futuro



GENERADO

20%

DESARROLLADO

25%

LIVIANOS A2 (5 Ton.) 37,00 7,00 9,00 53,00 107,00

BUSES 2D (7 Ton.) 11,00 2,00 3,00 16,00 24,00

2DA (10 Ton.) 15,00 3,00 4,00 22,00 32,00

2DB (18 Ton.) 12,00 2,00 3,00 17,00 25,00

3A (27 Ton.) 6,00 1,00 2,00 9,00 13,00

81,00 15,00 21,00 117,00 201,00

PESADOS

TOTAL

TRAFICO

TPDAdTRAFICO

FUTUROTIPO DE VEHÍCULO

TRAFICO

ACTUAL

107

5.2. Análisis de los resultados obtenidos en los estudios de suelos

Objetivo específico 2: Efectuar los ensayos geotécnicos para obtener la caracterización

del suelo donde se asienta la vía en estudio.

Una vez obtenido los resultados de los ensayos de suelos aplicados a las muestras de suelo que

se tomaron en las dos perforaciones (calicatas) se establece lo siguiente:

Perforación 1: Se estableció que la caracterización del suelo según la SUCS corresponde a

un Limo de Baja Plasticidad (ML) y mediante la AASTHO pertenece a una clasificación A-7-

6 mismo hace referencia a un Suelo Arcilloso, con un porcentaje de Humedad Natural del

44,41%, Límite Plástico de 29,73%, un Índice de Grupo igual a 12,00, un Índice de plasticidad

de 14,68, una Densidad Seca Máxima de 1627 kg/m3 con un % de humedad óptima del 25,01%

y finalmente un CBR de diseño igual a 2.22%.

Tabla 47. Resumen de estudios de suelos de la perforación # 1



Perforación 2: En esta nueva perforación se estableció de igual manera que la

caracterización del suelo según la SUCS corresponde a un Limo de Baja Plasticidad (ML) y

mediante la AASTHO pertenece a una clasificación A-7-6 mismo hace referencia a un Suelo

Arcilloso, con un porcentaje de Humedad Natural del 45,06%, Límite Plástico de 30,82%, un

#

CALICATA

UBICACIÓN Prof.

(m)



01 0+020 1,00

44,41 29,73 12,00 14,68 ML A-7-6

DENSIDAD CBR

% ɣ dmáx

kg/m3

W0

%

1627,00 25,01 2,22

108

Índice de Grupo igual a 12,00, un Índice de plasticidad de 14,24, una Densidad Seca Máxima

de 1630 kg/m3 con un % de humedad óptima del 25,03% y finalmente un CBR de diseño igual

a 2.85%.

Tabla 48. Resumen de estudios de suelos de la perforación # 2



Luego de haber realizado el respectivo análisis de la información obtenida de los estudios

de suelo se estableció que el CBR de diseño es de 2,22 % y corresponde al valor más

desfavorable de los datos de CBR obtenidos en los ensayos de Californian Bearing Ratio

realizados en cada una de las perforaciones. Cabe recalcar que este valor es el que se adoptó

para el cálculo del diseño estructural del pavimento flexible de la vía en estudio.

Gráfico 3. Granulometría de la subrasante



#

CALICATA

UBICACIÓN Prof.

(m)



02 1+000 1,00

45,06 30,82 12,00 14,24 ML A-7-6

DENSIDAD CBR

% ɣ dmáx

kg/m3

W0

%

1630,00 25,03 2,85

109

Gráfico 4. Densidad seca máxima – ensayo proctor



Gráfico 5. CBR – ensayo california bearing ratio



110

5.3. Análisis de los resultados obtenidos en la evaluación de la capa de rodadura del

pavimento flexible

Objetivo específico 3: Establecer el índice de condición del pavimento flexible (PCI),

para conocer el estado actual de la vía.

Una vez concluida la inspección visual del pavimento flexible de la calle La prensa entre

By Pass y avenida Las orquídeas, misma en la que se evaluaron un total de 14 unidades de

muestra, después de la tabulación de los datos se alcanzaron los siguientes resultados:

La vía tiene un valor PCI promedio de 51,93% lo que lo califica como Regular, donde la

falla que más predomina es el: Ahuellamiento y desprendimiento de agregados. Así mismo

se determinó que se encuentra en excelentes condiciones el 14,29%, en muy buenas

condiciones el 0%, en buenas condiciones el 7,14%, en regular condición el 21,43%, en malas

condiciones el 28,57%, en muy malas condiciones el 14,29% y finalmente en condiciones

fallada el 14,29%.

Tabla 49. Condición del pavimento flexible “PCI” (resumen)

ABSCISA PCI

CONDICIÓN

DEL

PAVIMENTO

ABSCISA PCI

CONDICIÓN

DEL

PAVIMENTO

0+000 - 0+030 47,14 REGULAR 0+420 - 0+450 39,53 MALO

0+060 - 0+090 9,16 FALLADO 0+480 - 0+510 43,85 REGULAR

0+120 - 0+150 12,20 MUY MALO 0+540 - 0+570 34,08 MALO

0+180 - 0+210 38,73 MALO 0+600 - 0+630 43,32 REGULAR

0+240 - 0+270 33,62 MALO 0+660 - 0+690 57,08 BUENO

0+300 - 0+330 29,36 MUY MALO 0+720 - 0+750 86,49 EXCELENTE

0+360 - 0+390 7,21 FALLADO 0+780 - 0+810 89,47 EXCELENTE

TOTAL PCI 571,24 PROM. PCI 51,93 REGULAR



111

Tabla 50. Estado de las unidades de muestreo de la evaluación PCI



Gráfico 6. Porcentajes del estado de la vía, evaluación PCI



14,29

0

7,14

21,43

28,57

14,29

14,29

0

5

10

15

20

25

30

ESTADO DE LAS UNIDADES DE MUESTREO

ESTADO UNIDAD DE MUESTREO %

EXCELENTE 2,00 14,29

MUY BUENO 0,00 0,00

BUENO 1,00 7,14

REGULAR 3,00 21,43

MALO 4,00 28,57

MUY MALO 2,00 14,29

FALLADO 2,00 14,29

TOTAL 14,00 100,00

112

Tabla 51. Falla predominante en la evaluación PCI

ABSCISAS

FALLAS

10 11 13 15 19

0+000 - 0+030 2,86 0,48 13,33 8,57

0+060 - 0+090 2,38 100,00

0+120 - 0+150 60,78 57,14

0+180 - 0+210 0,95 35,71

0+240 - 0+270 5,71 2,38 35,71

0+300 - 0+330 2,38 21,43 11,43

0+360 - 0+390 26,19 52,38

0+420 - 0+450 1,90 23,81 28,57

0+480 - 0+510 2,38 3,81 18,10 28,57

0+540 - 0+570 0,48 23,81 33,81

0+600 - 0+630 19,05 21,43

0+660 - 0+690 1,43 19,05

0+720 - 0+750 1,43 0,48 23,81

0+780 - 0+810 2,38 18,57

SUMAS 19,04 3,81 69,36 236,19 384,28



113

5.4. Análisis de los resultados del diseño del pavimento flexible

Objetivo específico 4: Diseñar una estructura del pavimento flexible para los resultados

obtenidos, que resista las cargas de diseño aplicando el método AASTHO 93.

Se realizó la evaluación estructural del pavimento existente de la vía tomando en

consideración que se encuentra en servicio, además se consideraron factores preponderantes

como lo son: el tráfico y geomorfología de la zona de estudio.

Por lo tanto, en este proyecto investigativo se generó una propuesta del diseño de una

estructura del pavimento flexible que siente sus bases en las condiciones geotécnicas de suelo

de fundación y el tráfico proyectado para el tiempo vida útil establecido para la vía en estudio.

Figura 15. Espesores de las capas del pavimento flexible de la propuesta



Carpeta Asfáltica, espesor de 8 cm

Base, espesor de 16 cm

Subbase, espesor de 45 cm

SUBRASANTE

114

Figura 16. Diseño de la estructura del pavimento flexible de la vía


115

6. CONCLUSIONES

Una vez cumplidos con el 100% de los objetivos planteados en la evaluación estructural del

pavimento flexible en la Calle La Prensa entre By Pass y Avenida Las orquídeas se concluye

lo siguiente:

El estudio de tráfico es un elemento fundamental para la correcta aplicación de las

normativas de diseño de la estructura del pavimento flexible, el mismo que nos permitió

determinar que la vía en estudios es de mediana capacidad (C1) de acuerdo a su TPDAd

es cual tiene un valor de 115,00 veh/día, la composición del tráfico de la vía según el tipo

de vehículos es: A2 (46,09%), 2D (13,91%), 2DA (19,13%), 2DB (13,04%) y 3A (7,83%).

Los resultados de los ensayos de suelos de la vía de estudio, determinaron la

caracterización del mismo según la SUCS que pertenecen a un suelo tipo ML (limo

arcilloso de baja plasticidad) y así mismo, su caracterización según la AASTHO es de un

Suelo Arcilloso (A-7-6), con un valor de porcentaje del CBR de diseño de 2,22%.

A través de la evaluación visual de la carpeta asfáltica de la vía en estudio se evidenció la

presencia de patologías muy evidentes provocadas por las cargas vehiculares producidas

por el tráfico vehicular creciente de la vía y por la fatiga estructural de la carpeta asfáltica,

capa base y subbase respectivamente, que de acuerdo al valor PCI obtenido tiene una

calificación de Regular.

Se determinó que los resultados obtenidos en el diseño estructural del pavimento flexible

obtenida con el método AASTHO 93, cumplen con las especificaciones técnicas

establecidas por el Ministerio de Transporte y Obras Públicas en sus normativas NEVI 12.

116

7. RECOMENDACIONES

Se recomienda lo siguiente:

Se deber efectuar un esquema de aforo de tráfico vehicular tomando en consideración las

características vehiculares que circulan por la vía, para clasificar la vía en función a la

información del tráfico (TPDA).

Los estudios de suelos constituyen un factor primordial para el proceso de diseño de la

estructura del pavimento flexible de una vía por lo tanto deben ser confiables, debido a

lo antes expuesto se debe verificar que los equipos a utilizar para realizar los ensayos de

suelos se encuentren en buenas condiciones.

Que se implemente un programa de intervención vial a corto plazo a nivel de

reconstrucción de la vía en estudio.

La nueva estructura del pavimento flexible debe ajustarse a los resultados generados en

este proyecto de investigación, mismos que cumplen con las especificaciones técnicas

del Ministerio de Trasporte y Obras Públicas del Ecuador.

117

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Diseño de la Estructura del Pavimento en Caminos de bajo volumen de Tránsito. Loja,

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Conservación Vial.

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de Tránsito Enmarcadas en el Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA), Espectro de

Carga y Ancho de Vía, en las Arterias Viales E30, E39A y E462B, que confluyen en la

Ciudad de Portoviejo. Determinación de las Características de Tránsito Enmarcadas

en el Tráfico Promedio Diario Anual (TPDA), Espectro de Carga y Ancho de Vía, en

las Arterias Viales E30, E39A y E462B, que confluyen en la Ciudad de Portoviejo.

Portoviejo, Manabí, Ecuador.

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e incidencia en el deterior temprano de la red vial de la provincia de Tungurahua. El

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deterior temprano de la red vial de la provincia de Tungurahua. Ambato, Tungurahua,

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Maila Paucar, J. H., & Pasochoa Gualli, N. J. (2017). Diseño de la Esctructura del Pavimento

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Arosemena Tola, Provincia de Napo. Diseño de la Esctructura del Pavimento Flexible

119

en Siete KM de las Calles del Casco Urbano de la Ciudad de Carlos Julio Arosemena

Tola, Provincia de Napo. Quito, Pichincha, Ecuador.

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Esquinas de la Parroquia Matus con la Comunidad Santa Vela de la PArroquia San

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Comunica el Sector Cuatro Esquinas de la Parroquia Matus con la Comunidad Santa

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entre By Pass y Calle Víctor Vélez de la Ciudad de Portoviejo. Análisis Estructural del

120

Pavimento Flexible de la Calle El Paisaje entre By Pass y Calle Víctor Vélez de la

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Surco - Lima. Cálculo del índice de condicion del pavimento (PCI) Barranco - Surco -

Lima. Lima, Perú.

121

122

ANEXO A:

ENSAYOS DE SUELOS

123

CALICATA # 1

SUBRASANTE

124

125

126

127

128

129

SUBBASE

130

131

132

133

134

135

BASE

136

137

138

139

140

141

CALICATA # 2

142

143

144

145

146

147

SUBBASE

148

149

150

151

152

153

BASE

154

155

156

157

158

159

ANEXO B:

“EVALUACIÓN DEL PAVIMENTO FLEXIBLE APLICANDO LA

METODOLOGÍA PCI “ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO”

160

Nombre de la Vía: Calle La Prensa entre By Pass y Avenida Las Orquídeas

Evaluado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez

Fecha: Febrero de 2018

Abscisa Inicial:0+000

Abscisa Final: 0+030

m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 B 6,00 6,00 2,86 1,73

13 B 1,00 1,00 0,48 10,54

15 M 15,00 13,00 28,00 13,33 47,13

19 M 18,00 18,00 8,57 14,23

73,63

>2 3

(HDVi): 47,13

(mi): 5,8554

TOTAL q CDV

47,13 14,23 10,54 1,73 73,63 3 46,68

47,13 14,23 2,00 1,73 65,09 2 47,56

47,13 2,00 2,00 1,73 52,86 1 52,86

52,86

PCI = 100 - máx. CDV

PCI = 100 - 52,86

PCI =

INTERVENCIÓN RECOMENDADA:

REHABILITACÓN

47,14

máx. CDV =

RESULTADOS

CONDICION DEL PAVIMENTO

REGULAR

FALLAS EXISTENTES

3

TOTAL VD =




CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2




1

DENSIDAD


EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA

HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO

Unidad de Muestra: Tramo:

TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación

Área de Muestra: 210,00 m2

7.-Grieta de Bloque



5.- Corrugación

6.- Depresión0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

1,73

10,54

47,13

14,23

FALLAS EXISTENTES

161






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

13 A 4,00 5,00 2,38 60,78

19 A 210,00 210,00 100,00 78,90

139,68

>2 2

(HDVi): 78,90

(mi): 2,9378

TOTAL q CDV

78,90 60,78 139,68 2 90,84

78,90 2,00 80,90 1 80,90

90,84


PCI = 100 - 90,84

PCI =



FALLADO

RECONSTRUCCIÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

9,16

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES

# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD

TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión




Unidad de Muestra: Tramo: 2 Área de Muestra: 210,00 m2

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

Huecos Desprendimiento deAgregados

60,78

78,90

FALLAS EXISTENTES

162






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

13 A 4,00 5,00 2,38 60,78

19 A 120,00 120,00 57,14 72,81

133,59

>2 2

(HDVi): 72,81

(mi): 3,497

TOTAL q CDV

72,81 60,78 133,59 2 87,80

72,81 2,00 74,81 1 74,81

87,80


PCI = 100 - 87,80

PCI =



MUY MALO

RECONSTRUCCIÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

12,20

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





50,00

55,00

60,00

65,00

70,00

75,00


60,78

72,81

FALLAS EXISTENTES

163






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

13 B 2,00 2,00 0,95 18,85

15 M 40,00 35,00 75,00 35,71 59,27

78,12

>2 2

(HDVi): 59,27

(mi): 4,7405

TOTAL q CDV

59,27 18,85 78,12 2 56,68

59,27 2,00 61,27 1 61,27

61,27


PCI = 100 - 61,27

PCI =



MALO

REHABILITACÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

38,73

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

Huecos Agrietamiento en bloque

18,85

59,27

FALLAS EXISTENTES

164






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 M 12,00 12,00 5,71 12,57

13 B 5,00 5,00 2,38 32,13

15 A 45,00 30,00 75,00 35,71 59,27

103,97

>2 3

(HDVi): 59,27

(mi): 4,7405

TOTAL q CDV

59,27 32,13 12,57 103,97 3 64,99

59,27 32,13 2,00 93,40 2 66,38

59,27 2,00 2,00 63,27 1 63,17

66,38


PCI = 100 - 66,38

PCI =



MALO

REHABILITACÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

33,62

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

3

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

GrietasLongitudinales y

Transversales

Huecos Ahuellamiento

12,57

32,13

59,27

FALLAS EXISTENTES

165






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 M 5,00 5,00 2,38 5,47

15 M 30,00 15,00 45,00 21,43 53,70

19 A 24,00 24,00 11,43 43,79

102,96

>2 3

(HDVi): 53,70

(mi): 5,252

TOTAL q CDV

53,70 43,79 5,47 102,96 3 64,43

53,70 43,79 2,00 99,49 2 70,64

53,70 2,00 2,00 57,70 1 57,70

70,64


PCI = 100 - 70,64

PCI =



MUY MALO

RECONSTRUCCIÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

29,36

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

3

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00


Transversales

Ahuellamiento Desprendimiento deAgregados

5,47

53,70

43,79

FALLAS EXISTENTES

166






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

15 A 30,00 25,00 55,00 26,19 76,90

19 A 90,00 20,00 110,00 52,38 69,05

145,95

>2 2

(HDVi): 76,90

(mi): 3,1214

TOTAL q CDV

76,90 69,05 145,95 2 92,79

76,90 2,00 78,90 1 78,90

92,79


PCI = 100 - 92,79

PCI =



FALLADO

RECONSTRUCCIÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

7,21

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





64,00

66,00

68,00

70,00

72,00

74,00

76,00

78,00


76,90

69,05

FALLAS EXISTENTES

167






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 B 4,00 4,00 1,90 28,61

15 B 40,00 10,00 50,00 23,81 37,93

19 M 60,00 60,00 28,57 29,24

95,78

>2 3

(HDVi): 37,93

(mi): 6,7003

TOTAL q CDV

37,93 29,24 28,61 95,78 3 60,47

37,93 29,24 2,00 69,17 2 50,42

37,93 2,00 2,00 41,93 1 41,93

60,47


PCI = 100 - 60,47

PCI =



MALO

REHABILITACÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

39,53

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

3

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00


Transversales


28,61

37,93

29,24

FALLAS EXISTENTES

168






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 B 5,00 5,00 2,38 0,82

11 M 8,00 8,00 3,81 19,59

15 M 20,00 18,00 38,00 18,10 51,33

19 B 20,00 40,00 60,00 28,57 9,71

81,45

>2 3

(HDVi): 51,33

(mi): 5,4697

TOTAL q CDV

51,33 19,59 9,71 0,82 81,45 3 51,44

51,33 19,59 2,00 0,82 73,74 2 53,62

51,33 2,00 2,00 0,82 56,15 1 56,15

56,15


PCI = 100 - 56,15

PCI =



REGULAR

REHABILITACÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

43,85

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

3

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,00

0,82

19,59

51,33

9,71

FALLAS EXISTENTES

169






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

13 M 1,00 1,00 0,48 19,84

15 M 30,00 20,00 50,00 23,81 54,87

19 M 43,00 28,00 71,00 33,81 31,12

105,83

>2 3

(HDVi): 54,87

(mi): 5,1446

TOTAL q CDV

54,87 31,12 19,84 105,83 3 65,92

54,87 31,12 2,00 87,99 2 62,79

54,87 2,00 2,00 58,87 1 58,87

65,92


PCI = 100 - 65,92

PCI =



MALO

REHABILITACÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

34,08

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

3

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

Huecos Ahuellamiento Desprendimiento deAgregados

19,84

54,87

31,12

FALLAS EXISTENTES

170






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

15 M 15,00 25,00 40,00 19,05 52,16

19 M 30,00 15,00 45,00 21,43 25,96

78,12

>2 2

(HDVi): 52,16

(mi): 5,3935

TOTAL q CDV

52,16 25,96 78,12 4 56,68

52,16 2,00 54,16 3 54,16

56,68


PCI = 100 - 56,68

PCI =



REGULAR

REHABILITACÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

43,32

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00


52,16

25,96

FALLAS EXISTENTES

171






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

13 B 3,00 3,00 1,43 23,49

15 B 15,00 25,00 40,00 19,05 34,97

58,46

>2 2

(HDVi): 34,97

(mi): 6,9721

TOTAL q CDV

34,97 23,49 58,46 2 42,92

34,97 2,00 36,97 1 36,97

42,92


PCI = 100 - 42,92

PCI =



BUENO

REHABILITACÓN

máx. CDV =

RESULTADOS

57,08

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

Huecos Ahuellamiento

23,49

34,97

FALLAS EXISTENTES

172






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 B 3,00 3,00 1,43 0,04

13 B 1,00 1,00 0,48 10,54

19 B 50,00 50,00 23,81 8,76

19,34

>2 2

(HDVi): 10,54

(mi): 9,2157

TOTAL q CDV

10,54 8,76 0,04 19,34 2 13,51

10,54 2,00 0,04 12,58 1 12,58

13,51


PCI = 100 - 13,51

PCI =



EXCELENTE

MANTENIMIENTO

máx. CDV =

RESULTADOS

86,49

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

2

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00


Trasnversales


0,04

10,54

8,76

FALLAS EXISTENTES

173






m2 11.- Parcheo m2


m2 13.- Huecos No.







m

VALOR

DEDUCIDO

10 B 2,00 3,00 5,00 2,38 0,82

19 B 40,00 20,00 60,00 28,57 9,71

10,53

>2 1

(HDVi): 9,71

(mi): 9,2919

TOTAL q CDV

9,71 0,82 10,53 1 10,53

10,53


PCI = 100 - 10,53

PCI =



EXCELENTE

MANTENIMIENTO

máx. CDV =

RESULTADOS

89,47

CALCULO DEL PCI

# VALORES DEDUCIDOS

1

TOTAL VD =




7.-Grieta de Bloque



FALLAS EXISTENTES


TIPOS DE FALLAS


2.- Exudación



5.- Corrugación

6.- Depresión





0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

Grietas Longitudinales yTransversales

Desprendimeinto deAgregados

0,82

9,71

FALLAS EXISTENTES

174

ANEXO C:

REGISTRO FOTOGRÁFICO DE DAÑOS EN EL PAVIMENTO

FLEXIBLE DE LA CALLE LA PRENSA ENTRE BY PASS Y AVENIDA

LAS ORQUÍDEAS DEL CANTÓN PORTOVIEJO.

175

Abscisas 0+000 hasta 0+030

Foto C.1. Desprendimiento de Agregados

Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018


Foto C.2. Ahuellamiento.



Foto C.3. Huecos.


176


Foto C.4. Huecos.



Foto C.5. Desprendimiento de Agregados.



Foto C.6. huecos.


177


Foto C.7. Huecos.



Foto C.8. Desprendimiento de Agregados.



Foto C.9. Grietas longitudinales y Transversales


178








Foto C.12. Huecos


179


Foto C.13. Huecos



Foto C.14. Grietas Longitudinales y Transversales


180

ANEXO D:

ÁBACOS DE LAS PATOLOGÍAS DE LOS PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

PARA DETERMINAR EL VALOR DE DEDUCCIÓN Y VALOR DE

DEDUCCIÓN CORREGIDA.

181

Gráfico. D1. Gráfico de valor de decucción de la falla 1: Piel de cocodrilo

Gráfico. D.2. Gráfico de valor de decucción de la falla 2: exudación

182

Gráfico D.3. Gráfico de valor de decucción de la falla 3: agrietamiento en bloque

Gráfico D.4. Gráfico de valor de decucción de la falla 4: abultamiento y hundimiento

183

Gráfico. D.5. Gráfico de valor de decucción de la falla 5: corrugación

Gráfico. D.6. Gráfico de valor de decucción de la falla 6: depresión

184

Gráfico. D.7. Gráfico de valor de decucción de la falla 7: grieta de borde

Gráfico. D.8. Gráfico de valor de decucción de la falla 8: grieta de reflexión de junta

185

Gráfico. D.9. Gráfico de valor de decucción de la falla 9: desnivel carril / berma

Gráfico. D.10. Gráfico de valor de decucción de la falla 10: grietas longitudinal y transversal

186

Gráfico. D.11. Gráfico de valor de decucción de la falla 11: parcheo

Gráfico. D.12. Gráfico de valor de decucción de la falla 12: pulimento de agregados.

187

Gráfico. D.13. Gráfico de valor de decucción de la falla 13: huecos

Gráfico. D.14. Gráfico de valor de decucción de la falla 14: cruce de vía férrea

188

Gráfico. D.15. Gráfico de valor de decucción de la falla 15: ahuellamientos

Gráfico. D.16. Gáfico de valor de decucción de la falla 16: desplazamiento

189

Gráfico. D.17. Gráfico de valor de decucción de la falla 17: grieta parabólica (slippage)

Gráfico. D.18. Gráfico de valor de decucción de la falla 18: hinchamiento

190

Gráfico. D.19. Gráfico de valor de decucción de la falla 19: desprendimiento de agregados

Gráfico. D.20. Gráfico de valor de deducción corregido (VDC )

191

ANEXO E.

FOTOGRAFIAS DEL TRABAJO DE CAMPO “EVALUACIÓN ESTRUCTURAL

DEL PAVIMENTO FLEXIBLE”

192

Foto E.1. Medición de la longitud de la vía

Fuente: Fuente: Autor del Proyecto, mayo del 2018

Foto E.2. Medición del ancho de la vía

Fuente: Autor del Proyecto, mayo del 2018

193

Foto E.3. Abscisado de la vía


Foto E.4. Medición de la estructura del pavimento flexible existente


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