universidad estatal del sur de manabÍ facultad de...
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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
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”.
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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45
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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76
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83
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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) …………………………………………………..
Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas
(Día 2) …………………………………………………..
Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas
(Día 3) …………………………………………………..
Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas
(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.
Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas
(Día 5) …………………………………………………..
Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas
(Día 6) …………………………………………………..
Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas
(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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95
95
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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……………………………………….
61
175
175
175
176
176
176
177
177
177
178
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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181
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182
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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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185
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187
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190
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
Larreátegui & Molina Moreira, 2015).
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
(Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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
(Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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
(Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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 &
Molina Moreira, 2015).
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 &
Molina Moreira, 2015).
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
Larreátegui & Molina Moreira, 2015).
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
Larreátegui & Molina Moreira, 2015).
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 &
Molina Moreira, 2015).
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
de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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.
(Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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
de Transporte y Obras Públicas, 2013).
Buses y busetas (B): que sirven para transportar pasajeros en forma masiva (Ministerio
de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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
de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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).
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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).
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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).
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
(Ministerio de Transporte y Obras Públicas, 2013).
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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).
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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).
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
(Ms. Ing. Villanueva, 2011).
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
(Ms. Ing. Villanueva, 2011).
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.
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Guía AASHTO para el diseño de pavimentos 1993.
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Guía AASHTO para el diseño de pavimentos 1993.
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Guía AASHTO para el diseño de pavimentos 1993.
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Fuente: Investigación de Campo
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).
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
A2 (5 Ton.) 2D (5 Ton.) 2DA (10 Ton.) 2DB (18 Ton.) 3A (27 Ton.)
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
Tabla 14. Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas (Día 3).
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
A2 (5 Ton.) 2D (5 Ton.) 2DA (10 Ton.) 2DB (18 Ton.) 3A (27 Ton.)
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
Tabla 15. Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas (Día 4).
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
A2 (5 Ton.) 2D (5 Ton.) 2DA (10 Ton.) 2DB (18 Ton.) 3A (27 Ton.)
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
Tabla 16. Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas (Día 5).
Fuente: Investigación de Campo
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 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
Tabla 17. Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas (Día 6).
Fuente: Investigación de Campo
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 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
Tabla 18. Aforo Vehicular, Calle La Prensa entre By Pass y Av. Las Orquídeas (Día 7).
Fuente: Investigación de Campo
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 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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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).
Equipos y materiales:
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.
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
#
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).
Equipos y materiales:
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
(Puluche Haro, 2016).
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.
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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(%)
Equipos y materiales:
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
(Puluche Haro, 2016).
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.
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
#
CALICATA
UBICACIÓN Prof.
(m)
CBR
% ABSCISA
01 0+020 1,00 2,22
02 1+000 1,00 2,85
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
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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.
Autor: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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.
Autor: Jeisson Elí Bravo Tuárez
Figura 7. Ubicación de los valores deducidos en el formato de cálculo del PCI
Autor: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
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
Autor: Jeisson Elí Bravo Tuárez
Figura 9. Cálculo del CDV en el ábaco correspondiente
Autor: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
90
Tabla 35. Factores de equivalencias para pavimentos flexibles, ejes tándem y Pt =2,00
Fuente: (AASTHO, 1993)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
91
Tabla 36. Factores de equivalencias para pavimentos flexibles, ejes simples y Pt =2,00
Fuente: (AASTHO, 1993)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Fuente: (Maila Paucar & Pasochoa Gualli, 2017)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: (Ayala Chassi, 2013)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: (Ayala Chassi, 2013)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: (Ayala Chassi, 2013)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
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
Fuente: (Ayala Chassi, 2013)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: (Ayala Chassi, 2013)
Consultado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por Jeisson Elí Bravo Tuárez
Gráfico 2. Tráfico promedio diario semanal futuro
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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)
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
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
#
CALICATA
UBICACIÓN Prof.
(m)
Límites de Atterberg Clasificación
ABSCISA WL WP IG IP S.U.C.S. AASTHO
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
Gráfico 5. CBR – ensayo california bearing ratio
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
111
Tabla 50. Estado de las unidades de muestreo de la evaluación PCI
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
Gráfico 6. Porcentajes del estado de la vía, evaluación PCI
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Fuente: Investigación de Campo
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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
Elaborado por: Jeisson Elí Bravo Tuárez
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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Pavimento Flexible de la Calle El Paisaje entre By Pass y Calle Víctor Vélez de la
Ciudad de Portoviejo. Jipijapa, Manabí, Ecuador.
Robles Bustios, R. (2015). Cálculo del índice de condicion del pavimento (PCI) Barranco -
Surco - Lima. Cálculo del índice de condicion del pavimento (PCI) Barranco - Surco -
Lima. Lima, Perú.
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 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
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 =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
1
DENSIDAD
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
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
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
Área de Muestra: 210,00 m2
7.-Grieta de Bloque
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
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
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+060
Abscisa Final: 0+090
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
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 - máx. CDV
PCI = 100 - 90,84
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
FALLADO
RECONSTRUCCIÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
9,16
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
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
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+120
Abscisa Final: 0+150
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
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 - máx. CDV
PCI = 100 - 87,80
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
MUY MALO
RECONSTRUCCIÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
12,20
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 3 Área de Muestra: 210,00 m2
50,00
55,00
60,00
65,00
70,00
75,00
Huecos Desprendimiento deAgregados
60,78
72,81
FALLAS EXISTENTES
163
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+180
Abscisa Final: 0+210
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
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 - máx. CDV
PCI = 100 - 61,27
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
MALO
REHABILITACÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
38,73
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 4 Área de Muestra: 210,00 m2
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
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+240
Abscisa Final: 0+270
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 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 - máx. CDV
PCI = 100 - 66,38
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
MALO
REHABILITACÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
33,62
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
3
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 5 Área de Muestra: 210,00 m2
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
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+300
Abscisa Final: 0+330
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 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 - máx. CDV
PCI = 100 - 70,64
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
MUY MALO
RECONSTRUCCIÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
29,36
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
3
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 6 Área de Muestra: 210,00 m2
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
GrietasLongitudinales y
Transversales
Ahuellamiento Desprendimiento deAgregados
5,47
53,70
43,79
FALLAS EXISTENTES
166
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+360
Abscisa Final: 0+390
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
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 - máx. CDV
PCI = 100 - 92,79
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
FALLADO
RECONSTRUCCIÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
7,21
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 7 Área de Muestra: 210,00 m2
64,00
66,00
68,00
70,00
72,00
74,00
76,00
78,00
Ahuellamiento Desprendimiento deAgregados
76,90
69,05
FALLAS EXISTENTES
167
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+420
Abscisa Final: 0+450
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 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 - máx. CDV
PCI = 100 - 60,47
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
MALO
REHABILITACÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
39,53
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
3
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 8 Área de Muestra: 210,00 m2
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
40,00
GrietasLongitudinales y
Transversales
Ahuellamiento Desprendimiento deAgregados
28,61
37,93
29,24
FALLAS EXISTENTES
168
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+480
Abscisa Final: 0+510
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 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 - máx. CDV
PCI = 100 - 56,15
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
REGULAR
REHABILITACÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
43,85
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
3
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 9 Área de Muestra: 210,00 m2
0,0010,0020,0030,0040,0050,0060,00
0,82
19,59
51,33
9,71
FALLAS EXISTENTES
169
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+540
Abscisa Final: 0+570
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
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 - máx. CDV
PCI = 100 - 65,92
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
MALO
REHABILITACÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
34,08
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
3
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 10 Área de Muestra: 210,00 m2
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
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+600
Abscisa Final: 0+630
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
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 - máx. CDV
PCI = 100 - 56,68
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
REGULAR
REHABILITACÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
43,32
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 11 Área de Muestra: 210,00 m2
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
Ahuellamiento Desprendimiento deAgregados
52,16
25,96
FALLAS EXISTENTES
171
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+660
Abscisa Final: 0+690
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
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 - máx. CDV
PCI = 100 - 42,92
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
BUENO
REHABILITACÓN
máx. CDV =
RESULTADOS
57,08
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 12 Área de Muestra: 210,00 m2
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
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+720
Abscisa Final: 0+750
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 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 - máx. CDV
PCI = 100 - 13,51
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
EXCELENTE
MANTENIMIENTO
máx. CDV =
RESULTADOS
86,49
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
2
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 13 Área de Muestra: 210,00 m2
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
GrietasLongitudinales y
Trasnversales
Huecos Desprendimiento deAgregados
0,04
10,54
8,76
FALLAS EXISTENTES
173
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+780
Abscisa Final: 0+810
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 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 - máx. CDV
PCI = 100 - 10,53
PCI =
INTERVENCIÓN RECOMENDADA:
CONDICION DEL PAVIMENTO
EXCELENTE
MANTENIMIENTO
máx. CDV =
RESULTADOS
89,47
CALCULO DEL PCI
# VALORES DEDUCIDOS
1
TOTAL VD =
NÚMERO DE VALORES DEDUCIDOS (q):
VALOR DEDUCIDO MÁS ALTO
NÚMERO ADMISIB LE DE VALORES DEDUCIDOS
7.-Grieta de Bloque
8.- Grieta de Reflexión de Junta
10.- Grieta Longitudinal y Transversal
FALLAS EXISTENTES
# FALLA SEVERIDAD CANTIDADES PARCIALES TOTAL DENSIDAD
TIPOS DE FALLAS
1.- Piel de Cocodrilo
2.- Exudación
3.- Agrietamiento en Bloque
4.- Abultamiento y Hundimiento
5.- Corrugación
6.- Depresión
UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABÍ
EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE CONDICIÓN DEL PAVIMENTO (PCI) PARA CARRETERAS CON SUPERFICIE ASFÁLTICA
HOJA DE REGISTRO Y CÁLCULO
Unidad de Muestra: Tramo: 14 Área de Muestra: 210,00 m2
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
Abscisas 0+060 hasta 0+090
Foto C.2. Ahuellamiento.
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+120 hasta 0+150
Foto C.3. Huecos.
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
176
Abscisas 0+180 hasta 0+210
Foto C.4. Huecos.
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+240 hasta 0+270
Foto C.5. Desprendimiento de Agregados.
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+300 hasta 0+330
Foto C.6. huecos.
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
177
Abscisas 0+360 hasta 0+390
Foto C.7. Huecos.
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+420 hasta 0+450
Foto C.8. Desprendimiento de Agregados.
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+480 hasta 0+510
Foto C.9. Grietas longitudinales y Transversales
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
178
Abscisas 0+540 hasta 0+570
Foto C.10. Desprendimiento de Agregados
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+600 hasta 0+630
Foto C.11. Desprendimiento de Agregados
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+660 hasta 0+690
Foto C.12. Huecos
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
179
Abscisas 0+720 hasta 0+750
Foto C.13. Huecos
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
Abscisas 0+780 hasta 0+810
Foto C.14. Grietas Longitudinales y Transversales
Fuente: Autor del Proyecto de Investigación, febrero del 2018
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 )
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
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