PROYECTO:

“PAVIMENTO RIGIDO Y VEREDAS DEL CASCO CENTRAL DE LA CIUDAD – CHICLAYO – CHICLAYO -

LAMBAYEQUE”

DISEÑO DE PAVIMENTO

1. OBJETIVO

El Objetivo del presente estudio de Ingeniería es diseñar un pavimento a nivel de Superficie Losa de Concreto, que permita mejorar la capacidad estructural de acuerdo a las cargas reales actuantes futuras, del cual debe ser capaz de soportar la fluencia del trafico proyectado durante la vida útil estimada brindando adecuada servicialidad, seguridad y Confort a los usuarios, así mismo reducir los costos de operación tanto de carga como de pasajeros.

2. UBICACIÓN

El proyecto se ubica en

Lugar : Casco Central de la Ciudad. Distrito : ChiclayoProvincia : ChiclayoDepartamento : Lambayeque

3. ESTADO ACTUAL DEL PAVIMENTO EXISTENTE

El estado actual de las vías en estudio, está constituido por suelo natural, habiendo ausencia de alguna estructura de pavimento.Estas características llevan a proponer la construcción de una estructura de pavimento.

4. ANÁLISIS DEL SUELO DE FUNDACIÓN – CBR

Considerando que el suelo de la subrasante es la capa superficial de las explanaciones sobre el que se construirá la estructura del pavimento y que el diseño del espesor se basa en el valor de la Capacidad Portante por penetración de este suelo, el CBR representativo de la subrasante a utilizar en el diseño se elegirá basándose en el estrato más crítico de las 3 calicatas efectuadas, considerándose el aporte de capa de Mejoramiento de Subrasante.

Para nuestro estudio se ha hecho al material que se utilizará como mejoramiento de subrasante, por ser el dato que se utilizará para el Diseño de Pavimento.

Descripción de los Suelos

En el área en estudio se han encontrado suelos predominantemente los de clasificación SUCS corresponde a un CL en un 63%, SC en un17% y Relleno No clasificado en un 20%. Como referencia es que este tipo de material, más crítico al 95% de la MDS no supera el 5% de CBR, por lo que se hace necesario reemplazar con capa de mejoramiento.

Capacidad de Soporte - CBR

Para nuestro caso tomaremos como referencia para el diseño del pavimento el aporte del material que se utilizará en el mejoramiento de Subrasante, con material de tres tomas una capa de 25.00 cm., cuyo valor de aporte estimado de CBR al 95% de la MDS es de 7%, lo que permitirá hacer el cálculo del diseño.

5. ANÁLISIS DEL TRÁFICO

El pavimento debe ser diseñado para que sirva a las necesidades del tráfico durante un cierto número de años (periodo de diseño); por lo tanto, se debe predecir su crecimiento para determinar las necesidades estructurales del pavimento.

Por lo observado en el lugar de la obra, el transito básicamente es de vehículos como: autos, camionetas, combis y ómnibus, pero para efectos de diseño estamos considerando un estimado de IMDA de Camiones de dos ejes igual a 120 y Un IMDA de camiones de tres ejes de 50

Tráfico promedio diario : 120 vehículos de dos ejes y 50 de tres ejes Tasa de crecimiento : 2% Período de Diseño : 30 años Factor destructivo(F) : 2.3 ( Para camiones de dos ejes) Factor destructivo (F) : 4.3 (Para camiones de tres ejes)

El número Total Acumulado de Ejes Equivalente a 18 kips (EAL18), durante el período de diseño es:

EAL18(en años) = 365/2(IMD2E*F2E + IMD3E* F3E + IMDTYS*FTRS)x {[(1+ i) n -1]}/i

EAL18(30) = 365/2(120*2.3+50*4.3) {[(1+0.05)30 -1]}/0.02 = 3.63 x 106

EAL18 (30años) = 3.63 x106 repeticiones

Como puede observarse de los cálculos efectuados no se ha considerado el número de autos, camionetas, combis y ómnibus, ya que la influencia es mínima en la performance de la vida.

El pavimento es la capa o conjunto de capas de materiales apropiados comprendidos entre la superficie de la subrasante y la superficie de rodadura , cuyas principales funciones son las de proporcionar una superficie uniforme de textura apropiada , resistentes a la acción del tráfico, intemperismo y de otros agentes perjudiciales , así mismo trasmitir adecuadamente al terreno de fundación , los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por el tráfico .En otras palabras , el pavimento es la súper estructura de la obra vial , que hace posible el transito fluido de vehículos , con la seguridad , confort y economía previstos por el proyecto .

La estructuración de un pavimento así como las características de los materiales empleados en su construcción, ofrece una variedad de posibilidades de tal manera que puede estar formado por sólo una capa o varias, y a su vez, dichas capas pueden ser de materiales naturales seleccionados, procesados ó sometidos a algún tipo de tratamiento ó estabilización.

La actual tecnología contempla una gama muy diversa de secciones estructurales, las cuales son una función de los distintos factores que intervienen en la performance de una vía y que a decir son: tráfico, tipo de suelo, importancia de la vida, condiciones de drenaje, recursos disponibles, etc.

6. METODOLOGÍA DE LA AASHTO (1993)

La metodología AASHTO es bien aceptada a nivel mundial (ya que se basa en valiosa información experimental) y determina el Espesor de la Losa de Concreto (D) requerido por el pavimento a fin de soportar el volumen de tránsito satisfactoriamente durante el periodo de vida proyectada.

7. DISEÑO ESTRUCTURAL

Para el diseño estructural se aplicó el método AASHTO (1993), para el que se calculó un Módulo Resilente de 10500 psi (equivalente a un CBR de 7%) y se utilizaron los siguientes datos.

Zr = Estándar Normal Deviate = -0.254So = Overall Estándar Deviation = 0,35Pi = Serviciabilidad Inicial = 4,5Pt = Serviciabilidad Final = 2,0K = Coeficiente de Balasto = 170psiEc = Modulo Elasticidad del Concreto = 3.11x106 Sc = Modulo de rotura a 28 días = 597 psiJ = Coeficiente de transf. de carga = 2.5

Cd = Coeficiente de drenaje de S.B.G. = 1.00

W18 = 3.63 x 106

Aplicando el Nomograma y/o la Ecuación de Diseño, se obtiene para los parámetros indicados D=8” Por lo tanto, se obtiene para este proyecto se propone la siguiente estructura:

Losa de concretoF´c = 210 Kg/cm2

base Granular

Mejoramiento Subrasante

20.00 cm (8”) 20cm (8”) 25.00 cm.(10”)

Por la experiencia local propone el espaciamiento de juntas longitudinales de 3.00m.y Juntas Transversales hasta 4.50 m.Las juntas asfálticas e= 1” de mortero asfaltico Slurry Seal, según Especificaciones Técnicas.

8. ESTUDIO DE CANTERAS

Con la finalidad de establecer los volúmenes y la calidad de materiales adecuados que satisfagan las demandas de construcción del proyecto en mención, se ha efectuado la investigación de materiales de mejor calidad que existe en la zona y el cual son las siguientes. CANTERA TRES TOMAS

Ubicación : Km 18 de la Carretera Chiclayo- Ferreñafe Acceso : Desde la carretera Chiclayo- Ferreñafe a través de una

trocha Carrozable - Lado derecho de la carretera.Potencia : 150,000 m³ aproximadamente.Descripción : Depósito Aluvional.Uso : Relleno (100%), Sub base y Base Granular (75%)Tratamiento : - Zarandeado (Sub base, Base y arena para concreto)

- Chancado para piedra de concreto.Perd. de explot. : Todo el añoPropiedad : Municipio de Mesones Muro.

9. OBSERVACIONES, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

Queda establecido que el Diseño del pavimento ha sido ejecutado de acuerdo a un tráfico estimado y por un periodo de diseño de 20 años.

Los espesores que conforman la estructura del pavimento son : Losa de concreto f¨c = 210 kg/cm²; e = 20.00 cm (8”); y una Base Granular de 20.00 cm (8”).

La sub-rasante deberá ser mejorada en un espesor de 25.00 cm (10”) y posteriormente compactada con un óptimo porcentaje de humedad.

El material de mejoramiento de subrasante, será el material granular de la cantera Tres Tomas con piedra de 6” como máximo.

La buena calidad y permanencia de la obra deviene de efectuar un control permanente de los parámetros de calidad de los materiales antes y durante la ejecución de la obra (proceso constructivo) .Por tanto se deberá aplicar en forma estricta y adecuada las especificaciones técnicas.