universidad nacional de ingenieria facultad de ...ribuni.uni.edu.ni/3543/1/94739.pdfdiseÑo de 880...

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE TECNOLOGÍA DE LA CONSTRUCCIÓN

MONOGRAFÍA

DISEÑO DE 880 METROS LINEALES DE PAVIMENTO RIGIDO, POR EL

METODO DE LA PCA, DEL BARRIO JORGE SALAZAR DEPARTAMENTO

DE MANAGUA, DISTRITO VI.

Para optar al título de Ingeniero Civil

ELABORADO POR:

BR. TANIA MARCELA RIVAS DELGADO.

BR. FRANCISCO JOSÉ MOJICA DÍAZ.

TUTOR

ING. CLAUDIA VERÓNICA REYES ROMERO

MANAGUA, DICIEMBRE 2019.

DEDICATORIA.

Esta monografía va dedicada a mis padres y hermanos que con su afán y sacrificio

colaboraron para que mi sueño se cumpla.

A mi esposo e hija que con su afecto y cariño son los detonantes de mi felicidad,

de mi esfuerzo, de mis ganas de buscar lo mejor para ti, a tu corta edad me has

enseñado muchas cosas, fuiste mi motivación más grande para concluir con éxito

este proyecto.

A quienes rieron conmigo en mis triunfos y lloraron también en mis fracasos, a

quienes me guiaron por un camino de rectitud y me enseñaron lo importante que

es la educación y a Dios por darme la salud para continuar y ser un ejemplo de

vida.

“El fracaso derrota a los perdedores e inspira a los ganadores” (Robert

Kiyosaki).

Tania Marcela Rivas Delgado.

DEDICATORIA.

Primeramente, a Dios por permitirme llegar a este punto tan importante, por darme

la sabiduría, fortaleza y perseverancia.

A mi familia en general y a cada persona que Dios puso en mi camino

brindándome su apoyo, consejos y esfuerzos, logrando hacerme avanzar a pesar

de cualquier obstáculo.

Francisco José Mojica Díaz

AGRADECIMIENTO

A Dios porque él nos permitió llegar a este momento tan especial de nuestras

vidas, por darnos sabiduría, dirección y sobre todo las fuerzas día a día para seguir

nuestra meta. Por estar rodeados de personas que siempre nos apoyaron de

alguna forma u otra. Este camino no fue fácil estuvo lleno de muchas dificultades,

pero poco a poco con esfuerzo y dedicación lo hemos logrado.

A nuestros familiares que ellos son los principales en nuestra lucha que tuvimos

durante todos estos largos años que influyeron en nuestra formación para poder

lograr nuestra meta.

Agradecer a la Ing. Claudia Reyes por su apoyo en esta trayectoria que pasó al

lado nuestro compartiendo todos sus conocimientos que a lo largo de sus años de

experiencia ha logrado adquirir, estamos muy agradecidos con ella.

A las instituciones que estuvieron involucradas, siendo parte fundamental en la

obtención de la información necesaria para el desarrollo de este trabajo

monográfico.

A todos esos profesores que tuvimos durante los 5 años de formación en esta

carrera quienes día a día nos brindaron el pan del conocimiento, abriendo

nuestras mentes logrando enfocarnos en lo que queremos lograr.

Esto es un paso más a todo lo que podemos conseguir, si lo creemos y

proponemos lo podemos lograr, el tiempo pasa y no lo podemos detener, no lo

desperdiciemos hagamos que cada momento valga.

“Son tus decisiones y no tus condiciones las que determinan tu futuro”

RESUMEN EJECUTIVO.

La elaboración del presente documento tiene como finalidad realizar el diseño de

pavimento rígido para el tramo de calle ubicado en el barrio Jorge Salazar del

distrito seis de Managua, el cual tiene una longitud de 880 metros lineales, la

información sobre dicho tramo fue obtenida en la dirección de servicios

municipales de la Alcaldía de Managua de este distrito.

Se eligió la alternativa de pavimento rígido ya que ofrece diversas ventajas en su

construcción y mantenimiento, de igual manera se consideró esta opción debido

a la notable susceptibilidad del pavimento flexible a las consideraciones del suelo

y clima que se presenta en la zona, y en vista de que los requerimientos para un

pavimento rígido son mínimos en cuanto a calidad de suelo se refiere y por sus

altos valores de resistencia en comparación al pavimento flexible.

Los parámetros y consideraciones necesarias para el diseño del pavimento rígido,

son determinados mediante estudios de suelo y estudios de tránsito que serán

analizados y realizados para la conclusión del presente documento.

En el primer capítulo: Generalidades, se desarrolla la introducción, localización del

proyecto, antecedentes, justificación y objetivos que se pretenden alcanzar. Se

realiza un enfoque para que el lector pueda analizar los detalles del por qué la

necesidad de este diseño y la ubicación del proyecto a ejecutar

En el segundo capítulo: Estudio de Suelos, se efectuará el análisis del estudio de

suelos realizado por la firma consultora INGENIERIA DE MATERIALES, S.A.

(NICA SOLUM), con el cual se logra determinar la estratigrafía del tramo en

estudio conociendo el tipo de suelo y características del mismo. Además, en este

capítulo se definen las especificaciones de los principales materiales que son

utilizados en la construcción de pavimentos rígido, basados en las

especificaciones técnicas establecidas en nuestro país.

El tercer capítulo: Estudio de Tránsito, se inicia definiendo los términos y factores

que son utilizados en el desarrollo del mismo y posteriormente se calculan los

datos iniciales del tránsito, por medio de aforos vehiculares que nos permitirá

conocer los volúmenes y composición vehicular, definir un año base y realizar las

proyecciones para la realización del presente trabajo.

Con estos datos ya definidos se procede al cálculo de las repeticiones esperadas

con los parámetros necesarios obtenidos con anterioridad, dando como resultado

las tablas de repeticiones esperadas para ejes sencillos y ejes dobles, los cuales

son de utilidad para el posterior cálculo de espesor de losa.

En el cuarto capítulo: Diseño de Espesor de Pavimento Rígido, se define el

método de la PCA, los parámetros y consideraciones de diseño que se utilizarán

para llevar a cabo la determinación del espesor de losa. Se determinarán los

valores de CBR de diseño de sub-rasante, para los percentiles de resistencia de

60, 75 y 87.5 % mediante los valores de CBR obtenidos del estudio de suelo,

posteriormente se determinarán los valores de Módulo de Resistencia del

Concreto K con cada valor de CBR, por medio del gráfico de correlación

aproximada entre las clasificaciones del suelo y sus valores de resistencia. Se

efectúa el cálculo del espesor de losa introduciendo los valores de K y demás

datos requeridos por el formato establecido por la PCA, obteniendo así el espesor

de losa requerido para el tramo de calle ubicado en el BARRIO JORGE SALAZAR

DEL DISTRITO SEIS DE MANAGUA.

INDICE Pág.

CAPITULO I GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCION. ..................................................................... 1

1.2 ANTECEDENTES. .................................................................... 2

1.3 LOCALIZACION Y UBICACIÓN DEL PROYECTO. ...................... 3

1.4 DESCRIPCION DEL PROYECTO. ............................................. 5

1.5 JUSTIFICACION. ..................................................................... 6

1.6 OBJETIVOS............................................................................. 7

1.6.1 Objetivo general ................................................................. 7

1.6.2 Objetivos específicos.......................................................... 7

CAPITULO II ESTUDIO DE SUELOS

2.1 INTRODUCCION. ..................................................................... 8

2.2 TRABAJOS DE CAMPO. ........................................................... 9

2.2.1 Suelos Granulares. ........................................................... 10

2.3 ESTRATIGRAFÍA Y CARACTERÍSTICAS FÍSICO – MECÁNICAS

DEL SUB-SUELO ........................................................................ 11

2.4 BANCOS DE PRÉSTAMO. ...................................................... 18

2.5 SELECCIÓN DEL CBR DE DISEÑO. ....................................... 20

CAPITULO III ESTUDIO DE TRÁNSITO

3.1 INTRODUCCIÓN. ................................................................... 23

3.2 CLASIFICACION FUNCIONAL DE CARRETERAS. ................... 24

3.3 CLASIFICACION VEHICULAR. ............................................... 24

3.3.1 Clasificación del tipo de vehículo por la disposición de sus

ejes.......................................................................................... 25

3.4 RECOPILACION DE DATOS. .................................................. 25

3.5 FACTORES DE AJUSTES. ..................................................... 28

3.5.1 Factor Día ........................................................................ 28

3.5.2 Factor de Expansión ......................................................... 29

3.5.3 Ajustes del Tráfico............................................................ 29

3.6 CRECIMIENTO NORMAL DEL TRÁNSITO. .............................. 32

3.6.1 Definición del Producto Interno Bruto (PIB) ........................ 32

3.6.2 Tasa de Crecimiento Poblacional ...................................... 33

3.6.3 Historial del Tránsito Vehicular ......................................... 34

3.7 TRÁNSITO EN EL PERIODO DE DISEÑO. .............................. 36

3.8 NÚMERO DE REPETICIONES ESPERADAS PARA CADA EJE. 38

3.8.1 Factor Crecimiento Anual (FCA) ........................................ 39

3.8.2 Factor Sentido (FS) .......................................................... 39

3.8.3 Factor Carril (FC) ............................................................. 40

3.8.4 Factor de Seguridad de Carga .......................................... 40

3.9 CÁLCULO DE REPETICIONES ESPERADAS .......................... 41

3.10 CLASIFICACIÓN DE LOS PESOS POR CADA TIPO DE EJE. . 45

CAPITULO IV DISEÑO DE ESPESOR DE PAVIMENTO RÍGIDO

4.1 INTRODUCCIÓN .................................................................... 47

4.2 GENERALIDADES DEL PAVIMENTO RIGIDO ......................... 47

4.2.1 Pavimento Rígido. ............................................................ 47

4.2.2 Clasificación de los pavimentos rígidos ............................. 48

4.2.1.1 Pavimento de concreto hidráulico simple ........................ 48

4.2.1.2 Pavimento de concreto hidráulico reforzado .................... 48

4.2.1.3 Pavimento de concreto hidráulico reforzado continuo ...... 48

4.2.3 Ventajas del Pavimento Rígido .......................................... 48

4.3 RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DEL CONCRETO O MÓDULO DE

RUPTURA (MR). .......................................................................... 50

4.4 TERRENO DE APOYO O RESISTENCIA DE LA SUB-RASANTE K

.................................................................................................. 51

4.4.1 Uso del Programa BS-PCA ............................................... 54

4.5 CRITERIOS DE DISEÑO ........................................................ 54

4.5.1 Fatiga .............................................................................. 54

4.5.2 Erosión ............................................................................ 54

4.6 DISEÑO DE ESPESORES DE PAVIMENTO ............................. 54

4.6.1 Esfuerzo Equivalente ........................................................ 56

4.6.2 Relación de Esfuerzos ...................................................... 58

4.6.3 Análisis por Fatiga............................................................ 59

4.6.4 Factor de Erosión ............................................................. 61

4.6.5 Análisis de Erosión ........................................................... 62

4.6.6 Resultados de iteraciones realizadas................................. 65

4.6.7 Comprobación de resultados mediante el uso del software

BS-PCA .................................................................................... 66

4.7 MODULACION DE LA LOSA ................................................... 68

4.7.1 Sellado de Juntas ............................................................. 69

CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES ................................................................... 71

5.2 RECOMENDACIONES ............................................................ 73

BIBLIOGRAFÍA .............................................................................. 74

ANEXOS

INDICE DE FIGURAS Pág.

Figura 1 Macro Localización del Proyecto. ........................................................... 3

Figura 2 Micro Localización del Proyecto ............................................................. 4

Figura 3 Ubicación de aforo vehicular ……...………………………………………. 26

Figura 4 Diagrama de Cargas Permisibles ..................................................... XXIX

INDICE DE GRÁFICOS Pág.

Gráfico 1 Selección CBR de diseño. .................................................................. 22

Gráfico 2 TPDA en porcentaje por tipo de vehículo. ........................................... 31

Gráfico 3 Nomograma Análisis de Fatiga Ejes Sencillos y Ejes Tandem ........... 60

Gráfico 4 Nomograma Análisis de Erosión Ejes Sen y Ejes Tan ........................ 63

Gráfico 5 Estratigrafía SM - 8 y SM – 9 .............................................................. XII

Gráfico 6 Estratigrafía SM - 9, SM - 10 y SM - 11 ............................................. XIII

Gráfico 7 Estratigrafía SM – 11, SM – 12 y SM – 13 ....................................... XIV

Gráfico 8 Estratigrafía SM - 13 y SM - 14 .......................................................... XV

Gráfico 9 Estratigrafía SM – 15 y SM – 16 ....................................................... XVI

Gráfico 10 Relación Aproximada entre las Clasificaciones del Suelo y sus

Valores de Resistencia............................................................................ XLIII

Gráfico 11 Nomograma Análisis de Fatiga Ejes Sencillos y Ejes Tandem ..... XLVI

Gráfico 12 Nomograma Análisis de Erosión Ejes Sen y Ejes Tan .................. XLIX

Gráfico 13 Nomograma Análisis de Fatiga Ejes Sencillos y Ejes Tandem ........ LIII

Gráfico 14 Nomograma Análisis de Erosión Ejes Sen y Ejes Tan ..................... LVI

INDICE DE IMAGENES Pág.

Imagen 1 Placa de Carga ................................................................................... 52

Imagen 2 Ingreso de datos BS-PCA ................................................................... 66

Imagen 3 Resultado del cálculo por medio de software BS-PCA ....................... 67

Imagen 4 Modulación de Losa de Concreto ....................................................... 69

Imagen 5 Sección Transversal Tramo de Proyecto ............................................ 70

Imagen 6 Localización de sondeos manuales ....................................................... I

Imagen 7 Localización de sondeos manuales ...................................................... II

Imagen 8 Especificaciones para Base NIC-2000 ........................................... XXVI

INDICE DE TABLAS Pág.

Tabla 1 Tipos de Ensayes Realizados. ................................................................ 9

Tabla 2 Resultado Análisis de Bancos de Materiales ......................................... 19

Tabla 3 Límites para selección de Resistencia................................................... 20

Tabla 4 Tabla para cálculo del CBR de diseño................................................... 21

Tabla 5 Conteo Vehicular semana del 4 de febrero 2019 al 10 febrero 2019 de

6:00 am a 6:00 pm ..................................................................................... 27

Tabla 6 Factores de ajuste para el tráfico vehicular EMC 401 Masaya - Granada.

................................................................................................................... 29

Tabla 7 TPDA Usando Factores de Ajustes. ...................................................... 30

Tabla 8 Población y Tasa de Crecimiento Anual ................................................ 34

Tabla 9 Historial de Tránsito, Estación de Corta Duración (ECD-138 La Subasta -

Aeropuerto). ............................................................................................... 35

Tabla 10 Indicadores de aumento en el tránsito. ............................................... 36

Tabla 11 TPDA Proyectado a 20 años. .............................................................. 37

Tabla 12 Factores Seguridad de Carga ............................................................. 40

Tabla 13 Repeticiones esperadas durante vida útil del proyecto........................ 43

Tabla 14 Clasificación del peso por ejes. ........................................................... 45

Tabla 15 Resumen de las repeticiones esperadas por ejes. .............................. 46

Tabla 16 Comparativo de Distancia de Frenado. ............................................... 49

Tabla 17 Incremento en el valor de K del suelo, según el espesor de una base

granular. ..................................................................................................... 53

Tabla 18 Calculo del valor de K Suelo-Base. ..................................................... 53

Tabla 19 Esfuerzo Equivalente para pavimentos con apoyo lateral ................... 57

Tabla 20 Esfuerzo Equivalente interpolados para K = 168.8 .............................. 58

Tabla 21 Factores de Erosión para Pavimentos sin Pasa juntas y con Apoyo

Lateral ........................................................................................................ 61

Tabla 22 Factores de Erosion para Pavimentos sin Pasa juntas y con Apoyo

Lateral ........................................................................................................ 62

Tabla 23 Análisis de Fatiga y Erosión por tipo de eje, Relación de Cargas

Permisibles - Cargas Esperadas …………………………………………………… 64

Tabla 24 Resumen de iteraciones …………………………………………………. 65

Tabla 25 Registros CBR in Situ, Sondeo 8 (Prueba de DCP) ............................. III

Tabla 26 Registros CBR in Situ, Sondeo 9 (Prueba de DCP) ............................. IV

Tabla 27 Registros CBR in Situ, Sondeo 10 (Prueba de DCP) ............................ V

Tabla 28 Registros CBR in Situ, Sondeo 11 (Prueba de DCP)…………………… VI

Tabla 29 Registros CBR in Situ, Sondeo 12 (Prueba de DCP)…………………... VII

Tabla 30 Registros CBR in Situ, Sondeo 13 (Prueba de DCP)…………………. VIII

Tabla 31 Registros CBR in Situ, Sondeo 14 (Prueba de DCP)………………….. IX

Tabla 32 Registros CBR in Situ, Sondeo 15 (Prueba de DCP)…………………... X

Tabla 33 Registro CBR in Situ, Sondeo 16 (Prueba de DCP)……………………. XI

Tabla 34 Granulometría SM – 8 ...................................................................... XVII

Tabla 35 Granulometría SM – 9 ..................................................................... XVIII

Tabla 36 Granulometría SM – 10 ..................................................................... XIX

Tabla 37 Granulometría SM – 11 ...................................................................... XX

Tabla 38 Granulometría SM – 12 ..................................................................... XXI

Tabla 39 Granulometría SM – 13 .................................................................... XXII

Tabla 40 Granulometría SM – 14 ................................................................... XXIII

Tabla 41 Granulometría SM – 15 ................................................................... XXIV

Tabla 42 Granulometría SM – 16 .................................................................... XXV

Tabla 43 Resultados de Clasificación de Materiales Tramo en Estudio ........ XXVII

Tabla 44 Clasificación y uso de Suelo Según el Valor del CBR ................... XXVIII

Tabla 45 Conteo vehicular tramo en estudio, Lunes 04 Febrero 2019. ........... XXX

Tabla 46 Conteo vehicular tramo en estudio, Martes 05 Febrero 2019. ......... XXXI

Tabla 47 Conteo vehicular tramo en estudio, Miércoles 06 Febrero 2019. ... XXXII

Tabla 48 Conteo vehicular tramo en estudio, Jueves 07 Febrero 2019. ...... XXXIII

Tabla 49 Conteo vehicular tramo en estudio, Viernes 08 Febrero 2019. ...... XXXIV

Tabla 50 Conteo vehicular tramo en estudio, Sábado 09 Febrero 2019. ...... XXXV

Tabla 51 Conteo vehicular tramo en estudio, Domingo 10 Febrero 2019. ... XXXVI

Tabla 52 Estación de Mayor Cobertura 401 Masaya-Granada.................... XXXVII

Tabla 53 Estadísticas Macro Económicas Nicaragua ................................. XXXVIII

Tabla 54 Estadísticas crecimiento poblacional ............................................. XXXIX

Tabla 55 Tasa de Crecimiento en ECD-138 La Subasta – Aeropuerto .............. XL

Tabla 56 Periodo de Diseño .............................................................................. XLI

Tabla 57 Factor por Distribución por Dirección.................................................. XLI

Tabla 58 Factor de Distribución por Carril ........................................................ XLII

Tabla 59 Pesos de vehículos livianos ............................................................... XLII

Tabla 60 Esfuerzo Equivalente para pavimentos con apoyo lateral .............. XLIV

Tabla 61 Esfuerzo Equivalente para pavimentos con apoyo lateral para K igual a

168.8 ....................................................................................................... XLV


Lateral ................................................................................................... XLVII


Lateral para K igual a 168.8 ................................................................. XLVIII

Tabla 64 Analisis de Fatiga y Erosion para un espesor de 6 pulgadas .............. LI

Tabla 65 Esfuerzo Equivalente para pavimentos con apoyo lateral ................... LII

Tabla 66 Esfuerzo Equivalente para pavimento con apoyo lateral para K igual a

168.8 ........................................................................................................ LIVI


Lateral ........................................................................................................ LV

Tabla 68 Factores de Erosion para pavimentos sin pasa juntas y con apoyo

lateral para K igual a 168.8 ...................................................................... LVII

Tabla 69 Análisis de Fatiga y Erosión para un espesor de 7 pulgadas………… LVII

CAPITULO I: GENERALIDADES

1

CAPITULO I GENERALIDADES.

1.1 INTRODUCCION.

El proyecto consiste en la construcción de losa de concreto hidráulico como

carpeta de rodamiento en un tramo de calle ubicado en el Barrio Jorge Salazar

localizado en el distrito seis de Managua, dando inicio con el proyecto, en su

extremo norte, en el km 9 de la carretera norte y uniendo en su extremo sur a la

proyección de la pista la Reynaga.

Este tramo se localiza en la parte central del distrito seis, permitiendo conectar por

medio de una ruta alterna al resto del distrito, desarrollando y mejorando las

condiciones de vida de la población que será beneficiada directamente por el

proyecto, de igual manera ayudará a dinamizar la economía local al generar

empleos directos e indirectos durante el tiempo de ejecución.

Actualmente el camino presta condiciones no tan favorables para el tránsito de

vehículos, debido a la erosión provocada por las corrientes provenientes del lado

sur del distrito ocasionadas por las últimas lluvias. Durante la época de invierno

este tramo de calle presenta gran deterioro, razón por la cual el distrito seis de la

Alcaldía de Managua invierte alrededor de 5.5 millones de córdobas de su

presupuesto anual en mantenimiento de caminos como éste.

La puesta en marcha de este proyecto ayudará a ampliar y mejorar la

infraestructura vial del distrito seis, lo que se viene haciendo año con año con la

inversión realizada por el gobierno local, la que supera los 38 millones de

córdobas para desarrollo de proyectos de mejoramiento vial en los barrios de este

distrito, de acuerdo con información facilitada por esta institución.

2

1.2 ANTECEDENTES.

La alcaldía de Managua del distrito seis realiza mantenimiento periódico a este

tramo de calle, debido a su importancia como ruta alterna de acceso al mercado

mayoreo así como a la parte sur del país. En el 2015 con fondos del Banco

Interamericano de Desarrollo (BID) se realizó el proyecto denominado

“Mejoramiento Integral de Barrio” siendo beneficiados los barrios Jorge Salazar y

Concepción de María, con un monto cercano al millón de dólares, mejorando

significativamente las condiciones de infraestructura de estos barrios.

El tipo de suelo predominante en el tramo estudiado es arena limosa A-1-b, con

un valor de soporte promedio que va en el rango de 1 a 31, lo que dificulta la

circulación en periodos de lluvia.

A lo largo de este tramo de calle se encuentran emplazadas principalmente

viviendas, pequeños negocios de reciclaje y una empresa de transporte ubicada

en la parte norte de éste, lo que motiva a la comuna a realizar la mejora de esta

calle y fomentar el desarrollo de este barrio y su actividad económica, mejorando

las condiciones del tránsito en la zona.

Actualmente el mejoramiento vial en este barrio tiene un avance del 63.84%

logrado en los últimos 2 años, por medio de los planes de desarrollo y mejoras a

las condiciones de vida de los habitantes de los diferentes barrios de este distrito.

3

1.3 LOCALIZACION Y UBICACIÓN DEL PROYECTO.

El proyecto se encuentra localizado en el departamento de Managua, en la parte

central del distrito seis de la ciudad capital, a la altura del km 9 de la Carretera

Norte, donde inicia el proyecto recorriendo 880 metros lineales en dirección sur a

conectar con la ampliación de la Pista la Reynaga.

Sus límites son los siguientes:

Al Norte Km 9 Carretera Norte (Residencial Las Mercedes).

Al Sur ampliación Pista la Reynaga (Barrio Concepción de María y Mercado

Mayoreo).

Al Este Antiguos Correos de Nicaragua.

Al Oeste zonas comerciales (gasolinera UNO, ESCAZAN, BANPRO).

Figura 1 Macro Localización del Proyecto.

Fuente: Elaborado por autores / google imágenes.

4

Figura 2 Micro Localización del Proyecto

Fuente: https://www.google.com/maps

Tramo en estudio

5

1.4 DESCRIPCION DEL PROYECTO.

La ubicación de las estaciones para el levantamiento de datos, se hizo tomando

en cuenta el trazo de la vía, se trabajó de sur a norte (calle del mayoreo – carretera

norte), ya que es un proyecto que se trabajó en dos etapas, la primera se

desarrolló en 2012, retomando el último tramo de este proyecto para este tiempo,

siendo el enfoque de nuestro trabajo.

Para determinar el espesor de la losa de concreto, determinaremos primeramente

dos parámetros importantes en el diseño de espesores de pavimento, como lo son

El C.B.R de diseño y Las Repeticiones Esperadas, tales requerimientos se

obtendrán del estudio de suelo y estudio de tráfico respectivamente, cabe

mencionar que para el diseño de esta calle existen otros parámetros importantes

que serán abordados a medida que avancemos en el desarrollo de este

documento.

La construcción de este tramo de calle representará en un plazo de tiempo

inmediato un aumento en la economía local, por los trabajos directos e indirectos

que se generarán durante la ejecución del proyecto ayudando e involucrando

directamente a los protagonistas beneficiados.

6

1.5 JUSTIFICACION.

El presente trabajo está orientado a la determinación del espesor de la estructura

de pavimento rígido requerido para 880 metros lineales de calle del barrio Jorge

Salazar ubicado en el distrito seis de la ciudad de Managua, debido a que la zona

de influencia del proyecto es de potencial importancia para las autoridades

edilicias.

La mejora de la superficie de rodamiento de este tramo de calle permitirá

comunicar dos vías de importancia para el distrito seis, como son: carretera

panamericana norte (en su extremo norte), y la ampliación de la pista la reynaga

(en su extremo sur), permitiendo a los usuarios de ésta, ahorros en costos de

operación vehicular de igual manera brindará mejores condiciones a los

pobladores del sector, dinamizando los pequeños negocios de reciclaje que

existen en este barrio así mismo habilitará este tramo como ruta alterna al

Mercado Mayoreo, mejorando los tiempos de viaje de productores provenientes

del norte del país.

La ejecución de este proyecto permitirá que la población beneficiada directamente

tenga mejores oportunidades de acceso a sus viviendas, cumpliendo con el

objetivo principal del gobierno municipal, al mejorar la calidad de vida de sus

habitantes aportando de esta manera al crecimiento de la economía local y por

ende a la del país, así mismo generará fuentes de empleo directas e indirectas

para los habitantes del sector.

7

1.6 OBJETIVOS.

1.6.1 Objetivo general

Diseñar la estructura de Pavimento Rígido aplicando el método de la PCA,

del tramo de calle de 880 metros lineales en el barrio Jorge Salazar,

ubicado en el distrito seis de Managua.

1.6.2 Objetivos específicos

Efectuar un análisis a los estudios de suelos correspondientes al tramo en

estudio y a los bancos de materiales lo que nos permitirá determinar el CBR

de diseño.

Realizar un estudio del tránsito vehicular para determinar el número de

repeticiones por ejes esperada, para el periodo de diseño de 20 años.

Determinar el espesor de la estructura de pavimento rígido utilizando el

método Portland Cement Association (PCA).

CAPITULO II: ESTUDIO DE SUELO

8

CAPITULO II ESTUDIO DE SUELO

2.1 INTRODUCCION.

En el diseño de pavimentos es fundamental conocer las propiedades y

comportamiento de los suelos que servirán de soporte a las losas de concreto, se

necesita un análisis de tal soporte y su grado de compactación apoyado en los

estudios de la mecánica de suelos para lograr un óptimo desempeño y durabilidad.

El valor relativo de soporte o también conocido como CBR (California Bearing

Ratio), es un índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones

determinadas de compactación y humedad.

Los resultados del valor relativo de soporte VRS o conocido también como CBR y

la clasificación del suelo por el método de la AASHTO serán de mucha utilidad

puesto que se requiere calcular el Módulo de Reacción (k) que es una

característica de resistencia que se considera constante, implicando elasticidad

del suelo; su valor numérico depende de la textura, compacidad, humedad y otros

factores que afectan la resistencia del suelo. La determinación de k se hace

mediante una placa circular de 30” de diámetro bajo una presión que produzca

una deformación del suelo de 0.05”.

Dado que la prueba de placa toma tiempo y dinero, los valores de k son

usualmente estimados mediante una correlación de pruebas más simples como

la del VRS, el resultado es válido porque no se requiere una exacta determinación

de k ya que no afecta significativamente los espesores del pavimento.

Para diseñar el espesor de pavimento del tramo de carretera en estudio se requirió

de la evaluación de las características de los materiales que conforman el suelo

existente y sus espesores, con el fin de contar con la información básica necesaria

para determinar los nuevos espesores a colocar a lo largo de la vía. Estos datos

se obtuvieron del estudio geotécnico realizado por la empresa consultora

9

Ingeniería de Materiales, S.A (Nica Solum) contratada por la Alcaldía de Managua

para realizar estos estudios,

2.2 TRABAJOS DE CAMPO.

Con el propósito de obtener información de las características de los materiales

que conforman la estructura actual del suelo se procedió a realizar 9 sondeos

manuales a cielo abierto distribuidos a lo largo de la vía con una distancia entre

sondeos de 100 metros, con dimensiones aproximadas de 25 x 25 x 150 cm de

profundidad, de forma alterna al centro y a ambos lados de la línea central (zig-

zag). (Ver anexos Imagen 6 – 7, pág. I, II)

En cada sitio de sondeo primeramente se realizó una clasificación de forma visual

y al tacto, de las características del tipo de suelo encontrado de cada estrato.

Todas las muestras de suelos obtenidas, previamente clasificadas e identificadas,

se trasladaron al laboratorio central del consultor, para ser sometidas a las

pruebas y ensayes correspondientes a fin de conocer las propiedades físicas y

mecánicas de los suelos existentes del camino del proyecto, los que se detallan

en la siguiente tabla.

Tabla 1 Tipos de Ensayes Realizados.

Fuente: Informe de Suelos NICA SOLUM Consultores

Para determinar el valor soporte in-situ (CBR in-situ) se realizaron (9) ensayos con

el Cono de Penetración Dinámica (DCP) de aproximadamente 1.50m de

Nº Tipo de Ensaye Designación Estándar de Ejecución

1 Granulometría ASTM D-422

2 Límites de Atterberg ASTM D-4318

3 Humedad Natural ASTM D-2216

4 Clasificación AASHTO ASTM D-3282

5 CBR.INSITU ASTM SPT-1375

10

profundidad cada uno. Estos ensayos se realizaron en la misma estación donde

se ejecutaron los sondeos manuales, obteniendo con ello la información de la

capacidad de soporte de todos los estratos de suelos encontrados en los sondeos,

y que representan el principal elemento para determinar los dimensionamientos

del pavimento (Ver anexo tablas 25 – 33, pág. III - XI)

2.2.1 Suelos Granulares .

Son todos aquellos que tienen el 35% o menos del material fino que pasa por el

tamiz No. 200, estos a su vez forman los grupos A-1, A-2, A-3.

Grupo A-1: Son mezclas de suelos bien gradados de fragmentos de piedra,

grava, arena y material ligante poco plástico , se incluye también en este grupo

mezclas bien gradadas que no tienen material gradante.

Sub grupo A-1-b: Son materiales formados por arena gruesa bien gradada con

o sin ligante.

Grupo A-2: Comprende una gran variedad de material granular que contiene

menos del 35% del material fino y que no pueden ser clasificados como A-1 y A-

3. Este grupo se subdivide en A-2-4, A-2-5, A-2-6 y A-2-7.

Grupo A-4: Son suelos limosos poco o nada plásticos, que tiene un 75% o más

de material fino que pasa el tamiz N0. 200, así mismo se incluyen mezclas de limo

con grava y arena en un 64%.

Los grupos A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-5 y A-3 son satisfactorios como cimientos si

están adecuadamente drenados y consolidados. Sobre ellos no es preciso

disponer más que un firme de características adecuadas al tráfico, de un espesor

moderado.

11

Los suelos de los demás grupos no son tan satisfactorios y su calidad disminuye

a medida que aumenta su índice de grupo, requiriendo la colocación de una capa

de cimiento (base o sub-base) entre el suelo y el pavimento, cuyo espesor será

directamente proporcional al incremento del índice de grupo.

2.3 ESTRATIGRAFÍA Y CARACTERÍSTICAS FÍSICO – MECÁNICAS DEL SUB-SUELO

Basados en los resultados de las investigaciones de campo y los resultados de

laboratorio, se describe a continuación la estratigrafía y resistencia del subsuelo,

de cada uno de los Sondeos Manuales realizados en el área del proyecto, se

iniciará con el sondeo manual número 8 dado que en la estación de éste sondeo

da inicio nuestro tramo de estudio (Ver Anexos gráficos 5 – 9, pág. XII - XVI)

Sondeo SM-8

El subsuelo en el Sondeo SM-8 se investigó hasta una profundidad de 1.50 m a

partir de la superficie del terreno natural, el subsuelo en este sitio está constituido

por los estratos descritos a continuación:

De 0.00 m a 0.70 m de profundidad

Se encuentra una capa de arena arcillosa limosa ligeramente gravosa (SC-SM)

clasificada como A-1-b, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta

un valor soporte promedio de 5. El agregado que pasa el tamiz N⁰ 4 corresponde

al 67% y el 20% pasa por el tamiz N⁰ 200, su límite líquido corresponde a un 28

%, con un índice de plasticidad de 6%, predominando la presencia de grava con

un 33% de la muestra.


Se encuentra una capa de arena limosa con poca grava (SM), clasificada como

A-2-4, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor soporte

promedio de 3, el porcentaje que pasa el tamiz N⁰ 4 es del 84% y el porcentaje de

12

finos que pasa la malla N⁰ 200 es de 34%, porcentaje de humedad equivalente a

31.60%, su límite liquido de 35%, un índice plástico igual a 8 clasificado por la

ASTM D-423 y 424, predominando la muestra el limo con un 34%

Sondeo SM-9

El subsuelo en el Sondeo SM-9 se investigó hasta una profundidad de 1.50 m a

partir de la superficie del terreno natural, el subsuelo en este sitio está constituido

por los estratos descritos a continuación:



A-1-b, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor soporte

promedio de 31, esta arena limosa representa un 82% que pasa el tamiz N⁰4 y un

porcentaje de fino que pasa el tamiz N⁰ 200, sus límites de Atterberg ASTM D-423

y 424 es N.P, el contenido de humedad natural es del 19.5% método ASTM D-

2216.


Se encuentra una capa de arena ligeramente limosa (SM), clasificada como A-1-

b, con un índice de grupo de cero (0). Esta capa presenta un valor soporte

promedio de 2, el porcentaje de agregado que pasa el tamiz N⁰4 es del 88% y

tamiz N⁰200 pasa el 24% que es el agregado fino, su índice de plasticidad es de

5% y su límite liquido de 40%, clasificados bajo el método ASTM D- 423 y 424



5, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor soporte

13

promedio de 2, este material tiene un porcentaje que pasa el tamiz N⁰4

equivalente a 94, lo que indica que es un material bastante fino y 32% pasa por

el tamiz N⁰200, su límite liquido es de 49% y su índice plástico de 9% clasificado

por la ASTM D-423 y 424.

Sondeo SM-10

El subsuelo en el sitio del Sondeo SM-10 se investigó hasta una profundidad de

1.50 m a partir de la superficie del terreno natural. El subsuelo en este sitio está

constituido por los estratos descritos a continuación:



b, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor soporte

promedio de 13. Este muestra tiene un 88% de material que pasa el tamiz N⁰4 y

el 32% por el tamiz N⁰200 es un material de color café con un límite líquido de

40% y un índice de plasticidad equivalente a 5% con una humedad natural de

18.44% clasificado por norma ASTM D-2216.



5, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor de soporte

promedio de 10, este material tiene un 94% que pasa el tamiz N⁰4 y el 32% por el

tamiz N⁰200, su límite liquido es de 49% con un índice plástico de 9 y un

porcentaje de humedad igual al 38.4%.


Se encuentra una capa de limo y arena (ML), clasificada como A-4, con un índice

de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor soporte promedio de 9, este

14

material no retiene nada en el tamiz N⁰4 lo que representa un material fino, el

porcentaje que pasa el tamiz N⁰200 es del 50%, con sus límites de Atterberg N.P

(no plástico), con humedad natural del material igual a 9.7% clasificado por norma

ASTM D-2216.

Sondeo SM-11






A-1-b, con un índice de grupo igual a cero (0), esta arena limosa tiene un

porcentaje de material que pasa el tamiz N⁰4 equivalente al 82% y el tamiz N⁰200

pasa un 20% con plasticidad N.P, su porcentaje de humedad natural es de 25.47%

agregado color café.



b, con un índice de grupo de cero (0). Esta capa presenta un valor soporte de 4.el

porcentaje de pasa por el tamiz N⁰4 es del 88% y el tamiz N⁰200 deja pasar el

24% material color café su límite liquido es de 40% el índice plástico de 5% con

una humedad natural clasificada por la ASTM D-2216 del 30.4%

Sondeo SM-12




15

De 0.00m a 0.35 m de profundidad


A-4, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor soporte

promedio de 7, este material pasa en un 82% por el tamiz N⁰4 y 36% por el tamiz

N⁰200 con limite liquido N.P clasificado por el método ASTM D-423 y 424 con un

18.5% de humedad natural.




promedio de 4, este agregado para por el tamiz N⁰4 un 86%y un 35% por el N⁰200

su límite liquido de 37%, índice plástico de 7% el porcentaje de humedad natural

17.1%.

Sondeo SM-13





Se encuentra una capa de arena y limo (SM), clasificada como A-4, con un índice

de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta un valor soporte promedio de 14,

con porcentaje de 88 que pasa el tamiz N⁰4 y 38% que pasa el tamiz N⁰ 200 su

contenido de humedad natural clasificado por el método ASTM D-2216 es de

14.6%, su límite liquido de 39%, con un índice plástico de 9%.


16


A-1-b, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presente un valor soporte

promedio de 6, esta arena limosa pasa en un 82% del tamiz N⁰4 y un 20% el tamiz

N⁰200 es un material no plástico (N.P).

Sondeo SM-14






4, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presente un valor soporte

promedio de 24. Cuenta con un 86% de material que pasa el tamiz N⁰4 y un 35%

por el tamiz N⁰200, con un límite líquido de 37% y un índice plástico de 7%



b, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presente un valor soporte

promedio de 4. Este material cuenta con un 88% que pasa el tamiz N⁰4 y el 24%

que pasa el tamiz N⁰200, con un límite liquido de 40%.

Sondeo SM-15




17




promedio de 19, el porcentaje que pasa el tamiz N⁰4 es de 86% y por el tamiz

N⁰200 un 35%.



b, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presente un valor soporte

promedio de 5. Su límite liquido es de 40% y un índice plástico de 5%.

Sondeo SM-16






4, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presente un valor soporte

promedio de 6. Su límite líquido es de 37 con un índice plástico de 7% clasificado

bajo el método ASTM D-423 y 424


Se encuentra una capa de arena arcillosa limosa ligeramente gravosa (SC-SM),

clasificada como A-1-b, con un índice de grupo igual a cero (0). Esta capa presenta

un valor soporte promedio de 4.

18

Según los resultados tanto en la inspección visual e inspección de campo, como

los ensayes en el laboratorio nos indica que el tramo en estudio está conformado

en un 50% por suelos correspondientes al grupo A-1 y subgrupo A-1-b, un 35%

de suelos del grupo A-2 y subgrupos A-2-4 y A-2-5 y un 15% del grupo A-4.

(Ver Anexo tablas 34 – 42, pág. XVII - XXV).

2.4 BANCOS DE PRÉSTAMO.

Al revisar los resultados de los ensayes de los C.B.R de los suelos de la línea del

proyecto, se determinó que era necesario utilizar material de préstamo para lograr

establecer una base que soporte la estructura de la losa y las cargas que esta

recibirá; se propone una base de 6 pulgadas con el fin de disminuir los esfuerzos

que afectarán a la sub-rasante.

Se consideraron dos bancos de préstamo, el banco de Nejapa ubicado al sur-

oeste de la laguna de Nejapa y el banco de MATECSA ubicado frente a la entrada

de Ciudad Sandino ambos pertenecientes al Municipio de Managua.

Se realizaron los ensayos correspondientes al material de ambos bancos de forma

individual no cumplen con los requisitos planteados en la norma NIC-2000 por lo

que se propuso realizar una mezcla de materiales de ambos bancos de préstamo

(70% de material selecto y 30% de hormigón) ya que generalmente se usan estos

bancos para trabajos realizados en nuestra capital y se tiene experiencia del buen

desempeño de la combinación de ambos materiales en estas proporciones,

logrando obtener los requisitos mínimos de C.B.R, para bases, a esta mezcla se

le realizaron los análisis requeridos para determinar el cumplimiento de la norma,

los que se muestran en la Tabla 2 de este documento.

Se considera el uso de base debido al tipo de revestimiento que tendrá el proyecto

(concreto hidráulico), durante el avance del estudio se determinará la factibilidad

de esta decisión con el cumplimiento de los criterios de diseño.

19

Tabla 2 Resultado Análisis de Bancos de Materiales

Graduación ASTM D-854 (% que pasa

por tamiz)

Banco Mezcla

Nejapa Matecsa

Tamiz No. 200 2 8 8

Tamiz No. 40 15 33 35

Tamiz No. 10 40 88 77

Tamiz No. 4 55 100 89

Tamiz 3/8 " 75 100 92

Tamiz 3/4" 90 100 96

Tamiz 1/2" 84 100 94

Tamiz 1" 96 100 98

Tamiz 1 1/2" 100 100 100

Tamiz 2" 100 100 100

Límites de Atterberg

Limite Líquido ――― ――― ―――

Limite Plástico NP NP NP

Índice de Plasticidad ――― ――― ―――

Clasificación HRB ASTM D-282

Clasificación A-1-a (0) A-1-b (0) A-1-a (0)

Color Rojo Gris ――

Materiales Grava con limo

y arena Arena limosa

Mezcla de hormigón y selecto

Abundamiento 1.18 1.11 1.1

Proctor Modificado Modificado Modificado

Valor relativo de soporte (CBR%)

90% 26.7

95% 60

100% 78.2

Fuente: Dirección General de Infraestructura Dpto Área Técnica Alcaldía de Managua /

documento, estudio de bancos de materiales 2018.

Ajustado en lo establecido por la NIC-2000 donde se especifica que, para el uso

de una base el C.B.R de diseño al 95% de compactación debe cumplir un mínimo

de 60% para una base tipo 2, logrando obtener con la mezcla propuesta el

porcentaje recomendado por norma cumpliendo los requisitos establecidos en su

sección 1003.23 b), página 531 (Ver Anexos Imagen 8, pág. XXVI).

20

2.5 SELECCIÓN DEL CBR DE DISEÑO.

Para determinar el CBR de diseño se hace necesario realizar varias pruebas cuyo

número depende de la importancia del proyecto y de la longitud del mismo. Todas

estas pruebas son de esperar que den resultados diferentes a causa de las

variaciones naturales de los suelos y a las imprecisiones que pueden cometerse

al efectuar los ensayos.

Existen muchos criterios, para seleccionar el CBR adecuado, siendo el más

utilizado el del instituto del asfalto, quien recomienda tomar un valor tal, que el 60,

el 75 o el 87.5% de los valores individuales sea mayor o igual que él, de acuerdo

con el tránsito que se espera circule sobre el pavimento, como se muestra en la

tabla siguiente:

Tabla 3 Límites para selección de Resistencia

Número de ejes en el carril de diseño Percentil a seleccionar para hallar el

CBR de diseño

≤ 10⁴ 60

10⁴ a 10⁶ 75

> 10⁶ 87.5

Fuente: Instituto del asfalto, Thickness desing Asphalt Pavements for Highways and

Streets Manual Series No. 1 Novena edición (Revisión). Lexington 2006 Pág. 26

Las repeticiones esperadas (Re) se calcularán en el capítulo III y serán tomadas

para determinar el percentil y calcular el CBR de diseño.

Después de haber calculado las (Re) en el capítulo III retomamos la

determinación del CBR de diseño, el valor calculado fue de 4.17 E+06 repeticiones

por ejes, valor que nos permite escoger un percentil de 87.5%.

A continuación se muestra el procedimiento para seleccionar el CBR de diseño:

21

1. Se ordenaron los valores de CBR obtenidos por la prueba de DCP de

mayor a menor en nuestro tramo de calle a una profundidad de 50 cm

2. Se determinó el número y el porcentaje de valores CBR iguales o mayores

al indicado en cada fila.

3. Se dibujó un gráfico relacionando los valores CBR con los porcentajes

calculados.

4. En la curva se determina el CBR de diseño, interceptándola para el

percentil indicado bajo el criterio del Instituto de Asfalto, para este

particular según la tabla 3, debe ser 87.5%, por valores calculados en el

estudio de tránsito.

En la siguiente tabla se muestra de manera resumida y ordenada el proceso de

selección del CBR de diseño de la unidad estudiada, para esto se utilizaron los

datos facilitados por Ingeniería de Materiales S.A NICASOLUM, consultores que

realizaron el estudio de suelo (Ver Anexo Tabla 43 Pág. XXVII).

Tabla 4 Tabla para cálculo del CBR de diseño

CLASIFICACION CBR

Frecuencia

Numero de valores

iguales o mayores que

% de valores iguales o mayores AASHTO SUCS 95%

A-1-b(0) SC-SM 3 1 9 100

A-1-b(0) SM 4 1 8 88.89

A-2-4(0) SM 5 1 7 77.78

A-2-5(0) SM 6 1 6 66.67

A-1-b(0) SM 8 2 4 44.44

A-2-4(0) SM 8 1 3 33.33

A-1-b(0) SM 11 1 2 22.22

A-1-b(0) SM 12 1 1 12.50

Fuente: Elaborado por autores, basados en datos suministrados por NICASOLUM.

En base al procedimiento descrito anteriormente en los pasos 3 y 4, se muestran

a continuación el CBR de diseño resultante del gráfico, para el percentil indicado

22

Gráfico 1 Selección CBR de diseño.

Fuente: Elaborado por autores.

Como se puede apreciar en el gráfico el CBR de diseño de la sub-rasante es igual a 4 conforme a lo planteado con el

instituto del asfalto. (Ver Anexo tabla 44 pág. XXVIII)

0

20

40

60

80

100

120

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00

% d

e v

alo

res C

BR

ig

uale

s o

mayo

res

CBR Ordenado

Seleccion CBR de Diseño

87.5 %

CAPITULO III: ESTUDIO DE TRÁNSITO

23

CAPITULO III ESTUDIO DE TRÁNSITO.

3.1 INTRODUCCIÓN.

Como diseñadores se debe tener suficiente información para estimar de forma

precisa el volumen de tráfico y las cargas vehiculares que transitarán por el

pavimento, dando paso al diseño estructural adecuado y cubrir las expectativas

que se pretenden obtener en cuanto a la durabilidad del proyecto, probablemente

la variable más importante en el diseño de una vía es el de 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 estos son factores determinantes en el diseño de

la estructura.

En este capítulo se detalla el análisis volumétrico de tránsito que circula por la vía,

así como el número y clasificación de los vehículos en un intervalo determinado

de tiempo.

Definiendo el volumen de tránsito se puede conocer la carga a la que estará

sometida la vía, por tanto, es posible definir un espesor de losa que satisfaga las

necesidades del tránsito.

Mencionaremos algunos aspectos del tránsito que se deben tomar en cuenta en

el proyecto de una vía, de manera que el lector conozca los fundamentos

necesarios a tomar en consideración para el diseño de una estructura de

pavimento rígido.

24

3.2 CLASIFICACION FUNCIONAL DE CARRETERAS.

La clasificación funcional de las carreteras y caminos se define según la

naturaleza del servicio que están destinadas a brindar, lo que define a su vez el

tipo de vehículo que circulará por ella.

Según su uso y funcionalidad las carreteras están clasificadas en 5 tipos:

Troncal principal (autopistas)

Troncal secundario (carreteras)

Colectora principal (zonas industriales)

Colectora secundaria (urbanas principales)

Caminos vecinales (urbanas secundarias)

Clasificando nuestro tramo como camino vecinal, dado que unirá a calles de

mayor importancia y esta será atendida por el gobierno local.

3.3 CLASIFICACION VEHICULAR .

Para la elaboración de este estudio es necesario tener en cuenta los diferentes

tipos de vehículos que transitan la vía, los cuales para simplificar su estudio se

agrupan en cuatro categorías.

Motocicleta: Se incluyen todas las categorías de vehículos de dos, tres

y cuatro ruedas de vehículos motorizados, de uno o dos tripulantes, esta

categoría incluyen scooter, motonetas, motocarros, cuadra ciclos y otros

triciclos a motor.

Vehículo Liviano: Son vehículos automotores de cuatro ruedas de más

de un tripulante que incluye automóviles, camionetas y microbuses de uso

personal.

Vehículos pesados de pasajeros: Son vehículos destinados al

transporte público de pasajeros de cuatro, seis y más ruedas, que incluyen

25

los microbuses pequeños (hasta 15 pasajeros y microbuses medianos de

25 pasajeros y los buses medianos y grandes).

Vehículo Pesado de Carga: Son los vehículos destinados al transporte

pesado de cargas mayores o iguales a tres toneladas y que tienen seis o

más ruedas en 2, 3, 4, 5 y más ejes, estos vehículos incluyen los camiones

de dos ejes (C2) camiones C3, C2R2, y los vehículos articulados de cinco

y seis ejes de los tipos (T3S2), (T3S3) y otros tipos de vehículos para la

clasificación de vehículos especiales, tales como agrícolas y de

construcción.

3.3.1 Clasificación del tipo de vehículo por la disposición de sus ejes.

Las características de los vehículos que circulan sobre un pavimento durante su

vida de diseño, traen como consecuencia un amplio espectro de ejes de cargas

con diferentes espacios entre llantas y distintas presiones de inflado, lo que origina

una variedad de esfuerzos y deformaciones aplicadas a un determinado punto de

la estructura de pavimento.

De acuerdo con el estudio realizado, los volúmenes pueden referirse a uno o dos

sentidos de la vía y tener como unidad básica de tiempo un día, hora o año y se

clasifican de acuerdo con el número y disposición de sus ejes, de la forma que se

muestra en el Diagrama de Cargas Permisibles. (Ver anexo fig. 4, pág. XXIX).

3.4 RECOPILACION DE DATOS.

Se realizó un conteo vehicular en ambas direcciones durante 12 horas,

comprendido en el periodo de las 6 am a 6 pm, a lo largo de la semana del lunes

4 de febrero al domingo 10 de febrero del 2019 (ver anexos tablas 45 – 51 pág.

XXX - XXXVI), con el objetivo de determinar el tráfico promedio diario semanal, el

tráfico promedio diario anual, tipo de vehículos, número, tipo y peso de los ejes,

el aforo se realizó cercano a la estación 0+040 ubicada en el extremo norte de

26

nuestro tramo, se realizó el conteo en este punto ya que se tomó en consideración

el acceso directo a una vía principal como lo es la panamericana norte.

El resumen del conteo se muestra en la tabla 5 de este documento.

Figura 3 Ubicación de aforo vehicular

Fuente: https://www.google.com/maps

Ubicación de aforo vehicular.

27

Tabla 5 Conteo Vehicular semana del 4 de febrero 2019 al 10 febrero 2019 de 6:00 am a 6:00 pm

CAMINO: KM 9 CARRETERA NOTE TRAMO EN ESTUDIO BARRIO

JORGE SALAZAR ESTACION: 0+040 DIAS: 7 HORAS: 12

MES/AÑO: FEBRERO 2019

SENTIDO: AMBOS SENTIDOS

FECHA MOTOS

VEHÍCULOS DE PASAJEROS VEHÍCULOS DE CARGA

Total AUTOS JEEPS CAMIONETA MIC. BUS

MB. 15 PASAJEROS

BUS C2 C3 T3-S2

Lunes 05/02/19

429 105 10 77 8 6 22 17 3 9 686

Martes 06/02/19

414 122 6 82 10 4 20 15 2 6 681

Miércoles 07/02/19

412 97 2 79 7 6 22 12 4 10 651

Jueves 08/02/19

422 92 5 62 10 1 16 15 3 12 638

Viernes 09/02/19

401 153 15 70 3 8 20 11 6 8 695

Sábado 10/02/19

486 114 7 92 8 10 28 10 3 12 770

Domingo 11/02/19

464 108 5 112 11 18 20 12 5 11 766

Total 3028 791 50 574 57 53 148 92 26 68 4887

TPDi 433 113 8 82 9 8 22 14 4 10 702

Porcentaje de Distribución

61.96% 16.19% 1.02% 11.75% 1.17% 1.08% 3.03% 1.88% 0.53% 1.39% 100.00%

Fuente: Elaborado por Autores, Levantamiento de Campo.

28

Del levantamiento realizado en campo y apreciable en la tabla anterior se

considera que el vehículo liviano más representativo es el automóvil, con un

porcentaje de 16.19%, así mismo, se observó que el vehículo pesado con mayor

presencia es el bus con un porcentaje de 3.03 %, seguido del C2 y el T3-S2 con

1.88% y 1.39% respectivamente.

3.5 FACTORES DE AJUSTES.

Para realizar un buen diseño es necesario realizar un conteo vehicular de 24 horas

considerando el tráfico nocturno. El Ministerio de Transporte e Infraestructura MTI

mantiene estaciones permanentes de volúmenes de tránsito en distintos puntos

del país, las que facilitan factores de ajustes para expandir nuestros conteos a 24

horas, una semana y factor expansión para determinar el tránsito promedio diario

anual TPDA, en nuestro caso se usarán solamente los factores de 24 horas y el

factor expansión.

La estación de conteo más próxima al lugar del proyecto es la estación de corta

duración (ECD) 138 La Subasta – Aeropuerto, la que depende de la estación de

mayor cobertura (EMC) 401 Masaya – Granada (Ver Anexos. tabla 52, pág.

XXXVII).

En el anuario de aforos de tráfico del 2017 solo se encuentran los factores de

expansión o de ajustes de la EMC 401, siendo los que se usarán para el cálculo

de nuestro tránsito promedio diario anual (por ser los datos más recientes a

disposición), se usarán los factores correspondientes al primer cuatrimestre del

año Enero – Abril.

3.5.1 Factor Día

Factor que expande el tráfico de 12 horas a 24 horas se obtiene mediante los

resultados correspondientes de las estaciones de mayor cobertura de 24 horas.

29

3.5.2 Factor de Expansión

El factor que expande el tráfico promedio diario semanal al tránsito promedio diario

anual TPDA.

Se usaron los datos del anuario 2017 del MTI ya que es el anuario más actual

donde se encontraron los factores de expansión para la estación de conteo

seleccionada, los factores de ajustes utilizados para cada vehículo se muestran a

continuación:

Tabla 6 Factores de ajuste para el tráfico vehicular EMC 401 Masaya - Granada.

Fuente: Anuario Aforo de Tránsito 2017 MTI, página 323

3.5.3 Ajustes del Tráfico

Afectando el promedio de los datos obtenidos en el aforo realizado, por los

factores de expansión obtenemos el TPDA mostrado en la siguiente tabla.

30

Tabla 7 TPDA Usando Factores de Ajustes.

CAMINO: TRAMO EN ESTUDIO BARRIO JORGE SALAZAR

ESTACION: 0+040 DIAS: 7 HORAS: 12 MES/AÑO:

FEBRERO 2019 SENTIDO: AMBOS

SENTIDOS

GRUPOS MOTOS

VEHÍCULOS DE PASAJEROS VEHÍCULOS DE CARGA

Total AUTO

S JEEP

S CAMIONETA MIC. BUS

MB. 15 PASAJERO

S BUS C2 C3 T3-S2

TPD i 433 113 8 82 9 8 22 14 4 10 702

FACTOR DIA 1.4 1.42 1.36 1.33 1.42 1.35 1.32 1.25 1.39 1.00

X FACTOR

EXPANSIÓN 1.03 0.97 0.97 0.96 0.99 1.01 0.95 0.98 0.88 1.00

TPDA (Vehículos por día)

624 156 11 105 13 11 28 18 5 10 981

% TPDA 63.61 15.90 1.12 10.70 1.33 1.12 2.85 1.83 0.52 1.02 100.00

% VEHÍCULOS LIVIANOS 93.78 % VEHÍCULOS PESADOS 6.22 100%


31

La tabla 7 muestra que el 93.78% del tráfico corresponde a vehículos livianos, de

ellos el predominante es la moto en este caso caponeras ya que es utilizada como

medio de transporte rápido con un 63.61%, seguido de los automóviles con un

15.90%. En vehículos pesados predomina el bus con 2.85% dado que en este

tramo de calle está emplazada una cooperativa de transporte, seguido del C2 con

1.83%. En el siguiente gráfico se puede tener una mejor apreciación de la

composición del tráfico.

Gráfico 2 TPDA en porcentaje por tipo de vehículo.


Motos63.61%

Automóvil15.90%

Jeep1.12%

Camioneta10.70%

Microbús1.33%

Microbus 15

pasajeros1.12%

Bus2.85%

C21.83%

C30.52%

T3-S21.02%

Composicion Normal del Trafico

32

3.6 CRECIMIENTO NORMAL DEL TRÁNSITO.

El método más conocido en nuestro medio es la estimación del tránsito por medio

o en base a la tasa de crecimiento anual de los indicadores nacionales o de cómo

el tránsito se ha comportado históricamente en una región del país.

Los indicadores comúnmente usados son: PIB (Producto Interno Bruto), tasa de

crecimiento poblacional y el historial del tránsito en la zona según datos del MTI.

3.6.1 Definición del Producto Interno Bruto (PIB)

Se conoce como PIB a las siglas de (Producto Interno Bruto) es el valor monetario

de todos los bienes y servicios producidos en una determinada región, durante un

periodo determinado, normalmente un año.

El PIB es uno de los indicadores más utilizados en la macroeconomía ya que tiene

como objetivo principal medir la actividad económica, tomando en cuenta

únicamente los bienes y servicios producidos dentro de la economía formal de un

determinado territorio sin importar el origen de las empresas, excluyendo todo

aquello que se produce en el marco de la economía informal, o de negocios ilícitos.

Se realizó un análisis del comportamiento del producto interno bruto del año 2012

hasta el año 2016 (por ser los valores disponibles), lo que reflejó una tasa de

crecimiento promedio del 6.30%, según el nuevo sistema de cuentas nacionales,

este dato se obtuvo del informe anual año 2016 del Banco Central de Nicaragua.

El PIB promedio de los 5 años a partir del 2012 al 2016 en Nicaragua, es una tasa

de crecimiento muy alta para considerarla en las proyecciones del tránsito de

nuestro proyecto. (Ver anexo tabla 53, pág. XXXVIII).

33

3.6.2 Tasa de Crecimiento Poblacional

Los indicadores demográficos son relaciones estadísticas que representan las

características, evolución, ubicación, comportamiento, dimensiones, crecimiento

y estructura de la población de un territorio determinado. La tasa de crecimiento

demográfico (𝑖) es un indicador importante para conocer la evolución de la

población, permite medir el aumento (crecimiento) o disminución (decrecimiento)

de la población de un territorio para un periodo determinado, el cual indica los

cambios que experimenta la población a causa de tres fenómenos demográficos

fundamentales: migración, mortalidad y natalidad.

La tasa de crecimiento demográfico es un factor que determina la magnitud de las

demandas que un país debe satisfacer por la evolución de las necesidades de su

pueblo en cuestión de infraestructura, recursos y empleo (escuela, hospitales,

viviendas, carreteras, alimentos, agua, energía eléctrica).

Para este estudio se tomó como referencia los datos del 2013 - 2017 brindados

en el informe anual (2017) del Instituto Nacional de Información de Desarrollo,

mostrados en la tabla 8. (Ver anexos tabla 54, pág. XXXIX).

El factor de crecimiento anual poblacional se obtiene utilizando la siguiente

ecuación:

Ecuación 1: 𝑭𝒄𝒂 = (𝑷𝒇 𝑷𝒐)⁄𝟏

𝒏 − 𝟏

Dónde:

Fca: Factor de crecimiento anual poblacional

Pf: Población futura

Po: Población actual

n: Diferencia de años

34

Tabla 8 Población y Tasa de Crecimiento Anual

Fuente: Instituto Nacional de Información de Desarrollo (INIDE) Anuario Estadístico 2016

pág. 30

3.6.3 Historial del Tránsito Vehicular

Depende de muchos factores, como el desarrollo económico-social, la capacidad

de una vía etc. Es normal que el tráfico vehicular vaya aumentando con el paso

del tiempo, hasta que llega a un punto tal de saturación, en el que se mantiene

prácticamente sin crecer.

El método más utilizado para la proyección del tráfico es la siguiente ecuación:

Ecuación 2: 𝑻𝒄 = (𝑻𝑷𝑫𝑨𝒊 𝑻𝑷𝑫𝑨𝒐)⁄𝟏

𝒏 − 𝟏

Dónde:

Tc: Tasa de Crecimiento Vehicular

TPDAi: Tráfico Promedio Diario Actual

TPDAo: Tráfico Promedio Diario Año Base

n: Diferencia de Años

Para nuestro tramo en estudio se tomó como referencia el historial de tránsito

promedio diario anual de la estación de corta duración (ECD-138; La Subasta

Año Población 𝑖 %

2013 6134270 1.04

2014 6198154 1.04

2015 6262703 1.04

2016 6327927 1.04

2017 6393824 1.04

Promedio 1.04

35

Aeropuerto), del anuario de aforos de tráfico 2017 por ser el más actual donde se

encuentran datos de esta estación de conteo (Ver anexos tabla 55 pág. XL).

Tabla 9 Historial de Tránsito, Estación de Corta Duración (ECD-138 La Subasta - Aeropuerto).

Fuente: Anuario de Aforos de Tránsito 2017 página 108.

Aplicando la ecuación número 2 para calcular la tasa del crecimiento vehicular en

esta zona obtenemos los siguientes datos planteados en la tabla anterior.

Periodo 2008 - 2009 obtenemos:

𝑇𝑐 2= [34570/28502] ^ 1/1 - 1 ; 𝑇𝑐 2= [1.2129] ^ 1/1 – 1

𝑇𝑐 2= 0.2129 * 100 = 21.29%

Periodo 2009 – 2012 obtenemos:

𝑇𝑐 3= [33328/34570] ^ 1/3 – 1 ; 𝑇𝑐 3= [0.9640] ^ 1/3 – 1

𝑇𝑐 3= -0121 * 100 = -1.21%


𝑇𝑐 4= [43767/33328] ^ 1/3 – 1 ; 𝑇𝑐 4= [1.3132] ^ 1/3 – 1

𝑇𝑐 4= 0.0951 * 100 = 9.51%

Año TPDA 𝑻𝒄 %

2008 28502 -3.25

2009 34570 21.29

2012 33328 -1.21

2015 43767 9.51

2017 48612 5.38

Promedio 37756 6.34

36


𝑇𝑐 5= [48612/43767] ^ 1/2 – 1 ; 𝑇𝑐 5= [1.1106] ^ 1/2 – 1

𝑇𝑐 5= 0.0538 * 100 = 5.38%

En resumen se realizó un análisis de los indicadores de crecimiento que sirven

para estimar el tránsito promedio, analizando los datos de los últimos cinco años;

se determinó la tasa de crecimiento de cada uno, las que se detallan en la

siguiente tabla:

Tabla 10 Indicadores de aumento en el tránsito.

Fuente: Elaborado por autores

De los tres indicadores analizados, se determinó la tasa de crecimiento para cada

uno, siendo el cálculo del promedio de estos el apropiado para obtener los valores

necesarios para nuestro estudio, la tasa de crecimiento a usar será del 4.56%.

3.7 TRÁNSITO EN EL PERIODO DE DISEÑO.

El periodo de diseño se considera como el periodo de análisis del tránsito, ya que

es difícil hacer la predicción del tránsito con suficiente aproximación para un largo

tiempo. Según el Manual Centroamericano para Diseño de Pavimento de la

Secretaria de Integración Económica Centroamericana (SIECA), edición 2002, se

Indicador 𝑻𝒄 %

Producto Interno Bruto (PIB) 6.30

Crecimiento Poblacional 1.04

TPDA ECD 138 6.34

PROMEDIO 4.56

37

considera adecuado tomar 20 años como periodo de diseño, también planteado

por AASHTO 1,998 (Ver anexos tabla 56, pág. XLI).

Este periodo es el tiempo total para el cual se diseña el pavimento en función de

las proyecciones del tránsito y el tiempo que se considera apropiado para que las

condiciones del entorno comiencen a alterar el funcionamiento del pavimento. El

volumen del tránsito del proyecto, se estima para un periodo de diseño de 20 años,

considerando la tasa de crecimiento anual de 4.56% usando la siguiente ecuación

obtenemos los valores del tránsito en el periodo de diseño:

Ecuación 3: TPDA Proyectado = ((1 + 𝑇𝑐)𝑃𝑑 ∗ 𝑇𝑃𝐷𝐴)

Donde:

𝑇𝑐: Tasa de Crecimiento

Pd: Periodo de diseño

TPDA: Tránsito promedio diario anual para cada vehículo.

Se realizará el cálculo para motos a manera de ejemplo, seguidamente se

plantearán los resultados en la tabla de TPDA proyectado a 20 años para cada

vehículo.

TPDA para 20 años = ((1 + 0.0456)20 ∗ 624)

TPDA para 20 años = 1522 motos

Tabla 11 TPDA Proyectado a 20 años.

Tipo de Vehículos

TPDA 2019 TPDA 2039

(vpd)

Motos 624 1522 Automóvil 156 380

Jeep 11 26

38

Camioneta 105 256

Microbús 13 31

Microbus 15 pasajeros

11 27

Bus 28 68 C2 18 44

C3 5 12 T3-S2 10 24

Ʃ 981 2390


3.8 NÚMERO DE REPETICIONES ESPERADAS PARA CADA EJE.

Toda la información referida al tráfico termina siendo empleada para conocer el

número de repeticiones esperadas, durante todo el periodo de diseño, de cada

tipo de eje. Para poder conocer estos valores tendremos que conocer varios

factores referentes al tránsito, como lo es el tránsito promedio diario anual (TPDA),

factor de seguridad de carga (FSL), el factor de crecimiento del tráfico (FCA), el

factor de sentido (FS), el factor de carril (FC) y el periodo de diseño.

Para el cálculo de las repeticiones esperadas (Re), la fórmula a utilizar será:

Ecuación 4: Re = TPDA * %Te * FS * FC * Pd * FCA * 365

Dónde: TPDA = Tránsito Promedio Diario Anual

%Te = % del TPDA para cada tipo de eje

FS = Factor sentido

FC = Factor carril

Pd = Periodo de diseño

FCA = Factor de crecimiento anual

365 = Días de un año

39

A continuación procedemos a determinar cada uno de los factores que intervienen

en el cálculo de las repeticiones esperadas para cada peso y tipo de eje. El método

de diseño de la PCA recomienda considerar únicamente el tráfico pesado, es decir

que se desprecie todo el tráfico ligero como automóviles y pick-ups de 4 llantas.

3.8.1 Factor Crecimiento Anual (FCA)

Para conocer este factor se requiere solamente el periodo de diseño, en años y la

tasa de crecimiento anual, con estos datos podemos calcular de manera rápida

mediante la siguiente expresión.

Ecuación 5: FCA = ((1 + 𝑇𝑐)𝑃𝑑 − 1) (𝑇𝑐 ∗ 𝑃𝑑)⁄

Donde:

FCA = Factor de Crecimiento Anual

𝑇𝑐 = Tasa de Crecimiento Anual = 4.56%

Pd = Período de diseño expresado en años = 20 años

Con todos los datos requeridos ya conocidos se procede a calcular el factor de

crecimiento anual del tráfico (FCA) con ayuda de la ecuación número 5.

FCA = ((1 + 0.0456)20 − 1) (0.0456 ∗ 20)⁄ = 1.58

3.8.2 Factor Sentido (FS)

El factor de sentido se emplea para diferenciar las vialidades de un sentido de las

de doble sentido, de manera que, para vialidades en doble sentido se utiliza un

factor de 0.5 y para vialidades de un solo sentido un factor de 1.0.

Para nuestros cálculos se usara un FS = 0.5 ya que el tramo de calle está

constituida por dos carriles, uno por sentido. (Ver anexo tabla 57, pág. XLI).

40

3.8.3 Factor Carril (FC)

Después de ser afectado el tráfico por el factor de sentido, también debemos de

analizar el número de carriles por sentido mediante el factor de carril. Para nuestro

tramo es de FC = 1, ya que la carretera posee un carril por sentido (Ver anexos

tabla 58, pág. XLII).

3.8.4 Factor de Seguridad de Carga

Una vez que se conoce la distribución de carga por eje, es decir ya que se conoce

cuantas repeticiones se tendrán para cada tipo y peso de eje, se utiliza el factor

de seguridad de carga para multiplicarse por las cargas por eje. Los factores de

seguridad de carga recomendados son los siguientes:

Tabla 12 Factores Seguridad de Carga

Fuente: Pavimentos de Concreto, CEMEX página 53.

Para nuestro diseño consideraremos tomar un factor de seguridad de carga igual

a 1, para caminos y calles secundarias con muy poco tráfico pesado.

Factor

Seguridad Consideraciones del tráfico presente en la vía

1.3 Altos volúmenes de tráfico pesado y cero mantenimiento

1.2

Para autopistas o vialidades de varios carriles en donde se

presentara un flujo ininterrumpido de tráfico y altos volúmenes

de tráfico pesado.

1.1 Autopistas y vialidades urbanas con volúmenes moderados de

tráfico pesado

1.0 Caminos y calles secundarias con muy poco tráfico pesado.

41

3.9 CÁLCULO DE REPETICIONES ESPERADAS

Una vez obtenidos los datos requeridos, se procede al cálculo de tránsito de

diseño o repeticiones esperadas, retomando la ecuación número 4.

Re = TPDA * %Te * FS * FC * Pd * FCA * 365

TPDA: Se usarán los valores calculados para cada vehículo de la tabla 7 pág. 30

de este documento.

%Te: para efectos de este trabajo, asumiremos que todos los vehículos están

cargados, tomando la situación más crítica de viaje, por lo tanto, este valor será

igual a 1.

FS: Se usará un factor de sentido igual a 0.5, ya que el tramo de calle estará

constituido por dos carriles, uno por sentido.

FC: El factor de carril se aplica después del factor de sentido y su valor para

nuestro tramo es igual a 1, ya que la carretera posee un carril por sentido.

Pd: Para el presente diseño de pavimento rígido se tomará un periodo de 20 años.

FCA: El cálculo del factor de crecimiento anual se efectúo anteriormente,

obteniendo un valor de 1.58.

A continuación se procede a calcular las repeticiones esperadas para cada tipo

de vehículo, como ejemplo determinaremos el valor solo para los autos.

En el primer año tendremos:

Re: TPDA tipo de vehículo * % Vehículo cargado * Factor de sentido * Factor de

carril * 365

42

Re = 156 * 1 * 0.5 * 1 * 365

Re = 28,470

Durante toda la vida útil del proyecto:

Re = Rep. Esperadas primer año * Periodo de Diseño * Factor de crecimiento

anual

Re = 28,470 * 20 * 1.58

Re = 899,652

De igual manera como se calcularon las repeticiones esperadas para el periodo

de diseño para los automóviles, se deberán analizar todos los tipos de vehículos,

los cuales se presentan en la siguiente tabla:

43

Tabla 13 Repeticiones esperadas durante vida útil del proyecto.

Tipo de Vehívulos

TPDA 2019

%Vehículo cargados

Factor Sentido

(FS)

Factor Carril (FC)

Dias del Año

RE. en el

primer Año

Periodo de

Diseño (Pd)

Factor de Crecimiento

Anual (FCA)

Re. Esp. en toda la Vida Útil

Automóvil 156 1 0.5 1 365 28,470 20 1.58 899,652

Jeep 11 1 0.5 1 365 2,008 20 1.58 63,437

Camioneta 105 1 0.5 1 365 19,163 20 1.58 605,535

Microbús 13 1 0.5 1 365 2,373 20 1.58 74,971

Microbus 15 pasajeros

11 1 0.5 1 365 2,008 20 1.58 63,437

Bus 28 1 0.5 1 365 5,110 20 1.58 161,476

C2 18 1 0.5 1 365 3,285 20 1.58 103,806

C3 5 1 0.5 1 365 913 20 1.58 28,835

T3-S2 10 1 0.5 1 365 1,825 20 1.58 57,670

Re Totales = 2,058,819

Fuente: Elaborado por Autores

45

3.10 CLASIFICACIÓN DE LOS PESOS POR CADA TIPO DE EJE.

Una vez calculado el valor de las repeticiones esperadas para cada tipo de

vehículo, procedemos a la clasificación de peso por ejes conforme al diagrama de

cargas permisibles (Ver anexo tabla 59, pág. XLII), como se indica en la siguiente

tabla:

Tabla 14 Clasificación del peso por ejes.

Tipo de Vehículos

Tipo de Eje Peso por eje (Kips)

Re por vehículo

Re durante el periodo de

diseño

Automóvil Simple 2.2

899,652 899,652

Simple 2.2 899,652

Jeep Simple 2.2

63,437 63,437

Simple 2.2 63,437

Camioneta Simple 2.2

605,535 605,535

Simple 4.4 605,535

Microbús Simple 4.4

74,971 74,971

Simple 8.8 74,971

Microbús 15 pasajeros

Simple 8.8 63,437

63,437

Simple 17.6 63,437

Bus Simple 11.0

161,476 161,476

Simple 22.0 161,476

C2 Simple 11

103,806 103,806

Simple 22 103,806

C3 Simple 11.0

28,835 28,835

Doble 36.3 28,835

T3-S2

Simple 11.0

57,670

57,670

Doble 35.2 57,670

Doble 35.2 57,670

Re Totales 2,058,819 4,175,308

Fuente: Elaborado por Autores.

46

Tabla 15 Resumen de las repeticiones esperadas por ejes.

Tipo de Eje Peso por eje

(Kips) Total de

Repeticiones

Simple

2.2 2,531,713

4.4 680,506

8.8 138,408

11 351,787

17.6 63,437

22 265,282

Doble 35.2 115,340

36.3 28,835

Re Totales 4,175,308


CAPITULO IV: DISEÑO DE ESPESOR DE PAVIMENTO RIGIDO

47

CAPITULO IV DISEÑO DE ESPESOR DE PAVIMENTO RÍGIDO.

4.1 INTRODUCCIÓN

El concreto se emplea hace más de un siglo, su primera aplicación tuvo lugar en

algunas arterias urbanas de ciudades europeas, pasando después a los Estados

Unidos donde en 1909 se construyó la primera carretera de pavimento rígido.

El diseño de pavimento rígido consiste en determinar cada uno de los espesores

de las capas que conforman la superficie de rodadura. Este diseño está basado

en los estudios del tránsito y las propiedades físicas y mecánicas del suelo, así

como en otras variables descritas en este capítulo.

El método utilizado para efectuar el diseño, fue el de la Asociación del Cemento

Portland (PCA). Portland Cement Association, por sus siglas en ingles.

4.2 GENERALIDADES DEL PAVIMENTO RIGIDO

4.2.1 Pavimento Rígido.

Se conoce como pavimento rígido o pavimento de concreto hidráulico a un

sistema de losas con refuerzo o sin refuerzo interconectadas con juntas

transversales o longitudinales con o sin conexión de acero (dovelas o pasa juntas)

sobre una capa de soporte.

Las capas de soporte para las losas pueden ser de terreno natural o una capa

mejorada con material granular o cementada que ayuden con la función

estructural y con el drenaje por debajo del pavimento del agua que contiene el

propio suelo.

48

4.2.2 Clasificación de los pavimentos rígidos

Los pavimentos de concreto son reconocidos como una solución vial debido a

que, siendo competitivos en términos de costos de construcción, destacan

además por su larga vida útil, por su resistencia y por ser ecológicamente

amigables, dentro de los cuales podemos mencionar los siguientes:

4.2.1.1 Pavimento de concreto hidráulico simple

Es el pavimento con que se diseñará el proyecto. No contiene armadura y el

espaciamiento de las juntas no sobrepasa los 5m (2.5m – 5m). Puede tener o no

tener dispositivos de transferencias de cargas (dovelas o pasa juntas).

4.2.1.2 Pavimento de concreto hidráulico reforzado

Tiene espaciamientos mayores en las juntas (6.1m – 36m) y llevan una armadura

distribuida en toda la losa a efecto de mantener cerradas las fisuras por

contracción.

4.2.1.3 Pavimento de concreto hidráulico reforzado continuo

Con una armadura continua longitudinal y carente de juntas transversales, aunque

es opcional su colocación. El objetivo de este tipo de pavimento es mantener un

espaciamiento adecuado de las fisuras para que se mantengan cerradas

4.2.3 Ventajas del Pavimento Rígido

Bajo costo anual

Alta capacidad de soporte

Más seguridad, buena apariencia

Fácil construcción, diseño probado

Ahorros importantes de energía

Poco manteniendo, distribuye mejor los esfuerzos

49

La cuarta Conferencia Internacional de Diseño de Pavimentos de Concreto,

Universidad de Purdue, Abril 1989, Okama, P.Packard, según estudios del

comportamiento de llantas sobre pavimentos de concreto y asfalto, comparó las

distancias de frenado de vehículos ligeros y vehículos pesados, a una velocidad

de 97 a 0 km/h, en diferentes condiciones del pavimento obteniendo los resultados

que se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 16 Comparativo de Distancia de Frenado.

Tipo de vehículos Condiciones del

pavimento

Distancia de frenado (m) de 97 a 0 Km/h

Concreto Asfalto

Vehículos Ligeros

Mojado / Deteriorado 59 94

Mojado / Plano 58 59

Seco / Plano 37 48

Vehículos Pesados

Mojado / Deteriorado 96 135

Mojado / Plano 96 109

Seco / Plano 50 58

Fuente: cuarta Conferencia Internacional de Diseño de Pavimento de Concreto Universidad

de Purdue, Abril 1989.

La distancia máxima entre poste y poste para el tendido eléctrico en una carretera

de concreto es de 59.5 metros y para una carretera de asfalto es de 41.2 metros,

hablando de ahorros de energía reduce en un 37% la cantidad de luminarias al

igual que los costos en equipamiento y la potencia de las lámparas hasta en un

50% (estudio llevado a cabo por el Athena Institute de Ontario Canadá).

50

4.3 RESISTENCIA A LA FLEXIÓN DEL CONCRETO O MÓDULO DE RUPTURA (MR).

Es un parámetro muy importante como variable de entrada para diseño de

pavimentos rígidos, esta resistencia se considera en el procedimiento de diseño

por el criterio de fatiga, el cual controla el agrietamiento del pavimento bajo la

acción repetida de cargas de los vehículos pesados.

El alabeo del pavimento de concreto bajo las cargas del tráfico provoca esfuerzos

tanto en compresión como de flexión. Sin embargo la proporción de los esfuerzos

a compresión contra la resistencia del concreto a los mismos es mínima como

para influir en el diseño de espesores de la losa. En cambio la relación de los

esfuerzos a la flexión contra la resistencia del concreto a éstos es mucho más alta

y frecuentemente excede valores de 0.5 por este motivo los esfuerzos y la

resistencia a la flexión son los empleados en el diseño de espesores. La

resistencia a la flexión del concreto es determinada por la prueba del módulo de

ruptura, realizada en vigas de 6” x 6” x 30”.

En este procedimiento de diseño los efectos de las variaciones en la resistencia

del concreto de punto a punto del pavimento y el incremento de resistencia con el

paso del tiempo están incorporados en las gráficas y tablas de diseño.

El diseñador no aplica directamente estos efectos, sino que simplemente ingresa

el valor de la resistencia promedio a los 28 días, que en nuestro país se

recomienda como mínimo 41 kg/cm2 (583 psi) y como máximo 50 kg/cm2 (711

psi).

Según Diseño de Pavimentos, AASHTO 93 pág. 108, el módulo de ruptura MR o

la resistencia a la flexión del concreto se determina utilizando la siguiente

ecuación:

Ecuación 6: Mr. = 𝟕 − 𝟏𝟐 √𝑭´𝒄

51

Dónde:

F’c = Resistencia del concreto a los 28 días, en psi.

En la ecuación anterior, el rango oscila entre 7 y 12 veces la resistencia del

concreto, por lo tanto, en nuestro diseño utilizaremos un término medio de 10 para

obtener el módulo de ruptura.

El valor de la resistencia a la compresión del concreto (f’c) a utilizarse en nuestro

diseño es de 4,000 psi, lo que permite considerar una resistencia adecuada a las

características del concreto proporcionado en nuestro país, así como también,

utilizar un valor considerable que entre en el rango mínimo y máximo de la

resistencia a la flexión (MR) según como lo recomienda la PCA.

Utilizando la ecuación número 6, se obtiene el módulo de ruptura de la siguiente

manera:

𝑴𝑹 = 𝟏𝟎√𝒇´𝒄

𝑀𝑅 = 10√4000 = 𝟔𝟑𝟐𝒑𝒔𝒊

4.4 TERRENO DE APOYO O RESISTENCIA DE LA SUB-RASANTE K

Este elemento se refiere a las características del terreno de apoyo o base sobre

la que descansará la losa de concreto. Se determina directamente por medio de

la “Prueba de Carga”, la cual consiste en determinar la carga en Lb/pulg2 (de un

plato de 30” de diámetro), dividida entre la deformación en pulgadas que provoca

dicha carga sobre el suelo, al ser presionado con un gato hidráulico.

52

Imagen 1 Placa de Carga

Fuente: Manual de Pavimento de Concreto CEMEX.

No obstante, el equipo requerido para realizar esta prueba no es de fácil

adquisición y a la vez es bastante costoso, por tales razones el método de diseño

de la PCA utiliza un esquema que permite relacionar la capacidad soporte del

suelo estudiado, con el valor del Módulo de reacción solicitado para ese mismo

suelo.

Habiendo obtenido el CBR de diseño para nuestro proyecto siendo igual a 4 (pág.

22, Gráfico 1), el módulo de reacción de la sub-rasante (k) es equivalente a 132

pci (ver anexo gráfico 10, pág. XLIII).

Ahora bien, se propone usar dentro de la estructura del pavimento, una base de

agregados de 6 pulgadas de espesor, con el único fin de mejorar la capacidad de

soporte del suelo.

Esta propuesta se hace en vista que el terreno no satisface las exigencias para

funcionar como una base natural, ya que como se pudo observar en el capítulo II,

el CBR necesario para utilizar la plataforma natural del camino como base debe

ser 60% como mínimo, por lo tanto, el módulo de reacción de la sub-rasante (k)

se altera o modifica en función a la siguiente tabla:

53

Tabla 17 Incremento en el valor de K del suelo, según el espesor de una base granular.

Fuente: Manual de Diseño y Construcción de Pavimentos, Cemex, Página 74.

Usando 132 como módulo de reacción, suponiendo el uso de material granular

extraído de los bancos de materiales y proponiendo un espesor de base de 6”

(15.24 cm), se realiza la siguiente interpolación como primer tanteo:

K 132 = 140 - [(100 – 132) (140-230) / (100-200)] = 168.8

Tabla 18 Calculo del valor de K Suelo-Base.


K del Suelo Base (pci)

K del Suelo (pci) Espesor de Base

4" 6" 9" 12"

50 65 75 85 110

100 130 140 160 190

200 220 230 270 320

300 320 330 370 430

K del suelo Espesor de la Base

K Suelo-Base (pci) 6"

100 140

K =168.8 132 x

200 230

54

4.4.1 Uso del Programa BS-PCA

Diseñado por ingenieros civiles colombianos, (Ing. Efraín de Jesús Solano Fajardo

- Ing. Carlos Alberto Benavides) este programa requiere la introducción de los

diferentes parámetros para efectuar los análisis de fatiga y erosión proponiendo

un espesor de losa. Es de gran utilidad debido a que facilita la actividad de diseño

y permite fácilmente evaluar los cambios que se pueden presentar dentro del

proceso constructivo cuando algunas de las variables difieran de las

consideraciones inicialmente planteadas en el diseño.

Se empleará el uso del software para comprobar los cálculos obtenidos de forma

convencional con las tablas y nomogramas.

4.5 CRITERIOS DE DISEÑO

4.5.1 Fatiga

El análisis por fatiga, que controla el agrietamiento, influye principalmente en el

diseño de pavimento de tráfico ligero (calles residenciales y caminos secundarios,

independientemente de si las juntas tienen o no pasa juntas) y pavimentos con

tráfico mediano con pasa juntas en las juntas.

4.5.2 Erosión

El análisis por erosión es el responsable de controlar la erosión del terreno de

soporte, bombeo y diferencia de elevación de las juntas, influye principalmente el

diseño de pavimento con tráfico mediano a pesado con transferencia de cargas

por trabazón de agregados (sin pasa juntas) y pavimentos de tráfico pesado con

pasa juntas.

4.6 DISEÑO DE ESPESORES DE PAVIMENTO

El diseño del espesor se calcula por tanteos con ayuda del formato de diseño de

espesores por el método de la PCA. Los datos para el diseño se describen a

continuación:

55

El valor de la resistencia a la compresión del concreto (f´c) a utilizar es de

4,000 PSI lo que nos permitió calcular el módulo de ruptura (MR) o

resistencia a la flexión del concreto igual a 632 PSI descrito anteriormente.

El valor de seguridad de carga (LSF) considerado en el proyecto equivale

a 1, se consideró dicho valor por que el tramo posee volúmenes

moderados de tráfico pesado.

En el diseño no se considera utilizar pasa juntas o refuerzo de acero, para

efectos de no encarecer el costo de la construcción de la losa de

rodamiento. Así mismo, esto permite avanzar considerablemente en la

ejecución física de la futura construcción de la losa de concreto.

En el pavimento la transferencia de carga se realizará exclusivamente

mediante la trabazón de los agregados del concreto.

Entre los criterios de diseño, se considera el apoyo lateral del pavimento,

que es el equivalente a considerar cunetas en el tramo de carretera. Al

utilizar el apoyo lateral permite controlar más efectivamente la erosión del

terreno de soporte y evitar el crecimiento de plantas en las orillas del

pavimento de concreto.

Entre los otros factores fundamentales del diseño, se involucran los resultados

determinados en los temas anteriores, tales como los volúmenes del tránsito y el

módulo de reacción K de la sub – rasante del terreno de apoyo, que equivale a

168.8 PCI.

El propósito del formato de diseño, es determinar los factores de relación de

esfuerzo y de erosión, para proceder a calcular las repeticiones permisibles por

cada uno de los criterios de diseño. El espesor de losa adecuado será el que

proporcione la sumatoria de los valores totales del porcentaje de cada uno de los

56

criterios de diseño, que sean menores del 100% y que a la vez no tengan un gran

margen del porcentaje entre el valor límite y el porcentaje determinado.

En el presente documento, por efectos de resumen y fácil interpretación de los

resultados, se explicará el proceso de análisis de la tercera iteración de diseño

realizada y se utilizarán como muestras los gráficos de análisis de fatiga y erosión.

Sin embargo, en los anexos correspondientes se incluirán las tablas y gráficos de

los diferentes análisis para cada una de las iteraciones realizadas para espesores

de 6 y 7 pulgadas.

A continuación, se procede a calcular, el diseño de espesores por el método de la

Asociación del Cemento Portland (PCA), para el espesor de losa seleccionado de

6.5 pulgadas.

4.6.1 Esfuerzo Equivalente

Esta magnitud física relaciona la resistencia del suelo de apoyo con un espesor

inicial de losa, bajo condición de apoyo y esfuerzos por transferencias de cargas.

Con los datos de un espesor de 6.5 pulgadas y un K de diseño de 168.8 pci, se

partirá usando la tabla de la página siguiente para encontrar los esfuerzos

equivalentes para los ejes sencillos y tándem.

Partiremos usando la tabla 19 Esfuerzos Equivalentes para pavimentos con apoyo

lateral del manual de diseño de pavimentos de CEMEX.

57

Tabla 19 Esfuerzo Equivalente para pavimentos con apoyo lateral

Fuente: Manual de Diseño de Pavimentos, CEMEX, página 89.

58

Partiendo de los valores señalados en la tabla anterior y mediante interpolación

se encuentran los valores para ejes sencillos y dobles para nuestro K de 168.8

PCI.

Sen = 274 - [(150 – 168.8) (274 – 260)] / (150 – 200) = 268.73

Tan = 230 - [(150 – 168.8) (230 – 218)] / (150 – 200) = 225.48

Tabla 20 Esfuerzo Equivalente interpolados para K = 168.8


4.6.2 Relación de Esfuerzos

La relación de esfuerzo se calcula dividiendo el esfuerzo equivalente entre el

módulo de ruptura (632), por lo que la relación de esfuerzos serán calculados de

la siguiente manera:

Ecuación 7:

𝑬𝒔𝒇𝒖𝒆𝒓𝒛𝒐 𝑬𝒒𝒖𝒊𝒗𝒂𝒍𝒆𝒏𝒕𝒆 𝒅𝒆 𝒙 𝒆𝒋𝒆

𝑴ó𝒅𝒖𝒍𝒐 𝒅𝒆 𝑹𝒖𝒑𝒕𝒖𝒓𝒂

K de sub-rasante pci

Espesor de losa

en pulgadas

150

Sen Tan Trin

6.5 274 230 x


Espesor de losa

en pulgadas

200

Sen Tan Trin

6.5 260 218 x


Espesor de losa en pulgadas 168.8

Sen Tan

6.5 269 225

59

Dónde x: puede ser eje sencillo, eje tándem o eje trídem, para nuestro caso solo

se trabajaran ejes sencillos y dobles

Por ejemplo:

Para eje Sen y Tan el factor de relación de esfuerzo serán los siguientes

respectivamente:

269

632= 𝟎. 𝟒𝟑 𝑬𝒋𝒆𝒔 𝑺𝒆𝒏

225

632= 𝟎. 𝟑𝟔 𝑬𝒋𝒆𝒔 𝑻𝒂𝒏

4.6.3 Análisis por Fatiga

Para calcular las repeticiones permisibles para cada tipo de eje por el análisis de

fatiga, se emplea un nomograma, el peso y tipo del eje, así como su relación de

esfuerzo.

En el caso del eje sencillo de 20 kips en el gráfico número 3, con la carga ya

multiplicada por su factor de seguridad (LSF = 1). La carga en el eje será de 20

kips, se une con el valor de la relación de esfuerzo de 0.43, de manera que

uniendo los dos puntos con una línea recta y extendiéndola hasta la escala de

repeticiones permisibles.

El procedimiento anterior se realiza para todos los ejes y se anotan las

repeticiones encontradas por cada tipo de eje.

60

Gráfico 3 Nomograma Análisis de Fatiga Ejes Sencillos y Ejes Tandem

Fuente: Manual de Diseño de Pavimentos, CEMEX

Como puede observarse en el gráfico se obtienen las repeticiones permisibles

para los ejes sencillos y dobles donde solamente uno de los valores de los ejes

sencillos intersectan la escala de repeticiones permisibles, obteniendo un valor de

300,000, para los demás valores las repeticiones permisibles son ilimitadas.

61

4.6.4 Factor de Erosión

En el análisis por erosión se determinara primero el factor de erosión, empleando

la tabla número 22, la que corresponde al diseño sin pasa juntas y con apoyo

lateral. El factor de erosión se determina para cada tipo de eje (sencillo y tándem).

Con los datos de espesor igual a 6.5” y un K igual a 168.8 PCI, se encuentran los

valores de los factores de erosión para nuestro tramo, mediante interpolación.

Sen = 2.86 - [(100 – 168.8) (2.86 – 2.81)] / (100 – 200) = 2.83

Tan = 2.96 - [(100 – 168.8) (2.96 – 2.85)] / (100 – 200) = 2.88

Tabla 21 Factores de Erosión para Pavimentos sin Pasa juntas y con Apoyo Lateral



Sen Tan

6.5 2.83 2.88


Los valores obtenidos mediante interpolación fueron de 2.83 para ejes sencillos y

2.88 para ejes tándem o dobles.


Espesor de losa

en pulgadas

200

Sen Tan Trin

6.5 2.81 2.85 x


Espesor de losa

en pulgadas

100

Sen Tan Trin

6.5 2.86 2.96 x

62



4.6.5 Análisis de Erosión Para efectos de resumen y fácil interpretación de los resultados de la figura se

plantearan los ejes sencillos de 17.6, y 22 kips y para ejes dobles 35.2 y 36.3 kips

con su correspondiente factor de erosión 2.83 y 2.88 respectivamente.

63

Gráfico 4 Nomograma Análisis de Erosión Ejes Sen y Ejes Tan


En el caso de los ejes sencillos se plantea en el gráfico la carga ya multiplicada

por su factor de seguridad que es igual a 1, obteniendo los valores mostrados en

el gráfico los cuales serán utilizados en la siguiente tabla junto con valores

obtenidos en el gráfico 3.

64

Tabla 23 Análisis de Fatiga y Erosión por tipo de eje, Relación de Cargas Permisibles – Cargas Esperadas

Proyecto Diseño de pavimento rígido, Barrio Jorge Salazar Distrito 6, Managua Espesor final:

6.5 pulgadas Pasa juntas: no

Módulo de reacción K: 168.8 pci Apoyo lateral: si Módulo de ruptura MR: 632 psi

Periodo de diseño (años): 20

Factor de seguridad de carga LSF: 1.0 Base granular (pulgadas): 6

Carga del eje en kips

Multiplicada por LSF

Repeticiones esperadas

Análisis de Fatiga Análisis de Erosión

Repeticiones permisibles % de Fatiga

Repeticiones permisibles

% de Daño

1 2 3 4 5 6 7

8. Esfuerzo Equivalente: 269

10. Factor de Erosión: 2.83

9. Factor de Relación de Esfuerzo: 0.43

2.2 2 2531713 Ilimitado 0 Ilimitado 0



11 11 351787 Ilimitado 0 Ilimitado 0

17.6 18 63437 Ilimitado 0 1850000 3.43%

22 22 265282 300000 88.43% 400000 66.32%

Sub Total Ejes Sencillos: 88.43% 69.75%




35.2 35 115340 Ilimitado 0 1300000 8.87%

36.3 36 28835 Ilimitado 0 1100000 2.62%

Sub Total Ejes Dobles: 0.00% 11.49%

% Total Fatiga

88.43% % Total Erosión

81.24%


65

El porcentaje de fatiga corresponde al 88.43% de su diseño, de igual manera se

obtuvo un 81.24% de daño por erosión, el porcentaje de daño en ambos análisis

se considera aceptable y favorable pues no es necesario aumentar el espesor de

losa y toda la estructura trabajará sin problemas respecto a las cargas.

4.6.6 Resultados de iteraciones realizadas Tabla 24 Resumen de iteraciones


Se determina que el espesor apropiado para nuestro tramo es el equivalente a

una losa de concreto simple de 6.5 pulgadas a como se detalla en el resumen de

la tabla número 24, por cumplir con los diferentes análisis de los factores de diseño

tanto de fatiga como de erosión y por tener porcentajes totales lo más próximos

posibles al valor límite (∑% de daños < 100%).

Se puede observar que los valores obtenidos en la primera iteración con un

espesor de losa de 6 pulgadas fueron, para el análisis de fatiga de 333.19% y el

de erosión es de 177.45%, resultados que superan el valor límite de 100%, razón

por la cual se descarta el uso de este espesor, en la tercera iteración con un

espesor de losa de 7” los valores obtenidos fueron de 3.79% para el análisis de

fatiga y 41.71% para el análisis de erosión, resultados que están muy por debajo

del valor límite, descartando el uso de este espesor de losa. (Ver anexos pág.

XLIV - LVII)

Las iteraciones de los diferentes espesores no se continúan debido a que al

reducir o aumentar aún más el espesor de diseño, se nos aumentarían los

porcentajes totales y alcanzarían valores mayores o menores del 100% (valor

Nº ITERACION

TIPO DE ANALISIS ESPESOR PULGADAS FATIGA % EROSION %

PRIMERA 333.19 % 177.45% 6

SEGUNDA 88.43% 81.24% 6.5

TERCERA 3.79% 41.71% 7

66

límite), lo cual equivale a que dichos espesores no cumplan con los análisis del

diseño tanto de fatiga como de erosión.

4.6.7 Comprobación de resultados mediante el uso del software BS-

PCA

Con los criterios de diseño definidos se procede a ingresar los datos necesarios

en el programa BS-PCA y comprobar los resultados obtenidos para un espesor

de losa de 6.5 pulgadas.

Se parte seleccionando las unidades de medidas correctas e ingresando los datos

obtenidos en los capítulos anteriores así como datos del tránsito tanto para ejes

sencillos y ejes dobles como se muestra en la imagen 2

Imagen 2 Ingreso de datos BS-PCA

Fuente: software BS-PCA ingreso de datos.

67

Después de haber ingresado los datos, se corre el programa para poder

determinar los resultados para cada análisis obteniendo los siguientes resultados

mostrados en la imagen número 3.

Imagen 3 Resultado del cálculo por medio de software BS-PCA

Fuente: software BS-PCA

Por medio del uso del software BS-PCA se obtiene para el análisis de fatiga un

84.70% el que está un 3.73% por debajo del valor calculado por medio de métodos

convencionales el cual fue de 88.43%, respecto al valor obtenido para el análisis

por erosión con el uso del software se obtuvo un valor de 81.19% el que está un

0.05% por debajo del valor calculado con el uso de nomogramas y tablas el cual

fue de 81.24%.

Realizando esta comparación se puede decir que los valores calculados por

ambos métodos son aceptables y la estructura del pavimente funcionará sin

ningún problema, soportando las cargas impuestas por el tráfico que circulara por

ella.

68

4.7 MODULACION DE LA LOSA

La modulación de losa se refiere a definir la forma que tendrán los tableros de

losas del pavimento. Esta forma se da en base a las dimensiones de tableros, o

dicho de otra forma, a la separación entre juntas tanto transversales como

longitudinales.

La modulación de las losas depende del espesor del pavimento, primero se

calcula la separación entre juntas transversales con la siguiente ecuación:

Ecuación 8: 𝒔𝑱𝑻 = (𝟐𝟏 𝑨 𝟐𝟒) 𝒙 𝑫

Dónde:

Sjt: Separación de Juntas Transversales

D: Espesor del Pavimento

Se emplea el factor “24” cuando la fricción entre la base y el pavimento

corresponde a valores normales, como en el caso de bases granulares (no

cementadas), por lo tanto:

𝒔𝑱𝑻 = (24) (6.5 pulg x 2.54 cm / pul) = 396.24 cm = 3.96 m = 4 m

La otra dimensión que tiene que ver con la modulación de losas es la separación

de juntas longitudinales cuyo valor debe estar entre 3.0 m y 4.5m. Se dice que la

relación entre el largo y el ancho de un tablero de losa no deberá estar fuera de

los limites 0.71 a 1.4 (0.71 ˂ x/y ˂ 1.4).

El ancho de rodamiento de la vía del proyecto es de 6.60m, es decir que cada

carril posee 3.30m de ancho. Se revisará entonces si este ancho es apto para

funcionar como separación entre juntas longitudinales:

69

4.00 m / 3.30 m = 1.21 OK!

La forma que tendrán los tableros de la losa será la siguiente:

Imagen 4 Modulación de Losa de Concreto

Fuente: Elaborado por Autores.

4.7.1 Sellado de Juntas

Con el propósito de evitar la infiltración del agua superficial y de materiales

incompresibles al interior de la junta se deben usar sellos líquidos o de

compresión, los cuales deben soportar esfuerzos de compresión y tensión

producidos por cambios de temperatura y humedad. Estos sellos deben ser

removidos cuando su desgaste no permita su adecuada función.

70

La sección típica para el proyecto, se describe en la siguiente imagen.

Imagen 5 Sección Transversal Tramo de Proyecto


CAPITULO V: CONCLUSIONES Y

RECOMENDACIONES

71

CAPITULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

Luego de analizar los resultados obtenidos en cada uno de los estudios y de

acuerdo con los objetivos planteados se concluye:

De manera general, los materiales encontrados a lo largo de la línea

corresponden a arenas limosas de regular a buena calidad, predominando

los de tipo A-1-b y A-2-4, para los cuales resultó un CBR de diseño 4%

determinado a partir de las pruebas DCP realizadas in situ.

Después de analizar todas las muestras y estudiar los resultados se

determinó que no es posible utilizar la capa de rodadura actual como

soporte de la losa de concreto, por tener un valor de C.B.R muy por debajo

de lo requerido para una base, donde la norma NIC-2000 en su sección

1003.23 b) plantea que el C.B.R mínimo debe ser de 60%, por lo que es

necesario la colocación de una base granular que cumpla con las

especificaciones técnicas contenidas según norma, la cual permitirá

aumentar la resistencia del suelo cuando se les transfieran las cargas

impuestas por el tráfico.

El espesor propuesto de la base granular para el tramo es de 6”, valor con

el cual la Resistencia Portante del suelo y módulo de reacción de la sub-

rasante se incremente lo suficiente como para resistir las cargas dinámicas

transferidas desde la plataforma de concreto.

Al analizar las propiedades de los bancos de materiales (Los Martínez;

selecto y La Sub-Urbana; hormigón), de manera individual no cumplen con

los requisitos mínimos para ser usados como base, razón por la cual se

propone realizar la mezcla de ambos para satisfacer lo establecido por la

72

norma, se realizó la combinación de 70% material selecto y 30% de

hormigón para obtener un CBR al 95% de 60%.

De los datos obtenidos del aforo vehicular, el tránsito promedio diario anual

resultó de 981 vehículos / día, con una distribución de 93.78% de

vehículos livianos y un 5.22% de vehículos pesados.

La tasa de crecimiento vehicular utilizada para la proyección del tránsito fue

de 4.56%, después de analizar indicadores (Producto interno bruto; 6.30%,

crecimiento poblacional; 1.04%, TPDA ECD 138 Subasta - Aeropuerto;

6.34%) se considera usar el resultado del promedio de estos tres

parámetros por ser más conservadora, dado que los otros indicadores

tenían datos muy altos y muy bajos.

Las repeticiones totales esperadas en el carril de diseño son de 4,175,308

(4.175E+06).

La losa propuesta de concreto hidráulico simple posee 6.5” de espesor, sin

pasa juntas ya que la transferencias de carga se dará por la trabazón entre

los agregados de la mezcla y con apoyo lateral como son las cunetas para

un mejor confinamiento y se apoyará sobre una base granular de 6”. Dichos

espesores cumplen para los análisis que toman en cuenta el método PCA,

dando una fatiga por esfuerzos producidos por las cargas esperadas de

88.43% lo que es un valor favorable a largo plazo, si la vía pretende ser

enlace con importantes proyectos a futuro. Respecto a los daños causados

por erosión, cuando finalice el periodo de diseño, la estructura presentará

un deterioro de 81.24%, lo que se considera no afectará su capacidad.

Se formarán tableros de losa de concreto de 3.30 m de separación entre

juntas longitudinales y 4.00 m entre juntas transversales.

73

5.2 RECOMENDACIONES

Con el objetivo de garantizar que el diseño de estructura de pavimento rígido

propuesto, cumpla con la vida útil, se hacen las siguientes recomendaciones

técnicas:

Al momento de realizar el mejoramiento del terreno se deberá llevar un

estricto control del suministro de material seleccionado, como el espesor

de cada capa al momento de la colocación del material para compactar el

cual no será menor a 125 mm ni ser mayor a 200 mm recomendado por la

norma NIC-2000 en su sección 1003.23 Procedimiento de construcción.

Establecer medidas de control para la circulación vehicular sobre la vía en

estudio, con el objetivo de evitar que vehículos que exceden el límite de

carga transiten y provoquen daño prematuro en la vía.

Para garantizar el buen funcionamiento y duración de vida útil de la carpeta

y estructura de pavimento, se deben realizar mantenimientos periódicos de

manera preventiva, sello de grietas, sustitución de sellos en la juntas, como

máximo cada 5 años, lo que también evita los altos costos del

mantenimiento correctivo y/o rehabilitación.

Asegurar que se cumpla el tiempo de fraguado del concreto. Generalmente

se cierra al tránsito el tramo construido por un periodo de 21 días después

de su colocación para evitar daños que implique alteración al costo del

proyecto.

74

BIBLIOGRAFÍA

Anuario de Aforos de Tráfico 2017; Ministerio de Transporte e

Infraestructura MTI.

Anuario Estadístico 2016; Instituto Nacional de Información de Desarrollo

(INIDE).

Archivos PIA 2012 – 2018; Departamento de Servicios Municipales,

Alcaldía de Managua D-VI.

Especificaciones Generales para la Construcción de Caminos, Calles

y Puentes NIC-2000; Ministerio de Transporte e Infraestructura MTI.

Estadísticas Macroeconómicas de Nicaragua; Banco Central de

Nicaragua BCN.

Estructuración de vías terrestres; Fernando Olivera Bustamante.

CESCA, México 1996 (segunda edición).

Instituto del Asfalto; Thickness Design Asphalt Pavements for Higways

and Streets Manual Series No. 1 Novena Edición (Revisión) Lexington

2006.

Manual de Diseño y Construcción de Pavimentos; CEMEX.

Manual para la Revisión de Estudios de Tránsito; Nicaragua Octubre

2008. Corea y Asociados S.A (CORASCO) – MTI.

Mecánica de Suelos; Juárez – Badillo. Tercera Edición

BS – PCA Diseño de Pavimentos Rígidos por el Método de la PCA;

Versión 1.2 2003 Ing. Efraín Solano F – Ing. Carlos A. Benavides.

ANEXOS

I

Imagen 6 Localización de sondeos manuales

Fuente: Estudios realizados por NICA SOLUM

II

Imagen 7 Localización de sondeos manuales


III

Tabla 25 Registros CBR in Situ, Sondeo 8 (Prueba de DCP)


Proyecto: nica solum

Cliente: C. Guevara

Prueba: S-8

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 1 53 1240 1200 3

2 2 60 20 10 1 554 1262 1222 4

2 4 80 40 10 1 55 1290 1250 3

2 6 100 60 10 2 57 1319 1279 7

2 8 120 80 10 2 59 1339 1299 10

2 10 145 105 8 2 61 1360 1320 10

2 12 170 130 8 2 63 1384 1344 8

2 14 200 160 6 1 64 1430 1370 3

2 16 230 190 6 1 65 1440 1400 3

2 18 250 210 10 1 66 1470 1430 3

2 20 270 230 10 1 67 1500 1460 3

2 22 290 250 10 1 68 1543 1503 2

2 24 310 270 10

1 25 325 283 6

1 26 350 310 4

1 27 370 330 3

1 28 394 354 4

1 29 416 376 4

1 30 434 394 5

1 31 460 420 3

1 32 492 452 3

1 33 522 482 3

1 34 555 515 3

1 35 584 544 3

1 36 616 576 3

1 37 650 610 3

1 38 700 660 2

1 39 740 700 2

1 40 799 759 1

1 41 849 809 2

1 42 890 850 2

1 43 923 883 3

1 44 950 910 3

1 45 979 939 3

1 46 999 959 5

1 47 1030 990 3

1 48 1070 1030 2

1 49 1115 1075 2

1 50 1145 1105 3

1 51 1180 1140 3

1 52 1210 1170 3

1 53 1240 1200 3

Operador:

Verificado:

Sondeo:

DCP-8 DCP-8

CBR in Situ (Prueba de DCP)

REGISTRO DE DCP

"Construccion de cunetas y adoquinado en los barrios Jorge

Salazar, Concepcion de Maria, Villa Israel y Canada Sureste"

ALCALDIA DE MANAGUA

IV




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-9

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 1 124 999 959 3

5 5 70 30 18 1 125 1043 1003 2

3 8 93 53 14 1 126 1088 1048 2

3 11 120 80 11 1 127 1138 1098 2

2 13 143 103 9 1 128 1174 1134 2

1 14 160 120 6 1 129 1220 1180 2

1 15 190 150 3 1 130 1270 1230 2

5 20 212 172 26 1 131 1320 1280 2

5 25 230 190 32 1 132 1363 1323 2

5 30 248 208 32 1 133 1399 1359 2

5 35 263 223 39 1 134 1440 1400 2

5 40 280 240 34 1 135 1460 1420 5

5 45 300 260 28 1 136 1482 1442 4

5 50 314 274 42 1 137 1506 1466 4

5 55 327 287 46 1 138 1525 1485 5

5 60 338 298 56 1 139 1547 1507 4

5 65 348 308 62

5 70 359 319 56

5 75 374 334 39

5 80 398 358 23

5 85 428 388 18

3 88 446 406 18

2 90 460 420 15

3 93 474 434 24

3 96 484 444 35

5 101 500 460 37

5 106 529 489 19

3 109 555 515 12

2 111 580 540 8

1 112 600 560 5

1 113 621 581 4

1 114 653 613 3

1 115 689 649 2

1 116 723 683 3

1 117 760 720 2

1 118 795 755 3

1 119 833 793 2

1 120 870 830 2

1 121 905 865 3

1 122 932 892 3

1 123 966 926 3

1 124 999 959 3


DCP-9 DCP-9

Verificado:

Sondeo:

REGISTRO DE DCP

"Construccion de cunetas y adoquinado en los barrios Jorge

Salazar, Concepcion de Maria, Villa Israel y Canada Sureste"

ALCALDIA DE MANAGUA

Operador:

V




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-10

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 5 103 781 741 92

3 3 46 6 62 5 108 790 750 70

3 6 88 48 7 10 118 809 769 65

3 9 112 72 13 10 128 833 793 50

3 12 140 100 11 10 138 860 820 44

2 14 162 122 9 10 148 887 847 44

2 16 182 142 10 10 158 919 879 37

2 18 204 164 9 10 168 944 904 48

2 20 224 184 10 10 178 970 930 46

2 22 241 201 12 5 183 1000 960 18

5 27 255 215 42 3 186 1030 990 10

5 32 273 233 32 2 188 1055 1015 8

5 37 302 262 19 1 189 1080 1040 4

3 40 322 282 16 1 190 1200 1160 1

3 43 338 298 21 1 191 1240 1200 2

3 46 360 320 14 1 192 1280 1240 2

2 48 382 342 9 1 193 1300 1260 5

2 50 402 362 10 1 194 1330 1290 3

2 52 423 383 10 1 195 1350 1310 5

1 53 444 404 4 1 196 1370 1330 5

1 54 460 420 6 1 197 1400 1360 3

1 55 478 438 5 2 199 1413 1373 17

1 56 490 450 8 2 201 1430 1390 12

2 58 510 470 10 2 203 1450 1410 10

2 60 535 495 8 2 205 1470 1430 10

1 61 550 510 6 2 207 1495 1455 8

1 62 570 530 5 2 209 1522 1482 7

1 63 590 550 5 2 211 1540 1500 11

1 64 610 570 5

1 65 622 582 8

1 66 634 594 8

1 67 645 605 9

2 69 660 620 14

2 71 672 632 18

3 74 695 655 14

3 77 710 670 22

3 80 732 692 14

3 83 741 701 39

5 88 754 714 46

5 93 765 725 56

5 98 774 734 70

5 103 781 741 92

DCP-10 DCP-10

Verificado:

Sondeo:

Operador:

REGISTRO DE DCP

"Construccion de cunetas y adoquinado en los barrios

Jorge Salazar, Concepcion de Maria, Villa Israel y

Canada Sureste"

ALCALDIA DE MANAGUA


VI




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-11

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 1 67 1278 1238 3

2 2 60 20 10 1 68 1366 1326 1

2 4 84 44 8 1 69 1430 1390 1

2 6 100 60 13 1 70 1495 1455 1

2 8 120 80 10 1 71 1560 1520 1

3 11 150 110 10

3 14 175 135 13

3 17 204 164 11

3 20 225 185 15

3 23 242 202 19

3 26 272 232 10

2 28 300 160 7

2 30 330 190 6

2 32 360 320 6

2 34 390 350 6

2 37 418 378 11

2 39 438 398 10

2 41 455 415 12

2 43 475 435 10

2 45 507 467 6

1 46 528 488 4

1 47 553 513 4

1 48 573 533 5

1 49 596 556 4

1 50 622 582 3

1 51 659 619 2

1 52 700 660 2

1 53 740 700 2

1 54 784 744 2

1 55 823 783 2

1 56 874 834 2

1 57 932 892 1

1 58 968 928 2

1 59 1010 970 2

1 60 1055 1015 2

1 61 1088 1048 3

1 62 1120 1080 3

1 63 1150 1110 3

1 64 1188 1148 2

1 65 1205 1165 6

1 66 1245 1205 2

1 67 1278 1238 3

DCP-11 DCP-11

REGISTRO DE DCP



Canada Sureste"

Operador:

ALCALDIA DE MANAGUA Verificado:

CBR in Situ (Prueba de DCP) Sondeo:

VII




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-12

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 1 75 942 902 4

2 2 60 20 10 1 76 966 926 4

3 5 80 40 16 1 77 990 950 4

3 8 100 60 16 1 78 1017 977 3

3 11 122 82 14 1 79 1040 1000 4

3 14 144 104 14 1 80 1060 1020 5

3 17 170 130 12 1 81 1100 1060 2

2 19 195 155 8 1 82 1136 1096 2

2 21 220 180 8 1 83 1167 1127 3

2 23 241 201 10 1 84 1205 1165 2

2 25 266 226 8 1 85 1248 1208 2

1 26 282 242 6 1 86 1279 1239 3

2 28 310 270 7 1 87 1315 1275 2

2 30 339 299 7 1 88 1345 1305 3

2 32 359 319 10 1 89 1380 1340 3

2 34 372 332 17 1 90 1416 1376 2

2 36 387 347 14 1 91 1446 1406 3

2 38 416 376 7 1 92 1500 1460 2

2 40 440 400 8 1 93 1547 1570 2

2 42 462 422 9

2 44 481 441 11

2 46 495 455 15

2 48 513 473 11

2 50 537 497 8

2 52 561 521 8

2 54 581 541 10

2 56 598 558 12

2 58 611 571 17

2 60 628 588 12

2 62 644 604 13

2 64 670 630 8

1 65 690 650 5

1 66 710 670 5

1 67 741 701 3

1 68 769 729 3

1 69 795 755 3

1 70 817 777 4

1 71 843 803 3

1 72 868 828 4

1 73 897 857 3

1 74 918 878 4

1 75 942 902 4

DCP-12 DCP-12

REGISTRO DE DCP



Canada Sureste"

Operador:



VIII




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-13

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 2 74 823 783 9

2 2 62 22 9 2 76 850 810 7

2 4 82 42 10 2 78 875 835 8

2 6 103 63 10 2 80 910 870 5

2 8 125 85 9 2 82 940 900 6

2 10 142 102 12 2 84 970 930 6

2 12 160 120 11 2 86 1000 960 6

3 15 185 145 13 2 88 1025 985 8

3 18 210 170 13 2 90 1060 1020 5

3 21 231 191 15 2 92 1080 1040 10

3 24 252 212 15 2 94 1100 1060 10

3 27 273 233 15 2 96 1125 1085 8

3 30 295 255 14 2 98 1150 1110 8

3 33 312 272 19 2 100 1175 1135 8

3 36 332 292 16 2 102 1200 1160 8

3 39 359 319 11 2 104 1230 1190 6

2 41 380 340 10 2 106 1260 1220 6

2 43 405 365 8 1 107 1290 1250 3

2 45 430 390 8 1 108 1320 1280 3

1 46 453 413 4 1 109 1350 1310 3

1 47 474 434 4 1 110 1380 1340 3

1 48 491 451 6 1 111 1415 1375 3

1 49 507 467 6 1 112 1450 1410 3

1 50 522 482 6 1 113 1480 1440 3

1 51 539 499 6 1 114 1515 1475 3

1 52 552 512 8 1 115 1545 1505 3

1 53 569 529 6

1 54 584 544 6

1 55 601 561 6

1 56 619 579 5

1 57 630 590 9

2 59 650 610 10

2 61 667 627 12

2 63 681 641 15

2 65 700 660 11

2 67 728 688 7

1 68 744 704 6

1 69 760 720 6

1 70 775 735 6

1 71 790 750 6

1 72 800 760 10

2 74 823 783 9


DCP-13 DCP-13

REGISTRO DE DCP



Canada Sureste"

Operador:


IX




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-14

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 35 0 0 1 94 909 874 4

2 2 55 20 10 1 95 939 904 3

2 4 74 39 11 1 96 969 934 3

2 6 92 57 11 1 97 989 954 5

2 8 110 75 11 1 98 1010 975 4

2 10 125 90 14 1 99 1040 1005 3

2 12 140 105 14 1 100 1060 1025 5

2 14 160 125 10 1 101 1100 1065 2

2 16 180 145 10 1 102 1135 1100 3

2 18 193 158 17 1 103 1165 1130 3

2 20 211 176 11 1 104 1190 1155 4

2 22 230 195 11 1 105 1220 1185 3

2 24 250 215 10 1 106 1250 1215 3

3 27 270 235 16 1 107 1280 1245 3

3 30 290 255 16 1 108 1320 1285 2

5 35 313 278 24 1 109 1360 1325 2

5 40 330 295 34 1 110 1400 1365 2

5 45 32 307 50 1 111 1430 1395 3

10 55 372 337 39 1 112 1450 1415 5

5 60 390 355 32 1 113 1470 1435 5

5 65 420 385 18 1 114 1490 1455 5

3 68 450 415 10 1 115 1520 1485 3

2 70 480 445 6 1 116 1560 1525 2

2 72 512 477 6

2 74 532 497 10

2 76 550 515 11

2 78 570 535 10

2 80 592 557 9

1 81 616 581 4

1 82 639 604 4

1 83 663 628 4

1 84 685 650 4

1 85 708 673 4

1 86 727 692 5

1 87 748 713 4

1 88 770 735 4

1 89 792 757 4

1 90 813 778 4

1 91 838 803 4

1 92 862 827 4

1 93 887 852 4

1 94 909 874 4


REGISTRO DE DCP



Canada Sureste"

Operador:


DCP-14 DCP-14

X




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-15

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 1 84 1040 1000 2

2 2 60 20 10 1 85 1100 1060 1

2 4 80 40 10 1 86 1120 1080 5

2 6 100 60 10 1 87 1140 1100 5

2 8 120 80 10 1 88 1170 1130 3

2 10 140 100 10 1 89 1200 1160 3

2 12 165 125 8 1 90 1240 1200 2

2 14 180 140 14 1 91 1270 1230 3

2 16 200 160 10 1 92 1305 1265 3

2 18 220 180 10 1 93 1342 1302 2

2 20 240 200 10 1 94 1377 1337 3

5 25 260 220 28 1 95 1398 1358 4

5 30 280 240 28 1 96 1440 1400 2

5 35 295 255 39 1 97 1448 1408 13

5 40 313 273 32 1 98 1515 1475 1

3 43 327 287 24 1 99 1565 1525 2

3 46 347 307 16

3 49 368 328 15

2 51 388 348 10

2 53 406 366 11

2 55 528 388 9

2 57 448 408 10

2 59 460 420 18

2 61 480 440 10

2 63 505 465 8

2 65 530 490 8

2 67 555 515 8

2 69 574 534 11

2 71 604 564 6

1 72 620 580 6

1 73 640 600 5

1 74 660 620 5

1 75 680 640 5

1 76 700 660 5

1 77 720 680 5

1 78 740 700 5

1 79 800 760 1

1 80 866 826 1

1 81 908 868 2

1 82 955 915 2

1 83 1000 960 2

1 84 1040 1000 2


REGISTRO DE DCP



Canada Sureste"

Operador:


DCP-15 DCP-15

XI




Cliente: C. Guevara

Prueba: S-16

zero= 40 zero= 40

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

No.

Golpes

Total

Golpes

Lectura

(mm)

Prof.

(mm)

CBR

(%)

0 0 40 0 1 60 895 855 5

2 2 60 20 10 1 61 921 881 3

2 4 80 40 10 1 62 950 910 3

2 6 100 60 10 1 63 990 950 2

2 8 120 80 10 1 64 1015 975 4

2 10 140 100 10 1 65 1045 1005 3

2 12 170 130 6 1 66 4080 1040 3

2 14 200 160 6 1 67 1115 1075 3

1 15 230 190 3 1 68 1145 1105 3

1 16 260 220 3 1 69 1175 1135 3

2 18 280 240 10 1 70 1200 1160 4

2 20 300 260 10 1 71 1225 1185 4

2 22 320 280 10 1 72 1250 1210 4

2 24 340 300 10 1 73 1270 1230 5

2 26 360 320 10 1 74 1290 1250 5

2 28 383 343 9 1 75 1310 1270 5

2 30 404 364 10 2 77 1330 1290 10

2 32 423 383 11 2 79 1350 1310 10

2 34 445 405 9 3 82 1368 1328 18

2 36 466 426 10 3 85 1383 1343 22

2 38 483 443 12 3 88 1404 1364 15

2 40 504 464 10 3 91 1420 1380 21

1 41 520 480 6 3 94 1450 1410 10

1 42 540 500 5 2 96 1472 1432 9

1 43 562 522 4 2 98 1498 1458 8

1 44 586 546 4 2 100 1522 1482 8

1 45 605 565 5 2 102 1550 1510 7

1 46 636 596 3 1 103 1570 1530 5

1 47 658 618 4

1 48 672 632 7

1 49 690 650 5

1 50 704 664 7

1 51 720 680 6

1 52 733 693 8

1 53 750 710 6

1 54 772 732 4

1 55 792 752 5

1 56 813 773 4

1 57 836 796 4

1 58 856 816 5

1 59 875 835 5

1 60 895 855 5

Sondeo:

DCP-16 DCP-16

REGISTRO DE DCP



Canada Sureste"

Operador:



XII

Gráfico 5 Estratigrafía SM - 8 y SM – 9

Fuente: Estudios Realizados por NICA SOLUM

XIII

Gráfico 6 Estratigrafía SM - 9, SM - 10 y SM - 11


XIV

Gráfico 7 Estratigrafía SM – 11, SM – 12 y SM – 13


XV

Gráfico 8 Estratigrafía SM - 13 y SM - 14


XVI

Gráfico 9 Estratigrafía SM – 15 y SM – 16


XVII

Tabla 34 Granulometría SM – 8


XVIII



XIX



XX



XXI



XXII



XXIII



XXIV



XXV



XXVI

Imagen 8 Especificaciones para Base NIC-2000

Fuente: Normas NIC-2000, Sección 1003.23 b) pág. 531

XXVII

Tabla 43 Resultados de Clasificación de Materiales Tramo en Estudio


#200 #40 #10 #4 3/8" 3/4" 1" 1 1/2" 2"

.075

mm

.425

mm

2

mm

4.7

mm

9.5

mm

19

mm

25

mm

37.5

mm

50

mm

0.00 - 0.70 arena arcillosa limosa ligeramente gravosa, café 20 35 55 67 87 94 100 28 22 6 SC-SM A-1-b (0) 24.2 3

0.70 - 1.50 arena limosa con poca grava, café 34 54 75 84 93 97 100 35 27 8 SM A-2-4 (0) 31.6 5

0.00 - 0.50 arena limosa con poca grava, café 20 42 73 82 90 94 97 SM A-1-b (0) 19.5 39

0.50 - 1.00 arena ligeramente limosa, café 24 44 72 88 98 100 40 35 5 SM A-1-b (0) 24.79 12

1.00 - 1.50 arena ligeramente limosa, café claro 32 60 78 94 100 49 40 9 SM A-2-5 (0) 38 18


0.30 - 0.70 arena ligeramente limosa, café claro 32 60 78 94 100 49 40 9 SM A-2-5 (0) 38.46 6

0.70 - 1.50 m 11 limo y arena, gris 50 80 97 100 ML A-4 (0) 9.7 10

0.00 - 0.25 arena limosa con poca grava, café 20 42 73 82 90 94 97 100 SM A-1-b (0) 25.47 6


0.00 - 0.35 arena limosa con poca grava, café 36 52 71 82 94 100 SM A-4 (0) 18.53 7

0.35 - 1.50 arena ligeramente limosa, café 35 52 74 86 97 100 37 30 7 SM A-2-4 (0) 17.16 8

0.00 - 0.25 arena y limo, café 38 58 79 88 96 98 99 100 39 30 9 SM A-4 (0) 14.61 16

0.25 - 1.50 arena limosa con poca grava, café 20 42 73 82 90 94 97 100 SM A-1-b (0) 14.87 8






0.70 - 1.50 arena arcillosa limosa ligeramente gravosa, café 20 35 55 67 87 94 100 28 22 6 SC-SM A-1-b (0) 22.35 10

Clasificacion

SUCS

ASTM D-

2487

Clsificacion

HRB

ASTM D-282

Humeda

d Natural

ASTM

D-2216LP

Descripcion de Muestra

Graduacion - ASTM D-854 (%que pasa por tamiz)

LL IP

Limites de

Atterberg

ASTM D-

423 y 424 CBR %

SM-13

SM-14

SM-15

SM-16

N.P

N.P

N.P

N.P

SM-8

SM-9

SM-10

SM-11

SM-12

Sondeo

No.

Profundidad

de a

(m) (m)

XXVIII

Tabla 44 Clasificación y uso de Suelo Según el Valor del CBR

CBR% Clasificación Cualitativa del Suelo Uso

2-5 Muy mala Sub-rasante

5-8 Mala Sub-rasante

8-20 Regulas – Buena Sub-rasante

20-30 Excelente Sub-rasante

30-60 Buena Sub-base

60-80 Buena Base

80-100 Excelente Base

Fuente: Tabla de Clasificación y Uso del Suelo según el Valor de CBR. Assis A., 1988

XXIX

Figura 4 Diagrama de Cargas Permisibles

Fuente: Departamento de Pesos y Dimensiones, Dirección General de Vialidad, Ministerio de Transporte e Infraestructura MTI.

XXX

Tabla 45 Conteo vehicular tramo en estudio, Lunes 04 Febrero 2019.


AUTOS JEEPS CAMIONETA MIC. BUSMB. 15

PASAJEROSBUS C2 C3 T3-S2

6:00 - 6:30 28 2 0 2 0 2 2 0 0 0 36

6:30 - 7:00 26 4 0 3 2 1 0 0 0 0 36

7:00 - 7:30 35 1 0 6 1 0 3 1 0 0 47

7:30 - 8:00 45 8 1 1 0 0 0 3 0 0 58

8:00 - 8:30 12 9 0 9 0 0 3 0 0 2 35

8:30 - 9:00 18 11 1 2 0 0 0 0 0 0 32

9:00 - 9:30 10 5 0 3 0 0 1 2 0 1 22

9:30 - 10:00 16 7 2 8 1 0 0 0 0 0 34

10:00 - 10:30 12 4 0 2 0 0 0 2 0 0 20

10:30 - 11:00 12 7 0 1 0 0 2 0 1 1 24

11:00 -11:30 6 4 1 6 0 0 0 4 0 0 21

11:30 -12:00 22 3 0 4 2 0 2 2 0 0 35

12:00 - 12:30 12 3 1 5 0 0 1 0 0 1 23

12:30 - 1:00 12 2 0 4 0 1 0 1 0 0 20

1:00 - 1:30 22 4 1 7 0 0 0 0 0 0 34

1:30 - 2:00 16 2 0 3 1 0 1 0 1 1 25

2:00 - 2:30 15 4 1 2 0 0 0 0 0 0 22

2:30 - 3:00 18 5 0 1 0 0 1 1 0 1 27

3:00 - 3:30 12 2 0 0 0 0 1 0 0 0 15

3:30 - 4:00 10 4 0 3 0 0 0 0 0 1 18

4:00 - 4:30 11 1 0 1 0 0 2 1 1 0 17

4:30 - 5:00 12 4 0 2 1 0 0 0 0 1 20

5:00 - 5:30 27 6 1 1 0 1 1 0 0 0 37

5:30 - 6:00 20 3 1 1 0 1 2 0 0 0 28

Total 429 105 10 77 8 6 22 17 3 9 686

BARRIO JORGE SALAZAR

LUNES 04-02-2019 (6:00 am - 6:00 pm)

Hora

TIPO DE VEHICULO

MOTOS

VEHICULOS LIVIANOS PESADO DE PASAJEROS PESADO DE CARGA

Total

Sentido: Ambos Sentidos Ubicación: Barrio Jorge Salazar D-VI

XXXI

Tabla 46 Conteo vehicular tramo en estudio, Martes 05 Febrero 2019.




6:00 - 6:30 30 3 0 0 0 1 2 0 0 0 36

6:30 - 7:00 25 0 0 2 0 1 0 0 0 0 28

7:00 - 7:30 18 3 0 1 0 0 3 1 0 2 28

7:30 - 8:00 22 12 0 3 1 0 0 1 1 0 40

8:00 - 8:30 12 4 0 3 0 0 3 0 0 0 22

8:30 - 9:00 14 3 1 5 1 0 0 0 0 0 24

9:00 - 9:30 20 4 0 4 1 0 1 1 0 1 32

9:30 - 10:00 12 7 1 3 1 0 0 0 0 0 24

10:00 - 10:30 11 9 0 6 0 0 0 2 0 0 28

10:30 - 11:00 10 12 0 2 0 0 1 1 1 1 28

11:00 -11:30 16 11 1 3 1 0 0 0 0 0 32

11:30 -12:00 23 7 0 3 0 0 2 1 0 0 36

12:00 - 12:30 13 3 0 4 2 0 1 2 0 0 25

12:30 - 1:00 12 5 1 5 0 1 0 0 0 1 25

1:00 - 1:30 12 7 0 6 1 0 0 2 0 0 28

1:30 - 2:00 14 4 0 5 0 0 1 1 0 0 25

2:00 - 2:30 11 3 1 4 1 0 0 2 0 1 23

2:30 - 3:00 19 4 0 3 0 0 1 1 0 0 28

3:00 - 3:30 10 0 0 2 0 0 1 0 0 0 13

3:30 - 4:00 21 2 0 3 1 0 0 0 0 0 27

4:00 - 4:30 14 2 0 2 0 0 1 0 0 0 19

4:30 - 5:00 19 4 0 5 0 0 0 0 0 0 28

5:00 - 5:30 25 9 1 4 0 0 1 0 0 0 40

5:30 - 6:00 31 4 0 4 0 1 2 0 0 0 42

Total 414 122 6 82 10 4 20 15 2 6 681


MARTES 05-02-2019 (6:00 am - 6:00 pm)

Hora

TIPO DE VEHICULO

MOTOS


Total


XXXII

Tabla 47 Conteo vehicular tramo en estudio, Miércoles 06 Febrero 2019.




6:00 - 6:30 25 2 0 4 0 1 2 0 0 0 34

6:30 - 7:00 22 3 0 5 2 2 0 0 0 1 35

7:00 - 7:30 14 2 0 4 1 0 3 0 1 2 27

7:30 - 8:00 18 5 0 5 0 0 0 2 0 0 30

8:00 - 8:30 16 3 0 4 0 0 3 0 0 0 26

8:30 - 9:00 17 5 0 3 1 0 0 2 0 0 28

9:00 - 9:30 10 2 0 2 0 0 1 0 1 1 17

9:30 - 10:00 14 4 1 5 0 0 0 3 0 0 27

10:00 - 10:30 19 9 0 6 0 0 0 0 0 0 34

10:30 - 11:00 20 4 0 2 1 0 2 0 1 1 31

11:00 -11:30 14 3 0 4 1 0 0 2 0 0 24

11:30 -12:00 27 5 0 5 0 0 2 0 0 1 40

12:00 - 12:30 22 4 0 4 0 0 1 1 0 2 34

12:30 - 1:00 21 5 0 3 0 1 0 0 0 0 30

1:00 - 1:30 19 4 0 5 0 0 0 2 1 0 31

1:30 - 2:00 16 3 1 3 1 0 1 0 0 1 26

2:00 - 2:30 15 6 0 2 0 0 0 0 0 0 23

2:30 - 3:00 17 4 0 1 0 0 1 0 0 1 24

3:00 - 3:30 10 2 0 1 0 0 1 0 0 0 14

3:30 - 4:00 10 6 0 3 0 0 0 0 0 0 19

4:00 - 4:30 12 2 0 1 0 0 2 0 0 0 17

4:30 - 5:00 2 4 0 1 0 0 0 0 0 0 7

5:00 - 5:30 21 5 0 2 0 0 1 0 0 0 29

5:30 - 6:00 31 5 0 4 0 2 2 0 0 0 44

Total 412 97 2 79 7 6 22 12 4 10 651


MIERCOLES 06-02-2019 (6:00 am - 6:00 pm)

Hora

TIPO DE VEHICULO

MOTOS


Total


XXXIII

Tabla 48 Conteo vehicular tramo en estudio, Jueves 07 Febrero 2019.




6:00 - 6:30 32 3 0 3 0 0 2 0 0 0 40

6:30 - 7:00 25 5 0 0 0 0 0 0 0 1 31

7:00 - 7:30 18 4 0 0 0 0 1 1 0 2 26

7:30 - 8:00 12 3 0 4 1 0 0 1 0 0 21

8:00 - 8:30 16 4 0 1 0 0 2 0 0 0 23

8:30 - 9:00 12 3 0 2 1 0 0 0 0 0 18

9:00 - 9:30 17 6 0 1 1 0 1 1 0 1 28

9:30 - 10:00 16 4 1 4 1 0 0 0 1 0 27

10:00 - 10:30 14 4 0 2 0 0 0 1 0 0 21

10:30 - 11:00 15 2 0 6 0 0 1 1 0 1 26

11:00 -11:30 14 3 2 4 1 0 0 0 0 0 24

11:30 -12:00 15 3 0 4 0 0 2 1 0 1 26

12:00 - 12:30 20 4 0 5 2 0 1 2 1 2 37

12:30 - 1:00 14 3 0 2 0 1 0 1 0 0 21

1:00 - 1:30 17 6 0 4 1 0 0 2 0 0 30

1:30 - 2:00 21 4 1 3 0 0 1 1 0 1 32

2:00 - 2:30 17 2 0 2 1 0 0 2 1 0 25

2:30 - 3:00 19 3 0 1 0 0 1 1 0 2 27

3:00 - 3:30 15 4 0 0 0 0 0 0 0 0 19

3:30 - 4:00 17 2 1 5 1 0 0 0 0 1 27

4:00 - 4:30 16 4 0 0 0 0 2 0 0 0 22

4:30 - 5:00 12 3 0 4 0 0 0 0 0 0 19

5:00 - 5:30 20 8 0 3 0 0 1 0 0 0 32

5:30 - 6:00 28 5 0 2 0 0 1 0 0 0 36

Total 422 92 5 62 10 1 16 15 3 12 638


JUEVES 07-02-2019 (6:00 am - 6:00 pm)

Hora

TIPO DE VEHICULO

MOTOS


Total

Ubicación: Barrio Jorge Salazar D-VI Sentido: Ambos Sentidos

XXXIV

Tabla 49 Conteo vehicular tramo en estudio, Viernes 08 Febrero 2019.




6:00 - 6:30 24 4 0 5 0 2 2 0 0 0 37

6:30 - 7:00 29 3 0 1 0 1 0 0 0 0 34

7:00 - 7:30 12 5 0 0 0 0 3 0 0 0 20

7:30 - 8:00 35 8 2 2 0 0 0 2 0 0 49

8:00 - 8:30 14 6 0 3 1 0 3 0 0 1 28

8:30 - 9:00 17 7 1 3 0 0 0 2 2 0 32

9:00 - 9:30 19 6 0 4 0 0 1 0 1 1 32

9:30 - 10:00 18 5 1 2 1 0 0 2 0 0 29

10:00 - 10:30 13 8 0 4 0 0 0 0 2 0 27

10:30 - 11:00 11 7 1 2 0 0 1 0 0 1 23

11:00 -11:30 12 5 2 5 0 1 0 2 1 0 28

11:30 -12:00 14 7 1 4 1 0 2 0 0 0 29

12:00 - 12:30 17 3 0 5 0 2 1 1 0 1 30

12:30 - 1:00 15 4 3 2 0 0 0 0 0 0 24

1:00 - 1:30 17 7 0 3 0 0 0 2 0 0 29

1:30 - 2:00 14 6 1 3 0 0 1 0 0 1 26

2:00 - 2:30 13 9 0 2 0 0 0 0 0 0 24

2:30 - 3:00 10 13 1 3 0 0 1 0 0 1 29

3:00 - 3:30 8 2 0 2 0 0 1 0 0 0 13

3:30 - 4:00 17 8 1 4 0 0 0 0 0 1 31

4:00 - 4:30 9 3 0 1 0 0 1 0 0 0 14

4:30 - 5:00 12 11 0 3 0 0 0 0 0 1 27

5:00 - 5:30 26 7 1 3 0 0 1 0 0 0 38

5:30 - 6:00 25 9 0 4 0 2 2 0 0 0 42

Total 401 153 15 70 3 8 20 11 6 8 695


VIERNES 08-02-2019 (6:00 am - 6:00 pm)

Hora

TIPO DE VEHICULO

MOTOS


Total


XXXV

Tabla 50 Conteo vehicular tramo en estudio, Sábado 09 Febrero 2019.




6:00 - 6:30 21 6 0 3 0 3 3 0 0 0 36

6:30 - 7:00 32 4 0 1 1 2 0 0 0 1 41

7:00 - 7:30 26 7 0 4 1 0 3 0 0 2 43

7:30 - 8:00 18 6 1 1 0 0 0 2 0 0 28

8:00 - 8:30 27 9 0 2 0 0 3 0 1 0 42

8:30 - 9:00 20 4 0 5 0 0 0 2 0 0 31

9:00 - 9:30 15 6 1 4 0 0 2 0 0 1 29

9:30 - 10:00 17 6 0 6 1 0 0 1 0 0 31

10:00 - 10:30 26 2 1 4 0 1 0 0 1 0 35

10:30 - 11:00 19 3 0 5 1 0 2 0 0 1 31

11:00 -11:30 24 3 0 3 0 0 0 2 0 0 32

11:30 -12:00 21 5 0 7 1 0 2 0 0 1 37

12:00 - 12:30 22 7 1 4 0 1 2 1 0 2 40

12:30 - 1:00 23 6 0 3 1 0 0 0 1 0 34

1:00 - 1:30 11 4 0 4 0 0 0 2 0 0 21

1:30 - 2:00 20 2 1 5 1 0 1 0 0 1 31

2:00 - 2:30 19 5 0 4 0 0 0 0 0 0 28

2:30 - 3:00 14 3 1 3 0 0 2 0 0 2 25

3:00 - 3:30 10 2 0 2 0 0 1 0 0 0 15

3:30 - 4:00 17 3 0 5 0 0 0 0 0 1 26

4:00 - 4:30 18 1 0 3 0 0 3 0 0 0 25

4:30 - 5:00 22 5 1 5 1 0 0 0 0 0 34

5:00 - 5:30 20 7 0 3 0 1 2 0 0 0 33

5:30 - 6:00 24 8 0 6 0 2 2 0 0 0 42

Total 486 114 7 92 8 10 28 10 3 12 770


SABADO 09-02-2019 (6:00 am - 6:00 pm)

Hora

TIPO DE VEHICULO

MOTOS


Total


XXXVI

Tabla 51 Conteo vehicular tramo en estudio, Domingo 10 Febrero 2019.




6:00 - 6:30 12 0 0 1 0 2 2 0 0 0 17

6:30 - 7:00 18 1 0 2 0 1 0 0 0 1 23

7:00 - 7:30 21 3 0 0 0 0 3 0 0 1 28

7:30 - 8:00 15 3 1 9 1 0 0 2 0 0 31

8:00 - 8:30 24 1 0 7 0 0 3 1 0 0 36

8:30 - 9:00 22 8 0 8 1 0 0 2 0 0 41

9:00 - 9:30 25 7 1 4 2 0 1 0 2 1 43

9:30 - 10:00 14 4 0 7 1 2 0 2 0 0 30

10:00 - 10:30 15 3 1 5 0 0 1 0 0 0 25

10:30 - 11:00 12 4 0 6 0 0 1 0 2 1 26

11:00 -11:30 18 2 0 4 1 1 0 2 0 0 28

11:30 -12:00 27 6 0 9 0 0 1 0 0 1 44

12:00 - 12:30 25 7 0 5 2 0 1 1 0 1 42

12:30 - 1:00 14 6 0 7 0 3 0 0 0 0 30

1:00 - 1:30 24 9 1 8 1 0 0 2 0 0 45

1:30 - 2:00 12 6 0 4 0 2 1 0 0 1 26

2:00 - 2:30 16 5 0 7 1 0 0 0 0 0 29

2:30 - 3:00 22 4 0 3 0 2 1 0 1 1 34

3:00 - 3:30 28 7 0 1 0 0 1 0 0 0 37

3:30 - 4:00 29 5 1 2 1 0 0 0 0 2 40

4:00 - 4:30 22 6 0 3 0 0 1 0 0 0 32

4:30 - 5:00 24 7 0 6 0 0 0 0 0 1 38

5:00 - 5:30 14 3 0 2 0 3 1 0 0 0 23

5:30 - 6:00 11 1 0 2 0 2 2 0 0 0 18

Total 464 108 5 112 11 18 20 12 5 11 766


Hora

TIPO DE VEHICULO

MOTOS


Total

DOMINGO 10-02-2019 (6:00 am - 6:00 pm)Ubicación: Barrio Jorge Salazar D-VI Sentido: Ambos Sentidos

XXXVII

Tabla 52 Estación de Mayor Cobertura 401 Masaya-Granada

Fuente: Anuario de Aforos de Tráfico 2017, Ministerio de Transporte e Infraestructura MTI. Pág. 53

XXXVIII

Tabla 53 Estadísticas Macro Económicas Nicaragua

Año PIB / Millones T.C %

2012 10532.5 7.96

2013 10983 4.28

2014 11880.4 8.17

2015 12747.7 7.3

2016 13230.1 3.78

PROMEDIO 11874.74 6.30 %

Fuente: Anuario Estadístico, Banco Central de Nicaragua 2016 Pág. 40.

XXXIX

Tabla 54 Estadísticas crecimiento poblacional

Fuente: Instituto Nacional de Información de Desarrollo (INIDE) Anuario Estadístico 2017

Pág. 30.

XL

Tabla 55Tasa de Crecimiento en ECD-138 La Subasta – Aeropuerto

Fuente: Anuario de Aforos de Tráfico 2017, Ministerio de Transporte e Infraestructura MTI pág. 108

XLI

Tabla 56 Periodo de Diseño

Tipo de Carretera Periodo de Diseño

Urbana con altos volúmenes de tránsito 30 – 50 años

Interurbana con altos volúmenes de tránsito 20 – 50 años

Pavimentada con bajos volúmenes de tránsito 15 – 25 años

Revestida con bajos volúmenes de tránsito 10 – 20 años

Fuente: Guía para el diseño de estructuras de Pavimento, AASHTO, 1998

Tabla 57 Factor por Distribución por Dirección

Número de carriles en ambas direcciones FD

2 0.50

4 0.45

6 o mas 0.40


XLII

Tabla 58 Factor de Distribución por Carril


Tabla 59 Pesos de vehículos livianos

Fuente: Departamento de Pesos y Dimensiones, Dirección General de Vialidad, Ministerio de Transporte e Infraestructura MTI.

No. De Carril en Cada

Sentido

Porcentaje de W18 en el Carril de

Diseño

1 100

2 80 – 100

3 60 – 80

4 o mas 50 – 75

XLIII

Gráfico 10 Relación Aproximada entre las Clasificaciones del Suelo y sus Valores de Resistencia


4

132

XLIV

Iteraciones Para Cálculo de Espesor de Losa de Concreto Tabla 60 Esfuerzo Equivalente para pavimentos con apoyo lateral


XLV



PCI.

Sen = 304 - [(150 – 168.8) (304 – 289)] / (150 – 200) = 298.36

Tan = 255 - [(150 – 168.8) (255 – 241)] / (150 – 200) = 249.73


Relación de Esfuerzos Para eje Sen y Tan el factor de relación de esfuerzo serán los siguientes

respectivamente:

298

632= 𝟎. 𝟒𝟕 𝑬𝒋𝒆𝒔 𝑺𝒆𝒏

250

632= 𝟎. 𝟒𝟎 𝑬𝒋𝒆𝒔 𝑻𝒂𝒏

Análisis Fatiga:


Espesor de losa

en pulgadas

150

Sen Tan Trin

6 304 255 x


Espesor de losa

en pulgadas

200

Sen Tan Trin

6 289 241 x



Sen Tan

6 298 250

XLVI



0.47

0.40

Ejes sencillos

Ejes dobles

80,000

4,000,000

XLVII



XLVIII

Con los datos de espesor igual a 6” y un K igual a 168.8 PCI, se encuentran los


Sen = 2.95 - [(100 – 168.8) (2.95 – 2.90)] / (100 – 200) = 2.92

Tan = 3.02 - [(100 – 168.8) (3.02 – 2.92)] / (100 – 200) = 2.95

Tabla 63 Factores de Erosión para Pavimentos sin Pasa juntas y con Apoyo Lateral para K igual a 168.8



Sen Tan

6 2.92 2.95

Los valores obtenidos mediante interpolación fueron de 2.92 para ejes sencillos

y 2.95 para ejes tándem o dobles.

Análisis de Erosión:


Espesor

de losa

en

pulgadas

100

Sen Tan Trin

6 2.95 3.02 x


Espesor

de losa

en

pulgadas

200

Sen Tan Trin

6 2.90 2.92 x

XLIX



2.92

2.95

Ejes sencillos

Ejes dobles

185,000

700,000

600,000

500,000

L

Tabla 64 Análisis de Fatiga y Erosión para un espesor de 6 pulgadas

Proyecto Diseño de 880 metros lineales de pavimento rígido, Barrio Jorge Salazar Distrito

6, Managua Espesor final: 6 pulgadas Pasa juntas: no Módulo de reacción K: 168.8 pci Apoyo lateral: si

Módulo de ruptura MR: 632 psi Periodo de diseño (años): 20








% de Daño

1 2 3 4 5 6 7








17.6 18 63437 4000000 1.59% 700000 9.06%

22 22 265282 80000 331.60% 185000 143.40%





35.2 35 115340 Ilimitado 0 600000 19.22%

36.3 36 28835 Ilimitado 0 500000 5.77%


% Total Fatiga


177.45%


El porcentaje de fatiga corresponde al 333.19% y el de erosión igual a 177.45%,

considerando este espesor como no apropiado ya que sobre pasa los valores

límites.

LI



LII



PCI.

Sen = 248 - [(150 – 168.8) (248 – 236)] / (150 – 200) = 243.49

Tan = 210 - [(150 – 168.8) (210 – 198)] / (150 – 200) = 205.48

Tabla 66 Esfuerzo Equivalente para pavimentos con apoyo lateral para K igual a 168.8

Relación de Esfuerzos Para eje Sen y Tan el factor de relación de esfuerzo serán los siguientes

respectivamente:

243

632= 𝟎. 𝟑𝟖 𝑬𝒋𝒆𝒔 𝑺𝒆𝒏

205

632= 𝟎. 𝟑𝟐 𝑬𝒋𝒆𝒔 𝑻𝒂𝒏

Análisis de Fatiga:


Espesor de losa

en pulgadas

150

Sen Tan Trin

7 248 210 x


Espesor de losa

en pulgadas

200

Sen Tan Trin

7 236 198 x



Sen Tan

7 243 205

LIII



0.38

0.32

Ejes sencillos

Ejes dobles

7,000,000

LIV



LV

Con los datos de espesor igual a 7” y un K igual a 168.8 PCI, se encuentran los


Sen = 2.77 - [(100 – 168.8) (2.77 – 2.73)] / (100 – 200) = 2.74

Tan = 2.90 - [(100 – 168.8) (2.90 – 2.78)] / (100 – 200) = 2.82

Tabla 68 Factores de Erosión para Pavimentos sin Pasa juntas y con Apoyo Lateral para K igual a 168.8



Sen Tan

7 2.74 2.82

Los valores obtenidos mediante interpolación fueron de 2.74 para ejes sencillos y

2.82 para ejes tándem o dobles.

Análisis de Erosión:


Espesor de losa

en pulgadas

100

Sen Tan Trin

7 2.77 2.90 x


Espesor de losa

en pulgadas

200

Sen Tan Trin

7 2.73 2.78 x

LVI



2.74

2.82

Ejes sencillos

Ejes dobles

800,000

5,000,000

1,800,000

2,000,000

LVII

Tabla 69 Análisis de Fatiga y Erosión para un espesor de 7 pulgadas

Proyecto Diseño de 880 metros lineales de pavimento rígido, Barrio Jorge Salazar Distrito

6, Managua Espesor final: 7 pulgadas Pasa juntas: no Módulo de reacción K: 168.8 pci Apoyo lateral: si Módulo de ruptura MR: 632 psi

Periodo de diseño (años): 20








% de Daño

1 2 3 4 5 6 7








17.6 18 63437 Ilimitado 0 5000000 1.27%

22 22 265282 7000000 3.79% 800000 33.16%





35.2 35 115340 Ilimitado 0 2000000 5.77%

36.3 36 28835 Ilimitado 0 1900000 1.52%


% Total Fatiga


41.71%


El porcentaje de fatiga corresponde al 3.79% y el de erosión igual a 41.71%,

considerando este espesor como no apropiado ya que los valores están muy por

debajo del valor límites.

universidad nacional de ingenieria facultad de ...ribuni.uni.edu.ni/3543/1/94739.pdfdiseÑo de 880...

Documents