Universidad de Guayaquil

Facultad de Ciencias Matemticas y Fsicas

Carrera de Ingeniera Civil

TESIS DE GRADODe

INGENIERO CIVIL

TEMA: INDIVIDUAL

REHABILITACIN DEL CAMINO VECINAL DEL RECINTO 3 BOCA HASTA RECIENTO VITALLA - PROVINCIA DE LOS ROS, CON LA INCORPORACIN DE CARPETA ASFALTICA MECANICA DE SUELO, DRENAJE, IMPACTO AMBIENTAL.

AUTOR:

JORGE LUIS SAAVEDRA CASTRO.DIRECTOR:

Ing. Javier Crdova Rizo

Guayaquil Ecuador2015-2016

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL

La responsabilidad de los hechos, ideasY doctrinas expuestos en esta Tesis de Grado,

Corresponden exclusivamente al autor

(Artculo 11 del Reglamento Interno de la Facultad)

_________________________

JORGE LUIS SAAVEDRA CASTRO.

Autor.

DEDICATORIA

Dedico esta tesis a mis padres, Jos Adalberto Saavedra Cedeo, Blanca Mara Castro Cruza a mis Hermanos Wilmer Saavedra Castro, Jos Fabin Saavedra Castro: a mi familia entera mis amigos, a esta facultad y todos los ingenieros que guiaron este proceso de educacin, que creyeron en mis metas, gracias a todos,

AGRADECIMIENTO

Agradezco ante todo a Dios, por dotarme de inteligencia, voluntad y fortaleza para culminar esta carrera.

A mis padres por su amor respaldo y apoyo incondicional.

A mis y hermanos por tenerme paciencia.

A mis amigos que me empujaron a seguir estudiando sin importar los golpes que te da la vida.

Mi especial agradecimiento al MAESTRO Y AMIGO Sr Ing. Javier Crdova Rizo, director de tesis, por el valor de su experiencia para orientar mi trabajo

A la Facultad de Ciencias Matemticas y Fsica de la UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL, a mis profesores, por sus enseanzas y convivencias.

Al personal Administrativo y de Servicios por su amistad brindada.

LA RESPONSABILIDAD DE LOS

HECHOS, IDEAS Y DOCTRINAS

EXPUESTAS EN ESTA TESI

CORRESPONDEN AL AUTOR

JORGE LUIS SAAVEDRA CASTRO.

INDICE

2DEDICATORIA

8NDICE DE ILUSTRACIONES

10NDICE DE TABLAS

12CAPITULO 1

121.1 ANTECEDENTES HISTRICOS DE LA CONSTRUCCIN DE

12CARRETERAS

131.2 OBJETIVO

141.3 DESCRIPCIN DEL PROYECTO.

151.4 UBICACIN GEOGRAFICA DEL PROYECTO.

161.5 JUSTIFICACIN DEL PROYECTO.

17CAPTULO 2

172.1 RECONOCIMIENTO FSICO DEL REA DEL PROYECTO

182.2 MOVIMIENTO DE TIERRAS: DIAGRAMA DE MASAS

182.2.1 DETERMINACIN DE LOS VOLUMEN DE TIERRA ENTRE ESTACIN.

192.2.2 DIAGRAMA DE MASA

192.2.3 PROCEDIMIENTO PARA EL PROYECTO DE LA CURVA DE MASA

212.2.4 DIBUJO DE LA CURVA MASA

232.2.5 PROPIEDADES DE LA CURVA MASA

232.2.6 UTILIZACION DEL DIAGRAMA DE MASAS

242.2.7 LIMITACIONES DEL USO DEL DIAGRAMA DE MASAS

242.3 MAQUINARIA VIAL NECESARIA PARA SU CONSTRUCCIN

352.4 DRENAJE: Nociones hidrolgicas.

47Artculo I.Drenaje auxiliar

47Artculo II.Canales

48Artculo III.PROTECCIONES

482.5 SISTEMA DE ALCANTARILLADO Y SUS MODIFICACIONES

50CAPITULO 3

503.1 OBJETIVO DEL ESTUDIO

503.2 ALCANCE DEL ESTUDIO

513.3 TIPO DE VEHICULOS

533.3.1 DEFINICIONES GENERALES

533.3.2 CONTEO DE VEHICULOS

563.4 DEMANDA FUTURA.

583.5 PARAMETROS DE DISEO DE VIA (VITALLA TRES BOCAS)

593.5.1 PROYECCION DE (T.P.D.A.) ASIGNADO

593.5.2ANALISIS DEL FLUJO VEHICULAR

603.5.3 CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIO

613.6 CARACTERISTICAS NECESARIAS PARA EL DISEO VIAL.

65CAPITULO 4

654.1 INTRODUCCION

674.2 EVALUACION DE IMPACTO

674.2.1 GENERALIDADES

674.2.3OBJETIVOS

684.2.4 TRABAJO A REALIZAR

684.2.5 DIAGNOSTICO DEL MEDIO AMBIENTE.

704.3 ESPECIFICACIONES AMBIENTALES.

704.3.1 MARCO LEGAL AMBIENTAL Y CONSTITUCIONAL

864.4 SOLUCIONES PARA MINIMIZAR LOS IMPACTOS.

884.5 CONCLUCIONES AMBIENTALES.

90CAPITULO 5

905.1 ESTUDIO DE CAMPO.

905.2 ESTUDIO DE LABORATORIO

925.3 ANALISIS GRANULOMETRICO

925.3.1 ANALISIS SIN LAVADO

925.3.2 ANLISIS CON LAVADO (VA HUMEDA)

935.3.3 CLASIFICACION S.U.C.S.

965.3.4 GRUPO NOMBRES TPICOS DEL MATERIAL

1015.3.5 CLASIFICACION A.S.S.T.H.O.

1045.3.6 ENSAYO DE PROCTOR ESTANDAR

1055.3.7 LIMITES DE ATTERBERD LIMITE LIQUIDOS Y PLASTICOS

1075.4 CORTE DIRECTO

1075.4.1 ENSAYOS DE COMPRESION TRIAXIAL

1115.4.2 ENSAYO DE C.B.R.

1155.5 TIPOS DE SUELOS

1205.5.1 SUELOS ESPECIALES.

1215.5.2 HUMEDAD NATURAL

1225.6 LOCALIZACION DE LA CANTERA

1225.6.1 GRANULOMETRIA

1235.6.2 ESTRUCTURA DEL SUELO Y GRANULOMETRA

1255.6.3 PRINCIPALES PROPIEDADES DEMANDADAS POR EL INGENIERO.

131CAPITULO 6

1316.1 DISEO DEL PAVIMENTO METODO DE LA AASHTO.

1316.2 CONFIABILIDAD DEL DISEO.

1316.2.1 CONFIABILIDAD DEL DISEO (R%)

1326.3 DESVIACIN STANDARD (SO).

1326.4 COEFICIENTE DE DRENAJE (CD).

1326.5 SERVICIALIDAD (PSI).

1326.5.1 SERVICIALIDAD (PSI).

1326.5.2 SERVICIALIDAD FINAL (PT).

1326.5.3 SERVICIALIDAD INICIAL (PO).

1336.5.4 MODULO RESILIENTE (MR)

1336.6 DISEO DE LA ESTRUCTURA DE LA VA.

134CAPITULO 7

1347.1 INFORME TECNICOS

1347.1.1 PARMETROS DE DISEO

1347.1.2 CLASIFICACION DEL CAMINO: MOP .- CLASE 3

1357.2 ENSAYOS DE SUELOS

1357.3 TOPOGRAFA

1357.4 MATERIALES

1357.5 ESPECIFICACIONES

1357.5.1 OBJETIVO

1367.5.2 GENERALIDADES

1367.6 RECOMENDACIONES

1367.6.1 RECOMENDACIONES AMBIENTALES

1377.6.2 RECOMENDACIONES PARA LA FASE CONSTRUCTIVA

1377.6.3 RECOMENDACIONES PARA LA FASE DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO

138ANEXOS

138ANEXO 1: Norma DE Calidad Ambiental Y DE DESCARGA DE EFLUENTES: Recurso AGUA

138Artculo IV.

138Artculo V.Objeto

138Artculo VI.

139ANEXO 2: Norma De Calidad De Aire Ambiente.

139Artculo VII.

139Artculo VIII.Objeto

139ANEXO 3: Norma De Calidad Ambiental Del Recurso Suelo Y Criterios De Remediacin Para Suelos Contaminados.

139Artculo IX.Objeto

140BIBLIOGRAFIA

NDICE DE ILUSTRACIONESCaptulo 115Fig. 1. 1

16Fig. 1. 2

17Fig. 1. 3 Recorrido Realizado al lugar del proyecto

Captulo 243Fig. 2. 1 Dimensiones de Cunetas

44Fig. 2. 2 Partes Principales de una Alcantarilla

45Fig. 2. 3 Partes Principales de una Alcantarilla

46Fig. 2. 4 Grfico Formula de Talbot

Captulo 352Figura 3. 1 Tipos de Vehculos

53Figura 3. 2

60Figura 3. 3 Representacin Porcentual de Trfico

Captulo 488Figura 4. 1

Captulo 590Figura 5. 1 Toma de Muestras para Estudio de Suelos

91Figura 5. 2 Procedimientos para

95Figura 5. 3

96Figura 5. 4 Detalle De Clasificacin en la Zona de LL < 30y el IP < 10

103Figura 5. 5 Carta de Plasticidad AASHTO

105Figura 5. 6 Estados de consistencia de un suelo

115Figura 5. 7 Granos aislados Estructura dispersa Estructura floculada

116Figura 5. 8

116Figura 5. 9

116Figura 5. 10 Tipos de falla por discontinuidades en roca

124Figura 5. 11

127Figura 5. 12 Hidrmetro

131Figura 5. 13 Representacin Curva Granulomtrica

NDICE DE TABLASCaptulo 237Tabla 2. 1 Tabla de valores del coeficiente de escurrimiento directo C

42Tabla 2. 2 Diseo de cuneta

47Tabla 2. 3 tabla de valores Coeficiente C

Captulo 359Tabla 3. 1 Proyeccin de (T.P.D.A)

59Tabla 3. 2 Flujo Vehicular

60Tabla 3. 3 Tabla de Clasificacin M.T.O.P

63Tabla 3. 4

64Tabla 3. 5 Tabla de Velocidad de circulacin promedio

Captulo 4

77Tabla 4. 1 Lmites de Descarga al Sistema De Alcantarillado Pblico

80Tabla 4. 2 CRITERIOS DE CALIDAD DE SUELO

82Tabla 4. 3 CONCENTRACIONES DE CONTAMINANTES COMUNES QUE DEFINEN LOS NIVELES DE ALERTA, DE ALARMA Y DE EMERGENCIA EN LA CALIDAD DEL AIRE

83Tabla 4. 4 MTODOS DE MEDICIN DE CONCENTRACIONES DE CONTAMINANTES COMUNES DEL AIRE

Captulo 5

91 Tabla 5. 1 Ensayos Y Procedimientos

93Tabla 5. 2 Prefijos Suelos Granulares

93Tabla 5. 3 Sufijos Suelos Granulares

94Tabla 5. 4 Prefijos Suelos finos

94Tabla 5. 5 Sufijos Suelos Finos

98Tabla 5. 6 Tabla de Caractersticas y uso de los suelos (Grupo del SUCS)

102Tabla 5. 7 Caractersticas de Suelo (Segn AASHTO)

107Tabla 5. 8 Valores Tpicos de Consistencia de Suelos

124Tabla 5. 9

129Tabla 5. 10

CAPITULO 1 1.1 ANTECEDENTES HISTRICOS DE LA CONSTRUCCIN DE

CARRETERAS

Desde hace cientos de aos y dada las crecientes necesidades de la humanidad, la construccin de vas de comunicacin ha sido uno de los primeros signos de civilizacin avanzada. A medida que las ciudades de las primeras civilizaciones incrementaron de tamao y densidad de poblacin, la necesidad de comunicacin con otras regiones se torn cada vez ms necesaria. Las necesidades de hacer llegar suministros alimenticios o transportarlos a otros consumidores impulsaron sin duda al desarrollo de la construccin de caminos y carreteras.

Los romanos fueron grandes constructores de carreteras. Eran construidas en secciones rectas y planas, evitando obstculos como colinas y pantanos. Su construccin variaba para adaptarse a las condiciones locales, pero en su mayora se componan de cimientos de piedras grandes (statumen), cubiertas con piedras pequeas (rudus), luego le agregaban grava (nucleus) para el drenaje, cubierto a veces con un empedrado (pavimentum). Todo esto formaba un terrapln elevado con desages de los dos lados, lo suficientemente ancho como para que pasen dos carruajes, y tan fuerte como para que muchas carreteras hayan sobrevivido hasta nuestros das.

Parte de los 7600 km de camino que construyeron para mantener comunicado su imperio an permanecen intactos. Sin sus carreteras, los romanos nunca hubieran podido gobernar un territorio tan vasto como el Imperio Romano.El camino Fosse y las calles Watling y Ermine de Gran Bretaa, eran todas carreteras romanas.

1.2 OBJETIVO

DETERMINACION DE PLANOS CONSTRUCTIVOS Los objetivos ms importantes a ser considerados en este proyecto son:

Rectificar y mejorar el trazado geomtrico.

Evaluar el sistema de drenaje.

Diseo del pavimento a usarse.

Evaluacin y mitigacin de Impactos Ambientales Otros objetivos planteados y que pretende lograr a travs de la rehabilitacin de esta carretera, a continuacin detallo:

De carcter vial que se ha propuesto, es dotar de una red vial acorde a las necesidades actuales del incremento de vehculos que ao tras ao se ha venido suscitando, ya sea por el cambio del parque automotor, como por la necesidad de integrar ms zonas a la produccin agropecuaria que redundara en el beneficio del pueblo ecuatoriano por la libre competencia de la oferta y la demanda de los productos obtenidos en el campo.

Incrementar el proceso de integracin socio-econmica de las poblaciones que se beneficiarn directa o indirectamente el proyecto.

Impedir la migracin de los habitantes del rea de influencia del proyecto hacia las grandes urbes.

Promover el turismo para que constituya otra fuente de ingresos para los ecuatorianos.

Los objetivos particulares y especficos dentro del Informe comprenden los siguientes aspectos:

Anlisis y estudio en el campo de una rectificacin al trazado de la carretera existente y disminuyendo los porcentajes de las gradientes longitudinales.

La seleccin de la seccin tpica ms idnea juega un papel predominante en esta etapa, por lo que tambin ser un motivo de anlisis el ancho de la calzada en nmero de carriles.

Anlisis y diseo de alternativas en cuanto al tipo y estructura del pavimento a implementarse en la va, aplicando nuevas tecnologas que permitan disminuir los costos de construccin y mantenimiento.

El resultado de este anlisis nos permitir la seleccin de la solucin econmicamente ms conveniente para la Rehabilitacin de la carretera, de tal forma que le permita al sector contar con una carretera de infraestructura vial estable, eficaz, confiable y permanente, capaz de resistir los embates de la naturaleza ante la eventualidad de fenmenos cclicos. 1.3 DESCRIPCIN DEL PROYECTO.

La cabecera Cantonal Montalvo se encuentra ubicada al sur este de la provincia de los ros, a 35 km. de la capital provincial de Babahoyo, a 72 metros sobre el nivel del mar, su extensin territorial alcanza a 364,4 km2 (36440 hectreas).

Sus lmites son: NORTE: desde la desembocadura del rio La Mona en el rio San Pablo, ESTE, lmite de las provincias de Los Ros y Bolvar, SUR y OESTE: Desde el cruce de la va principal San Jos del Tambo Montalvo

Especficamente la va en estudio se desarrolla desde la VIA DEL RECINTO TRES BOCAS HASTA RECINTO VITALLA TENIENDO UN DESARROLLO DE 4+408, tal como se indica en el plano de ubicacin general de la va.

Hidrogrficamente por el proyecto atraviesa el rio las garzas respetando las cotas de los puentes cotas deben de respetarse planos, los terraplenes construidos forman un represamiento de las aguas de los sectores en donde no existen estos esteros, por lo que es necesaria la construccin de alcantarillas en la lnea de la va en estudio.1.4 UBICACIN GEOGRAFICA DEL PROYECTO.

Croquis de ubicacin del camino vecinal del recinto tres Bocas Vitalla.

Fig. 1. 11.5 JUSTIFICACIN DEL PROYECTO.

La presente tesis tiene como finalidad aplicar los conocimientos adquiridos o a lo largo de nuestra formacin profesional, con el fin de beneficiar al casero Tres Boca, Vitalla con la elaboracin del estudio y diseo para la rehabilitacin de la carretera que actualmente se encuentra en mal estado.

Fig. 1. 2CAPTULO 2

2.1 RECONOCIMIENTO FSICO DEL REA DEL PROYECTOEl proyecto est ubicada en la provincia de Los Ros, la misma que est conformada por una topografa prcticamente plana, tiene una longitud de 4km + 408m, esta obra permitir descongestionar el trfico que en la actualidad se presenta en la poblaciones Tres Boca y Vitalla. Por tratarse de un paso nuevo, el diseo geomtrico tanto en planta como en perfil fue elaborado considerando las normas de diseo geomtrico del MTOP.

Fig. 1. 3 Recorrido Realizado al lugar del proyecto

2.2 MOVIMIENTO DE TIERRAS: DIAGRAMA DE MASAS

Las Cotas de proyecto de rasante y subrasante de la obra de pavimentacin establecen la necesidad de modificar el perfil natural del suelo, siendo necesario en algunos casos rebajar dichas cotas, y en otros casos elevarlas. Una operacin completa del movimiento de tierra, exige de siete operaciones elementales:

Excavacin de los materiales.

Extraccin de los materiales.

La carga de los materiales para su transportacin.

La descarga o amontonamiento del material en terraplenes.

El espaciamiento o extensin del material en los terraplenes.

Por lo antes expuesto se convierte en asunto de especial importancia en la construccin de proyecto viales, el clculo de los volmenes de tierra a mover, segn las experiencias, el 50% de monto total de una obra vial, corresponde a la actividad de movimiento de tierra, por ello la mayor exactitud en la obra es de inters para el dueo de la obra como para el constructor de la misma.2.2.1 DETERMINACIN DE LOS VOLUMEN DE TIERRA ENTRE ESTACIN. Calculo de Volmenes.- Con el rea de cada una de las secciones se integran los volmenes por el mtodo del promedio de reas extremas sumando dos reas de secciones contiguas, promedindolas y multiplicndolas por la mitad de las distancias entre ambas.

Movimiento de Terraceras.- Esta fundamental en los volmenes a mover en relacin a las distancias de acarreo, para ello intervienen diferentes conceptos de los cuales depender la economa del proyecto.

a) Acarreo libre.- Es la distancia a la que se hace el movimiento de un volumen sin requerir de trabajos elaborados o en el caso de contratos sin llegar a un pago adicional.b) Sobre Acarreo.- Es el trasporte de los materiales a una distancia mayor a la del acarreo libre y se obtiene multiplicando el volumen a mover por las distancias que hay del centro de gravedad del corte de gravedad del terrapln; de acuerdo a la distancia que se tenga que mover se puede hacer con camin o maquinaria.c) Prstamo lateral.- La diferencia que se necesita para formar un terrapln al no compensarlo con un corte requerir de un volumen adicional, denominado prstamo que se obtendr de la parte lateral del camino.d) Prstamo de Banco.- Se presenta en las mismas condiciones que el anterior solo que por la calidad del material o por no encontrarlo sobre el camino se utilizara de un lugar segn convenga, por lo general este acarreo se realizara con camiones.

2.2.2 DIAGRAMA DE MASALa curva masa busca el equilibrio para la calidad y economa de los movimientos de tierra, adems es un mtodo que indica el sentido del movimiento de los volmenes excavados, la cantidad y la localizacin de cada uno de ellos.

Las ordenadas de la curvas resultan de sumar algebraicamente a una cota arbitraria inicial el valor del volumen de un corte con signo positivo y el valor del terrapln con signo negativo; como abscisa se toma el mismo cadenamiento utilizado en el perfil.

Los volmenes se corrigen aplicando un coeficiente de abundamiento a los cortes o aplicando un coeficiente de reduccin para el terrapln.

2.2.3 PROCEDIMIENTO PARA EL PROYECTO DE LA CURVA DE MASA

Se proyecta la subrasante sobre el dibujo del perfil terreno.

Se determina en cada estacin, o en los puntos que lo ameriten, los espesores de corte o terrapln.

Se dibujan las secciones transversales topogrficas (seccione de construccin).

Se dibuja la plantilla del corte o del terrapln con los taludes escogidos segn el tipo de material, sobre la seccin topogrfica correspondiente, quedando as dibujadas las secciones transversales del camino.

Se calculan las reas de las secciones transversales del camino por cualquiera de los mtodos ya conocidos.

Se calculan los volmenes abundando los cortes o haciendo la reduccin de los terraplenes, segn el tipo de material y mtodo escogido.

Se dibuja la curva con los valores anteriores. Procedimientos optativos para el clculo del diagrama de masas.

Otros autores presentan diferentes procedimientos para el clculo del diagrama de masa, los que se detallan a continuacin:

Clculo del diagrama de masas por el procedimiento de abundar los cortes.

Los volmenes de corte de cada estacin se multiplican por un coeficiente mayor que la unidad que corresponden al abundamiento que sufrirn el material.

Los volmenes de los terraplenes no sufrirn modificaciones.

Al calcular los sobreacarreos habr que tomar los volmenes sobreacarreados del material compacto. Para esto, se dividir la ordenada del volumen sobreacarreado entre el coeficiente usado.Clculo de la curva masa para el procedimiento de corregir los volmenes de los terraplenes

Los volmenes de los cortes en este caso no sufrirn modificaciones, en cambio los volmenes de los terraplenes se multiplicaran por el coeficiente generalmente menores 1que la unidad para convertirlos en volmenes compactos.

Con este procedimiento los volmenes sobreacarreados quedan a base de material compacto.

Clculo de la curva masa por el procedimiento de abundar los terraplenes.

Consiste en afectar los volmenes de relleno por un coeficiente de abundamiento del material excavado este coeficiente generalmente es proporcionado por los laboratorios de suelo. Como resultado se obtiene que los volmenes de relleno sean mayores a los calculados inicialmente. Esto se debe a que el volumen necesario del lugar, donde se va a rellenar para luego ser compactado, es mayor que el volumen suelto. 2.2.4 DIBUJO DE LA CURVA MASASe dibuja la curva masa con las ordenadas en el sentido vertical y las abscisas en el sentido horizontal utilizando el mismo dibujo del perfil.

Cuando esta dibujada la curva se traza la compensadora que es una lnea horizontal que corta la lnea en varios puntos.

Podrn dibujarse diferentes alternativas de lnea compensadora para mejorar los movimientos, teniendo en cuenta que se compensan ms los volmenes cuando la misma lnea compensadora corta ms veces la curva, pero algunas veces el querer compensar demasiad los volmenes, provoca acarreos muy largos que resultan ms costosos que otras alternativas.

En el dibujo del diagrama de masas se presentan dos casos de discontinuidad:

Cerca de las proximidades de un puente, el material de corte se lo hubiera, no puede ser transportado hacia el otro lado del rio a menos que hubiera un puente provisional o un desvo, en este caso la ordenada de la curva queda en el aire, as es que si no ha compensacin, este material tendra que botarse y tomarse como un desperdicio extra.

En el caso de la curva se haya dibujado en un tramo largo y posteriormente se detecte que en un tramo intermedio no hay balance de suelo y se tenga que subir o bajar la subrasante, se deja un corte en la curva en el sitio hasta donde no hay perturbacin, se efectan de nuevo los clculos y se hace el balance. Si se logra el balance en un nuevo tanteo se coloca la ordenada de la ltima estacin perturbada y se coloca una ecuacin de masas.

Determinacin del desperdicioCuando la lnea compensadora no se puede continuar y existe la necesidad de iniciar otra, habr una diferencia de ordenadas.

Si la curva masa se presenta en el sentido del cadenamiento en forma ascendente la diferencia indicara el volumen de material que tendr que desperdiciarse lateralmente al momento de la construccin, por lo regular resultan muy costosos.

Determinacin de acarreo libre:Se corre horizontalmente la distancia de acarreo libre 600 metros, de tal manera que toque dos puntos de la curva, la diferencia de la ordenada de la horizontal al punto ms alto o ms bajo de la curva, es el volumen.

Determinacin del sobre acarreo:

Se traza una lnea en la parte media de la lnea horizontal compensadora y la lnea horizontal de acarreo libre.

Se diferencia de abscisas X B ser a distancia a la que hay que restarle el acarreo libre para obtener la distancia sobre acarreo convertida en estaciones y aproximada al dcimo.

El volumen se obtendr restando la ordenada de la lnea compensadora A B a la de la lnea de acarreo libre a-b.

Subrasante econmica:

Es aquella que ocasiona el menos costo de la obra, entendindose como el resto, la sima de las erogaciones ocasionadas durante la construccin y por la operacin y conservacin del camino una vez ms abierto al trnsito.2.2.5 PROPIEDADES DE LA CURVA MASA

La curva crece en el sentido del cadenamiento cuando se trata de cortes y decrece cuando predomina el terrapln.

En las estaciones donde se presenta un cambio de ascendente a descendente o viceversa se presentara un mximo o un mnimo respectivamente.

Cualquier lnea horizontal que corta a la curva en dos extremos marcara dos puntos con la misma ordenada de corta y terrapln indicando as la compensacin en este tramo por lo que sern iguales los volmenes de corte y terrapln. Esta lnea se denomina compensadora y es la distancia mxima para compensar un terrapln con un corte.

La diferencia de ordenada entre dos puntos indicara la diferencia de volumen entre ellos.

El rea comprendida entre la curva y una horizontal cualquiera, representa el volumen por la longitud media de acarreo.

Cuando la curva se encuentra arriba de la horizontal el sentido del acarreo de materiales es hacia adelante, y cuando la curva se encuentra abajo el sentido es hacia atrs, teniendo cuidado que la pendiente de camino lo permita.2.2.6 UTILIZACION DEL DIAGRAMA DE MASAS

El proyectista lo utiliza para:

Comparar alternativas y escoger la subrasante ms econmica.

Para seleccionar el equipo ms econmico.

Determinar los sobreacarreos y seleccin adecuada de los bancos de prstamo.

El contratista lo utiliza para:

Distribucin del equipo.

Determinar el sentido de los movimientos.

Cuantificar los volmenes movidos.2.2.7 LIMITACIONES DEL USO DEL DIAGRAMA DE MASASEl diagrama no puede ser aplicado o no es de mucha utilidad, cuando la subrasante est obligada a proyectarse en determinada forma por circunstancias especiales tales como:

En terrenos planos en que la superficie natural se aproxima mucho a la subrasante, el diagrama presenta una pendiente negativa pronunciada demandando grandes volmenes de prstamos.

En terrenos en los que la subrasante debe tener cierta altura para quedar a salvo de las inundaciones o de la humedad que por capilaridad puede llegar a perjudicarse las terraceras.

En terreno en donde es necesario alojar la carretera en firme.

En aquellos tramos de la carretera con pendiente mxima sostenida; donde las excavaciones son excesivas y dificultosas.

En los accesos a puentes.

En las intersecciones a nivel.

En la utilizacin del diagrama de masa, para el anlisis de movimiento de tierra de determinado proyecto, se debe tener cuidado en considerar la capa de suelo natural (oscila entre 5 y 10 centmetros), ya que esto representa grandes volmenes de corte; que generalmente no se toma en cuenta, convirtindose en una desventaja del mtodo.

Los valores del Diagrama de la Curva de Masa se indican en el cuadro adjunto con su respectivo grfico. 2.3 MAQUINARIA VIAL NECESARIA PARA SU CONSTRUCCININTRODUCCION

Los altos costos de la construccin de proyectos de obras horizontales, exigen que se tenga la mayor precisin en los clculos de cantidades de obras, ya que el menor detalle puede afectar la aceptacin o denegacin de estos.

Segn los constructores y consultores de obras viales, de acuerdo a la experiencia, la actividad de movimiento de tierra en los proyectos horizontales, oscila cerca del 50 % del costo total del mismo. Por lo anterior, tanto el supervisor, que representa al dueo del proyecto en la obra, as como el contratista que ejecuta la misma, deben tener sumo cuidado al momento de determinar los diferentes volmenes que sern excavados, removidos, acarreados, compactados y hasta retirados de la obra, segn sea el caso.

La ciencia de la ingeniera, ha determinado varios mtodos para el clculo de los volmenes de tierra, siendo uno de los ms aplicados en el Diagrama de Masa, que presenta muchas ventajas, siempre y cuando sea bien interpretado (uno de los objetivos de este mtodo es reducir al mximo los movimientos de tierra, mediante la realizacin de compensacin de volmenes).

Otro aspecto de gran importancia al momento de ejecutar un proyecto carretero es la seleccin del equipo adecuado para la realizacin de las diferentes actividades, ya que de no tomarse en cuenta, incrementa los costos (que afectan directamente a la economa del constructor), adems de provocar retrasos respecto al periodo de ejecucin, no olvidemos la mala distribucin del equipo puede tambin, provocar una aceleracin del deterioro del mismo.

EQUIPO DE CONSTRUCCION PARA OBRAS VIALES

Las mquinas de gran potencia sirven de apoyo en la ejecucin de obras viales (carretera), mayormente en la preparacin de terreno, excavacin o terraza, estas actividades son: limpieza, corte, traslado de material, compactacin, etc.

Se recurre a las maquinas o equipos para la ejecucin de movimiento de tierra teniendo en cuenta todos los elementos del precio, recordemos que las labores de movimiento de tierra, constituyen el 50% del monto total de los proyectos, aproximadamente.

Las maquinas se imponen tambin prescindiendo de las cuestiones econmicas, cuando los volmenes de obra diaria a realizar para satisfacer los programas, son altos.

En los proyectos que se emprenden actualmente, las maquinas se imponen, teniendo en cuanta que el movimiento de tierra debe ser de una manera rpida y eficiente as como la calidad de la terraza donde irn los cimientos de la obra.CLASIFICACION DE EQUIPOS DE CONSTRUCCION

Existen bsicamente dos clases de equipos o maquinarias para la construccin:

Equipo o maquinaria estndar

Es aquel tipo de maquinaria especializada que se fabrica en serie, de la cual existe en el mercado variedad de modelos, tamaos y formas de trabajo, las que se adecuan a diversas labores, tienen la ventaja adicional de que para ellas normalmente existen repuestos y su operacin es relativamente estndar.

Equipos o maquinaria especial

Son aquellos que se fabrican para ser usados en una sola obra de caractersticas especiales o para un tipo de operacin especfica, es decir, que su origen est en una necesidad puntual que es satisfecha mediante su diseo y construccin.Otra forma de clasificar los equipos de construccin, es atendiendo a la actividad que desempean en el desarrollo de la obra, por lo que se divide en: Equipos de excavacin y movimiento de tierras

Los equipos de excavacin y movimiento de tierra en su mayora componen la familia de palas y excavadoras, las que se desarrollaron a partir de la creacin de una maquina mecnica (alrededor de 1836) que duplico el movimiento y efectividad del trabajo de un hombre cavando con una pala de mano. Entre ellos tenemos: Tractor, Buldzer, Cargadir frontal, Pala mecnica, Draga, Retroexcavadora, Zanjadora.

Equipos de transporte horizontal de materialesSe considera dentro de este grupo a todos aquellos equipos destinados al acarreo de material dentro de una obra. Entre estos se cuentan: Camiones, Dumpers, MotoTraillas, Cintas transportadoras, Trenes.

Equipos de transporte vertical de materiales

El principal equipo de transporte vertical de materiales es la gra, que se usa para alzar, bajar y transportar carga de un punto a otro dentro de la zona de trabajo, existen gras fijas o mviles, hidrulicas, telescpicas y con pluma la que se reconoce como un tipo de torres y es la que se usa ms en construccin.

Equipos de compactacin y terminacin La compactacin es el proceso de incrementar la densidad de un suelo mediante la aplicacin de fuerzas mecnicas. Las cuatro fuerzas que se usan para compactar son: carga esttica, vibracin, impacto y amasado.

Como equipos de compactacin se incluyen los siguientes: Placas compactadoras vibratorias y compactadores neumticos, Rodillos lisos, Rodillos neumticos, Rodillos pata de cabra.

Equipos de produccin de hormign Entre estos equipos podemos mencionar: Plantas mezcladoras, Batoneras, Camiones mixer, Bombas, Vibradores.

Otros equipos y herramientas Son los equipos que sirven como accesorios para los equipos, para que estos puedan desempear otras funciones, entre ellos tenemos: Comprensores de aire (estacionaria Mvil o Porttil), Bombas de agua, martinetes, perforadores.

Una empresa que tenga u mdulo como el detalla anteriormente, sera ideal para ejecutar cualquier obra vial. TIPOS DE MAQUINARIA VIAL

Detallaremos un poco ms acerca de las maquinas que comnmente son utilizadas para la ejecucin de obras viales, as sea para el movimiento de tierra, compactacin, corte excavacin u otra actividad, siendo los siguientes.BULLDOZERS O TOPADORAS

Definicin.-

Mquina para el movimiento de tierra con una gran potencia y robustez en su estructura, diseado especialmente para el trabajo de corte (excavando) y al mismo tiempo empuje con la hoja (transporte): en esta mquina son montado diversos equipos para poder ejecutar su trabajo, adems, debido a su gran potencia, tiene la posibilidad de empujar o apoyar a otras mquinas cuando estas lo necesiten (Ej. Una mototrailla).

Estas mquinas se utilizan durante el proyecto de construccin en operaciones tales como: limpieza del terreno de rboles y maleza, apertura de brechas en terrenos rocosos, movimientos de tierra en estanques, cortes carreteros u otros, esparcimiento de rellenos de tierra y limpieza de escombros en sitios de construccin. Algunos modelos poseen un rooter o diente escarificador, que permite la remocin de roca o terrenos duros.

Clasificacin por su envergadura

Pequeos

Medianos

Grandes

Por la forma en que mueve si hoja

Tildozer

Push dozer

Angledozer

Tipdozer

De acuerdo a la forma de rodamiento:

Sobre cadena

Sobre neumtico (bastidor rgido o articulado)

Especificaciones tcnicas de modelos Caterpillar, Tractores de cadena pequeos

Potencia hp: 78 a 100

Cilindrada: 4,998 cm3

Peso kg: 7,640 a 8,821

Tractores de cadena medianos

Potencia hp: 110 a 140

Peso kg: 13,100 a 27,776

Tractores de cadena grandes

Potencia hp: 305 a 850

Peso kg: 37,580 a 111,590

Tractores neumticos medianos

Potencia hp: 220 a 440

Radio de giro: 9.91m

Peso kg: 18,611 a 46,355

Tractores neumticos grandes

Potencia hp: 625 a 850

Radio de giro: 12.5 a 17Algunas diferencia entre tractor de oruga y uno neumtico

ORUGAS NEUMATICOS

Mayor traccin (fuerza) En un ro se deteriora la oruga No deteriora el pavimento Tiene que ser transportado en un camin Se desestabiliza ms rpido Funciona bien en grandes volmenes de tierra Trabaja menor en un ro, suelos granulares, dunas Trabaja bien en suelos arcillosos, mojados Con fango patina Distancia mxima econmica = 100mt. Distancia mxima econmica = 150 180mt.Velocidades mximas de avance y retroceso de un tractor de cadena CATERPILLAR modelo D9N:

Velocidad mxima de avance: 12,1 k/h Velocidad mxima de retroceso: 14,9 k/MOTONIVELADORADefinicin: Maquina muy verstil usada para mover tierra u otro material suelto.

Su funcin principal es nivelar, modelar o dar la pendiente necesaria al material en que se trabaja. Se considera como una mquina de terminacin superficial. Su versatilidad est dada por los diferentes movimientos de la hoja, como por la serie de accesorios que puede tener.

Puede imitar todos los tipos de tractores, pero su diferencia radica en que la motoniveladora es ms frgil, ya que no es capaz de aplicar la potencia de movimiento ni la de corte del tractor. Debido a esto es ms utilizada en tareas de acabado o trabajos de precisin.La motoniveladora permita:

Extender y nivelar materiales sueltos.

Excavar las cunetas de una carretera, llevando los materiales extrados hacia el eje de la carretera despus de nivelarlos.

Regularizar los taludes de una excavacin, nivelando los materiales extrados sobre el fondo.

Conservar las pistas seguidas por las mquinas de movimiento de tierra. En arrancar mediante escarificador y eliminar los elementos demasiados gruesos mediantes rastrillos para rocas.EXCAVADORAS

Definicin.- Maquina autopropulsada sobre ruedas o cadenas con una superestructura capaz de efectuar una rotacin de 360, que excava, carga, eleva, gira y descarga materiales por la accin de una cuchara fijada a un conjunto de pluma y balance, sin que el chasis o la estructura portante se desplace.

La definicin anterior, precisa que si la maquina descrita no es capaz de girar su superestructura una vuelta completa (360), no es considerada como excavadora. La precisin de los planos de trabajo, tales como pluma, balance, estructura, portante, etc.; fija y unifica los criterios unificadores.Clasificacin de las excavadoras

Por su accionamiento:

Excavadoras de cable o mecnicas. Excavadoras hidrulicas.Por su sistema de traslacin:

Excavadoras montadas sobre cadenas (orugas) Excavadoras montadas sobre ruedas (neumticos)Se utiliza mucho tambin para el trabajo en zanjas en el que trabaja retrocediendo. Adems a esta mquina se le pueden adaptar segn la capacidad, otros accesorios para desempear otras labores, tal es el caso de los martinetes que se ubican en vez del cucharon, lo que permite al equipo, realizar labores de excavacin en suelos rocosos.RETROEXCAVADORAS

Definicin: maquina autopropulsada, la que se caracteriza por su versatilidad y la ventaja de trabajar en espacios reducidos. Esta mquina, se encuentra montada sobre ruedas con bastidor especialmente diseado que porta a la vez, un equipo de carga frontal y otro de retroexcavacin trasero, de forma que pueden ser utilizados para trabajos de excavacin y carga de material.RETROEXCAVADORAS CARGADORES FRONTALES

Definicin: El cargador frontal es un equipo tractor, montado en orugas o en ruedas, que tiene un cucharon de gran tamao en su extremo frontal.

Los cargadores son equipos de carga, acarreo y eventualmente excavacin en el caso de acarreo solo se recomienda realizarlo en distancias cortas.

El uso de cargadores da soluciones modernas a un problema de acarreo y carga de materiales, con la finalidad de reducir los costos y aumentar la produccin. En el casi de excavaciones con explosivos, la buena movilidad de este le permite moverse fuera del lugar de voladura rpidamente y con seguridad; y antes de que el polvo del explosivo se disipe, el cargador puede estar recogiendo la roca regada y preparndose para la entrega del material.

Originalmente los tractores cargados solo tenan movimiento de giro del cucharon y vertical a lo largo de un marco que le serva de gua al cucharon, que se colocaba en la parte delantera del tractor. Cuando el cucharon estaba a nivel del piso, el tractor avanzaba hacia adelante y este se introduca en el material para cargar; despus se suba el a base de cables y poleas accionadas por una toma de fuerza de motor del tractor, y con el cucharon en esta posicin, el tractor se mova hasta colocarlo en la parte superior del vehculo, que se deseaba cargar y se dejaba que el cucharon girara por el peso del material, y del mismo aflojando uno de los cables de control.

Los cucharones del cargador frontal varia en tamao desde 0.19 m3 hasta modelos de 19.1 m3 de capacidad, colmado. El tamao del cucharon est estrictamente relacionado con el tamao de la mquina.

Algunos modelos de pala pueden utilizar diversos accesorios que la conviertan en una mquina de trabajo de utilidad mltiple.

Pala cargadora para trabajo normal.

Pala retroexcavadora para trabajo de zanjas y pozos

Pala niveladora para el trabajo de regularizacin o nivelacin

Como esta mquina tambin puede trabajar como gra o utilizar un dispositivo especial de martinete para la inca de pilotes, el nmero de utilizaciones que se admiten son siete.Clasificacin de los cargadores frontales:De acuerdo a la forma de efectuar la descarga:

Descarga frontal

Descarga lateral

Descarga trasera

De acuerdo a la forma de rodamiento:

De neumticos (bastidor rgido o articulado)

De OrugaCOMPACTADORES Y VIBROCOMPACTADORAS

Definicin: Las apasionadoras son mquinas autopropulsadas de 2 3 rodillos, que se emplean en las compactaciones de tierras con espesores de 20 30 cm. Su peso vara de 5 a 15 t y la velocidad de trabajo entre 2 y 10 km/h.

La maquinaria vibrante puede ser apisonadoras autopropulsadas o rodillos vibrantes remolcados por tractor, pisones manuales, planchas o bandejas vibrantes, etc. Puede compactar adecuadamente gravillas, arenas y, en general, terrenos con poco o ningn aglomerante, en espesores hasta 25cm. No son aptos para terrenos arcillosos.

Los compactadores de neumticos pueden ser autopropulsados o remolcados, con suspensin independiente en cada rueda, lo que asegura una buena compactacin. Todos los neumticos deben llevar la misma presin y su velocidad oscila entre 10 y 24 km/h.

Los rodillos pata de cabra son mquinas remolcadas, por tractores de pequeas o mediana potencia, que pueden ser normales o vibrantes, y que se utilizan para la compactacin de terrenos con excepcin de arenas, gravas y piedra partida.

Disponen de depsitos para lastre, que pueden estar vacos o llenos de agua o arena, lo que permite aumentar la presin que transmiten al terreno.

Otros equipos de compactacin de uso manual y para actividades menores y obras de drenaje son como las siguientes:OBJETIVOS DE LA COMPACTACION

OBEJETIVOS EFECTO CONTROL, ENSAYOS

Aumento de la resistencia Disminucin del volumen de huecos Resistencia a la deformacin CAMIONES

Definicin: El transporte de material excavado a vertedero o l lugar de empleo es muy usual en las obras. Esta operacin comprende el transporte de tierras sobrantes de la excavacin a vertedero, o bien el transporte de las tierras necesarias para efectuar un terrapln o un relleno. En otras situaciones, es necesario transportar agua para realizar la construccin de obras de drenaje o para el riego de terracera, para lo que se hace uso de los camiones cisterna (de los ltimos, existen autopropulsados y remolcados; los hay con equipo de bombeo y otros que funcionan por gravedad).

Tanto camiones, como dmper, son medios de transporte para largas distancias, con una serie de peculiaridades. Mientras los primeros no pasan de un peso de 13 toneladas por eje (pueden circular por carreteras convencionales), los segundos no. Los segundos adems de su capacidad, tiene un diseo especial que los compatibilizan para soportar grandes cargas, terrenos accidentados, etc.

Camiones: vehculos de caja descubierta, destinados al transporte de cargas superiores a 500Kg, siempre han de ser basculantes.

Dmper: vehculos de caja basculante muy reforzada (tara mayor o igual la carga til).Suelen tener varios ejes tractores y calzar neumticos de todo terreno.

Se emplean para transportar cortos, fuera de carreteras o caminos y tienen capacidad de carga muy variable. Suelen tener una elevada capacidad de transporte, oscilando los pesos netos entre 30 y 40 toneladas con cargas tiles entre 40 y 60 toneladas.

En general los camiones tambin se pueden clasificar de acuerdo a la forma que realizan una determinada actividad, teniendo as la siguiente clasificacin:

Camiones de volteo

Camiones fuera de caminos (Dmper).

Volquetes

Camiones planchas.

Camiones cisternas o pipas.

Como se explic al inicio, los equipos detallados anteriormente, son los que comnmente son utilizados por los contratistas, para ejecutar las diferentes obras horizontales; pero cabe sealar que esto no cumple con lo que la ingeniera de transporte exige.

Para la seleccin de equipos de construccin, depende de varios factores, como la productividad, la renta horaria, entre otros.2.4 DRENAJE: Nociones hidrolgicas.

El adecuado drenaje es esencial para evitar la destruccin total o parcial de un camino y reducir los impactos indeseables al ambiente debido a la modificacin de la escorrenta a lo largo de este.Los principios que orientan el desarrollo de un buen sistema de drenaje en las carreteras son muy elementales, pero requieren gran atencin en la etapa de proyecto.Las aguas inadecuadamente evacuadas afectan la capacidad de uso de la va. Cuando el agua permanece en la superficie de circulacin, la accin del trfico provocar depresiones, adems, si el agua no es evacuada podr causar erosin y ruptura de los bordes del camino. En el presente estudio solo se considerar lo correspondiente al drenaje superficial.Control de aguas superficialesEl drenaje superficial tiene como finalidad alejar las aguas de la carretera, para evitar el impacto negativo de las mismas sobre su estabilidad, durabilidad y transitabilidad.Las obras de drenaje superficial que trabajan directamente sobre la carretera se consideran como longitudinales o transversales, segn la posicin que estas guarden con respecto al eje de la va.Drenaje longitudinalEl drenaje longitudinal tiene por objeto captar los flujos de agua para evitar que lleguen a la va o permanezcan en ella causando desperfectos. A este grupo pertenecen las cunetas y bordillos.

Existen varios tipos de cunetas entre los cuales tenemos:

Fig.2. 1 Tipos de Cunetas

Fuente: Elaboracin propiaSistema de drenaje longitudinal del proyectoPara realizar el diseo del sistema de drenaje longitudinal, se debe considerar algunas variables hidrolgicas, como: rea de drenaje, tiempo de concentracin y escurrimiento directo

a. rea de drenaje, es el rea del terreno que contribuye al escurrimiento directo para el punto donde debe determinarse la capacidad del canal. b. Tiempo de concentracin (Tc), es el tiempo que se requiere para que el escurrimiento directo fluya desde el punto de la cuenca ms alejado hidrulicamente, hasta el punto de inters dentro de la cuenca. c. Escurrimiento directo (Q), es el caudal que deber escurrirse, este depende mucho del coeficiente de escurrimiento directo C, que es la relacin del escurrimiento directo entre la precipitacin para el rea de drenaje. Este depende del tipo de cubierta del suelo, de la pendiente del rea de drenaje, de la duracin de la tormenta, de la humedad antecedente y de la pendiente del suelo.TABLA DE VALORES RECOMENDADOS TIPO DE AREA O SUPERFICIE A DRENARCOEFICIENTE C

MINIMOMAXIMO

Pavimentos de concreto u hormign asfltico0.750.95

Pavimentos de macadan asfltico o superficie de grava tratada0.650.80

Pavimentos de grava, macadan, etc.0.250.60

Suelo arenoso, cultivado o con escasa vegetacin0.150.50

Suelo arenoso, bosques o matorrales espesos0.150.50

Grava, ninguna o escasa vegetacin0.200.40

Grava, bosques o matorrales espesos0.150.55

Suelo arcilloso, ninguna o escasa vegetacin0.550.75

Suelo arcilloso, bosques o vegetacin abundante0.250.60

Zona comerciales de ciudades0.600.80

Secciones residenciales densamente pobladas0.500.70

Areas de residencia normal0.550.60

Areas rurales, parques, canchas de golf0.150.50

Nota: Los valores ms altos son aplicados a suelos ms compactados

Tabla 2. 1 Tabla de valores del coeficiente de escurrimiento directo C

Fuente: MOPDiseo de cunetas del proyectoEl sistema de drenaje longitudinal de nuestro proyecto no est constituido por cunetas puesto que se encuentran en relleno y se ha optado por drenar superficialmente hacia los taludes. Determinacin del escurrimiento directo.- Para determinar el escurrimiento directo Q, utilizaremos el mtodo racional, el mismo que se basa en la premisa de que el escurrimiento directo para cualquier tormenta, depende de la intensidad promedio de la tormenta, el tamao del rea de drenaje y el tipo de superficie del rea de drenaje. Obsrvese que para cualquier tormenta dada, la intensidad de la precipitacin generalmente no es constante para un rea grande, ni tampoco durante la duracin completa de la tormenta. Por lo tanto la frmula racional utiliza la teora de que para una precipitacin de intensidad promedio I que cae sobre un rea impermeable de tamao A, la tasa mxima de escurrimiento directo a la salida del rea de drenaje Q, ocurre cuando toda el rea de drenaje est contribuyendo al escurrimiento directo y esta tasa de escurrimiento es constante. La frmula racional est dada por:

Donde:

Q: Tasa pico de escurrimiento directo (m3/seg)

C: Coeficiente de escorrenta expresado como un porcentaje del total de agua que cae sobre un rea

I: Intensidad de precipitacin para una frecuencia especifica de lluvia (mm/h)

A: rea de drenaje (km2)

El MTOP en su manual de diseo de carreteras muestra las ecuaciones pluviomtricas para distintas regiones del Ecuador, la ecuacin pluviomtrica correspondiente para nuestro proyecto es:

Donde:

I: Intensidad de la precipitacin pluvial (mm/h)

t: Tiempo de duracin de la precipitacin As mismo, el MOP recomienda utilizar una frecuencia de 10 aos y una duracin de la lluvia de 10 min. Para el diseo de las estructuras de drenaje como cunetas, alcantarillas, etc.

mm/hEl rea a drenar en las inmediaciones de la va en estudio para cada cuneta es de 0.0050 km2. De la tabla 15 tomamos el respectivo coeficiente de escorrenta C para Pavimentos de concreto u hormign asfltico que es de 0.75Con los datos anteriores obtenemos la escorrenta directa:

Q = 0.1117 m3/segVelocidad del flujo en el canal.- Una consideracin de diseo importante es que la velocidad del flujo en el canal, no debe ser tan baja que cause el depsito del material transportado, ni tan alta que cause la erosin del canal. En general, la velocidad que satisface esta condicin depende de la forma y el tamao del canal, del tipo de revestimiento del canal, de la cantidad de agua que est transportando y del tipo de material suspendido en el agua.El diseo hidrulico de un canal de drenaje para una tormenta dada, implica la determinacin del rea mnima de la seccin transversal del canal que aloje al flujo derivado, y que evite que el agua rebose por los lados de la cuneta. La frmula ms usada para este propsito es la frmula de Manning, que supone flujo permanentemente uniforme y que da la velocidad media en el canal como:

Donde:

V: Velocidad del flujo (m/seg)

R: Radio hidrulico queR = A / PMA: rea hidrulica efectiva

PM: Permetro mojado es la longitud de la seccin transversal del drenaje que se halla mojado por el agua.

S: Pendiente del canal de drenaje expresada en m/m

n: Coeficiente de rugosidad.

EL recubrimiento de las cunetas ser de hormign armado. Para este tipo de recubrimiento el MTOP recomienda un coeficiente de rugosidad para usar en la frmula de Manning de 0.014.Aplicando la ecuacin de la continuidad: Q = A V, la frmula de Manning quedara:

La frmula de Manning se resuelve para una seccin transversal supuesta del canal, para determinar si el canal es suficientemente grande para el escurrimiento directo de la tormenta de diseo. Adoptando una seccin tpica de cuneta como la mostrada en el grfico 9, procedemos a determinar por tanteos las dimensiones adecuadas de la seccin de la cuneta para drenar el caudal de escorrenta Q = 0.1117 m3/seg.

EJEMPLO:

DISEO DE CUNETA:

DATOS:n: Coef. de Rugosidad

m1 =1: 2S: Pendiente del fndoo m/m

m2 =1: 1P: Permetro Mojado

n =0.014(MTOP)R: Radio Hidrulico

S =0.005V: Velocidad Media (m/seg)

TABLA DE DISEO DE CUNETA

DIMENSIONES

d (cm)a (cm)b (cm)c (cm)A (m2)P (m)R (m)V (m/seg)Q (m3/seg)

103020100.015000.6650.0230.40320.0060

154530150.033750.9980.0340.52830.0178

206040200.060001.3300.0450.64000.0384

257550250.093751.6630.0560.74270.0696

309060300.135001.9950.0680.83870.1132

3510570350.183752.3280.0790.92950.1708

4012080400.240002.6600.091.01600.2438

4513590450.303752.9930.1011.09900.3338

50150100500.375003.3250.1131.17900.4421

Tabla 2. 2 Diseo de cunetaFuente: elaboracin propia

GRAFICO. DIMENSIONES DE CUNETAS DEL PROYECTO

Fig. 2. 1 Dimensiones de Cunetas

Fuente: elaboracin propia

SISTEMA DE DRENAJE TRANSVERSAL DEL PROYECTOLos principales factores que se consideran en el diseo del sistema de drenaje transversal son: la ubicacin, las caractersticas hidrolgicas de la cuenca, la economa y el tipo de control de flujo.Este sistema de drenaje se construye con el fin de dar paso a corrientes provenientes de hondonadas, arroyos, zanjas de riego, drenaje superficial, etc.SISTEMA DE DRENAJE LONGITUDINAL DEL PROYECTOEl sistema de drenaje transversal de nuestro proyecto est constituido por alcantarillas.Los tipos de alcantarillas ms usuales, de acuerdo a la forma de la seccin y los materiales de construccin utilizados son:Tubos:

Metlico

De concreto reforzado

De mampostera (bvedas pequeas)

Losa de concreto sobre estribos:

Pre coladas

Coladas en el lugar

Bvedas de mampostera

Cajones de concreto

Nuestro proyecto contar con alcantarillas tipo tubos de concreto reforzado.Las alcantarillas de este tipo constan de las siguientes partes:

Fig. 2. 2 Partes Principales de una Alcantarilla

Fig. 2. 3 Partes Principales de una Alcantarilla Diseo de alcantarillas por el mtodo de TalbotEl mtodo de Talbot, consiste en establecer una frmula emprica en funcin del rea y las caractersticas de la cuenca por drenar. Se aplicara cuando sea difcil conocer los datos de precipitacin pluvial o el gasto de la corriente.La frmula empleada en este mtodo es:

Donde:

A: rea hidrulica que deber tener la alcantarilla, en m

C: Coeficiente que depende de las caractersticas del terreno

M: Superficie de la cuenca por drenar, en hectreas.

SOLUCION DE LA FORMULA DE TALBOT

Fig. 2. 4 Grfico Formula de TalbotVALORES DEL COEFICIENTE CCNATURALEZA DEL TERRENO

0.2PLANO

0.3CASI PLANO

0.4POCO ONDULADO

0.5MUY ONDULADO

0.6CON LOMERIO SUAVE

0.8CON LOMERIO FUERTE

1.0MONTAOS O ESCARPADO

Tabla 2. 3 tabla de valores Coeficiente CArtculo I. Drenaje auxiliar

Para alargar la vida til de los terraplenes, se tratar, en lo posible, de mantener libre de maleza, los terrenos al pie de talud de la va, a efectos de que el agua escurra, sin ningn tipo de interrupcin, hacia los drenajes transversales.

Artculo II. Canales

Entre las abscisas 3+550 a 3+800 decurre por el trazado de la va un canal de riego, el mismo que se le ha dado un tratamiento especial en lo que respecta a su diseo, es decir manteniendo las mismas condiciones hidrulicas en seccin, pendiente y material del canal existente, con la finalidad de garantizar el normal funcionamiento y vida til del mismo.

Adems en la abscisa 3+550.80 m, donde existe un canal de drenaje, se ha diseado un ducto cajn para su encauzamiento y cruce de la va, para garantizar la normal evacuacin de las aguas tanto as que como el mismo transita casi longitudinalmente por el eje de la va, en su descarga se ha procedido a disear un encauzamiento hacia su descarga original manteniendo su pendiente primaria. Estas soluciones estn plasmadas en el plano de detalles correspondiente.Artculo III. PROTECCIONESEn las alcantarillas tubulares la distancia del enrocado, en el sentido del flujo, ser de 3.0 m y en los ductos cajn ser de 6.0 m, en todo el ancho de la estructura de descarga. 2.5 SISTEMA DE ALCANTARILLADO Y SUS MODIFICACIONES

Las caractersticas de las mezclas asflticas, que tienen importante implicacin en la resistencia de los concretos asfalticos a las deformaciones plsticas se mencionan a continuacin:

Granulometra continuacin, que logren componer una mezcla asfltica densa, la cual pueda mitigar los efectos de roderas en las capas de pavimento asfaltico. Estos concretos asfalticos al momento de su colocacin deben de ser adecuadamente compactados y se debe disear con un bajo porcentaje de vacos, para aumentar los puntos de contacto entre las partculas que componen la mezcla asfltica y disminuir la propensin a que la mezcla se densifique por causa de solicitacin de trfico.

La textura de los agregados es importante y una textura rugosa es requerida, particularmente en capas gruesas de asfalto en climas calientes.

Las mezclas asflticas se deben hacer con agregados angulares obtenidos principalmente de trituracin, para hacer que la mezcla asfltica sea ms estable que las hechas con materiales de canto rodado.

Baja viscosidad en el asfalto empleado, hace que la mezcla sea menos rgida o dura y por consiguiente ms susceptible a las roderas (duro) ms viscoso los asfalto deben ser usados en espesores gruesos de pavimento en climas clidos.

Los especmenes probados en laboratorio tienen que ser compactados con densidades comparables a la que van a tener las capas de pavimento en el sitio donde recibirn las cargas del trfico.

La temperatura tiene un efecto muy significativo en la formacin de las roderas y por consiguiente las temperaturas empleadas en los ensayos son relativamente altas para reproducir las condiciones ms desfavorables a las que estar sometido el pavimento.

Cambios en la distribucin del trfico, especialmente en grandes proporciones de trfico pesado, tal vez aumentar el valor de las deformaciones plsticas, si el pavimento originalmente no se dise para esas condiciones o solicitaciones de carga y trfico.

Sera conveniente realizar a futuro una revisin y anlisis de diferente mezclas elaboradas a partir de los Husos granulomtricos contenidos en la Normativa del Ministerio de Trasport y Obras Pblicas MTOP a partir del Ensayo ampliamente utilizado para verificar su resistencia ante las deformaciones plsticas permanentes.

CAPITULO 33.1 OBJETIVO DEL ESTUDIOEl objetivo general es mejorar la calidad de vida de sus habitantes, mejorar el acceso para que el comercio de estas comunidades mejore, que la agricultura tenga las facilidades de transporte sin importar las condiciones climas en que se encuentren. 3.2 ALCANCE DEL ESTUDIO En el cantn Montalvo existen vas que comunican diversas comunidades del sector, una de esta es la va VITALLA TRES BOCA en el cual estamos enfocados para un proyecto que se realiza como tema de tesis de grado de la universidad de Guayaquil, facultad de ciencias matemticas y fsica.

La importancia de este proyecto radica en el difcil acceso a estas comunidades siendo estas muy transitadas por agricultores, comerciantes y estudiantes de escuelas y colegios. Estas comunidades (VITALLA-TRES BOCA) Que al estar muy cerca del CANTON MONTALVO son proveedores de diferente productos agrcolas y se dificulta el trasporte a este cantn.3.3 TIPO DE VEHICULOSTIPOS DE VEHICULOS

LIVIANOS

BUSETA

BUSES

CAMIONES2DA2 EJES

C2G2 EJES

3C3 EJES

C3-S13 EJES

C2-S13 EJES

C2-S24 EJES

C3-S25 EJES

C3-S36 EJES

Figura 3. 1 Tipos de Vehculos

Figura 3. 23.3.1 DEFINICIONES GENERALES Eje Sencillo: es un eje en cuyos extremos lleva una o dos ruedas sencillas

Eje Tndem: es aquel constituido por dos ejes sencillos con rueda en los extremos.

Eje Tndem: Es aquel constituido por tres ejes sencillos con rueda doble en los extremos.

3.3.2 CONTEO DE VEHICULOSMTODOS PARA CONTEO DE VEHCULOS

La determinacin de los volmenes de trfico se realizan mediante conteos o aforos, utilizando procedimientos automticos o manuales; se hace por medios de instrumentos llamados contadores instalados en sitios o estaciones convenientemente dispuestos.

Existen aparatos ms complicados con dispositivos electrnicos, en los cuales el conteo puede hacerse para los vehculos en las dos direcciones, llegndose a discriminar, incluso, entre tipos livianos y pesados. Hay otros que pueden registrar los pesos. Estos tipos complicados son muy costosos y solamente se emplean en puntos determinados en los cuales la obtencin de datos, con gran exactitud, tenga una importancia especial.

Los contadores normales no discriminan los tipos de vehculos; la obtencin de este dato, que tiene una excepcional utilidad prctica, se hace normalmente por una serie de conteos manuales que permiten obtener la descomposicin en las diferentes clases de vehculos, en un nmero de das determinados y en ambas direcciones.

1. Procedimientos Automticos de Conteo.- Los hay de tipo automticos para conteos continuos que permitan obtener los volmenes en un ao, en meses o semanas determinados para calcular un promedio diario. Los procedimientos automticos de conteos pueden ser fijos o porttiles: Fijos.- Son aquellos instrumentos que se emplean en estaciones de conteo permanente o tambin llamados control de peaje, se accionan mediante la utilizacin de instrumentos espaciales tales como: Los Contadores de radar o ondas ultrasnicas, los vehculos al moverse dentro de un haz de ondas de radio se registran por un cambio de frecuencia de la energa reflejada por un vehculo.

Hay contadores en los cuales los vehculos cortan un haz de rayos de luz infrarrojos, emitidos por una lmpara colocada encima de la carretera, y otros tipos de aparatos que se accionan por una clula fotoelctrica: un rayo de luz, que se corta al paso del vehculo, se registra en el contador, o por un detector magntico bajo la superficie del pavimento en la va, tubo o manguera de goma, etc. Estos equipos se utilizan para conteos de larga duracin excepto el tubo de goma, las estaciones especiales de conteo se construyen en las salidas de las ciudades o cantones en las que son llamadas peajes.

Porttiles.- Son utilizados para perodos cortos de conteo los ms corrientes son los contadores constituidos por un tubo de goma que se instala transversalmente a la carretera, fijo en el firme por medio de unas abrazaderas. Este tubo debe ser flexible y va cerrado por un extremo; el otro va unido al contador. Al pisar un vehculo, el exceso de la presin producida en el aire encerrado en el tubo se transmite a una membrana que acta sobre el contador por medio de un contacto elctrico. El contador puede estar dispuesto en forma que cuente una vez cada dos impulsos, con lo cual registra vehculos de dos ejes aislados. Estos aparatos pueden ser totalizadores o bien registradores horarios.

2. Contadores Manuales.- Los contadores de tipo manual son para conteos cortos destinados a efectuar medidas rpidas de trfico y para un volumen de trfico muy grandes. Se realizan utilizando personas en donde se obtiene una clasificacin de los vehculos.Los mtodos de conteos rpidos, que utilizan aparatos manuales, se fundan primordialmente en la aplicacin de estadsticas matemticas. Se establece una serie de estaciones, con mayor o menor frecuencia en la toma de datos a lo largo de una red de carreteras por estudiar, datos que sirvan, extrapolando los resultados, para obtener una idea aproximada del volumen por da.

Pueden contarse los vehculos que pasan por un punto durante 5 10 minutos, datos que se multiplica por 12 o por 6, respectivamente, para determinar el trfico por hora y repetir la operacin en horas y das determinados. O, para una aproximacin mayor, pueden efectuarse conteos en una semana completa de un mes y repetirse en otro u otros meses en que la importancia del trfico lo indique para obtener un promedio diario anual. TIPOS DE CONTEOS: Conteos Cortos.- En respecto a la duracin de un conteo de trfico se requiere como tiempo mnimo 1 hora por lo que es de corta duracin, que a su vez puede ser dividida en varios lapsos a lo largo del da, contando los vehculos por escala de tiempos entre 5, 10, 15. minutos en diferentes horas del da, y sus resultados se multiplican por el factor para la hora correspondiente por ejemplo:

1 hora = de 5 minutos se multiplica por 12

1 hora = de 10 minutos se multiplica por 6

1 hora = de 15 minutos se multiplica por 4

En esta manera se obtiene los diferentes volmenes de trfico horario, pero si se hace estos conteos cortos de todo modo habr que contabilizar una hora de operacin en el campo. Conteos largos o continuos.- Los conteos de larga duracin o conteos continuos que son los ejecutados permanentemente en estaciones de conteo y peajes durante 1 mes, 2 meses, 6 meses, 1 ao, etc. Aqu se obtiene el volumen de trfico de un ao completo elaborando el patrn de trfico anual organizando los volmenes en orden creciente, en magnitud.

DEMANDA ACTUAL

Por una va transita una cantidad determinada de vehculos de diferentes tipos y cargas, las cuales son trasmitidas a la estructura de diversas maneras, por lo que es relevante para el proyecto conocer el trfico actual o demanda actual.

Se determina de los volmenes de trfico se realizan mediante conteos o aforos, utilizando procedimientos automticos o manuales; se hace por medios de instrumentos llamados contadores instalados en sitios o estaciones convenientemente dispuestos.3.4 DEMANDA FUTURA.

Para determinar el trafico promedio anual tomamos como base el conteo realizado en el recinto Vitalla (cantn Montalvo) como en este volumen no es el que realmente pasa por nuestra va de estudio se estimara tomar un 11% ya que al concluir los trabajos de la va a este se desviaran mayor cantidad de vehculos adems el trfico que actualmente circula por l.De lo dicho anteriormente al tomar el 11% del trfico en la hora pico tendramos como resultados 11 vehculos.

La hora pico representa desde un 8% al 16% del T.P.D.A tomando en cuenta esto podemos obtener el T.P.D.A por medio de la hora pico fijada.Hora pico = 11% T.P.D.A

T.P.D.A = hora pico / 0.11 Hora pico 11.15 vehculos

T.P.D.A = 107.99/ 0.11 Vehculos Equiv = 107.99

T.P.D.A = 968 vehculos El trfico actual es de mucha importancia para el mejoramiento de una carretera proyecto; pero en proyectos de caminos nuevos no solo es importante el trfico actual, sino tambin el que se utilizara en el futuro, sea, a lo largo de la vida til de la carretera.

El trafico futuro es el trafico pronosticado al final del periodo del diseo de la va se lo determina a travs de la ecuacin

Dnde: i= tasa de crecimiento de transito

n= periodo de proyeccin en aos

El crecimiento normal del trfico es la tasa de incremento normal de los vehculos y de usuarios en las ciudades y poblaciones menores, es decir, a mayor poblacin, mayor cantidad de vehculos. El estudio del trfico de la va en cuestin se adopt una tasa de crecimiento (i) del 7 % en el Ecuador.El T.P.D.A se usa en varios anlisis de trnsito y de transporte para:

La estimacin de ingreso debido a los usuarios de las carreteras de peaje.

El clculo de las tasas de accidentes en trminos de accidentes por km vehculo.

Establecimiento de las tendencias de volumen de trnsito.

Evaluacin de factibilidad de proyecto de carreteras.

Desarrollo de autopista y sistemas de calles arteriales principales.

Desarrollo de los programas de mejoras y mantenimiento.Con el T.P.D.A actual estimado se procede a realizar la proyeccin del volumen de trfico para el periodo de diseo de la va en estudio (20 aos)

3.5 PARAMETROS DE DISEO DE VIA (VITALLA TRES BOCAS)

CLASIFICACION DEL CAMINO :

MOP .- CLASE III

PARAMETROS DE DISEO (NORMAS ABSOLUTAS) :

Clase de terreno :Ondulado

Velocidad de Diseo :100 k/h

Radio Mnimo :160 m

Gradientes Longitudinales Mximas :10%

Gradientes Longitudinales Mnima :0.50%

Ancho de Calzada :8 m

Estructura del Pavimento :Carpeta Asfltica

Pendiente Transversal de la Calzada :2%

Derecho de Va (mnimo) :50 m

Peralte Mximo :10%

3.5.1 PROYECCION DE (T.P.D.A.) ASIGNADO

FUNCIONCLASES DE CARRETERASTRFICO PROYECTADO T.P.D.A

CORREDOR ARTERIALR-I O RIIMs de 8000

IDe 3000 a 8000

IIDe 1000 a 3000

COLECTORAIIIDe 300 a 1000

IVDe 100 a 300

VECINALVMenos de 100

Tabla 3. 1 Proyeccin de (T.P.D.A)3.5.2ANALISIS DEL FLUJO VEHICULAR

RESUMEN DE TRAFICO

DIASLIVIANOPESADOEXTRAPESADO BUSESTOTAL

Viernes9742444

Sbado9602439

Domingo11402439

TOTAL2917472122

VEHICULOS/DIA10611041

Tabla 3. 2 Flujo Vehicular

Figura 3. 3 Representacin Porcentual de Trfico3.5.3 CAPACIDAD Y NIVEL DE SERVICIOCON EL VALOR DEL TPDA CALCULADO, SE OBTIENE QUE NUESTRA CARRETERA ESTA CLASIFICADA DE III ORDEN SEGN LA TABLA DE CLASIFICACIN DEL M.T.O.P

Tabla 3. 3 Tabla de Clasificacin M.T.O.P3.6 CARACTERISTICAS NECESARIAS PARA EL DISEO VIAL.

Seleccin de las rutas

Las posibles rutas fueron seleccionadas partiendo como punto de inicio los puntos de referencias de partida y llegada marcada, estas referencias son puntos fijos el cual tenemos que unir, tomando en cuenta los caseros, el paralelismo con las cotas, el cruce perpendicular con los ros, etc.Luego es seleccionada la ruta ms factible en cuanto a menor longitud, menor costo de construccin, en fin, que sea ms funcional y eficiente.Esta ruta una vez seleccionada como la ms factible es aprobada por nuestro supervisor de proyecto.

El trazado de las rutas se define por varias etapas, puntualizando el proceso de desarrollo del trazado en planta en las tres siguientes:

Una primera etapa donde se realiza un primer trazado definido exclusivamente por alineaciones rectas, indicando as la zona afectada por el paso de la va.

En la segunda etapa se realiza un refinamiento empleando acciones curvas que sirven como enlace de las anteriores y cuyos radios se conocen en funcin de criterios que optimicen el trazado de la carretera, como pueda ser el evitar zonas con caractersticas topogrficas y geolgicas poco recomendables.

El trazado definitivo vendr matizado por la introduccin de curvas de transicin entre las diferentes tipos de alineaciones existentes, ya sean recta-recta, recta curva o curva.

Factores condicionantesEntre los factores que condicionan las posibles soluciones del trazado en planta de una va podemos enumerar los siguientes:

Puntos de paso forzoso: serie de puntos que, por diversos motivos condicionan y limitan la eleccin del trazado. Algunos de estos factores son:

Factores Topogrficos: Existen zonas que por presentar una determinada topografa determinada (zonas montaosas, barrancos y depresiones), dificultan y en carecen la construccin de obras de carreteras.

Factores Geolgicos: La presencia de terrenos de terrenos no aptos por su baja capacidad portante y la proximidad de zonas de extraccin de ridos (una de las materias primas para la construccin de carreteras), son los ms reseables.

Factores Hidrolgicos: La existencia de cauces hidrulicos y zonas inundables puede desaconsejar que el trazado discurra por dichas zonas.Estudio de velocidades.CLASE DE

CARRETERAVALOR RECOMENDABLEVALOR ABSOLUTO

LLOMLLOM

RI o RII120110901109080

I110100801008070

II110100801008060

III1008060907050

IV907060806040

V706050504040

La velocidad es uno de los elementos ms importantes y necesarios en el diseo geomtrico de una carretera, est dada en Km/hora o millas/hora. A continuacin la tabla de velocidades de diseo en KM/H:

Tabla 3. 4Clases de carreteras de acuerdo al tipo de terreno

Fuente de informacin: Ministerio de Transporte y Obras Pblicas (MTOP)LL = Terreno Llano

O = Terreno Ondulado

M = Terreno Montaoso

Para nuestro proyecto tal como se acoto anterior hemos adoptado una carretera de III orden y quedara en el valor absoluto por encontrarse cerca de lmite inferior, con un tipo de terreno llano.

Lo que resulta como la velocidad de diseo, es de 100km/h.

Velocidad de diseo = 100km/h

Para el caso de volmenes de trfico bajos (TPDA< 1000) est dada por la siguiente ecuacin:

Vc = 0.8 VD + 6,5

Vc = 0.8 (100) + 6,5 =86.5 km/hVc = Velocidad de circulacin (Km/h)

Vd = Velocidad de diseo (Km/h)

En tanto el caso de volmenes de trfico altos (1000