CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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FACULTAD DE INGENIERÍA Carrera de Ingeniería Civil CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS TRATADOS PARA APORTAR AL ESTUDIO PRE-FACTIBILIDAD EN EL CAMINO VECINAL PACOBAMBA-HUIRONAY- CCERABAMBA-ABRA CUSQUEÑA, PROVINCIA ANDAHUAYLAS Trabajo de Investigación para optar el Grado Académico de Bachiller de Ingeniero Civil ROBERT IGNACIO ALEJOS SAIRE (0000-0001-9805-3060) JULIA INÉS GARCÍA FERRER (0000-0001-7969-3935) HUBERTH GUZMÁN GAMARRA (0000-0002-1673-0441) DAYANA LIZ LINO LUDEÑA (0000-0001-8306-4621) Asesor: Mg. Guillermo Lazo Lázaro (0000-0002-7968-7858) Lima - Perú 2021

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FACULTAD DE INGENIERÍA

Carrera de Ingeniería Civil

CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE

PAVIMENTOS BÁSICOS TRATADOS PARA

APORTAR AL ESTUDIO PRE-FACTIBILIDAD EN EL

CAMINO VECINAL PACOBAMBA-HUIRONAY-

CCERABAMBA-ABRA CUSQUEÑA, PROVINCIA

ANDAHUAYLAS

Trabajo de Investigación para optar el Grado Académico de

Bachiller de Ingeniero Civil

ROBERT IGNACIO ALEJOS SAIRE (0000-0001-9805-3060)

JULIA INÉS GARCÍA FERRER (0000-0001-7969-3935)

HUBERTH GUZMÁN GAMARRA (0000-0002-1673-0441)

DAYANA LIZ LINO LUDEÑA (0000-0001-8306-4621)

Asesor:

Mg. Guillermo Lazo Lázaro (0000-0002-7968-7858)

Lima - Perú

2021

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INDICE DE CONTENIDOS

RESUMEN ............................................................................................................................................ 5 1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ....................................................................................................... 6 2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN................................................................................................. 8 2.1. OBJETIVO GENERAL ........................................................................................................................ 8

2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................................. 8

3. ALCANCE DEL PROYECTO .............................................................................................................. 8 4. EVALUACIÓN DEL ENTORNO ......................................................................................................... 9 4.1. ANÁLISIS PESTEP .......................................................................................................................... 9

4.1.1. FACTORES POLÍTICOS ................................................................................................................... 9

4.1.2. FACTORES ECONÓMICOS .............................................................................................................. 9

4.1.3. FACTORES SOCIALES .................................................................................................................. 11

4.1.4. FACTORES TECNOLÓGICOS .......................................................................................................... 12

4.1.5. FACTORES AMBIENTALES ............................................................................................................ 15

4.2. EVALUACIÓN DE IMPACTOS Y/O RIESGOS .......................................................................................... 17

4.2.1. MATRIZ DE RIESGO .................................................................................................................... 17

4.2.2. LEYENDA DE PROBABILIDADES ..................................................................................................... 17

4.2.3. LEYENDA DE IMPACTOS .............................................................................................................. 18

4.2.4. ANÁLISIS DE RIESGOS ................................................................................................................. 19

5. REVISIÓN DE LA NORMATIVA LEGAL VIGENTE Y ESTÁNDARES NACIONALES E INTERNACIONALES APLICABLES ....................................................................................................................................... 20 5.1. BASE LEGAL ................................................................................................................................ 20

5.2. HISTÓRICO DE MANUALES ............................................................................................................. 21

5.3. NORMAS NACIONAL E INTERNACIONALES ......................................................................................... 22

6. BASES TEÓRICAS .......................................................................................................................... 22 6.1.1. SOLICITACIONES DE CLIMA .......................................................................................................... 22

6.1.2. SOLICITACIONES DE TRÁNSITO ..................................................................................................... 23

6.1.3. TIPOS DE PAVIMENTOS ............................................................................................................... 23

6.1.4. ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO ..................................................................................................... 25

7. PROPUESTA DE SOLUCIÓN .......................................................................................................... 26 7.1. METODOLOGÍA ........................................................................................................................... 26

7.2. LOCALIZACIÓN DEL PROYECTO. ....................................................................................................... 28

7.2.1. DEPARTAMENTO DEL PROYECTO. ................................................................................................. 29

7.2.2. PROVINCIA DEL PROYECTO. ......................................................................................................... 30

7.2.3. DISTRITO Y TRAMO DEL PROYECTO. .............................................................................................. 31

7.3. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA ...................................................................................................... 32

7.3.1. CATÁLOGO DE SOLUCIONES BÁSICAS. ............................................................................................ 32

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7.3.2. USO DE SOLUCIONES BÁSICAS. ..................................................................................................... 33

7.3.3. TIPO DE ESTABILIZANTE. ............................................................................................................. 33

7.3.4. MATERIAL PARA CAPA DE RODADURA. .......................................................................................... 34

7.4. ÁRBOL DE POSIBILIDADES .............................................................................................................. 35

8. ELABORACIÓN DE PROTOTIPO .................................................................................................... 37 8.1. TRÁFICO..................................................................................................................................... 37

8.1.1. METODOLOGÍA DEL TRÁFICO ....................................................................................................... 37

8.1.2. TRÁFICO FUTURO ...................................................................................................................... 37

8.1.3. PROYECCIÓN TOTAL DEL TRÁFICO ................................................................................................. 41

8.1.4. RANGOS DE TRAFICO ................................................................................................................. 42

8.1.5. RANGOS DE CBR ...................................................................................................................... 43

8.2. AGENTES ESTABILIZADORES. .......................................................................................................... 47

8.2.1. AGENTES ESTABILIZADORES ASFÁLTICOS ........................................................................................ 48

8.2.2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LAS PROPIEDADES DE ESPUMA. ............................................................. 51

8.2.3. MATERIAL ADECUADO PARA EL TRATAMIENTO CON ASFALTO............................................................. 52

8.2.4. DOSIFICACIÓN DEL CEMENTO PORTLAND ....................................................................................... 53

8.3. RESISTENCIA ............................................................................................................................... 54

8.3.1. APORTE A LA RESISTENCIA ESTRUCTURAL DE SUBBASE TRATADA CON ASFALTO ESPUMADO ...................... 54

8.3.2. CEMENTO PORTLAND ................................................................................................................ 56

8.3.3. DOSIFICACIÓN DE CEMENTO Y RESULTADOS DE ESFUERZO DE COMPRESIÓN NO CONFINADA DEL CAMINO EN

ESTUDIO. 59

8.3.4. TERRASIL ................................................................................................................................. 60

8.4. CAPA DE RODADURA: TRATAMIENTO SUPERFICIAL ............................................................................. 63

8.4.1. TRATAMIENTO SUPERFICIAL DOBLE CON EMULSIÓN ASFÁLTICA. ......................................................... 63

8.5. DISEÑO DE PAVIMENTOS A NIVEL DE SOLUCIÓN BÁSICA PARA LA ELABORACIÓN DEL CATÁLOGO ................... 67

8.5.1. DETERMINACIÓN DEL NÚMERO ESTRUCTURAL REQUERIDO (NSREQ). .................................................. 67

8.5.2. DETERMINACIÓN DE ESPESORES................................................................................................... 68

8.6. CATÁLOGOS DE PAVIMENTOS SEMI- RÍGIDO EN CAMINOS RURALES. ....................................................... 75

9. APLICACIÓN DEL CATÁLOGO EN LA RUTA PACOMBAMBA – CRUZ PAMPA ................................. 80 9.1. ESTABILIZACIÓN DE TERRENO DE FUNDACIÓN PARA VIDA ÚTIL DE 5 AÑOS ............................................... 80

9.2. ESTABILIZACIÓN DE TERRENO DE FUNDACIÓN PARA VIDA ÚTIL DE 10 AÑOS ............................................. 81

9.3. CRONOGRAMA DE EJECUCIÓN DEL ESTUDIO - DIAGRAMA GANTT .......................................................... 83

10. PRESUPUESTO Y ANÁLISIS DE COSTOS ........................................................................................ 86 10.1. LISTA DE INSUMOS ..................................................................................................................... 86

10.2. ANÁLISIS DE PRECIO UNITARIO ...................................................................................................... 87

10.3. HOJA DE PRESUPUESTOS ............................................................................................................. 91

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10.4. RESUMEN DE COSTOS ................................................................................................................. 93

11. ANÁLISIS DE RESULTADOS ........................................................................................................... 95 CONCLUSIONES ................................................................................................................................. 96 RECOMENDACIONES ......................................................................................................................... 98 REFERENCIAS ..................................................................................................................................... 99 ANEXOS ........................................................................................................................................... 111

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RESUMEN

El desarrollo económico de los centros poblados en la provincia de Andahuaylas

depende del buen nivel de servicio de sus vías vecinales. Sin embargo, el camino vecinal

Pacobamba – Huironay – Ccerabamba - Abra Cusqueña presenta ahuellamiento, bache y

erosión del terreno de fundación; estos son ocasionados principalmente por el clima. Dentro

de este marco, la atención inmediata de esta vía requiere soluciones económicas y viables.

Con ese objetivo, la presente investigación pretende brindar opciones de diseño en un catálogo

mediante la incorporación de la tecnología de pavimentos tratados con soluciones básicas.

La elaboración de los catálogos de esta investigación fue referenciada con el Manual

de Suelos y Pavimentos. De tal forma, que los datos de entrada serán el CBR y el tráfico,

cuyos rangos brinda el MTC y el SNIP. En particular, los paquetes estructurales en los

catálogos estarán compuestos por una capa granular tratada con asfalto espumado, cemento

hidráulico y aditivo químico. Además, de un tratamiento superficial bicapa como superficie

de rodadura. En ese sentido, se determinarán los espesores de la capa a tratar mediante las

metodologías de AASHTO 1993 y Wirtgen. Cabe señalar que la aplicación del catálogo al

camino a tratar requerirá el estudio de tráfico futuro, pluviométrico y mecánica de suelos de

la vía. En última instancia, las opciones de diseño obtenidas en la etapa de aplicación serán

evaluados mediante un análisis de precios unitarios (APUs), con la finalidad de obtener un

paquete estructural que no solo cumpla con las exigencias del proyecto, sino también que sea

accesible económicamente.

Como resultados, se obtiene un catálogo para cada tipo de pavimento tratado con los

agentes estabilizadores propuestos; los cuales son: asfalto espumado (dosificación 2%),

cemento portland (dosificación 1% y 2%) y aditivo químico (dosificación 0.5 kg/m3 y 1

kg/m3). La evaluación de las opciones obtenidas muestra que la capa granular tratada con

asfalto espumado tiene un mayor aporte estructural (0.21 1/plg); por lo tanto, menores

espesores y un bajo costo en comparación a los otros. Sin embargo, los controles que se

requieren para la tecnología de asfalto espumado en pavimentos son inaccesibles para

organismos públicos. Entonces, el pavimento de capa granular tratado con 2% de dosificación

de cemento hidráulico con aporte estructural de 0.205 1/plg y una vida útil de 10 años es el

óptimo para la etapa de prefactibilidad y ejecución del presente proyecto.

En síntesis, el catálogo desarrollado es aplicable al camino vecinal dentro de la

provincia de Andahuaylas en la etapa de prefactibilidad del proyecto; además, se puede

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utilizar para zonas que tengan similares características de suelo, clima y tráfico. De esta forma,

esta herramienta permite evaluar el diseño óptimo, económico y accesible.

1. DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA

Las obras de Infraestructura Vial y Pavimentos están permanentemente en la búsqueda

de nuevas técnicas de planificación, gestión y equipamiento; así como de nuevas tecnologías

que garanticen la serviciabilidad a los usuarios (Lazarte, 2015). Del mismo modo, la

configuración de accesibilidad a los territorios depende de optimizar el diseño y construcción

del pavimento, obras de carreteras, puentes, drenajes, entre otros (Gutiérrez A. , 2010). De tal

manera, los países realizan el estudio, monitoreo, mejoramiento y clasificación de sus

principales redes viales de forma independiente acorde a sus necesidades (Kohon, 2011).

De acuerdo con el Ministerio de Transporte y Comunicaciones (MTC), en el Perú la

red vial terrestre se divide en redes nacionales, regionales y vecinales que unen

estratégicamente los departamentos, distritos y centros poblados (Torres, 2016). Cabe señalar

que la red vecinal del país, cuya principal función es enlazar centros poblados, presenta un

64% de caminos no pavimentados subdivididos en afirmado, sin afirmar y trocha (MTC,

2018), como se muestra en la tabla N°1. Dentro de ello, los departamentos con mayor

porcentaje de caminos vecinales no pavimentados que se encuentran en afirmado y trocha

(Dirección General de Caminos y Ferrocarriles, 2018), son: Arequipa (94.4%), Ica (94.2%),

La Libertad (89.1%), Loreto (88%), Huánuco (73.2%), Junín (68.5%), Moquegua (86.7%),

Ayacucho (71.6%) y Apurímac (69%).

Tabla 1

Sistema Nacional de Carreteras del Perú, por tipo de superficie de rodadura en kilómetros (MTC, 2018).

Red Vial (N° de rutas)

Pavimentada

No Pavimentada

Sub-total Proyectada Total Caminos No

Pavimentados (%) Afirmada

Sin Afirmada

Trocha

Nacional N° de

rutas:130 21,434.0 3,634.9 650.5 1,390.1 27,109.6 1,746.4 28,856.1 3%

Departamental N° de ruta: 386

3,623.1 16,676.5 3,202.6 4,003.4 27,505.6 4,693.4 32,199.0 14%

Vecinal N° de ruta:

6224 1,858.9 27,773.0 26,650.2 57,575.8 113,857.9 140.4 113,998.3 64%

TOTAL 26,916 48,084.4 30,503.3 5,393.4 62,969.2 6,580.2 175,053.3

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Al sur del país se encuentra el departamento de Apurímac, cuyo mayor porcentaje de

caminos rurales corresponde a la provincia de Andahuaylas con un 32.4% (Gobierno Regional

Apurímac, 2005). De los cuales, el camino vecinal Pacobamba-Huironay-Ccerabamba-Abra

Cusqueña se encuentra dentro de la ruta comercial que conecta los distritos de Kishuara,

Pacobamba, Huancarama, Abancay y Andahuaylas. Además, sus principales actividades

económicas son la agricultura y la ganadería (Municipalidad distrital de Pacobamba, 2016).

Por otro lado, los caminos vecinales no pavimentados presentan problemas a causa del

factor clima, tales como: ahuellamiento, bache y erosión (Manual de Carretera Mantenimiento

y Conservación Vial, 2018). En efecto, el camino en estudio no es ajeno a ello, debido a la

presencia de material fino en la superficie de rodadura, como se muestra en la Figura 1.

Actualmente, este se encuentra a nivel de terreno de fundación, a pesar de que existe una

propuesta de Provias Descentralizado, como solución a nivel de afirmado con capa de doble

riego de imprimación asfáltica para una vida útil de 5 años (Municipalidad distrital de

Pacobamba, 2016). Sin embargo, esta solución es insuficiente debido a la calidad del material,

la tracción que genera el tránsito y las lluvias que provocan el desgaste de capa en los primeros

años de puesta en marcha (Torres, 2016). Por consiguiente, la inseguridad vial y horas de viaje

del usuario incrementan debido al deterioro del camino vecinal (Galv, 2014).

Figura 1

Camino vecinal de Pacobamba, Región de Apurímac (Banco Mundial, 2019)

Por otra parte, el MTC mediante la metodología de AASHTO 1993, desarrolló

catálogos de estructuras de pavimentos flexibles, semirrígidos y rígidos con tráfico de hasta

30,000,000 EE (MTC, 2014). Sin embargo, los caminos vecinales no cuentan con un catálogo

que proponga el diseño de un pavimento a nivel de solución básica estabilizados con

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micropavimento, tratamiento superficial bicapa o Slurry Seal, a pesar de que las propuestas

mencionadas son de gran utilidad para el mejoramiento del camino de forma práctica, factible

y a bajo costo (Provias Descentralizado, 2018 ). Asimismo, un catálogo de estructuras de

pavimento a nivel de solución básica sirve como estudio de prefactibilidad en carreteras

rurales con volúmenes de tránsito menores o iguales a 1,000,000 EE (MTC, 2014).

2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

2.1. Objetivo general

Elaborar catálogos de estructuras de pavimentos básicos tratados como aporte al

estudio de prefactibilidad del proyecto “Mejoramiento y Rehabilitación del camino vecinal

Pacobamba – Abra Cusqueña”.

2.2. Objetivos específicos

Elaborar un árbol de posibilidades que permita establecer los parámetros de diseño

con los agentes estabilizadores seleccionados para el tratamiento de una capa granular.

Diseñar pavimentos a nivel de solución básica para la construcción de los catálogos.

Aplicar el catálogo estructural de pavimentos básicos tratados al camino vecinal

Pacobamba – Abra Cusqueña para evaluar el diseño óptimo.

Analizar el costo de la estructura de pavimentos básicos tratados para evaluar la

factibilidad del diseño.

3. ALCANCE DEL PROYECTO

El presente trabajo se desarrollará en un periodo de 6 meses. Este consiste en la

elaboración de catálogos de estructuras de pavimentos básicos como alternativa de solución

para el camino vecinal Pacobamba – Abra Cuzqueña, provincia de Andahuaylas del

departamento de Apurímac. Asimismo, esta investigación tendrá como fuente de apoyo el

expediente técnico “Mejoramiento y rehabilitación del camino vecinal Pacobamba-Huironay-

Ccerabamba-Abra Cuzqueña”, correspondiente a las áreas de geotecnia, tráfico, hidrología,

suelos y pavimentos. Por otro lado, los catálogos estarán constituidos por las variables como

tráfico, CBR y agentes estabilizadores, cuyos paquetes estructurales estarán conformados por

una capa de rodadura fija y una capa de material granular tratada. Cabe mencionar que la

aplicación de este catálogo será útil para la etapa de prefactibilidad de futuros proyectos que

se realicen al camino en estudio u otros que tengan similares características dentro de la

provincia de Andahuaylas.

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4. EVALUACIÓN DEL ENTORNO

4.1. Análisis PESTEP

4.1.1. Factores políticos

La organización internacional Association of State Highway and Transportation

Officials (AASHTO) tiene gran influencia en América Latina. Esta establece la guía para el

diseño de estructuras de pavimentos (AASHTO, 2019). Asimismo, se encuentra la ASTM

International que implanta normatividad internacional en los ensayos y materiales para

garantizar la calidad y la eficiencia en la construcción (ASTM International, 2020).

En el Perú, la Ley N° 27181 - Ley General de Transporte y Tránsito Terrestre define

los reglamentos del transporte en el territorio nacional (El Peruano, 2015). Esta ley establece

que el Ministerio de Transporte y Comunicaciones (MTC) viene a ser autoridad competente

en materia de tránsito y transporte terrestre. Cabe mencionar que este organismo establece el

Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial, donde plantea los lineamientos

técnicos de diseño, construcción y mantenimiento de la infraestructura vial en el país (El

Peruano, 2008). Sumado a esto, el MTC dispone manuales de carreteras para fortalecer las

capacidades técnicas, como se muestra en la tabla 2.

Tabla 2

Manuales de carreteras del Ministerio de Transporte.

MANUAL DE CARRETERAS APROBADO

POR RD N° FECHA DESCRIPCIÓN

Especificaciones Técnicas

Generales para Construcción

(EG-2013)

22-2013-

MTC/14 07.08.2013

Especifica los requisitos y

procedimientos para las obras de

infraestructura vial

Diseño Geométrico (DG-

2018)

03-2018-

MTC/14 30.01.2018

Define y recopila procedimientos

para el diseño de la infraestructura

vial

Suelos, Geología, Geotecnia y

Pavimentos:

Sección Suelos y Pavimentos

10-2014-

MTC/14 09.04.2014

Brinda las guías y pautas para el

diseño de carretera

4.1.2. Factores Económicos

En comparación con las 14 situaciones de recesión en el mundo desde el año 1870, la

pandemia del coronavirus provocó una acelerada disminución del crecimiento global

considerado como la cuarta más profunda recesión mundial, como muestra la figura 2. Esto

puede notarse en la caída del Producto Bruto Interno (PBI) real del mundo de 7.7% con

respecto a las proyecciones de enero del 2020. Además, Latinoamérica y el Caribe a

comparación de los otros continentes es el más afectado con un PBI de -9% (Banco Mundial,

2020).

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Figura 2

Recesiones globales y crecimiento del PBI mundial 1870-202. (Banco Mundial, 2020).

El Gobierno Peruano no es ajeno a ello. Sin embargo, la salud priorizaba y mediante

el Decreto Supremo (D.S) Nº 044-2020-PCM se paralizó la mayoría de las actividades

económicas para combatir la pandemia (El Peruano, 2020). No obstante, los gastos fiscales

representaron un 9% del PBI siendo este mayor en comparación con otros países de América

Latina (Gestión, 2020). Cabe señalar que la inversión, entorno político y factores económicos

guiados a la infraestructura de un país intervienen en su desarrollo económico (Rozas &

Sánchez, 2004). Por lo tanto, en la etapa de reactivación económica es indispensable la

construcción de carreteras, mantenimiento y rehabilitación de las ya existentes para una

correcta conexión entre consumidores y productores. De tal forma que en junio del 2020 se

activa la Fase 3 para empezar los Proyectos en General del sector construcción de manera

progresiva (MTC, Ministerio de Transportes y Comunicaciones, 2020).

Por lo expuesto, el gobierno mediante el Decreto de Urgencia Nº 070-2020 crea el

programa Arranca Perú para municipalidades con el propósito de fortalecer el plan de

mantenimiento de vias y la generación de empleo. De acuerdo con el Ministerio de Economía

y Finanzas (MEF), 49 mil kilómetros de vías vecinales serán atendidas para lo cual se ha

destinado S/3,898 millones a nivel nacional, de los cuales S/3,705 millones corresponden a

los municipios provinciales principalmente (MEF, 2020). Del mismo modo, la construccion

de las líneas 3, 4 y la Carretera Central se aceleró bajo la modalidad Gobierno a Gobierno

(ANDINA, 2011).

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En el área de estudio del presente trabajo, una de las principales limitantes al desarrollo

económico en Apurímac es el factor insfraestructura, como se muestra en la figura N° 3. En

ello se encuentra las obras viales que por su la falta de mantenimiento y rehabilitación de sus

vias disminuye la inversión privada (Macera, 2018).

Figura 3.

Principales factores más problemáticos para hacer negocios, 2017 (Macera, 2018).

4.1.3. Factores Sociales

La población mundial total es de 7,713 mil millones de habitantes y anualmente nacen

140 millones de niños y niñas en el mundo. En el continente asiático habita cerca del 60% de

la población mundial proporcionados en dos paises: la República Popular China y la India.

Asimismo, América del Norte y America Latina - Caribe representan un 13.12% de la

población mundial. De los paises más poblados del continente Americano, Perú se encuentra

en el 7mo lugar con 32 millones 131 mil 400 habitantes (INEI, 2019), cuyos resultados de la

revisión de las estimaciones y proyecciones de la población 2019 se muestra en la figura 4.

Figura 4

Población Total al 30 de junio e índice de masculinidad 2010 – 2050. (INEI, 2019)

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Asimismo, la población en el Perú se clasifica en urbana y rural que representan el

80% y 20% de la población total, respectivamente (INEI, 2018). Esto debido a las migraciones

del campo a la ciudad desde los años cincuenta (Euguren, 2006). Cabe mencionar que los

centros poblados rurales son aquellos con menos de 2 mil habitantes (INEI, 2019).

El presente estudio está enfocado en el departamento de Apurímac que posee una

población de 405 759 personas, donde el 45.8% de la población se encuentra en centros

poblados urbanos y 54,2% en centros poblados rurales, como se muestra en la tabla 3. Este

departamento concentra la mayor cantidad de sus habitantes en la provincia de Andahuaylas,

que presentó un decrecimiento poblacional de 0,1%, al igual que Antabamba (-0,8%),

Aymaraes (-1,9%), Chincheros (-1,3%) y Grau (-1,7%) en el periodo intercensal 2007 y 2017

(INEI, 2018).

Tabla 3

Apurímac: Población censada, urbana y rural (personas) y tasa de crecimiento promedio anual 2007 y 2017 (%) (INEI,

2018).

Año Total Población

Variación intercensal Tasa de crecimiento

promedio anual 2007-2007

Urbana Rural Urbana Rural Urbana Rural

2007 404,190 134,133 270,057 51,831 -50,262 3.3 -2

2017 405,759 185,964 219,795

4.1.4. Factores Tecnológicos

La tecnología impacta a todos los sectores económicos de un país, y el sector

construcción no es ajeno a ello. Se presentan 4 tendencias tecnológicas en la construcción a

nivel internacional, que aportan al desarrollo de proyectos de gran magnitud (UMACON,

2019), como se muestra en la tabla 4.

Tabla 4

Tendencias tecnológicas en el sector construcción (UMACON, 2019).

Tecnología Área Función Aporte

Robots, exoesqueletos y

vehículos autónomos.

• Estructuras • Encargado de demolición.

• Encargado de albañilería.

• Perforación.

• Impresión en 3D.

• Soldar barras de refuerzo.

Levantar cargas pesadas.

• Aumentar mano de obra

cualificada.

• Mejorar la velocidad y

la eficiencia.

• Incrementar la

seguridad en obra.

Vehículos aéreos no

tripulados (drones)

• Topografía y transportes.

• Estructuras

• Hidráulica

• Levantamientos

topográficos/fotogramétricos.

• Seguimiento de obra.

• Monitoreo de infraestructura

• Sensores térmicos (detección de

agrietamientos en tuberías o

anomalías).

• Realización de obras hidráulicas.

• Cálculo de volúmenes en la topografía

tradicional.

• Optimizar el tiempo.

• Alcanzar más detalles.

• Conservar la precisión.

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• Optimiza tiempo de levantamiento

en la construcción de caminos y

puentes.

Materiales avanzados

(impresoras 3D, bio-

hormigón, tejas

fotovoltaicas, etc.)

• Área de topografía y

transportes.

• Área de estructuras.

• Área de materiales y

construcciones civiles

• Dichos materiales tienen funciones

comunes como ser:

• Accesibles

• Sostenibles con el medio ambiente.

• Respetuosos con el medio ambiente.

• Ahorrar en costo.

• Ahorrar en el

consumo (reciclar).

• Reducir el impacto

medioambiental.

Realidad virtual y

aumentada

• Área de estructuras y

construcciones civiles

(inmobiliarias o

constructoras).

• Plasmar proyectos virtualmente antes

de ser construidos.

• Superponer información digital sobre

el mundo real.

• Complementar la

realidad.

• Analizar aspectos de

diseños sin construir.

• Analizar riesgos,

salud y desempeño.

En lo particular, en el área de infraestructura vial se viene desarrollando nuevas

tecnologías debido a problemas de temperatura, lluvias, accidentabilidad e impacto ambiental

(Biblioteca del Congreso Nacional de Chile, 2018). Por ejemplo, las últimas tendencias y

principales innovaciones de pavimentación son: carpeta asfáltica autorreparable, pavimento

poroso, rellenos más delgados, nuevos compuestos y utilización de materiales reciclados

(Moraga, 2018). Estos avances tecnológicos en pavimentos tienen como finalidad desarrollar

infraestructuras sostenibles, resilientes y de calidad.

Según el índice de competitividad global del Foro Económico Mundial, Japón es el

quinto país en el avance tecnológico en infraestructura vial (Biblioteca del Congreso Nacional

de Chile, 2018). Entre los aportes de este país aplicados a sus principales vías se tiene al

pavimento drenante y silencioso (mitiga posibles inundaciones y reduce el ruido), pavimento

retenedor de agua (regula la temperatura) y el pavimento termoaislante (reflecta rayos UV)

(Ministry of Land Infrastructure Transport and Tourism, 2015), como se muestra en la tabla

5.

Page 14: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 14 de 141

Tabla 5

Pavimentos Tecnológicos en Japón. (Ministry of Land Infrastructure Transport and Tourism, 2015)

Asimismo, Chile en el área de mantenimiento y rehabilitación de vías desarrolló un

pavimento autoreparable que incorpora caliza sintetizada (carbonato de calcio) a base de

desechos industriales (Moraga, 2018). Además, el crecimiento poblacional en comunidades

rurales o zonas periurbanos de este país impulsó la tendencia de estabilizaciones de

pavimentos básicos. Cabe recalcar que, esta técnica en lugar de usar solo afirmado utiliza

Pavimento drenante y silencioso

Pavimento retenedor de agua

Pavimento termoaislante

Page 15: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 15 de 141

supresores de polvo o estabilizadores de suelos (Guzman, 2019). De la misma manera, el Perú

por medio de Provias Descentralizado se encuentra ejecutando proyectos en caminos rurales

con esta técnica (Martinez, 2018). Debido a que son alternativas técnicas, económicas y

ambientales basados en el uso de estabilizadores de suelos, que posibilita la durabilidad y

nivel de servicio en vías no pavimentadas (MTC, 2015). En relación con esta técnica, el

ingeniero Guillermo Lazo (gerente técnico corporativo de Geotecnia y Pavimentos, COSAPI)

sostiene que el asfalto espumado es un material innovador y eficiente aplicado recientemente

en el Perú como agente estabilizador (Universidad de Lima, 2020).

4.1.5. Factores Ambientales

La contaminación al medio ambiente trae como consecuencia la degradación de la

salud y la economía. De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS), más de

7,000,000 de personas mueren al año por efecto de la contaminación del aire. Además,

menciona que una de cada nueve muertes en todo el mundo es el resultado de condiciones

relacionadas con la contaminación atmosférica (Organización Panamericana de la Salud,

2016).

Por otro lado, los países con mayor tasa de contaminación de dióxido de carbono (CO2)

en el 2018 fueron: China (28.1%), Estados unidos (15.2%) y la Unión Europea (3.479%) (BP

Statistical review of world energy, 2019), como se muestra en la figura 5.

Figura 5

Países que más contaminan el aire. (BP Statistical review of world energy, 2019)

En la actualidad, a nivel global la pandemia del coronavirus (COVID 19) dio un

impacto positivo al medio ambiente logrando la recuperación de ecosistemas, disminución de

gases de efecto invernadero y reducción del tráfico ilegal de la fauna salvaje. Al mismo

Page 16: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 16 de 141

tiempo, se produjo la disminución de la emisión de CO2 en un 6 % (Sostenible, 2020). De

igual manera, en el Perú se dejó de emitir 1.6 millones de toneladas de CO2.

Para esta investigación es importante destacar que el sector de la construcción

contribuye en un 40% a la contaminación. Según la ONU, este sector consume un 40% en

energía, extrae un 30%en materia prima, genera 25% de residuos sólidos, consume 25% de

agua y ocupa un 12% de la tierra (García et al, 2020).

Cabe mencionar que uno de los efectos del impacto ambiental que genera la

construcción, es el fenómeno llamado “isla de calor” que se caracteriza por presentar un centro

urbano una temperatura mayor que en los alrededores. Esto debido a los materiales oscuros

que se utilizan en edificios, calles y carreteras. Por ejemplo, el asfalto y el cemento por su

color retienen más calor que otros materiales de color claro. Es así como las carreteras de

pavimentos flexibles atraen los rayos infrarrojos del sol. Por lo tanto, se eleva la temperatura

del ambiente y entorno térmico de los peatones (Martins, 2019)

Por otra parte, en condiciones naturales la tierra absorbe lluvia que es evaporada por

los rayos del sol en días calientes y liberada a la atmósfera refrescando el ambiente. Sin

embargo, estas terminan en los sistemas de alcantarillados o en cunetas en los casos de las

carreteras. Asimismo, las zonas urbanas suelen tener pocos árboles pese a que este juega un

papel crucial como la evapotranspiración que se genera en el suelo (Torres N. , 2016)

Ante ello, se ha propuesto pintar las superficies de los techos, calles y carreteras con

colores pálidos. Además, desarrollar materiales de construcción sostenible que tengan una

huella menor de carbono, pero no solo que contribuya a no contaminar el medio ambiente con

pavimentos de materiales sostenibles, sino también a combatir el calentamiento global con

pavimentos drenantes, retenedores de agua y termoaislantes (Roads experts, 2017)

Finalmente, en lo que son caminos rurales al implementarse la nueva tendencia de

pavimentos a base de soluciones básicas, no solo presentan efectos de orden técnico y

económico, sino también efectos ambiental favorables ya que el impacto en los recursos

hídricos es bajo, debido a que la estabilización e impermeabilización del suelo en tiempo de

lluvias no arrastra los materiales pétreos. Asimismo, esta técnica no genera polvo como las

carreteras a base solo de afirmado (MTC, 2015).

Page 17: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 17 de 141

4.2. Evaluación de impactos y/o riesgos

La evaluación de impactos y/o riesgos se desarrolla mediante una matriz a nivel

cualitativo que está en función de la probabilidad de ocurrencia e impacto de algún peligro en

diferentes categorías. Estas dos variables miden el nivel de criticidad del riesgo para reconocer

el área que requiere mayor atención. Cabe señalar que los peligros a reconocer están basados

en las entregas por etapas del presente trabajo de investigación.

4.2.1. Matriz de riesgo

Criterio de clasificación del peligro mediante el nivel de impacto y la probabilidad de

que este se materialice (riesgo).

Figura 6.

Matriz de riesgo cualitativo.

4.2.2. Leyenda de probabilidades

Criterio para definir los niveles de probabilidad de ocurrencia del peligro o evento.

Tabla 6.

Descripción de los niveles de probabilidad del evento.

Muy Probable

Probable

Eventual

Remota

Menor Moderado Mayor Extremo

PR

OB

AB

ILID

AD

IMPACTO ALTOBAJO

BAJO

ALTO

Muy probable Es casi seguro que el evento va a suceder

Probable Es más probable que el evento suceda a que no suceda

Eventual Es más probable que el evento NO suceda a que suceda

Remota Posibilidades remotas (raras) de que el evento suceda

Niveles de Probabilidad

Page 18: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 18 de 141

A continuación, los 6 rubros que influyen en el trabajo de investigación y su futura aplicación.

4.2.3. Leyenda de impactos

Tabla 7.

Identificación de eventos y sus niveles de impacto para cada rubro.

IMPACTO Financiero Reputación Medio Ambiente Seguridad y Salud - Sanitaria Social Legal

Extremo

Desatención presupuestal

por parte de autoridades

gubernamentales

Repercusión pública/de los medios/política nacional e

internacional

Impacto extremo, debido a que involucra los interesés

públicos nacionales e internacionales, atención de medios

nacionales e internacionales, repercusiones junto a

autoridades gubernamentales estratégicas (local, regional y

nacional), con medidas restrictivas para el proyecto.

Impacto ambiental para zonas rurales

Impacto extremo por no ser remediado mediante una intervención

técnica, causando impacto significativo sobre, especies, hábitats y

ecosistemas hasta el punto de provocar extinción. Las técnicas

utilizadas serán aplicadas para minimizar los daños.

Ejm: Contaminación de suelos, aguas subterráneas y cuerpos de agua.

Integrante del proyecto que de

positivo al COVID 19 significaría la

paralización de la obra. También,

evento con más de una víctima, que

puede resultar en discapacidad

permanente, parcial o total,

mutilación o fatalidad.

Impacto negativo local (comunidad) o

regional (uno o más municipios) en el

desarrollo social o regional que

afecta a la integridad física -

emocional.

Desaprobación del proyecto de investigación

(por incumplimiento de normas técnicas, de

salud, protocolos sanitarios para la prevención

del COVID 19, entre otros).

MayorDesbalance entre el costo

planificado y costo real

Repercusión nacional: Preocupación pública/de los

medios/ política nacional

Impacto alto, que involucra interés público nacional,

cobertura de medios nacionales, repercusiones con

autoridades gubernamentales estratégicas (local, regional,

nacional), con medidas restrictivas para el proyecto.

Impacto ambiental en las áreas circunvecinas

Impacto alto que causa graves daños al medio ambiente en el

funcionamiento del ecosistema, siendo necesaria la solución mediante

intervención técnica.

Ejm: Derrame/ fuga de cualquier sustancia agresiva para el medio,

independientemente de la cantidad, la contaminación real del suelo, de

aguas subterráneas, sedimentos y masas de agua.

Miembro del proyecto que presente

sintomatología del COVID 19 debe

ser enviado a cuarentena y analizar al

personal con quienes tuvo contacto.

También, lesión que resulte en

Incapacidad permanente física

parcial o total, mutilación o fatalidad.

Impacto puntual (una persona o una

familia) que afecta a la integridad

física. También, a familias cuyas

viviendas estan dentro del derecho

de vía más zona de propiedad

restringida.

Rechazo de la investigación por el

deficiente estudio de perfil. No

cumplir con Normativa vigente

sanitaria COVID 19.

Menor Ninguno

Repercusión local

Involucra el interés público local, alguna atención de

autoridades políticas estratégicas locales y/o medio local,

con posibles aspectos adversos para la ejecución.

Impacto ambiental limitado al desarrollo del proyecto. Bajo

impacto en el medio ambiente (aire, agua, suelo, flora, fauna y seres

humanos), y que puede ser solucionado naturalmente sin intervención

técnica o con técnicas simples.

Lesión o manifestación clínica cuyo

tratamiento exige atención y/o

acompañamiento médico. Aptitud

mantenida, pero con restricción

compatible para el ejercicio parcial

de la misma actividad o de otra

actividad provisionalmente.

Impacto local (familia o comunidad)

sin afectar la integridad física y sin

necesidad de solución urgente.

Ordenanza de otro proyecto que

desplace la propuesta de

investigación por tema de tiempo.

Page 19: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 19 de 141

La identificación de la probabilidad de ocurrencia de los eventos en la leyenda de impactos conlleva a reconocer la causa y consecuencia

de estos en las áreas de seguridad, economía, externos, técnicos, operativos, legales, gerenciales, ambientales y organizativos. De tal forma que

con el impacto y probabilidad de ocurrencia mediante la matriz de riesgo se determine la criticidad de cada uno de ellos.

4.2.4. Análisis de riesgos

Tabla 8.

Análisis de riesgos y plan de acción del evento.

Análisis de

probabilidad

Categoria/ Area Evento de riesgo Causa Consecuencia Controles/ Acciones para MitigarProbabilidad

de ocurrencia Financiero

Salud y

seguridadSocial

Medio

AmbienteLegal Reputación

Mayor

criticidad

SEGURIDAD Integrantes del equipo con Covid 19.Ausencia de un plan Covid, medidas Sanitarias,

monitoreo y de emergencia. Incremento del tiempo de plazo. Desarrollar e implementar un Plan sanitario Covid. Muy probable Extremo Alto

SEGURIDADRetraso del estudio de investigación a

causa de una enfermedad.Integrantes del proyecto enfermo.

Incumplimiento del plazo de entrega

previsto.

Mejorar el plan de alimentación y visitar al doctor cada 2

mesesMuy probable Extremo Alto

ECONÓMICOSSobrecostos de los materiales propuestos

(estabilizadores, material granular y ligante

asfáltico)

La no disponibilidad en el lugar o la escases del producto. Elevado presupuesto del proyecto Busqueda de agentes estabilizadores mas económicos y

factibles.Eventual Mayor Alto

ECONÓMICOS Falta de financiamientoPresupuesto limitado por parte del gobierno Local

(municipios). Demora de la aplicación del catalogo

Busqueda de empresas interesadas en ejecutar el proyecto

(aplicación del catalogo). Probable Moderado Medio

ECONÓMICOSPérdida de empleo o ingresos económicos

nulos.Pandemia (cuarentena)/ finalización de beca de estudios.

Detención de la investigación por falta

de presupuesto Tener una cuena de ahorros para situaciones de emergencia Remota Moderado Bajo

EXTERNOSDesaprobación académica del catálogo de

solución basica.

No contar con un estudio actual de tráfico vehiular y

pluviómetrico.Extensión del plazo.

Verificación del estudio de campo en la zona, cumpliendo

con los protocolos de salubridad.Muy probable Extremo Medio

EXTERNOS Ausencia del asesor. Tiempo no disponible o enfermedad del asesor. Dudas a lo largo de la investigación. Tener otra alternativa de asesor. Probable Mayor Bajo

OPERATIVOSFalta de estudio detallado en la mecanica

suelos

Coyuntura actual (Covid 19), confinamiento absoluto

(cuarentena a nivel nacional). Resultados lejanos a la realidad.

Solicitar estudios previos ya realizados al municipio o a la

entidad encargada. Probable Menor Moderado Medio

TÉCNICOSDosificaciones del aditivo estabilizador

TERRASIL variante.

Empresas que proporcionan diferentes dosificaciones del

aditivo TERRASIL

Ineficiente diseño de pavimento básico (

sobredimencionamiento) y

sobrevaloración del costo.

Asesoria del ingeniero especialista para la elección del la

dosificación optima. Remota Menor Muy bajo

OPERATIVOSImcumplimiento en los plazos de entrega

de la investigación.

Falta de programación, coordinación y compromiso por

parte de los integrantes.

Investigación inconclusa, retiro del

taller Capstone Project y sustentación

tardia.

Mejorar la coordinación y programación. Probable Moderado Menor Medio

LEGALESSanción al área de obras públicas por parte

del ministerio de transporte (provías

descentralizado).

No realizar a tiempo los tramites pertinentes Retraso en el inicio de la obra Verificar todos los permisos que requiere el proyecto Eventual Moderado Menor Menor Menor Mayor Medio

GERENCIALESDemora en la aprobación de la

investigación por parte la municipalidad

Falta de la aprobación de la investigación por la

universidad

Demora en aplicación del catalogo.

Insertidumbre en la validadcion del

catalogo

Mostrar evidencia de la validacion y antecedentes de la

investigacionMuy probable Menor Moderado Mayor Moderado Crítico

AMBIENTAL Materiales de contrucción contaminantes Deficiente estudio del impacto ambiental. Contaminación del medio ambiente.

Realizar un estudio ambiental y revisar las ventajas y

desventajas de los estabilizadores propuestos en temas

ambientales.

Eventual Mayor Mayor Mayor Medio

ORGANIZATIVOTiempo de disponibilidad reducida por

parte de los integrantes Miembros del equipo empiezan a laborar.

Retraso en las entregas del proyecto en

sus diferentes faces.Replantear horarios de disponibilidad y motivación. Muy probable Mayor Alto

Análisis del escenarioIdentificación de los riesgos Informaciones/Comentarios

Propuesta de verificación anticipada sobre procedimiento de documentos para

que se ejecute el proyecto de Rehabilitación y mejoramiento del camino

vecinal con nuestra propuesta de solución.

Invitación a nuestra sustentación, al encargado del área de Subgerencia de

proyectos de inversión de obras públicas y enviar el informe respaldado por la

universidad.

Análisis de impactos

Plan de acción

Reorganizar un nuevo cronograma para cubrir las tareas del integrante

enfermo.

Reorganizar un nuevo cronograma para cubrir las tareas del integrante

enfermo.

Plantear un excel previo de diseño y a la par un análisis de costos y

presupuestos que permita obtener diferentes alternativas.

Realizar una solicitud en nombre de la municipalidad de la región (obras

públicas y privadas) a PROVIAS DESCENTRALIZADO.

Reorganizar un nuevo cronograma rotativo para cubrir las tareas del integrante

que se encuentre trabajando.

Ir al lugar para la realización del conteo vehicular y estudios geotécnicos con la

experiencia de un técnico.

Tener otra opción de asesor en el área de investigación que se encuentre

laborando en la universidad.

Buscar materiales ( agentes estabilizadores y material para la capa de

rodaduras) que tengan un porcentaje admisible contaminante al medio

ambiente.

Considerar en el cronograma de reuniones los dias sabados y domingos.

Buscar en la OSCE expedientes recientes del estudio de perfil que tengas las

similares caracteristicas (clima, ubicación georafica)

Pedir recomendaciones típicas de dosificaciones en nuestro asesor (experiencia

de dosificaciones en diferentes proyectos de tratamientos con agentes

químicos)

Reorganizacion de los integrantes y cumplimiento de las fechas de entrega del

trabajo propuesto por el equipo.

Page 20: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 20 de 141

En la presente investigación, las categorías con mayores riesgos del total son

económicos y técnicos en un 18.75%. Asimismo, existe mayor cantidad de riesgos

identificados en el nivel MEDIO en comparación con los demás niveles, como se muestra

en la tabla 9.

Tabla 9

Cuadro resumen.

Es decir, el desarrollo del trabajo dependerá de la ejecución y seguimiento del plan

de acción de los peligros en nivel ALTO, MEDIO y CRÍTICO.

5. REVISIÓN DE LA NORMATIVA LEGAL VIGENTE Y ESTÁNDARES

NACIONALES E INTERNACIONALES APLICABLES

5.1. Base legal

- Ley General de Transporte y Tránsito Terrestre N° 27181.

- Manual de Carreteras: Suelos, Geología y Geotécnica y Pavimentos: Sección de

Suelos y Pavimentos.

- Manual de Carreteras: Especificaciones Técnicas Generales para construcción (EG-

2013).

- Manual de Carreteras: Mantenimiento y Conservación Vial.

- Pautas Metodológicas para el Desarrollo de Alternativas de Pavimentos en la

Formulación y Evaluación Social de Proyectos de Inversión Pública de Carreteras.

- Resolución Directoral Nº003-2015-MTC/14- Documento técnico soluciones

básicas en la capa de rodadura de carreteras no pavimentadas.

Categoría Muy bajo bajo Medio Alto Crítico

Seguridad 1 1 2

Económicos 1 1 1 3

Técnicos 1 1 1 3

Externos 1 1 2

Operativo 2 2

Legales 1 1

Gerencia 1 1

Ambiental 1 1

Organizativo 1 1

Total 1 3 7 3 2 16

Evaluación final del riesgo Total de Riesgos

Identificados

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Pág. 21 de 141

5.2. Histórico de manuales

El Manual para el Diseño de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de

Tránsito fue publicado en el año 2008, el cual presentó el primer catálogo estructural de

superficie de rodadura mediante la metodología AUSTROADS. El catálogo en mención

propone capas granulares de rodadura a nivel de afirmado teniendo como variables de

entrada el CBR y el tráfico. Asimismo, este menciona que para suelos con CBR menor a

6%, se debe aplicar el material de reemplazo o un agente estabilizador como cal, cemento

o químicos en la subrasante. En adición, si el terreno de fundación cuenta con afirmado, se

aprovechará el aporte estructural del material existente y se colocará el espesor necesario

de afirmado.

En el año 2014, el MTC publicó el Manual de Carreteras-Suelos, Geología,

Geotecnia y Pavimentos que brinda pautas para el diseño de carreteras mediante la

metodología AASTHO 93. Asimismo, este propone la metodología NAASRA para la

determinación del espesor de mejoramiento a nivel de afirmado. Además, el manual

propone catálogos para afirmados, pavimentos flexibles, semirrígidos, rígidos y micro

pavimentos. Cabe señalar que estos tienen diferentes configuraciones estructurales y

periodos de diseño.

En el año 2015, se publica las Pautas Metodológicas para el Desarrollo de

Alternativas de Pavimentos en la Formulación y Evaluación Social de Proyectos de

Inversión Pública de Carreteras, el cual presenta metodologías de diseño para afirmados y

pavimentos flexibles. En adición, este incorpora alternativas tecnológicas de

pavimentación, el cual constituye pavimentos por niveles: afirmado, afirmado mejorado,

afirmado con protección y pavimento económico. Cabe recalcar, que la Evaluación social

del proyecto en el marco del Proyecto de Inversión Pública (PIP) determinará qué

alternativa tecnológica es la óptima para cada caso.

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Pág. 22 de 141

5.3. Normas Nacional e internacionales

Figura 7.

Mapa conceptual de normas nacionales e internacionales.

6. BASES TEÓRICAS

El pavimento es un paquete estructural de varias capas construida sobre la

subrasante del camino. Esta tiene como función distribuir y resistir los esfuerzos

producidos por el tránsito y mejorar las condiciones de confort al usuario. Algunas de las

exigencias que debe cumplir un pavimento son resistir a las solicitaciones de clima y

tránsito (MTC, 2014).

6.1.1. Solicitaciones de clima

El diseño de un pavimento considera todos los aspectos que influyen de forma

prioritaria en su estructuración. Entre los más importantes se encuentran:

El régimen de lluvias. No existe un buen diseño, si el pavimento no cuenta con una

adecuada evacuación de las aguas superficiales. Por consiguiente, se tiene que hacer un

correcto estudio y análisis de datos pluviométricos en la zona de estudio. En adición, el

estudio de calidad del terreno natural y de las capas estructurales tienen gran importancia;

debido a, que el efecto de capilaridad podría generar variaciones en la humedad de las

capas. Por último, el efecto de climas extremos (hielo y deshielo) afecta directamente a la

superficie del pavimento.

El agua y temperatura. La oxidación del asfalto superficial es producida por la

combinación del agua y calor. El deterioro del asfalto se traduce como pérdida de la

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elasticidad y cohesión, el cual se manifiesta mediante agrietamientos en la superficie de la

carretera. Por consiguiente, el agrietamiento genera una destrucción acelerada al

pavimento, que depende de la frecuencia de precipitación de la zona. En adición, en lugares

de temperaturas menores a 0°C se origina un mayor deterioro de las bases y subbases por

efecto de hielo y deshielo (Patillo, 1998).

6.1.2. Solicitaciones de tránsito

Las solicitaciones del tránsito que recibe un pavimento dependerán de la fatiga que

originen a las capas del pavimento y del terreno de fundación. Estas son:

• Flujo vehicular

• Peso por eje de vehículos pesados

• Presión de inflado

6.1.3. Tipos de pavimentos

Pavimentos económicos (Soluciones básicas). Carretera no pavimentada que tiene

un bajo volumen de tránsito, considerada como una alternativa económica, técnica y

ambiental. El cual consiste en la aplicación de agentes estabilizadores en el suelo o capa

granular, y un recubrimiento bituminoso para brindar un mejor nivel de servicio y mayor

vida útil. Es decir, es un sistema estructural constituido por capas granulares, base tratada

con un agente estabilizador según la zona de estudio y una capa de rodadura bituminosa.

Por consiguiente, la elección del tipo de estabilizador en la subbase dependerá de

la ubicación geográfica (costa, sierra y selva) y tipo de suelo predominante en el proyecto.

Asimismo, la capa de rodadura bituminosa en frio podrá estar constituida por: tratamiento

superficial bicapa, lechada asfáltica, imprimación reforzada o mortero asfaltico (Sistema

Nacional de Inversión Pública, 2015).

Pavimento flexible. El pavimento flexible está constituido por capas granulares

(subbase y base granular) y una superficie de rodadura compuesta por material bituminoso.

Como se muestra en la figura 8.

Page 24: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Figura 8

Sección típica del pavimento flexible (Inter Cement, 2012)

Pavimento semirrígido. El pavimento semirrígido es un sistema estructural

constituida por una base tratada más una capa de rodadura. Como se muestra en la figura

9.

Figura 9

Sección típica de pavimento semirrígido.

Pavimento rígido. Estructura de pavimento compuesta por una capa de subbase o

base granular y una superficie de rodadura compuesto por concreto hidráulico. Además, el

material granular puede ser tratada con algún agente químico. Como se muestra en la figura

10.

Page 25: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Figura 10

Sección típica del pavimento rígido. (Inter Cement, 2012)

6.1.4. Estructura del pavimento

Las capas de un pavimento están constituidas por material selecto de cantera, las

cuales deben cumplir las exigencias que rigen en el manual (MTC, 2014). Como se muestra

en la tabla 10.

Tabla 10

Estructura del pavimento. (MTC, 2014)

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO MATERIAL DE

CONSTRUCCIÓN

Material bituminoso

Granular tratada con Cemento,

asfalto o cal /granular

Granular tratada con Cemento,

asfalto o cal /granular

Granular/material in-situ

Afirmado. Capa compactada compuesta por material granular o procesada, la cual

presenta una gradación que soporta los esfuerzos y cargas producidos por el tránsito. Es

decir, este debe tener la cantidad apropiada de agregado fino cohesivo tal que mantenga

bien aglutinada las partículas. Además, el afirmado sirve como capa de rodadura en

caminos o carreteras no pavimentadas.

Por otro lado, el afirmado debe contar con un CBR mayor que 6% y con un tráfico

vehicular hasta 300,000 ejes equivalentes. Si el CBR es menor que a 6% se deberá

reemplazar con material de cantera o estabilizar con algún agente químico (MTC, 2014).

Subbase granular. Material granular que presenta un CBR mayor que 40%. Esta

capa se ubica entre la base y la subrasante de un pavimento. Además, esta capa soporta

menores esfuerzos en comparación con las demás.

Page 26: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Base granular. Capa constituida por material granular de cantera o tratado con un

agente químico que presente un CBR mayor que 80%. Esta capa se ubica debajo de la capa

de rodadura de un pavimento. Asimismo, esta capa soporta mayores esfuerzos por su

cercanía a la superficie de rodadura.

Capa de rodadura. Capa conformada por material bituminoso (cemento asfáltico).

La capa de rodadura tiene aporte estructural (carpeta asfáltica en frio o caliente) o no

estructural (mortero asfáltico, tratamiento superficial, micro pavimento, entre otros). Esta

capa al estar expuesta con el exterior debe ser resistente a la abrasión y condiciones de

intemperismo. En adición, este funciona como impermeabilizante de la superficie del

pavimento. Por último, la textura superficial de la capa de rodadura debe contar con una

adecuada rugosidad y servicialidad relacionadas a la seguridad y confort respectivamente.

A continuación, se presenta el cuadro de los requerimientos mínimos de CBR para

las diferentes capas estructurales de un pavimiento.

Tabla 11

Tabla resumen de los requerimientos mínimos del CBR.

Capa

estructural

Compactación

al 100% MDS CBR (0.1")

Relleno 90% 20% - 30%

Subrasante 95% > 6 %

Subbase

granular 100% >40%

Base Granular 100% 80% -100%

Fuente: Elaboración propia adaptada de la norma MTC (2014).

7. PROPUESTA DE SOLUCIÓN

7.1. Metodología

La presente investigación tiene como objetivo la elaboración de un conjunto de

catálogos a base de soluciones básicas en carreteras no pavimentadas. Esta consiste en el

tratamiento de la capa granular con agentes estabilizadores. Por otro lado, la elección de

estos agentes será mediante un análisis técnico, económico, geográfico y ambiental. En la

primera etapa se desarrollará el árbol de posibilidades para los tres tipos de pavimentos

básicos (pavimentos tratados con asfalto espumado, terrasil, cemento portland). Pues, con

ello se busca determinar los periodos de diseño, dosificación y metodología.

Page 27: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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En la segunda etapa se desarrollará el diseño de cada tipo de pavimento básico con

su respectiva metodología, dosificación y periodo de diseño para diferentes rangos de

tráficos, como muestra la tabla N° 12. Asimismo, en este tipo de pavimentos económicos

(pavimentos de bajo volumen de transito) se establecerán rangos de tráfico según el Manual

de Carreteras Sección Suelos y Pavimentos. En adición, los periodos de diseño se tomarán

según las recomendaciones que brinda la Directiva General del SNIP.

Tabla 12

Parámetros de entrada en el árbol de posibilidades

Agente

estabilizador Periodo de diseño Dosificación

Metodología de

diseño

Asfalto espumado

5 a 10 años

2% de asfalto Wirtgen

Cemento Portland 1% y 2% de cemento AASHTO 93

Terrasil 0.5 kg/m3 y 1kg/m3 AASHTO 93

En tercera instancia, los catálogos serán aplicados a la ruta en estudio. Para tal

efecto, se requiere contar con los datos de entrada como son: tráfico, periodo de diseño y

CBR. Por tal razón, en el camino en estudio se determinará la media de los CBR’s por

medio del método de las diferencias acumuladas, y este a su vez los analiza mediante

tramos. Por consiguiente, los suelos cuyos CBRs sean menores al 6% procederán al

mejoramiento del terreno de fundación mediante métodos físicos, mecánicos, sustitución

de suelo o con agentes estabilizadores. De las cuales se tendrá como alternativa de solución,

la estabilización por sustitución de suelos. Cabe señalar que la cantera en estudio (material

de sustitución) debe tener como mínimo un CBR del 15% y la profundidad de

mejoramiento se obtendrá mediante la determinación del número estructural de refuerzo.

Por otro lado, el estudio del tráfico vehicular (W18) se determinará mediante la

metodología de AASHTO 93.

Finalmente, se analizará los costos de los tres tipos de pavimentos económicos en

todo el tramo del proyecto, el cual comprende una longitud de 29.6 km, mediante el

Análisis de Precios Unitarios (APU´s) y el metrado, obteniendo de esta forma el

presupuesto del proyecto para cada solución básica. Asimismo, se desarrollará el

cronograma de ejecución mediante el diagrama de Gantt, para ello, se utilizará el programa

MS Project. Por consiguiente, las partidas principales consideras en todo este proceso

serán: asfalto espumado, cemento Portland, Terrasil, imprimación asfáltica y tratamiento

superficial bicapa.

Page 28: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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7.2. Localización del proyecto.

Figura 11

País/Departamento/Distrito/Provincia del camino en estudio.

Page 29: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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7.2.1. Departamento del proyecto.

El proyecto se ubica en el departamento de Apurímac, cuya superficie territorial es

de 21,113.19 km2 y representa el 1.6% del territorio nacional. Este limita por el noreste con

los departamentos de Ayacucho y Cusco, por el sur con Arequipa y Ayacucho y por el

oeste con Ayacucho. Según el Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú

(SENAMHI), Apurímac posee un clima cálido y húmedo con temperaturas máximas,

mínimas y precipitaciones (Cuadros, 2014), como muestra la tabla 13.

Tabla 13

Apurímac: Temperatura mínima, temperatura máxima y precipitación

Temp.

/Lugar

Provincia

Anntabamba Río Pampas

Temp. /

Lugar

Provincia

Abancay

Distrito de

Talavera

Precip. /

Lugar Río Pampas

Distrito de

Tambobamba

Temp.

máxima

(C°)

18.4 31.2

Temp.

mínima

(C°)

3.5 13 Precipitación

(mm) 470.8 967.7

Por otro lado, el departamento de Apurímac está constituido por 7 provincias y 80

distritos, cuya capital es Abancay. Asimismo, las provincias de Andahuaylas, Aymaraes y

Grau son las que políticamente se encuentran divididas en el mayor número de distritos.

Este departamento posee 7,480 kilómetros de longitud de sistema de red vial total

constituido por nacional (1,157 km), departamental (1,339 km) y vecinal (4,984 km). Cabe

mencionar que al año 2018, el 72% de la Red Vial Nacional esta pavimentada, de las cuales

el 59.9% esta asfaltada y el resto es solución básica (Provias Nacional, 2019), como se

muestra en la figura 12.

Figura 12

Mapa departamental de Apurímac – Sistema de Red Vial Nacional. (MTC,2017)

Page 30: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 30 de 141

7.2.2. Provincia del proyecto.

El proyecto está localizado a nivel provincial en Andahuaylas, tiene puntos de

coordenada según latitud sur 13° 39′ 23″ y longitud oeste 73° 23′ 24″. Cuenta con una

superficie de 37,600 km2 con una altitud de 2,865 msnm. Además, está limitada por el norte

con la provincia de Chincheros y el departamento de Ayacucho, por el este con la provincia

de Abancay y la provincia de Aymaraes, por el sur y oeste con el departamento de

Ayacucho.

Por otro lado, Andahuaylas tiene una extensión territorial de 3,487.00 km, que

representa el 17.5% del departamento de Apurímac y es considerada como la segunda más

grande de las 7 provincias. Del mismo modo, el distrito con mayor superficie que pertenece

a Andahuaylas es Pampachiri (INEI, 2019), como se muestra en la tabla 14. Tabla 14

Departamento Apurímac: Población Total 2017 y Ubicación geográfica de la capital legal del distrito 2019.

(INEI, 2019)

Distrito Superficie

Población

total 2017 Categoría

(km2) (Ha)

Andahuaylas 370,03 37, 030 43,560 Ciudad

Andarapa 172,05 17,050 5,757 Pueblo

Chiara 148,92 14, 892 1,238 Villa

Huancarama 153,04 15,304 5,454 Villa

Huancaray 112,20 11,220 3,965 Villa

Huayana 96,87 9,687 793 Pueblo

Kishuara 309,91 309,91 6,453 Pueblo

Pacobamba 245,90 24,590 3,618 Pueblo

Pacucha 170,39 17,039 8,681 Pueblo

Pampachiri 602,50 60,250 2,318 Villa

Pomacocha 129,19 12,919 911 Pueblo

San Antonio de Cachi 178,78 17,878 3,047 Pueblo

San Jerónimo 237,42 23,742 21,915 Villa

San Miguel de

Chaccrampa 83,37 8,337 1,694 Pueblo

Santa María de

Chicmo 162,14 16,214 8,770 Pueblo

Talavera 148,12 14,812 19,251 Villa

Tumay Huaraca 446,71 44,671 1,965 Pueblo

Turpo 121,67 12,167 3,815 Pueblo

Kaquiabamba 97,79 9,779 1,876 Pueblo

José María Arguedas 196,00 19,600 4,186 Pueblo

El sistema de redes viales de la provincia de Andahuaylas se conforma en su

mayoría de redes viales vecinales, como se muestra en la figura 13. Esto debido a que la

provincia posee la mayor longitud de caminos rurales (1,114.39 km) a comparación de los

7 provincia que componen Apurímac. Cabe mencionar que la red vecinal de Andahuaylas

en gran medida está constituida por trochas carrozables (MTC, 2005).

Figura 13

Mapa provincial Andahuaylas-Sistema de Redes Viales. MTC (2017).

Page 31: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 31 de 141

7.2.3. Distrito y tramo del proyecto.

La aplicación del catálogo a desarrollar comprende el camino vecinal Pacobamba-

Huironay-Ccerabamba-Abra Cuzqueña, ubicado en el distrito de Pacobamba. Por otro lado,

las coordenadas UTM del punto inicio del tramo en estudio son por el norte 8,493,845.170,

por el este 70,7048.062 y altura 2,744.810 m.s.n.m. Además, las coordenadas UTM del

punto final del tramo son por el norte 8,499,090.030, por el este 700831.084 y altura

3468.197 m.s.n.m. El tramo inicia en el centro poblado Pacobamba y finaliza en Abra

Cuzqueña, cuya longitud es de 28,384 kilómetros, como se muestra la tabla 15.

Page 32: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Tabla 15

Esquematización de la ubicación del proyecto. Distrito y Camino Vecinal.

MAPA DISTRITAL- PACOBAMBA

Mapa de Redes Viales Mapa Satelital

Fuente. MTC (2017). Fuente. Google Earth.

CAMINO VECINAL PACOBAMBA-HUIRONAY-CCERABAMBA-ABRA CUZQUEÑA

Red vecinal en estudio Mapa Satelital

Fuente. MTC (2017). Fuente. Google Earth.

7.3. Justificación e importancia

7.3.1. Catálogo de soluciones básicas.

Los catálogos de estructuras de pavimentos en el Perú fueron desarrollados como

iniciativa del MTC, que tiene como norma vigente el “Manual de Carreteras - Suelos

geología, Geotecnia y Pavimentos con R.D. Nº 10-2014-MTC/14” (MTC, 2014). En base

Page 33: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 33 de 141

a lo mencionado, el presente trabajo pretende incorporar una propuesta de un nuevo

catálogo a nivel de soluciones básicas del camino vecinal Pacobamba-Abra Cuzqueña,

provincia de Andahuaylas. Esta herramienta tiene como objetivo ilustrar alternativas para

diferentes volúmenes de tráfico bajos, CBRs, estabilizadores y periodos de diseño.

El catálogo de soluciones básicas tiene como singularidad la aplicación de

materiales atípicos en el diseño. Asimismo, este aporta como guía de consulta a la entidad

pública o privada que esté a cargo del proyecto del camino vecinal en estudio en la etapa

de pre-inversión. En adición, el uso de este catálogo puede ser aceptada para condiciones

similares de zonas de sierra del Perú como antecedente y estudio de prefactibilidad. De tal

forma, que la aplicación de esta herramienta permita reducir el tiempo y costo del proyecto.

7.3.2. Uso de soluciones básicas.

Según el MTC al año 2018, los caminos vecinales o rurales no pavimentados

(afirmado, sin afirmar y trocha) representan el 98% del total. (Sociedad de Comercio

Exterior del Perú, 2020). De acuerdo con el “Documento Técnico Soluciones Básicas de

Carreteras No Pavimentadas”, las soluciones básicas vienen destacando como pavimentos

tecnológicos ya que son alternativas técnicas, económicas y ambientales para caminos

vecinales. Este tipo de pavimentos son para periodos de diseño de 5 a 10 años. Ello debido

a que su configuración estructural está dada por una capa de afirmado tratada por

estabilizantes y una superficie de rodadura conformada por la capa del suelo tratado o una

capa de recubrimiento bituminoso de existir predominancia de tráfico (MTC, 2015).

Con el objetivo de mejorar las propiedades físicas y mecánicas del suelo los tipos

de estabilizadores a usarse pueden ser cemento, cal, asfalto, entre otros (MTC, 2014). Por

otro lado, la aplicación de soluciones básicas en aspectos económicos es factible para

caminos con bajo nivel de tráfico en lugar de construir un pavimento flexible, semirrígido

o rígido. En contraste, el tramo en estudio es aplicable a esta técnica al encontrarse a nivel

de construcción y mantenimiento, y con bajo volumen de tráfico (MTC, 2015).

7.3.3. Tipo de estabilizante.

La elección de los tipos de estabilizadores depende de las condiciones climáticas

(temperatura y precipitaciones pluviales) y la ubicación geográfica del proyecto. Es decir,

no existe un tipo de estabilizador para diferentes condiciones climáticas y suelo; por lo que,

no se obtendría el mismo resultado con un estabilizador que funcione bien en la costa que

en la sierra y la selva (MTC, 2015).

Page 34: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Por lo tanto, para el camino vecinal en estudio se plantea como alternativas de

solución 3 tipos de estabilizadores: cemento portland, producto químico (TERRASIL) y

asfalto espumado. Este último es una innovación tecnológica en la ingeniería de pavimento

como material innovador en los años recientes en Perú (Thenoux & Jamet, 2002).

7.3.4. Material para capa de rodadura.

La superficie de rodadura en un pavimento puede ser una capa estructural o no

estructural (MTC, 2015). En este caso, para el camino vecinal en estudio se escogió una

capa de rodadura no estructural como es el tratamiento superficial bicapa (TSB). Esto en

base a que no se pretende realizar un pavimento flexible sino un pavimento más económico

(solución básica). Además, el TSB proporciona buenos resultados para un periodo de 10

años ya que trabaja mejor en climas extremos (hielo y deshielo), impermeabiliza la capa

tratada, resiste tracciones frente al tráfico y evita ahuellamientos (EZAGUE, 2020).

Page 35: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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7.4. Árbol de posibilidades

En la presente investigación se propone diferentes alternativas de agentes de estabilización y método de diseño a realizar para el tratamiento

de la capa de material granular, como se muestra en la siguiente gráfica.

Gráfica 1.

Diagrama de árbol de posibilidades para la capa granular

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Pág. 36 de 141

Grafica 2

Diagrama de árbol de posibilidades para la capa de rodadura.

Page 37: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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8. ELABORACIÓN DE PROTOTIPO

8.1. Tráfico

8.1.1. Metodología del tráfico

El tráfico futuro está directamente relacionado con el crecimiento de la economía

de un país o el crecimiento de la población. Estos factores inciden en el crecimiento del

parque automotor; en consecuencia, en el crecimiento del tráfico. Sin embargo, el

crecimiento de la economía es difícil de predecir debido a la cantidad de factores que

influyen en su obtención.

8.1.2. Tráfico futuro

Resultado de la suma de la proyección del tráfico normal, desviado y generado;

debido a que depende de mejorar y conservar el camino. En adición, el tráfico futuro se

calculará para el año en el que la carretera será puesta en punta o expuesta al tráfico. De

esta forma, el tráfico mencionado servirá como IMDA base para el diseño de pavimentos.

Trafico normal. Flujo vehicular que va a crecer debido al desarrollo urbano,

independientemente de la situación con/sin proyecto. Por otro lado, el tráfico normal

actual es necesario para determinar el tráfico normal proyectado, como se muestra en la

en la fórmula I.

𝑇𝑛 = 𝑇𝑜(1 + 𝑟)𝑛 (I)

1)

Donde:

𝑇𝑛 = Tráfico en el año n (Tráfico normal proyectado)

𝑇𝑜 = Tráfico normal actual o en el año base (IMDA)

𝑟 = Tasa de crecimiento o Tasa Anual de Generación de Viajes

𝑛 = Año para el cual se calcula el volumen de tráfico

A continuación, se presenta las consideraciones y valores tomadas en el camino

vecinal en estudio.

El Índice Medio Diario Anual (IMDA) total es de 70 vehículos para el año 2016.

Cabe mencionar que el tráfico vehicular de la zona en estudio fue realizado por la

municipalidad distrital de Pacobamba – Provincia Andahuaylas. Asimismo, los valores

Page 38: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 38 de 141

del IMDA están relacionados directamente con el tráfico normal, como se muestra en la

tabla 16.

Tabla 16

Trafico normal actual en el año base (IMDA).

(Municipalidad distrital de Pacobamba, 2016).

Por otro lado, la Tasa Anual de Generación de Viajes se puede obtener de las

siguientes dos formas:

- Basada en series o información histórica de los IMDA del tráfico existente de

la carretera en estudio.

- Basada en variables macroeconómicas expresados en el PBI y el tamaño

poblacional.

En el presente proyecto, se ha establecido que la Tasa Anual de Generación de

Viajes se basó en variables macroeconómicas debido a que no existe información

histórica, como se muestra en la tabla 17.

Tabla 17

Variables macroeconómicas del departamento de Apurímac (MTC, 2017)

Crecimiento Poblacional 0.59%

PBI regional 6.65%

Por otro lado, el cálculo de la elasticidad (K) para cada tipo de vehículo (pesado

y ligero) se representa mediante una correlación entre el PBI y el parque automotor de los

años 2011 a 2018, como se muestra en el ANEXO 1. Por lo expuesto, se presenta el

resumen de la elasticidad para cada tipo de vehículo en la tabla 18.

Descripción IMDA

Trafico normal 2016

TIPO

Automóvil 35

Camioneta 10

C. R. 17

Micro 0

Bus Grande (B2) 2

Camión (C2) 5

Camión (C3) 1

TOTAL 70

Page 39: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 39 de 141

Tabla 18

Regresión lineal para el cálculo de elasticidad.

Tipo de vehículo Regresión lineal (Y=K*X)

Automóvil y = 0.9369x + 0.0417

Station Wagon y = 0.8669x + 0.0377

Camioneta Pick Up y = 0.8907x + 0.0385

Camioneta Rural y = 0.9011x + 0.0352

Camioneta Panel y = 0.8711x + 0.0387

Ómnibus y = 0.8911x + 0.037

Camión y = 0.8743x + 0.0377

Remolcador y = 0.9221x + 0.0306

Remolcador Semi-Rem. y = 0.9221x + 0.0306

El cálculo de la tasa de crecimiento anual se determinó mediante el producto de

la elasticidad (K) con la tasa de crecimiento poblacional y PBI regional, estos dos últimos

corresponden a vehículos ligeros y pesados respectivamente. Como muestra la siguiente

tabla 19.

Tabla 19

Tasa de Crecimiento Anual para cada tipo de vehículo

Descripción Elasticidad Tasa de Crecimiento

Poblacional y PBI (%)

Tasa de Crecimiento

Anual (%)

Automóvil 0.94 0.59% 0.55% Station Wagon 0.87 0.59% 0.51%

Camioneta Pick Up 0.89 0.59% 0.52% Camioneta Rural 0.90 0.59% 0.53%

Ómnibus 0.89 6.65% 5.92% Camión 0.87 6.65% 5.81%

Remolcador 0.92 6.65% 6.13% Remolcador Semi-Rem. 0.92 6.65% 6.13%

Trafico generado. El tráfico generado o inducido, es aquel que no existía en la

situación sin proyecto, y aparece como efecto directo de las acciones en la ejecución para

brindarle solución al problema identificado en el camino (Ministerio de Economía y

Finanzas, 2015). De acuerdo con los objetivos del proyecto la “Guía para la formulación

de proyectos de inversión exitosos-Caminos vecinales”, caracteriza a la naturaleza de la

inversión como Rehabilitación y Mejoramiento (MEF, 2011), cuyas estimaciones de

tráfico generado se muestra en la tabla 20.

Page 40: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Tabla 20

Estimaciones de tráfico generado por tipo de proyecto. (MEF, 2011)

Tipo de intervención % de tráfico normal

Proyecto de rehabilitación 10

Proyecto de mejoramiento 15

En base a ello, el porcentaje a considerar será de 15% del tráfico normal. Debido

a que el mejoramiento del camino vecinal generará mayor impacto (intercambio

comercial y mejora en la transitabilidad) en el proyecto y centros poblados del área de

influencia.

Trafico desviado. El tráfico desviado se origina por una reasignación de tráfico

(cambio de ruta) entre carreteras alternas hacia la carretera del proyecto. Por otro lado, la

“Guía metodológica para la identificación, formulación y evaluación social de proyectos

de vialidad interurbana a nivel de perfil” recalca, que para el análisis de demanda es

indispensable definir el tipo de impacto del proyecto sobre la demanda (MEF, 2015),

como se muestra en la tabla 21.

Tabla 21.

Resumen Tipos de impactos de proyectos sobre la demanda. (Ministerio de Economía y Finanzas, 2015)

Tipos de

Impacto

Tráfico

Generado

Tráfico

Desviado

Tráfico

Desviado de

otros modos

Impacto de la ejecución del proyecto

I No No No -No afecta a la evolución futura.

II No Sí No -Reasignación de tráfico de vías alternas

-Mejora en la economía de transporte.

III Sí No No

-Aparición de viajes

-Reducción importante de costos de

transporte.

IV Sí Sí No

-Reasignaciones de flujos de tráfico de

otras carreteras hacia el proyecto.

- Aparición de viajes.

V Sí/ No Sí/ No Sí

-Captación de la demanda de otros

modos de transporte

-Se convierte en proyectos de gran

envergadura.

Por lo expuesto, el camino vecinal en estudio no presenta tráfico desviado al

presentar un tipo de impacto III. Además, no existe vía alterna a la vía del proyecto que

posibilite la aparición de este tipo de tráfico.

Page 41: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 41 de 141

8.1.3. Proyección total del tráfico

El trafico futuro se determinó para los años 2020, 2025 y 2030; el cual tuvo como

año base 2016. De los años proyectados en mención, el tráfico del 2020 (año de

exposición al tráfico) será usado en el diseño. En el presente trabajo, la proyección total

será únicamente la suma del tráfico normal y generado, como se muestra en la tabla 22.

Tabla 22

Trafico futuro o total en los años 2020, 2025 y 2030.

DESCRIPCION IMDA TASA DE

CRECIMIENTO

AÑOS

2020 2025 2030

TRAFICO NORMAL 2016 4 5 10

Automóvil 35 0.55% 36 36 37

Camioneta 10 0.53% 10 10 11

C. R. 17 5.92% 21 23 30

Microbus 0 0.53% 0 0 0

Bus Grande (B2) 2 5.92% 3 3 4

Camión (C2) 5 5.81% 6 7 9

Camión (C3) 1 5.81% 1 1 2

TRAFICO GENERADO (15%) 0.15

Automóvil 0.55% 5 6 6

Camioneta 0.53% 2 2 2

C. R. 5.92% 3 5 5

Microbus 0.53% 0 0 0

Bus Grande (B2) 5.92% 0 1 1

Camión (C2) 5.81% 1 1 1

Camión (C3) 5.81% 0 0 0

TRAFICO TOTAL 88 95 108

Finalmente, se calculó el tráfico vehicular (W18) mediante la metodología

AASHTO 93 para periodos de diseño de 5 y 10 años, como se muestra en la tabla 23 y

24.

Tabla 23

Tráfico vehicular para periodo de diseño de 5 años.

Tipo de

vehículo IMDa Fd Fc Fvp Fp

EE

(Esal)

r

(%)

n

(años) Fca días W18

Total

W18

B2 3

1 0.8

4.504

1

10.81 5.92

5

5.63

365

22,203

7.93E+04 C2 7 4.504 25.22 5.81 5.62 51,699

C3 1 3.285 2.63 5.81 5.62 5,386

.

Page 42: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 42 de 141

Tabla 24

Tráfico vehicular para periodo de diseño de 10 años

Tipo de

vehículo IMDa Fd Fc Fvp Fp

EE

(Esal)

r

(%)

n

(años) Fca días W18

Total

W18

B2 3

1 0.8

4.504

1

10.81 5.92

10

13.13

365

51,801

1.85E+05 C2 7 4.504 25.22 5.81 13.07 120,278

C3 1 3.285 2.63 5.81 13.07 12,532

8.1.4. Rangos de trafico

Los pavimentos económicos (soluciones básicas), son caminos de bajo volumen

de tránsito. Asimismo, este tipo de caminos son aquellos que tienen un tráfico vehicular

menores o iguales a 1,000,000 EE (MTC, 2014). Además, la Directiva General del SNIP

recomienda un periodo de diseño de 10 años para carreteras a nivel de solución básica.

Tal como se muestra en la tabla 25.

Tabla 25

Horizontes de evaluación. (MEF, 2015).

Tipo de PIP Período de beneficios a

considerar

Carreteras con Tratamiento Superficial Bicapa - TSB 15 años

Carreteras a nivel de Afirmado y Sin Afirmar 10 años

Carreteras a nivel de Pavimentos con soluciones básicas 10 años

Carreteras Pavimentadas (flexible y rígido) 20 años

Puentes aislados 20 años

Por lo expuesto, en el desarrollo del catálogo se utilizó periodos de diseño de 5 y

10 años. Además, el tramo en estudio (Pacobamba – Huironay – Ccerabamba -Abra

Cusqueña) presento tráficos vehiculares de 79,300 EE y 185,000 EE para una vida útil de

5 y 10 años, respectivamente. De acuerdo con el Manual de Carreteras Geología,

Geotecnia y Pavimentación para caminos de bajo volumen de tránsito, sugiere los rangos

de tráfico vehicular que muestra la tabla 26.

Page 43: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Tabla 26

Numero de repeticiones acumuladas de ejes equivalentes de 8.2 tn, en el carril de diseño (MTC, 2014).

Periodo de diseño de 5 años

Tipo de tráfico expresados en EE Rango de tráfico expresado en EE

Tp0 75,000 – 150,000

Tp1 150,001 – 300,000

Tp2 300,001 -500,000

Periodo de diseño de 10 años

Tipo de tráfico expresados en EE Rango de tráfico expresado en EE

Tp3 500,001 – 750,000

Tp4 750,001 -1,000,000

Tp5 1,000,001 – 1,500,000

Tp6 1,500,001 – 3,000,000

8.1.5. Rangos de CBR

El MTC define seis categorías de subrasante según la capacidad de soporte CBR,

como lo muestra la tabla 27.

Tabla 27

Categorías de Sub rasante (MTC, 2014).

Categorías de Sub rasante CBR

S0: Sub rasante Inadecuada CBR < 3%

S1: Sub rasante Insuficiente De CBR ≥3% A CBR < 6%

S2: Sub rasante Regular De CBR ≥6% A CBR < 10%

S3: Sub rasante Buena De CBR ≥10% A CBR < 20%

S4: Sub rasante Muy Buena De CBR ≥20% A CBR < 30%

S5: Sub rasante Excelente De CBR ≥30%

En base a ello, se tomó en consideración tres categorías de subrasante

(insuficiente, regular y buena) para el desarrollo del catálogo, ver tabla 28. Asimismo, se

establecieron estos rangos de CBR debido a que el tramo en estudio no presentó valores

de resistencia al cortante (CBR) mayores a 10%.

Tabla 28

Rangos de CBR en el catálogo

Categoría de Subrasante CBR

S1 Subrasante insuficiente < 6%

S2 Subrasante regular 6% - 10%

S3 Subrasante buena 10% - 20%

Page 44: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Según el MTC (2014), los suelos que presenten una capacidad de soporte menores

al 6% deben estabilizarse mediante las siguientes alternativas de solución, como la

estabilización mecánica, estabilización por sustitución de suelos, estabilización con

geosintéticos (geotextiles, geomallas y otros) y estabilización química de suelos.

Por lo tanto, la elección del tipo de estabilización a utilizar dependerá de la

disposición del material, equipo, y evaluación del costo. En base a lo mencionado, el

ingeniero responsable analizará la alternativa más adecuada a utilizar. Para el desarrollo

del catálogo se recomienda mejorar la subrasante por sustitución de suelo, debido a que

se cuenta con material de cantera disponible en el área del proyecto.

De tal forma, la profundidad de mejoramiento por sustitución de suelos se calcula

con la metodología que presenta el ministerio. Por consiguiente, las consideraciones para

emplear esta metodología son: CBR ≥ 10% e IP menor a 10. Asimismo, se presenta el

siguiente procedimiento para determinar el espesor de mejoramiento.

Cálculo del número estructural de refuerzo:

∆𝑆𝑁 = 𝑆𝑁𝑒 − 𝑆𝑁𝑚

Donde:

𝑆𝑁𝑒: Numero Estructural existente

𝑆𝑁𝑚: Numero Estructural Mejorado

Cálculo del espesor “e” de mejoramiento:

𝑒 =∆𝑆𝑁

𝑎𝑖 ∗ 𝑚𝑖

Donde:

𝑒 Espesor de reemplazo en cm.

𝑎𝑖: Coeficiente estructural del material a colocar / cm

𝑚𝑖: Coeficiente de drenaje del material a colocar.

En adición, “MSc Ing. Guillermo” (gerente técnico de geotecnia y pavimentos)

recomendó, que en la estabilización por sustitución de suelos el material de reemplazo

Page 45: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 45 de 141

debe presentar un CBR de 15% como mínimo. Por lo expuesto, este criterio será utilizado

para CBR menores de 6% en la construcción del catálogo.

Descripción de la vía.

El estado actual del camino vecinal Pacobamba-Huironay-Ccerabamba-Abra

Qusqueña comprende una extensión de 29.6 Km. El material predominante en el tramo

es de fundación fino (limo y arcilla), como se muestra en la tabla 29. En algunos tramos

existen discontinuidad de espesores y material de cantera. Por otro lado, la transitabilidad

de la vía se ve afectada en épocas de precipitaciones debido al tipo de suelo que presenta,

como describe la tabla 30.

Tabla 29

Resumen de incidencia de suelo presentado en el expediente “Rehabilitación y Mejoramiento

del Camino vecinal Pacobamba-Huirona - Ccerabamba-Abra Qusqueña” (2014).

TIPO DE SUELO INCIDENCIA

Finos 49.2%

Gravas 28.5%

Arenas 22.3%

Rocas 0.0%

Orgánico 0.0%

Total 100.0%

Tabla 30

Descripción del material de subrasante del Expediente “Rehabilitación y Mejoramiento y del camino vecinal

Pacobamba-Huironay Ccerabamba-Abra Qusqueña” (2014).

Tramo

(km) Tipo de suelo Observaciones Vista del tramo

00+000

a

04+000

Finos con arcilla de

baja plasticidad hasta

la profundidad de

exploración.

Tramos críticos

con material

arcilloso

(plasticidad media

o alta)

Km 00+000 - Km

0+650 y Km

2+100 - Km

2+600

04+000

a

06+400

Material arcilloso con

grava en menor

proporción.

- Consolidado por

el pasar del

tiempo.

- Estado de la vía

regular, excepto

en puntos con

cunetas sin

mantenimiento

(vía saturada).

Page 46: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 46 de 141

06+400

a

18+000

Del tramo km 07+000

a 18+000 presenta

suelos gravosos con

arcillas.

Del tramo km 08+000

a 18+000 presenta

suelos arcillosos

(media o baja

plasticidad).

Tramos

transitables en

periodos de

lluvias.

18+000

a

21+400 Material gravoso

Tramo en buen

estado debido a la

presencia de

subrasante buena

que estabiliza la

plataforma.

21+400

a

25+200

Material gravoso con

arcilla de baja

plasticidad.

Tramo estable

ante condiciones

críticas de periodo

de saturación.

25+200

a

29+600

Material limo

arcilloso con

presencia menor de

grava.

Tramo

regularmente

estable.

En adición, este trabajo toma en cuenta la incidencia de plasticidad del suelo,

debido a que los suelos altamente plásticos aportan poca resistencia. Como se muestra en

la tabla 31.

Page 47: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 47 de 141

Tabla 31

Incidencia de la plasticidad de los suelos de subrasante en función de la plasticidad del Expediente

“Rehabilitación y Mejoramiento y del camino vecinal Pacobamba-Huironay Ccerabamba-Abra Qusqueña” (2014).

INDICE DE

PLASTICIDAD PLASTICIDAD CARACTERÍSTICAS PORCENTAJE

IP>20 Alta Suelos muy arcillosos 2%

IP<=20, IP>7 Media Suelos arcillosos 71%

IP>7 Baja Suelos poco arcillosos

plásticos 27%

IP=0 No plástico Suelos exentos de

arcillo 0%

Capacidad de soporte de la subrasante.

En el diseño de carreteras existen problemas de heterogeneidad desde el aspecto

estructural, debido a la variedad del suelo. En tal sentido, el camino en estudio no se

encuentra exento a lo anteriormente mencionado. De acuerdo con la guía AASHTO 93,

el método de las diferencias acumuladas permite la delimitación de tramos homogéneos

descrita en el anexo J. Este método consiste en agrupar y promediar los CBRs con el fin

de obtener una baja desviación estándar. En base a ello, se obtuvo tramos homogéneos,

como se muestra en tabla 32.

Tabla 32

CBRs promedio del camino en estudio.

8.2. Agentes estabilizadores.

El Manual de Carreteras Sección Suelos y Pavimentos se refiere a estabilización

cuando incrementamos las propiedades físicas del terreno de fundación mediante

procedimientos mecánicos. Por lo general, se estabilizan en suelos de subrasantes

inadecuada o insuficiente. Asimismo, al estabilizar la base granular o subbase granular

con la finalidad de mejorar la calidad del material, se le denomina subbase o base tratada.

Subtramos Progresivas (Km) CBR Promedio

(%) Tramo 1 0+000 - 1+000 9.6 Tramo 2 1+000 - 6+000 3.3 Tramo 3 6+000 - 8+000 7.2 Tramo 4 8+000 - 17+500 3.7 Tramo 5 17+500 - 25+000 5.7 Tramo 6 25+000 - 29+600 4.4

Page 48: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 48 de 141

Por lo mencionado, se presentan las principales metodologías de estabilización de suelos

(MTC, 2014).

• Estabilización con cemento.

• Estabilización con aditivos químicos.

• Estabilización con sal, cal, resinas etc.

• Estabilización con asfalto (estabilización con emulsión asfáltica y

estabilización con asfalto espumado).

8.2.1. Agentes estabilizadores asfálticos

Los grandes avances tecnológicos han incrementado el uso del asfalto como

agente estabilizador, el cual fue aplicado como emulsión o asfalto espumado. Además, al

estabilizar o tratar un material con asfalto mejoramos su resistencia, impermeabilizamos

la capa estructural y optimizamos costos. En adición, este agente le genera flexibilidad a

la capa tratada o suelo estabilizado (Wirtgen, 2004).

8.2.1.1. Asfalto espumado

Es una técnica que se viene aplicando en diferentes países mediante el tratamiento

o estabilización del material. Dicho proceso consiste en inyectar, con la ayuda del aire

presurizado, una cantidad mínima de agua (1% a 2% del peso del ligante) al asfalto

caliente (160 a 180 °C) dentro de la cámara de expansión.

Por consiguiente, el espumado se produce cuando se suscita el choque térmico

entre el agua (temperatura ambiente entre 20°C) y el asfalto en caliente, el cual ocasiona

transferencia de energía entre el asfalto y el agua. Por lo que, la temperatura del agua se

incrementa a más de 100°C y se evapora instantáneamente. En dicho proceso, se crean

burbujas de vapor que terminan encapsulados dentro del asfalto. Al liberar la mezcla por

medio de la boquilla se forman burbujas de asfalto que aumentan su volumen (10 a 12

veces su volumen). En el cual, la expansión del asfalto dura menos de un minuto debido

a que el asfalto llega a una temperatura ambiente y las burbujas de vapor colapsan por

condensación que desintegran el espumado (Thenoux & Jamet , 2002), como se muestra

en la figura 14.

Page 49: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 49 de 141

Figura 14

Cámara de expansión (Mónica,2011).

Finalmente, el agregado (material a ser tratado o estabilizado) debe ser

incorporado en el asfalto mientras este último se encuentre en estado espumado. Además,

la burbuja se quiebra al tomar contacto con el agregado y al quebrarse se suscita una

explosión. En este proceso las pequeñas gotas de asfalto se aglutinan con las partículas

más finas (fracciones menores a 0.057mm), produciendo una mezcla de asfalto con

agregado fino, este procedimiento se denomina dispersión del asfalto (Guillermo &

Andres, 2002), como lo muestra la figura 15.

Figura 15

Proceso de mezcla del Asfalto espumado con los agregados (Guillermo, 2020)

Page 50: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 50 de 141

8.2.1.2. Características del asfalto espumado

El asfalto espumado presenta dos propiedades empíricas:

Razón de expansión (RE). Esta razón se calcula mediante la división del volumen

máximo de asfalto espumado entre el volumen original del asfalto. Este parámetro indica

la trabajabilidad de la espuma y la capacidad de revestir los agregados.

Vida media (T1/2). Es el tiempo es segundos que demora el asfalto en reducir su

volumen a la mitad del volumen máximo expandido. La vida media nos indica la tasa de

colapso del espumado y el tiempo aproximado en el cual podamos mezclar el asfalto

espumado con el agregado antes de que la espuma colapse (Wirtgen, 2004), la figura 16

detalla mejor estos parámetros.

Figura 16

Características del asfalto espumado (Wirtgen, 2004).

Índice de espumación (IE). El asfalto espumado se caracteriza por sus dos

propiedades empíricas (Razón de Expansión y Vida Media). Sin embargo,

investigaciones actuales demuestran que estos dos parámetros no son suficientes para

poder evaluar el comportamiento del asfalto (Jenkins, 1999).

Page 51: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 51 de 141

Por lo tanto, se define el índice de espumación como el área bajo la curva de la

gráfica de razón de expansión vs vida media (Jenkins, 1999). Por otro lado, la figura 17

indica la curva de colapso, el cual es un indicador de tiempo disponible para el mezclado

de la burbuja de asfalto con el agregado (Guillermo, 2002).

Figura 17

Índice de espumación (IE) (Guillermo, 2002)

8.2.2. Factores que influyen en las propiedades de espuma.

La razón de expansión y vida media se ven afectadas por:

Adición de agua. La adición del agua en el asfalto incrementa el volumen de

espumado, sin embargo, el tiempo de vida media reduce. Por consiguiente, la razón de

expansión y vida media son inversamente proporcional a la cantidad de agua que es

añadida.

Por otro lado, la razón de expansión y vida media son sensibles a los siguientes

factores: la temperatura del asfalto y dosis del agua (Guillermo & Andres, 2002). Se

considera como mejor espumado aquella mezcla que optimiza la razón de expansión y la

vida media. Según Wirtgen (2014), las especificaciones mínimas aceptables para una

efectiva estabilidad de espumado son: la razón de expansión igual a 8 veces y la vida

media igual a 6 segundos, la figura18 detalla la determinación del porcentaje óptimo de

agua.

Page 52: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Figura 18

Determinación del contenido óptimo de agua para la espumación (Garcia et all, 2018)

Tipo de asfalto. En manual de Wirtgen (2004) recomienda, que el cemento

asfaltico no sea modificado con polímeros. Asimismo, el PEN debe estar oscilando entre

85 a 100 (con el fin de que no sea muy duro ni suave) para lograr una mejor expansión

del espumado, como se muestra en la tabla 33.

Tabla 33

Grado de expansión y vida media, según el tipo de asfalto (Loudon & Partners, 1998).

Penetración del asfalto (PEN) Razón de Expansión Vida Media (Seg)

60 - 70

80 -100

150 - 200

10 - 12

10 - 15

15 - 22

8 - 12

9 - 14

12 - 18

Temperatura de asfalto. La viscosidad del asfalto es inversamente proporcional

con la temperatura; a medida que la temperatura incrementa la viscosidad del asfalto

disminuye. Una temperatura adecuada es aquella que oscila entre 160 a 180 °C (Garcia

et all, 2018)

8.2.3. Material adecuado para el tratamiento con asfalto

Las investigaciones concluidas, demuestran que el asfalto espumado puede ser

mezclado con una gran variedad de materiales como: grava, arena, RAP (Recycled

Asphalt Pavement) y materiales como escoria. En general, los materiales finos

Page 53: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 53 de 141

(principalmente el RAP) requiere ser mezclado con puzolanas (cemento Portland) para

mejorar sus propiedades mecánicas.

Por otro lado, es necesario contar con suficiente cantidad de finos para tener una

buena gradación de los materiales y el conector trabaje bien. Además, la malla N° 200

tiene que tener entre 8% a 12% de fino para una mejor confinación. Si el material no

cuenta con la cantidad necesaria de finos, la dispersión del asfalto no será apropiada, por

consiguiente se forman filamentos de asfalto (aglomeración del asfalto con el material

fino) (Wirtgen, 2004). La figura 19 muetra los límites de granulometría para tratamiento

o estabilización del asfalto espumado con el material granular.

Figura 19

Características de los materiales adecuados para tratamiento con asfalto espumado (Wirtgen, 2004).

8.2.4. Dosificación del cemento Portland

El cemento Portland trabaja como un cohesionador que acaba confinando al

conector dúctil y tiene dosificaciones bajas. Por lo general, en bases granulares y subbases

granulares se recomienda usar 1% de Filler debido a que estos materiales cuentan con un

IP (Índice de Plasticidad) menor que 10, como muestra la tabla 34. Asimismo, no se

recomienda usar dosificaciones mayores de 1%, debido a que el sistema se empieza a

rigidizar (Wirtgen, 2004).

Page 54: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Tabla 34

Dosificación del cemento o cal hidratada según su IP (Wirtgen, 2004).

Índice de Plasticidad Cantidad de Cemento (porcentaje en peso del agregado)

IP<10

10<IP<16

IP>16

1%

1.50%

3%

FILLER CEMENTO

Índice de Plasticidad

<10 Índice de Plasticidad 10-16 Índice de Plasticidad >16

Agregar 1% de cemento

portland Agregar 1% de cal hidratada

Tratar previamente con 2% de

Cal Hidratada

8.3. Resistencia

La evaluación de materiales estabilizados con asfalto se realiza mediante la

resistencia a tracción indirecta (Indirect Tensile Strength, ITS), el cual reemplaza el

ensayo Marshall. Asimismo, según Wirtgen indica que existen tres indicadores de calidad

del material asfaltico espumado y compactado, los cuales tiene que cumplir los valores

mínimos que indica la tabla 35.

Tabla 35

Indicadores de calidad y sus valores mínimos (Wirtgen, 2004)

Indicadores de calidad Valores mínimos

ITSs: Índice a tracción indirecta a secas ITSs ≥ 200KPa

ITSh: Índice a tracción indirecta a húmedas ITSh ≥ 100KPa

RC: Resistencia conservada.

Donde RC= (ITSh/ITSs) *100 RC ≥ 50%

8.3.1. Aporte a la resistencia estructural de subbase tratada con asfalto espumado

El aporte estructural que tiene el material tratado con asfalto espumado se

determina mediante la figura 20, que tiene como dato de entrada el ITS. En general, el

coeficiente de aporte estructural de una base tratada con asfalto espumado oscila entre

0.26 a 0.36 (1/in), mientras que de una base granular cuyo CBR al 100% es de 0.14 (1/in).

Por consiguiente, es conveniente tratar la base o subbase granular para reducir su espesor.

Page 55: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Figura 20

Coeficiente estructural sugerido para materiales estabilizados con asfalto espumado (Wirtgen, 2004)

Se recomienda usar dosificaciones de asfalto espumado que varíen entre 2 – 3%,

según el peso seco del material tratado. El presente trabajo tomó datos del proyecto

“Conservación vial Santa Rosa”, tramo 7 y 8 para la determinación del ITSs y ITSh cuya

dosificación de cemento portland fue del 1% por presentar un IP menor de 10 y la

dosificación del asfalto fue de 2%, como se muestra en la tabla 36.

Tabla 36

Parámetros de ITSs y ITSh.

Tramo Cantera

ITS (Kpa)

1% de cemento portland

2% de Asfalto

Seco Húmeda

7

VERO (121+250) 191.79 142.75

POMA (135+700) 236.05 165.07

VILUTA (189+100) 200.83 118.99

8 VILUTA (189+100) 200.83 118.99

CALACHACA (199+600) 208.71 116.79

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8.3.2. Cemento portland

Tipo de agente estabilizador que requiere de ensayos de laboratorio, procesos de

compactación y curado; cuya principal función es aumentar la capacidad de soporte del

material estabilizado (Rocha, 2002). Cabe resaltar que la resistencia y módulo de

elasticidad del material suelo-cemento son inferiores en comparación al concreto (MTC,

Manual de Carreteras Suelos Geología, Geotecnia y Pavimentos, 2014). Además, la tasa

de ganancia de resistencia de compresión y tracción indirecta es una función del tiempo

para cualquier material con cemento (Wirtgen, 2004), como se muestra en la figura N°

21.

Figura 21

Relación de aumento de resistencia con el tiempo para

materiales cementados. Fuente: (Wirtgen, 2004)

Por otro lado, todo material tratado con cemento tiende a agrietarse por la

retracción y el tráfico, siendo esto perjudicial en la resistencia y durabilidad de la capa

estabilizada (Madrid & Santander, 1983). Sin embargo, el grado de agrietamiento es

controlado mediante ensayos y técnicas en la ejecución. Entre los más importantes se

encuentran los requerimientos de los ensayos Resistencia a la compresión no confinada o

Unconfined Compressive Strength (UCS) y Resistencia a la tracción indirecta o Indirect

Tensiles Strength (ITS). Este último es un indicador para evitar la falla por carbonatación

(Wirtgen, 2004).

Ciertamente el material suelo-cemento se compone en mayor proporción de suelo,

por lo que es necesario garantizar su calidad y evitar aquellos con restos vegetales (De la

Torre, 2018). De tal forma, no afectar la hidratación del cemento, la resistencia y el

fraguado de la mezcla. De maneral general, los suelos aptos para este tipo de

estabilización son las compuestas proporcionalmente de suelos gruesos y suelos finos, sin

predominio de alguno. Asimismo, la plasticidad de estos debe aportar una determinada

cohesión a la mezcla (Toraic, 2008). En base a ello, el MTC presenta los requerimientos

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y restricciones de materiales a usar en el suelo estabilizado o suelo tratado con cemento

para construcción (EG-2013), como se muestra en la tabla 37.

Tabla 37

Materiales para la estabilización de capa suelo cemento (EG-CBT, 2013)

MATERIALES ESPECIFICACIONES REQUERIMIENTOS

Suelo

Granulometría

A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6 y A-7 (Clasificación

SUCS)

TM<50mm o 1/3 del espesor de la capa compactada

Plasticidad

El Límite Líquido (LL) e Índice de Plasticidad (IP)

será determinados según normas de ensayo MTC E

110 y MTC E 111.

LL <40%

IP < 18%

Composición

química

Contenido de Materia Orgánica < 1.0%

Sulfatos (SO42) < 0.2%, en peso.

Abrasión

Abrasión < 50%, si los materiales a estabilizar

conforman capas estructurales (Máquina de Los

Ángeles)

Solidez

Las pérdidas de SO4 Ca no deben superar en:

AF ≤ 10%

AG ≤ 12%

Las pérdidas de SO4 Mg no deben superar en:

AF ≤ 15%

AG ≤ 18%

Cemento Tipo

Portland tipo I o Normal si los documentos no

presentan lo contrario.

Deberá cumplir lo especificado en la Norma

Técnica Peruana NTP334.009, NTP 334.090, Norma

AASHTO M85 o la Norma ASTMC150.

Agua

Estado Limpia, libre de materia orgánica, álcalis y otras

sustancias deletéreas.

Composición pH 5.5-8.0 (ASTM D-1293)

SO4 (ASTM D-516) < (1 g/l)

Procedimiento de diseño de la mezcla y aporte estructural de la capa tratada.

Las propiedades típicas de materiales estabilizados con cemento son la resistencia,

la densidad, el tiempo requerido para el proceso de mezclado y compactación (Wirtgen,

2004). El procedimiento de diseño de mezcla para materiales tratados con cemento tiene

como objetivo determinar la razón de aplicación requerido de agente estabilizador (De la

Torre, 2018), como se muestra en la gráfica 2.

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Gráfica 2

Procedimiento de diseño de mezcla para estabilización suelo cemento. Fuente: (Norma CE-20, 2012).

En adición, el procedimiento anterior permitirá obtener la resistencia a la

compresión no confinada para cada diseño. De esta manera, la Guía AASHTO 1993

Page 59: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 59 de 141

propone una gráfica para determinar el coeficiente estructural de capa a2, (De la Torre,

2018) como se muestra en la figura 22.

Figura 22

Variación del coeficiente estructural en bases tratadas con cemento con los parámetros de

resistencia de la base (Guía AASHTO para el Diseño de Estructuras de Pavimento, 1993)

Por otro lado, otros de los factores que influyen en el grado de agrietamiento del

material suelo cemento es la uniformidad de la aplicación y mezclado en la construcción.

(Carvajal & Pozo, 2019). De tal forma que esta área debe cumplir las exigencias del

Manual de Carreteras del MTC para los equipos, requerimientos de construcción,

aceptación de los trabajos, medición y pago (EG-2013).

8.3.3. Dosificación de cemento y resultados de esfuerzo de compresión no confinada

del camino en estudio.

Existe una diferencia entre el suelo cementado y el material granular/suelo

estabilizado, que radica en el contenido de cemento. El primero no supera el 3% en función

del peso seco del material a estabilizar. Mientras que los materiales cementados son muy

rígidos por su el rango de 5 a 7% de cemento (Sosa et al, 2019).

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En el presente trabajo se tomó como referencia los resultados del proyecto

“Conservación Vial Acobamba” de 1 a 2% de dosificación de cemento, cuyas

características son similares al camino vecinal en estudio. La siguiente tabla muestra los

resultados.

Tabla 38

Resistencia a la compresión no confinada del proyecto “Conservación Vial

Acobamba”.

CANTERA

f'c (kg/cm2)

% CEMENTO PORTLAND

1 1.5 2

SN 38.60 41.00 51.20

SN 41.00 55.00 54.60

APU URKO I 21.20 28.90 40.20

CCOCCANCHACA 20.30 30.80 33.80

SICRA 19.40 29.50 31.50

ANTACANCHA 32.10 34.20 46.10

SAN MIGUEL 38.00 43.80 56.50

ALTEZ 40.80 57.50 59.00

KM 88+050 19.40 29.50 31.50

CHILCAPITE 43.90 62.30 76.10

LENLECC 28.00 37.30 47.20

PALOMO 35.60 46.90 50.40

MANTARO 18.90 30.40 49.10

PALOMO + MANTARO

36.10 53.40 62.00

Nota: Donde f´c es la resistencia a la compresión no confinada.

8.3.4. Terrasil

La estabilización de un suelo se realiza con diferentes métodos, uno de ellos es el

aditivo terrasil el cual mejora artificialmente las propiedades mecánicas, granulométricas

y la plasticidad del suelo (Quilambaqui, 2017). Además, el aditivo posee una composición

química que permite ser soluble con el agua. Esto optimiza su reacción química y mezcla

con el suelo arcilloso (ECOROAD, 2020).

Por ende, la aplicación de este aditivo implica realizar diferentes ensayos en

laboratorio, con el fin de determinar la proporción optima de terrasil (OPTIMASOIL,

2020). Los diferente ensayos ha realizar lo podemos ver en la tabla 39.

Page 61: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Tabla 39

Ensayos de laboratorio

Objetivo Importancia

Características Físicas

Análisis

Granulométrico

MTC

E204

Determinar la distribución

de partículas.

Determinar el cumplimiento de la

distribución del tamaño de partículas.

Limite Liquido de

los suelos

MTC

E110

Expresar en porcentaje,

cuando el suelo se halla en

el límite entre los estados

líquido y plástico.

Encontrar una correlación con su

comportamiento ingenieril tal como la

compresibilidad, permeabilidad,

compactibilidad, contracción-expansión y

resistencia al corte.

Limite Plástico

(L.P.) de los suelos

e Índice de

Plasticidad (I.P.)

MTC

E111

Determinar el límite

plástico y el cálculo del

índice de plasticidad.

Factores de

contracción de los

suelos

MTC

E 112

Determinar de los factores

de contracción de suelos.

Expresar en porcentaje del contenido de

agua, representa la cantidad de agua

necesaria para llenar los vacíos de un suelo.

Contenido de

humedad de un

suelo

MTC

E 108

Establecer el método de

ensayo.

Expresar en porcentaje, el

peso de agua en una masa y el peso de las

partículas sólidas.

Características Mecánicas

Proctor

modificado

MTC

E115

Establecer el método de

ensayo para la

compactación del suelo

Determinar la relación entre el Contenido de

Agua y Peso Unitario Seco de los suelos.

CBR de suelos MTC

E132

Determinación de un índice

de resistencia de los suelos.

Evaluar la resistencia potencial de la

muestra.

En adicion, la ficha técnica de la empresa Brem Environmental Solutions S.A.C

propone las siguientes dosificaciones para el uso del aditivo químico Terrasil en un

material granular, como se muestra en la tabla 40.

Tabla 40

Dosificación de Terrasil (ECOROAD,2020)

CBR suelo Dosificación

0.5 Kg/m3 1 kg/m3

Malo (CBR 1% - 6%) Mejora consigue (CBRx3) Mejora óptima consigue (CBRx5)

Medio (CBR 6% -

15%) Mejora consigue (CBRx5) Mejora óptima consigue (CBRx7)

Bueno (CBR 15% -

50%)

Mejora consigue

(CBR>75%)

Mejora óptima consigue

(CBR>80%) Nota.: Adaptado de ECOROAD 2020

En adicción, el uso del aditivo terrasil conlleva a múltiples beneficios tanto en las

propiedades físicas como químicas del suelo, como se muestra en la tabla 41.

Page 62: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Tabla 41

Beneficios en las propiedades del suelo (OPTIMASOIL, 2020).

Beneficios

Propiedades

físicas

El suelo tratado consigue

características hidrófobas de forma

permanente.

El suelo mantiene la transpiración

(expulsa el agua en forma de vapor).

Es posible reducir el consumo de

agua necesaria para la compactación

del material.

Propiedades

mecánicas

Se aumentan los valores de CBR.

Mejora el Módulo Resiliente.

Se mejoran los datos de densidad

y compactación en obra.

Por último, los ensayos en laboratorio nos permitirán determinar la dosificación

óptima del terrasil para utilizar la norma AASTHO 93 donde obtendremos el coeficiente

estructural del ábaco “a2”, como se muestra en la figura 23.

Figura 23

Coeficiente estructural “a2”. Fuente: AASHTO 93

Page 63: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 63 de 141

8.4. Capa de rodadura: Tratamiento superficial

Es la aplicación de una o más capas intercaladas de material pétreo y bituminoso

(asfalto y de ser el caso aditivo) para cualquier tipo de superficie (MTC, 2013). Por lo

tanto, el nombre de tratamiento superficial simple, doble, triple o múltiple depende del

número de aplicaciones de agregados y ligante asfáltico (Aguilera & Roco, 2009).

Asimismo, el espesor del tratamiento es usualmente menor de 25 mm (TMN 1 pulgada)

(Flores et al, 2014). Cabe recalcar, que para este proyecto se ha elegido un tratamiento

superficial doble (bicapa), como se puede ver en la figura 24. De este modo, el espesor

final será igual al tamaño máximo nominal de la primera capa de agregados (Flores et al,

2014).

Figura 24

Tratamiento superficial doble (Flores et al , 2014).

8.4.1. Tratamiento superficial doble con emulsión asfáltica.

Los tratamientos superficiales no tienen aporte estructural. Sin embargo, un

tratamiento superficial doble o triple es mejor que una simple en términos de densidad e

impermeabilidad. Además, el tratamiento superficial doble tiene un buen desempeño,

facilidad de colocación y bajo costo, especialmente para caminos rurales de tráfico liviano

y medio (Castro, 2003). Cabe mencionar que este tipo de tratamiento tiene una buena

relación costo/vida útil, debido a que su ahorro de construcción respecto al de una carpeta

asfáltica es de 75 % con una vida útil de 5 a 7 años (Herra, 2017).

8.4.1.1. Materiales.

Material pétreo

Es uno de los componentes que contribuyen más en el comportamiento de

tratamiento superficial (Colás et al, 2014). Asimismo, este cumple la función de proteger

al material bituminoso ante un desgaste temprano por el contacto con el tránsito y

Page 64: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 64 de 141

aumentar el índice de fricción en la superficie (Villavicencio, 2015). Por consiguiente, se

debe realizar su buena selección para que cumplan las exigencias de calidad propuesta en

las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción-2013 (EG-2013) ubicadas en

las tablas 418-01 y 418-02.

Material bituminoso

En su elección recae la decisión más importante para la aplicación de un

tratamiento superficial. Debido a que, este tiene funciones como: impermeabilizar las

capas inferiores y restringir el paso directo del tránsito sobre la capa granular que le

antecede gracias a su adherencia (Villavicencio, 2015). De acuerdo con el Instituto de

Asfaltos de EE. UU, se deben cumplir los siguientes requerimientos: el bitumen no debe

exudar, debe ser fluido y viscoso a la misma vez, y debe generar rápidamente adhesión

para mantener al agregado firme en la superficie (Villavicencio, 2015) . Por otro lado, el

MTC (2013) presenta 3 tipos de ligantes para un tratamiento superficial que puede ser

modificados con polímeros o elastómeros, como se muestra en la tabla 42.

Tabla 42

Tipos de material bituminoso para tratamiento superficial (MTC, 2013).

Cabe señalar que se pueden diferenciar las ventajas y desventajas entre un asfalto

diluido y emulsión asfáltica (Rolando, 2002). Ver la tabla 43.

Tabla 43

Diferencias entre un asfalto diluido y emulsiones asfálticas (Rolando, 2002).

Tipo de ligante Tablas de exigencias de calidad

Cemento Asfáltico Tabla 415-02, 415-03 y 415-07

Asfaltos diluidos Tabla 415-05 y 415-06

Emulsión asfáltica Tabla 415-04 y 415-04 A

Aspecto/Ligante Asfalto diluido Emulsiones asfálticas

Técnicas

Reduce el tiempo de apertura. Distribución del agregado antes

que la emulsión quiebre.

Sensibilidad a la presencia de

humedad del agregado.

Menos sensibilidad a la presencia

de humedad del agregado.

Adherencia regular. Mejor adherencia.

Económicas Gasto energético por la evaporación

de solventes de petróleo. Evaporación de agua.

De seguridad La aplicación es a temperaturas

mayores a 120 °C.

La aplicación es a temperaturas

menores a 80 °C.

De protección ambiental Evaporación de solventes orgánicos Evaporación de agua.

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Pág. 65 de 141

Por lo mencionado, en el presente proyecto de investigación se ha escogido como

material bituminoso a la emulsión asfáltica. Por lo tanto, se puede definir a una emulsión

asfáltica como una mezcla homogénea compuesta de cuatro componentes: asfalto, agua,

agente emulsivo y filler. Además, esta se consigue por medio de una energía mecánica y

los enlaces químicos que proporciona un agente emulsificante (Herra, 2017). Cabe

mencionar que la modificación de un ligante tiene por objetivo mejorar sus propiedades

ecológicas y mecánicas dándole mejores características de elasticidad, adherencia y

cohesión a un ligante (Flores et al, 2014), como se puede ver en la figura 25. Sin embargo,

no es el caso en la presente investigación por temas económicos.

Figura 25

Adhesión y cohesión de un ligante asfáltico (Valdés et al, 2015).

8.4.1.2. Dosificación

El tamaño nominal del material pétreo para un tratamiento superficial doble es

usualmente 19 mm (3/4”) para la primera aplicación y 9.5 mm (3/8”) para la segunda

aplicación (Villavicencio, 2015). De acuerdo con ello, en la presente investigación se ha

escogido la segunda opción (MTC, 2013), como se muestra en la tabla 44.

Page 66: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 66 de 141

Tabla 44

Cantidades aproximadas de materiales para tratamientos superficiales (MTC, 2013).

a) La experiencia indica que las cantidades indicadas deben incrementarse entre un 5 y un 10% cuando los materiales bituminosos sean aplicados con poco o ningún calentamiento.

b) Según clasificación en la ASTM D448.

8.4.1.3. Actividades Constructivas

Los pasos de construcción de un tratamiento superficial doble constan de 8

principales operaciones. Como se pueden ver en la gráfica 3.

Gráfica 3.

Actividades constructivas (Flores et al, 2014)

1. Marcar al área a tratar mediante líneas

visibles.

2.Limpieza de la superficie.

3. Aplicación del riego asfáltico.

4. Barrido de los áridos excedentes.

5. Rodillado del tratamiento.

6. Riego de los áridos.

7. Si el tratamiento es doble, repetir

los pasos 2,3,4 y 5.

8. Puesta en servicio.

Aplicaciones Tamaño Nominal

del agregado

N° Huso

Granulométrico

(b)

Cantidad de

Agregado

m3/m2

Cantidad de

Asfalto l/m2

(c)

Primera

aplicación

Segunda

aplicación

25,0 mm a 12,5mm

(1" a 1/2")

12,5 mm a 4,75 mm

(1/2" a n.°4)

5

7

0,017

0,008

1,90

1,18

Primera

aplicación

Segunda

aplicación

19,0 mm a 9,5mm

(3/4" a 3/8")

9,5 mm a 2,36 mm

(3/8" a n.°8)

6

8

0,012

0,006

1,68

0,91

Page 67: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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8.5. Diseño de pavimentos a nivel de solución básica para la elaboración

del catálogo

El tratamiento de la capa de material granular para el camino en estudio será

mediante la propuesta de aplicación de cemento Portland, Asfalto Espumado y Terrasil

con el objetivo de mejorar sus propiedades físicas y mecánicas. Asimismo, se estableció

una capa de rodadura de tratamiento superficial bicapa para las tres propuestas en

mención. De tal modo que, se tuvo como resultado tres tipos de pavimentos a nivel de

solución básica. A continuación, se presenta el procedimiento de diseño de las propuestas.

8.5.1. Determinación del número estructural requerido (NSreq).

Se debe cumplir la siguiente relación:

𝑺𝑵𝒓𝒆𝒒 < 𝑺𝑵𝒑𝒓𝒐𝒑

Donde;

SNreq: Número estructural requerido.

SNprop: Número estructural propuesto.

Por consiguiente, se define los rangos de tráfico, porcentaje de servicialidad,

CBRs y perdida de servicialidad para determinar el NSreq. A continuación, la tabla 45

evidencia los parámetros establecidos.

Tabla 45

Parámetros establecidos para determinar el NSreq. (MTC, 2014).

W18 (EE) R Pi Pf DP

75,000 65% 3.8 2 1.8

150,000 70% 3.8 2 1.8

300,000 75% 3.8 2 1.8

500,000 80% 3.8 2 1.8

750,000 80% 3.8 2 1.8

1,000,000 85% 4 2.5 1.5

Una vez establecido los parámetros necesarios se determina el NSreq para

diferentes rangos de tráfico vs CBRs mediante el siguiente nomograma y la tabla 45

presenta el módulo resiliente de la subrasante.

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Figura 26

Aplicación del nomograma para la determinación del NSreq con un W18 de 75,000 (AASHTO, 1993).

Tabla 46

Cuadro resumen de NSreq.

TRÁFICO (W18) 75,000

EE 150,000

EE 300,000

EE 500,000

EE 750,000

EE 100,000

EE CBR % MR(PSI) NSreq (in)

6 8,043 2 2.35 2.48 2.88 3.1 3.58

8 9,669 1.9 2.15 2.3 2.7 2.9 3.3

10 11,153 1.85 2 2.22 2.52 2.7 3

12 12,533 1.7 1.9 2.1 2.48 2.6 2.88

14 13,833 1.65 1.85 2 2.4 2.5 2.8

16 15,067 1.55 1.8 1.95 2.3 2.45 2.78

20 17,380 1.5 1.75 1.87 2.2 2.3 2.6

El mismo procedimiento se realiza para los diferentes rangos de tráfico, donde los

resultados se presentan en el ANEXO 2.

8.5.2. Determinación de espesores.

8.5.2.1. Asfalto espumado.

Una dosificación de 2% de asfalto espumado logra la mejora de las propiedades

físicas y mecánicas de la capa de material granular en estudio. Por consiguiente, se realizó

ensayos de laboratorio del cual se obtuvo el coeficiente estructural (ver tabla 47). En

adición, el aporte estructural se utilizó de la cantera VILUTA (KM 189+100), ya que

cumple con todas las exigencias que demanda el manual de Wirgen.

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Tabla 47

Canteras de estudio para determinar el ITSs, ITSh y RC.

Cantera

ITS (Kpa)

1% de cemento portland

2% de Asfalto

Seco Condición ¿Cumple? Húmeda Condición ¿Cumple? RC (cal) RC

VERO (121+250) 191.79 >200 Kpa No 142.75 > 100Kpa ok 74 >50%

POMA (135+700) 236.05 >200 Kpa ok 165.07 > 100Kpa ok 70 >50%

VILUTA (189+100) 200.83 >200 Kpa ok 118.99 > 100Kpa ok 59 >50%

VILUTA (189+100) 200.83 >200 Kpa ok 118.99 > 100Kpa ok 59 >50%

CALACHACA

(199+600) 208.71 >200 Kpa ok 116.79 > 100Kpa ok 56 >50%

El aporte estructural (a) fue 0.21 1/pulg. Tal como se muestra en la figura 27.

Figura 27

Aporte estructural del asfalto espumado.

De esta forma, se procede a determinar el espesor del material granular para

diferentes rangos de tráfico y CBRs mediante el despeje de la siguiente formula.

𝑆𝑁𝑟 < 𝑆𝑁𝑝 = 𝑎1 ∗ 𝐷1 (II)

A continuación, la tabla 48 presenta los espesores para el tráfico de 75,000 EE,

donde el ANEXO 3 se muestra el desarrollo para cada W18 en cuestión.

Tabla 48

Espesores del material granular tratado 75,000 EE.

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? 6 8,043 2 9.52 24

8 9,669 1.9 9.05 23

10 11,153 1.85 8.81 22

12 12,533 1.7 8.10 21

14 13,833 1.65 7.86 20

16 15,067 1.55 7.38 19

20 17,380 1.5 7.14 18

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Finalmente, se determina los espesores de la capa granular con la aplicación de

asfalto espumado para diferentes rangos de tráfico vs CBRs, como muestra la tabla 49.

Tabla 49

Tabla resumen de los espesores determinados mediante el tratamiento de Asfalto Espumado.

W618 75,000 150,000 300,000 500,000 750,000 1,000,000

CBR % D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=?

6 24 28 30 35 37 43

8 23 26 28 33 35 40

10 22 24 27 30 33 36

12 21 23 25 30 31 35

14 20 22 24 29 30 34

16 19 22 24 28 30 34

20 18 21 23 27 28 31

En contraste, se obtiene la relación entre espesor, CBR y tráfico. Es decir, para el

tratamiento con asfalto espumado parar un camino con tráfico alto en un suelo de CBR

bajo se requiere un mayor espesor de capa tratada. Como muestra la figura 28.

Figura 28

CBR Vs Espesor para un material granular tratado con Asfalto Espumado.

8.5.2.2. Cemento Portland.

A lo largo del tramo se presentaron 14 canteras. Cabe mencionar que en su

totalidad tuvieron el estándar de potencia y rendimiento suficiente. De acuerdo con la

resistencia a la compresión no confinada promedio (f’c) para una dosificación de 1% y

2% de las muestras, se tomó la cantera de valor promedio de todas. Por consiguiente, con

24 23 2221 20 19 18

28.4226

24 23 22 22 21

3533

30 30 29 28 27

43

40

3635 34 34

31

16

21

26

31

36

41

46

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

W18=75,000 W18=150,000 W18=500,000

W18=750,000 W18=1,000,000

Page 71: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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el ábaco que presenta el ASSHTO 93 se determina el aporte estructural de cada briqueta,

como se muestra en la figura 29 y tabla 50.

Figura 29

Determinación del coeficiente estructural a2 para bases tratadas

con cemento.

Tabla 50

Cuadro resumen de la resistencia a la compresión no confinada y aporte estructural

de la cantera Lenlecc.

DATOS

Resistencia a la compresión no confinada promedio f'c

(kg/cm2)

% CEMENTO PORTLAND

1 2 Cantera

LENLECC 28 47.2

f'c (PSI) 398.16 671.184 a(1/pulg) 0.152 0.205

De esta forma, se procede a determinar el espesor del material granular para

diferentes rangos de tráfico y CBRs mediante el despeje de la fórmula II, como se muestra

en la tabla 51. Asimismo, el ANEXO 4 presenta el desarrollo para cada W18 y

dosificación de 1% y 2%.

Tabla 51

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Determinación de los espesores para tráfico de 75,000 EE con 1% y 2% de dosificación de cemento.

DOSIFICACIÓN DE CEMENTO 1% 2%

CBR % MR (ksi) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

D1(in)=? D1(cm) Redondeo al

múltiplo superior (cm)

6 8.04 2 13.16 33.42 35 9.76 24.78 25 8 9.67 1.9 12.50 31.75 35 9.27 23.54 25

10 11.15 1.85 12.17 30.91 35 9.02 22.92 25 12 12.53 1.7 11.18 28.41 30 8.29 21.06 25 14 13.83 1.65 10.86 27.57 30 8.05 20.44 25 16 15.07 1.55 10.20 25.90 30 7.56 19.20 20 20 17.38 1.5 9.87 25.07 30 7.32 18.59 20

Finalmente, se determina los espesores de la capa granular con la aplicación de

1% y 2% de dosificación de cemento para diferentes rangos de tráfico vs CBRs. Como

muestra la tabla 52 y 53, respectivamente.

Tabla 52

Cuadro resumen de los espesores determinados para el tratamiento de suelo cemento con dosificación de 1%.

W18 75,000 150,000 300,000 500,000 750,000 1,000,000 CBR % D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=?

6 35 40 45 50 55 60

8 35 40 40 50 50 60

10 35 35 40 45 50 55

12 30 35 40 45 45 50

14 30 35 35 45 45 50

16 30 35 35 40 45 50

20 30 30 35 40 40 45

Tabla 53

Cuadro resumen de los espesores determinados para el tratamiento de suelo cemento con dosificación de 2%.

W18 75,000 150,000 300,000 500,000 750,000 1,000,000 CBR % D2(cm)=? D2(cm)=? D2(cm)=? D2(cm)=? D2(cm)=? D2(cm)=?

6 25 30 35 40 40 45

8 25 30 30 35 40 45

10 25 25 30 35 35 40

12 25 25 30 35 35 40

14 25 25 25 30 35 35

16 20 25 25 30 35 35

20 20 25 25 30 30 35

Evidentemente, los espesores para una menor dosificación de cemento son

mayores por las propiedades que el cemento portland de proporciona a la capa, como

muestra la figura 30 y 31.

Figura 30

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Pág. 73 de 141

CBR Vs Espesor para un material granular tratado con 1% de cemento portland.

Figura 31

CBR Vs Espesor para un material granular tratado con 2% de cemento portland.

8.5.2.3. Terrasil.

Una dosificación de 0.5Kg/m3 de Terrasil logra la mejora de las propiedades

físicas y mecánicas de la capa de material granular en estudio, debido a que crea una capa

nano-membrana que es impermeable por un proceso químico.

El aporte estructural (a2) fue 0.135 1/pulg, tal como se muestra en la figura 32.

Page 74: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Figura 32

Aporte estructural del Terrasil.

Finalmente, se procede a determinar el espesor del material granular para

diferentes rangos de tráfico y CBRs mediante el despeje de la siguiente formula II, como

se muestra en la tabla 54. Asimismo, el ANEXO 5 presenta el desarrollo para cada W18

en cuestión.

Tabla 54

Espesores del material granular tratado

CBR

% MR(PSI)

NSr (in)

D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

6 8,043 2 14.81 38 40

10 11,153 1.85 13.70 35 35

14 13,833 1.65 12.22 32 35

20 17,380 1.5 11.11 29 30

De esta forma, se determina los espesores de la capa granular con la aplicación de

Terrasil para diferentes rangos de tráfico vs CBRs, como muestra la tabla 55.

Tabla 55

W18 75,000 150,000 300,000 500,000 750,000 1,000,000

Page 75: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Tabla resumen de los espesores determinados mediante el tratamiento de Asfalto Espumado.

A diferencia del asfalto espumado y el cemento portland, 0.5kg/m3 de terrasil para

un tráfico mayor de 750,000 EE hace que el espesor de capa tratada tenga un aumento

notable, como se muestra en la figura 33.

Figura 33

CBR Vs Espesor para un material granular tratado con 0.5 kg/m3 de Terrasil.

8.6. Catálogos de pavimentos semi- rígido en caminos rurales.

Del procedimiento anterior, los mayores espesores atenderán las condiciones de

un mayor tráfico para cada valor de CBR que presente el camino en estudio. A

continuación, los catálogos de paquetes estructurales diseñados.

40

35 35

30

45

40

35 35

50

45

40 40

55

50 50

45

60

55

50

45

70

60

55

50

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

D (

Cm

)

CBR (%)

CBR vs Espesor 0.5Kg/m3 de Terrasil

75,000 150,000 300,000 500,000 750,000 1,000,000

CBR % D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=? D1(cm)=?

6 40 45 50 55 60 70

10 35 40 45 50 55 60

14 35 35 40 50 50 55

20 30 35 40 45 45 50

Page 76: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 76 de 141

8.6.1.1. Propuesta de pavimento tratado con asfalto espumado.

Figura 34

Propuesta de paquetes estructurales de material granular tratado con asfalto espumado.

Page 77: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 77 de 141

8.6.1.2. Propuesta de pavimento tratado con cemento hidráulico.

Figura 35

Propuesta de paquetes estructurales de material granular tratado con una dosificación de 1% de cemento hidráulico.

Page 78: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Figura 36

Propuesta de paquetes estructurales de material granular tratado con una dosificación de 2% de cemento hidráulico.

Page 79: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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8.6.1.3. Propuesta Aditivo Terrasil

Figura 37

Propuesta de paquetes estructurales de material granular tratado con agente químico.

Page 80: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 80 de 141

9. APLICACIÓN DEL CATÁLOGO EN LA RUTA PACOMBAMBA – CRUZ

PAMPA

Se aplicó el catálogo de solución básica en todo el camino vecinal en estudio, el

cual tiene como variables de entrada el tráfico y CBR. Asimismo, el catálogo recomienda

que para CBRs menores del 6%, se tendrá que hacer un mejoramiento del terreno de

fundación mediante métodos físicos, mecánicos, o con agentes estabilizadores. Por

ejemplo, se tiene, geosintéticos (geotextiles, geomallas u otros), el reemplazo del suelo

de cimentación, entre otros (MTC, 2014).

Por otro lado, el tráfico fue proyectado en dos periodos de diseño de 5 y 10 años,

teniendo como año base el 2020. Por lo cual, se analizó los 29.6 km del camino en estudio

mediante el método de las diferencias acumuladas. De tal modo que, se obtuvo 6 tramos

homogéneos para el terreno de fundación, como muestra la tabla N°31. Asimismo, los

tramo 2, 4, 5 y 6 tienen un CBR menor a 6% y tienen que ser mejorados sus propiedades

físicas y mecánicas. Por lo que, estos tramos tuvieron como alternativa solución

estabilización por sustitución de suelo, en el cual, se estableció que las canteras de

material de reemplazo tengan como mínimo un CBR de 15%. Debido a que se cuenta con

varias canteras cerca del camino vecinal en estudio, resultando más económico y viable

que las demás alternativas de solución existentes. Finalmente, es necesario determinar la

profundidad de mejoramiento mediante la fórmula de numero estructural de refuerzo.

9.1. Estabilización de terreno de fundación para vida útil de 5 años

a) Cálculo del número estructural mejorado

Datos:

✓ Carga vehicular 𝑊18 = 0.0793 𝐸𝑆𝐴𝐿

✓ Nivel de confiabilidad 𝑅 = 65%

✓ Desviación estándar 𝑆𝑜 = 0.45

✓ Índice de serviciabilidad inicial 𝑃𝑖 = 3.80

✓ Índice de serviciabilidad final 𝑃𝑓 = 2.00

✓ California Bearing Ratio CBR = 15%

✓ Módulo resiliente 𝑀𝑅 = 14.46 𝐾𝑠𝑖

𝑆𝑁𝑚 = 1.48

b) Cálculo del número estructural existente de los 4 tramos con terreno

insuficiente, ver tabla N°56.

✓ Carga vehicular 𝑊18 = 0.0793

✓ Nivel de confiabilidad 𝑅 = 65%

Page 81: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 81 de 141

✓ Desviación estándar 𝑆𝑜 = 0.45

✓ Índice de serviciabilidad inicial 𝑃𝑖 = 3.80

✓ Índice de serviciabilidad final 𝑃𝑓 = 2.00

✓ California Bearing Ratio de CBR

Tabla 56

Números estructurales existentes para vida útil de 10 años

Tramo CBR MR (KSI) SNe (in)

2 3.3 5.486 2.25

4 3.7 5.903 2.10

5 5.7 7.783 2.00

6 4.4 6.595 2.05

c) Cálculo de los espesores “e” de mejoramiento para los 4 tramos, ver tabla N°57

Datos:

✓ Número estructural mejorado 𝑆𝑁𝑚 = 1.90

✓ Números estructurales existentes 𝑆𝑁𝑒

✓ Coeficiente estructural del material a colocar 𝑎𝑖 = 0.088 (1 /𝑖𝑛)

✓ Coeficiente de drenaje del material a colocar 𝑚𝑖 = 1

Tabla 57

Espesores mejorados con sustitución de suelos para una vida útil de 5 años.

Tramo CBR MR (KSI) SNe (in) SNm ΔSN (in) e (in) e (cm)

2 3.3 5.486 2.25 1.48 0.77 8.75 22.23

4 3.7 5.903 2.10 1.48 0.62 7.05 17.90

5 5.7 7.783 2.00 1.48 0.52 5.91 15.01

6 4.4 6.595 2.05 1.48 0.57 6.48 16.45

9.2. Estabilización de terreno de fundación para vida útil de 10 años

d) Cálculo del número estructural mejorado

Datos:

✓ Carga vehicular 𝑊18 = 0.185

✓ Nivel de confiabilidad 𝑅 = 70%

✓ Desviación estándar 𝑆𝑜 = 0.45

✓ Índice de serviciabilidad inicial 𝑃𝑖 = 3.80

✓ Índice de serviciabilidad final 𝑃𝑓 = 2.00

✓ California Bearing Ratio CBR = 15%

✓ Módulo resiliente 𝑀𝑅 = 14.46 𝐾𝑠𝑖

𝑆𝑁𝑚 = 1.90

Page 82: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 82 de 141

e) Cálculo del número estructural existente de los 4 tramos con terreno

insuficiente, ver tabla N° 58.

✓ Carga vehicular 𝑊18 = 0.185

✓ Nivel de confiabilidad 𝑅 = 70%

✓ Índice de serviciabilidad inicial 𝑃𝑖 = 3.80

✓ Índice de serviciabilidad final 𝑃𝑓 = 2.00

✓ California Bearing Ratio de CBR

Tabla 58

Números estructurales existentes para vida útil de 10 años

Tramo CBR MR (ksi) SNe

2 3.3 5.486 2.50

4 3.7 5.903 2.40

5 5.7 7.783 2.20

6 4.4 6.595 2.30

f) Cálculo de los espesores “e” de mejoramiento para los 4 tramos, ver tabla N° 59

Datos:

✓ Número estructural mejorado 𝑆𝑁𝑚 = 1.90

✓ Números estructurales existentes 𝑆𝑁𝑒

✓ Coeficiente estructural del material a colocar 𝑎𝑖 = 0.088 (1 /𝑖𝑛)

✓ Coeficiente de drenaje del material a colocar 𝑚𝑖 = 1

Tabla 59

Espesores mejorados con sustitución de suelos para una vida útil de 10 años

Tramo CBR MR (ksi) SNe SNm ΔSN e (in) e (cm)

2 3.3 5.486 2.50 1.9 0.60 6.82 17.32

4 3.7 5.903 2.40 1.9 0.50 5.68 14.43

5 5.7 7.783 2.20 1.9 0.30 3.41 8.66

6 4.4 6.595 2.30 1.9 0.40 4.55 11.55

El ANEXO 6 muestra el procedimiento para determinar el número estructural

existente para ambos periodos.

Propuesta solución del pavimento básico para el camino vecinal en estudio.

Se determino los espesores para los tres tipos de pavimentos de solución básicas

mediante la aplicación del catálogo, tal como se muestra en la tabla 60. De todas estas,

la solución al camino es un pavimiento básico tratado con cemento portland, cuya

Page 83: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 83 de 141

dosificación es de 2% diseñado para una vida útil de 10 años. Asimismo, esta llevará una

capa de rodadura no estructural a base de TSB para sus 6 tramos.

Tabla 60

Cuadro resumen de espesores aplicados en el proyecto.

Tipo de estabilizador cemento Asfalto

espumado Terrasil

Vida útil 5 años 10 años 5 años 10 años 5 años 10 años

Tramo CBR

Capa tratada

con 1%

(cm)

Capa tratada

con 2%

(cm)

Capa tratada

con 1%

(cm)

Capa tratada

con 2%

(cm)

Capa tratada

con 2%

(cm)

Capa tratada

con 2%

(cm)

Capa tratada

con 0.5

Kg/m^3

(cm)

Capa tratada

con 0.5

Kg/m^3

(cm)

1 9.6 40 30 45 35 28 30 45 50

2 15 35 25 40 30 24 27 40 45 3 7.2 40 30 45 35 28 30 45 50

4 15 35 25 40 30 24 27 40 45

5 15 35 25 40 30 24 27 40 45

6 15 35 25 40 30 24 27 40 45

9.3. Cronograma de ejecución del estudio - Diagrama Gantt

El camino vecinal en estudio cuenta con 29.6 km. Este enlaza los centros poblados

de Pacobamba, Huironay, Ccerabamba, Abra Cusqueña del distrito de Andahuaylas,

departamento de Apurímac. Pues, el diagrama de Gantt comprende todo el tramo en

mención, y fue desarrollado para los tres tipos de pavimento basicos. Por lo cual, se

consideraron las siguientes partidas: asfalto espumado, cemento Portland, Terrasil,

imprimación asfáltica y tratamiento superficial bicapa.

Por otro lado, el diagrama de Gantt es una herramienta gráfica que ilustra un

cronograma de proyecto. Asimismo, el metrado y el rendimiento serán necesarios para

determinar los dias que tarda la ejecución de una partida del presupuesto. De tal forma

que la ecuación III muestra cómo determinar la cantidad de días que demora la ejecución

de una partida a partir de su metrado y rendimiento.

𝑀𝑒𝑡𝑟𝑎𝑑𝑜

𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜=

𝑚3

𝑚3/𝑑í𝑎= 𝑑í𝑎

(III)

A continuación, los cronogramas de ejecución desarrollados en el software Ms

Project para las tres propuestas de tratamiento de capa de material granular.

Page 84: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 84 de 141

Figura 38

Análisis del diagrama de Gantt para capa de material granular con asfalto espumado.

Figura 39

Análisis del diagrama de Gantt para capa de material granular con cemento portland.

Page 85: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 85 de 141

Figura 41

Leyenda del cronograma de ejecución.

Figura 40

Análisis del diagrama de Gantt para capa de material granular con Terrasil.

Page 86: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 86 de 141

10. PRESUPUESTO Y ANÁLISIS DE COSTOS

El presupuesto de obra comprende la longitud total del camino en estudio, y fue

desarrollada para los tres tipos de soluciones básicas propuestas (asfalto espumado, cemento

Portland y Terrasil).

Por otro lado, la elaboración del presupuesto óptimo de obra requiere del análisis con

el software S10 ERP mediante el método de costeo. Este programa es usado en el sector

construcción, el cual analiza el presupuestado, gerenciamiento, manejo financiero, etc.

Asimismo, este presenta el alcance del proyecto en base a sus características técnicas,

teniendo como resultado un presupuesto real.

10.1. Lista de Insumos

A continuación, se presenta la lista de insumos.

Tabla 61

Lista de recursos utilizados en el análisis de PU

Recursos Unidad Precio S/.

MATERIALES (Precios en soles Incluye IGV)

Cemento Portland 1% m3 21.100

Material Granular m3 35.490

Cemento asfáltico 85-100 kg 1.850

Material granula m3 21.100

Cemento Portland tipo I bls 35.490

Aditivo Químico Terrasil 0.5 kg/m3 lt 33.300

Agua puesta en obra m3 1.000

Asfalto diluido MC-30 gls 7.880

Gravilla para tratamiento superficial de 3/4" m3 53.820

Gravilla para tratamiento superficial de 3/8" m3 53.820

Esparcimiento de agregados (manual) m2 1.193

Emulsión Asfáltica de rotura rápida gal 9.200

EQUIPOS (Precios en soles Incluye IGV)

Recicladora móvil WR240 hm 312.720

Carrotanque de Asfalto hm 146.500

Camión cisterna de agua 4000-5000 GLN hm 149.400

Motoniveladora hm 213.930

Rodillo compactador vibratorio 8,10,12 tn hm 6.605

Camión baranda de 3TN hm 52.440

Transporte de material granular D<=1KM hm 3.310

Transporte de material granular D>1KM hm 1.150

Page 87: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 87 de 141

Rodillo VIB. LISO 12 TON 130-150 HP hm 152.830

Camión cisterna de agua 4000-5000 GLN hm 149.400

Rodillo VIB. LISO 12 TON 130-150 HP hm 152.830

Barredora Mecánica 10-20 Hp-7 hm 85.500

Camión Imprimador 1800glns hm 118.200

Compresora Numa, Diesel hm 53.200

Minicargador tipo Bobcat hm 67.060

Compresora Neumática 250-330 PCM, 87 HP hm 78.970

Camión imprimador 1800 gl hm 112.640

Rodillo Neumático Autopropulsado 135 HP 9-26 ton hm 125.750

MANO DE OBRA (Precios en soles Incluye IGV)

Capataz hh 21.790

Operario hh 16.760

Oficial hh 14.230

Peón hh 12.820

10.2. Análisis de precio unitario

Tabla 62

Análisis del PU (precio unitario). Asfalto espumado.

1.1 Partida: Estabilización de la capa granular con Asfalto Espumado

Rendimiento (m3/día) 240

Costo directo (m3) 98.98

Descripción Recurso

Cuadrilla Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Mariales

Cemento Portland 1%

m3 1.200 21.100 25.320

Material Granular

m3 1.000 35.490 35.490

Cemento asfáltico 85-100

kg 1.000 1.850 1.850

Costos de Materiales 62.660

Mano de Obra

Capataz 1 hh 0.033 21.790 0.726

Operario

5 hh 0.167 16.760 2.793

Oficial

2 hh 0.067 14.230 0.949

Peón

5 hh 0.167 12.820 2.137

Costo de Mano de Obra 6.605

Equipos

Recicladora móvil WR240

1 hm 0.033 312.720 10.424

Carrotanque de Asfalto

1 hm 0.033 146.500 4.883

Camión cisterna de agua 4000-5000 GLN 1 hm 0.033 149.400 4.980

Motoniveladora

1 hm 0.033 213.930 7.131

Rodillo compactador vibratorio 8,10,12 tn 1 hm 0.033 6.605 0.220

Camion baranda de 3TN

1 hm 0.033 52.440 1.748

Herramientas manuales

%m0 5% 6.605 0.330

Costo de Equipos y Herramientas 29.717

Page 88: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 88 de 141

Tabla 63

Análisis del PU (precio unitario). Dosificación 1% de cemento.

2.1 Partida: Material granular tratado con 1% de Cemento

Rendimiento (m3/día) 650 Jornada 8 Costo directo (m3) 82.40

Descripción de Recurso

Cuadrilla Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Materiales

Material Granular de Aporte

m3 1.000 35.490 35.490

Cemento Portland Tipo I 1%

bls 1.800 21.100 37.980

Costo de Materiales 73.470

Mano de obra

OFICIAL

1.000 hh 0.012 14.230 0.175

PEÓN

2.000 hh 0.025 12.820 0.316

Costo de Mano de Obra 0.491

Equipos

Recicladora móvil WR240

1.000 hm 0.012 312.720 3.849

Transporte de material granular

D<=1KM

1.000 hm 0.012 3.310 0.041

Transporte de material granular D>1KM

1.000 hm 0.012 1.150 0.014

Rodillo VIB. LISO 12 TON 130-150 HP 1.000 hm 0.012 152.830 1.881

Motoniveladora

1.000 hm 0.012 213.930 2.633

Herramientas manuales

MO% 5% 0.491 0.025

Costo de Equipos y Herramientas 8.442

Tabla 64

Análisis del PU (precio unitario). Dosificación 2% de cemento.

2.2 Partida: Material granular tratado con 2% de Cemento

Rendimiento (m3/día) 650 Jornada 8 Costo directo (m3) 92.95

Descripción de Recurso

Cuadrilla Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Materiales

Material Granular de Aporte

m3 1.000 35.490 35.490

Cemento Portland Tipo I 2%

bls 2.300 21.100 48.530

Costo de Materiales 84.020

Mano de obra

OFICIAL

1.000 hh 0.012 14.230 0.175

PEÓN

2.000 hh 0.025 12.820 0.316

Costo de Mano de Obra 0.491

Equipos

Recicladora móvil WR240

1.000 hm 0.012 312.720 3.849

Transporte de material granular

D<=1KM

1.000 hm 0.012 3.310 0.041

Transporte de material granular D>1KM

1.000 hm 0.012 1.150 0.014

Rodillo VIB. LISO 12 TON 130-150 HP 1.000 hm 0.012 152.830 1.881

Motoniveladora

1.000 hm 0.012 213.930 2.633

Herramientas manuales

MO% 5% 0.491 0.025

Costo de Equipos y Herramientas 8.442

Page 89: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 89 de 141

Tabla 65

Análisis del PU (precio unitario). Curado.

2.3 Partida: Curado del cemento Portland

Rendimiento (m2/día) 120 Costo directo (m3) 12.08

Descripción de Recurso

Cuadrilla Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Materiales

Agua

m3 0.010 5.000 0.050

Costo de Materiales 0.050

Mano de Obra

Operario

1 hh 0.067 16.760 1.117

Peón

1 hh 0.067 12.820 0.855

Costo de Mano de Obra 1.972

Equipos

Camión cisterna de agua 4000-5000

GLN

1 hm 0.067 149.400 9.960

Herramientas manuales

MO% 5% 1.972 0.099

Costo de Equipos y Herramientas 10.059

Tabla 66

Análisis del PU (precio unitario). Aditivo Terrasl.

3 partida: Material granular tratado con Terrasil

Rendimiento (m3/día)

650

Costo directo (m3) 91.47

Descripción de Recurso

Cuadrilla Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Materiales

Material granular de aporte

m3 1.000 35.49 35.49

Aditivo Químico Terrasil 0.5 kg/m3

kg 1.500 33.30 49.95

Agua puesta en obra

m3 0.100 1.00 0.10

Costos de Materiales 85.44

Mano de obra

Operario

1 hh 0.033 16.76 0.55

Oficial

1 hh 0.012 14.23 0.18

Peón

3 hh 0.037 12.82 0.47

Costos de Mano de obra 1.20

Equipos

Camión cisterna de agua 4000-5000 GLN 1 hm 0.012 149.40 1.84

Rodillo VIB. LISO 12 TON 130-150 HP 1 hm 0.008 152.83 1.22

Motoniveladora

1 hm 0.008 213.93 1.71

Herramientas manuales

%m0 5% 1.20 0.06

Costo de Equipos y Herramientas 4.83

Page 90: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 90 de 141

Tabla 67

Análisis del PU (precio unitario). Imprimación asfáltica.

4 partida: Imprimación asfáltica

Rendimiento (m2/día) 1200

Costo directo (m2) 10.13

Descripción

Cuadrilla Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

MATERIALES

Asfalto diluido MC-30

gls 1.000 7.88 7.88

Costo de Materiales 7.88

MANO DE OBRA

Capataz

0.5 hh 0.0033 21.79 0.07

Operario

1.0 hh 0.0067 16.76 0.11

peón

4.0 hh 0.0267 12.82 0.34

Costo de Mano de Obra 0.53

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Barredora Mecánica 10-20 Hp-7 1 hm 0.007 85.50 0.57

Camión Imprimador 1800glns

1 hm 0.007 118.20 0.79

Compresora Numa, Diesel

1 hm 0.007 53.20 0.35

Herramientas

%MO 3% 0.53 0.02

Costo de Equipos y Herramientas 1.73

Tabla 68

Análisis del PU (precio unitario). Capa de rodadura primera capa.

5.1 Partida: Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa

Rendimiento (m2/Día) 3000

Costo directo (m2) 7.140

Descripción

Cuadrilla Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Materiales

Gravilla para tratamiento superficial de 3/4" m3 0.012 53.820 0.646

Esparcimiento de agregados (manual)

m2 1.000 1.193 1.193

Emulsión Asfáltica de rotura rápida

gal 0.444 9.200 4.089

Costo de Materiales 5.927

MANO DE OBRA

Capataz

0.5 hh 0.0013 21.79 0.03

Operario

0.0 hh 0.0000 16.76 0.00

Oficial

1.0 hh 0.0027 14.23 0.04

peón

3.0 hh 0.0080 12.82 0.10

Costo de Mano de Obra 0.17

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Minicargador tipo Bobcat

1 hm 0.0027 67.06 0.181

Compresora Neumática 250-330 PCM, 87 HP 1 hm 0.0027 78.97 0.213

Camión imprimador 1800 gl

1 hm 0.0027 112.64 0.304

Rodillo Neumático Autopropulsado 135 HP 9-26 ton 1 hm 0.0027 125.75 0.340

Herramientas Manuales

%MO 3% 0.17 0.005

Costo de Equipos y Herramientas 1.04

Page 91: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 91 de 141

Tabla 69

Análisis del PU (precio unitario). Capa de rodadura segunda capa.

5.2 Partida: Tratamiento superficial Bicapa-2da capa

Rendimiento (m2/Día) 3200

Costo directo (m2) 4.855

Descripción Cuadrilla

Unidad Cantidad Precio S/. Parcial S/.

Materiales

Gravilla para tratamiento superficial de 3/8" m3 0.006 53.820 0.323

Esparcimiento de agregados (manual)

m2 1.000 1.193 1.193

Emulsión Asfáltica de rotura rápida

gal 0.241 9.200 2.215

Costo de Materiales 3.730

MANO DE OBRA

Capataz 0.5

hh 0.001 21.790 0.027

Oficial 1.0

hh 0.003 14.230 0.036

peón 3.0

hh 0.008 12.820 0.096

Costo de Mano de Obra 0.16

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS

Minicargador tipo Bobcat 1

hm 0.003 67.060 0.168

Compresora Neumática 250-330 PCM,

87 HP

1

hm 0.003 78.970 0.197

Camión imprimador 1800 gl 1

hm 0.003 112.640 0.282

Rodillo Neumático Autopropulsado 135

HP 9-26 ton

1

hm 0.003 125.750 0.314

Herramientas Manuales

%MO 3% 0.159 0.005

Costo de Equipos y Herramientas 0.97

10.3. Hoja de presupuestos

Se desarrolló el presupuesto de obra para periodos de diseño de 5 y 10 años. De tal

forma que, se pueda identificar los insumos y partidas que tengan mayor incidencia.

Tabla 70

Presupuesto del proyecto para una vida útil de 5 años.

SUELO-ASFALTO ESPUMADO (2%)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Asfalto espumado m3 28,896.00 98.982 2,860,176.65

1.1 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

3 Tratamiento superficial bicapa -

3.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

3.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 5,480,367.80

SUELO-CEMENTO (1%)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Cemento m3 42,040.00 82.403 3,464,220.70

Page 92: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 92 de 141

1.1 Curado del cemento Portland m2 118,400.00 12.081 1,430,343.04

2 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

3 Tratamiento superficial bicapa -

3.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

3.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 7,514,754.89

SUELO-CEMENTO (2 %)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Cemento m3 30,200.00 92.953 2,807,179.58

1.1 Curado del cemento Portland m3 118,400.00 12.081 1,430,343.04

2 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

3 Tratamiento superficial bicapa -

3.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

3.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 6,857,713.77

SUELO-TERRASIL (0.5 Kg/m^3)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Terrasil m3 47,960.00 91.475 4,387,117.03

1.1 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

2 Tratamiento superficial bicapa -

2.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

2.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 7,007,308.18

Tabla 71

Presupuesto del proyecto para una vida útil de 10 años

SUELO-ASFALTO ESPUMADO (2%)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Asfalto espumado m3 32,328.00 98.982 3,199,882.01

1.1 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

3 Tratamiento superficial bicapa -

3.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

3.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 5,820,073.17

SUELO-CEMENTO (1%)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Cemento m3 47,960.00 82.403 3,952,046.26

1.1 Curado del cemento Portland m3 118,400.00 12.081 1,430,343.04

2 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

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Pág. 93 de 141

3 Tratamiento superficial bicapa -

3.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

3.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 8,002,580.45

SUELO-CEMENTO (2%)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Cemento m3 36,120.00 92.953 3,357,461.14

1.1 Curado del cemento Portland m3 118,400.00 12.081 1,430,343.04

2 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

3 Tratamiento superficial bicapa -

3.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

3.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 7,407,995.33

SUELO-TERRASIL (0.5 Kg/m^3)

Ítem Descripción Und Metrado PU (Soles) Parcial (Soles)

1 Material granular tratado con Terrasil m3 53,880.00 91.475 4,928,646.07

1.1 Imprimación asfáltica m2 118,400.00 10.135 1,199,946.94

2 Tratamiento superficial bicapa -

2.1 Tratamiento superficial Bicapa-1ra capa m2 118,400.00 7.140 845,381.88

2.2 Tratamiento superficial Bicapa-2da capa m2 118,400.00 4.855 574,862.33

COSTO DIRECTO 7,548,837.23

10.4. Resumen de Costos

Se realizó el análisis de metrados en cada tipo de pavimento básico en todo el tramo

del proyecto, como se detalla en el ANEXO 7. Pues, la tabla 72 y 73 detalla el presupuesto

final obtenido para cada tipo de solución básica.

Tabla 72

Resumen del presupuesto de obra para una vida útil de 5 años.

Ítem Agentes estabilizadores Parcial %

1 Suelo-asfalto espumado (2%) 5,480,368 18%

2 Suelo-cemento (1%) 7,514,755 -12%

3 Suelo-cemento (2 %) 6,857,714 -2%

4 suelo-terrasil (0.5 kg/m^3) 7,007,308 -4%

Promedio 6,715,036

Page 94: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 94 de 141

Tabla 73

Resumen del presupuesto de obra para una vida útil de 10 años.

Ítem Agentes estabilizadores Parcial %

1 Suelo-asfalto espumado (2%) 5,820,073 19%

2 Suelo-cemento (1%) 8,002,580 -11%

3 Suelo-cemento (2 %) 7,407,995 -3%

4 Suelo-terrasil (0.5 kg/m^3) 7,548,837 -4.9%

Promedio 7,194,872

Figura 42

Valor promedio del presupuesto de obra de cada agente estabilizador para un periodo de 5 años.

Figura 43

Valor promedio del presupuesto de obra de cada agente estabilizador para un periodo de 10 años.

Page 95: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 95 de 141

11. ANÁLISIS DE RESULTADOS

En la ejecución de los catálogos es importante tener en cuenta que el aporte

estructural del material granular tratado es un parámetro influyente en el cálculo de

espesores. En la presente investigación estos fueron: cemento portland 1% con 0.150 1/pulg,

cemento hidráulico 2% con 0.205 1/pulg, asfalto espumado 2% con 0.210 1/pulg y agente

químico 0.5kg/m3 (Terrasil) con 0.135 1/pulg. Por consiguiente, al finalizar la elaboración

del catálogo, se observa que los espesores del material granular tratado con asfalto espumado

son un 23% menor respecto al promedio de espesores de cada agente estabilizante y con

cemento portland de 2%, 15% menor. Mientras que los espesores de la propuesta con

cemento portland de 1% son un 13% mayor respecto al promedio de espesores de cada

agente estabilizante y con el aditivo químico, 26% mayor (Ver Anexo 8).

Posteriormente, la aplicación de los catálogos en el camino vecinal requirió

determinar el tráfico proyectado para los periodos de diseño de 5 y 10 años que fueron

7.93E+04 y 1.85E+05, respectivamente. Cabe mencionar que, la diferencia entre ambos

resultados depende únicamente del factor de crecimiento acumulado por tipo de vehículo

pesado.

A partir del análisis inicial, se observó que los espesores del material granular con

asfalto espumado son menores en un 12 % respecto a los de la propuesta con cemento

hidráulico de 2%; es decir, valores similares numéricamente. De esta forma, se puede

inducir que las propuestas con estos tipos de agentes estabilizantes serían las opciones más

optimas a elegir por ser menos robustas. Sin embargo, el descarte de opciones dependerá

también de aspectos técnicos, económicos, ambientales y sociales.

En términos de costos para poder determinar la propuesta con mayor viabilidad, se

determinó el promedio de los costos para el tramo completo con las 4 propuestas de solución

(Ver figura 42 y 43). Resultando así que el material granular tratado con suelo cemento 1%

es mayor en 12%, suelo-cemento 2% es mayor en 2%, suelo asfalto espumado 2% es menor

en 18%, y suelo aditivo químico es mayor en 4% para el periodo de 5 años. En el caso 10

años, suelo cemento 1% es mayor en 11%, suelo-cemento 2% es mayor en 3%, suelo asfalto

espumado 2% es menor en 19%, y suelo aditivo químico es mayor en 5% para el periodo de

5 años.

Page 96: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 96 de 141

CONCLUSIONES

• A partir del desarrollo de esta investigación se logró estructurar los catálogos de

pavimentos básicos tratados con asfalto espumado, cemento hidráulico y aditivo

químico para el camino vecinal Pacobamba – Abra Cusqueña; los cuales aportan al

estudio de ficha técnica de caminos rurales, ya que se realizó la investigación a nivel

técnico, económico y ambiental de dichos estabilizantes.

• Se logró estructurar un árbol de posibilidades que muestra los parámetros de diseño

mediante las metodologías ASSTHO 93 y Wirtgen para la capa de material granular

y la capa de rodadura, que permitió plantear y organizar las fases y parámetros de

diseño para solución básica.

• El diseño de los pavimentos tratados se logró realizar a partir de los mismos

procedimientos usados para pavimentos flexibles y semirrígidos. Esto referido a la

determinación del número estructural requerido, obtenido del nomograma del

AASHTO 93 para los tres agentes estabilizadores. En el caso del aporte estructural

para asfalto espumado, cemento y terrasil se utilizó el ábaco de Wirtgen y AASHTO

93, respectivamente; de tal forma se concluyó la elaboración de los catálogos con

metodologías normadas nacionales e internacionales

• Con respecto a los catálogos, se logra un buen comportamiento y serviciabilidad del

paquete estructural para tráficos de hasta 1,000,000 EE y CBRs de terreno de

fundación menores a 6%, con un mínimo de 60 cm de espesor en la capa estructural

granular para los tratamientos con cemento hidráulico 1% y aditivo químico Terrasil.

• Los tratamientos superficiales bicapas no tienen un aporte estructural. Sin embargo,

refuerza la capa tratada frente al esfuerzo de flexo tracción producidos por los

neumáticos del vehículo, además que impermeabiliza la capa granular y al ser

flexible se acomoda a cualquier forma de terreno. De esta forma, le brinda una mayor

vida útil al pavimento a diferencia de un pavimento a base de afirmado.

• En la etapa de mantenimiento solo se modificará la capa de rodadura, lo que facilita

a la rehabilitación o mejoramiento en términos de tiempo, costo y vida útil.

• Del análisis de resultados se concluye que un alto aporte estructural del material

granular tratado con asfalto espumado (dosificación 2%) y cemento hidráulico

(dosificación 2%), permite menores espesores respecto a las otras propuestas de

pavimentos básicos planteados en esta investigación.

Page 97: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 97 de 141

• Según el análisis realizado, la propuesta de material granular tratado con asfalto

espumado tiene el menor presupuesto. Sin embargo, esta requiere de un laboratorio

en asfalto y maquinaria especializados en la elaboración. Por lo tanto, esta propuesta

es inviable. Por lo tanto, se procedió a elegir la siguiente propuesta con menor

presupuesto, que es la solución suelo-cemento hidráulico. En adición, esta propuesta

reduce la sensibilidad al agua y a la helada por la impermeabilización y la resistencia

a la erosión del suelo.

• El presupuesto total de la solución básica de pavimento tratado con cemento

hidráulico con 2% de dosificación para el periodo diseño de 5 años es 7% menor del

presupuesto para 10 años. Por consiguiente, esta leve variación significó elegir el

periodo de diseño de 10 años como mejor alternativa, además que brinda una mayor

vida útil al pavimento económico tratado con cemento hidráulico.

• La propuesta de solución, brindada por Provias Descentralizado, aportaría una menor

vida útil al camino en particular. Por lo contrario, la aplicación de las propuestas de

pavimentos básicos incrementa la vida útil del camino por las siguientes razones: la

configuración estructural de la propuesta es material granular con agentes

estabilizadores atípicos como el terrasil y asfalto espumado; asimismo la capa de

rodadura será un tratamiento superficial bicapa a base de emulsión asfáltica.

• La funcionalidad de los catálogos de soluciones básicas fue comprobada al aplicar

estos en el camino vecinal Pacobamba.Huironay, Cerabamba; de tal manera que se

logró la propuesta de cambio de camino no pavimentado a pavimento básico.

Page 98: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 98 de 141

RECOMENDACIONES

• El asfalto espumado tiene parámetros, tales como la razón de expansión y vida media;

las cuales son muy sensibles al agua, agregados, a la temperatura y tipo de asfalto.

Por lo cual, es necesario contar con un laboratorio especializado en pavimentos y

equipo técnico calificado.

• El catálogo de soluciones básicas presenta propuestas desarrolladas de acuerdo con

las condiciones del lugar en estudio. De tal forma que para aplicar los catálogos en

otras zonas es recomendable verificar que tengan las mismas características de suelo

(20%>CBR>6%) y tráfico (bajo volumen de tráfico).

• Se recomienda complementar el catálogo con el documento denominado “Pautas

metodológicas para el desarrollo de alternativas de pavimentos en la formulación y

evaluación social de proyectos de inversión pública de carreteras”. Este documento

es proporcionado por el Ministerio de Economía y Finanzas, el cual contiene pautas

metodológicas para el diseño pavimentos básicos en caminos vecinales.

Page 99: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 99 de 141

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Pág. 111 de 141

ANEXOS

ANEXO 1

CÁLCULO DE ELASTICIDAD (K).

Automóvil.

Año (A) PBI

Apurímac (B)

Parque Vehicular

Apurímac (C)

X Y

(Bi/Bo)^(1/(Ai-Ao)) (Ci/Co)^(1/(Ai-Ao))

2011 1,869,417 520 0 0

2012 2,110,908 545 1.1292 1.0481

2013 2,342,674 587 1.1098 1.0771

2014 2,437,434 664 1.0404 1.1312

2015 2,630,345 744 1.0791 1.1205

2016 6,343,065 788

2017 7,718,535 794 1.2168 1.0076

2018 7,128,230 791 0.9235 0.9962

Station Wagon.

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C)

X Y

(Bi/Bo)^(1/(Ai-Ao)) (Ci/Co)^(1/(Ai-Ao))

2011 1,869,417 1,607 0 0

2012 2,110,908 1,584 1.1292 0.9857

2013 2,342,674 1,548 1.1098 0.9773

2014 2,437,434 1,514 1.0404 0.9780

2015 2,630,345 1,495 1.0791 0.9875

2016 6,343,065 1,481

2017 7,718,535 1,462 1.2168 0.9872

2018 7,128,230 1,436 0.9235 0.9822

y = 0.9369x + 0.0417R² = 0.9386

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(201

1-2

018)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO PARQUE AUTOMOTOR

Crecimiento Automovil

Lineal (CrecimientoAutomovil)

Page 112: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 112 de 141

Camioneta Pick Up.

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C.)

X Y

(Bi/Bo)^(1/(Ai-Ao)) (Ci/Co)^(1/(Ai-Ao))

2011 1,869,417 342 0 0

2012 2,110,908 346 1.1292 1.0117

2013 2,342,674 354 1.1098 1.0231

2014 2,437,434 359 1.0404 1.0141

2015 2,630,345 369 1.0791 1.0279

2016 6,343,065 371

2017 7,718,535 368 1.2168 0.9919

2018 7,128,230 364 0.9235 0.9891

y = 0.8907x + 0.0385R² = 0.9553

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(20

11

-20

18

)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

CrecimientoCamioneta Pick Up

Lineal (CrecimientoCamioneta Pick Up)

y = 0.8669x + 0.0377R² = 0.9561

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(20

11

-20

18

)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

Crecimiento StationWagon

Lineal (CrecimientoStation Wagon)

Page 113: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 113 de 141

Camioneta Rural.

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C)

X Y

(Bi/B0)^(1/(Ai-A0)) (Ci/C0)^(1/(Ai-A0))

2011 1,869,417 643 0 0

2012 2,110,908 706 1.1292 1.0980

2013 2,342,674 727 1.1098 1.0297

2014 2,437,434 737 1.0404 1.0138

2015 2,630,345 729 1.0791 0.9891

2016 6,343,065 725

2017 7,718,535 715 1.2168 0.9862

2018 7,128,230 705 0.9235 0.9860

Camioneta Panel.

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C)

X Y

(Bi/Bo)^(1/(Ai-Ao)) (Ci/Co)^(1/(Ai-Ao))

2011 1,869,417 60 0 0

2012 2,110,908 59 1.1292 0.9833

2013 2,342,674 58 1.1098 0.9831

2014 2,437,434 57 1.0404 0.9828

2015 2,630,345 58 1.0791 1.0175

2016 6,343,065 58

2017 7,718,535 57 1.2168 0.9828

2018 7,128,230 56 0.9235 0.9825

y = 0.9011x + 0.0352R² = 0.9547

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(20

11

-20

18

)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

Crecimiento CamionetaRural

Lineal (CrecimientoCamioneta Rural)

Page 114: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 114 de 141

Omnibus.

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C)

X Y

(Bi/Bo)^(1/(Ai-Ao)) (Ci/Co)^(1/(Ai-Ao))

2011 1,869,417 142 0 0

2012 2,110,908 145 1.1292 1.0211

2013 2,342,674 155 1.1098 1.0690

2014 2,437,434 153 1.0404 0.9871

2015 2,630,345 152 1.0791 0.9935

2016 6,343,065 150

2017 7,718,535 148 1.2168 0.9867

2018 7,128,230 147 0.9235 0.9932

y = 0.8711x + 0.0387R² = 0.9532

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(20

11

-20

18)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

Crecimiento CamionetaPanel

Lineal (CrecimientoCamioneta Panel)

Page 115: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 115 de 141

Camión.

y = 0.8911x + 0.037R² = 0.9542

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(20

11

-20

18

)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

Crecimiento Omnibus

Lineal (CrecimientoOmnibus)

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C.)

X Y

(Bi/Bo)^(1/(Ai-Ao)) (Ci/Co)^(1/(Ai-Ao))

2011 1,869,417 625 0 0

2012 2,110,908 626 1.1292 1.0016

2013 2,342,674 626 1.1098 1.0000

2014 2,437,434 627 1.0404 1.0016

2015 2,630,345 616 1.0791 0.9825

2016 6,343,065 612

2017 7,718,535 601 1.2168 0.9820

2018 7,128,230 588 0.9235 0.9784

Page 116: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 116 de 141

Remolcador.

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C.)

X Y

(Bi/B0)^(1/(Ai-A0)) (Ci/C0)^(1/(Ai-A0))

2011 1,869,417 13 0 0

2012 2,110,908 14 1.1292 1.0769

2013 2,342,674 14 1.1098 1.0000

2014 2,437,434 14 1.0404 1.0000

2015 2,630,345 15 1.0791 1.0714

2016 6,343,065 17

2017 7,718,535 18 1.2168 1.0588

2018 7,128,230 18 0.9235 1.0000

y = 0.8743x + 0.0377R² = 0.9561

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(20

11

-20

18)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

Crecimiento Camión

Lineal (CrecimientoCamión)

Page 117: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 117 de 141

Remolcador Semi-Rem.

Año (A) PBI

Apurimac (B)

Parque Vehicular

Apurimac (C.)

X Y

(Bi/Bo)^(1/(Ai-Ao)) (Ci/Co)^(1/(Ai-Ao))

2011 1,869,417 14 0 0

2012 2,110,908 14 1.1292 1.0000

2013 2,342,674 14 1.1098 1.0000

2014 2,437,434 14 1.0404 1.0000

2015 2,630,345 14 1.0791 1.0000

2016 6,343,065 14

2017 7,718,535 14 1.2168 1.0000

2018 7,128,230 15 0.9235 1.0714

y = 0.9221x + 0.0306R² = 0.9689

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(201

1-2

018)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

CrecimientoRemolcador

Lineal (CrecimientoRemolcador)

y = 0.9221x + 0.0306R² = 0.9689

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.5 1 1.5

Val

ore

s d

e Y

(201

1-2

018)

Valores de X (2011-2018)

CORRELACIÓN CRECIMIENTO PBI/ CRECIMIENTO DE PARQUE AUTOMOTOR

CrecimientoRemolcador Semi-Rem.

Lineal (CrecimientoRemolcador Semi-Rem.)

Page 118: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 118 de 141

ANEXO 2

DETERMINACIÓN DEL NÚMERO ESTRUCTURAL REQUERIDO (NSreq).

• Aplicación del nomograma para W18=150,000 EE

Cuadro resumen.

CBR % MR(PSI) NSr (in)

6 8,043 2.35

8 9,669 2.15 10 11,153 2

12 12,533 1.9

14 13,833 1.85

16 15,067 1.8

20 17,380 1.75

Page 119: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 119 de 141

• Aplicación del nomograma para W18=300,000 EE

Cuadro resumen.

CBR % MR(PSI) NSr (in)

6 8,043 2.48

8 9,669 2.3

10 11,153 2.22

12 12,533 2.1

14 13,833 2

16 15,067 1.95

20 17,380 1.87

Page 120: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 120 de 141

• Aplicación del nomograma para W18=500,000 EE

Cuadro resumen.

CBR % MR(PSI) NSr (in)

6 8,043 2.88

8 9,669 2.7

10 11,153 2.52

12 12,533 2.48

14 13,833 2.4

16 15,067 2.3

20 17,380 2.2

Page 121: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 121 de 141

• Aplicación del nomograma para W18=750,000 EE

Cuadro resumen.

CBR % MR(PSI) NSr (in)

6 8,043 3.1

8 9,669 2.9

10 11,153 2.7

12 12,533 2.6

14 13,833 2.5

16 15,067 2.45

20 17,380 2.3

Page 122: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 122 de 141

• Aplicación del nomograma para W18=100,000 EE

Cuadro resumen.

CBR % MR(PSI) NSr (in)

6 8,043 3.58

8 9,669 3.3

10 11,153 3

12 12,533 2.88

14 13,833 2.8

16 15,067 2.78

20 17,380 2.6

Page 123: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 123 de 141

ANEXO 3

DETERMINACIÓN DE LOS ESPESORES PARA EL TRATAMIENTO CON

ASFALTO ESPUMADO

• W18= 150,000 EE

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=?

6 8,043 2.35 11.19 28.42

8 9,669 2.15 10.24 26

10 11,153 2 9.52 24

12 12,533 1.9 9.05 23

14 13,833 1.85 8.81 22

16 15,067 1.8 8.57 22

20 17,380 1.75 8.33 21

• W18=300,000 EE

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=?

6 8,043 2.48 11.81 30

8 9,669 2.3 10.95 28

10 11,153 2.22 10.57 27

12 12,533 2.1 10.00 25

14 13,833 2 9.52 24

16 15,067 1.95 9.29 24

20 17,380 1.87 8.90 23

28.42

26

24

2322

2221

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

5 7 9 11 13 15 17 19

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

Page 124: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 124 de 141

• W18=500,000

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=?

6 8,043 2.88 13.71 35

8 9,669 2.7 12.86 33

10 11,153 2.52 12.00 30

12 12,533 2.48 11.81 30

14 13,833 2.4 11.43 29

16 15,067 2.3 10.95 28

20 17,380 2.2 10.48 27

35

33

3030

29

28

27

26

28

30

32

34

36

5 7 9 11 13 15 17 19

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

30

2827

2524

2423

21

23

25

27

29

31

5 7 9 11 13 15 17 19

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

Page 125: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 125 de 141

• W18=750,000

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=?

6 8,043 3.1 14.76 37

8 9,669 2.9 13.81 35

10 11,153 2.7 12.86 33

12 12,533 2.6 12.38 31

14 13,833 2.5 11.90 30

16 15,067 2.45 11.67 30

20 17,380 2.3 10.95 28

• W18=1,000,000 EE

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=?

6 8,043 3.58 17.05 43

8 9,669 3.3 15.71 40

10 11,153 3 14.29 36

12 12,533 2.88 13.71 35

14 13,833 2.8 13.33 34

16 15,067 2.78 13.24 34

20 17,380 2.6 12.38 31

37

35

3331

3030

28

26

28

30

32

34

36

38

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

Page 126: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 126 de 141

ANEXO 4

DETERMINACIÓN DE LOS ESPESORES PARA EL TRATAMIENTO CON

CEMENTO PORTLAND

• W18= 150,000 EE

DOSIFICACIÓN 1% 2%

CBR % MR(ksi) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

6 8.04 2.35 15.46 39.27 40 11.46 29.12 30

8 9.67 2.15 14.14 35.93 40 10.49 26.64 30

10 11.15 2 13.16 33.42 35 9.76 24.78 25

12 12.53 1.9 12.50 31.75 35 9.27 23.54 25

14 13.83 1.85 12.17 30.91 35 9.02 22.92 25

16 15.07 1.8 11.84 30.08 35 8.78 22.30 25

20 17.38 1.75 11.51 29.24 30 8.54 21.68 25

43

40

3635

34 34

31

30

32

34

36

38

40

42

44

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

Page 127: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 127 de 141

• W18=300,000 EE

DOSIFICACIÓN 1% 2%

CBR % MR(ksi) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=?

Redondeo al múltiplo superior

(cm)

D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

6 8.04 2.48 16.32 41.44 45 12.10 30.73 35

8 9.67 2.3 15.13 38.43 40 11.22 28.50 30

10 11.15 2.22 14.61 37.10 40 10.83 27.51 30

12 12.53 2.1 13.82 35.09 40 10.24 26.02 30

14 13.83 2 13.16 33.42 35 9.76 24.78 25

16 15.07 1.95 12.83 32.59 35 9.51 24.16 25

20 17.38 1.87 12.30 31.25 35 9.12 23.17 25

39.27

35.93 33.42

31.75 30.91 30.08 29.24

16.00

21.00

26.00

31.00

36.00

41.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 1%

29.12

26.64 24.78

23.54 22.92 22.30 21.68

16.00

18.00

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 2%

Page 128: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 128 de 141

• W18=500,000

DOSIFICACIÓN 1% 2%

CBR % MR(ksi) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

D2(in)=? D2(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

6 8.04 2.88 18.95 48.13 50 14.05 35.68 40

8 9.67 2.7 17.76 45.12 50 13.17 33.45 35

10 11.15 2.52 16.58 42.11 45 12.29 31.22 35

12 12.53 2.48 16.32 41.44 45 12.10 30.73 35

14 13.83 2.4 15.79 40.11 45 11.71 29.74 30

16 15.07 2.3 15.13 38.43 40 11.22 28.50 30

20 17.38 2.2 14.47 36.76 40 10.73 27.26 30

41.44 38.43

37.10 35.09

33.42 32.59

16.00

21.00

26.00

31.00

36.00

41.00

46.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 1%

16.00

18.00

20.00

22.00

24.00

26.00

28.00

30.00

32.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 2%

Page 129: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 129 de 141

• W18=750,000

DOSIFICACIÓN 1% 2%

CBR %

MR(ksi) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

6 8.04 3.1 20.39 51.80 55 15.12 38.41 40

8 9.67 2.9 19.08 48.46 50 14.15 35.93 40

10 11.15 2.7 17.76 45.12 50 13.17 33.45 35

12 12.53 2.6 17.11 43.45 45 12.68 32.21 35

14 13.83 2.5 16.45 41.78 45 12.20 30.98 35

16 15.07 2.45 16.12 40.94 45 11.95 30.36 35

20 17.38 2.3 15.13 38.43 40 11.22 28.50 30

48.13 45.12

42.11 41.44 40.11 38.43 36.76

16.00

21.00

26.00

31.00

36.00

41.00

46.00

51.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 1%

16.00

21.00

26.00

31.00

36.00

41.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 2%

Page 130: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 130 de 141

• W18=1,000,000 EE

DOSIFICACIÓN 1% 2%

CBR %

MR(ksi) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al

múltiplo superior (cm)

D2(in)=? D2(cm)=?

Redondeo al múltiplo

superior (cm)

6 8.04 3.58 23.55 59.82 60 17.46 44.36 45

8 9.67 3.3 21.71 55.14 60 16.10 40.89 45

10 11.15 3 19.74 50.13 55 14.63 37.17 40

12 12.53 2.88 18.95 48.13 50 14.05 35.68 40

14 13.83 2.8 18.42 46.79 50 13.66 34.69 35

16 15.07 2.78 18.29 46.46 50 13.56 34.44 35

20 17.38 2.6 17.11 43.45 45 12.68 32.21 35

51.80 48.46

45.12 43.45 41.78 40.94 38.43

16.00

26.00

36.00

46.00

56.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 1%

16.00

21.00

26.00

31.00

36.00

41.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 2%

Page 131: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 131 de 141

59.82 55.14

50.13 48.13 46.79 46.46 43.45

16.00

26.00

36.00

46.00

56.00

66.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 1%

16.00

21.00

26.00

31.00

36.00

41.00

46.00

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR vs Espesor

Dosificación 2%

Page 132: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 132 de 141

ANEXO 5

DETERMINACIÓN DE LOS ESPESORES PARA EL TRATAMIENTO CON

TERRASIL

• W18= 150,000 EE

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al múltiplo superior (cm)

6 8,04 2.35 17.41 45 45

10 11,15 2 14.81 38 40

14 13,83 1.85 13.70 35 35

20 17,38 1.75 12.96 33 35

• W18=300,000 EE

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al múltiplo superior (cm)

6 8,043 2.48 18.37 47 50

10 11,153 2.22 16.44 42 45

14 13,833 2 14.81 38 40

20 17,380 1.87 13.85 36 40

50

45

40 40

30

35

40

45

50

55

5 7 9 11 13 15 17 19

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

45

40

35 35

20

25

30

35

40

45

50

5 7 9 11 13 15 17 19

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

Page 133: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 133 de 141

• W18=500,000

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al múltiplo superior (cm)

6 8,043 2.88 21.33 55 55

10 11,153 2.52 18.67 48 50

14 13,833 2.4 17.78 46 50

20 17,380 2.2 16.30 42 45

• W18=750,000

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al múltiplo superior (cm)

6 8,043 3.1 22.96 59 60

10 11,153 2.7 20.00 51 55

14 13,833 2.5 18.52 48 50

20 17,380 2.3 17.04 44 45

55

50 50

45

35

40

45

50

55

60

5 7 9 11 13 15 17 19

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

60

55

50

45

35

40

45

50

55

60

65

5 7 9 11 13 15 17 19 21

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

Page 134: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 134 de 141

• W18=1,000,000 EE

CBR % MR(PSI) NSr (in) D1(in)=? D1(cm)=? Redondeo al múltiplo superior (cm)

6 8,043 3.58 26.52 68 70

10 11,153 3 22.22 57 60

14 13,833 2.8 20.74 53 55

20 17,380 2.6 19.26 49 50

45

40

35 35

20

25

30

35

40

45

50

5 7 9 11 13 15 17 19

D(C

m)

CBR (%)

CBR Vs Espesor

Page 135: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 135 de 141

ANEXO 6

MONOGRAMA DE LA APLICACIÓN DEL CATÁLOGO EN EL CAMINO EN

ESTUDIO

• Monograma para un periodo de diseño de 5 años

• Monograma para un periodo de diseño de 5 años

Page 136: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 136 de 141

ANEXO 7

HOJA DE METRADOS

• Asfalto espumado

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON ASFALTO ESPUMADO PARA 5 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA (km)

LONGITUD (km) ANCHO DE

VÍA (m) ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL

CAPA TRATADA CON ASFALTO

ESMPUMADO 2% (cm)

CAPA TRATADA CON ASFALTO ESPUMADO

EN (m3)

IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA (m2)

TSB (m2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 28 1120 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 24 4800 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 28 2240 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 24 9120 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 24 7200 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 24 4416 18400 18400

TOTAL 28896 118400 118400

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON ASFALTO ESPUMADO PARA 10 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA (km)

LONGITUD (km) ANCHO DE

VÍA (m) ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL CAPA TRATADA

CON CEMENTO 2% (cm)

CAPA TRATADA CON ASFALTO ESPUMADO

EN (m3)

IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA (m2)

TSB (m2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 30 1200 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 27 5400 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 30 2400 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 27 10260 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 27 8100 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 27 4968 18400 18400

TOTAL 32328 118400 118400

Page 137: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 137 de 141

• Cemento portland dosificación 1%

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON CEMENTO PORTLAND 1% PARA 5 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA (KM)

LONGITUD (KM) ANCHO DE

VÍA (m) ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL CAPA TRATADA

CON CEMENTO 1% (cm)

CAPA TRATADA CON CEMENTO 1% EN

(M3)

CURADO DE LA CAPA TRATADA (M2)

IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA

(M2) TSB (M2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 40 1600 4000 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 35 7000 20000 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 40 3200 8000 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 35 13300 38000 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 35 10500 30000 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 35 6440 18400 18400 18400

TOTAL 42040 118400 118400 118400

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON CEMENTO PORTLAND PARA 10 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA

LONGITUD (KM) ANCHO DE

VÍA (m) ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL CAPA TRATADA CON CEMENTO 1% (cm)

CAPA TRATADA CON CEMENTO 1% EN (M3)

CURADO DE LA CAPA TRATADA (M2)

IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA

(M2)

TSB (M2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 45 1800 4000 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 40 8000 20000 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 45 3600 8000 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 40 15200 38000 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 40 12000 30000 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 40 7360 18400 18400 18400

TOTAL 47960 118400 118400 118400

Page 138: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 138 de 141

• Cemento portland dosificación 2%

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON2% CEMENTO PORTLAND PARA 5 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA

LONGITUD (KM) ANCHO DE

VÍA (m) ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL CAPA TRATADA

CON CEMENTO 2% (cm)

CAPA TRATADA CON CEMENTO 2% EN

(M3)

CURADO DE LA CAPA TRATADA (M2)

IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA

(M2)

TSB (M2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 30 1200 4000 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 25 5000 20000 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 30 2400 8000 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 25 9500 38000 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 25 7500 30000 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 25 4600 18400 18400 18400

TOTAL 30200 118400 118400 118400

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON CEMENTO PORTLAND PARA 10 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA

LONGITUD (KM)

ANCHO DE VÍA (m)

ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL CAPA TRATADA CON CEMENTO 2% (cm)

CAPA TRATADA CON CEMENTO 2% EN (M3)

CURADO DE LA CAPA TRATADA (M2)

IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA

(M2)

TSB (M2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 35 1400 4000 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 30 6000 20000 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 35 2800 8000 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 30 11400 38000 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 30 9000 30000 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 30 5520 18400 18400 18400

TOTAL 36120 118400 118400 118400

Page 139: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 139 de 141

• Agente químico Terrasil

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON AGENTE QUÍMICO PARA 5 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA

LONGITUD (KM) ANCHO DE VÍA

(m) ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL Espesor de capa tratada

para 0.5 kg/m^3 (cm) CAPA TRATADA

CON TERRASIL (M3) IMPRIMACIÓN

ASFÁLTICA (M2) TSB (M2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 45 1800 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 40 8000 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 45 3600 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 40 15200 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 40 12000 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 40 7360 18400 18400

TOTAL 47960 118400 118400

METRADO DEL PAVIMENTO BÁSICO TRATADO CON AGENTE QUÍMICO PARA 10 AÑOS DE VIDA ÚTIL

TRAMO

PROGRESIVA

LONGITUD (KM) ANCHO DE VÍA

(m) ÁREA (m2)

ESPESOR (CM) METRADO DE MATERIAL

INICIAL FINAL Espesor de capa tratada

para 0.5 kg/m^3 (cm) CAPA TRATADA CON TERRASIL (M3)

IMPRIMACIÓN ASFÁLTICA (M2)

TSB (M2)

Tramo 1 0+000 1+000 1 4 4000 50 2000 4000 4000

Tramo 2 1+000 6+000 5 4 20000 45 9000 20000 20000

Tramo 3 6+000 8+000 2 4 8000 50 4000 8000 8000

Tramo 4 8+000 17+500 9.5 4 38000 45 17100 38000 38000

Tramo 5 17+500 25+000 7.5 4 30000 45 13500 30000 30000

Tramo 6 25+000 29+600 4.6 4 18400 45 8280 18400 18400

TOTAL 53880 118400 118400

Page 140: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

Pág. 140 de 141

ANEXO 8

ESPESORES DE MATERIAL GRANULAR (cm)

Asfalto espumado Trafico

CBR

24.0 cm 28.0 cm 30.0 cm 35.0 cm 37.0 cm 43.0 cm

24.0 cm 28.0 cm 30.0 cm 35.0 cm 37.0 cm 43.0 cm

22.0 cm 24.0 cm 27.0 cm 30.0 cm 33.0 cm 36.0 cm

Cemento 1% Trafico

CBR

35.0 cm 40.0 cm 45.0 cm 50.0 cm 55.0 cm 60.0 cm

35.0 cm 40.0 cm 45.0 cm 50.0 cm 55.0 cm 60.0 cm

35.0 cm 35.0 cm 40.0 cm 45.0 cm 50.0 cm 55.0 cm

Cemento 2% Trafico

CBR

25.0 cm 30.0 cm 35.0 cm 40.0 cm 40.0 cm 45.0 cm

25.0 cm 30.0 cm 35.0 cm 40.0 cm 40.0 cm 45.0 cm

25.0 cm 25.0 cm 30.0 cm 35.0 cm 35.0 cm 50.0 cm

Terrasil Trafico

CBR

40.0 cm 45.0 cm 50.0 cm 55.0 cm 60.0 cm 70.0 cm

40.0 cm 45.0 cm 50.0 cm 55.0 cm 60.0 cm 70.0 cm

35.0 cm 40.0 cm 45.0 cm 50.0 cm 55.0 cm 60.0 cm

PROMEDIO DE ESPESORES DE CADA AGENTE ESTABILIZADOR (cm)

Promedio Trafico

CBR

31.0 cm 35.8 cm 40.0 cm 45.0 cm 48.0 cm 54.5 cm

31.0 cm 35.8 cm 40.0 cm 45.0 cm 48.0 cm 54.5 cm

29.3 cm 31.0 cm 35.5 cm 40.0 cm 43.3 cm 50.3 cm

VARIACIÓN PORCENTUAL DE CADA AGENTE ESTABILIZADOR RESPECTO

AL PROMEDIO (%)

Asfalto espumado Trafico PROMEDIO

CBR

22.58 21.68 25.00 22.22 22.92 21.10

23.3% 22.58 21.68 25.00 22.22 22.92 21.10

24.79 22.58 23.94 25.00 23.70 28.36

Cemento 1% Trafico PROMEDIO

CBR

-12.90 -11.89 -12.50 -11.11 -14.58 -10.09

-12.7% -12.90 -11.89 -12.50 -11.11 -14.58 -10.09

-19.66 -12.90 -12.68 -12.50 -15.61 -9.45

Page 141: CATÁLOGO DE ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS BÁSICOS …

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Cemento 2% Trafico PROMEDIO

CBR

19.35 16.08 12.50 11.11 16.67 17.43

14.9% 19.35 16.08 12.50 11.11 16.67 17.43

14.53 19.35 15.49 12.50 19.08 0.50

Terrasil Trafico PROMEDIO

CBR

-29.03 -25.87 -25.00 -22.22 -25.00 -28.44

-25.5% -29.03 -25.87 -25.00 -22.22 -25.00 -28.44

-19.66 -29.03 -26.76 -25.00 -27.17 -19.40