Proyecto:“Construcción de Pavimentación flexible en el C.P. Campo Nuevo, Distrito de Guadalupito – Provincia de Virú –

La Libertad”

DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

1.0 Estudio de Pavimentos

Objetivo:

El objetivo principal es el de realizar los cálculos pertinentes para poder establecer las bases que permitirán un adecuado proceso constructivo, y así proveer al usuario optimas condiciones de tránsito y garantizar la durabilidad de la vía, enmarcados dentro de la concepción de vías urbanas de poco tránsito, en las que el tránsito de vehículos ligeros tales como: camión simple de 2 ejes, ómnibus de 2 ejes y vehículos ligeros que son los más predominantes.

Metodología:

Para la ejecución del diseño se realizó un estudio de suelos tomando calicatas, además se realizo un estudio de tráfico vehicular, los cuales tienen detallados sus procedimientos y resultados en un capítulo aparte dentro del presente Estudio.

CARACTERISTICAS DE LA VIA EXISTENTE

Durante los trabajos de campo efectuados se determinó el estado de servicio del pavimento, evaluándose el camino en cuatro clasificaciones basadas en el estado de servicio en la que se encuentran, como son:

Muy malo : Presenta muy fuertes ahuellamientos, tránsito muy difícil, mal drenaje, no uniforme.

Malo : Ahuellamientos notorios, mal drenaje, afirmado erosionado.

Regular : Afirmado relativamente uniforme, algunas gravas sobresalientes.

Bueno : Afirmado uniforme y buen estado de transitabilidad.

De la evaluación vial mediante inspección visual se determinó que en la vía en estudio predomina un pavimento en estado MALO, donde se nota la ausencia por completo de alguna capa que haya sido depositada en la vía con fines de mejorar la transitabilidad.

Evaluación y Muestreo:

MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE GUADALUPITO

Proyecto:“Construcción de Pavimentación flexible en el C.P. Campo Nuevo, Distrito de Guadalupito – Provincia de Virú –

La Libertad”

Como resultado de la evaluación realizada, se ha podido apreciar que la superficie actual de rodadura se encuentra a nivel de rasante, y/o suelo natural ya que no cuenta con material transportado de cantera; lo que queda en manifiesto por los baches y deterioros existentes.

Las calicatas para la exploración se hicieron de acuerdo a las normas vigentes del MTC para ensayos de materiales, así como las pruebas de laboratorio, haciéndose tres calicatas de las que se puede apreciar su ubicación en un plano adjunto al presente expediente.

Perfil Estratigráfico de la Sub-rasante

Los ensayos que se les practicaron a las muestras tomadas en campo tienen como estándar las normas establecidas por el MTC, actualmente vigentes; los cuales son:

Análisis Granulométrico por Tamizado

Determinación del Límite Liquido

Determinación del Limite Plástico

Determinación de la Relación-Humedad-Densidad (Proctor Modificado)

Valor relativo de Soporte (CBR)

Clasificación SUCS

Los resultados obtenidos de las observaciones de campo, así como de los ensayos de laboratorio efectuados en los suelos analizados y que son presentados en el informe de laboratorio de Mecánica de Suelos, nos han permitido elaborar el perfil estratigráfico en el cual se indica la profundidad en metros con la simbología correspondiente. Cabe indicar que el ensayo de CBR se ha practicado a las 3 muestras obtenidas, pues se ha observado una capa de grava predominante en el subsuelo.

Capacidad de Diseño de la Sub-rasante (CBR de diseño)

Con fines de efectuar la evaluación de la capacidad de soporte de la sub-rasante existente, se realizaron los trabajos de exploración de campo, muestreo y procesamiento en Laboratorio acorde con los requerimientos exigidos en la normativa vigente y criterio técnico adecuado.

Clasificación del suelo de la sub-rasante:

Como resultado de los ensayos practicados a las muestras de los diferentes suelos de sub-rasante se obtuvieron las clasificaciones SUCS, tal como se muestra en las pruebas de laboratorio certificadas incluidas en el expediente.

MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE GUADALUPITO

Proyecto:“Construcción de Pavimentación flexible en el C.P. Campo Nuevo, Distrito de Guadalupito – Provincia de Virú –

La Libertad”

FACTORES QUE INFLUYERON EN EL DISEÑO DEL PAVIMENTO

Como es de suponerse existen ciertos criterios que se tuvieron que tomar en cuenta para realizar el diseño del pavimento, entre estos los que más influyeron fueron los siguientes:

Tráfico Clima Geometría del Proyecto (Diseño Vial) Posición de la estructura Construcción y Mantenimiento

DISEÑO DEL PAVIMENTO:

Para la obtención de la estructura del pavimento se empleará el siguiente método:

Método de la Pórtland Cement Association (PCA)

Este método se basa en dos criterios específicos, uno relativo a la resistencia a la fatiga del hormigón y el otro a la erosión de la base.Para la obtención del espesor del pavimento, se tendrán que determinar los siguientes parámetros:

- Resistencia a la flexión del concreto (Módulo de Rotura, MR)- El Periodo de diseño: 20 años, dentro de los cuales se asumirán las labores de conservación

rutinaria y periódica.- Tasa de Crecimiento a considerarse con la ejecución del proyecto- Capacidad de soporte de la Sub rasante (K)- Las características del tráfico.

Estudio de Tráfico:

La carga y volúmenes de tráfico inciden de manera capital en el diseño estructural del pavimento, muy en especial cuando los volúmenes y las cargas son elevados; de lo contrario la importancia como parámetro es relativo, por tal razón cuando el volumen de tránsito es inferior a 500 vehículos por día; no es justificable elaborar un completo análisis de tránsito.

*Se anexa el estudio del tráfico

METODOLOGÍA:

Método PCA

Determinación de la Capacidad de soporte de la Sub rasante y Sub base (K)

La capacidad de soporte, es el valor del Módulo de reacción (K) de la capa de apoyo de un pavimento de concreto; este valor se puede estimar por correlación con el CBR, haciendo uso de los ábacos necesarios para desarrollar este método; cabe resaltar que es necesariamente indispensable tener un valor exacto de K, debido a que variaciones mayores de este valor no afectan los espesores de diseño.

MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE GUADALUPITO

Proyecto:“Construcción de Pavimentación flexible en el C.P. Campo Nuevo, Distrito de Guadalupito – Provincia de Virú –

La Libertad”

De los ábacos ya antes mencionado estimamos un valor para K de: 36 Mpa/m

Al no tener un estudio con el peso por eje de los vehículos, asumiremos los ejes equivalentes de acuerdo a la siguiente tabla con valores promedios de acuerdo al lugar en el que nos encontramos:

Datos Sobre Distribución Sobre Cargas de Transito por Eje

EJES SIMPLES125-133 0.58 11115-125 1.35 25107-115 2.77 5097.8-107 5.92 10888.8-97.8 9.83 17980-88.8 21.61 39471.1-80 28.24 514

62.2-71.1 38.83 70753.3-62.2 53.94 982

EJES TANDEM213-231 1.96 36195-213 3.94 72178-195 11.98 218160-178 34.27 624142-160 81.42 1483125-142 85.54 1558107-125 152.23 2772

Determinación del número de vehículos comerciales en el carril de diseño durante el periodo de diseño:

TPD = 8Factor de seguridad (FS) = 1.0Vehículos Comerciales = 70 %Tasa de Crecimiento Anual = 1 %TPD diseño = 8.8 vehículos en las dos direccionesTPD diseño = 4.4 vehículos en una dirección% Vehículos com. Que usa el carril de diseño = 81 %

Con los datos anteriores se obtendrá un T acumulado de: 18212 vehículos comerciales.

MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE GUADALUPITO

Proyecto:“Construcción de Pavimentación flexible en el C.P. Campo Nuevo, Distrito de Guadalupito – Provincia de Virú –

La Libertad”

DETERMINACIÓN DEL ESPESOR DEL PAVIMENTO:

Para la determinación del espesor del pavimento utilizaremos el siguiente formato:

Espesor de tanteo - losa 200 mm Berma de concreto NoK combinado 36 Mpa/m Junta con pasadores siModulo de Rotura 4 Mpa Periodo de diseño 20 añosFactor de seguridad de carga 1.0 Espesor de tanteo - Base 200 mm

Carga por ejeKN

Multiplicado por FSC

Repeticiones esperadas

Análisis de Fatiga Análisis de ErosiónRepeticiones admisibles

Porcentaje de fatiga (%)

Reediciones admisibles

Porcentaje de daño (%)

Esfuerzo equivalente = 2.21 Factor de erosión = 3.21Factor de relación de esfuerzos = 0.55

Ejes simples

133 133 11 ilimitado 0.0 7000 0.2125 125 25 ilimitado 0.0 8000 0.3115 115 50 300 16.8 12000 0.4107 107 108 1100 9.8 15000 0.798 98 179 7000 2.6 25000 0.789 89 394 30000 1.3 500000 0.180 80 514 180000 0.3 800000 0.1

Esfuerzo equivalente = 1.86 Factor de erosión = 3.31Factor de relación de esfuerzos = 0.46

Ejes tándem

231 231 36 ilimitado 0.0 Ilimitado 0.0213 213 72 ilimitado 0.0 Ilimitado 0.0195 195 218 ilimitado 0.0 Ilimitado 0.0178 178 624 ilimitado 0.0 Ilimitado 0.0160 160 1483 ilimitado 0.0 Ilimitado 0.0

TOTAL 30.8 % 2.5 %

El espesor de la losa escogida para el análisis se considera adecuado para esta vía de regular tránsito vehicular; dado que los valores totales en los análisis de fatiga y erosión son menores del 100% , siendo el de fatiga 30.8 % y el de erosión de 2.5 %.

MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE GUADALUPITO

Proyecto:“Construcción de Pavimentación flexible en el C.P. Campo Nuevo, Distrito de Guadalupito – Provincia de Virú –

La Libertad”

Por lo tanto la estructura del pavimento contará con tres capas: una capa de sub base de 6” (15 cm) de espesor, una capa de base de 6” (15 cm) de espesor y otra capa que consistirá en una carpeta asfáltica de 2” (5 cm) de espesor; lo cual hace un total de 35 cm de estructura de pavimento flexible.

Esquema de Diseño de Pavimento

MINISTERIO DE VIVIENDA CONSTRUCCION Y SANEAMIENTO MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE GUADALUPITO