REPÚBLICA DEL ECUADOR UNIVERSIDAD CATÓLICA DE...

REPÚBLICA DEL ECUADOR

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

COMUNIDAD EDUCATIVA AL SERVICIO DEL PUEBLO

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL,

ARQUITECTURA Y DISEÑO

FACULTAD DE INGENIERÍA

CIVIL

MEJORAMIENTO DEL DISEÑO VIAL Y DISEÑO DEL

PAVIMENTO FLEXIBLE P A R A L A V Í A I N G R E S O A

S H I Ñ A C O M P R E N D I D O E N T R E L A S

A B S C I S A S 7 + 6 0 0 . 0 0 H A S T A 1 1 +556.88.

TOMO I

Trabajo de

Investigación previo a

la obtención del Título

de Ingeniero Civil

DIRECTOR: ING. EUGENIO JARA

AUTOR: JORGE RENE VÁSQUEZ PALACIOS

Cuenca-Ecuador

2013

I

DEDICATORIA

Dedico este proyecto y toda mi carrera a Dios quien ha estado a mi lado,

dándome la endereza necesaria y fortaleciéndome continuamente para

conseguir todos mis logros personales y profesionales.

A mis padres y hermanos quienes supieron inculcarme los buenos

valores como la dedicación, responsabilidad, cariño; gracias a ellos he logrado

cumplir lo que me propuesto en la vida. Además de haber hallado su apoyo y

comprensión en todo momento.

Además no hubiera podido realizar este trabajo sin la ayuda de mis

maestros quienes con sus conocimientos me apoyaron para culminar el presente

trabajo.

Jorge René Vásquez Palacios.

II

AGRADECIMIENTO

A mis padres René y Nubia quienes me han acompañado en

todo momento quienes se han dedicado a mí con tenacidad y

me han orientado hasta hallar la consecución de mis triunfos y

metas.

Agradezco a mi director del trabajo de investigación, un gran

profesional que ha sabido compartir sus conocimientos y

guiarme para realizar éste proyecto.

A todos mis maestros y profesionales amigos en quienes he

encontrado orientación y asesoría para llegar a culminar mi

trabajo de investigación.

III

Todo el contenido de este Trabajo de Investigación está bajo

responsabilidad del autor.

Jorge René Vásquez Palacios

C.I. 1717675621

IV

ÍNDICE GENERAL

TOMO I

DEDICATORIA I

AGRADECIMIENTO II

HOJA DE RESPONSABILIDAD III

ÍNDICE IV

INTRODUCCIÓN XIII

CAPÍTULO I

GENERALIDADES

1.- Ubicación geográfica 01

2.- Descripción del proyecto 02

3.- Condiciones Climáticas 02

3.1.- Temperatura 03

3.2.- Pluviosidad 03

3.3.- Hidrografía 04

4.- Importancia y Justificación del proyecto 06

4.1.- Importancia 06

4.2.- Justificación del proyecto 07

CAPÍTULO II

TOPOGRAFÍA

1.- Introducción 08

2.- Reconocimiento General de la ruta 08

3.- Levantamiento de la franja topográfica de la vía 09

4.- Trazado de la poligonal 09

5.- Nivelación 10

6.- Proceso y cálculo de la nivelación 11

7.- Comprobación y Tolerancia 12

8.- Cálculo de Coordenadas 12

V

CAPÍTULO III

ESTUDIO DE SUELOS

1.- Toma de muestras 13

2.- Ensayos de laboratorio 13

3.- Análisis granulométrico 14

4.- Límites de consistencia 14

5.- Límite líquido 15

6.- Límite plástico 16

7.- Límite de contracción 17

8.- Índice Plástico 17

9.- Contenido de Humedad 19

10.- Determinación de CBR 20

11.- Grado de compactación 22

12.- Resultados de análisis de laboratorio 22

CAPÍTULO IV

ESTUDIO DE TRÁFICO

1.- Estudio de tráfico 24

2.- Tráfico Actual 24

3.- Población futura 25

4.- Proyección de la población hasta el año 2032 25

4.1.- Método Geométrico 26

5.- Determinación de TPDS 26

6.- Determinación de TPDA 27

7.- Tráfico proyectado 29

8.- Crecimiento normal del tráfico actual 30

9.- Tráfico generado 30

10.- Tráfico por desarrollo 31

11.- Densidad de tráfico 31

12.- Intensidad de tráfico 32

12.1.- Cálculos 33

13.- Tráfico promedio diario anual proyectado 34

13.1.- Tasa de Crecimiento 35

VI

13.2.- Cálculo del TPDA proyectado 35

14.- Justificación del orden de la vía 36

CAPÍTULO V

DISEÑO HORIZONTAL DE LA VÍA

1.- Dibujo de plano acotado 37

2.- Diseño 37

2.1.- Criterio de Diseño 38

2.2.- Técnicas de Diseño Horizontal 39

2.3.- Velocidad de Diseño 41

3.- Distancia 44

3.1.- Distancia de Visibilidad 44

3.2.- Distancia de Visibilidad de Parada 45

3.3.- Distancia de Visibilidad de Rebasamiento 48

3.4.- Distancia de Visibilidad en las Curvas Horizontales. 52

3.5.- Distancia de Visibilidad Lateral 53

4.- Peralte 54

4.1.- Magnitud del Peralte 56

5.- Desarrollo del Peralte 57

6.- Coeficiente de Fricción. 61

7.- Curvas 61

7.1.- Radio mínimo de Curvatura 61

7.2.- Grado de Curvatura 63

7.3.- Longitudes importantes en las curvas 64

7.3.1.- Longitud de Transición 64

7.3.2.- Longitud Tangencial 66

7.4.- Curvas Circulares 66

7.4.1.- Curvas circulares simples 67

8.- Sobre ancho. 68

8.1.- Obtención del sobreancho 70

9.- Replanteo 71

9.1. – Localización del Eje del Proyecto en el Campo 72

9.2. – Localización de los Alineamientos Rectos 72

9.3. – Replanteo de Curvas 72

VII

CAPÍTULO VI

DISEÑO VERTICAL DE LA VÍA

1.- Trazado del perfil Longitudinal. 74

2.- Proyecto de la Rasante. 74

3.- Curvas Verticales. 76

3.1.- Curvas Verticales Convexas 76

3.2.- Curvas Verticales Cóncavas 80

4.- Cálculo de las Curvas 82

5.- Factores Determinantes para el Alineamiento Vertical 83

CAPÍTULO VII

DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLE


2.- Descripción del método de diseño 87

3.- Variables de entrada 88

3.1.- Variables de tiempo 89

3.2.- Tránsito 90

3.3.- Confiabilidad 90

3.4.- Criterios de adopción de niveles de servicio 92

4.- Parámetros de Diseño 93

4.1.- Periodo de Diseño 93

4.2.- Desviación Estándar 95

4.3.- Módulo de Resiliencia 95

4.4.- Selección de CBR de Diseño 96

4.5.- Conversión de tránsito en ESAL’s 98

4.6.- Cálculo del número de ejes equivalentes de

18 kips (8,2 Ton.) 99

4.7.- Cálculo de distribución por trocha (LD) 101

5.- Propiedades estructurales de los materiales del pavimento 102

6.- Coeficiente de Drenaje 102

7.- Estructura del Pavimento 105

8.- Coeficientes estructurales 107

8.1.- Coeficiente estructural de la capa de asfalto 108

VIII

8.2.- Coeficiente estructural de la capa base 111

8.3.- Coeficiente estructural de la capa sub base 111

9.- Materiales que componen la estructura del Pavimento 112

9.1.- Concreto Asfáltico 114

9.2.- Capa de Base 116

9.3.- Capa de Sub Base 117

CAPÍTULO VIII

DRENAJE

1.- Estudio Hidrológico 118

1.1.- Introducción 118

1.2.- Objetivos generales 118

1.3.- Objetivos específicos 118

2.- Drenaje Superficial 119

3.- Estación meteorológica 120

4.- Diseño de cunetas 121

4.1.- Cunetas Longitudinales 122

5.-Alcantarillas 124

5.1.- Información Existente 125

5.2.- Parámetros de Diseño y Metodología de Cálculo 126

5.3.- Coeficiente de Escorrentía 127

5.4.- Intensidad de la lluvia 128

5.5.- Tiempo de concentración 129

5.6.- Área de aporte de la cuenca 129

5.7.- Determinación de la sección de la alcantarilla. 130

CAPÍTULO IX

PRESUPUESTO


2.- Presupuesto 132

IX

CAPÍTULO X

IMPACTO AMBIENTAL

1.- Estudio de Impacto Ambiental 135

1.1.- Introducción 135

1.2.- Objetivo general 135

1.3.- Objetivos específicos 136

1.4.- Legislación ambiental aplicable al proyecto 136

2.- Alcance 137

2.1.- Área de influencia directa (AID) 137

2.2.- Área de influencia indirecta (AII) 138

3.- Caracterización del medio físico 138

3.1.- Climatología 138

3.2.- Suelo 139

3.3.- Sismología 139

3.4.- Caracterización biológica 140

3.5 Caracterización socioeconómica del cantón Nabón 144

4.- Identificación y evaluación de impactos ambientales 145

4.1.- Identificación de Impactos 145

5.- Impactos identificados por el proyecto 147

5.1.- Fase de construcción 147

5.2.- Fase de operación y mantenimiento 148

6.- Criterios de la evaluación y valoración de los impactos del proyecto 148

6.1.- Importancia de los factores socio ambientales 149

6.2.- Cálculo de la Magnitud (M) 151

6.3.- Nivel de afectación global (NAG) 152

6.4.- Matriz causa – efecto del proyecto 153

7.- Resultados de la Valoración de Impactos 154

7.1.- Componente físico 154

7.2.- Componente biótico 155

7.3.- Componente socioeconómico – cultural 156

8.- Plan de manejo ambiental 156

8.1.- Programa de salud y seguridad laboral 157

8.2.- Programa de capacitación y educación ambiental 159

8.3.- Programa de prevención y control de la contaminación 160

X

8.4.- Programa de contingencias y prevención de riesgos 162

8.5.- Programa de manejo de materiales de construcción 163

8.6.- Programa de manejo de residuos sólidos 164

8.7.- Programa de manejo de campamento y obras conexas 165

8.8.- Programa de Movilidad, Transporte y Señalización

Ambiental 166

8.9.- Programa de Relaciones Comunitarias 167

8.10.- Programa de Monitoreo 168

8.11.- Programa de Cierre y Abandono de Obra 169

CONCLUSIONES 171

RECOMENDACIONES 122

BIBLIOGRAFÍA 173

TOMO II

ANEXO 3.1

ENSAYOS DE LABORATORIO

ANEXO 3.2

RESUMEN ENSAYOS DE LABORATORIO

ANEXO 4.1

CONTEO DE TRÁFICO

ANEXO 4.2

PROYECCIÓN DE LA POBLACIÓN MÉTODO GEOMÉTRICO

ANEXO 4.3

CÁLCULO DEL TPDA

ANEXO 4.4

CONSUMO DE COMBUSTIBLE ESTACIÓN CUMBE

XI

ANEXO 4.5

TRÁFICO PROYECTADO

ANEXO 4.6

TRÁFICO POR DESARROLLO

ANEXO 4.7

TASA DE CRECIMIENTO TPDA PROYECTADO

ANEXO 4.8

TPDA PROYECTADO

ANEXO 5.1

DETALLE CURVAS HORIZONTALES

ANEXO 5.2

CÁLCULO DE VOLÚMENES DE MOVIMIENTOS DE TIERRA

ANEXO 6.1

DETALLE CURVAS VERTICALES

ANEXO 7.1

CONVERSIÓN DE TRÁFICO A ESAL´s

ANEXO 7.2

CÁLCULO DE LA ESTRUCTURA DE LA VÍA

ANEXO 7.3

TABLAS FACTORES LEFs

ANEXO 8.1

CÁLCULO DE CUNETAS

XII

ANEXO 8.2

CÁLCULO DE ALCANTARILLAS (ATARJEAS)

ANEXO 8.3

ÁREAS DE APORTE

ANEXO 9.1

ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

ANEXO 10.1

DETERMINACIÓN DE LA MAGNITUD DE LOS IMPACTOS DEL

PROYECTO

ANEXO 10.2

CÁLCULO DEL NIVEL DE AFECCIÓN GLOBAL

ANEXO 11

PLANOS

XIII

INTRODUCCIÓN

A través del trabajo previo a la obtención de Título de Ingeniero Civil, se pudo

tener relación directa con la forma de vida de los centros poblados cercanos a la

vía y de manera especial con la comunidad de Shiña, es fácil advertir que los

pobladores de estas comunidades tienen mucho interés en el desarrollo de su

red vial, ya que requieren una vía en condiciones óptimas para: movilizar sus

productos para la comercialización en los diferentes puntos de la provincia,

impulsar su desarrollo social, así como también para su desarrollo turístico y su

comunicación interna.

Una vía es una faja de terreno con un plano de rodadura dispuesto para el

tránsito de vehículos y esta destina a comunicar entre si diferentes regiones y

centros poblados.

Al ser planteado como trabajo de investigación el “Mejoramiento del diseño vial y

diseño de pavimento flexible para la vía de ingreso a Shiña comprendido entre

las abscisas 7+600,00 hasta la 11+55,88”, se procedió a desarrollarlo en las tres

etapas que consta un proyecto de estas características:

1.- Reconocimiento: En un estudio más detallado de la zona para determinar

la ruta o posibles rutas entre los puntos primarios de control.

2.- Trabajo de Campo: En esta etapa se determina el tráfico actual de la vía,

a más se procede con el levantamiento de la franja topográfica la cual cuente

con todos los accidentes naturales y artificiales, como actividad final de esta

etapa se procede al muestreo de suelo según las recomendaciones

indicadas por el Director de este trabajo.

3.- Trabajo de Escritorio: Comprende los diseños y estudios

correspondientes al proyecto, siendo estos el diseño geométrico tanto

horizontal como vertical del eje, diseño drenaje, diseño de la estructura vial y

XIV

el estudio ambiental, estando basados en los datos obtenidos en la etapa

anterior.

El diseño geométrico es la parte más importante dentro de un proyecto vial, pues

allí se determina el trazado, siendo definida por los elementos de la carretera y

en función de la normativa indicada por el Ministerio de Transporte y Obras

Públicas. Al considerar los parámetros de diseño se puede obtener un diseño

que sea funcional, seguro, estético, cómodo, económico y compatible con el

medio ambiente.

1

CAPITULO I

GENERALIDADES

1.- Ubicación geográfica

La vía Ingreso a Shiña, se encuentra localizada al Sur de Ecuador, ubicada

dentro de la provincia del Azuay y perteneciente la misma al cantón Nabón,

iniciando la misma en el kilómetro 27+500.00 de la vía Cuenca - Loja. El cantón

Nabón limita al norte con los cantones Girón y Sigsig pertenecientes a la

provincia del Azuay, por el sur con el cantón Oña de la provincia del Azuay, al

este con los cantones Gualaquiza perteneciente a Morona Santiago y el cantón

28 de Mayo perteneciente a Zamora Chinchipe, por el oeste limitando con los

cantones Santa Isabel y Girón pertenecientes a la provincia del Azuay y con el

cantón Saraguro de la provincia de Loja.

La longitud total del diseño de la vía es de aproximadamente 11+556,88 Km con

las siguientes coordenadas:

VÍA CUENCA-LOJA

(Km 27+500) SHIÑA

ESTE 717926,287 719578,377

NORTE 9643795,719 9636938,468

ELEVACIÓN 3327,025 m.s.n.m. 278,64 m.s.n.m.

Ilustración: Límite Cantonal de Nabón con respecto a la Provincia del Azuay

Fuente: Cartografía digital, I.N.E.C., escala 1:250.000, 2009.

(I.N.E.C.) Instituto Nacional de Estadísticas y Censos.

2

El estudio del tramo para este diseño de la vía a Shiña va desde la abscisa

7+600,00 hasta la abscisa 11+556,88 con las siguientes coordenadas:

Km 7+600,00 Km 11+556,88

ESTE 721037,737 719578,377

NORTE 968519,08 9636938,468

ELEVACIÓN 2941,945 278,64 m.s.n.m.

2.- Descripción del proyecto

Para la elaboración de este proyecto, se vio la necesidad de la comunidad en el

mejoramiento del ingreso a su centro poblado, siendo así como se definió el

proyecto que consiste en “Mejoramiento del diseño vial y diseño de pavimento

flexible para la vía de ingreso a Shiña comprendido entre las abscisas 7+600,00

hasta la 11+55,88”.

Para la elaboración del proyecto, se realizó el reconocimiento del sitio junto a los

representantes del cabildo de Shiña, luego de esto se procedió a realizar el

levantamiento del trazo actual y la franja topográfica con estación total, y

elementos complementarios de topografía como: prismas, cintas, libreta de

campo, trípodes, jalones, machete. De esta forma se definió una longitud de

3956,88 metros para el tramo en estudio, luego se procedió al conteo de tráfico

del proyecto, así como el muestreo del material de suelo de la subrasante para

conocer sus propiedades por medio de los ensayos de laboratorio.

3.- Condiciones Climáticas

La zona donde se encuentra ubicado el proyecto está sobre los 2600 m.s.n.m.

presentando un clima Ecuatorial Mesodérmico semi - humedo a lo largo de su

desarrollo.

3

3.1.- Temperatura

En las alturas predomina el frío Andino con temperaturas que en la mayor parte

del año oscilan entre los 6 y 14 grados centígrados aproximadamente.

La variación de temperatura dentro del cantón Nabón se presenta en la siguiente

ilustración:

Fuente: Universidad de Cuenca – Municipalidad de Nabón, Plan estratégico de

desarrollo local del cantón Nabón, 2010

3.2.-Pluviosidad

El invierno va desde enero hasta el mes de mayo en el canton Nabón, teniendo

lluvias importantes en los meses de febrero, marzo y abril, los meses de baja

precipitacion estan entre los meses de junio y septiembre, teniendo como

característica los meses de julio, agosto y septiembre fuertes vientos.

A continuación presentaré un cuadro comparativo de las precipitaciones

promedio mensuales de cantón Nabón, siendo el siguiente:

4

Fuente: Florence BEDOIN – Nadege GARAMBOIS, Impacto del proyecto Nabón

sobre las familias del canton Nabón, 2005

3.3.-Hidrografía

El estudio de la hidrografía de la zona es muy importante ya que ella indicará las

características en cuanto a la formación de los recursos hídricos.

Dentro del cantón Nabón existen grandes fuentes de recursos hídricos debido a

que dentro de ella hay grandes zonas de páramos.

El río León y el río Rircay son los principales representantes del sistema hídrico,

sumándose a estos ríos de menores caudales entre ellos el río Burro, río

Uduzhpa, río Mandur, río Charqui, río Shimpale, río Camaspaila y teniendo

varias quebradas pequeñas como: Cuchuhaycu, Morasloma, Quillosisa entre

otras.

5



Con esta red hídrica los habitantes de Nabón poseen 41 captaciones para agua

potable y 45 captaciones para agua de riego.*

Las microcuencas son muy importantes dentro del desarrollo de una población

ya que estas conformarán las redes hidrológicas sirviendo como necesario para

el desarrollo y la producción.



(*) Inventario Hídrico 2008

6

4.- Importancia y Justificación del proyecto

4.1.- Importancia

Las redes viales son un pilar necesario para el desarrollo de la población, el

estado y avance de estas indicarán el progreso de su país, de aquí la

importancia que tiene un correcto estudio, diseño y mantenimiento vial.

La unión de los diferentes centros poblados existentes en el país se da mediante

redes viales, de aquí la importancia que este tema sea tomado de interés

nacional.

Mediante el sistema de redes viales se unen centros de producción de alimentos

con zonas sus diferentes zonas de consumo, siendo importante su correcto

trazado.

Por la importancia Económica que tiene las vías estas deben ser diseñadas de

una manera que brinde comodidad y seguridad a los usuarios.

Mientras más eficiente sea el diseño vial el transporte será más ágil y seguro

contribuyendo a un mayor desarrollo poblacional.

Debido al desarrollo Económico de un país que conlleva el tener una vía en

condiciones óptimas para unir sus centros poblados; es de interés el presente

trabajo de investigación, al tratar del Mejoramiento y él diseño del pavimento

flexible de la vía de ingreso a Shiña.

Teniendo varios aspectos que justifican la importancia del proyecto tales como:

Al tener páramo y bosque de neblina de altura declarados como zona de

bosque y vegetación protectora siendo estos recursos estratégicos para

el desarrollo turístico.

El incremento económico que ha tenido la parroquia Shiña, debido al

aumento de producción y el ingreso de recursos del exterior.

7

El unir un centro poblado importante dentro del cantón Nabón como es

Shiña a una vía interprovincial que conforma de la red nacional vial como

es las vía Cuenca-Loja.

Ser una zona ganadera la cuál satisface necesidades del Cantón Nabón,

en parte al cantón Cuenca y centros poblados cercanos.

La necesidad del traslado de la población a lugares de trabajo fuera de la

parroquia.

4.2.- Justificación del proyecto

Debido a los aspectos citados anteriormente el proyecto denota su especial

importancia ya que contribuiría con beneficio a la población, aumentando la

actividad económica y disminuyendo el tiempo de traslado de los diferentes

centros poblados de la zona cercanos a la vía, siendo los beneficiarios los

habitantes del Cantón Nabón y la provincia en general.

8

CAPÍTULO II

TOPOGRAFÍA

1.- Introducción

Para realizar los estudios de cualquier diseño vial es de principal importancia la

topografía del terreno, siendo un factor importante en la aplicación de los

parámetros para su diseño.

La topografía tiene por objeto la representación gráfica del lugar en donde se va

a emplazar la vía, con sus detalles y formas; pudiendo ser estas naturales o

artificiales.

Dentro del proyecto la topografía es un factor principal para el diseño de la vía,

de esta depende el trazado horizontal, las pendientes, sus distancias de

visibilidad y las secciones transversales.

2.- Reconocimiento General de la ruta

Al inicio del proyecto se realizó el reconocimiento del estado actual de la vía de

ingreso a Shiña, siendo una etapa importante como paso previo al mejoramiento

de la vía. En este recorrido se pudo observar que la vía actual posee anchos

variables, estando estos entre 3,80 metros en los casos más desfavorables y de

7,50 metros en los mejores casos. En cuanto a su trazado vertical se pudo

observar que las curvas verticales no se encuentran definidas ya que el paso de

tiempo y las condiciones climáticas ha provocado que existan acumulaciones de

materiales producto de derrumbos.

La estructura vial está conformada por material de lastre de un espesor variable

entre 25 a 28 cm, junto a la vía se observar cunetas de sección variable ya que

la acumulación de material dentro de estas han disminuido su sección

transversal original.

(M.T.O.P.) Ministerio de Transporte y Obras Públicas.

9

La vía no se encuentra en buen estado debido a que sus trazado no cumple con

las características de las norma del M.T.O.P. para una vía de tercer orden.

Como material de apoyo para el recorrido de la ruta se contó con cartas

topográficas sobre la cual se pudo ubicar esquemáticamente el trazado actual de

la ruta, las cartas disponibles fueron elaboradas por el Instituto Geográfico Militar

(I.G.M.) a escala 1:250,00.

3.- Levantamiento de la franja topográfica de la vía

Para el proyectista es de mucha importancia el poner la máxima atención al

tomar los datos de campo, ya que la precisión y la calidad de los mismos

dependerán el correcto desarrollo de diseño en su oficina.

Mediante el empleo de equipos de topografía se procedió al trazado de la

poligonal levantando el trazado actual de la vía, luego de esto se obtuvo la franja

topográfica con un ancho de 25 metros a cada lado del eje de la vía actual,

obteniendo los detalles naturales y artificiales que se encuentran dentro de esta.

4.- Trazado de la poligonal

El trazado de poligonales abiertas se utiliza en levantamientos longitudinales,

siendo los ideales para la obtención de franjas topográficas en el diseño vial,

siendo necesario tanto el levantamiento planimétrico como altimétrico. Una franja

topográfica se puede obtener perfiles en las abscisas deseadas.

La línea poligonal abierta es una sucesión de una serie de segmentos unidos por

una serie de puntos consecutivos, en la cual el primer punto con el último no se

une. Dentro de la poligonal abierta los puntos de cruce de los segmentos se

llaman puntos de intersección y los ángulos formados entre la prolongación del

segmento anterior con el nuevo segmento se llama ángulo de deflexión.

(I.G.M.) Instituto Geográfico Militar.

10

Gráfico de detalles de puntos de intersección y ángulos de deflexión en una

poligonal abierta:

Fuente: Nadia Chacón Mejía, Topografía Aplicada, 2010.

El trazado de la poligonal se desarrolló ubicando la estación total junto a cada

lado de la carretera, en la cual se tiene el punto de inicio en la abscisa

7+515,826 aproximadamente y teniendo como punto final en la abscisa

11+025,244.

El equipo empleado para la obtención de la poligonal es una estación total de

marca TRIMBLE, siendo el modelo M3 la misma. Al iniciar el levantamiento se

ingresaron coordenadas globales de la misma, teniendo la facilidad al utilizar

este equipo el de grabar los datos en la memoria interna del mismo.

5.- Nivelación

El perfil vertical dentro del proyecto es tan importante como el levantamiento

horizontal, ya que está relacionado directamente con la velocidad de diseño, con

las curvas verticales y la visibilidad.

Con el uso de la estación total y luego de obtener la franja topográfica se

procedió a la nivelación del eje de la vía, siendo este necesario para el diseño

vertical del proyecto.

11

Se partió con una cota real de un BM correspondiente al I.G.M. de Nabón, el cual

se llevó al inicio del tramo, siendo este dato proporcionado por el Municipio de

Nabón, cumpliendo este con la tolerancia admisible.

Los datos de arrastre han sido verificados con los miembros de los tramos

anteriores, obteniendo un consenso para la concordancia de datos.

6.- Proceso y cálculo de la nivelación

Para el proceso de nivelación se utilizó el método más preciso siendo esta la

nivelación geométrica, aplicando en este proyecto de tipo compuesta. Este tipo

de nivelación es la más usada y adecuada para este tipo de proyectos.

Fuente: Enciclopedia libre, Wikipedia.org

El proceso de la nivelación geométrica compuesta es el conjunto de nivelación

simples sucesivas, tantas como sean necesarias hasta cerrarla, en la cual se

tomó especial cuidado en la lectura para la obtención de datos.

Se procedió a nivelar el Eje de la vía, cerrando la nivelación cada 500 metros.


(B.M.) Banco de Marca topográfico.

12

7.- Comprobación y Tolerancia

Para la comprobación de la correcta nivelación por kilómetro se empleó la

fórmula:

√

En donde:

k: Número de kilómetros, sumando la longitud de nivelación de ida y vuelta.

e: Error admisible, expresada en metros.

Las tolerancias de acuerdo a normativa del Ministerio de Transporte y Obras

Publicas de la República del Ecuador son las siguientes:

Terrenos Llano de 1 a 3 cm/km.

Terrenos Ondulado de 3 a 6 cm/km.

Terrenos Montañoso de 6 a 9 cm/km.

Fuente: M.T.O.P., Manual de Procedimientos para la Ejecución de Estudios de

Diseño Final de Proyectos Viales”.

8.- Cálculo de Coordenadas

Mediante el empleo para la nivelación de una Estación total se tiene ventaja en

el cálculo de los puntos, ya que las coordenadas de partida fueron ingresadas al

inicio del proyecto y las coordenadas de los puntos al nivelar el eje son

calculadas automáticamente mediante un proceso interno de la estación total.

Las coordenadas son fácilmente descargables a un computador mediante el

empleo del software de la estación total Trimble modelo M3.

13

CAPÍTULO III

ESTUDIO DE SUELOS

1.- Toma de muestras

El muestreo de suelo se debe realizar con especial cuidado ya que de la calidad

de estas dependerá la veracidad de las características del material, obtenidas

luego de haber realizado los ensayos de laboratorio.

En la obtención de las muestras se siguieron recomendaciones dadas por el

Ministerio de Transporte y Obras Públicas el cual indica que cada 500 metros se

tomarán las muestras en los terrenos homogéneos, siento el material idóneo

para realizar los ensayos el ubicado entre 0,50 y 2,00 metros de profundidad

respecto la superficie de rodadura actual de la vía.

El muestreo para el diseño de este proyecto se lo realizó cada 1000 metros

basándome en la formación donde se encuentra la vía es la misma y posee una

estratigrafía homogénea.

Para la obtención de las muestras se utilizó barretas, picos, palas y saca

bocados, la cantidad a extraer recomendada por el laboratorio de suelos

“SUELOTEC” debe estar entre 40 y 50 kilogramos, siendo dicho laboratorio

dirigido por el Ingeniero Franklin Ordoñez.

2.- Ensayos de laboratorio

Mediante los ensayos de laboratorio se puede determinar las características

particulares de un determinado terreno a analizar. Los ensayos son realizados a

las muestras obtenidas del terreno analizado, teniendo diferentes exigencias

según la cantidad y el tipo de ensayos a realizar.

14

3.- Análisis granulométrico

El análisis granulométrico al cuál se somete un suelo es de mucha ayuda en la

ejecución del proyecto porque con este se puede conocer características que

influenciarán dentro del diseño.

El análisis granulométrico es realizado en laboratorio, el objetivo del mismo es la

obtención de los pesos individuales de las partículas retenidas por cada tamiz de

una serie empleada.

El análisis granulométrico es un proceso mecánico en el cual se colocan una

serie de tamices superpuesto en orden descendente del grado de apertura del

cuadro de la malla, siendo el tamiz de mayor apertura el de 101,6 mm hasta un

tamiz de apertura de cuadro de 0,038 mm (tamiz # 400).

Al obtener el porcentaje retenido en cada tamiz y mediante la aplicación de la

norma AASHTO T-27 se hace la respectiva clasificación del suelo.

4.- Límites de consistencia

La consistencia es el grado de firmeza con la que se unen los materiales que

componen al suelo o también conocida como la resistencia de los suelos a la

deforma y la ruptura.

La consistencia se puede medir en el campo con ensayos sencillos pero no muy

precisos o en el laboratorio con mayor precisión.

(AASHTO) Asociación de Funcionarios de Transporte y Carreteras Estatales.

(AASHTO T-27) Norma AASHTO para el procedimiento de determinación de

Granulometría.

15

En el caso de suelos que presentan mayor graduación de grano grueso la

textura y la forma de ubicación de las partículas dentro la masa de suelo

determina su consistencia, mientras que en los suelos de grano finos el

contenido de humedad define la consistencia ya que el agua contribuye a la

cohesión, debido a las propiedades eléctricas de los minerales de arcilla.

Los principales indicativos del límite de consistencia de un suelo son:

Límite líquido.

Límite plástico.

Límite de contracción.

Fuente: Enciclopedia libre, Wikipedia.org

5.- Límite líquido

El límite líquido tiene por objetivo el determinar el porcentaje de humedad de un

suelo con referencia a su peso seco, cuando el suelo pasa de un estado líquido

a un estado plástico.

16

El método es realizado en laboratorio, para la determinación del límite líquido es

el Ensayo de la cuchara de Casagrande el cual corresponde a la norma

AASHTO T-89, en donde una porción del suelo analizado que pase el tamiz No.

40 mezclado con agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la cuchara de

Casagrande, a esta mezcla se la distribuye de manera uniforme sobre la cuchara

y se la secciona de forma que obtenemos una zanja uniforme de 3 mm en su

base, a continuación se golpea consecutivamente contra la base de la máquina,

haciendo girar la manivela hasta que la zanja se cierre en una longitud de 12 mm

(½ pulgada). Para que la muestra sea valedera la zanja se debe cerrar en la

longitud indicada a los 25 golpes consecutivos si esto se da la muestra

corresponde al límite líquido.

Debemos tener en consideración que si el suelo a analizar es muy arcilloso este

nunca haya sido secado a humedad menor que su límite plástico.

6.- Límite plástico

El limite plástico al igual que el límite líquido determina el porcentaje de humedad

de un suelo con respecto su peso seco, pero este cuando un suelo pasa de un

estado plástico a un estado semisólido y se rompe. El método consiste en

moldear la mezcla una porción de suelo que pase el tamiz No. 40 con agua, en

tiras uniformes de 1/8 de pulgada sin que estas se rompan, el momento que

tengamos las tiras de suelo en las condiciones indicadas procedemos a pesarlas

y a ingresarlas al horno a una temperatura de ± 105 grados centígrados durante

24 horas. Luego de pasado el periodo indicado sacamos las muestras y las

volvemos a pesar, pudiendo obtener su porcentaje de humedad mediante:


(AASHTO T-89) Norma AASHTO para la determinación del límite líquido de los

sólidos.

17

En donde:

Es el contenido de humedad, expresado en porcentaje de su peso secado al

horno, que tiene el material cuando permite su arrollamiento en tiras de 1/8 de

pulgada sin romperse, siendo su norma la AASHTO T-89.

7.- Límite de contracción

El límite de contracción al igual que los anteriores determina el porcentaje de

humedad respecto el peso del suelo en el cual el material analizado paso de un

estado semisólido a un estado sólido, en este estado el suelo deja de contraerse

y perder humedad. Este límite queda determinado por la mínima cantidad de

agua necesaria para llenar solamente los poros de una muestra de suelo seco.

Este ensayo al no ser necesario para la ejecución del proyecto no se lo realizó.

8.- Índice Plástico

El índice plástico el rango en el cual el suelo analizado posee un estado plástico,

por definición es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico.

En donde:

IP: Índice plástico.

LL: Límite Liquido.

LP: Límite Plástico.


(AASHTO T-89) Norma AASHTO para la determinación del límite líquido de los

sólidos.

18

Cuando no puede calcularse uno de los dos límites o el resultado es negativo el

suelo se considera NP (no plástico).

Pudiendo interpretar según Atterberg que:

Índice plástico = 0 (suelo no plástico).

Índice plástico = 7 (suelo de baja plasticidad).

Índice plástico = entre 7 y 17 (suelo medianamente plástico).

Con los resultados de índice plástico y límite líquido se puede clasificar los

materiales según los límites de Atterberg en la siguiente tabla:

Fuente: Enciclopedia libre Wikipedia

En donde:

C: Arcilla.

M: Limos.

19

L: Baja plasticidad.

H: Alta plasticidad.

IP: Índice plástico.

LL: Límite líquido.

Mediante la obtención del índice plástico, el límite líquido y el límite plástico se

puede obtener una clasificación de la muestra analizada.

9.- Contenido de Humedad

La humedad es una característica particular de una determina muestra, la cual

indicará el peso de agua contenido en la muestra. La humedad de un suelo es

variable ya que depende de las condiciones climáticas, de toma de muestra y el

transporte de la misma.

Es recomendable para mantener la humedad del suelo que tenía el momento de

su extracción el transportarla cubierta en un medio impermeable ya sea plástico,

cera, etc.

El proceso de la obtención del contenido de humedad de una muestra se lo

realiza en laboratorios, como primer paso del meto se obtiene el peso del

material el cual tenga las mismas condiciones que en su momento de extracción,

a continuación procedemos al secado a horno durante 24 horas a una

temperatura de ± 105 grados centígrados, luego de transcurrido el periodo

indicado extraemos las muestra del horno y las volvemos a pesar, obteniendo la

humedad con la siguiente fórmula:

20

En donde:

%W: Porcentaje de humedad.

Este ensayo es muy frecuente ya que constituye parte de la base de otros

ensayos como el ensayo de compactación, límites de consistencia, densidad de

campo entre otros.

10.- Determinación de CBR

El ensayo de CBR (California Bearing Ratio) pude ser elaborado en sitio o como

en este caso en laboratorio con mayor precisión, tiene como finalidad la

determinación de la capacidad soportante del suelo y agregados, con una

humedad óptima y a diferentes grados de compactación.

El ensayo mide la resistencia al corte bajo condiciones establecidas de humedad

y compactación, sus resultados permiten obtener un porcentaje de la relación de

soporte.

El resultado luego del ensayo de CBR es una medida de la resistencia al

esfuerzo de corte bajo las condiciones mencionadas.

Los valores obtenidos del ensayo de CBR se encuentran entre el 0% al 100%,

cuando mayor es el porcentaje mejores condiciones de capacidad soportante

posee el suelo.

(CBR) California Bearing Ratio.

21

CBR CLASIFICACIÓN CUALITATIVA

DEL SUELO POSIBLE USO

2 - 5 Muy mala Sub-rasante

5 -8 Mala Sub-rasante

8 -20 Regular Sub-rasante

20 -30 Regular - Buena Sub-rasante

30 -60 Buena Sub-rasante

60 -80 Muy buena Base

80 -100 Excelente Base

Fuente: Vías de Sacas, 2006-2007

Este método consiste en utilizar un pistón cilíndrico, el cual penetrara

una muestra cilíndrica de suelo (teniendo en cuenta un diámetro y una

velocidad estandarizada, según la norma AASHTO T193), el objeto de

este método consiste en medir la carga necesaria para conseguir una

penetración determinada.

Los resultados de este proceso se expresan en porcentaje del esfuerzo

requerido, para hacer penetraciones al suelo analizado tomando como patrón

una muestra de piedra triturada bien graduada.

El ensayo de CBR se lo realiza a varias muestra con diferente grado de

compactación, estas estando con su humedad óptima, al obtener todos los

resultados se elabora un diagrama de CBR, del cual se obtiene el valor de CBR

a la densidad deseada según las especificaciones del material.

Al realizar el ensayo de CBR se tiene como finalidad establecer una relación del

comportamiento de los suelos a diferente compactación para la aplicación del

mismo dentro de la estructura de una carretera ya sea como Bases o Sub-base.

A más con la determinación de CBR obtenemos la capacidad soportante del

suelo analizado.

(CBR) California Bearing Ratio

22

11.- Grado de compactación

El grado de compactación o también conocido como proctor es un ensayo el cual

se determina en un laboratorio, siendo muy útil ya que constituiría la base en el

control de calidad de la compactación del suelo.

El objetivo de este ensayo es determinar la máxima compactación de un suelo

probado con diferentes humedades, provocando la variación de esta dentro del

suelo en el acomodo de las partículas.

El proceso del ensayo consiste en compactar una porción de suelo dentro de un

cilindro de volumen determinado, en la cual el suelo tenga diferentes porcentajes

de humedad, de estas variaciones se puede obtener el punto de resistencia

máxima con un porcentaje de humedad óptimo.

La prueba de proctor modificado se rige a la normativa AASHTO T-180.

12.- Resultados de análisis de laboratorio

Los resultados obtenidos en el laboratorio son utilizados para el diseño de

pavimento dentro del capítulo VII.


(AASHTO T-180) Norma AASHTO para la determinación del Proctor Modificado.

23

A continuación se presenta una tabla resumen de los resultados de los análisis

de laboratorio realizados, encontrándose esto en el Anexo 3.1.

ABSCISA 8+000,00 9+000,00 10+000,00 11+000,00

PROFUNDIDAD 1,45 1,60 1,50 1,50

COLOR Café Café Café Café

FECHA 11-Nov-1012 11-Nov-1013 11-Nov-1014 11-Nov-1015

HUMEDAD

NATURAL % 20,23% 21,21% 26,71% 29,56%

% PASA TAMIZ

No. 200 63,22% 60,42% 81,60% 86,20%

LÍMITE

LÍQUIDO % 45,72% 47,77% 70,96% 76,33%

LÍMITE

PLÁSTICO % 24,01% 26,82% 39,05% 40,23%

ÍNDICE DE

PLASTICIDAD

%

21,71% 20,95% 31,90% 36,10%

ÍNDICE DE

GRUPO 11 10 20 20

CLASIFICACIÓN

SUCS CL CL MH MH

AASHTO A-7-6 A-7-6 A-7-5 A-7-5

HUMEDAD

OPTIMA % 24,20% 25,50% 31,10% 34,15%

DENSIDAD

MÁXIMA

Kg/m3

1,87 1,86 1,74 1,73

CBR

INALTERADO 2,20% 1,34% 1,39% 0,96%

CBR

REMOLDEADO 4,82% 3,52% 2,23% 2,14%

CBR DISEÑO

(95%) 3,50% 2,50% 1,80% 1,50%



(SUCS) Sistema Unificado de Clasificación de Suelos.

24

CAPÍTULO IV

ESTUDIO DE TRÁFICO

1.- Estudio de tráfico

El conocimiento del volumen y tipo de vehículos que circula dentro de una

vía, permite determinar el grado de ocupación y las condiciones de operación; el

análisis de sus características es fundamental para definir los parámetros de

diseño dentro del proyecto.

De las características obtenidas del estudio de tráfico como es el peso, cantidad

y dimensiones de los vehículos serán útiles para determinar la estructura y

geometría adecuada. La cantidad y tipo de vehículos dentro de una vía depende

de las siguientes condiciones:

El volumen de población de las comunidades a las que se brinda servicio.

El nivel de producción del suelo y de los centros poblados cercanos a la

vía.

Las características geográficas de la zona.

El estado actual en las que se encuentra en cuanto a diseño y estructura

de la vía, si brinda seguridad y confort a los usuarios.

En la zona donde se realiza el proyecto no se contaba con datos específicos en

lo que respecta al tráfico de la vía, por lo cual al realizar en conteo de tráfico se

tomó las precauciones necesarias.

2.- Tráfico Actual

Para la determinación del tráfico actual se procedió al aforo vehicular realizado

en una estación de conteo.

25

Las estaciones de conteo o aforo vehicular se deben ubicar estratégicamente

dentro de la vía de modo que los datos a obtener representen el volumen

vehicular a circular a lo largo de la vía.

El conteo vehicular se programó para los días miércoles 22, jueves 23, viernes

24 sábado 25 y domingo 26 de agosto de 2012, se lo realizó en tres estaciones

ubicadas en las abscisas 0+000,00, 3+800,00 y 11+000,00.

En el Anexo 4.1 se presenta un cuadro resumen del conteo de tráfico realizado.

Para garantizar la veracidad de los datos, el conteo se lo realizó por duplicado,

de esta forma se solucionaría cualquier inquietud sobre la veracidad de los datos

de ser el caso.

3.- Población futura

Para el cálculo de la población futura está basada en los datos de crecimiento

poblacional del cantón Nabón.

4.- Proyección de la población hasta el año 2032

El cálculo de la población y el tráfico futuro están basados con datos recopilados

en base de censos realizados y conteos actuales.

Los diseños de tráfico son usados para clasificar a nuestra carretera, siendo

importante ya que servirá para la determinación de los parámetros de diseño.

El Tráfico proyecto de nuestra vía es de 20 años, periodo recomendado en

“Normas de Diseño Geométrico de Carreteras del Ministerio de Transporte y

obras Públicas”.

26

4.1.- Método Geométrico

El crecimiento geométrico supone un incremento porcentual constante en el

tiempo, es aplicable en periodos largos, lo que desde el punto de vista

demográfico se identifica más con el comportamiento real de la población.

La expresión matemática correspondiente al método geométrico es:

En donde:

Pf: Población futura.

Po: Población actual.

r: Índice de crecimiento.

n: Periodo de diseño.

En el Anexo 4.2 se encuentran los cálculos de la población futura, para el cálculo

de la población se consideró un índice de crecimiento igual a 1,20%, en el cual

se obtuvo como resultado de la proyección de la población futura por el método

geométrico para el año 2032 igual a 667 habitantes en la comunidad de Shiña.

5.- Determinación de TPDS

El Tráfico promedio diario semanal (TPDS), calculamos en base a los datos de

conteo realizado, teniendo los siguientes resultados:

Tipo de Vehículo Sumatoria 7

días TPDS Porcentaje

Liviano 1990 284 92,22%

Pesado 168 24 7,78%

(T.P.D.S.) Tráfico Promedio Diario Semanal.

27

En los cuales determinamos que el TPDS de vehículos livianos y pesados es de

284 y 24 vehículos respectivamente.

6.- Determinación de TPDA

Para la determinación del tráfico promedio diario anual sería lo más ventajoso

disponer de datos de una estación de conteo permanente, la cual indique las

variaciones en periodos más amplios de tiempo. El disponer de estaciones de

conteo permanente en las rutas de tercer orden no es necesario.

El Tráfico promedio diario anual (TPDA) se determinara en base de las

observaciones realizadas del tráfico y de los factores de variación. Las

variaciones de tráfico son factores que determinan la relación que existe entre

los datos estadístico y las observaciones registradas en los conteos vehiculares.

La relación se establece en base que la población se mueve en base de

costumbres y hábitos, y al ser la estructura social del país muy poco variable a lo

largo del tiempo esta variación permanecerá constante en el periodo de tiempo

establecido en el diseño.

El tráfico promedio diario anual se puede estimar con la fórmula que consta el

libro del M.T.O.P. “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras” siendo esta:

En donde:

TPDA: Es el tráfico promedio diario anual.

To: Tráfico observado.

(T.P.D.A.) Tráfico Promedio Diario Anual.

(T.P.D.S.) Tráfico Promedio Diario Semanal.


28

Es el resultado del conteo realizado en las estaciones durante 12 horas

continuas.

El cálculo de T.P.D.A. se encuentra en el Anexo 4.3 en donde también se

determina todos sus factores.

FH: Factor horario

Permite transformar el volumen de tráfico que se haya registrado en un

determinado número de horas a volumen diario promedio, obtenemos este factor

al dividir el total de vehículos en un periodo de 24 horas para el transito

acumulado en las 12 horas de conteo, el factor horario calculado es de 1,27

siendo este un promedio del calculado diariamente.

FD: Factor diario

Transforma el volumen de tráfico diario promedio en volumen semanal promedio,

para su cálculo requerimos el conteo de una semana completa cuyo promedio

servirá para dividir el transito diario de conteo, el factor diario obtenido es 0,99

siendo este un valor promedio del obtenido de todos los días correspondientes al

conteo.

FS: Factor semanal

Transforma el volumen semanal promedio de tráfico en volumen mensual

promedio, para el cálculo de este factor necesitamos de conteos

correspondientes a la totalidad de un mes y lo calculamos al dividir el tránsito de

la semana del conteo para el promedio semanal, el mismo que lo podremos

considerar según la normativa igual a 1 al no poseer los registro necesarios de

un mes corrido de conteo.


29

FM: Factor mensual

Transforma el volumen mensual promedio de tráfico en tráfico promedio diario

anual, obtenemos de la correlación del consumo de combustible al dividir el mes

del conteo para el consumo promedio mensual, siendo necesario la información

de consumo de combustible en una estación cercana al conteo se encuentra en

el Anexo 4.4, siendo esta solicitada en la dirección de Hidrocarburos del

Ministerio de Energía y Minas de la Regional Sur, el factor mensual calculado es

igual a 0,94 siendo este un valor obtenido correspondiente al mes en el que fue

realizado en conteo.

7.- Tráfico proyectado

Los diseños viales se basan en predicciones de tráfico para periodos

relativamente largos de tiempo, en este caso 20 años, esta proyección se usa

para la clasificación de la carretera e influye en la determinación de los

parámetros de diseño del proyecto.

Se puede proyectar el tráfico en base a la tasa de crecimiento poblacional,

obtenida del libro “Normas de Diseño Geométricas de Carreteras” del M.T.O.P.,

siendo la siguiente:

En donde:

Tf: Tráfico futuro o proyectado.

Ta: Tráfico actual.

i: Tasa de crecimiento del tráfico (se puede utilizar la tasa de crecimiento

poblacional o de combustible).

n: Número de años proyectados.


30

En el Anexo 4.5 se presenta el tráfico proyectado, el cual se calculó con una tasa

de crecimiento igual a 1,20% la cual fue obtenida en los datos de crecimiento

poblacional del comunidad de Shiña.

El tráfico proyectado o futuro está compuesto del crecimiento normal de tráfico,

el tráfico generado y el crecimiento por desarrollo.

8.- Crecimiento normal del tráfico actual

El tráfico que tenemos en la actualidad está formado por los vehículos que

transita por la vía hasta ser esta mejorada, consta de dos componentes que son:

Tráfico existente

Es el que circula por la carretera antes de ser esta mejorada, la obtenemos del

conteo vehicular.

Tráfico Desviado

Es el atraído desde otras carreteras una vez que se ha realizado la mejora,

siendo la razón el ahorro de recursos sea tiempo o dinero.

9.- Tráfico generado

Este componente del tráfico proyectado está constituido por el número de

vehículos que transitarían solo si la mejora ocurre, está constituido por:

Viajes que no se realizaron anteriormente.

Viajes que se realizaron anteriormente por medio de transporte público.

31

Viajes que se efectuaron anteriormente hacia otros destinos y con la

mejora han sido atraídos a la carretera propuesta.

Este tráfico se produce dentro de los dos siguientes años una vez culminada la

mejora.

10.- Tráfico por desarrollo

Este componente del tráfico proyectado es el producto por la incorporación de

nuevas áreas de producción agrícola o de explotación de recursos naturales

cercana a la carretera. Este componente es notorio desde el inicio de

funcionamiento de la carretera y puede seguir incrementándose a lo largo del

periodo estimado de diseño.

No es conveniente proyectar el tráfico únicamente en tendencia histórica ya que

cada vía tiene condiciones partículas que pueden generarse cambios tales como

puesta en marcha de proyectos industriales, agrícolas, mineros o turísticos de

cualquier zona dentro de la influencia de la vía, lo idóneo sería realizar

proyecciones en base de los planes de desarrollo si los disponen.

El cálculo del tráfico proyectado se encuentra en el Anexo 4.6 el cual fue

calculado con una tasa de crecimiento por desarrollo igual al 2,00%, siendo

consultada en “El plan estratégico de desarrollo local del cantón Nabón 2010”.

11.-Densidad de tráfico

Es una característica del tráfico la cual indicará el número de vehículos que

ocupan un tramo determinado de la carretera. La densidad de tráfico está

condicionada por la demanda, lo que quiere decir que el diseño referente a la

capacidad de la vía condiciona la intensidad de tráfico.

El valor máximo de la densidad de tráfico se obtiene cuando los vehículos están

en fila uno tras otro sin espacio entre ellos, esta densidad máxima será igual al

32

producto de la inversa de la longitud media de los vehículos por el número de

carriles. En estas condiciones, a los vehículos les resultaría imposible moverse

incluso a pequeña velocidad sin chocar unos con otros.

La densidad de tráfico esta expresada en vehículos por kilómetro.

La densidad de tráfico influye de forma directa en la calidad de circulación, ya

que al aumentar la densidad resulta difícil mantener la velocidad que el

conductor desea, y este se ve obligado a realizar un mayor número de

maniobras (cambios de carril, aceleraciones, frenados, etc.), originando una

conducción incómoda, caso contrario se da con densidades de tráfico bajas, la

circulación puede considerarse fluida pero a medida que va aumentando y

acercándose a su valor máximo provoca una circulación a velocidad muy baja

con constantes paradas y arranques.

12.-Intensidad de tráfico

La intensidad del tráfico es el número de vehículos que pasa a través de una

sección fija de carretera por unidad de tiempo. Las unidades usadas para

interpretar la intensidad de tráfico son vehículos/hora (intensidad horaria) y

vehículos/día (intensidad diaria).

Es la característica más importante de la circulación, ya que las demás están

relacionadas con ella y proporciona una descripción muy intuitiva del

comportamiento del tráfico en cada momento.

La intensidad de tráfico es una característica variable a lo largo del tiempo

siguiendo una ley que puede considerarse formada por una tendencia a largo

plazo a la que se superponen unas oscilaciones cíclicas (anuales, semanales y

diarias) y unas variaciones puramente aleatorias. Aunque la forma y magnitud de

estas oscilaciones varían de una vía a otra, el fenómeno es similar en todas

ellas, por esta razón puede estudiarse una vía en particular tomando en

consideración las características de la intensidad de tráfico de su región.

33

12.1.- Cálculos

La intensidad, velocidad y densidad vehicular se vinculan mediante la relación

fundamental de tráfico:

En donde:

I: Intensidad de Tráfico.

Velocidad media.

D: Densidad de Tráfico

Existe una estrecha relación entre la intensidad y densidad de tráfico, esta

relación se la expresa mediante el diagrama fundamental del tráfico y en él

puede obtenerse para cualquier punto la intensidad (ordenada), densidad

(abscisa) y velocidad media (pendiente de la recta que une el punto con el

origen).

Fuente: Universidad Católica de San Antonio – Murcia, Ingeniería de tráfico.

34

En la gráfica mientras el tráfico este dentro de curva ascendente es de

condiciones aceptables, la parte descendente corresponde a una circulación

inestable en la que los vehículos avanzan con dificultad en casos críticos con

paradas.

De la interpretación gráfica se puede concluir que la densidad crítica es un

40,00% aproximadamente de la densidad máxima.

13.-Tráfico promedio diario anual proyectado

En la proyección vehicular el modelo matemático más utilizado es el logístico, ya

que este brinda proyecciones con mayor exactitud. Este modelo está basado en

que luego de un periodo acelerado de crecimiento vehicular este disminuirá su

velocidad hasta finalmente tender asintóticamente hacia un límite, el modelo

logístico está basada en la curva logística o curva en forma de S.

Se basa en la siguiente fórmula:

En donde:

TS: Tasa de saturación de vehículos dada cada 1000 habitantes.

TM: Tasa de motorización de vehículos dada cada 1000 habitantes cada año.

e: Base del logaritmo natural.

t: Tiempo, expresado en años.

a: Incógnita.

b: Incógnita.

Para determinar las incógnitas despejamos la ecuación:

(

)

35

(

)

Para la aplicación del modelo matemático es necesaria la utilización de los datos

correspondientes a población y a los vehículos matriculas. Anexo 4.8

13.1 .- Tasa de Crecimiento

El cálculo de la tasa de crecimiento se encuentra en el Anexo 4.7, el cual se

consideró una tasa de crecimiento igual a la tasa de crecimiento de vehículos

matriculados desde el 2001, año en el cual se puede observar que el crecimiento

se estabiliza, siendo esta del 4,05%.

13.2.- Cálculo del TPDA proyectado

Con los datos obtenidos anteriormente es posible ya calcular en tráfico promedio

diario anual correspondiente al año 2012 hasta el final del periodo de diseño (20

años), mediante la siguiente fórmula:

En donde:

).

(actual).

r: Tasa de crecimiento.

n: Tiempo en años.

El cálculo del TPDA proyectado se encuentra en el Anexo 4.8 en el cual

determinamos el tráfico útil para los periodos de diseño establecidos en este

estudio.


36

14.- Justificación del orden de la vía

En función de la proyección del tráfico futuro a generarse en 20 años el

Ministerio de Trasporte y Obras Publicas la clasifica en función de la siguiente

tabla:

CLASIFICACION DE CARRETERAS EN FUNCIÓN DEL TRÁFICO

PROYECTADO

Clases de Carreteras Tráfico proyectado TPDA *

(proyectado)

R - I o R – II Más de 8000

I De 3000 a 8000

II De 1000 a 3000

III De 300 a 1000

IV De 100 a 300

V Menos de 100

Nota:

El TPDA indicado es el volumen de tráfico promedio diario anual proyectado a 15

o 20 años. Cuando el pronóstico de tráfico para el año 10 sobrepasa los 7000

vehículos debe investigarse la posibilidad de construir una autopista. Para la

determinación de la capacidad de una carretera, cuando se efectúa el diseño

definitivo, debe usarse tráfico en vehículos equivalentes.

Fuente: M.T.O.P., “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras”, 2003.

Con el TPDA de 798 proyectado para el año 2032, nuestra carretera

corresponde a una de clase III.



37

CAPÍTULO V

DISEÑO HORIZONTAL DE LA VÍA

1.- Dibujo de plano acotado

El diseño horizontal de nuestra vía se encuentra en los anexos 11.1 en el cual se

podrán observar todo el trazado del proyecto.

2.- Diseño

El diseño horizontal depende de la topografía del lugar, se la realiza en base de

la franja topográfica obtenidas en pasos anteriores, a más de la topografía

también depende de las características hidrológicas del terreno, condiciones de

drenaje y las características del trazado actual.

El diseño horizontal es la proyección de la vía sobre un plano horizontal, en la

que se detalla los cruces de las tangentes que definen las curvas.

Para el diseño del proyecto en lo posible se mantendrá el alineamiento actual,

realizando variantes de este en lugares donde no se cumplan la normativa

establecida en el libro “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras”

perteneciente al M.T.O.P., o en zonas que mantener el trazado actual presenten

un riesgo a la seguridad o a una correcta operación de la vía, en los tramos que

se produzcan variantes se tratara de minimizar los volúmenes de movimiento de

tierra ya que el realizar variantes innecesarias representará elevar el

presupuesto del proyecto.

Dentro de los planos de diseño horizontal se detalla los valores de radio de la

curva, abscisa de los puntos que definen la curva PT, PC, ángulo entre las

tangentes, longitud de las tangentes, longitud de las curvas y abscisa del

proyecto.


38

2.1.- Criterio de Diseño

Para el diseño horizontal el libro “Normas de Diseño Geométrico de Carretera”

perteneciente al M.T.O.P., estable los siguientes criterios generales de diseño:

En general el proyectista debe combinar curvas amplias con tangentes

largas en la medida que permite el terreno. Debe evitarse un

alineamiento horizontal zigzagueante con curvas cortas, aunque será

necesario proyectar un alineamiento curvilíneal balanceado para

caminos de baja categoría en terreno muy accidentado. Siempre debe

tomarse en cuenta en el trazado los aspectos de seguridad y estética de

la carretera.*

El diseñador debe trazar generalmente curvas de grandes radios,

evitando los mínimos especificados para las velocidades de diseño y

reservándolos para los casos de condiciones críticas. El alineamiento

debe ser direccional en lo posible, de acuerdo con la topografía

existente.*

Siempre debe buscarse consistencia en el alineamiento, no deben

colocarse curvas agudas en los extremos de tangentes largas y deben

evitarse cambios súbitos de curvaturas amplias a curvaturas cerradas.*

Para pequeños ángulos de deflexión, las curvas deben ser

suficientemente largas para no dar la apariencia de un cargo de

dirección forzado.*

Deben evitarse curvas de radios pequeños sobre rellenos de altura y

longitud grandes.*

(*) M.T.O.P., Normas de Diseño Geométrico de Carreteras, 2003.


39

Hay que tener precaución en el empleo de curvas circulares compuestas

para que la medida del radio mayor no exceda de una y media del radio

menor.*

Deben evitarse alineamientos reversos bruscos, a menos que exista una

tangente suficientemente larga entre las dos curvas reversas para usarla

en el desarrollo de peralte.*

Deben evitarse tangentes cortas entre curvas de la misma dirección.*

A más de los criterios citados con anterioridad también están ligadas las

características de las carreteras de tipo III, obtenida en función del tráfico

proyectado.

2.2.- Técnicas de Diseño Horizontal

Al realizar el diseño horizontal dentro del proyecto se debe tener en cuenta

parámetros fundamentales al considerar el trazado siendo estas, las

características humanas, características del vehículo y características de diseño.

Las características humanas hacen referencia a la percepción, fatiga tiempos de

reacción, en el diseño de carreteras dentro de Ecuador se considera que le toma

al conductor 1 segundo en la percepción del objeto y 2 segundo de reacción ante

él.

Las características de diseño están relacionadas a las características que

presenta los actores y factores que intervienen, entre estos están las

características de los vehículo, la clasificación obtenida de la carretera respecto

su tráfico, topografía del lugar, radio de giro, que estarán de acuerdo a la

normativa aplicada.


40

RESUMEN DE LOS PESOS Y DIMENSIONES DE

BUSES Y CAMIONES

DIMENSIONES DE CAMIONES Y

BUSES

PROYECTO REFORMA

SEGÚN MOP

VIGENTES

MOP

Ancho camión 2,60 m 2.60 m

Ancho Bus 2,60 m 2,60 m

Alto camión 4,10 m 4,10 m

Alto bus 4,10 m 4,10 m

Largo Camión rígido (1,2 o 3 ejes en el

semirremolque)

11,50 m (con 2 ejes)

12,20 m (con 3 ejes) 12,00 m

Largo tracto camión rígido ( 1,2 o 3 ejes

en el semirremolque)

17,50 m (2S;2S2;2S3;3S1)

18,3 m (3S2, 3S3)

18,00(3S2 y

3S3)

Largo Semirremolque

9,0 m (1 eje) 9,0 m (1 EJE)

12,3 m (2 ejes) 12,3 m (2

EJES)

13,0 m (3 ejes) 13,0 m (3

EJES)

Largo Remolque 10,00 m 10,00 m

Largo camión + remolque 18,30 m 18,30 m

Largo tracto camión + semirremolque +

remolque 18,30 m 18,30 m

Largo bus larga distancia

Convencional 13,3 m

Semi integral 15,0 m hasta

con 3 ejes

Integral 15,0 m hasta 4 ejes

direccionales

Largo bus articulado 18,3 m -

Largo bus urbano/suburbano - -

Ancho vehículos especiales - -

Alto vehículos especiales - -

Largo de vehículos especiales (1) 21 21

Separación para ejes compuestos - min 1,20 m

max 1,60 m

PESOS CAMIONES

Eje trasero simple rodado simple (2r) 6,00 t 6,00 t

Eje trasero simple rodado doble (1r) 11,00 t 12,00 t

41

Eje trasero doble rodado simple (4r) 12,00 t 12,00 t

Eje trasero doble rodado simple y doble

(6r) 15,50 t

Eje trasero doble rodado doble (8r) 19,00 t 20,00 t

Eje trasero triple 1 rodado simple (6r) 18,00 t -

Eje trasero triple 1 rodado simple y 2

dobles (10r) 24,00 t -

Eje trasero triple 3 rodados dobles

(12r) 24,00 t 24,00 t

Peso Bruto Total admitido 48,00 t 46,00 t

Tolerancia de pesos

500 kg. Para el eje delantero

y 1000 kg para cualquiera

de los ejes posteriores

No existe tolerancia para

el P.B.V.

Relación potencia de pesos 6,5 IIP/T 8 Iip/t y 6,5

IIP/t

“ En estudio el cambio de valores

Fuente: M.T.O.P., Normas de Diseño Geométrico de Carreteras, 2003.

Los parámetros que determinan las características de diseño son la velocidad,

visibilidad, distancia de parada, capacidad de flujo haciendo referencia de forma

directa al nivel de servicio.

2.3.- Velocidad de Diseño

La velocidad de diseño o velocidad máxima se da cuando el vehículo puede

transitar con seguridad y comodidad sobre la vía, teniendo condiciones de

tránsito y atmosféricas estables. Es elegida en función de las condiciones del

terreno, del tipo de tráfico y la clasificación de la vía respecto el volumen de

tráfico, dada esta clasificación en un paso anterior.


42

La velocidad de diseño en un proyecto tiene relación directa en factores

determinantes para el diseño de peraltes y radios de curvas, distancias de

visibilidad. Carreteras que posean mayores velocidades de diseño requieren

curvas más suaves, cambios de rasante más largos que con llevan distancias de

visibilidad mayores. Las carreteras con velocidades de diseño menores permite

al diseñador adaptar la carretera de mejor manera al terreno, esto implican que

permite curvas más pronunciadas y cambios de rasante más acentuados,

teniendo volúmenes de corte menor.

La elección de la velocidad de diseño forma parte fundamental del diseño

horizontal, dentro del trazo lo óptimo se da cuando el vehículo mantiene una

velocidad constante a lo largo de la vía, en la práctica esto no siempre se

cumple ya que la topografía puede obligar a que se presenten cambios de

velocidad en el trazo a diseñar, en las zonas que tengamos cambios de

velocidad estos no se deben dar de forma repentina, se debe dar espacio al

conductor a que de los cambios en la marcha de manera gradual. El cambio de

velocidad entre tramos continuos no deberá ser mayor a 20 km/h.

De acuerdo con el libro del M.T.O.P. “Normas de Diseño Geométrico de

Carreteras”, la diferencia entre las velocidades de dos tramos continuos no será

mayor a 20 km/h, debe procederse a efectuar en el lugar una adecuada

señalización progresiva, con indicación de velocidad creciente o decreciente.

La velocidad de diseño debe seleccionarse para el tramo de carreteras más

desfavorables y debe mantenerse en una longitud mínima entre 5 y 10

kilómetros.

Una vez seleccionada la velocidad todas las características propias del camino

se deben condicionar a ella, para obtener un proyecto equilibrado.

El Ministerio de Transporte y Obras Publicas presenta un cuadro de velocidades

de diseño en referencia a la categoría determinada de la vía en el capítulo IV,

siendo la siguiente:


http://es.wikipedia.org/wiki/Peralte

http://es.wikipedia.org/wiki/Radio_%28geometr%C3%ADa%29

43

VELOCIDADES DE DISEÑO

( Km/h)

CATEGORÍ

A DE LA VÍA

VELOCIDAD DE DISEÑO Km/h

BÁSICA PERMISIBLE EN TRAMOS DIFÍCILES

RELIEVE LLANO (RELIEVE ONDULADO) (RELIEVE MONTAÑOSO)

Para el

cálculo de

los

elementos

del trazado

del perfil

longitudina

l

Utilizada

para el

cálculo de

los

elementos

de la sección

transversal y

otros

dependiente

s de la

velocidad

Para el

cálculo de

los

elementos

del trazado

del perfil

longitudina

l

Utilizada

para el

cálculo de

los

elementos

de la sección

transversal y

otros

dependiente

s de la

velocidad

Para el

cálculo de

los

elementos

del trazado

del perfil

longitudinal

Utilizada

para el

cálculo de

los

elementos

de la sección

transversal y

otros

dependiente

s de la

velocidad

Rec. Abs. Rec. Abs. Rec. Abs. Rec. Abs. Rec. Abs. Rec. Abs.

R-1 o R-11 120 110 100 96 110 90 96 86 90 80 90 90

l 110 100 100 90 100 80 90 80 80 60 80 60

ll 100 90 90 86 90 80 86 80 70 50 70 50

lll 90 80 86 80 80 60 60 60 60 40 60 40

IV 80 60 80 60 60 35 60 35 50 25 60 35

V 60 50 60 50 50 35 50 35 40 25 40 25


Nota:

Los valores recomendados se emplearán cuando el T.P.D.A. es cercano

al límite superior de la respectiva categoría de vía.*




44

Los valores absolutos se emplearán cuando el T.P.D.A. es cercano al

límite inferior de la respectiva categoría de la vía y/o el relieve sea difícil o

escarpado.*

La categoría IV incluye además los caminos vecinales tipo 5, 5E 6 y 7

contenidos en el manual de caminos vecinales "Berger - Protecvia" 1984

y categoría V son los caminos vecinales 4 y 4E.*

En zonas con perfiles de meteorización profundo (estribaciones)

requerirán de un diseño especial considerando los aspectos geológicos.*

Para la categoría IV y V en caso de relieve escarpado se podrá reducir la

Velocidad de diseño mínima a 20 km/h.*

El capítulo IV determinó la categoría de nuestra vía siento está de III orden,

estando ubicada en una zona montañosa siendo la velocidad recomendad de 60

km/h y la velocidad absoluta de diseño de 40 km/h.

A más se debe tener en consideración para establecer la velocidad de diseño si

la vía cruza zonas pobladas, el volumen de tránsito que va a cruzan si posee

topografía semejante, influyen directamente en la velocidad de diseño.

3.- Distancia

3.1.- Distancia de Visibilidad

Es llamada distancia de visibilidad a la longitud de la vía que un conductor ve

continuamente delante de él, ya que de esta depende la seguridad y eficiencia

del vehículo en la vía.




45

Al analizar la distancia de visibilidad es necesario tener en cuenta los aspectos

indicados en el libro “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras”

pertenecientes al M.T.O.P., siendo los siguientes:

La distancia necesaria para el rebasamiento de un vehículo.*

La distancia requerida para la parada de un vehículo, sea por restricción

en la línea horizontal de visibilidad o en la línea vertical.*

3.2.- Distancia de Visibilidad de Parada

La distancian de visibilidad de parada es un factor determinante dentro del

diseño de una vía, debido a que es la distancia mínima que un vehículo que viaja

a la velocidad de diseño o cerca de a ella, vea un objeto en su trayectoria y

tenga el espacio suficiente para evitarlo o parar antes de llegar a él.

La distancia de visibilidad está conformada por dos distancias que recorre el

vehículo, siendo la prima la distancia que recorre el vehículo desde que el

conductor visualiza el objeto hasta el inicio de la segunda distancia siendo esta

la distancia de frenado o reacción.

Esta expresada en la siguiente fórmula:

En donde:

.

.

.



46

La distancian de visibilidad de parada debe ser mayor que el promedio que le

toma a todos los conductores en visualizar y reaccionar en condiciones

normales.

Según varias pruebas realizadas por la AASHTO el tiempo de percepción en

condiciones normales de carretera es de 1,5 segundos y de 1 segundo para el

tiempo de reacción suficiente del conductor.

El tiempo total de percepción y reacción es considerado de 2,5 segundos para

calcular la distancia mínima de visibilidad en condiciones normales.

La distancia recorrida durante el tiempo de reacción se calcula mediante la

siguiente fórmula:

En donde:

.

.

Para el cálculo de la distancia de frenado utilizamos la fórmula de la carga

dinámica, tomando en cuenta la acción de fricción que se produce en las llantas.


47

Expresamos mediante la siguiente fórmula:

En donde:

f: Coeficiente de fricción longitudinal.

.

P: Peso del vehículo.

g: Aceleración de la gravedad, siendo considerada de 9,78 metros sobre

segundo al cuadrado.

El coeficiente de fricción siendo expresada mediante la siguiente fórmula:

Al remplazar en la fórmula de distancia de frenado tenemos que:

Obteniendo así un valor de distancia de parada de:

48

Dentro del libro “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras” perteneciente al

M.T.O.P., se presenta un cuadro en el cual se encuentra las distancias mínimas

de visibilidad de parada de un vehículo según la clasificación realizada en pasos

anteriores, siendo la siguiente.

VALORES DE DISEÑO DE LAS DISTANCIAS DE VISIBILIDAD

MÍNIMAS PARA PARADA DE UN VEHÍCULO (Metros)

Criterio de Diseño: Pavimentos Mojados

Clase de Carretera

Valor Valor

Recomendable Absoluto

L O M L O M

R-Io R-II > 8000 TPDA 220 180 135 180 135 110

I 3000 a 8000 TPDA 180 160 110 160 110 70

II 1000 a 3000 TPDA 160 135 90 135 110 55

III 300 a 1000 TPDA 135 110 70 110 70 40

IV 100 a 300 TPDA 110 70 55 70 35 25

V Menos de 100 TPDA 70 55 40 55 35 25


3.3.- Distancia de Visibilidad de Rebasamiento

La distancia de visibilidad de rebasamiento se determina tomando en cuenta la

longitud de la carretera necesaria para realizar el adelantamiento en forma

segura.

Para el cálculo de las distancias se considera que:

El vehículo a rebasar mantiene su velocidad constante.



49

Al llegar a la zona de rebasamiento, el conductor del vehículo rebasante

requiere de corto tiempo para percibir dicha zona y reaccionar al iniciar la

maniobra.

El vehículo rebasante al acelerar para realizar la maniobra llega a una

velocidad mayor de 16 kilómetros por hora que vehículo rebasado.

Que en relación al vehículo rebasante al culminar la maniobra aún exista

una distancia considerable entre él y el vehículo que viaja en el carril

invadido en sentido contrario.

Fuente: Ministerio de Transporte Colombia, Manual de Diseño Geométrico de

Carreteras, 2008

La AASHTO indica que la distancia de visibilidad se expresa mediante la

siguiente fórmula:

dr = d1 + d2 + d3 + d4

En donde:

dr: Distancia de visibilidad de rebasamiento, expresada en metros.


50

d1: Distancia recorrida por el vehículo rebasante comprendido entre el tiempo de

percepción/reacción y el de aceleración hasta el punto donde va a entrar al carril

de la izquierda, expresada en metros.

d2: Distancia recorrida por el vehículo rebasante en el carril izquierdo, expresada

en metros.

d3: Distancia entre el vehículo rebasante al final de la maniobra y el vehículo que

viaja en sentido contrario a él por el carril izquierdo, expresada en metros.

d4: Distancia recorrida por el vehículo que viaja en sentido contrario al rebasante

por el carril izquierdo desde que este lo ve. Se considera 2/3 de la distancia

recorrida del vehículo rebasante sobre el carril izquierdo, expresada en metros.

Las distancias parciales indicadas se calculan mediante las siguientes fórmulas:

)

d2= 0,28 * V * t2

d3= considerado de 30 a 91 metros según estudios realizados por la AASHTO.

d4= (2/3) * d2

En donde:

t1: Tiempo de maniobra inicial expresada en segundos.

t2: Tiempo en el cual el vehículo rebasante ocupa el carril izquierdo.

V: Velocidad promedio de vehículo rebasante en el momento de la maniobra

expresado en kilómetros por hora.

M: Diferencia entre velocidad de adelanto y la de operación, expresada en

kilómetros por hora.

a: Aceleración promedio del vehículo rebasante, expresada en kilómetros por

hora y por segundo.


51

En el libro “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras” perteneciente al

M.T.O.P., se indican los valores adoptados en función de la velocidad de diseño,

siendo los siguientes:

DISTANCIA MÍNIMA DE VISIBILIDAD

PARA EL REBASAMIENTO DE UN VEHÍCULO

Vo, km/h

VELOCIDAD DE LOS

VEHÍCULOS, KM/H.

DISTANCIA MÍNIMA DE

REBASAMIENTO, METROS

REBASADO REBASANTE CALCULADA RECOMENDADA

25 24 40 ---- (80)

30 28 44 ---- (110)

35 33 49 ---- (130)

40 35 51 268 270 (150)

45 39 55 307 310 (180)

50 43 59 345 345 (210)

60 50 66 412 415 (290)

70 58 74 488 490 (380)

80 66 82 563 565 (480)

90 73 89 631 640

100 79 95 688 690

110 87 103 764 830*

120 94 110 831 830

NOTAS:

"*" Valor utilizado con margen de seguridad por sobrepasar la

velocidad de rebasamiento los 100 kph.

( ) Valores utilizados para los caminos vecinales.



52

3.4.- Distancia de Visibilidad en las Curvas Horizontales

La visibilidad en el interior de las curvas horizontales es un elemento del diseño

horizontal de un proyecto.

Cuando existen obstrucciones laterales a la visibilidad como taludes de corte,

murales o paredes, edificaciones o barreras longitudinales, se requiere dar un

diseño adecuado al trazado de la vía, cuando estos obstáculos no pueden ser

removidos.

53

En el diseño de una curva horizontal, la línea de visibilidad AC pasara tangencial

al talud a una altura de 1,15 m de la calzada, y la sección de arco ABC

corresponde a la distancia de visibilidad de parada.

Al aproximar el semiarco AB a una recta de los triángulos ABE y AEO, se tiene:

(

)

)

(

)

El valor “m” corresponde a las secciones transversales diseñadas.

3.5.- Distancia de Visibilidad Lateral

Dentro del diseño vial la distancia de visibilidad lateral es un factor importante en

cuanto a seguridad de la vía, ya que el conductor debe tener el tiempo suficiente

para reaccionar cuando una persona cruce desde la acera hacia la calzada

delante de él, o en intersecciones a los otros vehículos que se acercan.

La distancia mínima de visibilidad lateral dada por el libro Normas de Diseño

Geométrico de Carreteras del M.T.O.P., se calcula mediante la siguiente fórmula:

En donde:

.


54

d: Distancia de visibilidad para la parada de un vehículo expresada en metros.

4.- Peralte

Cuando un vehículo avanza a lo largo de una curva está sometida a varias

fuerzas, entre ellas la fuerza centrífuga que actúa sobre el vehículo empujando

hacia afuera de la curva.

La fuerza centrífuga es equilibrada mediante la fuerza producida por la fricción

entre las llantas y el pavimento y por la componente del peso del vehículo debido

al peralte.

Al levantar el borde exterior de la calzada, bajando el borde interior, o ambas

cosas al mismo tiempo hasta el peso del vehículo se descompone en dos

fuerzas una paralela y otra normal a la calzada que sirven para contrarrestar la

fuerza centrífuga. Está pendiente transversal es llamada peralte.

55

El cálculo de la fuerza centrífuga indicada en el libro “Normas de Diseño

Geométrico de Carreteras” perteneciente al M.T.O.P., se lo realiza según la

siguiente fórmula:

En donde:

P: Peso del vehículo, expresada en kilogramos.

V: Velocidad de diseño, expresada en metros sobre segundo.

g: Aceleración de la gravedad, asumida de 9,78 metros por segundo al

cuadrado.

R: Radio de la curva circular, expresada en metros.

Al presentarse la fuerza centrífuga, el vehículo puede presentar inestabilidad al

deslizamiento o por volcamiento. Para que no se produzca el volcamiento del

vehículo el momento producido por el peso respecto al eje en el punto “O”, debe

ser mayor al producido por la fuerza centrífuga respecto el mismo eje.

El cálculo del peralte indicado en el libro “Normas de Diseño Geométrico de

Carreteras” perteneciente al M.T.O.P. se lo realiza según la siguiente fórmula:

En donde:

e: Peralte de la vía, expresado en metro por metro de ancho de la calzada.

V: Velocidad de diseño, expresada en kilómetros por hora.

R: Radio de curvatura, expresado en metros.

f: Máximo coeficiente de fricción lateral.


56

El coeficiente de fricción lateral se obtiene según los requerimientos

establecidos en la siguiente tabla:

REQUERIMIENTOS

VALORES LÍMITES PERMISIBLES DE

"F" SEGÚN EL PAVIMENTO ESTE

SECO HÚMEDO CON HIELO

ESTABILIDAD CONTRA EL

VOLCAMIENTO 0,60 0,60 0,60

ESTABILIDAD CONTRA EL

DESLIZAMIENTO 0,36 0,24 0,12

COMODIDAD DEL VIAJE PARA

EL PASAJERO 0,15 0,15 0,15

EXPLOTACIÓN ECONÓMICA

DEL VEHÍCULO 0,16 0,10 0,10


4.1.- Magnitud del Peralte

Dentro del proyecto el diseñar curvas horizontales peraltadas brinda seguridad y

comodidad al conductor mientras transita por la vía. El peralte en dentro de

curvas horizontales debe estar dentro de límites establecidos, ya que si

ocupamos peraltes exagerados se puede provocar el deslizamiento hacia el

interior de la curva si un vehículo viaja a baja velocidad, por estas limitaciones se

debe también tomar en cuenta la fricción producida por las llantas y la calzada el

momento que equilibramos la fuerza centrífuga.

Mediante ensayos realizados se ha llegado a determinar que el 55% de la fuerza

centrífuga es contrarrestada por el peralte, en tanto el 45% sobrante lo hará la

fricción lateral producida por las llantas y el pavimento.


57

Se ha determinado que en vías de dos carriles con capas de rodadura de

pavimentos rígidos o flexibles o empedrados con velocidades de diseño mayores

a 50 kilómetros por hora se diseñen con peraltes máximos del 10%, en tanto

para caminos vecinales y de velocidad hasta 50 kilómetros por hora se diseñe

con un peraltes máximo del 8%.

Al utilizar los valores máximos de peralte se debe tener en cuenta los siguientes

criterios que se deben evitar:

La distribución no uniforme de peso sobre las ruedas del vehículo,

especialmente los vehículos de mayor peso.

El deslizamiento de los vehículos dentro de la curva que circules a

velocidades bajas.

El deterioro de manera acelerada debido al flujo de aguas sobre ella.

5.- Desarrollo del Peralte

Al pasar de un tramo recto de vía a una curva se necesita realizar una transición

de la sección transversal ya que pasa de una sección normal a una totalmente

peraltada.

El incremento de la fuerza centrífuga se da a medida del desarrollo de la curva,

está en la sección recta es cero pero a medida que se desarrolla la curva llega al

valor máximo de “F”. El desarrollo del peralte o transición del peralte puede

efectuarse con una curva de enlace, que regule la trayectoria del vehículo

durante la transición o sin curvas de enlace, esto dependiendo de valores del

radio de la curva que se peralta y la comodidad del recorrido vehicular para

realizar el peraltado de las curvas y la transición del peralté.

Para conformar el peralté existen tres métodos:

58

Girar la calzada alrededor del eje de la vía elevando el borde exterior y

bajando el interior, realizando esto en terrenos montañosos.

Girar la calzada alrededor de borde exterior para bajar el interior y a su

vez el eje.

Girar la calzada alrededor del borde interior para subir el exterior y el eje,

siendo utilizado en terrenos llanos.

El método a emplear es el que se adapte de mejor manera a las condiciones

actuales de la vía, teniendo en cuenta las facilidades de drenaje.

El cálculo de la longitud total del desarrollo de peralte se lo determina a través

del procedimiento indicado en el libro “Normas de Diseño Geométrico de

Carreteras” de la siguiente manera:

a. Se determina si el peralte se hace a lo largo de una curva de enlace, si es

así se calcula la longitud de esta curva.

b. Calculamos el valor de sobreelevación que produce el peralte según la

siguiente fórmula:

h= e * b

En donde:

h: Sobreelevación, expresada en metros.

e: Peralte, expresada en porcentaje.

b: Ancho de la calzada, expresada en metros.

c. Calculamos la longitud de desarrollo del peralte en función de la

gradiente del borde “i”, el cual es calculado en función de la velocidad de

diseño.

59

En donde:

i: Gradiente del borde.

Estos valores recomendados de las gradientes longitudinales están

representados en el cuadro adjunto:

GRADIENTE LONGITUDINAL (i) NECESARIA PARA EL

DESARROLLO DEL PERALTE

Vo, KM/h VALOR DE (i), % MÁXIMA PENDIENTE

EQUIVALENTE

20 0,800 1:125

25 0,775 1:129

30 0,750 1:133

35 0,725 1:138

40 0,700 1:143

50 0,650 1:154

60 0,600 1:167

70 0,550 1:182

80 0,500 1:200

90 0,470 1:213

100 0,430 1:233

110 0,400 1:250

120 0,370 1:270



60

d. Establecemos la relación ente “L” y “Le”, se asume como la longitud de

transición el mayor de los dos valores.

e. Calculamos la longitud de bombeo en la sección normal, para lo cual

determinamos la diferencia de nivel entre el eje y el borde de la vía,

mediante la siguiente fórmula:

En donde:

S: Diferencia de nivel del eje al borde de la vía, expresado en metros.

P: Pendiente transversal del camino, expresado en porcentaje.

b: Ancho de la calzada, expresado en metros.

f. Establecemos la longitud necesaria dentro de las tangente, para realizar

el giro del plano del carril exterior hasta colocar a nivel con la horizontal,


g. Como paso final establecemos la longitud total de la transición.

Cuando el desarrollo del peralte se realiza sin la curva de enlace, los 2/3 de la

longitud de transición se ubica en el alineamiento recto y el 1/3 dentro de la

curva.

61

6.- Coeficiente de Fricción

El coeficiente de fricción es el valor desde el cual se producirá un deslizamiento

en el vehículo, los factores con los que se relaciona directamente son las

condiciones ambientales, características de la calzada, velocidad del vehículo,

peso del vehículo y estado de las llanta.

Mientras mayor sea la velocidad del vehículo el rozamiento entre las llantas y la

calzada disminuye, estando estos valores representados en la siguiente gráfica:


7.- Curvas

7.1.- Radio mínimo de Curvatura

El radio de curvatura o curva circula se identifica con la letra “R”, se la calcula



62

En donde:

R: Radio de curvatura.

Gc: Grado de curvatura.

El radio mínimo de curvatura es el valor más bajo en el cual el vehículo pueda

transitar de manera segura a una velocidad de diseño dada en función del

peralte máximo. El radio mínimo de curvatura puede calcularse mediante la

siguiente fórmula:

)

En donde:

R: Radio mínimo de curvatura, expresado en metros.


f: Coeficiente de fricción lateral.

e: Peralte de la curva, expresado en metro por metro de acho de la calzada.

Este tipo de curvas se lo emplea frecuentemente cuando la topografía del

terreno es montañosa o escarpada, en aproximaciones a accidentes geográficos,

en cruce de caminos y en vías urbanas.

En el libro “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras” perteneciente al

M.T.O.P., se indican los valores adoptados en función de la velocidad de diseño,

siendo las siguientes:


63

RADIOS MÍNIMOS DE CURVATURA EN FUNCIÓN DE PERALTE "e" Y DEL

COEFICIENTE DE FRICCIÓN LATERAL "f"

VELOCIDAD

DE DISEÑO "f"

RADIO MÍNIMO CALCULADO

"e"

RADIO MÍNIMO

RECOMENDADO "e"

Km/h MÁXIMO 0,1 0,08 0,06 0,04 0,1 0,08 0,06 0,04

20 0,350 7,32 7,88 8,09 18 20 20

25 0,315 12,49 13,12 13,88 20 26 26

30 0,284 19,47 20,80 21,87 28 30 30

35 0,255 28,79 30,82 32,70 30 35 36

40 0,221 41,88 44,89 48,27 42 46 60

45 0,200 66,78 59,94 64,82 68 70 86

50 0,190 72,91 78,74 86,60 78 80 90

60 0,165 108,97 115,70 128,98 138,28 110 120 130 140

70 0,150 164,99 187,78 189,79 203,07 180 170 186 206

80 0,140 200,97 229,08 251,92 279,97 210 230 266 280

90 0,134 272,60 298,04 328,70 380,58 276 300 330 370

100 0,130 342,35 374,95 414,42 483,18 350 375 416 486

110 0,124 475,36 487,04 517,80 680,96 430 470 620 586

120 0,120 616,39 588,93 629,92 708,86 620 570 830 710


7.2.- Grado de Curvatura

El grado de curvatura es un parámetro muy significativo dentro del diseño del

proyecto ya que su valor máximo es el que permite transitar con comodidad y

seguridad la curva a diseñar con el peralte máximo y el vehículo recorriendo a la

velocidad de diseño.


64

El grado de curvatura es el ángulo formado por un arco de 20 metros, se lo

calcula mediante la siguiente fórmula:

En donde:

R: Radio de curvatura.

Gc: Grado de curvatura.

7.3.- Longitudes importantes en las curvas

7.3.1.- Longitud de Transición

La transición entre una sección transversal normal y una peraltada se desarrolla

en un tramo de vía que es conocida como longitud de transición.

La longitud mínima de transición depende de los siguientes criterios:

La diferencia de altura entre los bordes y el eje de la vía, estos no

deberían ser mayores al cuadro indicado:

65

GRADIENTE LONGITUDINAL (i) NECESARIA PARA EL

DESARROLLO DEL PERALTE

Vo, KM/h VALOR DE (i), % MÁXIMA PENDIENTE

EQUIVALENTE

20 0,800 1:125

25 0,775 1:129

30 0,750 1:133

35 0,725 1:138

40 0,700 1:143

50 0,650 1:154

60 0,600 1:167

70 0,550 1:182

80 0,500 1:200

90 0,470 1:213

100 0,430 1:233

110 0,400 1:250

120 0,370 1:270


La longitud de transición debe ser mayor a la distancia que recorra un

vehículo que viaje a la velocidad de diseño durante 2 segundos, el

cálculo para vías de 2 carriles se lo hace empleando la siguiente fórmula:

En donde:

Lmin: Longitud mínima, expresada en metros.



66

Este valor considerado como mínimo es recomendado su uso exclusivo en

zonas montañosas donde la topografía no permita desarrollar la transición de

manera segura.

Para caminos de 4 carriles la longitud mínima se incrementa 1,5 veces y para

caminos de 6 carriles 2,5 veces las calculadas mediante la fórmula anterior.

7.3.2.- Longitud Tangencial

La longitud tangencial o también conocida como longitud de aplanamiento se

presenta en curvas circulares en un punto anterior al inicio de la transición de

manera que los extremos de la sección transversal de la calzada pasen de una

posición inclinada por el bombeo a un punto horizontal antes del inicio de la

transición y presentándose en curvas espirales cuando se empieza a inclinar

transversalmente la calzada en la tangente a partir de un punto anterior a “TE”

de la curva que se va a peraltar.

La longitud tangencial se calcula mediante la siguiente fórmula:

En donde:

e’: Pendiente lateral de bombeo, expresado en porcentaje.

e: Peralte en la curva circular, expresado en porcentaje.

L: Longitud de transición del peralte, expresado en metros.

7.4.- Curvas Circulares

Las curvas circulares son los arcos de círculo que forma la proyección horizontal

de las curvas empleadas para unir dos tangentes consecutivas, pudiendo ser

simples o compuestas.

67

7.4.1.- Curvas circulares simples

Dentro del diseño vial la unión de dos tangentes continuas se las realiza

mediante un arco de circunferencia la cual forma la curva circular, siendo está

diseñada de la forma más segura y cómoda a criterio del diseñador, teniendo en

cuanta la topografía del lugar, la funcionalidad y el costo de construcción.

Una curva circular está formada por los siguientes elementos:

.

En donde:

PI: Punto de intersección de la prolongación de las tangentes.

PC: Punto en donde empieza la curva simple.

PT: Punto en donde termina la curva simple.

α: Ángulo de deflexión de las tangentes.

λc: Ángulo central de la curva circular.

θ: Ángulo de deflexión a un punto sobre la curva circular.

Gc: Grado de curvatura de la curva circular.

Rc: Radio de la curva circular.

68

T: Tangente de la curva circular o subtangente.

E: External.

M: Ordenada media.

C: Cuerda.

CL: Cuerda larga.

l: Longitud de un arco.

lc: Longitud de la curva circular.

La longitud de la curva se calcula mediante la siguiente fórmula:

A cada velocidad corresponde un radio mínimo, cuando exista ángulos de

deflexión pequeños habrá que asumir radios mayores en los cuales se pueda

desarrollar la transición del peralte de manera adecuada.

La tangente de la curva circular o subtangente se calcula mediante la siguiente

fórmula:

(

)

El external se calcula mediante la siguiente fórmula:

(

)

El cálculo de las curvas horizontales se presenta el anexo 5.1, en el que se

detalla las características de las mismas.

8.- Sobre ancho

Para brindar mayor seguridad y comodidad al conductor cuando circula en una

curva horizontal se diseña esta con sobreanchos.

69

Introducimos sobreanchos a una curva horizontal por las siguientes razones:

El vehículo al transitar por una curva ocupa un ancho mayor ya que las

ruedas posteriores recorren una trayectoria ubicada en el interior que de

descrita por las ruedas delanteras.

El conductor presenta dificultades para mantenerse en el centro de su

carril ya que al transitar por la curva el conductor no aprecia con claridad

la posición relativa de su vehículo.

El sobreancho tiene relación directa con el radio de la curva ya que si el radio

aumenta el desplazamiento de las ruedas posteriores sobre la huella dejada de

las delanteras disminuye.

Otro factor a considerar en el diseño de sobre ancho es la velocidad ya que las

llantas posteriores se moverán en una trayectoria más abierta que la

considerada al viajar en su velocidad de diseño.

En el cálculo del sobreancho no se toman en cuenta las variables indicadas ya

que son circunstanciales, muy variables según las características de los

vehículos.

Para el cálculo de sobreancho el libro “Normas de Diseño Geométrico de

Carreteras” considera la influencia de la velocidad de tránsito y el número de

carriles, presentada mediante la siguiente fórmula empírica:

( √ )

√

En donde:

S: Valor del sobreancho, expresado en metros.

n: Número de carriles de la calzada.

R: Radio de la curva, expresado en metros.

V: Velocidad de diseño, expresado en kilómetros por hora.

70

L: Longitud entre la parte frontal y el eje posterior del vehículo de diseño,

expresado en metros.

En el libro “Normas de Diseño Geométrico de Carreteras” indica que si el

sobreancho es menor a 50 cm por economía no es necesario considerarlo en el

proyecto.

8.1.- Obtención del sobreancho

Para el diseño de sobreanchos en curvas horizontales estos deben crecer de

manera gradual desde los accesos a las curvas, con el fin de obtener un

alineamiento adecuado que coincida con la trayectoria de los vehículos que

entren y salga de la curva. Los puntos fundamentales dentro del diseño de sobre

anchos son los siguientes:

En las curvas simples el ensanchamiento se realiza únicamente respecto

el borde interior del pavimento.

En las curvas espirales el ensanchamiento se lo reparte por igual entre

ambos bordes de la vía.

El ensanchamiento se lo realiza sobre la longitud de desarrollo del

peralte, aunque a veces pueden realizarse en longitudes menores.

En los alineamientos sin espiral, el ensanchamiento se lo realiza

progresivamente a lo largo de la longitud de desarrollo del peralte, es

decir 2/3 en la tangente y el 1/3 sobrante en la curva, aunque en casos

difíciles se puede desarrollar de manera igual entre la tangente y dentro

de la curva.

En curvas espirales el ensanchamiento se lo distribuye de manera

proporcional a lo largo de la espiral, teniendo la magnitud total de

ensanchamiento en el punto espiral circular.

71

En la siguiente gráfica se representa el desarrollo del sobreancho en una curva:

El sobreancho en curvas espirales se calcula mediante la aplicación de la

siguiente fórmula:

En donde:

E´: Sobreancho en una sección que está a un metro de “TE”, expresado en

metros.

le: Longitud de la espiral, expresado en metros.

E: Sobreancho total en la curva, expresado en metros.

l: Distancia considerada desde el “TE” para establecer E´, expresado en metros.

9.- Replanteo

El replanteo es una actividad posterior al diseño, la cual se debe desarrollar

usando los criterios y exigencias en cuanto a la veracidad de los datos

calculados.

El replanteo consiste en todas la actividades que con llevan a la colocación del

eje del proyecto en el terreno, desarrollada de manera metódica.

72

Dentro del replanteo tenemos actividades muy necesarias como es la colocación

de estacas a lo largo del eje de la vía, determinar los puntos de inicio y final de

las curvas y establecer una cadena de BM’s los cuales servirán a lo largo de la

ejecución del proyecto.

9.1. – Localización del Eje del Proyecto en el Campo

Es el conjunto de actividades que determinan el eje del proyecto sobre el

terreno, trasladando todos los detalles al terreno en cuanto al trazo.

La colocación del eje de la vía se realizará de la manera más exacta posible ya

que de esto dependerá la adaptación de la vía al terreno según lo proyectado.

9.2. – Localización de los Alineamientos Rectos

Los alineamientos rectos o tangentes están determinados por la ubicación de

dos puntos dentro de ellos, en las intersecciones de las tangentes conocidas

también como PI, se pueden determinar el alineamiento de la tangente continua

por medio del teodolito, aplicando procedimientos topográficos ya conocidos.

9.3. – Replanteo de Curvas

Existe varios métodos para el replanteo de curvas, mediante el empleo de un

teodolito y colocando este sobre el PC de una curva se puede replantear por los

métodos de ángulos de deflexión, coordenadas sobre la tangente y coordenadas

sobre la cuerda principal, o teniendo un método más ágil mediante la utilización

de una estación total procediendo a ingresar de las coordenadas las cuales

obtenemos a través de un computador.

(B.M’s.) Bancos de Marcas topográficas.

(PI) Punto de intersección de las tangentes.

(PC) Punto de inicio de comienzo de la curva.

73

Para el replanteo de una curva horizontales es necesario poseer un listado con

las coordenadas (X; Y), de los puntos pertenecientes a la curva, los cuales serán

transferidos a la estación total y por medio del software que posee el mismo se

ubicara con ayuda de un prisma los puntos deseados sobre el terreno.

En el Anexo 5.2 se detalla el cuadro de volúmenes de desmonte o corte.

74

CAPÍTULO VI

DISEÑO VERTICAL DE LA VÍA

1.- Trazado del perfil Longitudinal

Dentro del proyecto el alineamiento vertical es de tanta importancia como el

horizontal, así en este también interviene los factores como la velocidad de

diseño y distancia de visibilidad.

Al diseñar el proyecto este debe guardar la relación directa existente entre el

alineamiento horizontal y vertical, llegando a un punto de equilibrio sin tener que

sacrificar cualquiera de los dos en beneficio del otro.

Luego de la obtención de la franja topográfica procedemos a la nivelación del eje

del proyecto, con este levantamiento se puede realizar el diseño vertical de

nuestra vía.

2.- Proyecto de la Rasante

Luego de la nivelación del eje de la vía procedemos a la representación gráfica

de la misma mediante la utilización de un ordenador. Es común en la

representación gráfica que el eje de la ordenadas tenga una escala 10 veces

mayor que la de las abscisas.

El diseño vertical a adoptar depende directamente de la topografía del terreno,

la velocidad de diseño y el costo económico que implicaría el variar un trazo de

otro.

Las gradientes máximas según el volumen de tráfico y la topografía del terreno

se representan en la siguiente tabla dada el libro “Normas de Diseño Geométrico

de Carreteras” perteneciente al M.T.O.P.:


75

VALORES DE DISEÑO DE LAS GRADIENTES LONGITUDINALES MÁXIMAS

(Porcentaje)

Clase de Carretera

Valor Valor


L O M L O M

R-Io R-II > 8000 TPDA 115 80 43 80 43 28

I 3000 a 8000 TPDA 80 60 28 60 28 12

II 1000 a 3000 TPDA 60 43 19 43 28 7

III 300 a 1000 TPDA 43 28 12 28 12 4

IV 100 a 300 TPDA 28 12 7 12 3 2

V Menos de 100 TPDA 12 7 4 7 3 2


El detalle donde se observan las gradientes consideradas en el diseño vertical se

encuentra dentro del anexo 6.1

Las gradientes superiores al 8% presentan una longitud máxima de desarrollo

indicada en la siguiente tabla:

Rango de Gradientes

(porcentaje)

Longitud máxima de

desarrollo (metros)

8% - 10% 1000

10% - 12% 500

12% - 14% 250




76

3.- Curvas Verticales

En el diseño del proyecto con objeto que no exista cambios bruscos entre dos

alineamientos verticales diferentes se conectan estos con una curva vertical,

pudiendo ser esta cóncava o convexa. La curva vertical más utilizada es la

parábola simple ya que esta se adapta de mejor manera a los cambios graduales

de dirección a más de brinda mayor seguridad y comodidad al conductor.

El replanteo de una curva vertical siendo esta una parábola esta es simple ya

que las medidas de las longitudes en una carretera se hacen sobre un plano

horizontal y las gradientes son relativamente planas, el error es admisible a

adoptar mientras la parábola simple este con su eje centrado en el PIV. Las

ordenadas de la parábola a sus tangentes varían con el cuadrado de la distancia

horizontal a partir del punto de tangencia, se expresa mediante la siguiente

fórmula:

[

]

En donde:

A: Diferencia algebraica de gradientes, expresada en porcentaje.

X: Distancia horizontal medida desde el punto de tangencia hasta la ordenada,

expresada en metros.

Y: Ordenada de la parábola en su tangente, expresada en metros.

L: Longitud de la curva vertical, expresada en metros.

3.1.- Curvas Verticales Convexas

El diseño de curvas verticales convexas, están en función de la diferencia

algebraica de las pendientes de las tangentes que se interceptan, también de la

distancia de visibilidad del conductor que se considera de 1,15 metros y una

altura de un objeto de 0,10 metros sobre la carretera, las cuales están en función

de la velocidad de diseño del proyecto, a más de estos factores las curvas

77

verticales convexas dependen de las distancias que cubren los faros del

vehículo, factores que brindar seguridad y comodidad al conductor.

La longitud mínima de la curva vertical se calcula mediante la aplicación de la

siguiente fórmula:

En donde:

L: Longitud de la curva vertical convexa, expresada en metros.

A: Diferencia algebraica de las gradientes, expresada en porcentaje.

S: Distancia de visibilidad de parada de un vehículo, expresada en metros.

La longitud de una curva vertical convexa expresada de manera más simple:

En donde:

K: Coeficiente adimensional tomado de tablas.

Los valores del coeficiente K para las diferentes velocidades de diseño y clases

de carretera respectivamente:

78

CURVAS VERTICALES CONVEXAS MÍNIMAS

Velocidad

de diseño

Distancia de

Visibilidad para

Parada - "s"

Coeficiente K=S2/426

kph

(metros)

Calculado

Redondeado

20

20

0,94

1

25

25

1,47

2

30

30

2,11

2

35

35

2,88

3

40

40

3,76

4

45

50

5,87

6

50

55

7,1

7

60

70

11,5

12

70

90

19,01

19

80

110

28,4

28

90

135

42,78

43

100

160

60,09

60

110

180

76,06

80

120

220

113,6

115



79

VALORES MÍNIMOS DE DISEÑO DEL COEFICIENTE "K" PARA LA

DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE CURVAS VERTICALES

CONVEXAS MÍNIMAS

Clase de Carretera

Valor Valor


L O M L O M

R-Io R-II > 8000 TPDA 115 80 43 80 43 28

I 3000 a 8000 TPDA 80 60 28 60 28 12

II 1000 a 3000 TPDA 60 43 19 43 28 7

III 300 a 1000 TPDA 43 28 12 28 12 4

IV 100 a 300 TPDA 28 12 7 12 3 2

V Menos de 100 TPDA 12 7 4 7 3 2


La longitud mínima absoluta de una curva convexa en función de la velocidad se

calcula mediante la siguiente fórmula:

En donde:

Lmin: Longitud mínima de una curva convexa, expresada en metros.




80

3.2.- Curvas Verticales Cóncavas

Para el diseño de curvas verticales cóncavas se consideran que estas sean lo

suficientemente largas de modo que la longitud de los rayos de luz de los faros

de un vehículo que se aproxime en sentido contrario sean iguales a la distancia

de frenado del vehículo, la altura de los faros del vehículo que viaja en sentido

contrario es considerada de 60 centímetros desde la calzada.

La longitud de la curva vertical cóncava en función de la diferencia algebraica de

las gradientes y la distancia de visibilidad se calculan mediante la siguiente

fórmula:

En donde:

L: Longitud de la curva vertical cóncava, expresada en metros.


S: Distancia de visibilidad de parada de un vehículo, expresada en metros.

La longitud de una curva vertical cóncava expresada de manera más simple:

En donde:

K: Coeficiente adimensional tomado de tablas.

Los valores del coeficiente K para las diferentes velocidades de diseño y clases

de carretera respectivamente:

81

CURVAS VERTICALES CÓNCAVAS MÍNIMAS

Velocidad

de diseño

Distancia de

Visibilidad para

Parada- "s"

Coeficiente K=S2/122+3.5 S

kph

(metros)

Calculado

Redondeado

20

20

2,08

2

25

25

2,98

3

30

30

3,96

4

35

35

5,01

5

40

40

6,11

6

45

50

8,42

8

50

55

9,62

10

60

70

13,35

13

70

90

18,54

19

80

110

23,87

24

90

135

30,66

31

100

160

37,54

38

110

180

43,09

43

120

220

54,26

54



82

VALORES MÍNIMOS DE DISEÑO DEL COEFICIENTE "K" PARA

LA DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE CURVAS

VERTICALES CÓNCAVAS MÍNIMAS

Clase de Carretera

Valor Valor


L O M L O M

R-Io R-II > 8000 TPDA 115 80 43 80 43 28

I 3000 a 8000 TPDA 80 60 28 60 28 12

II 1000 a 3000 TPDA 60 43 19 43 28 7

III 300 a 1000 TPDA 43 28 12 28 12 4

IV 100 a 300 TPDA 28 12 7 12 3 2

V Menos de 100 TPDA 12 7 4 7 3 2


La longitud mínima absoluta de una curva cóncava en función de la velocidad se

la calcula mediante la siguiente fórmula:

En donde:

Lmin: Longitud mínima de una curva convexa, expresada en metros:


4.- Cálculo de las Curvas

Las curvas verticales tanto cóncavas como convexas consideradas para el

proyecto serán simétricas, ya que se acople de mejor manera a la topografía del

terreno.



83

Las fórmulas a utilizar son las siguientes:


En donde:

L: Longitud de la curva vertical cóncava, expresada en metros.


X, Y: Datos de las coordinas de la curva vertical, expresada en metros.

Los datos calculados de las curvas verticales se encuentran en el Anexo 6.1

5.- Factores determinantes para el Alineamiento Vertical

Como complemento de los criterios considerados en las secciones anteriores de

debe también tener en cuenta lo siguiente:


84

En lo posible evitar los perfiles con gradientes reversas agudas y

continuas, en combinación con un alineamiento horizontal en su parte

mayor recta, por representar un serio peligro; esto se puede evitar

introduciendo una curvatura horizontal o por medio de pendientes más

suaves, las que significan mayores cortes y rellenos.*

Deben evitarse perfiles que contengan dos curvas verticales de la misma

dirección entrelazadas por medio de tangentes cortas.*

En ascensos largos, es preferible que las gradientes más empinadas

estén colocadas al principio del ascenso y luego se las suavice cerca de

la cima; también es preferible emplear un tramo de pendiente máxima,

seguido por un tramo corto de pendiente suave en el cual los vehículos

pesados pueden aumentar en algo su velocidad, después del cual sigue

otra vez un nuevo tramo con pendiente máxima, en vez de proyectar un

tramo largo de una sola pendiente aunque esta sea algo más suave. Esto

es particularmente aplicable a carreteras de baja velocidad de diseño.*

En la selección de la curva vertical a emplearse en un enlace

determinado, se debe tener en cuenta la apariencia estética de la curva y

los requisitos para drenar la calzada en forma adecuada.*

También se deben considerar ciertos factores para la combinación entre el

alineamiento vertical y horizontal:

No se debe considerar curvas horizontales agudas cercanas a la cima de

curvas verticales convexas pronunciadas y en el punto más bajo de las

curvas verticales cóncavas que sean pronunciadas.*

Es necesario la provisión de curvas de grandes radios y gradientes

suaves, en medida de lo que sea posible en intersecciones de

carreteras.*



85

Se deben ajustar los alineamientos horizontales y verticales hasta

obtener el resultado más conveniente en base del análisis gráfico para

brindad seguridad y comodidad a los conductores.*



86

CAPÍTULO VII

DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLE

1.- Introducción

La variedad en el tipo de revestimiento en calles o vías, guardan en si la historia

y el cambio que se han dado en las diferentes culturas del planeta, se puede

decir que esta se ha transformado junto con el hombre.

Las vías requieren un revestimiento durable que brinde seguridad y cómoda a

los conductores, de ahí la necesidad de la aplicación de capas de rodadura

pudiendo estas ser de pavimento rígido o pavimento flexible. Dentro del diseño

de este proyecto se ha optado por la aplicación de pavimento flexible ya que este

es de menor costo que el pavimento rígido, los tipos más comunes de pavimento

asfáltico son:

Capa asfáltica de fricción con granulometría abierta.

Mezcla asfáltica de arena.

Concreto asfáltico (mezcla asfáltica en caliente con granulometría densa).

Mezcla asfáltica de poco espesor.

Mezcla con asfaltos emulsificados (mezcla en frío).

El pavimento asfáltico más usado es el concreto asfáltico, está compuesto por

agregados bien graduados y cemento asfáltico, los cuales son calentados y

mezclados en proporción a un diseño establecido, esta mezcla es transportada

en caliente al lugar de la obra donde es colocada por un equipo de asfalto antes

que esta se enfrié, las compactadoras proceden a realizar su trabajo para lograr

una densidad requerida.

Los pavimentos con mezclas en frío utilizan asfaltos diluidos o emulsificados, los

cuales requieren muy poco, o ningún, calentamiento de la mezcla, la ventaja de

87

estos pavimentos asfálticos está en que pueden ser producidos en el lugar de

construcción.

Existen varios tipos de asfaltos debido a los varios usos que este puede tener,

basándose sus clasificación en sus diferentes grados y como son refinados.

El periodo establecido de diseño de la vía tiene relación directa con la

clasificación de la vía según el tráfico actual y futuro, si la vida útil del pavimento

flexible es menor al periodo de diseño, se deberán calcular todos los pavimentos

flexibles que sean necesarios para cubrir el tiempo de diseño establecido de la

vía. El diseño de los pavimentos flexibles se lo harán bajo el apego a la norma

AASHTO 93, la cual es aplicada por M.T.O.P. en el país, teniendo este método

su origen en el año 1960.

2.- Descripción del método de diseño

El método a emplear es el método AASHTO, originalmente conocido como

AASHO, es considerado sin duda el método más completo ejecutado hasta la

fecha, inicialmente fue conceptuado como una prueba similar a la del método de

carreteras experimentales WASHO, pero el comité asesor designado para su

programación decide ampliar sus objetivos, la etapa de planificación fue extensa

siendo realizada esta desde mediados de 1951 hasta diciembre de 1954, en esta

etapa se eligió el lugar donde se realizarán las pruebas el periodo de duración de

las mismas y los objetivos del ensayo. En los siguientes años se realiza la

construcción del proyecto en Ottawa, donde se realizaron los ensayos. En

octubre del año 1958 se inicia la aplicación de las cargas sobre los tramos del

pavimento construido, concluyendo estos ensayos en octubre de 1960. A finales

de 1961 se publicó la primera guía provisional para el diseño de pavimento

flexible producto de esta investigación.



(AASHO) Asociación de Funcionarios de Carreteras Estatales.

(WASHO) Método experimental de carreteras.

88

Este método ha tenido varias modificaciones desde su origen, considerando

desde la versión de 1986 en la cual se introdujeron conceptos mecanicistas para

adecuar algunos parámetros como drenaje y condiciones climáticas que se

presentaron en el lugar del ensayo original.

El modelo matemático a aplicar es una versión de 1993 la cual consta de

parámetros para la calibración de las condiciones locales donde se pretende

aplicar, está basada en la determinación del número estructural SN, para el

pavimento flexible que pueda soportar la carga solicitada, siendo calculada

mediante la siguiente ecuación:

( ) (

)

( )

Fuente: Diseño de pavimento flexible método AASHTO 1993.

En donde:

SN: Número estructural, expresado en pulgadas.

( )

.

3.- Variables de entrada

Dentro del método de diseño de pavimentos AASHTO, existen factores que

interviene de manera directa en el cálculo de la estructura de la vía, siendo estos

los siguientes:


89

3.1.- Variables de tiempo

Dentro de la ejecución de un proyecto el factor tiempo es determinante en los

elementos a diseñar, ya que el pronóstico de tráfico a servir se los puede estimar

de manera más cercana a la realidad mientras no se lo haga en periodos muy

prolongados de tiempo.

Las variables de tiempo a tener en cuenta dentro del desarrollo del proyecto son

la vida útil del pavimento y el periodo de análisis, variables que guardan relación

directa entre sí.

La vida útil de pavimento representa el periodo entre la construcción o

rehabilitación de pavimento y se extiende este hasta cuando alcanza un grado

de serviciabilidad mínimo.

El periodo de diseño comprende el tiempo para el cual fue diseñado todo el

trazado de nuestra vía, este puede ser igual que la vida útil, pero en ocasiones

debido a que la vida útil del pavimento no es tan extensa, es necesario realizar

reconstrucciones del pavimento original y de los diferentes refuerzos a lo largo

del tiempo.

Siendo los periodos de análisis recomendados los siguientes:

Tipo de camino Periodo de análisis

Gran volumen de tránsito urbano 30 - 50 años

Gran volumen de tránsito rural 20 - 50 años

Bajo volumen pavimentado 15 - 25 años

Fuente: Curso de actualización de diseño estructural de caminos método

AASHTO 1993.


90

3.2.- Tránsito

El tráfico a usar son los resultantes del conteo diario vehicular, en el cual

utilizamos el número de repeticiones de los ejes equivalentes de 18 kips (80

kilonewtons) o en ESAL’s. La conversión entre estas unidades se hace por

medio de los LEF (factor equivalente de carga).

La conversión entre estas unidades se lo puede ver en el Anexo 7.1 en el cual se

detalla la clasificación del tráfico.

Luego de la conversión del tránsito a ESAL’s, se procede al cálculo del tránsito

en ejes equivalentes de 8,2 Toneladas.

3.3.- Confiabilidad

La "Confiabilidad del Diseño (R)" está relacionada directamente al grado de

seguridad de que una determinada alternativa de diseño dure el tiempo

establecido en el período seleccionado. La confiabilidad también puede ser

definida como la probabilidad de que el número de repeticiones de cargas que

un pavimento pueda soportar para alcanzar un determinado nivel de servicio, no

sea superado por el número de cargas que realmente estén siendo aplicadas

sobre ese pavimento.

El valor de la confiabilidad de que el pavimento dure al menos el periodo para el

cual fue diseñado toma en cuenta variables al azar en el comportamiento del

tráfico y su magnitud, siendo características muy susceptible al cambio a lo largo

de su uso.

La AASHTO presenta una tabla de confiabilidad según el tipo de tráfico, siendo

la siguiente:

(LEF) Factor Equivalente de Carga.

(ESAL’s) Número Equivalente de ejes tipo de 80 kilonewtons.


91

Tipos de camino Confiabilidad recomendada

Zona urbana Zona rural

Rutas interestatales y autopistas 85 - 99,9 80 - 99,9

Arterias principales 80 - 90 75 - 99

Colectoras 80 - 95 75 - 95

Locales 50 - 80 50 - 80


AASHTO 1993.

El valor a asumir de confiabilidad recomendada en una carretera de tipo

colectora dentro de una zona rural es del 85%, siendo este valor un promedio de

los límites recomendados.

La confiabilidad en la fórmula de cálculo de la AASHTO está representado por el

valor de ZR al que corresponda en la siguiente tabla:


92

Confiabilidad R Valor de ZR

50 0

60 -0,253

70 -0,524

75 -0,674

80 -0,841

85 -1,037

90 -1,282

91 -1,34

92 -1,405

93 -1,476

94 -1,555

95 -1,645

96 -1,751

97 -1,881

98 -2,054

99 -2,327

99,9 -3,09

99,99 -3,75

Fuente: Maestría en vías terrestres Ing. Gustavo Corredor.

Correspondiente a nuestra confiabilidad del 85% un valor de ZR de -1.037.

3.4.- Criterios de adopción de niveles de servicio

El nivel de servicio o serviciabilidad está relacionado con el tipo de tráfico futuro

y sus características propias. Para la determinación del nivel de servicio se lo

realiza a través de índices de serviciabilidad presente PSI, los cuales son valores

adimensionales los que varían entre 0 (un pavimento en condiciones pésimas) y

5 (un pavimento en perfectas condiciones). Para la calificación del servicio

escogemos un valor de serviciabilidad inicia y final de la vida útil del pavimento.

93

El valor de serviciabilidad inicial está en función del diseño de pavimento y la

calidad de la construcción, en cambio la serviciabilidad final guarda relación

directa a la categoría de la vía según la clasificación relacionada con el tráfico.

Los valores recomendados a adoptar por la AASHTO en serviciabilidad inicial y

final son los siguientes:

Serviciabilidad inicial

Po= 4,5 para pavimentos rígidos.

Po= 4,2 para pavimentos flexibles.

Serviciabilidad final

Pt= 2,5 para caminos muy importantes.

Pt= 2,0 para caminos de menor tránsito.

Dentro del proyecto el valor de serviciabilidad inicial a adoptado es de 4,2 debido

a que este valor corresponde al recomendado para pavimento flexible, el índice

de serviciabilidad final lo consideramos de 2 en relación a la clasificación de

nuestra carretera en función del tráfico proyectado es de clase III.

El valor de serviciabilidad asumido corresponde a 2, realizando su cálculo en el

anexo 7.2 factor importante en el diseño de la estructura de la vía.

4.- Parámetros de Diseño

4.1.- Periodo de Diseño

El periodo de análisis de diseño se determinó de 20 años según la clasificación

de variables de tiempo, para cubrir este periodo se lo realizará mediante dos

periodos de vida útil del pavimento, comprendidos de 10 años cada uno.


94

El periodo de vida útil del pavimento guarda relación con la perdida de

características físicas y estructurales del pavimento, guardando relación estas

características con el factor económico del proyecto.

El tráfico actual y futuro considerado para el cálculo de periodos de diseño son

los siguientes:

AÑO

TPDA

Vehículos

Livianos

Vehículos

Pesados

Total

Vehículos

2012 329 32 361

2013 342 33 376

2014 356 35 391

2015 371 36 407

2016 386 38 423

2017 401 39 440

2018 417 41 458

2019 434 42 477

2020 452 44 496

2021 470 46 516

2022 489 48 537

2023 509 50 558

2024 530 52 581

2025 551 54 605

2026 573 56 629

2027 596 58 654

2028 621 60 681

2029 646 63 708

2030 672 65 737

2031 699 68 767

2032 727 71 798

La cual fue calculada en el capítulo IV, considerando un crecimiento de 4.05%.


95

4.2.- Desviación Estándar

La desviación estándar (So) está relacionada directamente con el valor de

confiabilidad (R), dentro de los parámetros de diseño se utiliza la desviación

estándar, la que es una medida de desvió de los datos con respecto el valor

medio. Mientras menor sea el valor de desviación estarán, los datos medidos

estarán más próximos al promedio de los datos.

El valor de la desviación estándar (So) debe representar las condiciones locales,

los valores recomendados por la AASHTO para pavimentos flexibles esta entre

0,40 – 0,50, siendo de 0,45 el valor que asumiremos en el cálculo.

4.3.- Módulo de Resiliencia

Dentro del método de diseño de pavimento flexible de la AASHTO el módulo

resiliente reemplaza al CBR, como valor que brinda características de capacidad

de carga a las capas de base y sub base que conforman la estructura de la vía,

su determinación se la realiza mediante el ensayo AASHTO T-294.

Debido a la complejidad del cálculo del Módulo resiliente directamente, se puede

estimar en correlación al CBR (%), siendo las ecuaciones recomendadas para el

cálculo las siguientes:

1. Para materiales de subrasante con CBR menores a 7,20%.

2. Para materiales de subrasante con CBR mayor al 7,20% pero

menores o iguales al 20%.



(AASHTO T-294) Norma AASHTO para la determinación del Módulo Resiliente.

96

3. Para materiales de subrasante con CBR mayor al 20%.

( )

El diseño adopta la primera ecuación recomendad, ya que los valores obtenidos

de CBR pertenecen a dicho rango, el módulo resiliente de diseño de la

subrasante es de 2655, su cálculo se encuentra dentro del Anexo 7.2 siendo

factor importante en la determinación de la estructura de nuestra vía.

Para la determinación del módulo resiliente en el caso de la sub base, base y

concreto asfáltico se utiliza la tercera ecuación ya que los CRB son del 40%,

80% y 266.67% correspondientemente.

Material CBR MR

Sub base 40% 16199,09

Base 80% 19197,65

Concreto Asfáltico 266,67% 24406,03

En zonas geográficas donde se espere tener humedades diferentes en la

subrasante a lo largo del año, se deberá estudiar dichas variaciones en el

módulo resiliente.

4.4.- Selección de CBR de Diseño

El ensayo de CBR mide la resistencia del suelo mediante una probeta de 6

pulgadas de diámetro en la cual penetra de un pistón de 3 pulgadas cuadradas a

una velocidad de 0,05 pulgadas por minuto. La fuerza requerida para que

ingrese el pistón en el suelo es medida en determinados intervalos de tiempo,

esta fuerza es comparada con la necesaria para producir iguales penetraciones

en una muestra patrón.


(MR) Módulo Resiliente.

97

Para el diseño del pavimento flexible es necesario determinar un valor que sea

representativo para todo el trazado.

Para la determinación del CBR de diseño se procedió primero las ordenadas de

manera ascendente los valores de los resultados de CBR obtenidos mediante

ensayo de laboratorio de las diferentes abscisas, para cada CBR se procedió a

calcular el número y porcentaje de valores de CBR que son mayores o iguales

que él, con estos valores procedemos a graficar una curva en la cual el eje de

las abscisas se encuentra el valor de CBR y en el eje de las ordenadas el

porcentaje de valores mayores o iguales. El valor correspondiente al 70% es el

recomendado por el Ministerio de Transporte y Obras Públicas para el diseño de

pavimento flexible.

Los valores de CBR de diseño obtenidos tras los ensayos de laboratorio son los

siguientes:

ABSCISA

CBR

DISEÑO

(95%)

# DE VALORES

IGUALES O

MAYORES

% DE VALORES

IGUALES O

MAYORES

11+000,00 1,50 3 100%

10+000,00 1,80 2 67%

9+000,00 2,50 1 33%

8+000,00 3,50 0 0%



98

De la cual obtenemos la siguiente gráfica:

El valor obtenido correspondiente al CBR de diseño es de 1,77%.

4.5.- Conversión de tránsito en ESAL’s

Dentro del tráfico de una vía existen varias cargas actuantes estos producen

desiguales deformaciones en la estructura vial, a más se debería tener en cuenta

los diferentes espesores y materiales que forman la estructura ya que tienen su

manera singular de reaccionar. La diferencia en cargas produce esfuerzos

diferentes sobre las estructuras teniendo como resultado fallas diversas. Para

representar todo el efecto causado por el tráfico y las diferencias indicadas, el

tránsito es transformado a un número equivalente de ejes que produzcan el

mismo efecto que toda la composición de tráfico.



0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

- 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

SELECCIÓN DE CBR DEDISEÑO

70% DE LOS VALORESDE CBR

99

Fuente: Apuntes Libros y mucho más, Zona Ingeniería.

La carga equivalente recomendada por la AASHTO es de 80 kilo newton o 18

kips, dicha conversión se hace a través de factores equivalentes de carga LEF

(factores equivalentes de carga), los cuales son particulares para cada tipo de

pavimento.

La conversión de tránsito convencional en ESAL’s (carga de ejes simples

equivalentes) fue un concepto desarrollado por la AASHTO, en la cual se

cargaron pavimento similares con diferentes tipos de tráfico para analizar el daño

producido, así se determinó el factor LEF, la cual expresa la perdida de

serviciabilidad causada por las diferentes configuraciones de tráfico y la

producida por la carga equivalente de 80 kilo newton por eje.

Las tablas determinadas por la AASHO de los LEFs, para pavimento flexible de

ejes simples, tándem y trídem para un nivel de serviciabilidad final de 2, se

encuentra en el anexo 7.3 las cuales presenta el libro “Curso de actualización de

diseño estructural de caminos método AASHTO 1993”.


(LEF) Factor Equivalente de Carga.


100

4.6.- Cálculo del número de ejes equivalentes de 18 kips (8,20 Ton.)

El cálculo de ejes equivalentes de 18 kips (W18) se lo determina mediante la

aplicación de la siguiente fórmula:

(

)

En donde:

( )

El cálculo de ejes equivalentes debemos realizarlo para los dos periodos de

diseño, tomando en cuenta que para el primer periodo de diseño el tráfico

actual es el correspondiente al año 2012 y el tráfico futuro el correspondiente

al año 2022, para el caso del segundo periodo de diseño se considerara el

tráfico actual el correspondiente al año 2022 y el tráfico futuro el

correspondiente al año 2032, esta consideración se la toma tanto para el

tráfico completo como para el tráfico considerando solo vehículos pesados.

La siguiente tabla representa los ejes equivalentes de 18 kips para los

periodos de diseño establecido mediante el tipo de tráfico considerado para

cada caso:


101

Tráfico Periodo de diseño I

(2012 - 2022)

Periodo de diseño II

(2022 - 2032)

Completo 329676 490108

Vehículos pesados 317335 472035

Los valores a considerar de ejes simples equivalentes W18 se asumen el mayor

valor obtenido de cada periodo de diseño.

4.7.- Cálculo de distribución por trocha (LD)

En la mayoría de carreteras la distribución de tráfico es de manera equilibrada

para del tráfico en cada dirección, pero en ocasiones este equilibrio se ve

afectado por factores externos los cuales se pueden presentar de manera

extraordinaria.

Existe una la tabla en función de los números de carriles en cada dirección:

NUMERO DE TROCHAS EN

CADA DIRECCIÓN LD

1 1,00

2 0,80-1,00

3 0,60-0,80

4 0,50-0,75


AASHTO 1993.

El proyecto considera en su sección transversal un carril en cada dirección, lo

cual considera que el valor de distribución por trocha asumido será de 1.


102

5.- Propiedades estructurales de los materiales del pavimento

Las características de los materiales a ser empleados en la estructura que

conforma la vía son evaluadas a través de los resultados obtenidos en su ensayo

de laboratorio, siendo factores importantes entre ellos como es el análisis

granulométrico, el índice líquido, índice plástico, ensayo de CBR, su humedad

natural entre otros.

La ecuación por la cual se relaciona el número estructural con los espesores de

las capas que confirman la estructura es la siguiente:

En donde:

Esta ecuación permite tener varias soluciones con diferentes espesores de

capas en cuanto cumpla la igualdad con el número estructural, para la selección

de los espesores de las capas que conforman la estructura de la vía se deberá

tener en cuenta factores que aseguren su buen funcionamiento y durabilidad,

para el diseño de las capas granulares de la estructura se considerarán

espesores mayores a 15 cm.

6.- Coeficiente de Drenaje

El agua tiene una gran efecto sobre los materiales y el pavimento que conforma

la estructura de una vía, por esta razón es de suma importancia el reducir o

eliminar en el menor tiempo el agua de un pavimento.


103

Los problemas que conlleva la presencia de agua dentro de una estructura de

diseño son:

Ablandamiento en la estructura por la saturación en periodos prolongados

de la subrasante.

Erosión sobre el pavimento producido por la acción de agua o tiempos

prolongados expuestos a la misma.

Migración de partículas de suelo a la carretera produciendo problemas de

erosión.

Por el contrario un buen drenaje permitirá elegir espesores de capas más

delgadas ya que mejora la capacidad soportante del suelo.

La AASHTO presenta una tabla en la cual se clasifica la calidad de drenaje

según el tiempo requerido para drenar la capa base hasta un grado de

saturación del 50%, además presenta otro criterio del 85% el cual reduce el

tiempo que se usa constantemente en la selección de la calidad del drenaje.

CALIDAD DE DRENAJE 50% DE SATURACIÓN

EN:

85% DE SATURACIÓN

EN:

Excelente 2 horas 2 horas

Bueno 1 día 2 a 5 horas

Regular 1 semana 5 a 10 horas

Pobre 1 mes más de 10 horas

Muy pobre El agua no drena mucho más de 10 horas


AASHTO 1993.


104

El método AASHTO de diseño de pavimento flexible incorpora un coeficiente de

drenaje en la ecuación de cálculo, ajustados con valores mayores o menores a 1

según sea la forma de actuar del drenaje y el tiempo en que las capas que

forman la estructura están sometidos a humedad, cuando este coeficiente sea

mayor a 1 se podrá diseñar estructuras de menor espesor, si el drenaje presenta

valores menores que 1 y obligatoriamente se deberán diseñar paquetes

estructurales de mayor espesor, estos coeficientes de drenaje para pavimentos

flexibles se obtienen de la siguiente tabla:

Calidad de

drenaje

Porcentaje de tiempo en que el pavimento está

expuesto a niveles de humedad próximos la saturación

<1% 1 - 5% 5 - 25% >25%

Excelente 1,40 - 1,35 1,35 - 1,30 1,30 - 1,20 1,20

Bueno 1,35 - 1,25 1,25 - 1,15 1,15 - 1,00 1,00

Regular 1,25 - 1,15 1,15 - 1,05 1,00 - 0,80 0,80

Pobre 1,15 - 1,05 1,05 - 0,80 0,80 - 0,60 0,60

Muy pobre 1,05 - 0,95 0,95 - 0,75 0,75 - 0,40 0,40


AASHTO 1993.

Existen factores determinantes en la selección correcta de un coeficiente de

drenaje siendo estos:

Un sistema eficiente de drenaje el cual garantice condiciones óptimas en

la vía.

Las condiciones climatológicas de la zona donde se va a emplazar el

proyecto.

El correcto sellado de las capas que conforman la estructura de la vía.


105

Al considerar nuestra vía con una calidad de drenaje excelente pero debido a la

cercanía con afluentes de agua consideraremos que su tiempo exposición está

entre el 5% al 25% a niveles de humedad próximos a la saturación, corresponde

un coeficiente de drenaje para pavimentos flexible igual a 1,25 siendo este

coeficiente a considerar en las capas que conforman la estructura de la vía.

7.- Estructura del Pavimento

Luego de obtener los valores, los números estructurales de las diferentes capas

de materiales que conforman la estructura de la vía se procede a la

determinación de los espesores de cada una de ellas. Ya que todos los

espesores de las capas que conforman la estructura esta relacionadas

directamente en una ecuación existe varias posibles combinaciones de

espesores que pueden satisfacer, para el diseño de los espesores se debe

seguir una serie de parámetros para así obtener un diseño adecuado.

Nuestras capas deben estar sobre los espesores mínimos requeridos para que el

proyecto sea factible y económico, teniendo valores de espesores mínimos

requeridos de espesores de capas de concreto asfáltico y base granular en

función del tráfico presente en la siguiente tabla:

Número de ESAL’s Concreto asfáltico Base granular

Menos de 50000 2,50 cm 10 cm

50000 - 150000 5,00 cm 10 cm

150000 - 500000 6,50 cm 10 cm

500000 - 2000000 7,50 cm 15 cm

2000000 - 7000000 9,00 cm 15 cm

Más de 7000000 10,00 cm 15 cm


AASHTO 1993.



106

La determinación de los espesores mínimos de las capas que conforman la

estructura en función del número estructural se basa en que la capas granulares

deben estar protegidas de tensiones verticales excesivas.

Para determinar el espesor de la capa de concreto asfáltico usamos el módulo

resiliente igual al de la capa granular base debajo de ella y así obtenemos el

número estructural que debe ser absorbido por esta, expresado en la siguiente

fórmula:

( )

En donde:

Al aplicar estos criterios se asegurado el buen funcionamiento de nuestra

estructura vial, mediante la aplicación de las fórmulas indicadas se obtuvieron los

siguientes resultados:

107

Coeficiente Periodo de diseño I

(2012 - 2022)

Periodo de diseño II

(2022 - 2032)

Lado derecho de la Ecuación

W18 329676 490108

Log (W18) 5,518 5,690

Resultado 5,5181 5,6903

Lado izquierdo de la Ecuación

ZR -1,037 -1,037

S0 0,45 0,45

∆PSI 2 2

MR 2655,00 2655,00

SN 3,955 4,193

Resultado 5,5183 5,6905

El cálculo de los números estructurales de las capas y la determinación de los

espesores de capa se encuentran en el Anexo 7.2

8.- Coeficientes estructurales

Los coeficientes estructurales son valores imprescindibles para el cálculo del

espesor de la losa de la capa a la cual corresponden, los coeficientes

estructurales se pueden determinar directamente por medio de tablas teniendo

dicho valor en función del CBR empleado para el diseño.

(SO) Desvío estándar de todas las variables.

(ZR) Abscisa correspondiente a un área igual a la confiabilidad R.

(W18) Ejes equivalentes de 18 kips esperados al final del periodo.



(∆PSI) Pérdida de serviciabilidad.

108

8.1.- Coeficiente estructural de la capa de asfalto

Antes de la creación de la metodología de Marshall los ingenieros tenían gran

dificultan en definir las propiedades de las mezclas asfálticas, ya que el asfalto

varia sus características según la temperatura, desde la creación del método

estés ha servido para determinar el porcentaje óptimo de cemento asfáltico para

una determinada granulometría, el cual a su vez está en función de los valores

de estabilidad y deformabilidad de los pavimentos flexibles.

El criterio de Marshall a adoptar en este proyecto es el indicado en la normativa

del M.T.O.P. el cual indica que el valor a adoptar de Marshall está en función de

la clasificación de tráfico.

La clasificación de tráfico esta función de la intensidad media diaria de vehículos

pesados (IMDP) esperada por el carril de diseño en el momento de poner en

funcionamiento la vía, luego de su construcción o de su rehabilitación. Los

vehículos pesados no comprenden autos, camionetas ni tractores sin remolque.*

TRÁFICO IMDP

Liviano Menos de 50

Medio 50 a 200

Pesado 200 a 1000

Muy Pesado Más de 1000

Fuente: M.T.O.P.-001-F 2002, Especificaciones para la construcción de caminos

y puentes.

El tráfico promedio diario anual de vehículos pesados proyectados para final del

primero y segundo periodo de diseño de la estructura de la vía es de 48 y 71

vehículos pesados respectivamente, a los cuales corresponde una clasificación

de tráfico liviano para el primer periodo de diseño y tráfico medio

correspondiente al segundo periodo de diseño.


(*) MTOP-001-F 2002, Especificaciones para la construcción de caminos y

puentes.

109

TIPO DE TRÁFICO CRITERIOS MARSHALL

(ESTABILIDAD EN lb.)

MUY

PESADO

MÍNIMO 2200

MÁXIMO ----

PESADO MÍNIMO 1800

MÁXIMO ----

MEDIO MÍNIMO 1200

MÁXIMO ----

LIVIANO MÍNIMO 1000

MÁXIMO 2400

Fuente: M.T.O.P.-001-F 2002, Especificaciones para la construcción de caminos

y puentes.

El coeficiente estructural de la capa de asfalto la determinamos teniendo en

cuenta que la estabilidad de Marshall asumida para el cálculo es de 1800 libras,

el cual se considerara para los dos periodos de diseño ya que se encuentra

dentro de los límites del tráfico liviano y medio correspondientes a los periodos

de diseño.


110

La estabilidad de Marshall asumida de 1800 libras corresponde un coeficiente

estructural de capa de asfalto igual a 0,42.

6900620055004800

4100

3450

3100

2760

2760

2070

1720

1030

6901

1.5

2

2.5

3

4

4.5

5

6

78910

100

125

150

175

200

300

400

400lb

1.8kN

2.7kN

600lb

800lb

3.8kN

4.4kN

1000lb

1200lb

5.3kN

1400lb

6.2kN

1600lb

7.1kN

1800lb

8.0kN

2000lb

8.9kN

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

co

eficie

nte

estr

uctu

ral d

e c

apa

a1

esta

bilid

ad

de

Mars

ha

ll

cohesió

n a

140 °

Módulo

resilente

MPa10^5 psi

0.42

111

8.2- Coeficiente estructural de la capa base

El abaco de base granular para la obtencion de la estructura de la capa granular

relaciona esta con los distintos parametros resisitente.

El valor de CBR asumido para el cálculo en la capa de base es del 80% al cual

corresponde en el ábaco un valor igual a 0,13 del coeficiente estructural de la

capa base.

8.3.- Coeficiente estructural de la capa sub base

El abaco de sub base granular para la obtención de la estructura de la capa

granular relaciona esta con los distintos parámetros resisitente.


112

9.- Materiales que componen la estructura del Pavimento

El cemento asfáltico o también llamado asfalto usado en pavimentos, es de color

negro, teniendo variación de consistencia según su temperatura, ya que se

presenta en estado semisólido a temperaturas ambiente y cuando es calentado

se vuelve viscoso y pegajoso lo cual permite que se adhiera fácilmente a las

partículas que conforman el pavimento asfáltico. El asfalto usado en pavimentos

presente cualidades impermeables a mas que no es afectado por los ácidos, los

alcalinos o las sales, esto brinda cualidades impermeables y resistentes a la

afección por daños químicos.

El tipo y grado del material asfáltico que deberá emplearse en la mezcla estará

determinado en el contrato y será mayormente cemento asfáltico con un grado

de penetración entre el 60 - 70. En caso de vías que serán sometidas a un tráfico

liviano o medio se permitirá el empleo de cemento asfáltico 85 – 100. Para vías o

carriles especiales donde se espere el paso de un tráfico muy pesado, se

admitirá el empleo de cementos asfálticos mejorados.*


puentes.

113

Los agregados que se emplearán en el hormigón asfáltico en planta podrán estar

constituidos por roca o grava triturada total o parcialmente, materiales

fragmentados naturalmente, arenas y relleno mineral. Los agregados estarán

compuestos en todos los casos por fragmentos limpios, sólidos y resistentes, de

uniformidad razonable, exentos de polvo, arcilla u otras materias extrañas.*

Las mezclas asfálticas a emplearse en capas de rodadura para vías de tráfico pesado

y muy pesado deberán cumplir que la relación entre el porcentaje en peso del

agregado pasante del tamiz INEN 75 micrones y el contenido de asfalto en

porcentaje en peso del total de la mezcla (relación filler / betún), sea mayor o igual a

0,80 y nunca superior a 1,20.*

Estructura de la vía en el primer periodo de diseño (2012 – 2022):


puentes.

114

Estructura de la vía en el segundo periodo de diseño (2022 – 2032):

Para el segundo se deberá levantar la capa de concreto asfáltico diseñado en el

primer periodo y ser remplazado por el indicado en la nueva estructura de la vía.

9.1.- Concreto Asfáltico

El concreto asfáltico es el resultado de la mezcla de agregados y cemento

asfáltico siendo este el que llena los espacios vacíos dejando por los agregados.

La ventaja del concreto asfáltico es su flexibilidad manteniendo la cohesión entre

los materiales. Debido a que el concreto asfáltico es semi-sólido a temperaturas

altas, tiene mayor importancia la elección de los agregados según su calidad y

granulometría.

La cantidad de cemento asfáltico debe ser la adecuada dentro de la mezcla de

concreto asfáltico para llevar los espacios vacíos dejados por los agregados.

La AASHTO presenta una gráfica de granulometría de agregados siendo la

siguiente:


115


AASHTO 1993.

Se puede seguir granulometrías de agregados para el concreto asfáltico por

encima o por debajo de la línea de máxima densidad, lo que no es admisible es

tener granulometrías que crucen esta línea, ya que se obtendrían mezclas muy

deformables y de baja durabilidad.

Algunas de las funciones de la capa de concreto asfáltico dentro de la estructura

de vía son las siguientes:

Prevenir el ingreso de agua a las capas granulares que conforman la

estructura de la vía.

Asegurar la adherencia de la capa asfáltica con la capa granular.

Brindar una superficie económica y durable por la cual puede transitar

tráfico mediano y bajo en cuanto a volumen.


116

9.2.- Capa de Base

Los factores de diseño de una base para la mezcla de agregados son la

resistencia, módulo resiliente y requerimientos de permeabilidad.

La resistencia está relacionada con el ángulo de fricción interna y la estabilidad,

mientras mayor sea el contacto entre partículas tendremos mayor resistencia al

corte.

La capa base es de gran importancia dentro de la estructura de la vía ya que

esta soporta la mayor parte de los esfuerzos provocados por los vehículos, en su

tendido y colocación se deberá tener especial cuidado en obtener un grado de

compactación óptimo que no permita su deformación, a más de la compactación

se deberá tener cuidado con la presencia de materia inerte mezclado con el

material.

La normativa del M.T.O.P. en sus especificaciones generales para la

construcción de caminos y puentes M.O.P.-001-F 2002 indica que la clase y tipo

de base que deba utilizarse en la obra estará especificada en los documentos

contractuales. En todo caso, el límite líquido de la fracción que pase el tamiz Nº

40 deberá ser menor de 25 y el índice de plasticidad menor de 6. El porcentaje

de desgaste por abrasión de los agregados será menor del 40% y el valor de

soporte de CBR deberá ser igual o mayor al 80%.*

El valor consideración de diseño CBR de nuestra carretera es del 80% valor que

cumple con la normativa que rige en el país.

Los agregados serán elementos limpios, sólidos y resistentes, exentos de polvo,

suciedad, arcilla u otras materias extrañas.*




puentes.

117

9.3.- Capa de Sub Base

La capa de sub-base se selecciona tomando en cuenta los parámetros de

resistencia, módulo resiliente y requerimientos de permeabilidad de los

agregados.

Al igual que en la base la normativa del M.T.O.P. en sus especificaciones

generales para la construcción de caminos y puentes M.O.P.-001-F 2002

establece que: La clase de sub-base que deba utilizarse en la obra estará

especificada en los documentos contractuales. De todos modos, los agregados

que se empleen deberán tener un coeficiente de desgaste máximo de 50%, de

acuerdo con el ensayo de abrasión de los Ángeles y la porción que pase el tamiz

Nº 40 deberá tener un índice de plasticidad menor que 6 y un límite líquido

máximo de 25. La capacidad de soporte corresponderá a un CBR igual o mayor

del 30%.*

El valor consideración de diseño CBR de nuestra carretera es del 40% valor que

cumple con la normativa que rige en el país.




puentes.

118

CAPÍTULO VIII

DRENAJE

1.- Estudio Hidrológico

1.1.- Introducción

El presente estudio está enfocado a realizar un estudio hidrológico de la zona de

la vía “Ingreso a Shiña”, y proporcionar un diseño eficiente para evacuar el agua

que se produzca de las áreas de aportación siendo esta un peligro para la

estructura de nuestra vía.

El diseño propuesto contempla las estructuras de captación, conducción y

evacuación del agua superficial producto de las precipitaciones pluviales que se

originan en la zona donde se emplazara la vía, en las áreas que aportan a esta y

de los cursos naturales que la atraviesan, para el cálculo hidráulico se utilizó el

software SOLVER. El sistema hidrológico que contempla este diseño está

conformado por una de las subcuencas hidrográficas más altas como es la del

río León, esta recorre todo el Cantón Nabón.

1.2.- Objetivos generales

El objetivo general de este estudio es garantiza la durabilidad de la vía mediante

el diseño y la construcción de estructuras de captación, conducción y

evacuaciones de aguas óptimos, lo opuesto provocaría que la misma se

afectada rápidamente por el desgaste producido por el agua, por lo que se

justifica plenamente un enfoque minucioso en la evaluación y diseño de las

estructuras que son parte de este estudio.

1.3.- Objetivos específicos

Diseñar estructuras hidráulicas que no produzcan alteraciones

significativas dentro del delicado equilibrio ecológico natural.

119

Implementar las estructuras hidráulicas de dimensiones óptimas y

ubicándolas en las zonas donde estas sean más eficientes, de esta forma

disminuyendo su gasto de mantenimiento y el deterioro acelerado de las

mismas.

2.- Drenaje Superficial

Al realiza el diseño geométrico de un vía, el mismo, normalmente se interpone

en el movimiento natural del escurrimiento de las aguas en la zona a emplazar el

proyecto, por lo cual es necesario resguardar las condiciones óptimas de nuestra

vía.

Al llover las aguas superficiales son evacuados mediante obras de drenaje

superficial, siendo parte muy importante al momento de proteger nuestra

carretera de la influencia negativa del agua, en el momento que se desarrolló el

levantamiento topográfico también se ubicó los pozos de alcantarillado

existentes, los cuales servirán de base del presente diseño.

En sistema de drenaje en una vía tiene cuatro funciones principales siendo

estas:

Evacuar rápidamente el agua lluvia que cae sobre nuestra vía o que llega

a ella proveniente de su área de aportación determinada.

Controlar el nivel freático de la vía, evitando así la saturación de los

materiales que conforman la estructura de la vía.

Conducir de manera segura el agua que ha sido captada.

Al no existir o la ineficiencia de obras de drenaje el agua afectaría a la

inestabilidad de terraplenes, erosión de taludes que producirían deslizamientos y

asentamientos en la carretera.

120

Al presentar una vía un buen drenaje esta brindará mayor calidad en el servicio,

reduciendo la posibilidad de accidentes y garantizando la capacidad de la vía en

todo momento.

3.- Estación meteorológica

El principal objetivo de las estaciones meteorológicas, es la de determinar los

valores máximos de las intensidades de las precipitaciones, con el fin de

encontrar valores de las constantes de fórmula utilizadas, a sabiendas que cada

zona tiene distinto comportamiento meteorológico, por tal motivo es necesario

utilizar información de la estación meteorológica más cercana al proyecto.

La intensidad de precipitación pluvial se fundamenta en el principio de que la

profundidad de agua observada en un lapso de tiempo cualquiera, es la medida

de la cantidad de lluvia producida por una tempestad, despreciándose las

perdidas. Con el objeto de medir la altura de la lámina de agua.

La estación meteorológica mas cerca de la zona del proyecto es la ubicada en el

aeropuerto Simón Bolívar de la ciudad de Cuenca, la cual presenta la siguiente

información:

INTENSIDAD

PERIODO DE

RETORNO

(años)

PERIODO DE LLUVIA COMPRENDIDO

ENTRE

5 a 60 (minutos) 60 a 1440 (minutos)

A B C A B C

2 342,83 0,64 3,10 2521,50 1,00 45,00

3 366,29 0,62 3,00 3205,50 1,01 45,00

5 399,11 0,60 3,00 3985,00 1,03 45,00

10 436,25 0,58 2,90 5113,20 1,04 46,00

20 477,58 0,57 2,90 6264,10 1,05 47,00

50 531,84 0,06 2,90 7797,40 1,07 48,00

100 566,15 0,55 2,80 8854,00 1,07 48,00

Fuente: Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología (INAMHI)

121

Para las características de la vía en estudio se adopta un periodo de retorno de

10 años, y la duración de la lluvia 10 minutos, siendo los valores de A, B, y C los

resaltados en la tabla.

4.- Diseño de cunetas

La cuneta se define como la obra longitudinal situada junto a los extremos de la

carretera, cuyo objetivo es recibir y canalizar las aguas pluviales que proviene de

la vía y de las escorrentías superficiales de los terrenos adyacentes.

Las cunetas pueden construirse de diferente manera esto guardando relación

directa con la velocidad de circulación, si la velocidad de flujo fuese superior a la

admisible tomando como valor referencial 4,50 metros por segundos se

produciría arrastre y desgaste en la misma, teniendo que usar revestimientos en

las paredes de nuestra cuneta.

Las cunetas se localizan entre el espaldón de la vía y el pie de talud de corte,

estas pueden ser de diferente forma su sección transversal, siendo las

triangulares ya que presentan mayor facilidad en su construcción y limpieza.


122

4.1.- Cunetas Longitudinales

Las cunetas longitudinales son obras de defensa, cuya ubicación por lo general

se la realiza en los extremos de la vía.

Para el diseño de la cuneta en base de la velocidad de flujo y la escorrentía a

recibir procedemos al diseño de la sección transversal, área hidráulica requerida,

pendiente que suele coincidir con la de la vía y su longitud.

Para el cálculo del caudal o capacidad hidráulica de la cuneta se la calcula

mediante la aplicación de la siguiente fórmula:

En donde:

Q: Es la capacidad hidráulica de la cuneta, expresada en metros cúbicos por

segundo.

Ac: Área efectiva de la Cuneta, expresada en metros cuadrados.

V: Velocidad del agua, expresada en metros por segundo.

La velocidad a la que circula el agua se determina mediante la ecuación de

Manning:

En donde:

J: Pendiente longitudinal de la vía (variable según diseño de la vía).

n: Coeficiente de rugosidad, es un valor que está en función del tipo de material

de la estructura a utilizarse, adoptando n = 0,014 para hormigón.

R: Radio hidráulico, que es la relación entre el área efectiva (A) y el perímetro

mojado (P).

123

El radio hidráulico se calcula mediante la siguiente fórmula:

En donde:

R: Radio hidráulico, expresado en metros.

A: Área efectiva, expresada en metros cuadrados.

P: Perímetro mojado, expresado en metros.

Evaluamos la capacidad de la cuneta siendo la pendiente de esta igual a la de la

vía teniendo como valor mínimo de 5%.

Para determinar la distancia mínima entre atarjeas, igualamos la ecuación

racional con la de continuidad, representa en la siguiente fórmula:

En donde:

Q: Caudal máximo probable de la cuenca, expresada en litros por segundo.

C: Coeficiente de escurrimiento.

I: Intensidad de la lluvia, expresado en milímetros por hora.

A: Área de aporte de la cuenca, expresado en hectáreas.

Con las consideraciones realizadas, que el periodo de retorno es de 10 años, el

tiempo de duración de la lluvia es 10 minutos y el coeficiente de escorrentía 0,70

(para pavimento flexible).

El área de aporte de la cuenca es un factor primordial dentro del diseño de

drenaje del proyecto, esta se calcula mediante la siguiente ecuación:

124

En donde:

A: Área de aporte a la cuneta, expresado en metros cuadrados.

B: Ancho de la vía para considerar el bombeo si divide el área de aporte,

expresada en metros.

L: Longitud mínima entre atarjea, expresada en metros.

La sección transversal de la cuneta es la que se presenta a continuación:

El cálculo de las cunetas diseñadas para este proyecto se encuentra dentro del

Anexo 8.1 en la que se presentan sus detalles.

5.-Alcantarillas

Dentro del diseño de las alcantarillas existen dos factores determinantes al

momento de definir su sección, estas son las características de la cuenca

hidráulica y el diseño de la carretera a la que prestará el servicio.

Las alcantarillas son conductos cerrados, de forma diversa, que se instalan o

construyen transversales y por debajo del nivel de subrasante de una carretera,

con el objeto de conducir, hacia cauces naturales, el agua de lluvia proveniente

de pequeñas cuencas hidrográficas, arroyos o esteros, canales de riego, cunetas

y/o del escurrimiento superficial de la carretera.*


125

Los elementos constitutivos de una alcantarilla son: el ducto, los cabezales, los

muros de ala en la entrada y salida, y otros dispositivos que permitan mejorar las

condiciones del escurrimiento y eviten la erosión regresiva debajo de la

estructura.*


Para el diseño de las alcantarillas se debe seguir una metodología de cálculo

descrita a continuación.

5.1.- Información Existente

Para realizar un diseño apropiado es conveniente reunir la mayor cantidad de

información necesaria correspondiente a la zona geográfica de emplazamiento

del proyecto, se puede recopilar datos necesarios para este diseño al realizar

126

entrevistas con la gente propia del lugar, realizar recorridos terrestres, revisar

fuentes de información como diarios, estudios realizados con anterioridad de la

zona o instituciones encargadas de los recursos hídricos si los existe.

La información necesaria para realizar el diseño es:

Información sobre las obras de drenaje existentes en la vía.

Planos y cartografía del lugar, en el cual se pueda conseguir información

necesaria como áreas de aportación, longitud de cause.

5.2.- Parámetros de Diseño y Metodología de Cálculo

El análisis hidráulico de una estructura de drenaje se basa en la aplicación de los

principios básicos de la hidráulica y en sus ecuaciones fundamentales de

continuidad, energía y cantidad de movimiento. Estos principios y ecuaciones

son igualmente válidos en conducciones forzadas o a superficie libre; sin

embargo, en este último caso, es necesario considerar, además, las condiciones

inherentes al flujo, debido a que el tirante de la sección tiene la libertad de variar

su magnitud de acuerdo con las características geométricas é hidráulicas a lo

largo de la conducción.*

Al realizar el diseño del alcantarillado se debe tomar en cuenta si esta trabaja

con su sección transversal totalmente llena o parcialmente llena, ya que si

trabaja parcialmente llena se la clasifica como canales teniendo características

de la misma.

Con la información existente del proyecto en relación a la hidrología de la zona

se puede obtener la capacidad hidráulica de la zona, la capacidad de infiltración

del suelo, el área y caudal máximo de aportación a ser drenado por cada

estructura.


127

Un método adecuado y ampliamente utilizado para estimar el caudal máximo en

cuencas pequeñas, que no excedan a 400 Ha, es el denominado “Método

Racional” que permite determinar el caudal en función de los datos de

precipitación pluvial en el lugar, del área de la cuenca, de la topografía y del tipo

de suelo.*

El cálculo del caudal máximo probable de la cuenca por el método racional se lo

determina mediante la siguiente ecuación:

En donde:

Q: Caudal máximo probable de la cuenca, expresado en metros por segundo.

C: Coeficiente de escurrimiento.

I: Intensidad de la lluvia, expresado en milímetros por hora.

A: Área de aporte de la cuenca, expresada en hectáreas.

5.3.- Coeficiente de Escorrentía

El coeficiente de escorrentía presenta la relación que existe entre la lluvia total

que cae sobre una área determinada ya la que escurre a través de la misma, su

valor depende de determinados factores y condiciones natural siendo estas:

cantidad y tipo de vegetación existente, pendiente longitudinal de la vía y

permeabilidad del suelo, los valores correspondientes al coeficiente de

escorrentía en relación a los factores indicados se presentan en la siguiente

tabla:


128

COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA C

COBERTURA

VEGETAL

PENDIENTE DEL TERRENO

TIPO SUELO PRON. ALTA MEDIA SUAVE DESPRE.

< 50 % > 50 % > 20 % > 5 % > 1 %

SIN

VEGETACIÓN

IMPERMEABLE 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6

SEMIPERMEABLE 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5

PERMEABLE 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3

CULTIVOS

IMPERMEABLE 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5

SEMIPERMEABLE 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4

PERMEABLE 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2

PASTOS

VEGETACIÓN

LIGERA

IMPERMEABLE 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45

SEMIPERMEABLE 0,55 0,5 0,45 0,4 0,35

PERMEABLE 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15

HIERBA,

GRAMA

IMPERMEABLE 0,6 0,55 0,5 0,45 0,4

SEMIPERMEABLE 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3

PERMEABLE 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1

BOSQUE

DENSA

VEGETACIÓN

IMPERMEABLE 0,55 0,5 0,45 0,4 0,35

SEMIPERMEABLE 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25

PERMEABLE 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05

Por los datos obtenidos en el Plan estratégico de desarrollo local del cantón

Nabón 2010, se indica que el centro cantonal de Shiña lugar donde se

emplazara el proyecto se encuentra sobre los 2600 metros sobre el nivel del

mar, presentando una zona escarpada con pendiente hasta del 50%, teniendo su

suelo cubierto de pastos con vegetación ligera presentando condiciones

permeables, a dichas condiciones corresponde un coeficiente de 0,30 de

escorrentías.

5.4.- Intensidad de la lluvia

El valor de la intensidad de lluvia está relacionado con el tiempo de duración de

la misma y su valor medio, estos datos se pueden obtener directamente de una

estación de medición del sector o realizando una extrapolación de los datos

obtenidos de la estación más cercana al proyecto, perteneciendo esta estación a

una zona aledaña al proyecto.

129

La intensidad se calcula a través de la siguiente fórmula:

( )

En donde:

I: Intensidad de lluvia, expresado en milímetros.

Tc: Tiempo de concentración, expresado en minutos.

A: Factor obtenido en la tabla presentada por el INAMHI.

B: Factor obtenido en la tabla presentada por el INAMHI.

C: Factor obtenido en la tabla presentada por el INAMHI.

5.5.- Tiempo de concentración

El Tiempo de Concentración, es el periodo requerido para que fluya el agua

desde el punto más remoto del área tributaria al punto de diseño, el cálculo se lo

realiza mediante la siguiente ecuación:

Tc =0,1637*A + 8,68

En donde:

Tc: Tiempo de concentración, expresado en minutos.

A: Área de aporte de la Cuenca, expresado en hectáreas.

5.6.- Área de aporte de la cuenca

El área de aporte es la superficie con la cual se diseña un determinado pozo de

alcantarillado, esta depende de la topografía de la zona y de las obras existentes

en el lugar, las áreas de aporte se puede determinar de las siguientes fuentes:

(INAMHI) Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología.

130

Cartografía digital de la zona.

Levantamiento de planos topográficos.

Observaciones en el terreno.

Hojas topográficas del I.G.M.

En el Anexo 8.3 se puede advertir las áreas de aporte y la ubicación de las

atarjeas.

5.7.- Determinación de la sección de la alcantarilla

Luego de obtener el máximo caudal probable, procedemos al cálculo de la

capacidad de los elementos de drenaje, midiéndose en términos del gasto

hidráulico y puede ser determinado por la ecuación de continuidad:

Q = A * V

En donde:

Q: Es la capacidad hidráulica de la alcantarilla en un lugar específico deberá ser

igual o mayor que el máximo caudal probable para este sitio, expresado en

metros cúbicos por segundo.

A: Área efectiva de la alcantarilla, expresada en metros cuadrados.

V: Velocidad del agua, expresada en metros por segundo.

La velocidad del agua se determina aplicando la ecuación de Manning:


131

En donde:

R: Radio hidráulico, que es la relación entre el área efectiva (A) y el perímetro

mojado (P), expresados en metros.

J: Pendiente longitudinal de la vía (variable según diseño de la vía).

n: Coeficiente de rugosidad, es un valor que está en función del tipo de material

de la estructura a utilizarse, adoptando n = 0,012 para tubería de Hormigón.

En zonas de terrenos erosionables, para la determinación de las dimensiones del

ducto, debe tomarse en cuenta el arrastre de materiales sólidos que puede

transportar la corriente y evitar que este material se acumulen en la entrada de la

alcantarilla y terminen por taponarla.*

Considerando la recomendación realizada por el M.T.O.P. en su libro “Normas

de Diseño Geométrico de Carreteras” se asumió un diámetro de 1200

milímetros.

En el Anexo 8.2 se detalla el cálculo de las atajeas diseñadas para este

proyecto.


132

CAPÍTULO IX

PRESUPUESTO

1.- Introducción

El presupuesto es el plan financiero estimado para un proyecto, para el cual se

requiere administrar fondos, en este documento debe incluir los gastos en los

que se prevé para la ejecución de la obra en base de los diseños establecidos.

2.- Presupuesto

El presupuesto es el conjunto de todas las actividades o rubros a realizar dentro

de un proyecto, las cuales han sido estimadas en función de los diseños

elaborados tomando en cuenta todos los materiales, la mano de obra y el tiempo

requerido para la elaboración de una unidad de los mismos, a cada rubro se le

ha fijado un precio el cual está en función de la zona en donde se va a emplazar

el proyecto.

Para el cálculo del presupuesto se empleó el software InterPro el cual es un

programa que brinda apoyo en la elaboración del mismo. Dentro del análisis de

precios unitarios se consideró el costo de los materiales y la mano de obra

vigente a la fecha de elaboración del presupuesto, al costo directo de cada rubro

se lo añadió el 20% de indirectos, valor que cubrirá los gastos adicionales que

deberán considerarse al ejecutar la obra. Previo a la construcción de la obra se

deberá actualizar el presupuesto a la fecha que indica la legislación nacional a

través del Instituto Nacional de Contratación Pública.

En el anexo 9.1 se encuentra el cálculo de cada uno de los rubros considerados

en la elaboración del presupuesto.

El presupuesto calculado para la ejecución de la obra “Mejoramiento del diseño

vial y diseño de pavimento flexible para la vía de ingreso a Shiña comprendido

entre las abscisas 7+600,00 hasta la 11+55,88”es el siguiente:

133

RUBRO No. DESCRIPCION Unidad Cantidad P.Unitario P.Total

001 MOVIMIENTO DE TIERRAS

1.001 Desbroce y limpieza del terreno m2 14.856,45 2,08 30.901,42

1.002 Replanteo y nivelación de Vías ml 3.966,88 1,01 4.006,55

1.003 Excavación mecánica en via m3 35.537,14 2,47 87.776,74

1.004 Cargado de volquetas a máquina (cargadora frontal) m3 33.174,69 1,70 56.396,97

1.005 Desalojo de material hasta 5 km m3 33.174,69 1,98 65.685,89

1.006 Sobreacarreo de materiales para desalojo m3/km 153.113,94 0,25 38.278,49

1.007 Limpieza de derrumbes m3 759,18 1,78 1.351,34

2 ESTRUCTURA DE LA VIA

2.001 Subrasante, conformación y compactación con equipo pesado m2 23.801,28 2,63 62.597,37

2.002

Sub base, subministro, conformación y compactación con equipo

pesado m2 8.463,73 22,68 191.957,40

2.003 Base, conformación y compactación con equipo pesado m2 3.094,17 28,41 87.905,37

2.004 Pedraplén, tendido conformación y compactació m3 745,18 27,26 20.313,61

2.005 Liga asfáltica m2 23.801,18 0,77 18.326,91

2.006 Carpeta asfaltica 03" m2 23.801,28 11,16 265.622,28

3 SISTEMA DE DRENAJE

3.001 Excavación manual en suelo sin clasif icar, 0<H<2 m m3 645,54 5,44 3.511,74

3.002 Excavación manual en suelo sin clasif icar, 2<H<4 m m3 327,27 7,62 2.493,80

3.003 Excavación manual en suelo conglomerado, 0<H<2 m m3 458,17 8,19 3.752,41

3.004 Excavación manual en suelo conglomerado, 2<H<4 m m3 196,36 9,80 1.924,33

3.005

Excavación retroexcavadora, zanja 0-2 m, material sin clasif icar,

cuchara 40 cm m3 2.618,14 3,02 7.906,78

3.006

Excavación retroexcavadora, zanja 2-4 m, material sin clasif icar,

cuchara 40 cm m3 1.309,07 3,32 4.346,11

3.007

Excavación retroexcavadora, zanja 0-2 m, material

conglomerado, cuchara 40 cm m3 1.832,71 4,56 8.357,16

3.008

Excavación retroexcavadora, zanja 2-4 m, material

conglomerado, cuchara 40 cm m3 785,44 5,07 3.982,18

3.009

Provision y colocacion de tuberia de H.A. D= 47" - 1200mm Clase

II ml 121,00 370,26 44.801,46

3.010 Encamado con arena para tuberia alcantarillado m3 6.545,35 2,77 18.130,62

3.011

Pozo de revisión h = 1.5 a 2 m, incluye encofrado metálico,

excluye tapa, cerco y/o brocal u 5,00 241,18 1.205,90

3.012

Pozo de revisión h = 2 a 2.5 m, incluye encofrado metálico,

excluye tapa, cerco y/o brocal u 3,00 285,80 857,40

3.013

Pozo de revisión h = 2.5 a 3 m, incluye encofrado metálico,

excluye tapa, cerco y/o brocal u 3,00 307,44 922,32

3.014 Hormigón ciclópeo (50% H.S. y 50% piedra) fć = 210 kg/cm2 m3 16,85 84,30 1.420,46

3.015 HºSº fć=210 kg/cm² (en concretera) m3 17,89 105,69 1.890,79

3.016 HºSº fć=210 kg/cm² (para cunetas incluye encofrado) m3 952,05 125,74 119.710,77

3.017 Replantillo de piedra e = 15 cm m2 24,15 7,28 175,81

4 SEÑALIZACION

4.001 Señalización vertical u 78,00 100,09 7.807,02

4.002

Pintura para señalización de tráfico, manual, franja de hasta

15cm ml 15.074,14 1,37 20.651,57

4.003 Tachas u 8.727,00 4,35 37.962,45

4.004 Delineadores verticales 100 cm (reflectivo) u 1.047,00 22,44 23.494,68

4.005 Guardacaminos tipo doble viga metalica ml 1.358,47 99,39 135.018,33

5 MITIGACION IMPACTOS AMBIENTALES

5.001 Señalización con cinta ml 5.950,32 0,23 1.368,57

5.002 Valla de advertencia de obras y desvío u 34,00 19,06 648,04

5.003 Pasos peatonales de tabla u 22,00 105,89 2.329,58

5.004 Cobertura de plástico (5 usos) m2 5.478,00 0,20 1.095,60

5.005 Parante con base de hormigón (20 usos) u 814,00 5,75 4.680,50

PRESUPUESTO

TABLA DE DESCRIPCIÓN DE RUBROS, UNIDADES, CANTIDADES Y PRECIOS

134

5.006

Malla plástica de seguridad K0001, suministro e instalación, 5

usos ml 875,14 0,38 332,55

5.007 Comunicados radiales u 25,00 420,00 10.500,00

5.008 Control de povlo m3 3.454,00 5,25 18.133,50

5.009 Afiches (27 cm x 15 cm) u 5.000,00 0,46 2.300,00

1.422.832,76

NOTA: ESTOS PRECIOS NO INCLUYEN IVA.

PRECIO TOTAL DE LA OFERTA (DE LOS RUBROS OFERTADOS):

Cuenca, Abril de 2013

UNO MILLONES CUATROCIENTOS VEINTE Y DOS MIL OCHOCIENTOS TREINTA Y DOS CON 76/100 DÓLARES MAS

IVA

SUBTOTAL

135

CAPÍTULO X

IMPACTO AMBIENTAL

1.- Estudio de Impacto Ambiental

1.1.- Introducción

En el cantón Nabón al igual que en todo el territorio nacional para desarrollar

actividades de construcción es necesario el desarrollo de un estudio de posibles

impactos al ambiente, mismo que se ha desarrollado en la zona intervenida y

aledañas siendo analizado el medio abiótico, medio biótico incluyendo la

población (entorno económico y social); en éste capítulo se describe el estudio

ambiental para el mejoramiento del diseño vial y diseño de pavimento flexible

para la vía de ingreso a Shiña.

En el estudio de Impactos Ambientales que he desarrollado se han evidenciado

los posibles impactos ambientales que podrían hacerse presentes al momento

que se desarrolle el proyecto constructivo de la vía. Además como resultado del

mismo estudio se establecen los requisitos, obligaciones y condiciones que el

constructor del proyecto debe cumplir para prevenir, mitigar o remediar los

efectos indeseables que el proyecto pueda causar al ambiente.

1.2.- Objetivo general

El objetivo general del presente estudio pretende identificar los impactos

ambientales que se generen por la construcción, funcionamiento y abandono del

proyecto, los mismos que serán sometidos a un sistema de calificación y

valoración, resultado que conducirá a la formulación de un Plan de Manejo

Ambiental, que permita prevenir, mitigar, corregir, controlar y compensar los

impactos negativos.

136

1.3.- Objetivos específicos

Determinar cualitativa y cuantitativamente los potenciales impactos

ambientales causados durante construcción, funcionamiento y abandono

del mediante una verificación sistemática.

Verificar el cumplimiento de leyes, Ordenanzas y demás disposiciones

legales ambientales vigentes, a escala nacional y local.

Elaborar el Plan de Manejo Ambiental, para cuantificar los impactos

positivos y minimizar y/o eliminar los potenciales impactos ambientales

negativos producidos y esperados, con la finalidad de dar cumplimiento

con las leyes, normas, reglamentos y ordenanzas ambientales vigentes.

Establecer indicadores cuantitativos que permitan la correcta

implementación del Plan de mitigación y del seguimiento respectivo.

1.4.- Legislación ambiental aplicable al proyecto

De acuerdo a las regulaciones y normativa legal vigente en el país, es obligación

del Ministerio del Ambiente y del Gobierno Provincial del Azuay por medio de la

Dirección Ambiental, vigilar por el cumplimiento de las leyes y sus respectivos

reglamentos; así como las ordenanzas locales pertinentes.

En función de las normas legales establecidas se debe considerar la siguiente

legislación que permite establecer el marco legal para la construcción de

proyecto:

Constitución Política del Ecuador

Título I, Capítulo II, artículo 23, literales 6,7, 20.

Capítulo IV, sección 4ª, artículo 42.

Legislación Ambiental Secundaria

Libro VI, Título I, capítulo III, artículos 15, 16 y 17; libro VI, anexo 4.

137

Libro VI, Anexo 5.

Ordenanza de creación de la Dirección de Gestión Ambiental del

Gobierno Provincial del Azuay.

Ordenanza que regula el funcionamiento del Subsistema de Evaluación

de Impactos Ambientales en la Provincia del Azuay.

El marco legal descrito abarca todos los aspectos a ser considerados dentro de

un estudio de Impacto Ambiental, el proyecto a ser desarrollado se emplaza en

un sector muy puntual de la vía sin embargo se ven afectados toda la población

del cantón Nabón.

2.- Alcance

El sitio del proyecto a desarrollarse es la vía de ingreso a Shiña, misma

que está ubicada en Kilómetro 27+500,00 de la Vía Cuenca - Loja,

localizada dentro del cantón Nabón al sureste de la provincia del Azuay.

La longitud total del diseño de la vía es de aproximadamente 11+556,88 Km con

las siguientes coordenadas:

VÍA CUENCA-LOJA

(Km 27+500) SHIÑA

ESTE 717926,287 719578,377

NORTE 9643795,719 9636938,468

ELEVACIÓN 3327,025 m.s.n.m. 278,64 m.s.n.m.

2.1.- Área de influencia directa (AID)

El Área de Influencia Directa (AID), se suscribe a toda la longitud del proyecto

con una ampliación de 150 metros, a cada lado de la vía, que corresponde a

intervención directa. Es importante destacar su cercanía a la comunidad de

138

Shiña que posee escuela, iglesia y mercado dentro de su centro poblado.

Las zonas cercanas a la vía y ubicadas entre distancias de 50 metros a cada

lado del eje vial antes indicado, serán las que en mayor grado estarán

afectadas por el pavimento y posterior operación de la carretera.

Contaminantes como el ruido, polvo, gases, materiales de desbroce, desalojo

y acumulación de materiales no utilizados, son impactos que se producirán

en las zonas cercanas a la vía.

2.2.- Área de influencia indirecta (AII)

El Área de Influencia Indirecta, de la Construcción, operación y mantenimiento

de la vía en proyecto, corresponde a toda el área del cantón de Nabón con una

superficie de 63.328,18 Hectáreas.

El cantón Nabón está conformado por cuatro parroquias:

Nabón (Cabecera Cantonal)

Cochapata

Las Nieves

El Progreso

La parroquia Nabón abarca a su vez el territorio indígena integrado por cuatro

comunas jurídicas entre ellas Shiña, Chunazana, Morasloma y Puca.

3.- Caracterización del medio físico

3.1.- Climatología

Las condiciones climáticas de temperatura pluviosidad e hidrografía se

encuentra detalladas en el capítulo I.

139

3.2.- Suelo

En Shiña el suelo es un factor limitante de las actividades agrícolas e industriales

ya que su topografía presenta pendientes pronunciadas, su suelo es muy

susceptible a la erosión, a mas que gran parte del cantón está cubierto por

páramos que se asientan sobre un suelo frágil con una capa arable ínfima y con

características de retenedor de agua pero con fáciles posibilidades de

compactación.

3.3.- Sismología

Según el estudio del Proyecto Prevención de Desastres Naturales de la Cuenca

del Paute (PRECUPA), el Ecuador es uno de los países de mayor actividad

sísmica en Latinoamérica y en el mundo de allí que los sismos superior a 5 son

frecuentes y a menudo ocasionan daños importantes y pérdidas humanas.

De acuerdo al Mapa de aceleración máxima, elaborada en este estudio se

determina que hacia el sur de la región, en las provincias de Azuay y Loja, las

aceleraciones son menores.

Fuente: EGRED, Determinación de las zonas sísmicas del sur de Ecuador, 1991.

140

En el Mapa de Intensidad Sísmica, el cantón Shiña, se ubica en la zona o

categoría VIII, que considera lo siguiente descripción:

Miedo y pánico general, incluso en las personas que conducen automóviles. En

algunos casos se desgajan las ramas de los árboles. Los muebles, incluso los

pesados, se desplazan o vuelcan. Las lámparas colgadas sufren daños

parciales.*

Muchas construcciones de tipo A sufren destrucción (clase 4) y algunas colapso

(clase 5).*

Muchas construcciones de tipo B sufren daños graves (clase 3) y algunas

destrucción (clase 4).*

Muchas construcciones de tipo C sufren daños moderados (clase 2) y algunas

graves (clase 3).*

En ocasiones se produce la rotura de algunas juntas de canalizaciones. Las

estatuas y monumentos se mueven y giran. Se derrumban muros de piedra.*

Pequeños deslizamientos en las laderas de los barrancos y en las trincheras y

terraplenes con pendientes pronunciadas. Grietas en el suelo de varios

centímetros de ancho. Se enturbia el agua de los lagos. Aparecen nuevos

manantiales. Vuelven a tener agua pozos secos y se secan pozos existentes. En

muchos casos cambia el caudal y el nivel de agua de los manantiales y pozos.*

3.4.- Caracterización biológica

Se toma como caracterización biológica de la zona a toda el área intervenida:

cantones de Shiña y Nabón.

(*) Rincón de recursos.blogspot.com, 2007

141

Áreas protegidas

Dentro del cantón Nabón durante el año 2010 se declaró mediante acuerdo

ministerial como área de bosque y vegetación protectora a las ABVP de la

subcuenca del río León y microcuencas de los ríos San Felipe de Oña y

Shincata.

El área protegida contempla tres parroquias Nabón, Nieves y Cochapata.

Formaciones vegetales

En cuanto a las formaciones vegetales remanentes que encontramos en el

cantón Nabón existe aún:



Bosque de neblina de montaña en un rango altitudinal que varía entre

2.000 y 3000 m.

Bosque Siempre verde montaña Alta, rango altitudinal que varía entre

1000 y 3500 m.

Bosque Siempre verde de montaña, altura menor a 1160 m.

142

Matorral húmedo de montaña de los andes del sur entre 2500 y 3500 m.

Páramo herbáceo se extiende desde los 2500 hasta los 4500 msnm.

Flora y fauna

Una de las características más importantes del cantón Nabón en cuanto a su

biodiversidad es la presencia de grandes zonas de páramo que si bien no son

zonas con altísima riqueza de especies si son zonas con alto endemismo vegetal

en el Ecuador se han registrado 1500 especies de flora vascular en los páramos

(León y Yánez 1993) y también es una importante zona de endemismo en aves.

Los suelos de los páramos son extremadamente sensibles a los cambios y

cumplen un papel importantísimo como proveedores de un servicio ambiental

estratégico y fundamental de acumulación de agua para la población de las

tierras. Además, este suelo al contener hasta un 50% de materia orgánica, es un

sumidero de carbono y así contribuye, de manera pasiva pero importante, a

paliar los efectos del calentamiento global por causa de la acumulación

atmosférica de gases como el dióxido de carbono (Podwojewski & Poulenard

2000).

Entre las especies sobresalientes de los humedales están:

Especie Nombre

Común Familia

Hábito de

Crecimiento

Bejaria resinosa Mutis ex L.f. Payamo ERICACEAE Arbusto

Paepalanthus ensifolius

(Kunth) Kunth Desconocido ERÍOCAULACEAE Hierba

Hesperomeles obtusifolia

(Pers.) Lindl. Quique ROSACEAE Arbusto

Pentacalia vaccinioides

(Kunth) Cuatrec. Desconocido ASTERACEAE Arbusto

Lupinus campestri Chocho FABACEA Arbusto

Calceolaria rosmarinifolia Lam. Desconocido SCROPHULARIACEAE Arbusto

143

Cortaderia jubata Sig-Sig POACEA Arbusto

Loricaria thuyoides (Lam.)

Cuatrec.

Ciprés de

montaña ASTERACEAE Hierba

Oritrophium peruvianum

(Lam.) Cuatrec. Uña Kushma ASTERACEAE Hierba

Bomárea brachysepala Benth. Bomarea ALSTROEMERIACEAE Hierba

Eríosorus aureonitens (Hook.) Helecho PTERIDACEAE Arbusto

Gentianella citrus- aurea Desconocido

Setaria parviflora (Poir.) Desconocido POACEAE Hierba

Stipa icchu (Ruiz & Pav.) Kunt Paja de

cerro POACEAE Hierba


desarrollo local del cantón Nabón, 2010.

Sin embargo existe una cantidad bastante extensa de especies vegetales en el

suelo de éste cantón.

Especies endémicas Avifauna de Nabón

Especies

Endemismo

Ladera

occidental

andina

Ladera y valles

interandinos

Sierra

Suroeste

Atlapetes leucopterus X

Cinclodes excelsior X

Schizoeaca griseomurina X

Chalcostigma herrani X

Coeligena iris X

Coeligena wilsoni X

Oreatrochilus Chimborazo X

Hapalopsittaca pyrrhops X

TOTAL: 1 6 1


desarrollo local del cantón Nabón, 2010.

144

3.5.- Caracterización socioeconómica del Cantón Nabón

Dentro del Cantón Nabón según último censo del INEC tenemos que la

población económicamente activa es de 5538 personas en todo el cantón, de los

cuales el 65,62 % son hombres y el 34,38 % son mujeres.

La rama de actividad predominante en Nabón es la agricultura con el 70,35% de

la población, ubicándole como el segundo cantón con mayor presencia de su

población económicamente activa dedicada a la agricultura y ganadería en el

Azuay, luego de esta rama de actividad se encuentran: otras actividades con un

12,80% la construcción con un 8,54% el comercio, la manufactura y la

enseñanza con que oscilan entre el 2 y el 3%.

Es importante tener en cuenta que el 3,11% de la PEA en la rama manufacturera

puesto que implica procesos de agregación de valor en la cadena productiva que

en el caso de Nabón es incipiente, por la escasa presencia de pequeñas, micro o

medianas empresas de esta índole aún.

La economía en Nabón reflejada por la situación habitual de la población sitúan

al cantón en un estado de extrema pobreza según datos del Sistema Integrado

de Indicadores Sociales del Ecuador (SIISE) 2005 tienen como referencia el

Censo del 2001, Nabón tenía una pobreza del 92,89%, que dan clara evidencia

de las necesidades básicas insatisfechas (NBI) sobre varios aspectos tales como

el acceso a la salud, tener una vivienda habitable con buenos materiales que de

cobijo a la familia sin hacinamiento, con los servicios de agua, luz y alcantarillado

funcionando, que los niños estén estudiando, el nivel de educación de los jefes

de hogar, los ingresos, entre otros.

La dinámica económica del cantón Nabón se sustenta en la producción

agropecuaria con un fuerte peso en al autoconsumo en un contexto ambiental

adverso por sus condiciones climáticas y topográficas.

(SIISE) Sistema Integrado de Indicadores Sociales del Ecuador.

(NBI) Necesidades Básicas Insatisfechas.

(INEC) Instituto Nacional de Estadísticas y Censos.

145

4.- Identificación y evaluación de impactos ambientales

4.1.- Identificación de Impactos

Factores ambientales considerados para la caracterización del área de

influencia:

Medio Abiótico

Aire

Calidad del Aire - Variación de los niveles de emisiones e inmisiones de

gases y polvo en el área de influencia del proyecto.

Nivel Sonoro - Variación de presión sonora en las inmediaciones del

proyecto.

Suelo

Características Físico – Mecánicas - Cambios en la textura y estructura

de los suelos en el área intervenida por el proyecto.

Agua

Calidad del Agua - Alteración de las características naturales de la

calidad del agua, de los cursos naturales y superficiales.

Paisaje

Afección Paisajística - Cambios que afectan el paisaje natural por efecto

del proyecto.

Medio Biótico

Flora

Árboles - Alternación de árboles que actualmente existen en el área del

proyecto.

Arbustos - Perdida de arbustos del área de construcción del sistema de

146

tratamiento de aguas servidas.

Herbáceas - Existe afección mínima al momento de construir el sistema

de tratamiento de aguas servidas.

Fauna Terrestre - Afección a las especies de fauna terrestre por el

funcionamiento del proyecto.

Ecosistema Terrestre - Afección a los sistemas de vida terrestre.

Medio Antrópico

Medio Perceptual

Naturalidad - Alteración de la expresión propia del medio natural,

especialmente en el área de influencia directa.

Humanos

Percepción de la Comunidad - Grado de afección que según la

comunidad en proyecto tendría en su salud y comodidad.

Economía y Población

Turismo - Alteración y eventuales contratiempos con la actividad turística

ocasionada por el funcionamiento del proyecto.

Generación de Empleo - Variación de la capacidad de absorber la

población económicamente activa en las diferentes actividades

productivas generadas por el proyecto.

Alteración de la Movilidad - Interrupción del tránsito vehicular y peatonal

normal.

Seguridad Laboral

Riesgos de la Seguridad Laboral - Alteración de la integridad física de los

trabajadores.

147

5.- Impactos identificados por el proyecto

Los impactos causados por el proyecto se clasifican respecto a la etapa en la

que se presenta el mismo, pueden presentarse en:

5.1.- Fase de construcción

Generación de emisiones de polvo y gases de vehículos.

Incremento en los niveles de ruido.

Alteración en la movilidad peatonal y vehicular (Transporte público).

Cambio en la estructura del suelo por la conformación de la nueva capa de

rodadura.

Alteración del paisaje.

Presencia de maquinaria y vehículos pesados.

Excavaciones, desalojo y transporte de escombros.

Generación de riesgos en los trabajadores.

Presencia de personal ajeno al barrio (Mano de Obra).

Generación de empleo de obreros y profesionales.

Generación de escombros.

Alteración del comercio de los vecinos (disminución de ventas).

148

5.2.- Fase de operación y mantenimiento

Incremento de la plusvalía de los predios cercanos a la vía.

Disminución del tiempo de viaje.

Mejoramiento de las condiciones de capa de rodadura.

Disminución de polvo y lodo en la vía.

Mejoramiento del drenaje de aguas lluvias.

Facilidad de conectividad vial.

Disminución de riesgos de accidentes.

Incremento de la calidad de vida.

6.- Criterios de la evaluación y valoración de los impactos del proyecto

Se trabaja con una matriz causa - efecto que relaciona las fases constructivas

del proyecto con los componentes socio ambiental. En cada fase constructiva se

describen los impactos generales que se descomponen en impactos específicos.

La calificación se aplica sobre estos últimos con la valoración de la importancia y

su magnitud a través de criterios cuantitativos y cualitativos.

A continuación se detalla la metodología para la determinación tanto de la

importancia de los factores ambientales, como de la magnitud de los impactos.

149

6.1.- Importancia de los factores socio ambientales

Se basa en la información de la caracterización del área de estudio. En función

de esta información se seleccionaron los factores ambientales que pueden estar

afectados por las actividades de la construcción, operación y mantenimiento del

proyecto. Cada factor ambiental analizado se le da un valor de importancia,

dependiendo del mismo antes de la intervención del proyecto y según el criterio

técnico utilizado en la elaboración.

Este valor se presenta en un rango de uno a diez.

DESCRIPCIÓN PROCESO

CONSTRUCTIVO FACTOR SOCIAL FACTOR AMBIENTAL IM.

MOVIMIENTO DE TIERRAS:

Desbroce y Limpieza del

terreno, Replanteo y

Nivelación de Vías.

Mejoramiento de

las condiciones

para movilidad

peatonal y

automotriz’

Movimiento de tierras,

generación de polvo,

ruido, alteración del

tránsito, impacto

temporal y localizado.

8

EXCAVACIONES:

Excavación mecánica en Vías

Mejoramiento de

las condiciones

para movilidad

peatonal y

automotriz




tránsito, impacto


8

RELLENOS Y DESALOJOS:

Cargado de volquetas a

máquina, Desalojo de material

hasta 5KM, sobreacarreo de

materiales para desalojo.

Mejoramiento de

las condiciones

para movilidad

peatonal y

automotriz




tránsito, impacto


8

ESTRUCTURA DE LA VIDA:

Subrasante, conformación y

compactación con equipo

pesado, Sub base, suministro

y conformación y


pesado, Base conformación y


Mejoramiento de

las condiciones

para movilidad

peatonal y

automotriz

Mejoramiento de las

condiciones de

saneamiento ambiental

de las familias del sector

8

150

pesado, Pedraplen, tendido

conformación y compactación.

DRENAJE Y OBRAS

CONEXAS: Excavación

manual en suelo sin clasificar,

de 0 a 2m. Excavación

manual en suelo sin clasificar

de 2 a 4m, Excavación

manual en suelo

conglomerado de 0 a 2m,

Excavación manual en suelo

conglomerado de 2 a 4m,

Excavación retroexcavadora,

zanja de 0 a 2m, material sin

clasificar, cuchara 40cm.,

Excavación retroexcavadora

zanja de 2 a 4m material sin

clasifica, cuchara 40cm,

SEÑALIZACIÓN:

Señalización vertical

Mejoramiento de

las condiciones

para movilidad

peatonal y

automotriz

Mejoramiento del paisaje

y condiciones

ambientales

9

MITIGACIÓN AMBIENTAL:

Señalización con cinta, Valla

de advertencia de obras y

desvío, Pasos peatonales de

tabla, Cobertura de plástico (5

usos), Parente con base de

hormigón, 20 usos, Malla

plástica de seguridad K0001,

suministro e instalación, 5

usos

Mejoramiento de

las condiciones

para movilidad

peatonal y

automotriz

Mejoramiento del paisaje

y condiciones

ambientales

9

151

6.2.- Cálculo de la Magnitud (M)

La valoración de la magnitud de cada impacto específico, se basa en las

siguientes características:

Tabla Valoración de las características de los impactos

Características de los impactos

Naturaleza Benéfico= +1 Deprimente= -1

Probabilidad Poco probable= 0.1 Probable= 0.5 Cierto= 1

Duración Corto Plazo= 1 Largo Plazo= 2

Frecuencia Eventual= 1 Frecuente= 2

Intensidad Baja= 1 Media= 2 Alta= 3

Extensión Puntual= 1 Local= 2 Regional= 3

Naturaleza: Cuando se determina que un impacto es adverso o negativo, se

valora como deprimente y cuando el impacto positivo se lo valora como benéfico.

Intensidad: Si el efecto particular sobre cada componente ambiental es alto si el

efecto es obvio o notable, medio si el efecto es verificable con acciones de

monitoreo o bajo si el efecto es sutil o casi imperceptible.

Duración: Permanencia del efecto en el ambiente depende de si el impacto es

reversible a corto plazo, si permanece en el ambiente por lapsos menores a un

año o es considerado a largo plazo si permanece en el ambiente por lapsos

mayores a un año.

Extensión: Corresponde a la extensión espacial y geográfica del impacto, es

considerado regional si el efecto o impacto sale de los límites del área, local si el

efecto se concentra en los límites de área de influencia o puntual si el efecto está

limitado a un sitio específico.

Frecuencia: Está relacionado con la repetición del impacto con respecto el

tiempo, es considerado eventual o temporal si el impacto se presenta en forma

intermitente, caso contrario se considera frecuente o permanente si el impacto se

152

presenta en forma continua.

Probabilidad: Se entiende como el riesgo de ocurrencia del impacto, es

considerado poco probable si el impacto tiene una baja probabilidad de

ocurrencia, también puede ser probable si el impacto tiene una media

probabilidad de ocurrencia o cierto en caso de que el impacto tiene una alta

probabilidad de ocurrencia.

Los valores de magnitud (M) se determinaron de acuerdo a la siguiente

expresión:

M = Naturaleza * Probabilidad * (Duración + Frecuencia +Intensidad + Extensión)

Lo que conseguiremos es evaluar los impactos desde benéficos siendo estos

positivos desde +10 hasta 0 y los impactos deprimentes o negativos hasta -10.

Luego calcularemos la magnitud de cada factor multiplicado por la importancia, y

así obtenemos el nivel de afectación global (NAG) por factor socio - ambiental.

En el Anexo 10.1 se encuentra la determinación de la magnitud de los impactos

del proyecto.

6.3.- Nivel de afectación global (NAG)

El nivel de afectación global NAG, se determina con la siguiente expresión:

NAG = Imp * M

Mediante la aplicación de esta ecuación el valor total de la afectación se dará en

un rango de 1 a 100, ó, de -1 a -100 que resulta de multiplicar el valor de

importancia del factor por el valor de magnitud del impacto, permitiendo de esta

forma una jerarquización de los impactos en valores porcentuales; entonces el

valor máximo de afectación al medio estará dado por la multiplicación de 100 por

el número de interacciones encontradas en cada análisis. Una vez trasladados

153

estos resultados a valores porcentuales, son presentados en rangos de

significancia de acuerdo a la tabla siguiente:

Rango porcentual y nivel de significancia de los impactos

Rango Símbolo Significancia

81-100 +MS (+) Muy significativo

61-80 +S (+) Significativo

41-60 +MEDS (+) Medianamente Significativo

21-40 +PS (+) Poco Significativo

0-20 +NS (+) No Significativo

(-) 0-20 -NS (-) No Significativo

(-) 21-40 -PS (-) Poco Significativo

(-) 41-60 -MEDS (-) Medianamente Significativo

(-) 61-80 -S (-) Significativo

(-) 81-100 -MS (-) Muy Significativo

En el anexo 10.2 se presenta el cálculo del Nivel de afección global, para el

proyecto propuesto.

Los valores correspondientes a la fase de construcción del proyecto, en su fase

netamente constructiva, alcanza valores de -40, que corresponde en el Nivel de

Afección Global, como poco significativo. En lo referente a la Gestión Ambiental

y señalización alcanza un valor de 81, por los beneficios sociales, equivalentes

de significativos a muy significativo, esto puede deberse a que las acciones del

proyecto son temporales y que se desarrolla en un ecosistema ya intervenido y

en funcionamiento.

6.4.- Matriz causa – efecto del proyecto

De acuerdo a los parámetros de Magnitud e importancia descritos anteriormente

luego de la interpolación se han identificado los siguientes impactos con su

valoración respectiva, resultados que se presentan dentro del anexo 10.3 dentro

de la matriz causa – efecto del proyecto.

154

7.- Resultados de la Valoración de Impactos

7.1.- Componente físico

Aire

La emisión de polvo se origina en excavaciones y en movimientos de tierra, las

partículas generadas ocasionarán molestias respiratorias en la población, así

como deterioro en las condiciones de limpieza y estética del área debido a la

precipitación de polvos sobre las propiedades. El impacto será temporal dado

que cesará una vez concluidos los trabajos de construcción.

Existirá un impacto a la calidad del aire debido a la producción de gases de

escape durante el uso de maquinaria pesada. Estas emisiones ocasionarán

molestias a los pobladores, por lo cual se requerirá que los contratistas cumplan

con prácticas adecuadas de mantenimiento de equipo pesado.

Ruido y vibraciones

La generación de ruidos procedentes del uso de maquinaria pesada para

transporte de materiales de construcción y para movimientos de tierra. Este

incremento de niveles sonoros generará molestias a los pobladores del área,

debido a las características del proyecto se espera que el impacto por niveles de

ruido sea de carácter temporal hasta finalizar la obra. Respecto a las

vibraciones: no se anticipan daños a la propiedad de la ciudadanía, dado que la

excavación y el uso de maquinaria generarán las vibraciones y son de carácter

limitado. La excavación alcanzará profundidades relativamente cortas, en las que

se utilizará mayoritariamente herramientas manuales.

Suelo

Existe la posibilidad de que se produzca contaminación a la calidad del suelo de

las áreas del proyecto. Las afectaciones a la calidad del suelo se relacionan con

derrames de aceite desde vehículos utilizados en la actividad constructiva, y

disposición no adecuada de residuos de los campamentos. Los residuos de la

alimentación de los trabajadores influirán también negativamente, en caso de no

ser dispuestos adecuadamente.

155

Aguas superficiales

La calidad de las aguas superficiales puede verse afectada por la inadecuada

disposición del material excavado, que pueden ser arrastrado por los canales de

drenaje, e incluso tapar los mismos, situación similar ocurre con el arrastre de

grasas e hidrocarburos de petróleo, originada por vertidos accidentales en las

zonas de almacenamiento y mantenimiento de maquinaria pesada, por lo que se

deben prever medidas para evitar que esto ocurra. Posibilidad de inundación por

manejo inadecuado de aguas lluvias.

Recurso perceptual

Al ejecutarse una construcción, la percepción del ambiente, se ve afectada, sin

embargo, esta será temporal y desaparecerá luego de terminada la construcción.

Tráfico vehicular

El tráfico vehicular se afectará temporeramente en las zonas de construcción, las

especificaciones del Plan de Manejo identifican las acciones rutinarias que los

contratistas deben realizar para minimizar los impactos temporaleas que ocurren

durante la construcción, incluyendo planificación de rutas alternas temporales

para desviar el tráfico peatonal de las áreas de construcción que deben ser

obstruidas temporeramente.

7.2.- Componente biótico

Vegetación terrestre

Pérdida de la capa vegetal natural a causa de disminución de la densidad,

pérdida de especies herbáceas y arbustivas o inhibición del crecimiento vegetal,

sin embargo, como su afectación es mínima, porque el proyecto fue realizado en

base al trazado de la vía existente.

Fauna terrestre

Reducción de hábitat, presión sobre algunas especies, reducción de

poblaciones, contaminación de hábitat, y su afectación es mínima, área de

consolidación urbana.

156

7.3.- Componente socioeconómico – cultural

Empleo

Se anticipa como un impacto positivo. Si bien no se cuenta con datos de la

fuerza laboral requerida definitiva, se recomienda que ésta será incrementada

mediante la contratación de personal propio de las áreas a ser servidas, en

particular de personal procedente del estrato social de ingresos económicos

bajos y apto como mano de obra no especializada.

Afectación económica

Los trabajos de construcción ocasionarán molestias en las actividades que, en

ausencia del proyecto, normalmente se ejecutan en las áreas a ser dotadas.

Estas molestias consistirán, principalmente, de alteración de los tráficos

vehicular y peatonal, cambios en los patrones de ingresos económicos de

locales comerciales situados en las áreas de obra. Las molestias previstas están

ligadas a los trabajos de movimientos de tierras y colocación de tuberías en las

zonas urbanas existentes.

Riesgos por accidentes

En las actividades de construcción que se realicen, siempre existirá la posibilidad

de los accidentes, sin embargo todas las actividades que se realicen, estarán

controladas bajo las normas de seguridad industrial establecidas.

8.- Plan de manejo ambiental

Contiene los distintos programas con sus respectivas medidas diseñadas para

prevenir, controlar y/o mitigar los impactos ambientales identificados, que

pongan en riesgo la estabilidad del área ambiental intervenida.

Para tal efecto, el Contratista deberá llevar a cabo las siguientes acciones:

Contar con la asistencia de un responsable en lo relativo al Medio Ambiente

y Seguridad Industrial, cuya función será identificar los posibles problemas

157

ambientales que se presenten en la etapa de construcción, así como, el

redefinir metas para lograr su mejoramiento y el mantenimiento de los

ecosistemas.

Cumplir con los dispositivos legales y los contenidos en el expediente técnico

de las obras programadas.

Dentro del plan de manejo ambiental se propone el implementar ciertos

programas para controlar o mitigar los impactos ambientales, siendo estos:

8.1.- Programa de salud y seguridad laboral

Medida a Implementarse: Seguridad laboral, higiene y salubridad del personal

en la etapa de cosntrucción.

Tipo de Medida: Preventiva.

Objetivo de la Medida: Mejoramiento de las condiciones de seguridad laboral,

salud de los obreros y técnicos del proyecto.

Impacto al cual se dirige: Potenciales riesgos laborales del proyecto.

Descripción de las acciones:

Todos los obreros y técnicos del proyecto deberán estar afiliados al IESS.

El personal técnico y obrero debe tener su dotación de indumentaria y

protección contra el frío y la lluvia.

Deberá estar reglamentado los horarios de comidas, ingreso y salida de los

trabajadores.

Se dotará de equipos de protección personal necesario para la correcta

protección del personal para la construcción de la obra, es obligatorio

158

(Chalecos refractivos, botas punta de acero de ser el caso, cascos

protectores, guantes, mascarillas de polvo, protectores auditivos).

Los operadores de equipos vibratorios deberán cumplir turnos rotativos para

evitar problemas de salud.

Disponer y exhibir de números de teléfono de organismos de socorro y

centros médicos en caso de generarse algún percance. En caso de

accidente se notificará inmediatamente al residente de obra, de acuerdo a la

gravedad del accidente este puede ser trasladado a los centros médicos más

cercanos, de lo contrario se comunicara telefónicamente con los organismos

de socorro y solicitar indicaciones.

Verificar que los operadores de maquinaria sea personal calificado y que

disponga de experiencia efectiva y las licencias correspondientes.

El operador realizará inspección inicial adecuada de la maquinaria y equipos

(Verificar registro de mantenimiento), previo al cumplimiento de sus labores.

En las áreas de construcción de la obra, el acceso será restringido mediante

el uso de cintas y mallas de plástico para protección.

El contratista conforme a la propuesta de ingeniería deberá implementar un

entibado en las zanjas, para evitar derrumbes y posibles accidentes con el

personal de la obra.

El contratista implementará el programa de señalización preventiva y

demarcación de los frentes de obras en las etapas de construcción y

mantenimiento, por cuanto proporciona seguridad tanto a los usuarios de las

vías como a los mismos trabajadores.

El Contratista deberá disponer de baterías sanitarias móviles en obra, como

un requisito obligatorio.

159

Previo al inicio de las actividades de excavación, se deberán verificar las

recomendaciones establecidas en los diseños con relación a las obras que

garantizarán la estabilidad de la vía y construcciones aledañas.

El contratista deberá disponer de insumos de primeros auxilios o botiquín,

en cada frente de trabajo.

El encargado de la seguridad laboral deberá vigilar el uso correcto y

adecuado de los elementos de protección personal y garantizar su cambio o

mantenimiento oportuno, disponiendo de un stock suficiente

permanentemente.

El contratista vigilara con frecuencia que los trabajadores cumplan con el

uso de su equipo de seguridad, de no ser así deberá establecer sanciones

con quienes no lo cumplan.

Responsable: Contratista, Responsable de Medio Ambiente y Seguridad

Industrial, Fiscalizador.

8.2.- Programa de capacitación y educación ambiental

Medida a Implementarse: Capacitación y sensibilización del personal.

Tipo de Medida: Prevención.

Objetivo de la Medida: Capacitar a todo el personal de obra y personal técnico,

sobre temas ambientales en el proceso constructivo.

Crear conciencia ambiental en el personal.

Prevenir y/o minimizar impactos sobre la salud de los trabajadores y sobre el

ambiente.

Impacto al cual se dirige: Impactos ambientales por prácticas inadecuadas en

160

el proceso constructivo.


El contratista deberá elaborar la programación trimestral de capacitaciones,

en la cual se indique la fecha, hora, temas y a quien va dirigido la

capacitación y enviar en el informe mensual de gestión ambiental.

8.3.- Programa de prevención y control de la contaminación

Medida a Implementarse: Buenas prácticas y manejo ambiental en procesos

constructivos de vías.

Tipo de Medida: Control y prevención.

Objetivo de la Medida: Mantener las áreas del proyecto, en cumplimiento de las

normas ambientales para no generar inconvenientes a los vecinos y al

ecosistema.

Impacto al cual se dirige: Contaminación, suelo, agua, aire.


Control del ruido

Las actividades que generan ruido deberán desarrollarse en horarios

comprendidos entre las 08h00 y 18h00, se tomarán las medidas necesarias

para el aislamiento en caso de ser factible y revisión de los escapes de la

maquinaria para el buen funcionamiento.

Para mitigar los efectos de las emisiones de niveles de ruido por encima de

niveles permitidos, se recomienda el uso de aditamentos y equipos de

protección personal para el ruido, como cascos con orejeras, tapones

auditivos.

161

Las emisiones sonoras deben ser confinadas a los espacios más restringidos

posibles, actuando sobre los equipos, maquinaria y vehículos que los

generan a través de trabajos mecánicos que buscan insonorizar o reducir

dichos ruidos.

Control de la calidad de aguas

No se deberán utilizar sustancias químicas que puedan alterar el equilibrio

ecológico, la calidad de las aguas o la vida de personas, fauna y flora.

Bajo ninguna circunstancia se debe permitir la disposición de residuos

sólidos en las corrientes hídricas. El material de las excavaciones para la

construcción de obras de drenaje en cercanías de cauces naturales debe

acopiarse lo más lejos posible, evitando que sea arrastrado por aguas de

escorrentía superficial.

No se deberá disponer en las corrientes hídricas ni en sus alrededores de

algún tipo de residuo industrial como solventes, aceites usados, pinturas u

otros materiales.

Se prohíbe el lavado de la maquinaria y equipo en los cursos de agua, para

evitar el derrame de lubricantes o hidrocarburos que contribuyan a la

contaminación de los mismos.

Control de la calidad del aire

Para mitigar el efecto producido por las emisiones de polvo y partículas

debido al tránsito de vehículos y maquinaria por accesos desprovistos de

capa de rodadura, se recomienda en épocas de seca, el humedecimiento de

los tramos donde se produzca polvo por efectos de las obras del proyecto.

Es totalmente prohibido el riego de aceite quemado automotriz para atenuar

este efecto.

162

Control de la contaminación del suelo

Se restringirá al máximo la realización de trabajos de mecánica de los

equipos de construcción en el área destinada para obras, de realizarse los

mismos, se harán salvaguardando la integridad del medio ambiente, y los

desperdicios generados de derrames accidentales como asfalto, lubricantes,

combustibles, trapos de desecho, etc.



8.4.- Programa de contingencias y prevención de riesgos

Medida a Implementarse: Definición de actuaciones en caso de contingencias,

naturales, técnicas y humanas.


Objetivo de la Medida: Establecer las acciones que deben realizarse frente a la

ocurrencia de un accidente, de cualquier origen, para evitar la pérdida de vidas

humanas y daños materiales.

Impacto al cual se dirige: Afecciones al medio ambiente y recursos naturales.

Alteración del ambiente laboral.


Trabajos en la vía

Se tendrá especial cuidado, en la ejecución de los trabajos, principalmente

en las roturas y derrumbes, por la cercanía de las vías e infraestructura

pública y privada. Para tal efecto, el sistema de excavación será evaluado

constantemente en todos los sectores así comprometidos.

163

Se deberá prevenir los peligros de caída de materiales u objetos, o de

irrupción de agua en la excavación; o en zonas que modifiquen el grado de

humedad de los taludes de la excavación.

Manejo de aguas

Con la finalidad de prevenir inundaciones o daños a la infraestructura el

contratista deberá contar con un plan de evacuación de aguas lluvias y

limpieza de los drenes en el sitio del proceso constructivo.

En caso de roturas de tuberías de agua accidentalmente se notificará

inmediatamente a la comunidad para su correctivo inmediato.

8.5.- Programa de manejo de materiales de construcción

Medida a Implementarse: Definir los requerimientos generales para la

obtención de materiales de construcción. Regular y optimizar el uso de

materiales de construcción en el área de la obra.

Tipo de Medida: Control y Prevención.

Objetivo de la Medida: Establecer las medidas y acciones para el manejo de los

materiales en el sitio de las obras y sitios de acopio temporal.

Impacto al cual se dirige: Alteración de los recursos naturales y alteración del

paisaje.


Durante la etapa de pre construcción el contratista debe definir el volumen y

los sitios para la adquisición de los materiales de construcción, gravas,

arenas, material para rellenos, terraplenes etc.

164

Los materiales deben ser comprados a empresas que cuente con los

respectivos permisos ambientales. El costo de los materiales se considerará

puesto en obra.

Los materiales no se deben almacenar en áreas cercanas a los frentes de

obra para evitar que el material obstaculice la realización de las mismas, este

debe almacenarse en forma adecuada en los sitios seleccionados para tal

fin, deben cubrirse con polietileno o con otro material que el contratista defina

y que la fiscalización apruebe, con el objeto de prevenir la generación de

impactos ambientales por la emisión de material a la atmósfera.

Los materiales o residuos de construcción no utilizados en las obras deben

ser retirados del frente de obra, el contratista debe darles el manejo más

adecuado.

El cemento en sacos debe ser almacenado en sitios secos y aislados del

suelo.

Es necesario que el equipo de fabricación o mezclado, esté en buenas

condiciones técnicas con el fin de evitar accidentes o derrames que puedan

afectar los recursos naturales o el medio ambiente.



8.6.- Programa de manejo de residuos sólidos

Medida a Implementarse: Incorporación de prácticas generales y específicas

para el manejo de todos los residuos generados como consecuencia del

desarrollo de la obra.


Objetivo de la Medida: Definir medidas para la gestión integral de residuos

165

sólidos, contemplado en la Legislación Nacional.

Impacto al cual se dirige: Generación de residuos.


El manejo integrado de los residuos sólidos debe iniciarse a partir de la

clasificación en la fuente, esto es, en el sitio donde se producen; para ello, el

contratista debe, desde el inicio del proyecto, tener claro el tipo de residuo

que generará y capacitar a su personal en la separación y clasificación de los

mismos desde la fuente.

Se colocará recipientes en los frentes de obra, para la recolección de los

desechos degradables y no degradables, estos residuos serán llevados a

sitios de disposición final indicados por fiscalización.



8.7.- Programa de manejo de campamento y obras conexas

Medida a Implementarse: Dotación de infraestructura para el personal y

equipos de la construcción de la obra.


Objetivo de la Medida: Disponer de un área de campamento y acopio temporal

de materiales de construcción o áreas para parqueo de maquinaria entre otras.

Impacto al cual se dirige: Presencia de materiales, equipos, maquinaria y

obreros.

166


Para la ejecución del proyecto se instalara un campamento y un centro de

acopio, bodega contendrá las siguientes instalaciones: patio de maquinaria,

guardianía, sistemas hidrosanitarias como (letrina, duchas, vestidores),

oficina y bodega de materiales.

El campamento se construirá con material prefabricado.

Deberá existir un programa de orden y aseo aplicado específicamente al

área del campamento.

El campamento contará con señalización necesaria para el desarrollo

correcto de las actividades, además se contará con un botiquín mismo que

debe contener indumentaria mínima para dar socorro si existiera un

incidente.



8.8.- Programa de Movilidad, Transporte y Señalización Ambiental

Medida a Implementarse: Ubicación de las señales y dispositivos para la

canalización del tránsito.

Tipo de Medida: Control, prevención.

Objetivo de la Medida: Informar al usuario de la presencia de las obras.

Ordenar la circulación peatonal y automotriz, en la zona por ellas afectada.

Modificar su comportamiento, adaptándolo a la situación no habitual

representada por las obras y sus circunstancias específicas.

Impacto al cual se dirige: Alteración del tránsito vehicular y peatonal.

167


Antes de iniciar los trabajos para la construcción de las obras necesarias en

el Proyecto, el contratista deberá contar con un plan de manejo de tráfico

debidamente aprobado y concertado.

Los señalización para la regulación de tránsito, deben ubicarse con

anterioridad al inicio de obra, permanecer en su totalidad durante la

ejecución de la misma y ser retirados una vez que cesen las condiciones que

dieron origen a su instalación.

En los sitios de afluencia masiva de personas se colocará barandales de

seguridad, así como también se dotará de letreros informativos de la obra,

los que sean señalados por el ente público que éste al frente del proyecto.

Plan de Control en el Transporte de Materiales

Los vehículos que transportan material, asegurarán la carga a la capacidad

establecida por cada vehículo, evitando sobrepasar el peso establecido.

Los vehículos seguirán estrictamente la ruta señalada para el transporte de

material, evitando su descarga en sitios y/o lugares no autorizados.

Señales a utilizarse en el proceso de construcción de la obra:

Señales temporales para trabajos en vías y señales temporales de prohibición en

vías se utilizarán en el proyecto siguiendo lo señalado por la normativa,

denominada “Reglamento Técnico Ecuatoriano” (RTE INEN 004-1:2011), que

está vigente desde el 28 de octubre del 2011 cuando fue publicada en el

Registro Oficial número 207.

8.9.- Programa de Relaciones Comunitarias

Medida a Implementarse: Informar a los usuarios y ciudadanos en general de

168

los beneficios del proyecto y sus impactos a generarse durante el proceso

constructivo.

Tipo de Medida: Control y prevención

Objetivo de la Medida: Informar a los usuarios de la vía del inicio de estas obras

con anticipación a fin de que cada usuario tome las medidas precautelarías

disminuyendo su afectación.

Impacto al cual se dirige: Alteración de las actividades cotidianas de la

población aledaña a la obra.


Antes del inicio de las obras, se debe contemplar un plan de información

concreto, para la población comprometida en el proyecto, resaltando los

beneficios de su puesta en marcha y las molestias temporales que esta obra

de ingeniería implica.

El Plan de Socialización debe contemplar los siguientes aspectos:

1. Comunicados Radiales.

2. Trípticos Informativos.

3. Talleres de concienciación e información.



8.10.- Programa de Monitoreo

Medida a Implementarse: Comprobar que las medidas preventivas o correctivas

propuestas se han realizado y son eficaces.

169


Etapa de Ejecución: Construcción.

Objetivo de la Medida: Garantizar el cumplimiento del Plan de Manejo

Ambiental a través de la lista de control.

Impacto al cual se dirige: Cumplimiento del Plan de Manejo Ambiental.


Se deberá verificar semanalmente el cumplimiento del plan de manejo

ambiental a través de una lista de chequeo especificada, para el proyecto.

Facilitar la información recopilada del proyecto al ente fiscalizador, para su

análisis, observaciones y recomendaciones.



8.11.- Programa de Cierre y Abandono de Obra

Medida a Implementarse: Retirar de las áreas de campamentos y demás

instalaciones, todo elemento que no esté destinado a un uso claro y específico

posterior.


Objetivo de la Medida: Realización de un abandono adecuado de cada uno de

los sitios intervenidos durante la ejecución de las obras y adecuarlas para que

queden lo más naturalmente posible.

Impacto al cual se dirige: Generación de residuos, contaminación ambiental.

170


Una vez se terminen las obras de construcción se retirará el campamento y

recuperar la zona intervenida.

Retirar de la obra todos los restos de combustibles, grasas u otros elementos

que puedan ofrecer peligro de explosión o incendio.



171

CONCLUSIONES

El desarrollo del proyecto mejoramiento del diseño vial y diseño de

pavimento flexible para la Vía de Ingreso a Shiña, cumple con los nivel de

comodidad y serviciabilidad ya que fue diseñada en base a la

clasificación de la carretera determinada mediante su tráfico futuro y el

cumplimiento de la normativa vigente en el país.

Un diseño vial seguro, eficiente y menos vulnerable a peligros naturales,

genera confianza en los usuarios del sistema, fortaleciendo el comercio

en la zona y por lo tanto el crecimiento económico de la región.

El diseño de la estructura vial y los cálculos referentes al tráfico futuro se

hizo en base al conteo realizado en este proyecto.

En la elaboración del trazado propuesto en este proyecto vial se procuró

mantener el trazado actual en gran parte del desarrollo de este diseño, ya

que esto no implicaría mayores afecciones a los terrenos aledaños y

gasto económico, siempre que cumpla las exigencias la normativa

correspondiente a la clasificación de nuestra carretera.

De los datos hidrológicos obtenidos y mediante el empleo del utilitario

Gis, se logró determinar las cuencas hidrográficas, las áreas de aporte y

el caudal de diseño de las diferentes obras de drenaje las cuales serán

primordiales para la protección de la estructura vial.

172

RECOMENDACIONES

El presupuesto de la vía fue elaborado tomando en consideración las

condiciones generales que presenta la vía siendo las cantidades de obra

calculadas en base a las condiciones determinadas en este estudio,

estando propensos a cambios por la determinación de condiciones

partículas de tramos puntuales de la vía.

Es recomendable el mantener el trazado propuesto en este proyecto ya

que contempla el cumplimiento de normativas vigentes y en la mayor

extensión del proyecto el uso del trazado actual, condición que vuelve al

proyecto económico entre otros posibles trazados que se pueda dar del

mismo.

Las obras de drenaje deberán ser construidas en los lugares y de las

secciones indicadas ya que estas cumple a un estudio hidrológico en el

cual se determinó las áreas de aportación para su diseño.

Para minimizar el impacto ambiental causado en le ejecución de proyecto

es necesario seguir las indicaciones sugeridas en el capítulo de manejo

ambiental, a más de mantener siempre correctamente señalizada la obra.

Los espesores de las capas que forman la estructura de la vía se

deberán asumir las determinadas en el capítulo de diseño del pavimento

flexible, ya que estos espesores garantizarán que su durabilidad cumpla

los periodos para los que fueron diseñados.

173

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