UNIVERSIDAD TECNICA FEDERICO SANTA MARIA
DEPARTAMENTO DE OBRAS CIVILES
MEMORIA EXPLICATIVA Y MEMORIA DE CÁLCULO
PROYECTO DE PAVIMENTACION
LOTEO SANTA BEATRIZ, SANTIAGO
PROYECTISTAS A CARGO
__________________________________ ___________________________________
JOSUE ANGELO LARENAS VALENZUELA FERNANDO ANTONIO LIZAMA ABARCA
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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ÍNDICE GENERAL
INTRODUCCION ................................................................................................................................... 4
MEMORIA EXPLICATIVA ...................................................................................................................... 5
MEMORIA DE CÁLCULO....................................................................................................................... 6
1. Características del Loteo ............................................................................................................. 6
2. Diseño Estructural ....................................................................................................................... 7
2.1 Diseño de Pavimentos de Asfalto ........................................................................................ 7
2.1.1 Diseño de Vías no Estructurantes. Metodología Mecanicista..................................... 7
2.1.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista .......................... 8
2.2 Diseño de Pavimentos de Hormigón ................................................................................. 14
2.2.1 Diseño de Vías no Estructurantes, Metodología Mecanicista ................................... 14
2.2.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista ........................ 15
3. Diseño Geométrico.................................................................................................................... 19
3.1 Velocidad de Diseño .......................................................................................................... 19
3.2 Alineamiento Horizontal ................................................................................................... 19
3.3 Alineamiento Vertical ........................................................................................................ 24
3.4 Calzadas ............................................................................................................................. 24
3.4.1 Ancho de Pistas ......................................................................................................... 25
3.4.2 Bandas de Estacionamientos ..................................................................................... 25
3.4.3 Bombeo ..................................................................................................................... 26
3.5 Bandejones y Medianas .................................................................................................... 27
3.6 Soleras ............................................................................................................................... 27
3.7 Intersecciones – Radios Mínimos ...................................................................................... 28
3.8 Acceso Tipo para Propiedades Privadas ............................................................................ 29
3.9 Especificaciones y Ubicación de Veredas .......................................................................... 32
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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INDICE DE TABLAS
Tabla N°1. Vías del Loteo y su Clasificación ........................................................................................ 5
Tabla N°2. Cartilla de Diseño en Asfalto .............................................................................................. 7
Tabla N°3. Capas y Espesores para los Pasajes del Loteo – Diseño en Asfalto ................................... 8
Tabla N°4. Capas y Espesores para las calles de Servicio del Loteo – Diseño en Asfalto .................... 8
Tabla N°5. Vías Estructurantes del Loteo ............................................................................................ 8
Tabla N°6. Ejes Equivalentes según tipo de vía – Diseño en Asfalto ................................................... 9
Tabla N°7. Confiabilidad según tipo de via – Diseño en Asfalto ......................................................... 9
Tabla N°8. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Asfalto .................................................................. 9
Tabla N°9. Ecuaciones para determinar Módulo Resiliente según capa .......................................... 10
Tabla N°10. Módulo Resiliente para cada capa ................................................................................ 10
Tabla N°11. Coeficientes Estructurales para Capas Asfálticas – Diseño en Asfalto .......................... 10
Tabla N°12. Coeficientes Estructurales para Capas Granulares – Diseño en Asfalto ........................ 10
Tabla N°13. Coeficientes Estructurales para cada Capa – Diseño en Asfalto ................................... 11
Tabla N°14. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Asfalto ................................................................ 11
Tabla N°15. Números Estructurales para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto .......................... 12
Tabla N°16. Espesores para Vías Estructurantes previo a verificación – Diseño en Asfalto ............. 12
Tabla N°17. Verificación por Capas – Diseño en Asfalto ................................................................... 12
Tabla N°18. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto ....... 13
Tabla N°19. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto ....... 13
Tabla N°20. Verificación Espesor de la Base para Vias Estructurantes – Diseño en Asfalto ............. 13
Tabla N°21. Espesores de Capas para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto ............................... 14
Tabla N°22. Cartilla de Diseño para Vías no Estructurantes – Diseño en Hormigón ........................ 14
Tabla N°23. Espesor de Capas para Pasajes del Loteo – Diseño en Hormigón ................................. 15
Tabla N°24. Espesor de Capas para Calles de Servicio del Loteo – Diseño en Hormigón ................. 15
Tabla N°25. Vías Estructurantes del Loteo ........................................................................................ 15
Tabla N°26. Ejes Equivalentes para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón .............................. 16
Tabla N°27. Confiabilidad según Tipo de Vía – Diseño en Hormigón................................................ 16
Tabla N°28. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Hormigón.......................................................... 16
Tabla N°29. Ecuaciones para Modulo de Reacción de la Subrasante ............................................... 16
Tabla N°30. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Hormigón ............................................................ 17
Tabla N°31. Espesor de Losa según ecuación de diseño para Vías Estructurantes – Diseño en
Hormigón ........................................................................................................................................... 18
Tabla N°32. Espesor de Losa a utilizar para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón ................. 18
Tabla N°33. Rangos de Velocidad de Diseño según tipo de vía ........................................................ 19
Tabla N°34. Velocidad de Diseño para cada Tipo de Vía ................................................................... 19
Tabla N°35. Desarrollo Mínimo de la Curva según Velocidad de Diseño .......................................... 24
Tabla N°36. Radios Mínimos de Contraperalte según Velocidad de Diseño ..................................... 24
Tabla N°37. Ancho de Pista mínimo .................................................................................................. 25
Tabla N°38. Ancho Mínimo de Banda de Estacionamientos ............................................................. 25
Tabla N°39. Bombeo Mínimo de la Calzada ...................................................................................... 26
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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Tabla N°40. Dimensiones Mínimas de Bandejones y Medianas ....................................................... 27
INDICE DE FIGURAS
Figura N°1. Plano del Loteo Santa Beatriz ........................................................................................... 6
Figura N°2. Parámetros del Alineamiento Horizontal ....................................................................... 20
Figura N°3. Curva en Calle Central .................................................................................................... 21
Figura N°4. Curva en Calle 1 .............................................................................................................. 22
Figura N°5. Curvas en Pasaje 1 .......................................................................................................... 23
Figura N°5. Tipos de Banda de Estacionamiento .............................................................................. 26
Figura N°6. Tipos de Soleras .............................................................................................................. 27
Figura N°7. Trayectoria de Vehículos en Esquinas ............................................................................ 29
Figura N°8. Plano Detalle Acceso a Propiedad Privada ..................................................................... 31
Figura N°9. Cortes Acceso a Propiedad Privada – Hormigón ............................................................ 31
Figura N°10. Corte Acceso a Propiedad Privada – Asfalto ................................................................ 32
Figura N°11. Rodado en cruce ........................................................................................................... 33
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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INTRODUCCION
En este informe se presenta el procedimiento de análisis y diseño de los pavimentos de las
vías de acceso al Loteo Santa Beatriz, ubicado en la Región Metropolitana. Así también, se
presenta el diseño geométrico de estas mismas vías.
Para el Proyecto de Pavimentación, se recurre a las especificaciones que el SERVIU
Metropolitano exige en sus Manuales de Pavimentación y Aguas Lluvias. Las exigencias del SERVIU
Metropolitano se basan en los requisitos indicados en la Ordenanza General de Urbanismo y
Construcción y también las del Plan Regulador de la Región Metropolitana.
Por otro lado, el diseño geométrico se efectúa en base a las Recomendaciones para el Diseño
de Elementos de Infraestructura Vial Urbana REDEVU.
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MEMORIA EXPLICATIVA
En el presente informe se describen los procesos técnicos y los cálculos realizados en el diseño
estructural y el diseño geométrico de las vías del Loteo “Santa Beatriz”, ubicado en Pudahuel,
Región Metropolitana.
Para efectuar esto se recurrió a los Manuales del SERVIU Metropolitano, como así también a
las Recomendaciones para el Diseño de Elementos de Infraestructura Vial Urbana REDEVU.
El Proyecto contempla el diseño de las vías del Loteo “Santa Beatriz”, las cuales son mostradas
a continuación:
Vía Clasificación
Calle Serrano Troncal
Avenida General Bonilla Colectora
Calle Central De Servicio
Calle 1 De Servicio
Pasaje 1 Pasaje
Pasaje 2 Pasaje
Pasaje 3 Pasaje
Pasaje 4 Pasaje
Pasaje 5 Pasaje
Pasaje 6 Pasaje Tabla N°1. Vías del Loteo y su Clasificación
Se efectúa el diseño estructural del pavimento en base a asfalto y también con hormigón,
con la idea de comparar y encontrar la solución más óptima.
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MEMORIA DE CÁLCULO
En este apartado se muestran los procedimientos efectuados para el diseño estructural y el
diseño geométrico de las vías circundantes al Loteo “Santa Beatriz”, Santiago.
1. Características del Loteo
El Loteo “Santa Beatriz” ubicado en la comuna de Pudahuel, Santiago, creado con fines
habitacionales, tendrá una extensión de 33056 mt2. Los limites de la zona del loteo y que son
tratados en este informe son por el Norte la propiedad privada, por el Este la Calle Serrano, por el
Sur la Avenida General Bonilla y por el Oeste terrenos de propiedad privada.
Con dicho proyecto se pretende habilitar la zona para el uso habitacional, esto implica la
apertura de pasajes y calles no existentes, la extensión de calles existentes para aumentar su
cobertura, construcción de viviendas y la correspondiente dotación de servicios básicos de agua
potable, alcantarillado y electrificación en todas ellas.
Figura N°1. Plano del Loteo Santa Beatriz
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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2. Diseño Estructural
Para estos efectos se utilizara el Capítulo 1 del SERVIU Metropolitano. Se diseñaran las vías
considerando como material al asfalto y también el hormigón, esto con el fin de analizar cual
solución entrega mejores resultados y es más óptima considerando el factor económico.
Para el Diseño Estructural en vías urbanas la tendencia es utilizar métodos mecanicistas ya
que predicen de mejor forma el comportamiento de los pavimentos, pero también se dispone de
métodos empírico mecanicistas como por ejemplo el AASHTO 93.
Según la Ordenanza General del Plan Regulador Metropolitano de Santiago, las vías son no
estructurantes cuando su tráfico es menor que 1 millón de EE. Estas vías son diseñadas mediante
la metodología mecanicista. Por otro lado, las vías contempladas en el Plan (metropolitanas,
colectores, troncales) se diseñan en base al método AASHTO.
2.1 Diseño de Pavimentos de Asfalto
2.1.1 Diseño de Vías no Estructurantes. Metodología Mecanicista
Como se mencionó previamente, el diseño de este tipo de vías se efectúa mediante
metodología mecanicista. Se utilizan la Cartilla de Diseño, mostrada a continuación:
Tabla N°2. Cartilla de Diseño en Asfalto
Como se aprecia en la tabla, el diseño del pavimento queda restringido a la capacidad de
soporte de la subrasante, o sea el CBR. Del informe de Mecánica de Suelos se tiene que:
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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Por otro lado la napa subterránea se encuentra a aproximadamente 60 [m] de
profundidad, por lo tanto no deberían haber problemas asociados a este factor.
2.1.1.1 Diseño de Pasajes
Para los pasajes del Proyecto, que corresponde a Pasaje 1, 2, 3, 4, 5 y 6, se utilizaran las siguientes
capas y espesores:
Tipo de Vía Transito [EE] Capa Estabilidad [N] CBR Capa [%] Espesor [mm]
Pasajes < 50.000 Carpeta Asfáltica 6.000 - 40
Base - 100 150 Tabla N°3. Capas y Espesores para los Pasajes del Loteo – Diseño en Asfalto
No es necesario usar sub-base ni efectuar mejoramiento a la subrasante ya que la
capacidad de soporte del suelo es alta y el transito esperado en la vida de diseño del pavimento es
baja.
2.1.1.2 Diseño de Calles de Servicio
En el Loteo “Santa Beatriz” la Calle Central y la Calle 1 corresponden a vías de Servicio, las cuales
dispondrán de la siguiente estructura de pavimento:
Tipo de Vía Transito [EE] Capa Estabilidad [N] CBR Capa [%] Espesor [mm]
De Servicio < 1.000.000 Carpeta Asfáltica 10.000 - 50
Binder Asfaltico 9.000 - 50
Base - 80 200 Tabla N°4. Capas y Espesores para las calles de Servicio del Loteo – Diseño en Asfalto
El pavimento consta de Carpeta Asfáltica, Binder Asfaltico y Base. A diferencia de los
Pasajes y de las Calles Locales se utiliza una capa de Binder ya que las solicitaciones son mayores.
2.1.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista
Dentro de las vías existentes en las cercanías del Loteo “Santa Beatriz” y que son
diseñadas en este proyecto se encuentran:
Calle Clasificación
Serrano Troncal
Av. General Bonilla Colectora Tabla N°5. Vías Estructurantes del Loteo
A continuación se muestra los procedimientos y el diseño definido para cada vía.
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2.1.2.1 Diseño de Colectoras y Troncales
Para el diseño de vías colectoras y troncales se utiliza el método ASSHTO 93, basado en la
prueba AASHO efectuado en Estados Unidos. El procedimiento utilizado se detallara a
continuación.
Transito Ejes Equivalentes (EE)
Debido a la ausencia de estratigrafía de tránsito y conteos de flujo vehicular, se
consideraran los EE mínimos de diseño por pista que se muestra a continuación:
Tipo de Vía Transito EE
Vías Metropolitanas 20 x 106
Vías Troncales 11 x 106
Vías Colectoras 4 x 106
Tabla N°6. Ejes Equivalentes según tipo de vía – Diseño en Asfalto
Para la vía Colectora se utilizaran 4 x 106 EE mientras que para la vía Troncal 11 x 106.
Confiabilidad del Diseño (R)
En términos generales se tiene que:
Tipo de Vía Confiabilidad R [%]
Metropolitanas 80
Troncales 75
Colectoras 60
Servicio o Locales 50 Tabla N°7. Confiabilidad según tipo de via – Diseño en Asfalto
Para la vía colectora se tiene una confiabilidad igual a 60 [%], mientras que para la vía
troncal un 75 [%].
Desviación Estándar Combinada (So)
Para los pavimentos asfalticos se considera So igual a 0,45.
Coeficiente Estadístico de Confiabilidad (ZR)
Se define en base a:
Confiabilidad R [%] Coeficiente Estadístico ZR
80 -0,841
75 -0,674
60 -0,253
50 -0,000 Tabla N°8. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Asfalto
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Para la vía colectora el ZR es -0,253, mientras que la vía troncal el ZR es -0,674.
Módulo Resiliente (MR)
Los requerimientos establecidos en el SERVIU Metropolitano son mostrados a
continuación:
Tabla N°9. Ecuaciones para determinar Módulo Resiliente según capa
Con lo cual, el pavimento de la vía colectora y de la vía troncal dispondrán de las siguientes
características:
Capa CBR de aplicación [%] MR [Kgf/cm2]
Base Granular 80 2043,2
Subbase Granular 40 1166,4
Subrasante 30 872 Tabla N°10. Módulo Resiliente para cada capa
Coeficientes Estructurales
Para cada capa del pavimento se tiene distinto coeficiente estructural. El SERVIU
Metropolitano establece lo siguiente:
Capa Estructural: Carpeta Asfáltica
Estabilidad Marshall [N] Coeficiente Estructural ai
14000 – 12000 0,44
12000 – 10000 0,43 – 0,42
10000 – 8000 0,41 – 0,40
Capa Estructural: Binder Asfaltico
Estabilidad Marshall [N] Coeficiente ai
7000 – 9000 0,39 Tabla N°11. Coeficientes Estructurales para Capas Asfálticas – Diseño en Asfalto
Capa Estructural: Base Estabilizada
CBR [%] Coeficiente ai
80 – 100 0,13
Capa Estructural: Subbase Granular
CBR [%] Coeficiente ai
30 – 40 0,11 Tabla N°12. Coeficientes Estructurales para Capas Granulares – Diseño en Asfalto
Los coeficientes estructurales escogidos son:
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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Capa Estructural Coeficiente ai Estabilidad [N] CBR [%]
Carpeta Asfáltica 0,43 12000 -
Binder Asfaltico 0,39 8000 -
Base Estabilizada 0,13 - 80
Subbase Granular 0,11 - 40 Tabla N°13. Coeficientes Estructurales para cada Capa – Diseño en Asfalto
Coeficientes de Drenaje
Se determina a partir de la siguiente tabla:
mi Caso
1,0 En zonas urbanas
0,9 En casos especiales, suelos muy finos y presencia de napa en la zona de influencia de transmisión de cargas (0 a 1m).
Tabla N°14. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Asfalto
Como el Loteo “Santa Beatriz” se ubica en una zona urbana y no existen problemas con la
napa se define mi igual a 1.
Numeros Estructurales
Se define los NE del pavimento como:
NE3: Numero Estructural calculado a partir del Módulo Resiliente de la Subrasante.
NE2: Numero Estructural calculado a partir del Módulo Resiliente de la Subbase.
NE1: Numero Estructural calculado a partir del Módulo Resiliente de la Base.
Formula AASHTO 93 Pavimento de Concreto Asfaltico
La formula que rige el diseño es:
(
)
⁄
[
]
Donde
EE = Ejes Equivalentes de 80 kN (8,16”) de rueda doble.
NE = Numeros Estructurales en mm.
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pf = Indice de Serviciabilidad Final del Pavimento.
pi = Indice de Serviciabilidad Inicial del Pavimento.
ZR = Coeficiente Estadistico asociado a la confiabilidad.
So = Desviacion Estandar Combinada en la estimacion de los parametros.
MRi = Modulo resiliente de la capa i en MPa.
De esta forma, los números estructurales para la calle Serrano (Troncal) y la Avenida
General Bonilla (Colectora) son los siguientes:
Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla - Colectora
NE [mm] NE [mm]
1 67,9 54,0
2 82,8 66,4
3 91,5 73,6 Tabla N°15. Números Estructurales para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto
En base a los números estructurales definidos en la tabla anterior, se establecen los
siguientes espesores de las capas:
Capa Estructural Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla
e [mm] e [mm]
Carpeta Asfáltica 40 40
Binder Asfaltico 140 100
Base Estabilizada 100 100
Subbase Granular 100 50 Tabla N°16. Espesores para Vías Estructurantes previo a verificación – Diseño en Asfalto
El numero estructural con respecto a la subrasante para la vía troncal es 95,8 [mm],
mientras que para la vía colectora es 74,4 [mm].
Verificación por Capas
⁄
( ) ⁄
( ) ⁄
Se efectúa la verificación por capas obteniéndose lo siguiente:
Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla - Colectora
Necesario Usado Necesario Usado
e, asf [mm] 170,2 180 134,5 140
e, base[mm] 84,4 100 78,2 100
e, subbase [mm] 60,8 100 40,3 50
Tabla N°17. Verificación por Capas – Diseño en Asfalto
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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Se observa que los espesores escogidos para cada vía cumplen con las restricciones.
Verificación de Potencial de Rigidez de las capas no Ligadas (Método Shell)
En primera instancia se verifica el espesor de la subbase. Se debe cumplir que:
Así, para la Calle Serrano (Vía Troncal) y la Avenida General Bonilla (Vía Colectora) se tiene que:
Calle Serrano Av. General Bonilla
k1 1,59 1,16
k1*MRsubrasante 138,5 101,4
MRsubbase 116,6 116,6
Cumple No Cumple Tabla N°18. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto
El espesor de la subbase definido para la Avenida General Bonilla no es suficiente. Se
aumenta el espesor de la subbase a 100 [mm]. Luego:
Calle Serrano Av. General Bonilla
k1 1,59 1,59
k1*MRsubrasante 138,5 138,5
MRsubbase 116,6 116,6
Cumple Cumple Tabla N°19. Verificación Espesor de la Subbase para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto
Se procede a la verificación del espesor de la base. El requerimiento es el siguiente:
Considerando el espesor de la base definido anteriormente, se tiene lo siguiente:
Calle Serrano Av. General Bonilla
k2 1,59 1,59
k2(k1*MRsubrasante) 220,1 220,1
MRsubbase 204,3 204,3
Cumple Cumple Tabla N°20. Verificación Espesor de la Base para Vias Estructurantes – Diseño en Asfalto
Se cumplen entonces los requerimientos para la subbase y base de la calle Serrano y
Avenida General Bonilla.
Espesores de las Capas
Habiéndose realizado la verificación y los procedimientos de diseño, los espesores de
capas para la Calle Serrano (Troncal) y Avenida General Bonilla (Colectora) son:
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Capa Estructural Calle Serrano - Troncal Av. General Bonilla
e [mm] e [mm]
Carpeta Asfáltica 40 40
Binder Asfaltico 140 100
Base Estabilizada 100 100
Subbase Granular 100 100 Tabla N°21. Espesores de Capas para Vías Estructurantes – Diseño en Asfalto
2.2 Diseño de Pavimentos de Hormigón
El hormigón es un material más rígido que el asfalto, además presenta un comportamiento
y tipos de deterioro distintos. El diseño de vías no estructurantes (pasajes, calles locales, calles de
servicio) se realiza mediante métodos mecanicistas, mientras que las vías estructurantes
(colectoras, metropolitanas, troncales) que soportan un tráfico mayor se efectúa mediante el
método AASHTO 93, el cual tiene una metodología empírico mecanicista.
2.2.1 Diseño de Vías no Estructurantes, Metodología Mecanicista
Se utiliza la Cartilla de Diseño especificada en el Capítulo 1 del SERVIU Metropolitano,
mostrada a continuación:
Tabla N°22. Cartilla de Diseño para Vías no Estructurantes – Diseño en Hormigón
El CBR de la subrasante es 30,9%.
2.2.1.1 Diseño de Pasajes
El proyecto de pavimentación del Loteo “Santa Beatriz” consta de los pasajes 1, 2, 3, 4, 5 y
6, cuyo pavimento tendrá solo de una capa de base y la losa de hormigón, debido a la baja
cantidad de ejes equivalentes y la rigidez del hormigón.
Tipo de Vía Transito [EE] Espesor [mm]
Pasajes < 50.000 H losa 120
e base 150
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Tabla N°23. Espesor de Capas para Pasajes del Loteo – Diseño en Hormigón
Además, la resistencia media a la flexotracción será de 50 [Kgf/cm2] a los 28 días, la
separación entre las juntas transversales será 3,5 [m] y el CBR de la base igual a 80%.
2.2.1.2 Diseño de Calles de Servicio
Las calles de servicio, Calle Central y Calle 1, tienen una mayor solicitación con lo cual se
requiere un aumento en el espesor de la losa. El espesor de la losa se mantiene en 150 [mm].
Tipo de Vía Transito [EE] Espesor [mm]
De Servicio < 1.000.000 H losa 150
e base 150 Tabla N°24. Espesor de Capas para Calles de Servicio del Loteo – Diseño en Hormigón
Al igual que para los Pasajes y las Calles Locales la resistencia media a la flexotracción a los
28 días es de 50 [Kgf/cm2], con una separación de juntas de 3,5 [m] y una base con CBR igual a
80%.
2.2.2 Diseño de Vías Estructurantes, Metodología Empírico Mecanicista
El Proyecto de Pavimentación del Loteo Santa Beatriz considera el diseño de las siguientes
vías estructurantes:
Calle Clasificación
Serrano Troncal
Av. General Bonilla Colectora Tabla N°25. Vías Estructurantes del Loteo
2.2.2.1 Diseño de Vías Colectoras y Troncales
Para el diseño de vías colectoras y troncales se utiliza el método ASSHTO 93, basado en la
prueba AASHO efectuado en Estados Unidos. El procedimiento utilizado se detallara a
continuación.
Transito Ejes Equivalentes (EE)
Debido a la ausencia de estratigrafía de tránsito y conteos de flujo vehicular, se
consideraran los EE mínimos de diseño por pista que se muestra a continuación:
Tipo de Vía Transito EE
Vías Metropolitanas 20 x 106
Vías Troncales 10 x 106
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Vías Colectoras 3 x 106
Tabla N°26. Ejes Equivalentes para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón
Para la vía Colectora se utilizaran 3 x 106 [EE] mientras que para la vía Troncal 10 x 106 [EE].
Confiabilidad del Diseño (R)
En términos generales se tiene que:
Tipo de Vía Confiabilidad R [%]
Metropolitanas 80
Troncales 75
Colectoras 60
Servicio o Locales 50 Tabla N°27. Confiabilidad según Tipo de Vía – Diseño en Hormigón
Para la vía colectora se tiene una confiabilidad igual a 60 [%], mientras que para la vía
troncal un 75 [%].
Desviación Estándar Combinada (So)
Para los pavimentos de hormigón se utiliza So igual a 0,35.
Coeficiente Estadístico de Confiabilidad (ZR)
Se define en base a:
Confiabilidad R [%] Coeficiente Estadístico ZR
80 -0,841
75 -0,674
60 -0,253
50 -0,000 Tabla N°28. Coeficiente Estadístico ZR – Diseño en Hormigón
Para la vía colectora el ZR es -0,253, mientras que la vía troncal el ZR es -0,674.
Módulo de Reacción de la Subrasante (K)
Se determina en base a correlaciones con el CBR. El CBR de la subrasante es 30,9%
CBR [%] K [Kg/cm3]
< 10 0,25+5,15*log CBR
> 10 4,51+0,89*(log CBR)4,34
Tabla N°29. Ecuaciones para Modulo de Reacción de la Subrasante
Luego, el módulo de reacción de la subrasante es:
K = 95,5 [MPa/m]
Proyecto de Urbanización Loteo “Santa Beatriz”
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Coeficientes de Drenaje de la Base (Cd)
Se determina a partir de la siguiente tabla:
mi Caso
1,0 En zonas urbanas
0,9 En casos especiales, suelos muy finos y presencia de napa en la zona de influencia de transmisión de cargas (0 a 1m).
Tabla N°30. Coeficientes de Drenaje – Diseño en Hormigón
Como el Loteo “Santa Beatriz” se ubica en una zona urbana y no existen problemas con la
napa se define mi igual a 1.
Resistencia Media de Diseño (Rm)
La resistencia media a la flexotraccion a los 28 dias se considerara igual a 50 [Kgf/cm2]
tanto para la calle Serrano como para la Avenida General Bonilla.
Coeficiente de Transferencia de Carga (J)
Se considera un valor de 3,6 para este coeficiente, tanto para calle Serrano como para
Avenida General Bonilla.
Módulo de Elasticidad del Hormigón (E)
Tanto para la calle Serrano como para la Av. General Bonilla se trabajara con hormigón con
módulo de elasticidad igual a 300 000 [Kgf/cm2].
Formula AASHTO 93 Pavimentos de Hormigon de Cemento Hidraulico
La formula que rige el diseño es:
[
]
*
+
*
+
[
(
) ]
Donde
EE = Ejes Equivalentes de 80 kN (8,16”) de rueda doble.
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H = Espesor losa de pavimento en mm.
pf = Indice de Serviciabilidad Final del Pavimento.
pi = Indice de Serviciabilidad Inicial del Pavimento.
ZR = Coeficiente Estadistico asociado a la confiabilidad.
So = Desviacion Estandar Combinada en la estimacion de los parametros.
K = Modulo de Reaccion de la Subrasante en MPa/m.
Cd = Coeficiente de Drenaje de la base.
Rm = Resistencia Media del Hormigon a flexotraccion a 28 dias.
E = Modulo de Elasticidad del Hormigon en MPa.
J = Coeficiente de Transferencia de Carga.
En base a la ecuación de diseño se obtiene el espesor de losa necesario para cada vía. Los
resultados se muestran a continuación:
Vía H [mm]
Calle Serrano – Vía Troncal 226
Av. General Bonilla – Vía Colectora 169 Tabla N°31. Espesor de Losa según ecuación de diseño para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón
Por lo tanto, el espesor de losa a utilizar es:
Vía H [mm]
Calle Serrano – Vía Troncal 230
Av. General Bonilla – Vía Colectora 175 Tabla N°32. Espesor de Losa a utilizar para Vías Estructurantes – Diseño en Hormigón
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3. Diseño Geométrico
Una vez efectuado el diseño estructural del pavimento se procede al diseño geométrico de
éste. Cuando nos referimos a diseño geométrico hablamos de dos líneas fundamentales que son el
trazado en alzado y en planta.
El instrumento para el diseño de infraestructura vial urbana es el Manual de Recomendaciones
para el Diseño de Elementos de Infraestructura Vial Urbana (REDEVU) aprobado por Decreto
Supremo Nº 12 del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, del 24 de Enero de 1984 y publicado en el
Diario Oficial Nº 31.813 del 3 de Marzo de 1984.
El uso de este Manual es obligatorio en vías urbanas definidas como estructurantes en la
Ordenanza del Plan Regulador Metropolitano de Santiago, según Circular Nº 12 del 06 de marzo de
2000 de la Secretaría Regional Metropolitana de Vivienda y Urbanismo.
3.1 Velocidad de Diseño
La velocidad de diseño está definida por el tipo de vía. El REDEVU establece un rango de
velocidades para cada vía, lo que se muestra a continuación:
Tipo de Vía Velocidad de Diseño [Km/h]
Expresa 80 – 100
Troncal 50 – 80
Colectora 40 – 50
De Servicio 30 – 40
Local 20 – 30
Pasaje 20 Tabla N°33. Rangos de Velocidad de Diseño según tipo de vía
Así, para cada una de las vías del Loteo “Santa Beatriz” se tiene la siguiente velocidad de
diseño:
Tipo de Vía Velocidad de Diseño [Km/h]
Calle Serrano – Troncal 80
Av. General Bonilla – Colectora 50
Calle Central – De Servicio 30
Calle 1 – De Servicio 30
Pasajes 1, 2, 3, 4, 5 y 6 20 Tabla N°34. Velocidad de Diseño para cada Tipo de Vía
3.2 Alineamiento Horizontal
Para definir los elementos del alineamiento horizontal se trabaja como las Recomendaciones
para el Diseño de Elementos de Infraestructura Vial Urbana REDEVU.
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El Loteo “Santa Beatriz” consta de vías con ciertas alineaciones curvas, estas se encuentran en
la Calle 1 y la Calle Central, ambas vías colectoras.
A continuación se muestran los elementos a definir y con los cuales el alineamiento
horizontal queda totalmente definido.
Figura N°2. Parámetros del Alineamiento Horizontal
Se define los elementos del alineamiento horizontal de la calle Central. Esta vía esta
estructura de la siguiente forma:
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Figura N°3. Curva en Calle Central
Se tiene que:
(
)
De la misma forma que para la curva en la Calle Central se obtienen los parámetros de la
curva de la Calle 1, la que se muestra a continuación:
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Figura N°4. Curva en Calle 1
Los parámetros de la curva son los siguientes:
El valor de w es mayor que 6 [gradianes], con lo cual se debe proyectar la curva.
(
)
Además, en el Pasaje 1 se encuentran 2 curvas, mostradas a continuación:
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Figura N°5. Curvas en Pasaje 1
Para la curva 1, los parámetros son los siguientes:
El valor de w es mayor que 6 [gradianes], con lo cual se debe proyectar la curva.
(
)
Asi también, para la curva 2.
(
)
Debe efectuarse la verificación de que estos valores cumplen con las especificaciones y
condiciones del REDEVU.
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El REDEVU, en la Tabla 5.01.202.6 (A) especifica lo siguientes desarrollos mínimos de la
curva en base a la velocidad de diseño:
V [Km/hr] 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
D Min. [m] 3 10 20 30 40 50 65 90 115 150 Tabla N°35. Desarrollo Mínimo de la Curva según Velocidad de Diseño
Considerando la velocidad de diseño de la Calle Central y de la Calle 1 como 30 [Km/hr] se
tiene que el desarrollo mínimo de la curva debe ser de 20 [m]. Siendo 73,7 [m] y 54,2 [m]
respectivamente el desarrollo de curva obtenido para cada vía, podemos decir que se cumple con
el requerimiento. Por otro lado, las curvas en los pasajes, cuya velocidad de diseño es de 20
[km/h], requiere un desarrollo mínimo de 10 [m]. Considerando que la curva 1 posee un desarrollo
de 11,5 [m] y la curva 2 un desarrollo igual a 15,6 [m] se puede decir que cumplen con el
requerimiento.
Por otro lado, ambas vías mantendrán el bombeo previo a la curva, o sea se utiliza
bombeo a dos aguas. Esta condición es verificada en base al requerimiento del REDEVU. Se tiene
que los radios mínimos de contraperalte son:
V [km/h] 25 30 35 40 45 50 55 60 65
RLC [m] 30 50 75 110 160 220 290 370 470 Tabla N°36. Radios Mínimos de Contraperalte según Velocidad de Diseño
Tanto para la Calle Central como para la Calle 1 se tiene que el radio mínimo de contraperalte
es 50 [m]. Para la curva de la Calle Central se tiene un radio de 65,1 [m], mientras que para curva
de la Calle 1 un radio de 50,1 [m], con lo cual ambas curvas pueden ser proyectadas con
contraperalte.
3.3 Alineamiento Vertical
El trazado en elevación se efectúa en base a los requerimientos especificados por el REDEVU.
En general la topografía del terreno condiciona el diseño, aunque es modificada por la existencia
de obstáculos o posibles estructuras.
Los cambios de pendiente deben modelarse mediante curvas verticales. Por otra parte las
intersecciones de las calles deben tener las mismas cotas de rasante en el perfil longitudinal de la
vía asociada.
En las vías del Loteo “Santa Beatriz” se considerará una pendiente mínima del 0,35%,
mientras que la máxima a utilizar es de 0,50%. La topografía del terreno no cambia demasiado y es
la razón por la cual se pueden ocupar pendientes bajar sin una elevada carga económica debido a
cortes o rellenos.
3.4 Calzadas
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3.4.1 Ancho de Pistas
Se muestran los anchos de pista mínimos requeridos establecidos por el REDEVU:
Tabla N°37. Ancho de Pista mínimo
En base a esta información, las vías del Loteo “Santa Beatriz” cumplen con los mínimos
especificados.
3.4.2 Bandas de Estacionamientos
El REDEVU establece consideraciones para las vías con estacionamientos. En el loteo
“Santa Beatriz” y específicamente en el pasaje 4 existe una banda de estacionamientos. El ancho
depende de la situación del tránsito en la vía y de la posición en la que se pretende permitir el
estacionamiento.
Los anchos mínimos para una banda de estacionamientos están dados por:
Angulo [º] 0 35 50 70 90
Ancho [m] 2,00 5,00 5,50 5,50 5,00 Tabla N°38. Ancho Mínimo de Banda de Estacionamientos
A continuación se muestran los estacionamientos en función de la posición de los vehículos:
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Figura N°5. Tipos de Banda de Estacionamiento
Los estacionamientos del Pasaje 4 al cual se hacía alusión previamente, están dispuestos
en 90° y además constan de un largo de 5 [m] y un ancho de 2,5 [m]. De esta forma se corrobora
que la banda de estacionamientos del Pasaje 4 cumple con lo estipulado ya que posee un ancho y
un largo mayor al mínimo.
Se dispone además de un par de estacionamientos para discapacitados, con una longitud
de 3 [m] cada uno.
3.4.3 Bombeo
Tanto en las alineaciones rectas como en las curvas las vías del Loteo “Santa Beatriz”
poseen el mismo bombeo. La elección de este bombeo está influenciada por la precipitación de la
zona. El REDEVU establece los siguientes valores como bombeo mínimo de la calzada:
Tabla N°39. Bombeo Mínimo de la Calzada
El loteo “Santa Beatriz” se utilizará bombeo a dos aguas y será de 2,0%.
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3.5 Bandejones y Medianas
El REDEVU establece condiciones para las dimensiones de los bandejones y las medianas, están se
muestran en la siguiente tabla:
Tabla N°40. Dimensiones Mínimas de Bandejones y Medianas
Se disponen de medianas en Calle Serrano y también en la Avenida General Bonilla, con un
ancho en metros de 5 [m], destinadas al refugio peatonal y también para pistas de giro.
En cuanto a la pendiente transversal de estas medianas quedara establecida en base a la
topografía, sin embargo no excederá el 10%.
3.6 Soleras
Para las vías de mayor tráfico del Loteo “Santa Beatriz”, como lo son la Calle Serrano y la
Avenida General Bonilla, como así también para las vías de servicio como son la Calle Central y la
Calle 1 se utilizara solera tipo A, con el canto redondeado en su cara superior. Para las vías de
trafico bajo como lo son los pasajes se dispondrá solera tipo C.
Figura N°6. Tipos de Soleras
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3.7 Intersecciones – Radios Mínimos
Se debe disponer de un cierto radio en las intersecciones de las vías. En las intersecciones de
los pasajes con las calles de servicio del loteo, como lo son Calle Central y Calle 1, se considerará
un radio de 4 [m] para la curva circular aplicable como delimitadora de la vereda. Se define ese
radio buscando restringir la velocidad de giro ya que puede provocar accidentes o inconvenientes
y además no existe espacio suficiente disponible para curvas más amplias.
En las intersecciones de las calles de servicio, léase esto como Calle 1 y Calle Central, con la
vía colectora que es Avenida General Bonilla, el radio se aumenta a 6 [m]. Aunque se desea
proveer una curva más cómoda la condicionante de la velocidad sigue prevaleciendo.
En la intersección entre la calle de servicio, que es Calle Central, con la vía troncal que es Calle
Serrano se dispone de un radio de 6 [m] debido a la complejidad del viraje de vehículos pesados.
A continuación se muestra la trayectoria de vehículos en las intersecciones:
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Figura N°7. Trayectoria de Vehículos en Esquinas
3.8 Acceso Tipo para Propiedades Privadas
Los accesos a propiedades privadas tales como viviendas unifamiliares, edificios de
departamentos, estacionamientos o instalaciones, conjuntos habitacionales, condominios de más
de cinco viviendas, locales comerciales u otros, que originen el paso frecuente de vehículos por la
acera desde o hacia la calzada adyacente, deberán cumplir los siguientes requisitos:
Sus accesos y salidas no podrán interrumpir las soleras, por lo que, estás deben ser
rebajadas.
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Respecto a la longitud de cada rebaje de soleras, éste no podrá ser superior a 14m y el
cruce con la vereda tendrá un ancho máximo de 7.5m.
Entre los accesos o salidas sucesivas, correspondientes a un mismo predio, deberá existir
un refugio peatonal de una longitud mínima de 2m. en el sentido de la circulación
peatonal. El área a considerar no debe ser inferior a 4.5 m2.
El punto de inicio más próximo a la esquina del rebaje de solera o salida vehicular, no
podrá distar menos de 6m de la línea de detención de los vehículos, ni menos de 10m. de
la intersección virtual entre las líneas de solera de dicha esquina.
El pavimento del acceso debe subir al nivel de la vereda, manteniendo ésta su continuidad
geométrica. El empalme del acceso con calzada debe ser utilizando soleras rehundidas
plinto 0.05 m.
En el caso de accesos vehiculares a viviendas unifamiliares, si la distancia entre línea de
solera y vereda es mayor a 1.0 m, se podrá proyectar dos huellas de 0.30 m de ancho.
Las propiedades privadas deben contar con solución interna de aguas lluvias, de modo de
asegurar que ellas no evacuarán el diferencial de aguas lluvias generado por la nueva
urbanización hacia el sector público. Esta información (planos) deberá ser adjuntada al
proyecto con 2 copias.
Respecto al valor de los radios a considerar en la entrada a los accesos, se deberán
diseñar para una velocidad apropiada de ingreso, utilizando radios menores a 3m. Se
permite también el empalme mediante ochavos. Se exceptúa de lo anterior el caso
particular de estaciones de servicio donde se deberá diseñar de acuerdo al ángulo q.
Como antecedente al proyecto, y como una forma de verificar el buen estado de
conservación de veredas y calzadas existentes, se deberá adjuntar set fotográfico de
frente predial (impreso y digital), cuyas fotografías serán debidamente identificadas. En
caso de estar fuera de vida útil o en mal estado, ya sean las veredas, soleras y/o calzada,
se debe presentar e incluir las obras de reposición respectiva.
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Figura N°8. Plano Detalle Acceso a Propiedad Privada
Figura N°9. Cortes Acceso a Propiedad Privada – Hormigón
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Figura N°10. Corte Acceso a Propiedad Privada – Asfalto
3.9 Especificaciones y Ubicación de Veredas
De acuerdo a lo establecido por la Ordenanza General de Urbanismo y Construcción, los
anchos mínimos están dados por el tipo de vía. Para las vías del Loteo “Santa Beatriz”, en el caso
de la Calle Serrano dispondrá de un ancho de 2 [m], mientras que la Avenida General Bonilla un
ancho de 2,5 [m]. Las vías de servicio, Calle Central y Calle 1, deberán tener aceras a ambos
costados, pero de un ancho de 1,2 [m]. Los Pasajes también vereda, la cual tendrá un ancho de 1
[m].
Además deberán satisfacer las siguientes especificaciones.
Las veredas contiguas a los accesos (ambos lados) deben ser reforzadas en una longitud
mínima de 1m, considerando espesores de hormigón e=0.10m y base estabilizada
e=0.10m. Sin embargo, para el caso puntual de accesos a viviendas unifamiliares, el ancho
de las veredas reforzadas podrá ser de 0.5m.
Las veredas deben ubicarse mínimo a una distancia de 0.20 m. de la L. O. y a 0.6 m de la
línea de soleras.
En el diseño de pasajes, no se contempla la proyección de veredas, pues, éstos por si solos
conforman una solución peatonal.
Respecto a su vida útil esperada, ésta será de 12 años para aquellas realizadas de baldosas
microvibradas, de cemento Portland o de cemento similar.
Se deberá considerar la implementación de dispositivos de rodados donde corresponda.
La ubicación de estos sistemas tratará de facilitar el acceso a la calzada de personas
discapacitadas, para lo cual se implementan depresiones (rampas), continuando con la
proyección de las veredas que se interceptan en una esquina de calles. Por lo tanto, por
cada intersección de veredas se considerará la creación de dos sistemas de rodados cuyas
dimensiones se rigen a lo establecido en la ilustración 11.
Para los dispositivos de rodado se deben considerar soleras rebajadas plinto 0,01m a
0,03m en el empalme con la calzada que enfrentan.
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Figura N°11. Rodado en cruce
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