Proyecto Pavimento Flexible

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTALPOLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA

UNEFA SEDE GUANARE

NÚCLEO PORTUGUESA

PROPUESTA DE PAVIMENTO FLEXIBLE PARA LA OPTIMIZACIÓN DE LA VIA DE LA AVENIDA PRINCIPAL LOS AGRICULTORES DE LA

URBANIZACIÓN LA GRACIANERA MUNICIPIO GUANARE, ESTADO PORTUGUESA

AUTORES:

GONZÁLEZ MARIA C.I: 21.526.085.BETANCOURT ANABEL C.I: 24.025.568.

JIMÉNEZ MARIANAC.I: 22.099.732.TORREALBA WILMARYC.I: 25.159.628.

CARRERA: INGENIERIA CIVIL.SECCIÓN: A VII SEMESTRE.

TUTOR: ING°. MAURIELO RODRIGUEZ.

MESA DE CAVACAS, SEPTIEMBRE 2015

Tabla de cuadros

Cuadro 1: Valores promedio del factor camión para las diferentes entidades

del país . . . . . . . . . 7

Cuadro 2: Factor de distribución por sentido. . . . . 9

Cuadro 3: Factor de utilización por canal . . . . 10

Cuadro 4: Tasa de crecimiento . . . . . . 11

Cuadro 5: Periodo de diseño . . . . . . 12

Cuadro 7: Valor relativo de soporte critico estimado en porcentaje de

Pavimento para sub-rasante compactable 95% . . . 16

Cuadro 8: Valores de confiabilidad con diferentes clasificaciones

Funcionales . . . . . . . . 22

Cuadro 9: Propiedades Marshall exigidas para el diseño de mezclas

en laboratorios . . . . . . . . 30

Cuadro 13: Relaciones de clima en Venezuela . . . 35

Cuadro 14: Datos para el diseño de pavimento . . . 36

Tabla Gráficos

Fig. 6 Tipos de suelos en Venezuela . . . . 15

Fig. 10 Coeficiente estructural de la carpeta asfáltica . . . 31

Fig. 11 Coeficiente estructural de la capa base . . . 32

Fig. 12 Coeficiente estructural de la capa sub-base . . . 33

Fig. 13 Zona climática de Venezuela . . . . . 34

CAPÍTULO V

5. La Propuesta Tecnológica.

5.1 Especificaciones Técnicas de Construcción.

Propuesta de Pavimento Flexible para la Optimización de la Vialidad

en la Urbanización La Gracianera. Del Municipio Guanare Estado

Portuguesa.

Datos.

- La vía es Urbana

- Carretera de 1 canal por sentido.

- Periodo de diseño: de 15 a 20 años.

Tránsito de Diseño

Un conteo se realiza en un lapso ideal de un (1) año, de esta manera

se elimina cualquier error por condiciones estacionales del flujo de vehículos.

Cuando el conteo se realiza en estaciones de cobertura 1, o en peajes,

automáticamente al correr del año se va registrando el volumen acumulado

de vehículos. En otras ocasiones o puntos de medición, no es ni práctico ni

económico, el que se disponga de este lapso de tiempo. Lo ideal entonces,

es realizar una medición de un mes continuo. En caso de que esto tampoco

sea posible, la medición debería ser de una (1) semana completa, en forma

tal que se obtenga un registro de lunes a domingo. Si tampoco esto fuese

posible, debería al menos disponerse de un registro de un día laboral y de un

día de fin de semana (sábado o domingo). Si en alguno casos ni siquiera

esto fuese posible, el conteo debe ser realizado en un día (24 horas)

continuas, preferiblemente en un día laborable. Pudiera darse el caso de que

ni aún pudiese contarse en un lapso de 24 horas; en este caso debe irse a

un conteo de doce horas. Si ni aun pueden contarse en estas 12, debe irse a

ocho (8) horas, y a veces solo podrá contarse durante una hora.

El conteo se llevó a cabo de una manera visual; Aun cuando lo ideal

es que el conteo vehicular –clasificado o no– se realice mediante el empleo

de equipos, en el caso de que esto no sea posible, por razones de tiempo o

carencia de recursos, siempre se podrá recurrir al sistema de contar los

vehículos mediante la simple observación visual del paso del flujo vehicular.

El conteo visual permite no solo determinar el total de vehículos que circulan

por el punto de medición, sino que se obtiene un “conteo clasificado” ya que

se contabiliza el número de cada tipo de vehículo que pasa por esa sección

durante el tiempo de la medición. Por lo tanto, tomando en cuenta las

especificaciones, se procedió a analizar el tránsito de la vía similar a la vía en

estudio, puesto que el tránsito a obtener será el equivalente cuando exista la

vía consolidada en el sector Brisas del Este.

Obtenido el conteo vehicular, se procede a determinar el promedio

diario de tránsito (PDT) y con ello poder apreciar el promedio diario de

tránsito en el año inicial (PDTo), con la ecuación prescrita de la siguiente

manera:

PDTo=209+165+172+177+194+220+127 7 =

12647

PDTo= 180.57 vpd = 181 vpd

Calculo de las Repeticiones de los Ejes Equivalentes

Son las cargas equivalentes totales en el periodo de diseño que se

requieren para realizar un diseño de pavimento. El método actual contempla

los ejes equivalentes sencillos de 18,000 lb (8.2 ton) acumulados durante el

período de diseño, por lo que no ha habido grandes cambios con respecto a

la metodología original de AASHTO. El diseño de transito gira en base a dos

ecuaciones que son:

ECUACIÓN 1:

REE= EEo × F

Dónde:

REE: Son las repeticiones de ejes equivalentes o cargas equivalentes

totales.

EEo: Cargas equivalentes en el año inicial.

F: Factor de crecimiento.

ECUACIÓN 2:

EEo= PDTo × %Vp × FC × fd × fc× Nd

Dónde:

EEo: Cargas equivalentes en el año inicial.

PDTo: Promedio diario de tránsito en el año inicial.

%Vp: Porcentaje de vehículos pesados.

FC: Factor camión.

fd: Factor de distribución por sentido.

fc: Factor de utilización de canal.

Nd: días del año.

Calculo del Factor Camión

El siguiente cuadro nos permite estimar el Factor Camión ponderado

total por estado, y la cual es muy útil cuando se realizan estimaciones de

inversión en planes regionales de pavimentación, o en cualquier otro trabajo

de planificación.

Cuadro 1. Valores promedio del factor camión para las diferentes entidades

del país

Entidad

Factor Camión promedio

ponderado

Amazonas 1.29

Anzoátegui 2.05

Apure 1.42

Aragua 3.77

Barinas 1.42

Bolívar 6.69

Carabobo 3.93

Cojedes 1.42

Delta Amacuro 1.29

Dtto. Federal 3.61

Falcón 3.03

Lara 1.42

Mérida 1.29

Miranda 3.61

Monagas 2.05

Nueva Esparta 1.25

Portuguesa 1.42Sucre 2.05

Trujillo 1.47

Fuente: Grupo#7. Maria González, Anabel Betancourt, Mariana Jiménez y

Wilmary Torrealba.

Según cuadro N° 1 se asume un Fc para el estado Portuguesa de

1.42

Factor de Distribución por Sentido (fd)

Es el que nos permite medir el total del tránsito que circulará en el

sentido de diseño, y sus valores son los que se indican en el siguiente

cuadro:

Cuadro 2. Fd

Modo de medición del

PDT

Valor del fd

En ambos sentidos 0,50

Por sentido de circulación 1,00


Wilmary Torrealba.

Por tal motivo, analizando el tránsito en los dos sentido de circulación

se debe tomar el valor correspondiente de la tabla, en este caso es de fd=

0.5

Factor de Utilización por Canal (fc)

Es el que nos permite asignar al canal de diseño, la fracción del total

de vehículos que circulará por este canal y su valor se selecciona de acuerdo

al siguiente cuadro, en Venezuela tradicionalmente sus valores han sido los

siguientes para el tránsito ya asignado al sentido de circulación. Por lo tanto,

para el diseño propuesto se incluirá el valor de fc= 100, que en porcentaje

seria fc= 1.00.

Cuadro 3. Fc

Nº de carriles en

cada sentido

Porcentaje de w18 en

el carril de diseño

1 100

2 80 – 100

3 60 – 80

4 o más carriles 50 – 75


Wilmary Torrealba.

Días del año

Se tomaran todos los días del año que en total suman 365 días.

Luego de encontrar los datos de la ecuación número dos, resolvemos

de la siguiente manera para encontrar los ejes equivalentes en el año inicial

de diseño:

EEo= PDTo × %Vp × FC × fd × fc × Nd

EEo= 181 ×1 4.2100 × 1.42 × 0.50 × 1.00 × 365

EEo= 6.660,67

Con este resultado podemos calcular las repeticiones de ejes

equivalentes que se muestran en la ecuación uno son:

REE= EEo × F

Como bien podemos observar, calculamos de manera individual el

factor de crecimiento (F) con la siguiente fórmula:

F= [(1 + r)n ] - 1 Ln (1+r)

Dónde:

r: Tasa de crecimiento. Incremento anual del volumen de transito de una vía.

n: Periodo de diseño.

La tasa de crecimiento interanual (r), permite constituir el crecimiento

del tránsito a lo largo del período de diseño, y en el caso de que no pueda

ser obtenido de los registros históricos de tránsito, pueden emplearse los

resultados de mediciones para diseños que arrojan los resultados que se

presentan en el siguiente cuadro:

Cuadro 4. Tasa de Crecimiento

Criterio estadístico Valor

Promedio 4,20%

Desviación estándar 1,80%

Valor mínimo 0,24%

Valor máximo 8,28%


Wilmary Torrealba.

Basándonos en estos resultados, tomamos el criterio estadístico

promedio, el cual contiene una tasa de crecimiento de r= 4,20

Por otra parte, el periodo de diseño (n) se toma basado en los

siguientes valores del cuadro 5, que resume los periodos de diseño

recomendados por la Asociación Americana de Administradores de

Carreteras y Transporte (AASHTO) y la correspondiente a la tipología de la

Red Vial Nacional:

Cuadro 5. Periodo de Diseño

Tipo de vía

según AASTHO

Según nomenclador vial

venezolano

Periodo de diseño

(años)

Principal Autopista urbana o rural de

alto volumen y vía troncal

30-50 (30 en autopistas

urbanas)

Secundaria Vía local 20-50

Terciaria Vía ramal, sub-ramal o

agrícola

15-25, con mínimo de

10 años

Fuente: Asociación Americana de Administradores de Carreteras y

Transporte (AASHTO)

El “Período de Diseño” no debe ser confundido con la “Vida Útil” del

pavimento, ni con el Período de Análisis; este último puede comprender

varios Períodos de Diseño, como en el caso de la pavimentación por etapas.

La vialidad en estudio entra en la categoría de vía secundaria, es decir, con

periodos de diseño entre 20 a 50 años. Para efectos de diseño, el período de

diseño seleccionado para la primera vida útil del pavimento, fue de 20 años.

Debido a esta información determinamos el factor de crecimiento:

F=(1 + 0,042)20- 1 Ln (1+0,042)

= 31.04

Luego introducimos los valores en la ecuación 1 para obtener los

resultados de las repeticiones de los ejes equivalentes del diseño de

pavimento flexible:

REE= 6660,67× 31.04

REE=206.747,20 EE

El CBR para las Capas del Pavimento.

El CBR de un material está en función de su densidad, textura,

humedad de compactación, humedad después de la saturación, su grado de

alteración y su granulometría. Estos valores nos permitirán conocer el

número estructural de cada capa según sea sus especificaciones.El CBR

comúnmente se calcula mediante ensayos de suelo, como mínimo cinco

ensayos por unidad de diseño, pero teniendo en cuenta las limitaciones de la

investigación se utilizaran valores basados en características del terreno y

materiales, así como de climas, nivel freático y precipitación pluvial, tomando

en consideración estimaciones mínimas bajo las normas para efectos de

diseño.

Capacidad de Soporte del Suelo de Fundación (CBRSR).

Tomando en cuenta lo antes expuesto, para determinar la capacidad

de soporte de la sub-rasante nos basaremos en valores de soportes críticos

para las condiciones previamente dadas debido a la zona en estudio por

medio del tipo de suelo y el nivel freático. En primer lugar obtendremos el

tipo de suelo según la región en que se encuentra ubicada la vía. Venezuela

posee una gran variedad de suelos, entre otros factores, de la diversidad de

climas, relieves, rocas y especies vegetales que la caracterizan. Por esta

razón, se han realizado en el país diversos estudios para establecer su

caracterización y según este sistema, Venezuela cuenta con 9 de los 12 tipos

de suelos contemplados que son: entisoles, inceptisoles, vertisoles, olisoles,

ultisoles, oxisoles, aridisoles, histosoles y alfisoles, como lo muestra el

siguiente gráfico:

Grafico 6. Tipos de Suelos en Venezuela. Fuente: Geografía de suelos y

geotecnia (2004)

En el grafico se puede apreciar que la región de Portuguesa está

constituida por los colores amarillo y verde los cuales corresponden a tipos

de suelos inceptisoles y vertisoles respectivamente. Los inceptisoles son los

suelos proporcionalmente maduros y rocosos. Por otro lado, los suelos

vertisoles. Tienen un alto grado de fertilidad y son buenos para el pastoreo.

Dado su alto contenido de arcilla.

De esta manera, el estado PORTUGUESA posee una combinación de

suelo inceptisole – vertisole, lo cual lo hace un suelo rocoso maduro y

arcilloso, quiere decir que está en una proporción de arena no plástica y

arcilla activa que presentan unos parámetros de valores de soporte críticos

que se pueden apreciar en la siguiente tabla

Cuadro 7. Valor relativo de soporte critico estimado en porcentajes de

pavimentos para subrasantes compactadas 95%

Fuente: Grupo. Maria González, Anabel Betancourt, Mariana Jiménez y

Wilmary Torrealba.

De acuerdo con la variación estacional debe elegirse el nivel freático

más alto para efectos de cálculo por ser el más desfavorable, que será el de

0,6 metros, así pues, a través de este nivel freático se determina un

promedio de los porcentajes mínimos tolerables a la compactación del 95%

en subrasantes de las categorías de arena no plástica y arcilla activa de valor

de soporte relativo obteniendo lo siguiente:

Arena no plástica= 8 - 10

Arcilla activa= 2 – 3

Capacidad de soporte de la sub-base (CBRSB).

Para efectos de diseño se puede usar el porcentaje mínimo de CBR

que según Hugh A. Wallace y J. Rogers Martin en su libro Asphalt Pavement

Engineer, recomiendan un CBR mínimo de 20% para las capas de sub-base,

sin embargo, experiencias en nuestro país han demostrado que una sub-

base granular con materiales apropiados y construida de manera adecuada

dan como resultado valores de CBR superiores a 30%, como lo indica la

norma COVENIN 1124-11. Por consiguiente, se propone un CBR mínimo de

30% para la capa de sub-base.

CBR= 30%

Capacidad de Soporte de la Base (CBRBS).

Para la base granular se puede utilizar en la estructura de pavimento

un CBR mínimo de 80% para una densidad mínima del 95% según lo

indicado en la norma COVENIN 1124-11 0-07 para bases y sub-bases,

recalcando que para efectos de diseño debemos trabajar con valores

mínimos establecidos.

CBR= 80%

Cálculos de los Módulos Resilentes para las Capas del

Pavimento.

El método AASHTO 93 establece ecuaciones correlativas para

determinar el módulo resilente de cada capa de la estructura del pavimento

en función del CBR y esto debido a la ausencia del manejo de equipos en

muchos países para la determinación de este parámetro. Estas ecuaciones

para el caso del suelo de fundación fueron corregidas por el Dr. Augusto

Lugo para ser aplicadas en Venezuela.Por lo tanto, se lleva a cabo con las

siguientes ecuaciones del método AASTHO:

Módulo Resilente del Suelo de Fundación (Sub-rasante).

CBR ≤ 7,2%

Mr = 1500 × CBR

7,2% < CBR ≤ 20%

Mr = 3000 × CBR0,65

CBR > 20%

Mr = 4326 × ln(CBR) + 241

A modo de diseño se determinó anteriormente que el CBR de la sub-

rasante debe ser 3.5%, por ser el valor del resultado del estudio de suelo y

por consiguiente tenemos que la ecuación a usar será la del CBR≤ 7,2%

como se muestra a continuación:

Mr= 1500 × CBR

Mr= 1500× 3.2

MrSR= 4800psi

Módulo Resilente para Bases y Sub-bases.

Para un CBR menor a 80%:

CBR < 80% =>Mr= 385,08 × CBR + 8660

Para un CBR mayor o igual al 80%

CBR ≥ 80% =>Mr= 321,05 × CBR + 13327

Por consiguiente efectuando las evaluaciones correspondientes según sea el

caso tenemos los siguientes resultados:

MrSub-base

MrSB= 385,08 × 70 + 8660

MrSB= 35615,60 psi

MrBS= 19748 psi

MrBase

MrBS= 321,05 × 20 + 13327

Ecuación AASTHO para el Diseño del Pavimento Flexible.

La ecuación para el diseño de la sección estructural de los pavimentos

se deriva de la información obtenida empíricamente por AASTHO ROAD

TEST. Para resolver esta ecuación metodológicamente empírica se deben

hallar otras variables importantes que se muestran a continuación.

Desviación Normal del Error Estándar (So).

Es la combinación en la estimación de los parámetros de diseño y el

comportamiento del pavimento, por lo cual este parámetro está ligado

directamente con la Confiabilidad ®; habiéndolo determinado, en este paso

deberá seleccionarse un valor So “Desviación Estándar Global”,

representativo de condiciones locales particulares, que considera posibles

variaciones en el comportamiento del pavimento y en la predicción del

tránsito. Valores de “So” en los tramos de prueba de AASTHO no incluyeron

errores en la estimación del tránsito; sin embargo, el error en la predicción

del comportamiento de las secciones en tales tramos, fue de 0,25 para

pavimentos rígidos y 0,35 para los flexibles, lo que corresponde a valores de

la desviación estándar total debidos al tránsito de 0,35 y 0,45 para

pavimentos rígidos y flexibles respectivamente. En Venezuela se tiene una

estimación para pavimentos flexibles según el método AASTHO de:

0,40 < So < 0,50 Se recomienda usar 0,45

Confiabilidad del Diseño (R).

La confiabilidad de un pavimento es la probabilidad de que una

sección diseñada se comportara satisfactoriamente bajo las condiciones de

tránsito y ambientales durante el periodo de diseño. Con el parámetro de

Confiabilidad “R”, se trata de llegar a cierto grado de certeza en el método de

diseño, para asegurar que las diversas alternativas de la sección estructural

que se obtengan, durarán como mínimo el período de diseño. Se consideran

posibles variaciones en las predicciones del tránsito en ejes acumulados y en

el comportamiento de la sección diseñada.

El actual método AASHTO para el diseño de la sección estructural de

pavimentos flexibles, recomienda valores desde 50 y hasta 99,9 para el

parámetro de confiabilidad, con diferentes clasificaciones funcionales,

notándose que los niveles más altos corresponden a obras que estarán

sujetas a un uso intensivo, mientras que los niveles más bajos corresponden

a obras o caminos locales y secundarios.

Cuadro 8. Valores de confiabilidad con diferentes clasificaciones

funcionales

Clasificación funcional Nivel recomendados por AASTHO

para carreteras

Interestatal o autopista 80 – 99,9

Red principal o federal 75 – 95

Red secundaria o estatal 75 – 95

Red rural o local 50 – 80

Fuente: Guía AASHTO para diseño de carreteras.

Por ser la vialidad en estudio una red vial urbana por lo tanto se toma

la relación entre 50 – 80, por lo tanto para efectos de diseño tomamos la

menor confiabilidad R= 50%.

Índice de Servicialidad (∆PSI).

La servicialidad es la condición de un pavimento para proveer un

manejo seguro y confortable a los usuarios en un determinado momento. La

mejor forma de evaluarla es a través del índice de servicio presente el cual

varía desde 0 hasta 5. La filosofía básica del diseño es el concepto del

comportamiento y capacidad de servicio, el cual proporciona un medio para

diseñar un pavimento con base en un volumen especifico de transito total, y

con un nivel mínimo de servicialidad deseado, al final del periodo de

diseño.Se sugiere que el criterio para definir el índice de servicio terminal o

mínimo de rechazo esté en función de la aceptación de los usuarios de la

carretera. El cambio o pérdida en la calidad de servicio que la carretera

proporciona al usuario, se define en el método con la siguiente ecuación:

∆PSI= Po – Pt

Po= Índice de servicio inicial (4,5 para pavimentos rígidos y 4,2 para

flexibles). Cada entidad podrá elegir un valor apropiado para sus

condiciones, por lo tanto, en Venezuela debido al exceso de cargas que no

se pueden controlar, está entre 3,80 y 4,00.

Pt= Es el índice más bajo que pueda tolerarse antes de realizar una medida

de rehabilitación. Se define como el índice de servicio terminal, para el cual

AASHTO maneja en su versión1993 valores de 3,0; 2,5 y 2,0, recomendando

2,5 o 3,0 para caminos principales y 2,0 para secundarios, siendo este último

el correspondiente a la vía del sector Brisas del Este.

Calculo del Numero Estructural (SN).

El SN es un número abstracto que expresa la resistencia estructural

de un pavimento requerido, para una combinación dada del soporte del suelo

(Mr), del tránsito total (W18), de la servicialidad terminal y de las condiciones

ambientales. Para el diseño del pavimento flexible se deben tener los datos

para identificar el número estructural, donde este se obtiene mediante un

tanteo simultáneo para verificar que:

W18REE ≥ 1 tomando una tolerancia de 1 a 1,20

Tomando en consideración esta base teórica que inculca el método

AASTHO podemos resumir de manera técnica y estratégica lo siguiente:

W18REE ≥ 1 despejando W18 ≥ REE

W18 = REE

De esta manera podemos introducir directamente el valor de las

repeticiones de los ejes equivalentes calculados anteriormente usando el

programa de la ecuación AASTHO (1993), desarrollado por el Ingeniero Civil

Manizales en el año 2004, para que arroje de forma definitiva y exacta el

numero estructural por cada escalón de la superestructura multicapa sin

necesidad de realizar tanteos alternativos y de esta manera conservar la

pureza logística del diseño.

Números Estructurales de las Capas del Pavimento.

SN de la Base.

El número estructural de la capa base se calcula con el módulo

resilente de la base:

SN de la Base.

Este número estructural se calcula consecutivamente con el módulo

resilente de la sub-base, quedando evidencia de esto en la siguiente

demostración:

SN de la sub-base.

El dato obtenido es de SNSB= 1,11

Luego se procede a calcular de igual manera el número estructural para el

suelo de fundación o sub-rasante.

SN de la sub-rasante.

Al igual que los demás números estructurales, el de la sub-rasante se

obtiene introduciendo el valor del módulo resilente correspondiente obtenido

del mismo suelo de fundación, como se puede notar:

El valor que se obtuvo es de SNSR= 2,31

Así de esta manera, se puede proceder a realizar los cálculos de los

espesores de las capas del pavimento propuesto en la investigación.

Calculo de Espesores de las Capas del Pavimento.

Luego de obtener el número estructural SN para la sección estructural

del pavimento, utilizando la ecuación general básica de diseño, donde se

involucraron los parámetros anteriormente descritos(tránsito, R, So, MR ,

ΔPSI ), se requiere ahora determinar una sección multicapa que en conjunto

provea de suficiente capacidad de soporte equivalente al número estructural

de diseño original. La siguiente ecuación puede utilizarse para obtener los

espesores de cada capa, para la superficie de rodamiento o carpeta, base y

sub-base, haciéndose notar que el actual método de AASHTO, versión 1993,

involucra coeficientes de drenaje particulares para la base y sub-base. Para

el cálculo de los espesores de las capas el método AASTHO propone la

siguiente ecuación:

SN = a1D1m1 + a2D2m2 + a3D3m3

Dónde:

a1, a2 y a3 = Son coeficientes estructurales de capa representativos de

carpeta asfáltica, base y sub-base respectivamente.

D1, D2 y D3 = son los espesores de la carpeta asfáltica, base y sub-base

respectivamente, en pulgadas.

m1, m2 y m3 = son los coeficientes de drenaje para la carpeta asfáltica,

base y sub-base, respectivamente.

Empezaremos a determinar cada variable de la ecuación para poder

introducirlos en la misma.

Coeficiente estructural de la carpeta asfáltica.

Se determina a través de la Estabilidad Marshall en libras, la cual se

obtiene mediante el ensayo de la estabilidad Marshall de la mezcla asfáltica,

tomando en consideración distintas propiedades de la misma. La estabilidad

es una de las propiedades más importantes que debe buscarse en una

mezcla asfáltica, ya que de ella dependerá en gran parte el que la mezcla

que se diseñe logre un comportamiento adecuado en obra, garantizando una

mezcla que no se deforme o desplace ante las cargas pesadas, y que sea

resistente ante el efecto de la repetición de cargas (REE o Wt18) a la cual un

pavimento se ve sometido durante su vida deservicio. En vista de no poseer

con los recursos necesarios para realizar los ensayos de la Estabilidad

Marshall, el cuadro 9 resume los criterios de la Norma INVEAS 2002 en

cuanto a las propiedades que debe cumplir una mezcla asfáltica densa:

Cuadro 9. Propiedades Marshall Exigidas para el Diseño de Mezclas en

Laboratorio

Fuente: Norma INVEAS 2002

En vista de esto, para efectos de diseño se toma un valor mínimo

exigido de estabilidad Marshall para transito bajo de 1600. Con este valor se

consigue el coeficiente a1 interceptado en el nomograma proporcionado por

el método AASTHO para estimar el coeficiente estructural de la carpeta

asfáltica de la siguiente manera:

Grafico 10. Coeficiente Estructural de la carpeta asfáltica.

Fuente: AASTHO 93

Se observa que el coeficiente a1 equivale aproximadamente a 0,40.

Coeficiente Estructural de la Capa Base.

Este coeficiente se determina por medio de la capacidad de soporte

de la base (CBRBS) y para conseguir el valor del coeficiente debemos utilizar

el grafico que se presenta:

Grafico 11. Coeficiente Estructural de la Capa Base

Fuente: AASTHO 93

Para un CBR de 80% se obtiene aproximadamente un valor de

coeficiente a2 de 0,12.

Coeficiente Estructural de la Capa Sub-base (A3).

Se determina mediante la capacidad de soporte de la sub-

base(CBRSB), impuesta para este diseño y para ello se utiliza el siguiente

gráfico:

Grafico 12. Coeficiente Estructural de la Capa Sub-base (A3).

Fuente: AASTHO 93

Para un CBR de 30% se obtiene aproximadamente un valor de

coeficiente a3 de 0,10.

Coeficiente de Drenaje (m).

Para la obtención de los coeficientes de drenaje, m2 y m3,

correspondientes a las capas de base y sub-base respectivamente, el

método actual de AASHTO se basa en la capacidad del drenaje para

remover la humedad interna del pavimento, por lo que se refiere a un valor

“m” de acuerdo a la calidad del drenaje y el tiempo en el año durante el cual

se espera que el pavimento este normalmente expuesto a niveles de

humedad cercanos a la saturación. Estos factores se determinan según la

zona climática, Calidad del drenaje del material usado en la base y/o Sub-

base y el porcentaje del tiempo con la estructura próxima a la saturación.

Para determinar el coeficiente “m” se debe manejar la siguiente información:

Grafico 13. Zonas Climáticas de Venezuela

De acuerdo a este gráfico, Portuguesa se encuentra en el punto VI y

esto se traduce en lo siguiente:

Cuadro 13. Relaciones de Clima en Venezuela

Zona

climática

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

Meses de

condición

seca

2 6 3 4 6 5,5 6 7 10 7 5 12

Meses de

cond.

Húmeda

2 4 3 4 2 3 3 3 1,5 4 5 0

Meses de

cond.

Saturada

8 2 6 4 4 3,5 3 2 0,5 1 2 0


Wilmary Torrealba.

Como se puede notar la zona VI del mapa en función del clima se

encuentra en el nivel de porcentaje de tiempo mayor al 25%, por lo tanto

tomamos el valor de la calidad del drenaje regular de m= 0,80 para base y

sub-base, puesto que la carpeta obtiene el 100% de la calidad del drenaje

que equivale a 1.

Para calcular los espesores de las capas del pavimento el método

AASTHO asemeja la estructura en una posición superpuesta desde la

primera capa hasta la última, usando el valor abstracto del número

estructural de cada capa. Para ello se recopilaron en orden los resultados

obtenidos en el siguiente cuadro:

Cuadro 14. Datos para el Diseño de Pavimento

NOMBRE NOMENCLATURA VALOR

Numero Estructural de la Base SNBS 1,45

Numero Estructural de la Sub-base SNSB 1,11

Numero Estructural de la Sub-rasante SNSR 2,31

Coeficiente Estructural de la Carpeta

Asfáltica a1 0,40

Coeficiente Estructural de la Base a2 0,12

Coeficiente Estructural de la Sub-base a3 0,10

Coeficiente de Drenaje de la Carpeta

Asfáltica M1 1,0

Coeficiente de Drenaje de la Base M2 0,80

Coeficiente de Drenaje de la Sub-base M3 0,80


Wilmary Torrealba.

Espesor de la Carpeta Asfáltica

Se calcula con el número estructural de la base de la siguiente

manera:

SNBS= a1 × m1 × D1

D1= 1,450 ,40×1= 3,63 in × 2, 54 = 9.22 cm ≈

Ahora recalculamos el número estructural de la base y tenemos:

D1=9

2,54= 3,54 in

SNBS*= 0,40 × 1,0 ×3.54 = 1,42

Espesor de la Base

Se calcula con el número estructural de la sub-base:

SNSB= SNBS* + a2 × m2 × D2

D2= 1.42 –1.110 ,12×0 ,80 = 3.23 in × 2,54 cm = 8,20 cm ≈

Luego calculamos el nuevo número estructural para la sub-base para

equilibrar la ecuación:

D2= 8cm2,54 = 3.15 in

SNSB*= 1.42 + 0.12 × 0.80 × 3.60 = 1, 40

9 cm

8cm

SNSB*=1.40 – 1.42 = 0.02

Espesor de la Sub-base

Se calcula tomando el número estructural de la sub-rasante o suelo de

fundación, de la siguiente manera:

SNSR= SNBS* + SNSB * + a3 × m3 × D3

D3 =2,31−1,10−0,020 ,10×0 ,80 = 14,88 in × 2,54 = 37,80cm ≈

De esta manera hemos obtenido el diseño de los espesores del

pavimento que se pueden apreciar en la siguiente gráfica:

SUB-RASANTE

38cm

Carpeta Asfáltica = 9 cm

Base = 8 cm

Sub-Base= 38 cm

5.2 Cómputos Métricos

1) C.100200101. Excavación para banqueos en cualquier tipo de material,

con empleo de tractores. (M3)

Largo (m) Ancho (m) Espesor (m) Total (m3)

200 6.10 0.30 366

2) C.11.02.004.00. Construcción de base de granzón natural (M3)


200 9 0.36 648

3) C.110400501. Construcción de base de grava estabilizada, con material

integral, de cm. (M3)


200 6.10 0.08 97.60

4) C.120100100. Imprimación asfáltica empleando material asfaltico tipo xxx.

Incluyendo los materiales. (M2)

Largo (m) Ancho (m) Total (m2)

200 6.10 1220

5) C.123000101. Suministro en boca de planta de mezcla asfáltica tipo xxx,

incluyendo el transporte de los agregados. (Ton)

Largo (m) Ancho (m) Espesor (m) Ton. Total (Ton)

200 6.10 0.08 2.33 227.41

6) C.123030001. Colocación de mezcla asfáltica en caliente tipo xxx,

suministrada en boca de planta, sin incluir el suministro ni el transporte de la

mezcla asfáltica. (Ton)

Largo (m) Ancho (m) Espesor (m) Ton. Total (Ton)

200 6.10 0.08 2.33 227.41

7) C.02.82.001.01. Transporte de maquinaria pesada para movimiento de

tierra, bases, asfalto, preparación del sitio, drenajes, con peso de 10 a 30ton.

Por máquina. Se pagara un viaje de ida y de regreso por máquina y no se

reconocerá cuando una maquina se sustituye por otra. (Viaje)

Tipo de Maquina

Peso (Ton) Dist. (Km)

PatrolVibroBallenaFinesherVibro Neumatico

BarredoraPayloader

Por tal motivo son 7 viajes. 8) C.118201302. Transporte urbano de materiales para la construcción de

sub-bases y/o bases. (m3/km).

Material (m3) Distancia (km) Total (m3/km)

576 + 97.6 0.40 615,04

5.3 Presupuesto

5.4 Análisis de precios

Anexos

Ministerio de Transporte y ComunicacionesDirección General Sectorial de Transporte TerrestreOficina de Planificación de Transporte TerrestreDirección de Estadística e InformáticaCONTEOS DE TRANSITO EN LA URBANIZACIÓN LA GRACIANERA GUANARE EDO PORTUGUESAUBICACIÓN: AVENIDA PRINCIPAL LOS AGRICULTORESESTACION: 01 SENTIDO: O-E CANALES: 2

Fecha23/08/201

524/08/201

525/08/201

526/08/201

527/08/201

528/08/201

529/08/201

5

Día Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado DomingoPromedi

o DesviaciónHora

12-1 am 0 0 0 0 0 0 0 0 01-2 am 0 0 0 0 0 0 0 0 02-3 am 0 0 0 0 0 0 0 0 03-4 am 0 0 0 0 0 0 0 0 04-5 am 0 0 0 0 0 0 0 0 05-6 am 0 0 0 0 0 0 0 0 06-7 m 0 0 0 0 0 0 0 0 07-8 m 18 10 8 12 10 7 12 11 3

8-9 am 14 10 14 18 50 19 6 19 139-10 am 22 13 9 9 12 8 21 13 5

10-11 am 19 12 10 10 12 10 10 12 311-12 am 24 9 13 14 19 19 11 16 512-1 pm 13 18 10 20 21 50 13 21 131-2 pm 9 11 23 11 5 19 12 13 6

2-3 pm 12 10 14 13 10 12 8 11 23-4 pm 15 20 17 11 8 14 7 13 44- 5 pm 11 19 9 16 11 19 3 13 55-6 pm 17 12 15 20 20 28 14 18 56-7 pm 25 8 20 9 7 9 4 12 77-8 pm 10 13 10 14 9 6 6 10 38- 9 pm 0 0 0 0 0 0 0 0 09-10 pm 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10-11 pm 0 0 0 0 0 0 0 0 011- 12 pm 0 0 0 0 0 0 0 0 0

PDT 209 165 172 177 194 220 127 181PDT PROMEDIO

VH MAX 25 20 23 20 50 50 21VH PROMEDIO 9 7 7 7 8 9 5PDT 12H AM 97 54 54 63 103 63 60 71 PROMEDIOMAX VH am 24 13 14 18 50 19 21MAX VH pm 25 20 23 20 20 28 14

Nota: no incluye motos


CONTEO DE VEHICULOS CLASIFICADO EN PERIODOS DE 15 MINUTOS

HORA AUTOS TAXIS BUSCARGA (EJES)

1 2 3

7 - 8 am 7 2 2 4,74 14,78 08 - 9 am 8 5 6 18,96 59,12 89 - 10 am 6 5 2 4,74 14,78 010 - 11 am 7 3 2 4,74 14,78 011 - 12 am 6 3 7 23,7 73,9 012 - 1 pm 10 8 3 4,74 14,78 61 - 2 pm 5 3 5 14,22 44,34 02 - 3 pm 4 3 4 9,48 29,56 03 - 4 pm 7 3 3 9,48 29,56 04 - 5 pm 8 3 2 4,74 14,78 05 - 6 pm 9 6 3 4,74 14,78 06 - 7 pm 4 5 3 4,74 14,78 07 - 8 pm 6 2 2 9,48 29,56 0


Recomendaciones.

Tomar en Cuenta el tránsito vehicular Futuro para el cálculo de la vialidad y así poder evitar

fallas futuras en la estructura de la misma.

Tener en cuenta la topografía, ya que de ella depende el diseño de la estructura.

Tomar en Cuentas Las Normativas Covenin y el Método AASHTO para vialidad.

Tomar en Cuenta el drenaje del terreno ya que este va ser fundamental en la vida útil del

pavimento.

Engineering

Proyecto Pavimento Flexible