FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENERIA CIVIL

ENSAYO

Diseño de los pavimentos en el tramo de huacho a Pativilca

AUTOR

Ayala palacios Rafael

ASESORA

Arimana cotaquispe, Marylin Lina

LIMA-PERÚ

(2015-II)

ÌNDICE

I. INTRODUCCIÓN 3

II. ARGUMENTACIÓN 5

2.1. ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS 5

2.2. ESTUDIO HIDROLOGICO -PLUVIOMÉTRICO 7

2.3. ESTUDIO DE PAVIMENTO 10

2.4. ENSAYO DE TRÁFICO 12

lll. CONCLUCIONES 13

IV. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 14

I .INTRODUCCIÓN

En el Perú las vías de comunicación más utilizadas dentro del territorio son las

terrestres. Dentro de estas se encuentran los caminos, carreteras, etc. Es así como un buen

diseño de estas carreteras es necesario para garantizar su correcto desempeño y

durabilidad. En ese sentido este trabajo contempla el diseño del pavimento de huacho a

pativilca que está a cargo de la Empresa Norvial S.A. y se encuentra enmarcada en el rubro

de concesiones viales, cuya responsabilidad es administrar, operar, construir y dar el

mantenimiento a la infraestructura vial en la ruta.

La carretera Huacho – Pativilca tiene 57 kilómetros de longitud y conecta las ciudades de

Huacho, Huara, Medio Mundo, Supe, Barranca y Pativilca. El clima de esta zona tiene la

particularidad de cambiar de árido a semicálido en los primeros meses del año, a templado

y húmedo durante el resto del año. Esta vía de doble calzada se unirá a la autopista

Pativilca-Trujillo, que a su vez empalmará con la autopista Trujillo – Sullana, tramos

conocidos como la autopista del sol. De esta manera, la ruta Lima-Sullana se hará en una

autopista de cuatro carriles, dos de ida y dos de vuelta.

Luego de haber contextualizado de manera breve el Diseño de los pavimentos en el

tramo de huacho a pativilca, nos podemos preguntar: ¿Por qué es están importante la

construcción del pavimento huacho-Pativilca? Un pavimento es una “estructura cuya

finalidad es permitir el tránsito de vehículos y puede estar conformada por una o varias

capas superpuestas. Con el fin de brindar comodidad a los usuarios, debe procurar tener

regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal” (Montejo, A. (2006) Ingeniería

de pavimentos (Tercera ed.)). También se debería tener en cuenta en el diseño medidas

para disminuir el ruido de la rodadura.

El objetivo de este trabajo consiste en realizar un buen diseño de pavimento con suma

importancia ya sea al hacer una excavación para determinar el tipo de suelo mediante

ensayos, como el AASTHO, PROCTOR MODIFICADO, y de esta manera se diseñara la

estructura y para que no sufra desperfectos en la estructura del pavimento a la vez poder

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brindar una excelente circulación de los vehículos ya sea ligeros o pesados y dar una buena

comodidad a la población y eliminar las trochas que se presentaban en los casos

anteriores. Se diseñará dicho pavimento considerando dos tipos: flexible y rígido. Para

luego comparar ambos resultados y escoger la mejor opción. El pavimento rígido será

diseñado también mediante dos metodologías: (AASHTO) y la (PCA) Una vez obtenidos los

diseños tanto del pavimento flexible como del rígido se realizará un análisis económico

comparativo entre las dos opciones elegidas con el fin de encontrar la estructura óptima del

pavimento.

Según Braja (2006) para que la carretera la carretera construida, permite llevar a que

se obtenga un menor tiempo de viaje para así satisfacer al ciudadano , en consecuencia se

tiende a eliminar las grandes colas que se generan por el caos vehicular, que a diario se

está viendo ,este diseño hará que la fluctuación sea más decadente y segura para que la

ciudadanía no tenga problemas en llegar a su destino adecuado , a su vez tener, mayor

seguridad por eliminarse posibilidad de choques, que se generen por los malos diseños que

se están haciendo ,así obstruir la estructura del pavimento , por eso se debe hacer con

suma cautela un diseño tener ciertas investigaciones del suelo ,para así brindar seguridad a

la población .este proyecto se hará con el motivo de mantener un nivel de calidad y

garantizarse los limites admisibles en los parámetros indicadores de la condición del

pavimento ya que existe la posibilidad de implementar el sistema de gestión de pavimentos

para la administración de la concesión ancón –huacho-pativilca de

Habiendo señalado la temática general sobre el diseño de los pavimentos en el tramo

Huacho-Pativilca, en este ensayo se mostrarán cuatro puntos –a consideración del

investigador, aunque algunas metodologías pueden variar entre sí, los siguientes factores

son necesarios para el diseño del pavimento en la mayoría de ellas: Estudios de tráfico,

Estudios de mecánica de suelos, Estudios hidrológicos-pluviométricos, Estudios de de

pavimento.

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II ARGUMENTACION

2.1 ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

Según Abanto (2002) se deberá tomar nota los límites de los tipos de suelo y del perfil

característico de cada uno de ellos. Cada tipo de suelo presenta un terreno con perfil

particular y tiene características comunes con las de materiales semejantes en su relieve y

vegetación. En el caso del ensayo de soporte de california BCR compara el comportamiento

de un suelo determinado con el de una roca chancada de calidad estándar .se aplica carga

sobre la muestra compactada previamente mediante un ensayo proctor, así como saturado

en agua por 4 días y se va registrando la capa necesaria para producir penetración en el

material en el intervalo de 01” hasta05”.P(31) En mi opinión, estos conceptos pueden servir

de ayuda en la identificación de diversos tipos de suelo, capacitando al ingeniero para

subdividir el terreno en varios planos individuales que reflejen condiciones de suelos

susceptibles de necesitar tratamiento de ingeniería similar. Acerca de los tipos de suelos

podemos saber que suelo es el más propenso para que se construya un buen pavimento.

Por otro lado, según Braja (2006) las propiedades del suelo, tales como la granulometría, la

plasticidad, la compresibilidad y la resistencia la corte, pueden determinarse mediante

pruebas apropiadas de laboratorio (20) Aún más reciente se ha puesto énfasis en la

determinación in situ de las propiedades de resistencia y deformación del suelo, debido a

que así se evita la perturbación de las muestras durante la exploración del campo p (18). En

mi opinión Para determinar que cimentación es apropiado, el ingeniero debe considerar la

carga de la superestructura, las condiciones del subsuelo y el asentamiento tolerable

deseado.

Según Berry (2010), las muestras de suelo obtenidas durante la investigación del terreno

se someten a ensayos de laboratorio con el fin de determinar las propiedades necesarias

para la clasificación y descripción del suelo y obtener los parámetros que se requieren para

el diseño(23) Bueno en mi opinión generalmente todo suelo debe de ser estudiado

empleando la granulometría, los ensayos respectivos para comprobar la resistencia,

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permeabilidad, así para hacer un buen diseño y dar una buena calidad a los usuarios y el

ensayo más recomendable es el ensayo insitu.

Según valencia Sergio (2014), los tamaños de las partículas que forman el suelo pueden

variar pueden variar en un amplio intervalo .los suelos son generalmente llamados grava,

arena, limo o arcilla, dependiendo del tamaño predominante delas partículas dentro del

suelo .para describir los suelos por su tamaño de partícula, varias organizaciones han

desarrollado límites de separación de suelo .p(24)En mi opinión la determinación de los

suelos es muy importante ya que con la investigación se va a diseñar los pavimentos con lo

cual el ingeniero proyectista va velar por la seguridad delos habitantes , para que en los años

siguientes no sufra la estructura del pavimento desperfectos.

Según GARCIA, Jorge (2012), el contenido de humedad en que se alcanza el peso unitario

máximo generalmente se denomina contenido de humedad óptima. La prueba de laboratorio

utilizada generalmente para obtener el peso unitario seco máximo de compactación y el

contenido óptimo de humedad se denomina prueba proctor de compactación , en la prueba

proctor el suelo se compacta en un molde que tiene un volumen de 943.3cm3 .el diámetro

del molde esde101.6mm.duarante la prueba de laboratorio el molde se une a una placa de

base en la parte inferior .el suelo se mezcla con cantidad variable de agua luego es

compactado en tres capaz iguales por un martillo que entrega 25 golpes a cada capa .en mi

opinión las pruebas del método del proctor modificado es importante para la compactación

de del suelo ya que en él se cubrirá los espacios vacíos que yacen en el suelo, esto implica en

la dureza y se encargara de soportar la estructura del pavimento .

Según el reglamento nacional (2015) antes de comenzar el trabajo de campo se revisará

la documentación disponible para obtener una información general muy útil en el

planeamiento y organización de la exploración. Se revisará cuando se disponga de ello,

oerofografias planos topográficos y planos del suelo del área, pues será muy justificado el

tiempo invertido en su estudio.es importante que el ingeniero conozca las limitaciones de

los diversos tipos de planos con que puedan contar. Deberá tomarse nota de los límites de

los tipos del suelo y del perfil característico de cada uno de ellos .cada tipo de suelo

presenta un terreno con perfil particular y tiene características comunes con los de los

materiales semejantes en su relieve y vegetación (15) en mi opinión estos conceptos

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pueden servir de ayuda en la identificación de los diversos tipos de suelo , capacitando al

ingeniero para subdividir el terreno en varios planos individuales que reflejen condiciones

de suelos susceptibles de necesitar tratamiento de ingeniería similares .

2.2 ESTUDIO HIDROLOGICO PLUVIOMETRICO

Según El servicio nacional de meteorología e hidrología del Perú (SENAMHI) proporciona

los datos de precipitación media diaria de diversas estaciones ubicadas en diversas zonas.

Los valores de precipitaciones son tomadas a las 7 de la mañana y las 7 de la noche, así

mismo se registran las temperaturas máximas y mínimas todos los días. Además se

encuentra publicado el mapa de clasificación climática del Perú en el cual se puede

determinar el clima tipo de la zona de estudio. La información necesaria es la precipitación

media diaria de la estación de la estación seleccionada registrada registrada todo los días

durante varios años para poder tener un registro confiable.

Según ABANTO, Manuel (2002) La estación que se eligió según el temario de tesis es

ubicado en las lomas de lachay, esta se ubica en la provincia de huara, distrito de huacho a

una latitud de 11º22’1”, y longitud 77º22’1”, a una altitud de 300 m.s.n.m. dicha estación

cuenta con datos históricos desde año 2007n hasta setiembre del presente año 2012.en

este tipo de clima es preferible utilizar cementos asfalticos duros que tenga mayor

viscosidad como estos climas cálidos para hacer una buena construcción en los

pavimentos .y si en caso se llegaría hacer de baja viscosidad esto provocaría que las mezclas

sean susceptibles a las deformaciones plásticas o de roderas .p(30)en mi opinión en estos

casos debemos de optar por una mejora de la calidad de suelo si en casos que se

encuentren suelos arcillosos que son malos suelos debemos hacer unos cambios como

estabilizarlos con cal ya que estos son permeables , y así generen infiltraciones en la sub-

rasantes como también aplicar otros aditivos para estabilizar el suelo.

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Como se mencionó en el inciso anterior, el SENAMHI, ha publicado el mapa de

clasificaciones climáticas de nuestro país, en el cual se encuentra el tramo de esta tesis

entre huacho y pativilca en la costa central del país. Así mismo en dicha región se registran

temperaturas máximas entre 24 y 28ºC. En mi opinión la alta temperatura provocaría la

dilatación de la estructura del pavimento, en consecuencia se estaría formando grietas, la

cohesión de la mezcla disminuye, afectaría desfavorablemente la resistencia de la mezcla

asfáltica a la formación de roderas debido a que la mezcla presenta un comportamiento

muy viscoso a al que llega hacer fluir y desplazarla con mucha facilidad. Por lo cual se debe

diseñar un pavimento que tenga una estabilidad suficiente para que pueda acaparar ala

alta temperatura como a la baja temperatura sin que presente daños.

Según Braja (2006) En cuanto a las temperaturas mínimas según el mapa del SENAMHI

estas se encuentran en el rango de 8 y 12ºC. Con estos valores y los datos de la estación de

las lomas se puede estimar una temperatura del aire promedio anual entre 16 y 18ºC.p

(34). en mi opinión la temperatura es un factor muy importante en la pavimentación ya

que a menudo que incrementa la temperatura se dilata la superficie, y esto hace que se

produzca cierta agrietamiento en el pavimento en conclusión provocaría, grandes destrozos

en la estructura, habría tráfico, desorden vehicular e incomodidad a la ciudadanía. Para

eso se debería tener en cuenta los estudios con cautela para que los fenómenos

atmosféricos no lo debiliten.

Según el reglamento nacional (2015) los datos que se obtiene en la precipitación anual

deben ser, preferentemente de las informaciones que se obtengan de las estaciones

pluviométricas cercanas al lugar donde se proyecta el pavimento ,como también en la

precipitación anual del orden de5 a 10 pulgadas, el valor el valor asignado a la zona de

estudio es 0, es decir que este valor no tiene ninguna influencia en el pavimento .también

hay otra condición especial, cuando en las zonas de lluvia no hay un drenaje superficial

adecuado(zona de topografía plana , es decir zona muy irrigable ), la precipitación de 20-

25pg.cuyo valor seria 6, en este caso el valor real seria 10.p(127)en mi opinión es muy

importante establecer con los documentos como ,planos topográficos ,hidráulica e

hidrología , estudio de suelo ;la vez se debería medir el área de drenaje que contribuye al

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sistema que se está diseñando y las sub áreas de drenaje que se distribuyen a cada uno de

los puntos de ingreso a los ductos y canalizaciones del sistema de drenaje .

2.3 ESTUDIO DE PAVIMENTO

Según Abanto (2002) el pavimento que se construye deberá ser el preciso, para que

teniendo en cuenta la naturaleza y la resistencia del suelo del terreno de fundación, lleguen

a él cargas que puedan resistir sin que la información exceda de lo admisible. En esta tesis

se realiza el diseño de pavimento de un kilómetro de esta carretera entre huacho y

pativilca. El tramo de esta tesis une las provincias de barranca y huara cabe resaltar que

entre las particulares dela zona el tránsito de gran porcentaje de vehículos pesados. p (56)

en mi opinión se debe tener una gran preocupación por construir pavimentos que tengan

suficiente resistencia ante los esfuerzos ocasionados por los vehículos que puedan transitar

a diariamente.

Según el reglamento nacional (2015) el pavimento está compuesto por capaz que apoya

en toda su superficie sobre el terreno prepara para soportarla durante un lapso

denominado periodo de diseño y dentro de un rango de servicibilidad .esta definición

incluye pistas ,estacionamiento, aceras o veredas, pasajes peatonales y ciclo vías .la

metodología de diseño de instituto de asfalto (IS-91),considera un solo material para

pavimentación , el concreto asfaltico mezcla en caliente , sin embargo en esta metodología

modificada se ha considerado además a las bases y sub- bases granulares como materiales

para la pavimentación .p(96)en mi opinión para hacer un buen diseño de pavimentación

debemos de tener los criterios de deformaciones verticales compresivas e inducidas en la

parte superior dela sub-rasante y las deformaciones tensionales en el fondo de la capa

asfáltica para hacia no permitir las infiltraciones de las aguas subterráneas ya que son

factores destructivo para la estructura .

Según BRAJA,luis (2006) el pavimento está constituido por un conjunto de capaz

superpuesta, relativamente horizontales, que se diseñan y construyan técnicamente con

materiales apropiadas y adecuadas compactadas p (20), El objetivo principal de la gestión

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de pavimentos a nivel de proyecto es la elaboración de la lista de actividades para obtener

resultados óptimos y asegurar que los pavimentos proporcionen el nivel de servicio

esperado aprovechando al máximo el periodo de vida útil ;para lo cual deben complacerse

operaciones y mantenimientos correctivos y preventivo. Debe enfatizarse la importancia de

la adecuada planificación y programación de las actividades relacionadas con los

pavimentos incluyendo el mantenimiento de rutina, el periodo y la rehabilitación. En este

caso puedo opinar que hacer de lo dicho se basa en hacer una buena mejora en cuanto al

diseñar los pavimentos con suma cautela, para así poder apreciar un suelo firme apta para

la construcción y dar una buena mejora a la población.

Según Wilson (2004) la subrasante tiene como función recibir todo los esfuerzos

transferidos por los neumáticos de los vehículos ya sean livianos o pesados. En los

respectivos pavimentos como flexible, rígido y compuesto. Acerca de explicado se pude

apreciar que la subrasante cumple una función principal frente las fuerzas externas

ocasionados por los agentes externos, que se encuentra por encima del terreno de

fundación, un pavimento debe estar libre de humedad ya que estos provocarían infiltración

, y Así debilitarían las capas del pavimento , que a su vez surgirían accidentes al , generar

grietas .

2.4 ESTUDIO DE TRÁFICO

El estudio del tráfico se basa en los datos históricos delos tramos de carretera desde

ancón hasta huacho, registrado por el ministerio de transporte y comunicaciones. Esta

carretera se caracteriza por ser interprovincial ya que conecta toda la costa peruana. Así

mismo transitan una gran variedad y cantidad de vehículos livianos, pesados desde

camiones hasta tráiler con insumos máquinas pesadas para el norte. Este flujo vehicular se

expresa utilizando un parámetro conocido como EXAL (equivalente single axle load) a carga

equivalente de eje simple, que considera un eje simple equivalente de 18 kips. Este valor

representa en efecto dañino que producen los vehículos sobre los pavimentos .o el valor

consumo de fatiga y el daño por erosión en el caso de metodología.

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Según el, Ministerio de transporte (2010) recopila los datos del índice medio anual

(IMDA), por tipo de vehículo, de los tramos viales del país .se tiene los datos

correspondientes al año 2010, los cuales se presentan en el anexo.se debe tomar en cuenta

la posición del tráfico que se utiliza o que se utilizara en la vía, obtenida sobre la base de

estudio del tráfico y sus proyecciones que consideren el desarrollo futuro de la zona

tributaria de la carretera y la utilización que tendrá cada tramo del proyecto vial .desde mi

punto de vista el diseño de una carretera se debe basar en la consideración de volúmenes

de transito que tengan condiciones necesarias para que circulo sobre ella , con seguridad

vial ya que esto le será útil para el desarrollo de la carretera y planes de transporte .

Según BraJa (2006) para estimar el crecimiento de transito durante el periodo de diseño,

se utiliza el modelo exponencial propuesto en el manual de suelos ,geología, geotecnia y

pavimentos del MTC.como también se verifica el flujo de camines y cargas, estimaciones

especificas en sitios de las cargas son mejores que tomar promedios o equiparar datos, el

número de conteos y los lugares están limitados por el costo y el personal disponible , el

uso de balanzas en el país está muy restringido , el control vehicular es muy difícil. En mi

opinión hoy en día se aprecia la cantidad de caos vehicular que a diariamente se vive esto

se debe a la cantidad de vehículos que entran al país, y no suficiente espacio para que

tenga una cómoda circulación, por ende se están haciendo vais Pas para que para

circulación sea continua.

Según el reglamento nacional (2015) la evaluación del trafico deberá tomarse en cuenta

para diferenciar las cargas vehiculares, configuraciones de ejes y ruedas, número de cargas

de cada tipo de vehículos durante el periodo de diseño. El daño a la estructura del

pavimento debido a las cargas por eje se expresa típicamente como el daño de la carga de

un eje estándar (EAL). Esta es la carga por eje estándar es una carga por eje simple de 8.16 t

(80 KN).P (106).En mi opinión la evaluación del tráfico es muy importante ya que el

ingeniero debe de investigar con cautela al verificar la cantidad de vehículos que circularan

por la vía ya sea pesados o ligeros, como también el soporte de la sub-rasante que recibe

los esfuerzos cortes provocados por los vehículos, para así obtener de lo más apropiado la

circulación delos vehículos sin ningún problema.

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Según abanto (2012) nos dice que normalmente se incrementa, aunque en algunos

casos se estanca o declina .la historia de tráficos en vías comparables y los planeamientos

regionales pueden servir de base para las estimaciones. El crecimiento global del tránsito

parece no diferir entre autopistas rurales y urbanas; sin embargo como los porcentajes

promedios de crecimiento se basan en kilometraje recorrido del total de vehículos, es

deseable determinar si es posibles, porcentaje independientes de crecimiento de camiones

y de vehículos de pasajeros

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III.CONCLUSION

1. En conclusión se logró ejecutar la importancia del diseño del pavimento cumpliendo

con las condiciones en relación a presión de expansión ,valor de estabilidad y la

resistencia a la tensión por flexión , medida en las capas superiores del pavimento por

medio de cuhesìmetro por frente a los fenómenos atmosféricos dando como

resultado estructuras rigido.No obstante es necesario recalcar que el factor de

crecimiento de trafico estimado puede ser en realidad mayor con los pasos de los años

debido al progreso actual de nuestro país y las recientes demandas de transportes por

pate del sector minero, agrícola, etc.es por ello que sería recomendable realizar un

monitoreo continuo del tráfico y del peso máximo permitido por eje de cada vehículo

de tal que se intente no someter al pavimento a una carga mucho mayor que puede

traducirse en fallas estructurales .

2. Es importante acotar que el diseño de esta tesis se basó en la metodología de la

AASHTO de 1993; sin embargo se desarrolló un nuevo método en guía provisional de la

AASHTO 2008, la cual tiene algunas otras consideraciones .sería recomendable que

alguna otra tesis se basa en el diseño aplicando otra metodología y poder comparar

resultados así mismo las metodologías presentadas en este documento no son las

únicas existentes actualmente se podría diseñar tomando en cuenta más de tal modo

de realizar una mejor comparación de resultados como por ejemplo las metodologías

empíricas mecanisticas que aplican la teoría elástica para modelar las capas del

pavimento. A lo largo dela elaboración de la tesis se ha podido apreciar el gran número

de variables presentes en diversas metodologías de diseño para cada uno de los tipos

de pavimentos existentes. Realizar un análisis de sensibilidad de estas variables podría

llevar a determinar cuáles son las más influyentes y en el caso de que falten datos saber

cuáles podrían ser asumidos sin afectar significativamente el diseño final.

3. Los pavimentos asfalticos tienen que tener la estabilidad suficiente tanto a bajas como

a altas temperaturas sin presentar daños esto se puede lograr haciendo un balance

óptimo de manera que las propiedades sean las mejores posibles .

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V. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

HESSE LA SERNA, milton . reglamento de edificaciones.4ta ed.Madrid:taurus calpe,2013.p(636).ISBN:978—1-111-57575-2

2 BRAJA ,luis. ingenieria de cimentacion. 3ra ed,Guadalajara :cruz manka, 2006.p(320).ISBN:192-4546-5

WILSON.D, freddy. Pavimento en carreteras.2da ed. paris : seneca, 2007.p(250).ISBN:4215-2456-23

ABANTO , Manuel. pavimento en carreteras . 5ta ed.lima:megabyte,2012.p(756).ISBN:2370-156-54

GARCIA ,Jorge .pavimentos en vias .2da ed .Cajamarca:peru,2002.p(316).ISBN:2139-568-148

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