informe final batan vol.1

INFORME FINAL VOLUMEN No. 1 ESTUDIO Y DISEOESTUDIO PAVIMENTACION DEL TRAMO CA-13 - BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO

SEI.S.A.Ingenieros Consultores

TEGUCIGALPA, M.D.C., JULIO, 2007

INFORME FINALESTUDIO PAVIMENTACION DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO VOLUMEN I - ESTUDIO INDICEPgina No.-Carta de Remisin -i-

CAPITULO I.- RESUMEN EJECUTIVO

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CAPITULO II.- OBJETIVO, LOCALIZACION Y NATURALEZA DEL PROYECTO 32.1 2.2 2.3 2.4 Objetivo.. Localizacin.. Area de Influencia.. Naturaleza del Proyecto.. 2.4.1 Descripcin del Camino Existente 2.4.2 Formulacin del Proyecto 3 3 6 6 6 8

CAPITULO III.- INVESTIGACIONES BASICAS..133.1 3.2 Estudios Topogrficos... 13 3.1.1 Topografa 13 Inventario de Drenaje... 15 3.2.1 Alcantarillas 15 3.2.2 Puentes 16 Hidrologa... 17 Geologa... 32 3.4.1 Caractersticas Geomorfolgicas 32 3.4.2 Estratigrafa y Estructura Geolgica 32 Geotecnia... 34 3.5.1 Investigaciones de Suelos. 34 3.5.2 Bancos de Materiales. 42 Trnsito.... 44 Aspectos Ambientales y Socio-econmicos... 50 3.7.1 Investigaciones Realizadas. 50 3.7.2 Actividad Econmica. 50 Derecho de Va...... 52

3.3 3.4

3.5

3.6 3.7

3.8

IV.- ANALISIS Y DISEO.. 554.1 Diseo Vial.... 55 4.1.1 Criterios de Diseo. 55 4.1.2 Diseo Geomtrico. 56 4.1.3 Diseo del Sistema de Drenaje. 57 4.1.4 Estructura del Pavimento.... 58 4.1.5 Obras Complementarias.... 70 4.1.6 Cantidades de Obra.... 70 4.1.7 Especificaciones Tcnicas.... 71 4.1.8 Anlisis de Precios Unitarios.... 73 4.1.9 Presupuestos de Construccin.... 74

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INFORME FINALESTUDIO PAVIMENTACION DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO VOLUMEN I - ESTUDIO INDICEPgina No.4.1.10 Costos de Supervision.... 76 4.1.11 Resumen Costos de Inversin 77 4.1.12 Planos Constructivos 78

V.- ESTUDIOS AMBIENTALES795.1 5.2 5.3 Evaluacin de Impactos.... 79 Obras y Medidas de Mitigacin.... 81 Costos....... 83 84 Programa Tentativo de Ejecucin.... 84 Programa de Mantenimiento.... 85 Conclusiones y Recomendaciones.... 88 6.5.1 Conclusiones.. 88 6.5.2 Recomendaciones.. 89

VI.- PROGRAMA GENERAL DE EJECUCION.6.1 6.2 6.3

ANEXOS Anexo No. 1 Planos Constructivos Anexo No. 2 Especificaciones Tcnicas Especiales Anexo No. 3 Anlisis Hidrolgico y Memoria Drenaje Anexo No. 4 Censos de Trfico Anexo No. 5 Base de Datos Levantamientos Topograficos Anexo No. 6 Ensayos de Laboratorio Anexo No. 7 Fichas de Precios Unitarios Anexo No. 8 Memorias de Clculo Anexo No. 9 Manual de Campo Estabilizacin de Suelos

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SEI,S.A. Ingenieros Consultores

INFORME FINAL VOLUMEN No. 1 ESTUDIO


_____________________________________________________________________________________________ ESTUDIO PAVIMENTACIN DEL TRAMO: CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO


INFORME FINAL VOLUMEN No. 1 ESTUDIO Y DISEO


Nombre del Proyecto Ubicacin Propietario del Proyecto Contratante Consultor Fecha de Contrato Monto de Contrato Plazo de Ejecucin Fecha Orden de Inicio Fecha de Terminacin Contractual

: : : : : : : : : :

Estudio para la Pavimentacin del Tramo CA-13-Batn. Departamento de Yoro Secretaria de Comunicaciones, Obras Publicas y Transporte SOPTRAVI Fondo Vial. Servicios Especializados en Ingeniera y Administracin S.A. (SEI, S.A.) 13 de Abril del 2007 Lps. 463,387.90 2 meses 30 de Abril del 2007 30 de Junio del 2007

Plazo Estimado de Construccin : 12 meses Costos del Proyecto: Los costos de inversin para la ejecucin del proyecto son los siguientes.

No. 1 2 3 4

DESCRIPCIN Costos de Construccin Obra Fsica Administracin Delegada Escalamiento de Costos Sub - Total Construccin Costos de Supervisin TOTAL DE INVERSION

MONTO (Lps) 20,387,416.68 650,000.00 1,300,000.00 22,337,416.68 2,984,730.99 25,322,147.67

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Los aspectos relevantes del proyecto son:

Situacin Actual: Existe un camino con superficie de rodadura de material selecto con una longitud de 11.8 Km. que constituye el medio de comunicacin para una importante rea agro-industrial. Longitud del Camino Pavimentado: 11.8 Km. Rodadura Proyectada: 6.0 metros mas hombros de 0.75 para un total de 7.50 M. Estructura del Pavimento: Base consistente del material existente en la rodadura estabilizado con cemento.


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CAPITULO II.- ASPECTOS GENERALES




CAPITULO II.- ASPECTOS GENERALES2.1 OBJETIVO

El objetivo principal del proyecto es la pavimentacin del camino existente CA-13-Batn con una longitud de 11.80 kilmetros en el Municipio de El Negrito, Departamento de Yoro, adems de la pavimentacin se contempla las mejoras al alineamiento horizontal y vertical, mejoras al sistema de drenaje menor, sealizacin vial horizontal y vertical, obras de mitigacin ambiental y obras miscelneas complementarias. Para este propsito se realizaron diversas investigaciones de campo que comprendieron estudios topogrficos, de suelos y materiales, censos de trfico, reconocimientos de flora y fauna, recoleccin de hidrolgicos y climatolgicos y de aspectos sociales y ambientales. Posteriormente se procedi a la etapa de diseo para generar los planos constructivos, cantidades de obras, costos y la formulacin de los informes finales respectivos. 2.2 LOCALIZACIN

El proyecto est ubicado en el Municipio de El Negrito, Departamento de Yoro como se ilustra en la Lmina No. 2.2.(1) Localizacin Regional. Actualmente, existe un camino con superficie de rodadura de material selecto, el cual es conservado rutinariamente por el Fondo Vial, este camino existente se inicia en la interseccin carretera CA-13, Seccin Progreso-Tela a la altura del Km. 19 y termina en la interseccin carretera Mezapa - Batn con una longitud de 11.80 Km., la localizacin cartogrfica se muestra en la lmina No. 2.2.(2).


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LAMINA No. 2.2.(1) LOCALIZACIN REGIONAL

Batn


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LAMINA No. 2.2.(2) LOCALIZACIN CARTOGRFICA

Batn

Mezapa


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2.3

REA DE INFLUENCIA

El rea de influencia directa del proyecto la constituye las reas de plantaciones de palma africana localizadas a ambos lados del camino CA-3 Batn, reas que cuentan con una red de caminos terciarios para el mantenimiento y operacin de las fincas, esta rea de influencia directa se estima se extiende a las comunidades Mezapa, Ro Abajo, La Montaita y Estero del Indio al Norte; la 28, la 29, Colonia Primero de Marzo, la 39, la 44 y la 40 al Oeste; Guaimitas, La Colorada y Bella Vista al Sur, la 35, Krike Amarillo, la 34 y Rancho Naranjo por el Este y a lo largo del proyecto bajo consideracin, la 36, Colonia San Antonio, Colonia Guaymas, Mindanao, la Fbrica de Palma y directamente Batn El rea de influencia indirecta se extendera hasta Urraco, Guaymitas y se interrelaciona con el rea de influencia de la Carretera CA-13 en el tramo que une Guaymitas, Las Delicias, Los Planes de Arena Blanca, Los Planes y Pajuiles. 2.4 2.4.1 NATURALEZA DEL PROYECTO Descripcin del Camino Existente

El camino existente se inicia en la interseccin de la carretera pavimentada CA-13, Seccin El Progreso Tela a la altura del Km. 47.5 (19.8 Km. desde el Progreso) y termina en la interseccin con el camino Mezapa-Urraco Pueblo en la cercana de la comunidad de Batn, con una longitud aproximada de 11.3 Km. segn se muestra en la lmina de localizacin que se adjunta; este camino tambin intercepta la carretera que conecta con Baracoa en el Departamento de Corts Su posicin geogrfica est comprendida entre las coordenadas UTM 1714729N, 426990E y 1725011N, 425629E del sistema W6584. La topografa de su recorrido se desarrolla en terreno plano con elevaciones sobre el nivel del mar de 34 a 48 m; el trazo es en su mayor parte sobre el antiguo terrapln de la lnea frrea de la Tela Railroad Company en los aos 50 durante el auge del banano en Honduras. En su recorrido une poblaciones de diversos tamaos e importancia, entre los que podemos citar Batan y Aldea 36 entre el Km. 2 al 4, como se ilustra en la fotografa derecha. Asimismo, intercepta otros caminos que conducen desde la Aldea 36 a Santa Ins (Km. 2+600) y a la Aldea La 40, as como el camino que conduce de Mezapa a Urraco Pueblo en su punto termina.

En la seccin de camino que atraviesa la Aldea 36, el derecho de va se ve limitado por cercos de propiedades y la lnea de transmisin de energa elctrica de la ENEE. Tambin se encuentra el sistema de abastecimiento de agua consistente de tubera de PVC de 2 y 3, localizado dentro del camino existente como se muestra en la fotografa izquierda (flecha)._____________________________________________________________________________________________ ESTUDIO PAVIMENTACIN DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO

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En sus primeros 3 kilmetros, el trazo es sobre terrenos planos pero con un alineamiento horizontal sinuoso, con calzada de rodadura con un ancho de 5.5 a 5 m en la mayor parte del tramo; el derecho de va se limita por cercos de malla cicln y cercos de pas a ambos lados, con una franja promedio de 11 a 14 m de ancho como se muestra en la fotografa derecha.

En estos primeros tres kilmetros, el camino atraviesa reas de fincas de naranjas, de palma africana y reas de pastizales para ganado como se ilustra en la fotografa izquierda.

Del kilmetro 3 hasta el final, el trazo se desarrolla en terrenos planos, con alineamiento horizontal relativamente recto con una orientacin norte en todo su trayecto; a ambos lados del camino se encuentran fincas de las diferentes cooperativas de palma africana, que integran Hondupalma y E.C.A.R.E., estas cooperativas son 12, entre ellas estn: Cooperativa Los Catrachos Cooperativa San Antonio Cooperativa Hoyosito Cooperativa Rufino Cooperativa La Reyna Cooperativa Unin Cristiana Cooperativa Unin y Lucha Cooperativa Napolen

A la altura del kilmetro 8.5 se localizan las fbricas procesadoras del aceite de palma africana (Hondupalma) como se aprecia en la fotografa derecha.

Del Km. 4 al Km. 8, el derecho de va se limitado por la lnea de transmisin de energa elctrica de la ENEE, situada sobre el lado izquierdo del camino; del kilmetro 8 al Km. 11.3 sta lnea de transmisin se localiza al lado derecho. El derecho de va tambin se ve limitado por las plantaciones palma africana paralela al camino, en estos tramos el derecho de va tiene una franja promedio de 11 m; la calzada de rodadura tiene una anchura de 6 a 7 m como se puede observar en la fotografa izquierda._____________________________________________________________________________________________ ESTUDIO PAVIMENTACIN DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO

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En resumen, este camino constituye una de las vas importantes para el transporte de la fruta obtenida del cultivo de la palma africana y el banano que predomina en el rea de influencia del proyecto. Drenaje.- El drenaje menor est constituido de 13 alcantarillas de concreto reforzado de 24, 36 y 42 de dimetro, as como un pequeo puente con una longitud de 12.5 m, de una sola va, localizado en el Km. 3+260, el cual cruza el aliviadero del ro Guaymon y en la Estacin 10+700 se encuentra un pequeo puente de losa sobre un canal de riego. En el tramo del Km. 5 al Km. 11, las alcantarillas existentes descargan su caudal a canales de drenajes localizados dentro de las fincas de palma africana, orientadas paralelas a la carretera; en general el sistema de drenaje se encuentra en buenas condiciones. Material de Rodadura.- El terrapln existente tiene una superficie de rodadura de material granular obtenido del ro Guaymon para el tramo del Km. 0 al 4 y del ro Mezapa para el tramo del Km. 4 al 11.3; este material se comporta razonablemente bajo el trfico existente como se ilustra en fotografa derecha.

2.4.2

Formulacin del Proyecto

Para propsitos de fijar los parmetros bsicos de diseo, se someti a consideracin del Fondo Vial las alternativas descritas en la nota cdigo No. 119-002-07, a la cual el Fondo Vial dio respuesta mediante Oficio No. OF-386-GTFV-2007, cuyas copias se adjuntan. En base a lo anterior, el proyecto de pavimentacin del camino CA-13 Batn, se ha formulado a partir de las siguientes consideraciones: El camino existente posee caractersticas geomtricas horizontales y verticales razonables, la anchura y material de rodadura del terrapln es tambin satisfactorio. Por consiguiente y en atencin a la decisin del Fondo Vial, se utilizar el trazado y terrapln existente en su totalidad, sin introducir cambios mayores de alineamiento horizontal y vertical; sin embargo, en ambos alineamientos se introducirn ajustes para definir la geometra del camino con ms precisin, as como una pequea ampliacin en la anchura del terrapln para acomodar hombros de 0.75 metros. El drenaje menor se encuentra en razonables condiciones, el mismo ser utilizado con la incorporacin de mejoras o ampliaciones para satisfacer los requerimientos indicados por el anlisis hidrolgico. El terrapln existente cuenta con una superficie de rodadura con un material con grosor y caractersticas geomecnicas adecuadas, que permitir integrarlo en la estructura del pavimento futuro mediante una estabilizacin con cemento sobre el cual se colocar un doble tratamiento superficial asfltico. Para el diseo se emple lo posible, la normativa indicada en el Manual de Carreteras de SOPTRAVI.


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CAPITULO III.- INVESTIGACIONES BSICAS




CAPITULO III.- INVESTIGACIONES BASICAS3.1 3.1.1 ESTUDIOS TOPOGRFICOS Topografa

Los estudios topogrficos comprendieron los levantamientos del camino existente desde la interseccin con la carretera CA-13, seccin Progreso-Tela hasta la inteleccin con el camino Mezapa Urraco Pueblo, con una longitud total de 11.897 km. Los levantamientos se efectuaron con una estacin electrnica total TOPCON GTS-230W, en el mes de Abril del 2007, utilizando los siguientes procedimientos: A partir de bancos de nivel cercanos pertenecientes al proyecto de caminos Toyos Mezapa Batan ejecutado por la Direccin General de Carreteras y con las coordenadas WGS84 tomadas mediante un GPS manual GARMIN ETREX VISTA se comenzaron los levantamientos topogrficos desde Batn hacia la carretera CA-13. El levantamiento topogrfico comprendi el camino existente en una franja que incluye el derecho de va entre los cercos a ambos lados, el patrn de puntos levantados fueron bsicamente secciones transversales a cada 20 m, conformando una base de datos a partir de la lnea central existente para una anchura total de 30 m, los trabajos de levantamiento topogrfico se ilustran en la fotografa derecha.

A lo largo del trazo, aproximadamente cada 500 metros, se colocaron bancos de nivel sobre pernos incrustados en mingos de concreto tal como se aprecia en la fotografa a la derecha y como se describe en el Cuadro 3.1.1


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INFORME FINAL VOLUMEN No. 1 ESTUDIO Y DISEO CUADRO No.3.1.1 LOCALIZACIN BANCOS DE NIVEL

BN R-1 R-2 R-3 BN-0 BN-1 BN-2 BN-3 BN-4 BN-5 BN-6 BN-7 BN-8 BN-9 BN-10 BN-11 BN-12 BN-13 BN-14 BN-15 BN-16 BN-17 BN-18 BN-19 BN-20 BN-21 BN-22 BN-23 BN-24 BN-22 BN-21

COORDENADAS WGS 84 E N 427662.077 427666.819 427638.781 427627.327 427626.265 427371.106 427034.878 426459.639 426071.746 425778.687 425765.308 425746.841 425732.624 42720.225 425709.124 425700.012 425687.234 425676.112 425664.834 42654.133 425648.03 425637.046 4256.60.785 425647.518 425628.781 425647.409 425650.878 425593.889 425653.031 426183.805 1715021.800 1715046.578 1715047.023 1715123.303 1715554.406 1715937.281 1716040.466 1716080.634 1716022.094 0 1716376.419 1717000.069 1717482.455 1718004.094 1718499.703 1719103.32 1719460.929 1719980.35 1720480.627 170985.778 1721487.295 1721968.534 1722474.747 1722980.512 1723476.35 1723978.471 1724488.626 1724988.825 1725233.668 1725258.03 1725257.686

ELEV. (msnm) 46.976 45.332 43.332 42.279 40.88 37.777 36.445 34.4150 32.725 31.648 32.379 32.682 31.635 31.246 31.160 30.904 29.518 28.07 27.458 26.255 25.211 24.093 23.53 22.848 21.46 20.179 20.116 19.656 20.085 21.383

DESCRIPCINSobre tornillo en mingo de concreto lado derecho carretera CA-13 seccin Progreso-Tela a 1.32 m de rotulo comedor Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo carretera CA-13 a 0.25 m caseta de estacionamiento de buses Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo carretera CA-13 a 4.57 m de cerco de pas y a 12.995 m de lnea central carretera a Batan Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo carretera a Batan a 4.15 m de cerco de pas Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo carretera a Batan a 3.01 m de esquina propiedad de la Finca Los Ruiz Sobre Tornillo en mingo de concreto lado derecho carretera a Batan a 9.11 m de cerco propiedad del Sr. Rafael Fuentes Sobre tornillo en mingo concreto lado derecho carretera Batan a 10.94 m de cerco de pas en plantacin de palma africana Sobre tornillo en mingo concreto lado derecho carretera Batan a 1.18 m de poste de concreto Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo a 36.4711 m de poste de la ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo a 4.13 m de poste de la ENEE Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 0.80 m de poste de ENEE Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 20.12 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 36.56 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 0.82 m poste ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo a 45.25 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 0.92 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 1.23 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 2.69 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo a 1.349 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo a 1.537 m de poste ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo a 13.22 m transformador de la fabrica HONDUPALMA Sobre tornillo en mingo de concreto lado izquierdo a 28.88 m cabezal de salida TCR3- 36 Sobre tornillo en mingo de concreto lado derecho a 39.99 m de poste de la ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado derecho a 13.44 m de poste de la ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado derecho a 17.50 m de poste de la ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado derecho a 1.99 m de cabezal entrada acceso a Finca Sobre tornillo en mingo concreto lado derecho a 0.67 m de poste de la ENEE Sobre tornillo en mingo concreto lado izquierdo interseccin a Mezapa y a 15.11 de cabezal TCR-30 Banco de nivel de proyecto Toyos-Mezapa-Batan; sobre perno en poste de madera de la ENEE, lado izquierdo carretera Mezapa Batan Sobre perno en poste de madera de la ENEE lado izquierdo carretera Mezapa Batan

Los datos topogrficos obtenidos en campo fueron procesados mediante el programa TFR Map para generar los planos topogrficos con curvas de nivel cada 1.00 metros y en los cuales se han identificado las diferentes caractersticas topogrficas tales como cercas, viviendas, estructuras de drenaje existente, postes de energa y dems accidentes topogrficos. La base de datos topogrficos se incluye en el Anexo No. 5


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3.2 3.2.1Estacin 1+200 2+890 3+600 3+900 4+900 5+100 5+700 6+100 6+300 6+600 9+020 11+800

INVENTARIO DE DRENAJE Alcantarillas(Plg) 30 36 30 42 36 30 36 36 24 36 3-36 36 Material TCR TCR TCR TCR TCR TCR TCR TCR TCR TCR TMC TCR Longitud (m) 12.0 12.0 10.0 10.0 8.0 10.0 10.0 10.0 9.0 10.0 7.0 10.0 Sesgo 2008'53" AD 205'23" AD 543'11" 13 AT 2046'31" AD 639'8" AD Der. 313'25" AT Izq. 274'24" AT Izq. 030'7" AT Izq. 228'59" AD Der. 225'41" AT. Izq. 136"15" AD Der. Normal Elevacin Invertida (msnm) Entrada Salida 36.03 30.62 31.42 31.00 30.56 29.77 29.51 29.22 29.13 28.04 22.25 19.15 35.77 30.34 31.34 31.16 30.43 29.66 29.47 29.10 29.51 27.97 22.26 19.08 Cabezal (Mampostera) Entrada Salida Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Con alas Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Recto Estado General Buena Buena Buena Buena Buena Aterrada Buena Buena Buena Buena Mal estado Buena

Estacin 3+900 salida aterrada con desechos

Estacin 4+900

Estacin 9+020 TMC daada Estacin 11+800


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3.2.2

Puentes : : : : : : : : : : 3+200 12.50 4.00 (Una va) Losa de Concreto Por dos vigas de concreto peralte 1 metro Dos estribos de concreto, Estribo No. 2 agrietado 0.90 a un metro Canal de Alivio Ro Guaymn Lado derecho Estribo No. 2 agrietado y falta pretil del lado izquierdo

Puente Estacin Longitud m Anchura Rodadura Soportada Sub estructura Glivo Cauce Pretiles Deterioros

Puente Estacin Longitud m Anchura m Rodadura Soportada Sub estructura Glivo Cauce Pretiles Deterioros

: : : : : : : : : :

10+700 5.00 5.00 Losa de Concreto 30 cm. Por vigas metlicas tipo I Dos estribos de concreto 1.40 metro Canal de riego Ninguno Vigas metlicas oxidadas


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3.3

HIDROLOGA

El estudio hidrolgico fue dirigido a la obtencin de los datos para la generacin de los caudales destinados a la revisin del drenaje existente y para el diseo de nuevas estructuras. El caudal se ha estimado utilizando la Frmula Racional expresada como: Q = C x I x A/360 En la que: Q = Caudal producido en m3/seg. C= I= A= Coeficiente de escorrenta, Intensidad de la lluvia en mm/hr, rea de la cuenca analizada,

La utilizacin del mtodo racional implica adoptar las hiptesis siguientes: a. El valor del caudal pico de diseo de una escorrenta resultante, de cualquier intensidad de lluvia, es mucho mayor cuando la ltima intensidad es mayor que el tiempo de concentracin. La probabilidad de exceder el valor del caudal de escorrenta pico, es calculada en la misma forma, como la probabilidad de la intensidad de precipitacin promedio, utilizada en la ecuacin del mtodo racional. El coeficiente de escorrenta es el mismo para las tormentas de todas las probabilidades de ocurrencia. El coeficiente de escorrenta es el mismo para todas las tormentas en una cuenca dada.

b.

c. d.

A continuacin se expone el procedimiento y resultados para la obtencin de cada parmetro contenido en la frmula racional Determinacin del Coeficiente de Escorrenta.- Este valor refleja la capacidad de un suelo para manejar la escorrenta superficial. Su valor depende de la topografa del rea del a cuenca, las caractersticas del suelo (granulometra, capacidad de infiltracin) y de la cobertura vegetal y uso del suelo. Este valor fue seleccionado de las tablas del Manual de Referencias Hidrolgicas del Fondo Hondureo de Inversin Social, el cual a su vez, se ha basado en las recomendaciones del Servicio de Conservacin de Suelos de los Estados Unidos de Amrica. La topografa del rea del proyecto es predominantemente plana y los suelos predominantes, siguiendo la clasificacin de suelos del Dr. Charles Simmnons son Suelos Aluviales Mal Drenados (AM), cuya clasificacin hidrolgica es D. Estos son suelos con infiltracin muy lenta cuando estn muy hmedos; consisten en suelos arcillosos con alto potencial de expansin; suelos con nivel fretico alto; suelos con claypan o estrato arcilloso superficial; suelos con infiltracin muy lenta debido a sales o lkali y suelos poco_____________________________________________________________________________________________ ESTUDIO PAVIMENTACIN DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO

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profundos sobre material casi impermeable. Estos suelos tienen una tasa de transmisin de agua muy lenta, suelos con horizontes ntricos, suelos en sub-grupos lticos con sub-estratos impermeables y suelos en familias poco profundas que tienen un sub-estrato impermeable. En el mapa siguiente se muestra la porcin del mapa mostrando la ubicacin del proyecto con relacin a otros puntos de referencia.

Los usos de suelo y cobertura vegetal se determinaron a partir de la inspeccin de campo y la evaluacin de la imagen satelital del rea. Los usos y coberturas identificadas comprenden: Pastos Cultivos anuales: Se denominan a aquellos cultivos cuyo ciclo de produccin no es mayor a los 120 das, como el maz, arroz, frijoles, papa, yuca, pia y hortalizas en general. Suelo urbano desnudo: Se considera un 30% de rea impermeable, ya que la mayora de las viviendas cuentan con patios cubiertos de rboles frutales con buena cobertura. Plantaciones: En este uso se involucran a todos aquellos cultivos cuyo perodo de produccin es mayor a los 10 aos. En el rea del estudio se reconocieron dos tipos de cultivo anual, como rboles frutales y palma africana, cada uno con distinto grado de cobertura, lo cual se tuvo en cuenta para valorar el valor de C.

En la imagen siguiente se muestran los polgonos que cubre cada uno de los usos identificados anteriormente; tambin se incluye la Tabla con los valores del coeficiente C.


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Clculo de intensidades de lluvia.- Para el clculo de las intensidades de lluvia se generaron las curvas Intensidad-Frecuencia-Duracin (IFD) a partir de la informacin de registros de lluvias disponibles en estaciones cercanas al rea del proyecto. El proceso para la generacin de las curvas IFD comprendi las acciones siguientes:


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Investigacin de Estaciones Hidro-meteorolgicas Se identificaron las estaciones pluviomtricas y pluviogrficas ubicadas en el rea de influencia del proyecto. La estacin ms cercana se ubica en el sector de Guaymas, con las siguientes caractersticasNo. 179 Estacin Guaymas Nomenclatura 25-003 Tipo HMP Latitud 153222 Longitud 874206 Elevacin 34.0 Observaciones Dpto. de Yoro

HMP: Estacin Hidro-meteorolgica Principal PV: Estacin Pluviomtrica Fuente: Departamento de Hidrologa y Climatologa de R.R.N.N.

Recopilacin de Datos Se recopil la informacin histrica de la estacin identificada, a partir de sus registros pluviogrficos, siendo el principal parmetro las cantidades mximas de lluvia y de registros pluviomtricos basados en precipitaciones intensas de un da de duracin. La fuente de informacin bsica para la obtencin de los datos fue el Departamento de Servicios Hidrolgicos y Climatolgicos de la Direccin General de Recursos Hdricos, dependencia de la Secretara de Recursos Naturales (SERNA); estos datos se incluyen en el Anexo No. 3. Desafortunadamente, la estacin dej de operar en el ao 1988, por lo que carece de los datos relativos a los ltimos fenmenos naturales, como los huracanes Mitch, Gert, Katrina y otros que han afectado la zona. Seleccin de Valores de Precipitacin.- De las series disponibles, se seleccionaron los valores mximos anuales de precipitacin para las diferentes duraciones de lluvias analizadas (5 minutos a 24 horas). Estos valores se refieren a las cantidades mximas de lluvias mensuales, expresadas como profundidades de lmina de agua en milmetros ocurridas durante los perodos de duracin de las lluvias. Transformacin en intensidades de lluvias

La transformacin de las cantidades mximas a intensidades mximas de lluvia se realizaron utilizando el mtodo desarrollado por Gumbel, basado en la distribucin doble exponencial de los valores extremos de las lluvias, obtenindose para cualquier estacin pluviogrfica, el valor de la precipitacin o intensidad de lluvia correspondiente a una frecuencia de duracin de lluvia determinada. Obtencin del valor de un evento de frecuencia dado, mediante la expresin: Xf= X -Dx [Y n / Dn] En donde: Xf: Magnitud de un evento de frecuencia dada. X: Promedio de los valores de la muestra Dx: Desviacin estndar de la muestra y y n, Dn : Son funciones del tamao de la muestra_____________________________________________________________________________________________ ESTUDIO PAVIMENTACIN DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO

(Ec. 1)

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Se define a la variable "a" como la relacin: a = Dn/Dx Utilizando la ecuacin de la variable reducida "b": / b = a (X -Xf) (Ec. 3) (Ec. 2)

Combinando las ecuaciones (1) y (2), resulta la expresin siguiente: Xf= X + [Dx / Dn] (b -Yn)] Resultando Xf= X + [Dx/Dn] b -[Dx/Dn] Yn (Ec. 5) (Ec. 4)

Los valores Dn y Yn se presentan tabulados en el cuadro No. 3.3.(1) y en los grficos adjuntos.

N 7 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Cuadro No. 3.3.(1) YN DN 0.4578 0.9453 0.4967 0.9575 0.5008 0.9735 0.5043 0.9870 0.5075 0.9994 0.5103 1.0105 0.5128 1.0206 0.5152 1.0303 0.5175 1.0392 0.5.196 1.0475 0.5214 1.0553 0.5236 1.0628 0.5252 1.0696 0.5226 1.0754 0.5283 1.0811 0.5296 1.0864 0.5309 1.0915 0.5320 1.0961 0.5332 1.1004 0.5343 1.1047 0.5353 1.1086 0.5362 1.1124


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Para encontrar los valores de la variable reducida "b", de las distintas frecuencias, se utiliza la ecuacin siguiente: b = Ln [1/(ln[f/(f-1])] Ec (6)

Siendo f la frecuencia de ocurrencia de la lluvia; estos datos se presentan en el cuadro No. 3.3.(2) siguiente: Cuadro No. 3.3.(2) Frecuencia (aos) b 2 0.3665 5 1.4999 10 2.2502 15 2.6500 20 2.9800 25 3.1985 50 3.9019 100 4.6001 Mtodo de Gumbel La aplicacin del procedimiento de Gumbel para muestras de registro limitado, requiere ajustes por el mtodo de mnimos cuadrados, infiriendo la secuencia para obtener el valor de la intensidad para una frecuencia establecida y realizando las correcciones de las desviaciones en_____________________________________________________________________________________________ ESTUDIO PAVIMENTACIN DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO

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funcin del tamao de la muestra. Estas intensidades mximas representan los valores mximos obtenidos a partir de un registro limitado. El procedimiento es el siguiente: a. La modificacin al mtodo de Gumbel consiste en el anlisis de la correlacin para determinar las intensidades de lluvia con duraciones inferiores a una hora y para diferentes perodos de retorno en base a registros pluviomtricos (precipitaciones intensas de un (1) da de duracin). El objetivo es ajustar el mtodo sin alterar su naturaleza inherente, debido a que para establecer una correlacin entre estaciones, an en zonas con caractersticas pluvioclimticas bien similares, no siempre proporciona los resultados ms apropiados. Se ha observado que estaciones pluvio-grficas cercanas geogrficamente, con similares promedios anuales y mensuales de precipitacin y de temperatura, presentan valores de intensidades de lluvia con duraciones de 24 horas e inferiores, con una notable y marcada diferencia entre las mismas. b. Las relaciones entre intensidades de lluvia se procesan utilizando series del tipo anual, debido a que los perodos de retorno son superiores a los 10 aos, tal como es recomendado por el U.S. Weather Bureau de los Estados Unidos. Se generan las curvas intensidad-frecuencia para duraciones de 24 horas, en base a registros pluviomtricos de cantidades mximas anuales de un (1) da de conformidad al mtodo de Gumbel. Las curvas as generadas se comparan con las curvas de 24 horas de las estaciones pluviogrficas para definir la mayor similitud posible entre las mismas. Se aplica la ecuacin siguiente para cada perodo de retorno: Ip = ( Ix / I24) x Ip24 Donde: Ip = Intensidad de lluvia deducida para una determinada duracin (inferior a 24 horas) a partir de las relaciones calculadas (Ix/I24) para una estacin pluvio-grfica. Ix = Intensidad de lluvia de una determinada duracin para una estacin pluvio-grfica. I24 = Intensidad de lluvia con duracin de 24 horas para una estacin pluvio-grfica Ip24 = Intensidad de lluvia con duracin de 24 horas para una estacin pluviomtrica. En forma repetitiva se determinan las intensidades de lluvia (Xi), utilizando los datos de intensidades mximas de lluvia (en mm/hr), para las distintas frecuencias y duraciones. Con este procedimiento se obtienen las curvas Intensidad-Frecuencia-Duracin a partir de registros pluvio-grficos; en los cuadros siguientes se resume el proceso antes descrito, (Ec.7)

c.


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ESTACION: GUAYMAS INTENSIDAD MAXIMA DE LLUVIAS PARA 24 HORAS Nmero de Registros Intensidad de Lluvia 1 5.64 2 7.53 3 5.86 4 5.25 5 4.10 6 3.66 7 2.73 8 3.31 9 12.37 10 8.43

Cuadro No. 3.3.(3)

DATOS CLCULO CURVA INTENSIDAD FRECUENCIA PARA 24 HORAS OPERACION RESULTADO Prom. 5.89 Dx= 2.91 Dn= 0.96 Yn= 0.50 1/a= 0.50 X2= 3.04 X5= 5.49 X7= 8.93 X10= 10.06 X12= 11.21 X15= 12.50 X17= 12.89 X20= 13.40 X25= 14.09 X30= 14.66 X35= 15.13 X40= 15.54 X40= 15.90 X50= 16.23 X100= 18.35

Cuadro No. 3.3.(4)


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OperacinProm. Dx= Dn= Yn= 1/a= X2= X5= X7= X10= X12= X15= X17= X20= X25= X30= X35= X40= X40= X50= X100=

DATOS CALCULO CURVAS INTENSIDAD-FRECUENCIA-DURACION DURACIN (minutos) 5 10 15 30 60 120 145.80 124.62 109.08 81.02 60.53 36.90 36.51 36.69 29.70 24.74 24.37 15.70 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.96 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 38.03 38.21 30.93 25.77 25.39 16.36 140.88 119.67 105.07 77.68 57.24 34.78 183.98 162.98 140.14 106.89 86.02 53.32 198.05 177.12 151.58 116.42 95.41 59.37 212.53 191.66 163.35 126.23 105.07 65.60 219.80 198.97 169.27 131.16 109.92 68.73 228.63 207.84 176.45 137.14 115.81 72.52 233.55 212.78 180.45 140.47 119.10 74.64 239.90 219.17 185.62 144.78 123.34 77.37 248.59 227.90 192.68 150.66 129.14 81.10 255.65 234.99 198.43 155.45 133.85 84.14 261.61 240.98 203.27 159.48 137.83 86.70 266.76 246.15 207.46 162.97 141.26 88.92 271.29 250.71 211.14 166.04 144.29 90.87 275.34 254.78 214.44 168.78 146.99 92.61 301.90 281.46 236.04 186.78 164.72 104.03

Cuadro No. 3.3.(5)

360 16.33 9.20 0.96 0.50 9.58 15.09 25.95 29.49 33.14 34.97 37.19 38.43 40.03 42.22 44.00 45.50 46.80 47.94 48.96 55.65

1,440 5.89 2.91 0.96 0.50 3.04 5.49 8.93 10.06 11.21 11.79 12.50 12.89 13.40 14.09 14.66 15.13 15.54 15.90 16.23 18.35

CURVAS IFD350

300

250Intensidad (mm/hr)

200

150

100

50

00 20 40 60 80 100 120 140 Duracion (mins)

Tr = 5 aos Tr = 10 aos Tr = 20 aos Tr = 50 aos L t i (T

5

)

Tr = 2 aos Tr = 15 aos Tr = 25 aos Tr = 100 aos L t i (T

2

)


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Perodo de retorno

La determinacin de los perodos de retorno a ser analizados, estn en funcin del perodo de diseo seleccionado para las obras de infraestructura hidrulica a ser implementadas. En el Manual de Carreteras de SOPTRAVI, Tomo 6, Drenaje y Puentes se encuentran varias metodologas para la seleccin del perodo de retorno, siendo la ms sencilla la utilizacin de valores prefijados como los mostrados en la siguiente tabla: Tabla 2.1 (Manual de Carreteras) Valores Tpicos de la Recurrencia de Diseo para Obras de Distinto Tipo Tipo de Estructura Tr (aos) Puentes en caminos principales donde el remanso puede ocasionar daos a la propiedad privada o resultar en la prdida del puente Puentes en caminos secundarios o alcantarillas en caminos principales Alcantarillas en caminos secundarios, colectores pluviales o cunetas laterales Tragantes, bordillos, conductosFuente: Highway Engineering Handbook, Woods, Captulo 12 Ed. Mc Graw - Hill

50-100 aos 25 aos 5-10 aos 1 2 aos

Por su parte, el Manual de Diseo de la SIECA recomienda que para el drenaje menor transversal se utilice un perodo de retorno de 15 aos, por lo que se ha adoptado este criterio para la revisin y diseo del drenaje del Camino CA-13 - Batn. Para el pequeo puente en el Km. 3+200, dada su importancia y costo de reposicin se utiliz un perodo de retorno de 50 aos. Duracin y tiempo de concentracin

Para la duracin de la tormenta se adopta el criterio de usar un tiempo igual al tiempo de concentracin, considerando que para esa duracin estar drenando toda la cuenca. Existen una variedad de frmulas para el clculo del tiempo de concentracin, usualmente en funcin de la longitud y pendiente del cauce principal analizado. Para zonas planas el Manual de Referencias Hidrolgicas del FHIS recomienda el mtodo de Kraven, expresado de la siguiente manera:

Donde

l = longitud del cauce en Km. v = velocidad de la corriente en m/seg., obtenida de la siguiente tabla


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Se define un tiempo de concentracin mnimo de 15 minutos para estimar la duracin mnima de lluvia, tiempos inferiores a ste no son viables en la prctica, principalmente por el efecto de infiltracin. rea de drenaje.- Normalmente, el rea de la cuenca se determina a nivel de hojas cartogrficas (escala 1:50,000), auxilindose en fotografas areas o imgenes satelitales cuando se cuenta con las mismas. Sin embargo, en amplias superficies de zonas planas no resulta fcil o posible utilizar esta metodologa, a menos que se cuente con informacin topogrfica detallada que permita definir los flujos. Un mtodo indirecto es el anlisis del caudal mediante la frmula de Manning, aplicada a los canales de drenaje, naturales o artificiales que se encuentren en campo, y luego aplicando la frmula de continuidad. Este mtodo es ms bien hidrulico que hidrolgico. Para el presente estudio se ha recurrido a un mtodo intermedio, que utiliza la informacin hidrolgica obtenida segn las explicaciones previas y la determinacin de las cuencas de drenaje mediante la inspeccin de campo de los canales que drenan hacia las alcantarillas existentes. Esta ltima parte se basa en las caractersticas morfolgicas encontradas en la inspeccin de campo y que se resumen de la siguiente manera. El rea de drenaje del proyecto se ubica entre dos ros de considerable caudal, el ro Guaymon, al lado Este y el ro Ula hacia el Oeste. Inicialmente se podra pensar en un parte aguas a lo largo de una lnea o frontera intermedia entre ambos ros. Sin embargo, se pudo observar que no se presenta esta condicin. Entre el Km. 0+000 y 1+000 del camino, el drenaje tiende de Oeste a Este (de derecha a izquierda del camino), mientras que en el resto del mismo, el terreno drena de Este a Oeste, segn se pudo observar del flujo de las alcantarillas. En parte, esta condicin se debe a que la Comisin Ejecutiva del Valle de Sula ha construido un bordo a lo largo de la margen izquierda del ro Guaymn, para proteger la planicie cultivada y habitada contra las inundaciones. Aunado a esta condicin, los cultivadores de palma africana, han construido una red interna de canales para drenar sus cultivos; estos canales drenan de Este a Oeste, ya que el bordo impide la salida del agua hacia el ro Guaymn, por lo tanto, el rea de drenaje queda delimitada por el bordo y drena hacia el Oeste. Adicionalmente, la red de canales desemboca en las alcantarillas que actualmente cruzan el camino desde el Km. 4+350 hasta el final del proyecto, por lo que cada cuenca de drenaje por alcantarilla queda limitada o definida por el respectivo canal de drenaje y su rea de influencia.

En la lmina siguiente se muestra la delimitacin de las cuencas para cada alcantarilla existente, sobre la cual se hizo la revisin de la capacidad de drenaje.


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Clculo de caudales.- Una vez establecidas las fuentes de los parmetros para el clculo de los caudales, se procedi a su estimacin, utilizando una hoja electrnica para facilitar el proceso, la cual se muestra en el Cuadro No. 3.3.(6) a continuacin. Es de hacer notar que la cuenca No. IV abarca el drenaje entre las estaciones 3+700 a 8+000, ya que la red de canales que alimentan las alcantarillas en este tramo no est bien definida y el caudal se reparte entre todas ellas en forma casi uniforme_____________________________________________________________________________________________ ESTUDIO PAVIMENTACIN DEL TRAMO CA-13-BATAN, DEPARTAMENTO DE YORO

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DETERMINACIN DE LOS VALORES DE ESCORRENTA CUENCAS DE DRENAJE MENOR PROYECTO: PAVIMENTACION CARRETERA CA-13 - BATAN

Cuadro No. 3.3.(6)

Pendiente S>1.0 0.5

informe final batan vol.1

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da de duracin

por lo

se define

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