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UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA FACULTAD DE CIENCIA, TECNOLOGÍA Y AMBIENTE

COORDINACIÓN DE INGENIERÍA CIVIL

“Propuesta de diseño de estructura de pavimento flexible del tramo comprendido del Km 2.3 al Km 2.8 de la carretera Panamericana Sur,

aplicando el método de la AASHTO 93”

Tesis para optar al Título de Ingeniero Civil

Autores:

Br. Bayardo Geovanny Rivas Ortiz

Br. Kevin Uriel Mercado Espinoza

Tutor:

Msc.Ing. Jean Carlos Gutiérrez Gutiérrez

Managua, Nicaragua

Enero 2015

Managua, 15 de Enero de 2015. Coordinación de Ingeniería Civil. Presente

Atención: Ing. Otoniel Baltodano. Coordinador Estimado Ing. Baltodano. . Por medio de la presente hago constar que el documento Monográfico: “Propuesta de diseño de estructura de pavimento flexible del tramo comprendido del Km 2.3 al Km 2.8 de la carretera Panamericana Sur, aplicando el método de la AASHTO 93”, cumplió con los requerimientos necesarios para su presentación y disertación para defensa de la misma.

Hago constar que los Bachilleres: Bayardo Geovanny Rivas Ortiz y Kevin Uriel Mercado Espinoza, mostraron gran disposición para la realización de la tesis, lo que se refleja en la calidad del trabajo presentado. Sin más que agregar, me suscribo de usted, Atentamente,

MSc. Ing. Jean Carlos Gutiérrez G.

i

DEDICATORIA

Con mucho orgullo, amor y respeto dedico este gran logro a: � Dios

Por su infinita misericordia y amor, por ser mi guardián que protege mi vida, que me ha llenado de la fuerza, valentía y fortaleza suficiente para poder salir victorioso de todas las pruebas y momentos difíciles que tuve que atravesar durante todo este periodo de formación profesional.

� Sagrada Virgen María

Por Tus ruegos e intercesiones, por tu amparo y protección como verdadera madre celestial.

� Mis padres Danelia Ortiz López y Bayardo Rivas

Por haberme instruido en el camino del bien, por su apoyo en todas las metas que me he propuesto hasta hoy y que con su constante respaldo, fidelidad y abnegación he logrado cumplir satisfactoriamente.

� Mis hermanos Celia, Yader, Migdonia y Yahaira Rivas:

Por su apoyo y porque sé que junto a mi disfrutarán de este gran logro.

� Mis sobrinos Alejandro, Melany, Elizabeth y Anahí:

Por llenar de alegría mi vida y por ayudarme a liberar el estrés a través de sus juegos y ocurrencias.

� Mis abuelos

Luis Manuel Rivas y Migdonia Ortiz por ser ejemplo de lucha y de honestidad, así mismo a mis abuelos Juan Ortiz y Adela López que aunque ahora están en el cielo sé que están muy orgullosos por este logro que alcancé.

� Mis tíos:

Danilo, William, Carlos Ortiz y Lea Rivas por el constante apoyo que me han brindado durante todos estos años.

� Colegio Niño Jesús de Praga y Hermanas Carmelitas Misioneras:

Por su apoyo y por haber depositado su confianza en mí.

Bayardo Geovanny Rivas Ortiz

ii

Dedico este trabajo a:

Dios: Dador de la vida, quien me ha dado las fuerzas para llegar hasta donde hoy estoy, por concederme la vida y el privilegio de poder coronar una carrera profesional, ya que solo de Él es el conocimiento y la sabiduría, sin las cuales el hombre no sería nada en este mundo.

A mis Padres: Elvis Mercado y Mayra Espinoza, quienes me han apoyado de principio a fin, a quienes les debo la vida, y por quienes saco fuerzas muchas veces de donde no las hay, para no poder desmayar en el camino de la vida.

A mi única hermana Kenia Mercado, que aunque muchas veces discutimos, nada nos puede mantener tanto tiempo apartado.

A mis Familiares: de aquellos de los que recibí amor y apoyo, gracias por formar parte de esta gran familia, Tíos, Tías, Abuelos, Abuelas, Primos y Primas, de las personas más especiales a ustedes Abuelos Domingo Mercado, Amanda Cerna, les dedico este trabajo, aunque ya no estén presentes siempre los tengo en mi corazón, A mi Abuelo Julio Espinoza, que desde pequeño te conocí y no pude seguirte conociendo, Dios te tenga en su santa Gloria, y a mi Abuela Jacobita Díaz. A mi tía Silvia Mercado que aunque no esté presente físicamente, en mi corazón siempre lo estará.

A mis compañeros de labores del Departamento de Presupuesto de la Empresa CONIASA, quienes me han dado su apoyo a lo largo de estos meses. Al Ing. Heberto Guevara por transmitirme valores de responsabilidad y trabajo en equipo dentro de las instalaciones.

Amigos: Aquellos quienes se han preocupado por mí en los momentos que tuve que abandonarlos por estar al 100% en mis estudios, a los que nunca me han dejado a pesar de las circunstancias.

A Betty y Gerald Baldner, por estar al tanto de mis estudios universitarios y secundarios.

Kevin Uriel Mercado Espinoza

iii

AGRADECIMIENTO

Una de las metas de gran relevancia que me he logrado cumplir, es gracias A: � Dios:

Por su amor, protección y amparo en cada una de las metas y proyectos que me he propuesto a lo largo de mi vida.

� Santísima Virgen María:

Por sus infinitas intercesiones y por su fiel amor que me ha permitido sentirme apoyado en las situaciones más difíciles que he enfrentado en mi vida.

� Mis padres Danelia Ortiz y Bayardo Rivas:

Por el apoyo constante en toda mi formación profesional, así mismo por la transmisión y enseñanzas de buenos valores.

� Ingeniero Jean Carlos Gutiérrez:

Por su asesoramiento en el desarrollo de este trabajo de investigación.

� Ingeniero Otoniel Baltodano:

Por su disposición y apoyo como coordinador de la carrera de Ingeniería Civil.

� Ingeniera Masiel García:

Por el apoyo brindado, así como por sus buenos consejos y por su amistad.

� A mis amigos:

Porque siempre me apoyaron durante este periodo de estudios universitarios, por su amistad y buenos valores que me han transmitido, por sus buenos consejos y por estar apoyándome en cada etapa de mi vida profesional y personal, especialmente a Jennifer, Anali, Oswaldo, Moisés, Andrés, Madeley, Nadia, Libia, Adriana, Ruth y Lilivet.

� A mis amigas Ada Francela Cruz y Jany Guadamuz:

Por estar al pendiente del avance de este trabajo de investigación, porque siempre estuvieron dispuestas a brindarme su apoyo cuando más lo necesité y por su fiel y sincera amistad que me han brindado.

� A mis profesores:

Por los conocimientos transmitidos y por su disposición y constante apoyo para nuestra formación profesional.

Bayardo Geovanny Rivas Ortiz

iv

Agradezco A:

Dios: Porque nunca me ha dejado, ni me dejará, su mano es fiel y siempre me

sostendrá. Porque Él es el que me da las fuerzas para vivir cada día, el que me

protege de todo mal donde quiera que yo ande.

A mis padres: Elvis Mercado y Mayra Espinoza, Por estar siempre a mi lado y no

dejarme ni en las buenas ni en las malas, por ser mi fuerza de superación cada día,

por ellos vivo, y ellos vivirán por mí, los Amo mucho.

Tutor: Ing. Jean Carlos Gutiérrez, brindarnos sus conocimientos y poder apoyarnos

en el desarrollo de este documento.

Docentes: que durante todo el transcurso de la carrera fueron sembrando la semilla

del conocimiento, para que pueda ser un buen profesional y ayudar a salir adelante

a mi país Nicaragua que tanto lo necesita.

A mis amigos: por haber formado parte de mi vida durante estos años, a aquellos

que iniciaron y terminaron, y por aquello que por las circunstancias de la vida

tuvieron que dejar el grupo. Por haberme permitido ingresar a sus vidas. Adita,

Shellding, Patricia, Analí, Marvin, Kevin Jr., Andrés, Moisés , Oswaldo, Liliveth, Jany

Guadamuz, Violeta entre otros, a ustedes gracias.

Familiares: por estar presente desde inicio a fin en este transcurso, por haberme

ayudado en las buenas y las malas.

Kevin Uriel Mercado Espinoza

v

CCONTENIDO

DEDICATORIA ......................................................................................................... i AGRADECIMIENTO ................................................................................................ iii ÍNDICE DE ILUSTRACIONES .............................................................................. viii INDICE DE TABLAS ............................................................................................... x

ÍNDICE DE ECUACIONES...................................................................................... xi ABREVIATURAS .................................................................................................... xii RESUMEN EJECUTIVO ......................................................................................... 1

INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 2

OBJETIVOS ............................................................................................................ 4

Objetivo General .................................................................................................. 4

Objetivos Específicos .......................................................................................... 4

JUSTIFICACIÓN ..................................................................................................... 5

INFORMACION DEL PROYECTO .......................................................................... 6

A. Macrolocalización ....................................................................................... 6

B. Ubicación del proyecto ............................................................................... 7

MARCO INVESTIGATIVO ....................................................................................... 8

1. Estado de la red vial en Nicaragua hasta el año 2013 ............................... 8

1.1. Características físicas – geométricas de las carreteras del país. ........ 8

1.2. Tipos de clasificaciones usadas en Nicaragua .................................... 9

1.3. Incremento en la Red Vial de Nicaragua hasta 2013 ......................... 14

1.4. Consolidados de la Red Vial de Nicaragua 2013............................... 15

2. Generalidades de los pavimentos ............................................................ 17

2.1. Pavimento .......................................................................................... 17

2.2. Características que debe reunir un pavimento .................................. 17

2.3. Clasificación de los pavimentos ......................................................... 18

3. Estudios de suelos ................................................................................... 23

3.1. Exploración del suelo ......................................................................... 23

3.2. Caracterización de los suelos ............................................................ 23

3.3. Propiedades físico - mecánicas del suelo .......................................... 24

3.4. Descripción de los grupos ................................................................. 26

4. Estudios de tránsito para diseño de pavimentos ...................................... 30

vi

4.1. Volúmenes de tránsito ....................................................................... 30

4.2. Clasificación vehicular ....................................................................... 30

4.3. Tipos de vehículos ............................................................................. 31

4.4. Tipología vehicular de conteo de tráfico ............................................ 32

4.5. Clasificación del tipo de vehículo de acuerdo con la disposición de sus ejes ........................................................................................................... 33

5. Método ASSHTO 93 para el diseño de pavimentos flexibles ................... 35

5.1. Variables de diseño ........................................................................... 37

5.2. Determinación de espesores ............................................................. 45

Condición de humedad en el firme ................................................................. 47

6. Caracterización de los daños en pavimentos articulados según el Manual de Mantenimiento de Carreteras (SIECA, 2010) ............................................... 50

6.1. Baches ............................................................................................... 50

6.2. Pérdida de sello arenoso ................................................................... 51

6.3. Despostillamiento .............................................................................. 52

6.4. Asentamiento ..................................................................................... 53

7. Manual de uso del Software AASHTO 93 ................................................ 55

7.1. Confiabilidad y error estándar combinado ......................................... 56

7.2. Serviciabilidad inicial y final ............................................................... 57

7.3. Esal’s de diseño o W18 ....................................................................... 57

7.4. Coeficiente de drenaje (mi) ................................................................ 59

7.5. Módulo Resiliente de la subrasante ................................................... 59

7.6. Diseño final ........................................................................................ 61

DISEÑO METODOLÓGICO .................................................................................. 62

8. Diagnóstico del estado del pavimento existente ...................................... 62

8.1. Estudios de suelos ............................................................................. 62

8.2. Estudios de Tránsito .......................................................................... 63

8.3. Diseño de la estructura de pavimento ............................................... 64

ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS ........................................... 65

9. Catálogo de daños ................................................................................... 65

9.1. Evaluación de daños ......................................................................... 65

9.2. Análisis general de la evaluación de daños ....................................... 75

10. Estudios de suelos ................................................................................... 77

vii

10.1. Clasificación de los materiales localizados en el tramo ..................... 77

10.2. Determinación del CBR de diseño ..................................................... 79

11. Estudio de tránsito vehicular .................................................................... 81

11.1. Aforo vehicular ................................................................................... 81

11.2. Tránsito promedio diario (TD) ............................................................ 83

11.3. Tránsito promedio diario anual (TPDA) ............................................. 83

12. Diseño de la estructura de pavimento flexible .......................................... 85

12.1. Periodo de diseño .............................................................................. 85

12.1. Confiabilidad ...................................................................................... 85

12.1. Desviación estándar total (So) ........................................................... 85

12.1. Serviciabilidad inicial y final ............................................................... 85

12.2. Esal’s de diseño ................................................................................. 86

12.3. Propiedades mecánicas de los materiales ........................................ 87

12.4. Coeficiente estructural de la carpeta asfáltica (a1) ............................. 88

12.5. Coeficiente estructural base granular (a2) ......................................... 88

12.6. Coeficiente estructural subbase granular (a3) .................................... 89

12.7. Coeficientes de drenaje ..................................................................... 90

12.1. Módulo resiliente de la subrasante .................................................... 90

12.2. Determinación de los espesores........................................................ 91

CONCLUSIONES .................................................................................................. 94

RECOMENDACIONES ......................................................................................... 96

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................................... 102

ANEXOS ........................................................................................................... 104

13. Resultados De La Granulometría De Los Suelos ................................... 104

13.1. California Bearing Ratio (CBR) - 1 ................................................... 108

13.2. Resultado de laboratorios banco de materiales ............................... 112

13.3. Resultado de laboratorios banco de materiales ............................... 118

13.4. Factores de equivalencia de carga .................................................. 124

13.5. Formato de Análisis de Trafico ........................................................ 127

13.6. Galería del trabajo en campo .......................................................... 128

viii

ÍNDICE DE ILUSTRACIONES

Ilustración 1. Macrolocalización del proyecto ..................................................................... 6 Ilustración 2. Microlocalización del Tramo ......................................................................... 7 Ilustración 3. Gráfico comparativo de la Red Vial 2007 -2013 .......................................... 14 Ilustración 4. Diagrama de la distribución de la Red Vial por departamento ..................... 15 Ilustración 5. Porcentaje de la Red Vial por tipo de superficie .......................................... 16 Ilustración 6. Detalle típico de las capas del pavimento ................................................... 17 Ilustración 7. Conformación de la estructura de un pavimento rígido ............................... 19 Ilustración 8. Conformación de la estructura de un pavimento flexible ............................. 20 Ilustración 9. Coeficiente estructural a partir del módulo elástico del concreto asfaltico ... 42 Ilustración 10. Variación en el coeficiente estructural de la capa de base ........................ 43 Ilustración 11.Variación en el coeficiente estructural de la capa de subbase ................... 43 Ilustración 12. Diseño número estructural ........................................................................ 48 Ilustración 13. Caracterización de daños para baches ..................................................... 51 Ilustración 14. Caracterización de daños para perdida de sello arenoso .......................... 52 Ilustración 15. Caracterización de daños para despostillamiento ..................................... 53 Ilustración 16. Caracterización de daños para asentamiento ........................................... 54 Ilustración 17. Variables de diseño .................................................................................. 55 Ilustración 18. Confiabilidad y desviación estándar .......................................................... 56 Ilustración 19.Confiabilidad y desviación estándar ........................................................... 56 Ilustración 20. Serviciabilidad de diseño .......................................................................... 57 Ilustración 21. Propiedades de la carpeta asfáltica (a1) .................................................... 58 Ilustración 22. Propiedades de la capa base (a2) ............................................................. 58 Ilustración 23. Propiedades de la capa subbase (a3) ....................................................... 59 Ilustración 24. Coeficiente de drenaje .............................................................................. 60 Ilustración 25. Módulo resiliente de la subrasante (daño relativo) .................................... 60 Ilustración 26. Módulo resiliente de la subrasante (correlación con el CBR) .................... 61 Ilustración 27. Formato de respuestas ............................................................................. 61 Ilustración 28. Porcentaje del nivel de daño para baches ................................................ 65 Ilustración 29. Nivel de daño por bache en el tramo en análisis CD ................................. 66 Ilustración 30. Bache nivel medio .................................................................................... 66 Ilustración 31. Gráfico del promedio de la PSA por carril. ................................................ 68 Ilustración 32. Porcentaje de la pérdida de sello arenoso (PSA) ...................................... 68 Ilustración 33. Perdida de sello arenoso .......................................................................... 69 Ilustración 34. Pérdida de sello areno - severidad alta ..................................................... 69 Ilustración 35. Pérdida de sello arenoso - severidad baja-media ..................................... 70 Ilustración 36. Porcentaje de asentamientos en el tramo ................................................. 71 Ilustración 37. Daño por asentamiento - severidad alta .................................................... 71 Ilustración 38. Daño por asentamiento - severidad baja ................................................... 72 Ilustración 39. Daños por asentamientos - severidad baja ............................................... 72 Ilustración 40. Porcentaje de daños por despostillamiento ............................................... 74 Ilustración 41. Daño por despostillamiento - severidad alta ............................................. 74 Ilustración 42. Daño por despostillamiento - severidad baja -alta ..................................... 75 Ilustración 43. Porcentaje total de daños ......................................................................... 76 Ilustración 44. CBR de diseño .......................................................................................... 80

ix

Ilustración 45. Comportamiento del tráfico vehicular ........................................................ 82 Ilustración 46. Comportamiento del tránsito promedio diario ............................................ 83 Ilustración 47. Coeficiente estructural carpeta asfáltica a1 ............................................... 88 Ilustración 48. Coeficiente estructural base granular a2.................................................... 89 Ilustración 49. Coeficiente estructural a3 .......................................................................... 89 Ilustración 50. Coeficientes de drenaje ............................................................................ 90 Ilustración 51. Módulo Resiliente de la Subrasante .......................................................... 91 Ilustración 52. Espesores de la Estructura de Pavimento Flexible ................................... 92 Ilustración 53. Resultados Software AASHTO 93 ............................................................ 93 Ilustración 54. Clasificación AASHTO de los Suelos Sondeo 6 ...................................... 104 Ilustración 55. Clasificación AASHTO de los Suelos, Sondeo 5 ..................................... 105 Ilustración 56. Clasificación AASHTO de los Suelos, Sondeo 4 ..................................... 105 Ilustración 57. Clasificación AASHTO de los Suelos, Sondeo 3 ..................................... 106 Ilustración 58. Clasificación AASHTO de los Suelos, Sondeo 2 ..................................... 106 Ilustración 59. Clasificación AASHTO de los Suelos, Sondeo 1 ..................................... 106 Ilustración 60. Tramo Sector Ruta Maya ........................................................................ 128 Ilustración 61. Sexto sondeo Estación 2 + 300 .............................................................. 128 Ilustración 62. Quinto sondeo Estación 2 + 400 ............................................................. 129 Ilustración 63. Cuarto Sondeo Estación 2 + 500 ............................................................ 129 Ilustración 64. Tercer Sondeo Estación 2 + 600 ............................................................. 130 Ilustración 65. Segundo Sondeo Estación 2 + 700 ......................................................... 130 Ilustración 66. Primer Sondeo Estación 2 + 800 ............................................................ 131 Ilustración 67. Secado de las muestras ......................................................................... 131 Ilustración 68. Tamizado de las muestras de suelo ........................................................ 132 Ilustración 69. Saturación de las Muestras para horno ................................................... 132 Ilustración 70. Prueba de límites de Atterberg................................................................ 133 Ilustración 71. Muestras extraídas de 96hr de saturación .............................................. 133 Ilustración 72. Prueba CBR ............................................................................................ 134 Ilustración 73. Conteo vehicular - T3S2 ......................................................................... 134 Ilustración 74. Conteo vehicular – Bus ........................................................................... 135 Ilustración 75. Conteo vehicular - T3S3 ......................................................................... 135

x

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Características físicas y geométricas de carreteras de asfalto ............................. 8 Tabla 2. Características físicas y geométricas de carreteras de adoquín y revestidas ....... 9 Tabla 3. Distribución de los últimos 6 años de la Red Vial de Nicaragua ......................... 14 Tabla 4. Consolidado por tipo de superficie de la Red Vial de Nicaragua ........................ 15 Tabla 5. Clasificación funcional por el tipo de carretera ................................................... 16 Tabla 6. Criterios para sondeos en una vía ...................................................................... 23 Tabla 7. Clasificación de suelos por método de la HRB ................................................... 24 Tabla 8. Tipología vehicular de conteo de tráfico ............................................................. 32 Tabla 9. Peso máximo permisible por tipo de vehículo .................................................... 34 Tabla 10. Período de diseño para pavimentos ................................................................. 37 Tabla 11. Factor de distribución por carril ........................................................................ 40 Tabla 12. Factor de distribución direccional ..................................................................... 40 Tabla 13. Niveles de confiabilidad R recomendados ........................................................ 41 Tabla 14. Desviación estándar ......................................................................................... 41 Tabla 15. Calidad del Drenaje .......................................................................................... 44 Tabla 16. Valores de mi recomendados para corregir los coeficientes estructurales de bases y subbases granulares .......................................................................................... 44 Tabla 17. Desviación estándar total ................................................................................. 46 Tabla 18. Módulo Resiliente subrasante (daño relativo) ................................................... 47 Tabla 19. Espesores mínimos de capas .......................................................................... 49 Tabla 20. Ensayos de Laboratorios .................................................................................. 62 Tabla 21. Variables de Diseño AASHTO 93 ..................................................................... 64 Tabla 22. Determinación de daños - baches .................................................................... 65 Tabla 23. Determinación de daños - PSA ........................................................................ 67 Tabla 24. Determinación de daños - asentamiento .......................................................... 70 Tabla 25. Determinación de daños - despostillamiento .................................................... 73 Tabla 26. Análisis de los daños ....................................................................................... 75 Tabla 27. Límite de selección de resistencia. ................................................................... 79 Tabla 28. Valores referenciales de CBR .......................................................................... 80 Tabla 29. Resultados de aforo vehicular Km 2.3- 2.8 carretera panamericana sur .......... 81 Tabla 30. Tránsito promedio diario ................................................................................... 83 Tabla 31. Factores de ajustes de la estación Tramo: Semáforos del 7sur- Emp.Nejapa .. 84 Tabla 32. Determinación del TPDA .................................................................................. 84 Tabla 33. Esal´s de diseño............................................................................................... 87 Tabla 34. Resumen de Variables de Diseño .................................................................... 91 Tabla 35. Resultados Espesores de Pavimento Flexible .................................................. 92 Tabla 36. Especificaciones técnicas de la subbase ......................................................... 97 Tabla 37. Especificaciones Técnicas de la Base .............................................................. 98 Tabla 38. Especificaciones Adicionales de los Materiales de la Capa Base ..................... 98 Tabla 39. Graduación del Material Pétreo Triturado ......................................................... 99 Tabla 40. Granulometría de los Suelos .......................................................................... 107 Tabla 41. Factores de equivalencia de cargas pavimento flexible, eje simple Pt=2.0 ..... 124 Tabla 42. Factor equivalente de carga para pavimento flexible, ejes tándem, Pt=2.0 ..... 125 Tabla 43. Factor equivalente de carga para pavimento flexible, ejes tridem, Pt=2.0....... 126

xi

Tabla 45. Análisis Horario de Trafico ............................................................................. 127

ÍNDICE DE ECUACIONES

Ec 1. Determinación del índice de grupo.......................................................................... 29 Ec 2. Diseño pavimentos AASHTO 93 ............................................................................. 36 Ec 3. Factor de crecimiento ............................................................................................. 38 Ec 4. Tránsito de diseño .................................................................................................. 38 Ec 5, Esal´s estimado ...................................................................................................... 39 Ec 6. Esal´s de diseño ..................................................................................................... 39 Ec 7. Relación entre MR y CBR para suelos finos ........................................................... 46 Ec 8. Relación entre MR y CBR para suelos granulares .................................................. 46 Ec 9. Pérdida de serviciabilidad ....................................................................................... 47 Ec 10. Número estructural ............................................................................................... 48 Ec 11. Espesor para Subrasante ..................................................................................... 49 Ec 12. Espesor para Sub-base ........................................................................................ 49 Ec 13. Espesor para Base ............................................................................................... 49 Ec 14. Cálculo de TPDA .................................................................................................. 84

xii

ABREVIATURAS

AASHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials / Asociación Americana de Autoridades Estatales de Carreteras y Transporte.

AGRENIC: Agregados de Nicaragua.

ai: Coeficiente estructural de capas.

ALMA: Alcaldía de Managua.

ASTM: American Society for Testing and Materials / Sociedad Americana para pruebas y materiales.

CBR: California Bearing Ratio.

CD: Carril derecho.

CI: Carril Izquierdo.

Di: Espesor de capa.

ESAL’S: Ejes de Cargas Estándar Equivalentes.

FC: Factor Crecimiento.

fc: Factor carril.

FD: Factor direccional.

FE: Factor expansión.

IG: Índice de grupo

IP: Índice de plasticidad

LL: Límite líquido.

LP: Límite plástico.

mi: Coeficiente de drenaje.

MR: Módulo resiliente.

MTI: Ministerio de Transporte e Infraestructura.

Po: Serviciabilidad inicial.

Pt: Serviciabilidad final.

PSA: Pérdida de sello arenoso.

PSI: lb/in2

xiii

∆PSI: Índice de serviciabilidad.

R: Confiabilidad.

SIECA: Sistema de Integración Económica Centroamericana.

SN: Número estructural.

So: Error estándar combinado.

Ton: Toneladas.

TD: Tránsito de diseño.

TPD: Tránsito promedio diario.

TPDA: Tránsito promedio diario anual.

OEA: Organización de Estados Americanos.

VPD: Vehículos por día.

Zr: Desviación estándar.

1

RESUMEN EJECUTIVO

El presente estudio tiene como objetivo realizar una propuesta de diseño de

estructura de pavimento flexible del tramo comprendido del kilómetro 2.3 al

kilómetro 2.8 de la carretera Panamericana Sur, aplicando el método de la AASHTO

93.

Como una forma de justificar la propuesta de diseño de pavimento flexible, se realizó

un diagnóstico del estado de la estructura de pavimento articulado existente,

logrando determinar que hay daños por asentamiento, pérdida de sello arenoso,

baches y despostillamiento, esta última falla es la más frecuente a lo largo del tramo

y los niveles de severidad son altos.

A través de los estudios de suelos, se logró determinar el tipo de material existente

a lo largo del tramo, clasificados por la HRB como suelos de mala calidad, además

que sus valores de CBR son bajos y no cumplen con las normas de diseño de la

AASHTO, es por ello que se propuso que para las capas de base y subbase se usen

los bancos de materiales próximos al sitio como son AGRENIC y Los Martínez.

El estudio del comportamiento del tráfico, reflejó que la mayor circulación por el

tramo es de vehículos livianos. El Esal’s de diseño es de 6, 270,949,

Los espesores de la estructura de pavimento, fueron obtenidos mediante el software

AASHTO 93, obteniéndose 6 pulgadas de carpeta asfáltica, 7.5 pulgadas de base y

10.5 pulgadas de subbase.

2

INTRODUCCIÓN

Las carreteras y vías urbanas garantizan el desarrollo social y económico de un

país, es por ello que al tratarse de elementos de gran relevancia, las instituciones

encargadas de las gestiones de infraestructura vial deben garantizar el buen estado

de las mismas, mediante la aplicación de inversiones públicas que permitan reducir

la vulnerabilidad de las redes viales.

Según el Manual de Mantenimiento de Carreteras (SIECA, 2010) el objetivo del

mantenimiento vial, es el sostenimiento de las características físicas de los

elementos que conforman una carretera, para brindar al usuario una conducción

cómoda y segura, por lo que deben monitorearse las vías en busca de fallas iniciales

que puedan ser atendidas con un programa de mantenimiento rutinario o periódico,

y en la medida de lo posible, realizar las acciones para evitar que estas ocurran al

establecer un mantenimiento preventivo.

El monitoreo continúo del estado de las carreteras permitirá identificar, cuantificar y

evaluar los diversos daños que presente un determinado sitio y a partir de esto

proceder a planificar las medidas ya sean preventivas y/o correctivas que se amerite

según las condiciones de pérdida de serviciabilidad que presente una determinada

estructura de pavimento.

El estado deficiente de las superficies de rodamiento de los pavimentos trae consigo

una serie de afectaciones entre las cuales se destacan perdida de comodidad de

los usuarios al momento de circular por las vías, así mismo el incremento de los

costos de operación vehicular.

Además, los niveles de inseguridad aumentan, es decir, se incrementan los

accidentes de tránsito por el hecho de esquivar los baches y demás afectaciones

que presente la carpeta de rodamiento, trayendo a su vez problemas de

embotellamiento.

3

Como se mencionó, las carreteras impulsan el desarrollo de la economía en un país,

por tanto al presentar estas imperfecciones, afectará directamente el desarrollo del

comercio y otras actividades de índole económica.

Según datos de la Alcaldía de Managua hasta el año 2012, 272.64 km de carretera

estaban revestidas de pavimento articulado en el área urbana de la Capital, de

éstos, 200.01 Km (73.36%), están en buen estado, 67.63 Km (24.80%) están en

estado regular y 4.61 Km (1.76%) en estado deficiente.

El tramo ubicado del Km 2.3 al Km 2.8 de la carretera Panamericana Sur, forma

parte de las carreteras revestidas con estructura de pavimento articulado, cuyo

estado de conservación es regular, pues este presenta múltiples fallas como

asentamientos, perdidas de sellos arenosos, baches y despostillamiento, daños

que sin lugar a dudas afecta la circulación por esta zona.

Este tramo se ha seleccionado, debido a su importancia por formar parte de la

carretera panamericana Sur, además que en este sector se ubican diversos

comercios, instituciones y centros de diversión, por lo cual se amerita que la

carretera presente una estructura de pavimento óptima.

4

OBJETIVOS

Objetivo General

� Realizar la propuesta de diseño de estructura de pavimento flexible del tramo

comprendido del Km 2.3 al Km 2.8 de la Carretera Panamericana Sur,

aplicando el método de la AASHTO 93.

Objetivos Específicos

� Diagnosticar el estado del pavimento articulado del tramo en análisis,

aplicando el catálogo de daños del Manual Centroamericano de

Mantenimiento de Carreteras (SIECA 2010).

� Identificar las propiedades físico-mecánicas del suelo a lo largo del tramo.

� Determinar el volumen y tipo de tránsito que circularán por el tramo de

carretera durante el período de diseño.

� Determinar los espesores de los elementos que formarán la estructura de

pavimento flexible, mediante la aplicación del software AASHTO 93.

5

JUSTIFICACIÓN

Tomando en cuenta los índices de deterioro, ligado a su pérdida de vida útil que

presenta la estructura de pavimento articulado del tramo comprendido del Km 2.3 al

Km 2.8 de la Carretera Panamericana Sur, se presenta la propuesta de un cambio

de la estructura de pavimento existente por una estructura de pavimento flexible,

esto con el fin de proporcionar a los usuarios seguridad y confort al momento de

circular en dicha vía.

Además, considerando que el tramo en análisis por tratarse de un trayecto de la

carretera panamericana que comunica a Nicaragua con países vecinos, debe

presentar condiciones óptimas que permita una efectiva circulación.

Este trabajo ofrecerá a estudiantes un material de consulta que les permitirá obtener

instrucciones de los procedimientos de análisis y criterios de diseño de estructuras

de pavimento flexible, así como la metodología a seguir para el estudio de las

condiciones de deterioro que presenta una estructura de pavimento existente.

6

INFORMACION DEL PROYECTO

A. Macrolocalización1

1Fuente: División Distrital, Dirección de Medio Ambiente y Urbanismo, ALMA

Ilustración 1. Macrolocalización del proyecto

7

B. Ubicación del proyecto

El tramo de carretera se localiza en el Distrito 2 del Municipio de Managua, su ruta

comprende el corredor de la carretera panamericana sur, un tramo muy concurrido

por vehículos de todas las categorias, su longitud es de 500m iniciando en

Bomberos Voluntarios (Lat. 12°9´2.17¨; Long. 86°17´1.84¨) en la estación 2+300,

hasta la intersección Parque Los Leones (Lat.12°8´51.98¨; Long. 86°17´13.04¨) en

la estación 2+800.

El tramo tiene una calzada de 11m, conformado por 4 carriles de 2.75m cada uno,

compuesto de pavimento articulado. En esta zona se ubican importantes

instituciones gubernamentales, así como empresas privadas.

Ilustración 2. Microlocalización del Tramo 2

2 Fuente: Google Maps

8

MARCO INVESTIGATIVO

1. Estado de la red vial en Nicaragua hasta el año 2013

En nuestro país, el Ministerio de Transporte e Infraestructura, como ente normador

en materia de infraestructura vial, cumple con las especificaciones técnicas y

normas de diseño, establecidas para nuestra región como lo son las de la SIECA y

AASHTO y que responden a las exigencias actuales del tráfico nacional, lo que

garantiza la rentabilidad en la inversión de la infraestructura.(MTI, 2013)

1.1. Características físicas – geométricas de las carreteras del país. La geometría del pavimento afecta la seguridad, la comodidad y los costos a los

usuarios. Las características que se consideran importantes en la geometría de las

carreteras incluyen:

� Perfil longitudinal y regularidad superficial

� Perfil transversal, incluyendo peralte y roderas

� Trazados de las carreteras, incluyendo pendiente y radio de curvatura

Las características físicas y geométricas según el tipo de superficies existentes en

nuestro país se detallan en la tabla 1:

Tabla 1. Características físicas y geométricas de carreteras de asfalto3

ASFALTO CARACTERÍSTICA RANGO Ancho de Corona 6.0 - 10.0 m Ancho de Calzada 6-0 - 7.3 m

Derecho de Vía *20.0 . 40-0 m Bombeo 2.0 - 3.0 %

Velocidad de Diseño 60.0 - 80.0 Km Pendiente Máxima 3.0 - 8.0 %

Pendiente Ponderada 0.5 - 4.5 % Carga de Puente HS15-44, HS-20-44 Y HS-20-44+25%

*Según Ley de 1952

3 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo II, Página 16

9

Tabla 2. Características físicas y geométricas de carreteras de adoquín y revestidas4

ADOQUINADO CARACTERÍSTICA RANGO Ancho de Corona 5.7 - 9.0 m Ancho de Calzada 5.5 - 7.0 m

Derecho de Vía 11 - 38.0 m REVESTIDO

CARACTERÍSTICA RANGO Ancho de Corona 4 - 8m Ancho de Calzada incluido en la Corona

Derecho de Vía 12 - 46.0 m Pendiente Máxima 0.09 - 22.59 %

1.2. Tipos de clasificaciones usadas en Nicaragua

Por el tipo de construcción

� Carreteras pavimentadas

Se encuentran principalmente en el sistema de carreteras troncales, clasificándose,

en Pavimentos Rígidos (Concreto Hidráulico), Semi-rígidos (Adoquines) y Flexibles

(Tratamiento Superficial Bituminoso Simple y Doble, Concreto Asfaltico en Caliente

y en Frio). En su mayoría incorporan normas de diseño y drenaje apropiado.

� Caminos revestidos

Son caminos cuyo trazado geométrico obedece a cierto diseño estudiado y tienen

drenaje suficiente para permitir el tráfico durante la estación lluviosa. La superficie

es de grava o suelos estables cuyo espesor mínimo es de 25 cm, posee un ancho

de corona entre 4 y 8 metros, el cual permite una circulación vehicular cómoda para

ambos sentidos, pero va a estar en dependencia de la topografía del terreno.

� Caminos de todo tiempo

Su trazo geométrico no ha sido diseñado, ajustándose más que todo a la topografía

del terreno, permiten la circulación del tráfico todo el año y la superficie de

4 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo II, Página 17

10

rodamiento está conformada por suelos estables con un espesor mínimo de 15 cm.

Su ancho de corona entre 3 a 4 metros, no resulta ser superficies para una

circulación en ambos sentidos.(MTI, 2013)

� Caminos de estación seca

Son caminos que no cuentan con un diseño geométrico, si no que su trazado

obedece a los lineamientos naturales del terreno. La superficie de rodamiento la

constituye el terreno natural, por lo general la conforman materiales de tipo

arcillosos, que hace que la circulación del tráfico quede interrumpida en la estación

lluviosa. Los anchos de corona oscilan entre 2.5 a 3.0 metros.

Administrativa

Una segunda calificación es la basada en la división política del país. El principal

uso de estas radica en las normas de diseño constructivas elaboradas a partir de

ella, tal clasificación es:

� Nacionales de primera clase

Carreteras que comunican ciudades de más de 100,000 habitantes con los puertos

o las fronteras internacionales.

� Nacionales de segunda clase

Comunican ciudades de más de 25,000 habitantes. Sirven para acortar las

distancias entre las carreteras principales y los lugares importantes de recreo.

� Departamentales de primera clase

Comunican ciudades de 5,000 a 25,000 habitantes

� Departamentales de segunda clase

Comunican ciudades de menos de 5,000 habitantes.

� Caminos vecinales

Conectan fincas y poblados con las carreteras de las categorías anteriores.

11

Por su función

La clasificación funcional agrupa a las carreteras y caminos según la naturaleza de

servicio que están supuestas a brindar, lo que a su vez tiene estrecha relación con

la estructura y categorización de los viajes. Por lo tanto, la clasificación funcional

puede definirse como el proceso de agrupar las facilidades en sistemas que

describen el grado en el cual cada grupo desempeña sus funciones básicas.

La clasificación funcional es muy requerida, dado que establece sistemas

integrados dentro de una concepción lógica, porque agrupa las carreteras en

grandes categorías similares características según sus objetivos, que requieren el

mismo grado de ingeniería y competencia administrativa.

Esta clasificación fue elaborada en 1975 por la firma consultora Wilbur Smith

Asociados y Cisneros y Conrado, que tiene bases que la sustentan en las

recomendaciones y normas de organización internacionales como los Congresos

Panamericanos de Carreteras, auspiciado por la OEA y del cual Nicaragua es

miembro. En el 2004 el Ministerio de Transporte e Infraestructura (MTI) que en

coordinación con la unidad del programa de apoyo al sector transporte (Past-

Danida) realizó una revisión a la clasificación funcional existente, detectándose la

necesidad de actualizarla y que se utilizará de base para la descentralización de

responsabilidades en atención de la red vial nacional.

La clasificación de las carreteras del país fue definida en cinco tipos:

a. TP: Troncal Principal

b. TS: Troncal Secundaria

c. CP: Colectora Principal

d. CS: Colectora Secundaria

e. CV: Caminos Vecinales

� Troncal principal

Es una red de rutas continuas con las siguientes características:

12

� Sirve a desplazamientos de grandes longitudes de viajes como el tránsito

interdepartamental o interregional cuyos índices de viaje son elevados.

� Forman parte de la red vial Centroamericana.

� Troncal Principal ≡ Panamericana / Centroamericana.

� Sirven a grandes volúmenes de tránsito cuyo TPDA es mayor a los 1,000

vehículos.

� Forman parte de una red integrada sin conexiones fragmentadas, excepto

cuando las condiciones geográficas o de flujo de tráfico lo indiquen, tales

como conexiones a ciudades costeras como Corinto.

� Conectan cabeceras departamentales o centros urbanos con más de 50,000

habitantes.

� El sistema Troncal Principal, tiene dos niveles de servicios:

a. Las obras de acceso controlado que limitan el ingreso y egreso a ciertos

puntos fijos.

b. Otras rutas troncales importantes con características de diseño similares

pero sin control de acceso.

� Se requiere un ancho de vía de 50 metros, incluye 5 m a cada lado del eje o

línea media de la misma.

� Troncal secundaria

Se caracteriza por:

� Conectar cabeceras departamentales o centros económicos importantes,

generadores de tráfico, tales como áreas turísticas.

� Troncal Secundaria ≡ Nacional Primaria.

� Sirve a un volumen considerable de viajes interdepartamentales.

� Sirve a corredores de viajes con longitudes de trayecto y densidades de

viajes mayores que los que atienden los sistemas de carreteras colectoras.

� El volumen de tráfico atendido es mayor de 500 veh. /día.

� Se requiere un ancho de derecho de vía de 50 m, incluye 5m a cada lado del

eje o línea media de la misma, con el propósito de colocar rótulos de

Información Gubernamental.

13

� Colectora principal

� Comunica una o más cabeceras municipales con una población superior a

los 10,000 habitantes.

� Colectora Principal ≡ Nacional Secundaria.

� Comunican centros poblacionales no atendidos por la red vial troncal, estas

rutas esta generalmente dentro de las municipalidades.

� Se usan como conexión entre dos caminos troncales secundarios.

� Reciben tratamiento profesional en las intersecciones con respecto a los

movimientos de tráfico sobre rutas de menor orden.

� El flujo de tráfico es mayor de 250 veh. / día.




� Colectora secundaria

� Suministra conexiones a una categoría superior de comunicación para

centros urbanos y generadores de tráficos menores.

� Colectora Secundaria ≡ Nacional Terciaria.

� Son caminos de alta importancia municipal, con poblaciones servidas

mayores de 5,000 habitantes.

� El flujo de tráfico es mayor a los 250 veh. / día.




� Brinda acceso a propiedades adyacentes y zonas remotas de país que

carecen de facilidad de transporte, además canaliza la producción

agropecuaria desde la fuente hacia los centros de consumo.

� Caminos vecinales

� Generalmente las zonas que conectan tienen menos de 1,000 habitantes;

volúmenes de tráfico menores a los 50 veh. /día.

14

� Caminos Vecinales ≡ Municipales.




1.3. Incremento en la Red Vial de Nicaragua hasta 2013

De conformidad al inventario realizado en 2013 la Red Vial Nacional registra 24, 033

Km, de los cuales 2,375 Km (9.88%) son asfaltados; 1006 Km (4.19%)

Adoquinados; 66 Km (0.28%) de Concreto Hidráulico; 3,620 Km (15.06%)

Revestidos; 9, 722 Km (40.45%) Todo Tiempo; 7, 226 Km (30.07%) de Estación

Seca;(MTI, 2013)

Tabla 3. Distribución de los últimos 6 años de la Red Vial de Nicaragua5

Ilustración 3. Gráfico comparativo de la Red Vial 2007 -20136

5 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo IV, Página 28 6 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo IV, Página 28

Años Asfalto (Km)

Adoquinado (Km)

Concreto Hidraúlico

(Km)

Total Pavimentad

a (Km)Empedrad

o (Km)Revestido

(Km)

Todo Tiempo

(Km)Estación

Seca (Km)Total (Km)

2008 2067 435 2503 3630 8053 7256 214422009 2070 475 8 2553 3905 8335 7183 219752010 2141 660 14 2815 3730 8388 7178 221112011 2299 798 54 3151 3651 9721 7124 236472012 2333 894 55 3282 3610 9833 7172 238972013 2375 1006 66 3447 18 3620 9722 7226 240332013 9.88% 4.19% 0.27% 14.34% 0.07% 15.06% 40.45% 30.07% 100.00%

Crecimiento (Km) 42 112 11 165 18 10 -111 54 136

15

Detalles del incremento

En el detalle cuantitativo de la Red Vial 2013 se registran un incremento de 136 Km

respecto a los datos del 2012, registrándose aumento en todos los tipos de

superficie, pero sobre todo los de estaciones seca y revestidos los cuales ambos

suman 108.4 Km, desglosados en 76.4 y 32 Km respectivamente, este último valor

corresponde específicamente al Sector de Wapi - El Tortuguero.(MTI, 2013)

1.4. Consolidados de la Red Vial de Nicaragua 2013

Tipo de superficie

Tabla 4. Consolidado por tipo de superficie de la Red Vial de Nicaragua7

Ilustración 4. Diagrama de la distribución de la Red Vial por departamento8

7 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo IV, Página 44 8 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo IV, Página 44

Departamento Asfaltado AdoquinadoConcreto Hidraúlico

Total de Pavimenta

do (Km) Empedrado RevestidoTodo

TiempoEstación

Seca TotalNueva Segovia 43.70 118.33 0.76 162.79 - 152.57 823.57 819.75 1958.68Madriz 61.88 72.90 0.48 135.26 - 76.92 504.54 452.82 1169.54Estelí 71.06 58.39 - 129.45 1.70 265.07 518.00 352.99 1267.21Chinandega 249.09 71.06 1.59 321.74 15.00 207.68 329.26 503.43 1377.11León 225.92 71.00 16.33 313.25 0.75 223.53 334.87 1143.52 2015.92Managua 352.14 86.62 - 438.76 0.25 105.49 262.74 649.84 1457.08Masaya 104.39 81.52 6.80 192.71 - 5.53 122.34 306.11 626.69Granada 71.55 18.80 - 90.35 - 51.49 109.91 260.49 512.24Carazo 108.05 25.40 - 133.45 - 15.86 129.98 578.54 857.83Rivas 117.90 95.20 0.66 213.76 - 160.61 273.02 327.86 975.25Boaco 141.11 63.90 - 205.01 - 206.48 591.26 229.38 1232.13Chontales 199.41 78.46 - 277.87 - 251.66 618.03 230.06 1377.62Jinotega 70.27 74.31 - 144.58 - 368.81 1292.34 487.45 2293.18Matagalpa 328.67 39.35 2.92 370.94 - 425.81 1654.37 498.94 2950.06RAAN 0.26 9.30 23.80 33.36 - 544.35 1170.40 174.31 1922.42RAAS 79.52 40.61 10.74 130.87 - 441.70 776.78 37.85 1387.20Rio San Juan 149.90 0.76 2.02 152.68 - 116.83 210.86 172.82 653.19TOTAL 2374.82 1005.91 66.10 3446.83 17.70 3620.39 9722.27 7226.16 24033.35% 9.88% 4.19% 0.28% 14.34% 0.07% 15.06% 40.45% 30.07% 100.00%

16

Ilustración 5. Porcentaje de la Red Vial por tipo de superficie9

Clasificación funcional

Tabla 5. Clasificación funcional por el tipo de carretera10

9 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo IV, Página 44 10 Fuente: Red Vial de Nicaragua 2013, Capitulo IV

Departamento Troncal Principal

Troncal Secundaria

Colectora Principal

Colectara Secundaria

Camino Vecinal Total

Nueva Segovia 30.61 86.99 - 217.97 1623.103 1958.673Madriz 61.805 - 75.435 62.015 970.284 1169.539Estelí 70.875 - 50.475 228.965 916.892 1267.207Chinandega 118.58 104.65 42.67 193.975 917.232 1377.107León 105.385 76.515 114.26 250.185 1469.574 2015.919Managua 196.485 16.15 138.415 51.115 1054.915 1457.08Masaya 46.765 6.8 46.815 70.91 455.4 626.69Granada 58.14 - 31.91 25.91 396.27 512.23Carazo 30.41 - 59.12 82.56 685.735 857.825Rivas 65.84 19.61 57.27 260.265 572.255 975.24Boaco 55.425 52.095 84.355 233.31 806.936 1232.121Chontales 124.671 39.19 112.1 103.38 998.275 1377.616Jinotega - 18.19 86.58 331.734 1856.66 2293.164Matagalpa 51.26 146.425 155 232.5 2364.864 2950.049RAAN - 305.328 117.37 177.51 1322.208 1922.416RAAS 64.444 20.612 15.42 145.286 1141.441 1387.203Rio San Juan - 119.867 14.88 69.66 448.78 653.187TOTAL 1080.695 1012.422 1202.075 2737.25 18000.824 24033.266% 4.50% 4.21% 5.00% 11.39% 74.90% 100.00%

17

2. Generalidades de los pavimentos

2.1. Pavimento Un pavimento está constituido por un conjunto de capas superpuestas,

relativamente horizontales, que se diseñan y construyen técnicamente con

materiales apropiados y adecuadamente compactados. Estas estructuras

estratificadas se apoyan sobre la subrasante de una vía obtenida por el movimiento

de tierras en el procesado se exploración y que han de resistir adecuadamente los

esfuerzos que las cargas repetidas del tránsito le transmite durante el período para

el cual fue diseñada la estructura del pavimento.(Montejo Fonseca, 2010)

Ilustración 6. Detalle típico de las capas del pavimento11

La resistencia de las diferentes capas no solo dependerá del material del que esté

compuesta, sino que de la influencia en el proceso constructivo, ya que la humedad

y la compactación juegan un papel muy importante, debido a que si no existe un

buen acomodamiento de las materiales, este puede consolidarse por efectos de las

cargas, lo que provocaría deformaciones permanentes tanto en las capas como en

la carpeta de rodamiento.

2.2. Características que debe reunir un pavimento

Un pavimento para cumplir adecuadamente sus funciones debe reunir los siguientes

requisitos:

� Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito.

� Ser resistente ante los agentes del intemperismo.

11 Fuente: Montejo Fonseca, A. Ingeniería de Pavimentos. 2010

18

� Presentar una textura superficial adaptada a las velocidades previstas de

circulación de los vehículos, por cuanto ella tiene una decisiva influencia en

la seguridad vial. Además, deber ser resistente al desgaste producido por el

efecto abrasivo de las llantas de los vehículos.

� Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como

longitudinal, que permitan una adecuada comodidad a los usuarios en

función de las longitudes de onda de las deformaciones y de la velocidad de

circulación.

� Deber ser durable.

� Presentar condiciones adecuadas respecto al drenaje.

� El ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afectan al usuario,

así como en el exterior, que influye en el entorno, debe ser adecuadamente

moderado.

� Deber ser económico.

� Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos, y

ofrecer una adecuada seguridad de tránsito.

2.3. Clasificación de los pavimentos

Pavimentos articulados

Los pavimentos articulados están compuestos por una capa de rodadura que está

elaborada con bloques de concreto prefabricados, llamados adoquines, de espesor

uniforme e iguales entre sí. Ésta puede ir sobre una capa delgada de arena la cual,

a su vez, se apoya sobre una capa de base granular o directamente sobre la

subrasante, dependiendo de la calidad de ésta y de la magnitud y frecuencia de las

cargas que circularan por dicho pavimento.(Fonseca, 2010)

Pavimentos rígidos

Son aquellos que fundamentalmente están constituidos por una losa de concreto

hidráulico, apoyada sobre la subrasante o sobre una capa, de material

seleccionado, la cual se denomina subbase del pavimento rígido.

19

Debido a la alta rigidez del concreto hidráulico, así como de su elevado coeficiente

de elasticidad, la distribución de los esfuerzos se produce en una zona muy amplia.

Además como el concreto es capaz de resistir, en cierto grado, esfuerzos a la

tensión, el comportamiento de un pavimento rígido es suficientemente satisfactorio

aun cuando existan zonas débiles en la subrasante.

La capacidad estructural de un pavimento rígido depende de la resistencia de las

losas, y por lo tanto, el apoyo de las capas subyacentes ejerce poca influencia en el

diseño del espesor de pavimento.

Ilustración 7. Conformación de la estructura de un pavimento rígido12

Pavimentos flexibles

Se entiende por pavimento flexible a aquel que está conformado por una capa o

carpeta asfáltica, que está compuesta de agregado grueso o fino (piedra triturada,

grava y arena) con material bituminoso que se obtiene del asfalto.

Resulta más económico en su construcción inicial usar este tipo de pavimentos,

dado que tiene un período de vida entre 10 y 15 años, pero la desventaja es que se

le tiene que dar mantenimiento constante para cumplir su vida útil.(Fonseca, 2010)


20

Ilustración 8. Conformación de la estructura de un pavimento flexible13 Caracterización de las capas de pavimentos flexibles

� Carpeta de rodamiento

La carpeta debe proporcionar una superficie de rodamiento adecuada con textura y

color conveniente y resistir los efectos abrasivos del tránsito, además, debe ser una

capa prácticamente impermeable, constituyendo una protección para la base,

cuando está hecha de concreto asfáltico colabora a la resistencia estructural del

pavimento. Desde el punto de vista del objetivo funcional del pavimento, es el

elemento más importante.

� Base

Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por la circulación

vehicular. La carpeta de rodamiento es colocada sobre la base dado que la

capacidad de carga del material friccionante es baja en la superficie por falta de

confinamiento. Esta capa además de compactación, requiere de estabilización para

poder resistir las cargas del tránsito sin que sufra alguna deformación y para que

pueda transmitirlas en forma directa a las capas inferiores.(Fonseca, 2010)


21

� Subbase

Es la capa granular localizada entre la subrasante y la base, esta debe prevenir la

intrusión de los finos del suelo de subrasante en las capas de base, además de

prevenir la acumulación de agua libre dentro de la estructura de pavimento.

� Subrasante

La función de la subrasante es la de soportar las cargas que transmite el pavimento

y darle sustentamiento. El espesor del pavimento está en dependencia de la calidad

de la subrasante que se tenga y habría un costo de reducción solo sin mermar la

calidad del pavimento.

Funciones de la capas de un pavimento flexible

2.3.5.1. La subbase granular

� Función económica

Una de las principales funciones de esta capa es netamente económica; en efecto,

el espesor total que se requiere para que el nivel de esfuerzos en la subrasante sea

igual o menor que su propia resistencia, puede ser construido con materiales de alta

calidad; sin embargo, es preferible distribuir las capas más calificadas en la parte

superior y colocar en la parte inferior del pavimento la capa de menor calidad la cual

es frecuentemente la más barata. Esta solución puede traer consigo un aumento en

el espesor total del pavimento y no obstante, resultar más económica.(Fonseca,

2010)

� Capa de transición

La subbase bien diseñado impide la penetración de los materiales que constituyen

la base con los de la subrasante y por otra parte, actúa como filtro de la base

impidiendo que los finos de la subrasante la contaminen menoscabando su calidad.

� Disminución de las deformaciones

Algunos cambios volumétricos de la capa subrasante, generalmente asociados a

cambios en su contenido de agua (expansiones), o a cambios extremos de

22

temperatura (heladas), pueden absorberse con la capa subbase, impidiendo que

dichas deformaciones se reflejen en la superficie de rodamiento.

� Resistente

La subbase debe soportar los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos

a través de las capas superiores y transmitidas a un nivel adecuado a la subrasante.

� Drenaje

En muchos casos la subbase debe drenar el agua, que se introduzca a través de la

carpeta o por las bermas, así como impedir la ascensión capilar.

2.3.5.2. La base granular

� Resistencia

La función fundamental de la base granular de un pavimento consiste en

proporcionar un elemento resistente que transmita a la subbase y a la subrasante

los esfuerzos producidos por el tránsito en una intensidad apropiada.

� Función económica

Respecto a la carpeta asfáltica, la base tiene una función económica análoga a la

que tiene la subbase respecto a la base.

2.3.5.3. Carpeta

� Superficie de rodamiento

La carpeta debe proporcionar una superficie uniforme y estable al tránsito, de

textura y color conveniente y resistir los efectos abrasivos del tránsito.

� Impermeabilidad

Hasta donde sea posible, debe impedir el paso del agua al interior del pavimento.

� Resistencia

Su resistencia a la tensión complementa la capacidad estructural del pavimento.

23

3. Estudios de suelos

3.1. Exploración del suelo

La primera labor por llevar a cabo en la investigación de los suelos, consiste en la

ejecución sistemática de perforaciones en el terreno, con el objetivo de determinar

la cantidad y extensión de los diferentes tipos de suelo, la forma como éstos están

dispuestos en capas y la detección de la posición del agua freática.(Fonseca, 2010)

Teniendo en cuenta que es imposible realizar un estudio que permita conocer el

perfil de los suelos en cada punto del proyecto, es necesario acudir a la experiencia

para determinar el espaciamiento entre las perforaciones con base en la uniformidad

que presenten los suelos.

Un criterio para la ubicación, profundidad y número de perforaciones se presentan

en la Tabla 6:

Tabla 6. Criterios para sondeos en una vía14

3.2. Caracterización de los suelos

Visualmente se clasifica a los suelos en grupos básicos tales como: grava, arena,

limos y arcillas, generalmente el método empleado es la observación directa de las

propiedades en campo, tales como: Textura, forma de los granos, granulometría y

plasticidad.

14 Fuente: Montejo Fonseca, A. Ingeniería de Pavimentos 2010

Tipo de Zona Espaciamientos (m) Profundidad (m)1. Carreteras 250 - 500 1.5

2. Pistas de AterrizajeA lo largo de la Linea Central, 60 - 70 m

Cortes: -3m debajo de la rasante Rellenos : -3 m debajo de la superficie existente del suelo.

3. Otras Areas Pavimentadas 1 perforación a cada 1000 m2

Cortes: -3m debajo de la rasante Rellenos : -3 m debajo de la superficie existente del suelo.

4. PréstamosPruebas suficiente para definir claramente el material.

Hasta la profundidad que se propone usar como préstamo.

24

3.3. Propiedades físico - mecánicas del suelo

Las propiedades se determinan con los siguientes ensayos: Análisis granulométrico

Norma ASTM D-422, Constantes Físicas Norma ASTM D-4318, Clasificación de los

suelos Norma SUCS y AASHTO M145-91 (2000), Capacidad de Soporte (CBR)

ASTM D1883 – 73.

Análisis granulométrico

Es una prueba para determinar cuantitativamente la distribución de los diferentes

tamaños de partículas del suelo (Ver Tabla 7).(Fonseca, 2010)

Existen diferentes procedimientos para la determinación de la composición

granulométrica de un suelo. Por ejemplo, para clasificar por los tamaños las

partículas gruesas, el procedimiento más expedito es el tamizado. Sin embargo, al

aumentar la finura de los granos, el tamizado se hace cada vez más difícil

teniéndose entonces que recurrir a procedimientos por sedimentación.

Tabla 7. Clasificación de suelos por método de la HRB15

15 Fuente: Montejo Fonseca, A. Ingeniería de Pavimento. 2010

Clasificación GeneralGrupos A-1 A-7

Subgrupos A-1-a A-3 A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 A-7-5 A-7-6

Porcentaje que pasa el Tamiz:No. 10 (2.00 mm) 50 máx. - - - - - - - - -No. 40 (0.425 mm) 30 máx. 50 máx. 51 máx. - - - - - - -No. 200 (0.075 mm) 15 máx. 25 máx. 10 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 36 mín. 36 mín. 36 mín.

Características Del Material que Pasa por el TamizNo. 40 (0.425 mm)Límite Líquido - 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 mín. 40 máx. 41 máx. 40 máx. 41 mín.Índice de Plasticidad NP 10 máx. 10 máx. 11 mín. 11 mín. 10 máx. 10 máx. 11 mín. 11 mín.

Terreno de FundaciónExcelente a Bueno

* El Índice de Plasticidad del Subgrupo A-7-5, es igual ó menor LI-30 El Índice de Plasticidad del Subgrupo A-7-6, es mayor LI-30

A-4 A-5 A-6A -2

A-1-b

Materiales Granulares (35%, ó menos, Pasa el Tamiz No. 200)

Material Limo-arcillosos (Más del 35% Pasa el Tamiz No. 200)

Excelente a Bueno

6 máx.-

Excelente a Bueno Regular a Malo

25

Determinación del límite de consistencia

La consistencia de un suelo es una medida cualitativa del estado en el que

encuentra; junto con dos determinaciones cuantitativas, la granulometría y el

ensaye de penetración estándar, constituyen las pruebas más empleadas para

determinar las propiedades de los suelos.

La noción de los límites de consistencia de un suelo nace del concepto de que si el

suelo puede existir en cualquiera de cuatro estados arbitrarios, dependiendo de su

contenido de humedad.

3.3.2.1. Determinación del límite plástico de los suelos

El límite plástico se define como la mínima cantidad de humedad con la cual el suelo

se vuelve a la condición de plasticidad. En este estado, el suelo puede ser formado

rápidamente o moldeado sin recuperación elástica, cambio de volumen,

agrietamiento o desmoronamiento.

Para contenidos de humedad mayores que el límite plástico se presenta una caída

muy pronunciada en la estabilidad del suelo.

3.3.2.2. Determinación del límite líquido de los suelos

El límite líquido es el de mayor contenido de humedad que puede tener el suelo sin

pasar del estado plástico al líquido. El estado líquido se define como la condición en

la que la resistencia al corte del suelo es tan baja que un ligero esfuerzo lo hace

fluir.

El cálculo del índice de plasticidad es la diferencia numérica entre el límite líquido y

el límite plástico, e indica el grado de contenido de humedad en el cual un suelo

permanece en estado plástico antes de cambiar al estado líquido.(Fonseca, 2010)

3.3.2.3. Ensayo de compactación del suelo

Se entiende por compactación todo proceso que aumenta el peso volumétrico de

un suelo, el cual se lleva a cabo para incrementar la resistencia al esfuerzo cortante,

reducir su compresibilidad y hacerlo más impermeable.

26

Para efectos del control de la compactación durante una construcción, es necesario

conocer antes la máxima densidad y contenido de humedad de los diferentes tipos

de suelos, las cuales se obtienen efectuando pruebas a muestras de suelo, del sitio

en construcción.

3.3.2.4. Determinación de la resistencia de los suelos

Los ensayos de resistencia más difundidos en nuestro medio son el CBR (de

Laboratorio y Campo) y los ensayos de carga sobre una placa.

� Ensayo de CBR (Relación Californiana de Soporte): (AASHTO-T193-63)

El índice de california (CBR) es una medida de resistencia al esfuerzo cortante de

un suelo, bajo condiciones de densidad y humedad cuidadosamente controladas.

Se usa en el diseño de pavimentos flexibles. El CBR se expresa en porcentaje

como, la razón de la carga unitaria que se requiere para introducir un pistón dentro

del suelo.

� Ensayo de carga directa sobre placa (ASTM D1195 y D1196)

Esta prueba se utiliza para evaluar la capacidad portante de las subrasante, las

bases y, en ocasiones, los pavimentos completos. Aunque esta prueba es

generalmente aplicada al diseño de pavimentos rígidos, en la actualidad también se

utiliza en pavimentos flexibles.(Fonseca, 2010)

Clasificación de los suelos

De acuerdo con este sistema y con base en su comportamiento, los suelos están

clasificados en ochos grupos designados por los símbolos del A-1 al A-8.En este

sistema de clasificación los suelos inorgánicos se clasifican en 7 grupos.

3.4. Descripción de los grupos

Suelos granulares

Son aquellos que tienen 35% o menos, del material fino que pasa el tamiz 200.

Estos suelos forman los grupos A-1, A-2 y A-3.

27

3.4.1.1. Grupo A-1

El material de este grupo comprende las mezclas bien graduada, compuestas de

fragmentos de piedra, grava, arena y material ligante poco plástico. Se incluyen

también a este grupo mezclas bien graduadas que no tienen material ligante.

3.4.1.2. Subgrupo A-1- a

Comprende aquellos materiales formados predominantemente por piedra o por

grava, con o sin material ligante bien graduado.

3.4.1.3. Subgrupo A-1- b

Incluye aquellos materiales formados predominantemente por arena gruesa bien

gradada, con o sin ligante.

3.4.1.4. Grupo A-2

Comprende una gran variedad de material granular que contiene menos del 35%

del material fino.

3.4.1.5. Subgrupo A-2-4 y A-2-5

Pertenecen a estos subgrupos aquellos materiales cuyo contenido del material fino

es igual o menor del 35% y cuya fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las

mismas características de los suelos A-4 y A-5 respectivamente.

Estos grupos incluyen aquellos suelos gravosos y arenosos (arena gruesa), que

tengan un contenido de limo, o índices de grupo, en exceso a los indicados por el

grupo A-1. Así mismo, incluyen aquellas arenas finas con un contenido de limo no

plástico en exceso al indicado para el grupo A-3.(Fonseca, 2010)

3.4.1.6. Subgrupo A-2-6 y A-2-7

Los materiales de estos subgrupos son semejantes a los anteriores, pero la fracción

que pasa por el tamiz número 40 tiene las mismas características de los suelos A-

6 y A-7, respectivamente.

28

3.4.1.7. Grupo A-3

En este grupo se encuentran incluidas las arenas finas, de playa y aquellas con

poca cantidad de limo que no tengan plasticidad. Este grupo incluye, además, las

arenas de río que contengan poca grava y arena gruesa.

Suelos finos limo arcilloso

Contiene más del 35% del material fino que pasa por el tamiz número 200. Estos

suelos constituyen los grupos A-4, A-5, A-6 y A-7.

3.4.2.1. Grupo A-4

Pertenecen a este grupo los suelos limosos poco o nada plásticos, que tienen un

75% o más de material fino que pasa por el tamiz número 200. Además, se incluye

en este grupo las mezclas de limo con grava y arena hasta en un 64%.

3.4.2.2. Grupo A-5

Los suelos comprendidos en este grupo son semejantes a los del anterior, pero

contiene material micáceo diatomáceo. Son elásticos y tienen un límite líquido

elevado.(Fonseca, 2010)

3.4.2.3. Grupo A-6

El material típico de este grupo es la arcilla plástica. Por lo menos el 75% de estos

suelos debe pasar el tamiz número 200. Pero se incluyen también las mezclas

arcillo-arenosas cuyo porcentaje de arena y grava sea inferior al 64%. Estos

materiales presentan, generalmente, grandes cambios de volumen entre los

estados seco y húmedo.

3.4.2.4. Grupo A-7

Los suelos de este grupo son semejantes a los suelos A-6, pero son elásticos. Sus

límites líquidos son elevados.

29

3.4.2.5. Grupo A-7-5

Incluyen aquellos materiales cuyos índices de plasticidad no son muy altos con

respecto a sus límites líquidos.

3.4.2.6. Grupo A-7-6

Comprenden aquellos suelos cuyos índices de plasticidad son muy elevados con

respecto a sus límites líquidos y que, además, experimentan cambios de volumen

extremadamente grandes.

Índice de grupo

Aquellos suelos que tienen un comportamiento similar se hallan dentro de un mismo

grupo, y están representados por un determinado índice. La clasificación de un

suelo en un determinado grupo se basa en su límite líquido, grado de plasticidad y

porcentaje de material fino que pasa el tamiz número 200. Los índices de grupo de

los suelos granulares estén generalmente comprendidos entre 0 y 4; los

correspondientes a los suelos limosos, entre 8 y 12 y los de suelo arcilloso, entre 11

y 20, o más. Cuando se indica un índice de grupo hay que colocarlo en paréntesis.

Así, por ejemplo, A-2-4 (1), que quiere decir un suelo A-2-4 cuyo índice de grupo es

1. El índice de grupo se calcula con la siguiente fórmula

� � )10)(15(01.0)40(005.02.0)35( �� IPFLLFIG

Ec 1. Determinación del índice de grupo16 Donde:

IG: Índice de Grupo

F: Porcentaje del suelo que pasa por el tamiz No. 200, expresado como un número

entero.

LI: Límite Líquido

IP: Índice de Plasticidad

16 Fuente: Montejo Fonseca, A, Ingeniería de Pavimentos, 2010

30

4. Estudios de tránsito para diseño de pavimentos

4.1. Volúmenes de tránsito

Se define volumen de tránsito, como el número de vehículos que pasan por un punto

o sección transversal dados, de un carril o de una calzada, durante un tiempo

determinado. (Mayor & Cardenas, 2007)

Clasificación de los volúmenes de transito

4.1.1.1. Volúmenes de tránsito absolutos

Es el número total de vehículos que pasan durante un lapso de tiempo determinado,

dependiendo de la duración del lapso de tiempo, se tiene los siguientes volúmenes

de tránsito absolutos o totales: tránsito anual, tránsito mensual, tránsito semanal,

tránsito diario y tránsito horario.

4.1.1.2. Volúmenes de tránsitos promedios diarios

Se define el volumen de tránsito promedio diario (TPD), como el número total de

vehículos que pasan durante un período dado igual o menor a un año y mayor que

un día, dividido por el número de días del período.

4.1.1.3. Tránsito promedio diario anual (TPDA)

El tránsito promedio diario anual, es la unidad de medida habitual para indicar el uso

o importancia de la carretera y se expresa en número de vehículos por día.

4.2. Clasificación vehicular

El Ministerio de Transporte e Infraestructura ha definido la clasificación vehicular en

4 categorías:

Motocicletas

Se incluyen todas las categorías de dos, tres y cuatro ruedas de vehículos

motorizados con o sin transporte, esta categoría incluye scooter, motonetas,

motocarros, cuadra ciclos y otros triciclos a motor.(MTI, 2013 )

31

Vehículos livianos

Son vehículos automotores de cuatro ruedas que incluyen, automóviles, camionetas

y microbuses de uso personal.

Vehículos pesados de pasajeros

Son vehículos destinados al transporte público de pasajeros de cuatro, seis y más

ruedas, que incluyen los microbuses pequeños (hasta de 15 pasajeros y microbuses

medianos de 25 pasajeros y los buses medianos y grandes).

Vehículos pesados de cargas

Son los vehículos destinados al transporte pesado de cargas mayores a tres

toneladas y que tienen seis o más ruedas en 2, 3, 4, 5 y más ejes, estos vehículos

incluyen los camiones de dos ejes (C2), camiones C3, C2R2 y los vehículos

articulados de cinco y seis ejes de los tipos T3S2 y T3S3 y otros tipos de vehículos

para la clasificación de vehículos especiales, tales como agrícolas y de

construcción.(MTI, 2013 )

4.3. Tipos de vehículos

La hoja de clasificación vehicular usada por el MTI, está compuesta por 18 tipos de

vehículos, los cuales se mencionan a continuación:

� Motocicleta, Scooter and Moped

� Carro y Jeep (coupe, sedan, station wagon, jeep, land rover)

� Bus (más de 15 asientos)

� Camioneta, van y microbús (utilidad para uso de pasajero)

� Camioneta van (utilidad para uso de carga)

� Camión rígido sencillo (2 ejes)

� Camión rígido sencillo (3 ejes)

� Camión más semirremolque (2+1 ejes)




32


� Camión más remolque de barra de tracción (2+2 ejes)

� Camión más remolque de barra de tracción (2+3ejes)

� Camión más remolque de barra de tracción (3+2 ejes)

� Vehículo agrícola ( tractor)

� Vehículo de construcción ( niveladora)

� Otro(remolque halado por un vehículo liviano)

4.4. Tipología vehicular de conteo de tráfico

La oficina de diagnóstico y evaluación de pavimentos del Ministerio de Transporte

e Infraestructura, para la realización de conteos vehiculares, usa la tabla siguiente

para el análisis de los distintos tipos de vehículos que circulan por el país.

Tabla 8. Tipología vehicular de conteo de tráfico17

17 Fuente: Anuario de Aforo 2013, MTI

33

4.5. Clasificación del tipo de vehículo de acuerdo con la disposición de sus ejes

La diversidad en las características de los vehículos que circulan sobre un

pavimento durante su vida de diseño, traen como consecuencia un amplio espectro

de cargas, con diferentes espacios entre llantas y distintas presiones de inflado, lo

que origina una amplia gama de esfuerzos y deformaciones aplicadas a un

determinado punto de la estructura. La anterior consideración, plantea un problema

muy complejo que hace necesario recurrir a simplificaciones prácticas.

Clasificación de ejes

Los ejes se clasifican en sencillo, tándem y tridem.

4.5.1.1. Eje sencillo Es un eje en cuyos extremos lleva una o dos ruedas sencillas.

4.5.1.2. Eje tándem Es aquel constituido por dos ejes sencillos con rueda doble en los extremos.

4.5.1.3. Ejes tridem Es aquel constituido por tres ejes sencillos con rueda doble en los extremos.

Pesos permisibles por tipos de vehículos

El Ministerio de Transporte e Infraestructura, ha designado los siguientes pesos en

dependencia del tipo de vehículo, los cuales se muestran en la siguiente tabla:

34

Tabla 9. Peso máximo permisible por tipo de vehículo18

Nota: El peso máximo permisible será el menor entre el especificado por el

fabricante y el contenido en esta columna

a: Eje sencillo llanta sencilla

b: Eje sencillo llanta doble

18 Fuente: Anuario de Aforo 2013, MTI

1er.Eje 2do.Eje 3er.Eje 4to.Eje 5to.Eje 6.Eje

8.25 8.25

6.67 6.66 6.66

8.00 8.00

6.67 6.66 6.66

8.00 8.00

8.00 8.00 8.00 8.00

8.00 8.00 6.67 6.66 6.66

5.00 a 5.00 a 35.00

8.00 a 8.00 b5.00 6.5 b 5.00 a 5.00 a 37.50

34.00

16.00

8.00 8.00

C3-R25.00 16.00 4.00 a

4.00 a 4.00 a 29.00

5.00 6.5 b 6.5 b

C2-R2

C3-R25.00

21.50

4.5 9.00 6.5 b 6.5 b 26.50

4.5 9.00 4.00 a 4.00 a

37.00T3-S2

5.00 16 20.0041.00T3-S3

T3-S1

5.00 16 16

5.00 16 9.0030.00

T2-S2

5.00 9.00 20.0034.00T2-S3

23.00T2-S1

5.00 9.00 1630.00

5.00 9.00 9.0

C3

5.00 20.00 25.00C4

15.00

5.00 16.5 21.50

Peso máximos autorizados Esquemas de los vehículos

Tipo de vehículo

Peso máximo tota(1)Ton.m

C2 5.00 10.00

35

5. Método ASSHTO 93 para el diseño de pavimentos flexibles

La aplicación del método de la AASHTO 1972 se mantuvo hasta en 1983, cuando

se determinó que, aun cuando el procedimiento que se aplicaba alcanzaba sus

objetivos básicos, podían incorporárseles algunos de los adelantos logrados en los

análisis y el diseño de pavimentos que se había conocido y estudiado desde ese

año (1972). Por esta razón, en el período 1984-1985 el subcomité de diseño de

pavimentos junto con un grupo de ingenieros consultores comenzó a revisar el

“procedimiento provisional para el diseño de pavimentos AASHTO 72”, y a finales

del año del año 1986 concluye su trabajo con la publicación del nuevo “ Manual de

diseño de estructuras de pavimentos AASHTO 86” y sigue una revisión en el año

1993, por lo cual, hoy en día, el método se conoce como Método de la AASHTO

93.(Quintana & Lizcano, 2011)

Este manual mantiene las ecuaciones de comportamiento de los pavimentos que

se establecieron en el experimento vial de la AASHTO en 1961, como los modelos

básicos que deben ser empleados en el diseño de pavimentos, introduciendo, sin

embargo, los cambios más importantes sucedidos en diferentes áreas del diseño,

incluyendo las siguientes:

� Incorporación de un factor de confiabilidad fundamentado en un posible

cambio del tráfico a lo largo del período de diseño, que permite al ingeniero

proyectista utilizar el concepto de análisis de riesgo para los diversos tipos

de facilidades viales a proyectar.

� Sustitución del valor de soporte del suelo por el módulo resiliente (Método de

ensayo AASHTO T 274), el cual proporciona un procedimiento de laboratorio

racional o mejor aún de carácter científico que se corresponde con los

principios fundamentales de la teoría elástica para la determinación de las

propiedades de resistencia de los materiales.

� Empleo de los módulos resilientes para la determinación de los coeficientes

estructurales, tanto de los materiales naturales o procesados, como de los

estabilizados.

36

� Establecimiento de guías para la construcción de sistemas de subdrenajes y

modificación de las ecuaciones de diseño, que permitan tomar en cuenta las

ventajas que resultan, sobre el comportamiento de los pavimentos, como

consecuencia de un buen drenaje.

� Sustitución del “factor regional” (valor indudablemente bastante subjetivo) por

un enfoque más racional que toma en consideración los efectos de las

características ambientales, tales como la humedad y temperatura, sobre las

propiedades de los materiales.

La ecuación de diseño es la siguiente:

� 07.8log*32.2

)1(109440.0

5.12.4log

20.0)1(log*36.9*log 10

19.5

1018 ��

�

�

�

�

��

��

��

�

��

��

��

�� MR

SN

PSI

SNSoZrW

Ec 2. Diseño pavimentos AASHTO 93

Donde:

W18: número de cargas de ejes simples equivalentes de 18 Kips (80 KN) calculadas

conforme el tránsito vehicular.

Zr: es el valor Z (área bajo la curva de distribución) correspondiente a la curva

estandarizada para una confiabilidad R.

So: desviación estándar de todas las variables.

�PSI: pérdida de serviciabilidad.

Mr: módulo de resiliencia de la subrasante.

SN: número estructural.

37

5.1. Variables de diseño

Variables en función del tiempo

5.1.1.1. Período de diseño

Es el tiempo durante el cual la estructura que se diseña deberá operar con un nivel

de serviciabilidad superior al mínimo sin requerir de acciones de conservación

diferente a la del mantenimiento rutinario. En el Manual Centroamericano para el

diseño de carreteras regionales (SIECA), se establece los periodos de diseño a

considerar en dependencia del tipo de carretera que se diseñará, tal como se

muestra en la tabla 10.

Tabla 10. Período de diseño para pavimentos19

Variables en función del tránsito

5.1.2.1. Esal´s o W18

Se caracteriza a través del número de ejes equivalentes de 8.2 toneladas que

circulan en el carril y el periodo de diseño. El subíndice 18 significa la masa del eje

simple equivalente en kips (kilo-libras). Los factores de equivalencia se obtienen de

las tablas de la AASHTO 93, de los ejes sencillos dobles o triples (Ver Anexos 13.4,

Tabla 41 a Tabla 43), la selección de estos factores está en dependencia de la

serviciabilidad final (Pt) que se asuma.

19 Fuente: Manual Centroamericano de Normas para el Diseño Geométrico de las Carreteras Regionales, SIECA, 2001.

Tipo de carreteras Periodos de diseños

Autopista regional 20 - 40 años

Troncales suburbanas 15 - 30 años

Troncales rurales

Colectoras suburbanas 10 - 20 años

Colectoras rurales

38

Para ello es necesario determinar, en primera instancia el factor de crecimiento, el

cual está en dependencia del periodo de análisis del tráfico y la tasa de crecimiento

vehicular, para realizar este cálculo se usa la ecuación 3.

�

� �

� ��

iiFCn 1)1(*365

Ec 3. Factor de crecimiento

Donde:

Fc: factor de crecimiento

i: tasa de crecimiento vehicular

n: período de diseño

� Tránsito de diseño

El tránsito de diseño, no es más que la multiplicación del factor crecimiento por el

tránsito actual (TPDA), como se muestra en la ecuación 4.

ToFCTD *�

Ec 4. Tránsito de diseño Donde:

TD= Tránsito de diseño

FC= Factor carril

To= tránsito actual o transito promedio diario anual (TPDA)

� Esal’s estimado

El Esal’s estimado se calcula multiplicando el tránsito de diseño por los factores

equivalentes de cargas, estos representan el radio del número de repeticiones de

cualquier eje cargado y cualquier configuración del mismo (ejes simples, tándem o

tridem).

Los valores de equivalencia de cargas, están en dependencia del índice de

serviciabilidad final, cabe mencionar que a su vez es necesario determinar un valor

39

de numero estructural SN, ya que con este valor se buscan los respectivos valores

de equivalencia de cargas correspondientes a cada eje.

La ecuación a usar es la siguiente:

sFEsalTDsEstimadoEsal '*' �

Ec 5, Esal´s estimado Donde:

TD= Transito de diseño

FEsal’s= Factor Esal’s / Factor equivalencia de carga

� Esal’s de diseño

El Esal’s de diseño o W18 se obtiene, al multiplicar el Esal’s estimado por el factor

carril y por el factor de distribución direccional (ver ecuación 6)

estimadoCDdiseño WLLW 1818 ��

Ec 6. Esal´s de diseño Donde:

W18diseño= Esal’s de diseño

LD= Factor carril

LC= Factor de distribución direccional

� Factor de distribución por carril

El carril de diseño es aquel que recibe el mayor número Esal’s, para un camino de

dos carriles cualquiera puede ser el carril de diseño, ya que el tránsito por dirección

forzosamente se canaliza en ese carril.

40

Tabla 11. Factor de distribución por carril20

� Factor de distribución direccional

Se expresa con la relación que existe entre el tráfico y el sentido de circulación, su

valor generalmente es 0.5 para el flujo vehicular en ambas direcciones y 1 si poseen

un solo sentido. La característica más general es que el tránsito se divida 50% en

un sentido y 50% en el otro.

Tabla 12. Factor de distribución direccional21

Confiabilidad (R)

Tiene en cuenta el grado de incertidumbre que se presenta durante la estimación

de las variables de diseño anteriormente mencionadas. Introduce para tal fin un

factor de seguridad al diseño. Para entender este parámetro hay que señalar que la

confiabilidad es contraria a la probabilidad de falla. Así, sí R=100% significa que el

diseñador está introduciendo una probabilidad de falla del 0% al diseño y en este

punto el espesor de las capas de pavimento alcanzará su mayor valor debido a que

el factor de seguridad es el más alto posible.

20 Fuente: Guía para el diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 93 21 Fuente: Guía para el diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 93

Número de carriles en cada dirección % ESAL en el carril de diseño 1 1.00 2 0.80-1.00 3 0.60-0.80 4 0.50-0.75

Número de carriles en ambas direcciones LD10

2 50

4 45

6 o más 40

41

Adicionalmente es importante dar a conocer que partir de un valor R superior al 50%

es que el método de diseño introduce un factor de seguridad. (Quintana & Lizcano,

2011)

En la tabla 13 se presentan los valores R recomendados por el método de diseño.

Para el diseño y dimensionamiento del espesor de las capas del pavimento, R es

traducido a valores del fractil de la ley normal centrada Zr.

Tabla 13. Niveles de confiabilidad R recomendados22

Tipo de carretera

Nivel de confiabilidad R (%)

Urbana Interurbana

Autopistas y carreteras 85.0 -99.9 80.0-99.9

Arterias principales 80.0-99.0 75.0-95.0

Colectoras 80.0-95.0 75.0-95.0

Locales 50.0-80.0 50.0-80.0

Tabla 14. Desviación estándar23

Serviciabilidad inicial y final

Este índice tiene en cuenta el estado inicial y final de serviciabilidad del pavimento

que se diseñará y construirá. A pesar de ser un parámetro bastante subjetivo, el

estado de serviciabilidad se evalúa de manera cuantitativa asignando un valor de 0

y 5, siendo 5 el valor máximo asumiendo que el pavimento se encuentra en perfecto

estado de serviciabilidad.

Se parte por lo general de un valor inicial para pavimentos flexibles de Po entre 4.0

y 4.2 (estado bueno de la vía) y se determina el valor donde ocurre la falla funcional

del pavimento Pt entre 1.5 y 2.5, es decir, que la pérdida del índice de serviciabilidad

22 Fuente: Guía para el diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 93 23 Fuente: Guía para el diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 93

R (%) 50 75 80 85 90 92 94 95 98 99.99

Zr 0.0 -0.674 -0.841 -1.037 -1.282 -1.405 -1.555 -1.645 -2.054 -3.750

42

∆PSI durante la vida útil del pavimento oscila entre 1.5 y 2.7.(Quintana & Lizcano,

2011)

Propiedades mecánicas de los materiales

El parámetro mecánico con el cual se caracterizan los materiales es el módulo

resiliente en psi, sin embargo para el diseño y dimensionamiento del espesor de las

capas de pavimento, estos parámetros son traducidos a coeficientes estructurales

de capas ai, miden la capacidad relativa de una unidad de espesor de una

determinada capa para funcionar como componente estructural del pavimento.

Cuando el subíndice i=1 el coeficiente estructural corresponde a la capa de concreto

asfaltico (ver ilustración 9), i=2 para la capa granular no tratada de base (ver

ilustración 10), e i=3 para la capa granular no tratada de subbase (ver Ilustración

11).(Quintana & Lizcano, 2011)

Ilustración 9. Coeficiente estructural a partir del módulo elástico del concreto asfaltico24

24 Fuente: Quintana & Lizcano, Pavimento Flexible, 2011

43

Ilustración 10. Variación en el coeficiente estructural de la capa de base25

Ilustración 11.Variación en el coeficiente estructural de la capa de subbase26

25 Fuente: Quintana & Lizcano, Pavimento Flexible, 2011 26 Fuente: Quintana & Lizcano, Pavimento Flexible, 2011

44

Condiciones ambientales y drenaje

Los coeficientes de drenaje (mi) para las capas de base y subbase se seleccionan

de acuerdo con las características del material, la calidad de drenaje y el porcentaje

de tiempo en que la estructura de pavimentos está expuesta a niveles de humedad

próximas a la saturación (ver Tablas 15 y 16).

Este porcentaje de tiempo se calcula como la relación entre el número de días

promedio que llueve en la zona donde se construirá la estructura de pavimento y los

365 días del año.(Quintana & Lizcano, 2011)

Tabla 15. Calidad del Drenaje27

Tabla 16. Valores de mi recomendados para corregir los coeficientes estructurales de bases y subbases granulares28

27 Fuente: Quintana & Lizcano, Pavimento Flexible, 2011 28 Fuente: Quintana & Lizcano, Pavimento Flexible, 2011

Calidad de drenaje Tiempo que tarda el agua en ser evacuada

Excelente 2 horas

Bueno 1 día

Regular 1 semana

Pobre 1 mes

Muy malo El agua no evacua

Calidad del drenaje

Porcentaje del tiempo que la estructura del pavimento está expuesta a grados de humedad próxima a la saturación

Menos de 1% 1-5% 5-25% Más de 25%

Excelente 1.40-1.35 1.35-1.30 1.30-1.20 1.20

Bueno 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00

45

5.2. Determinación de espesores

En los pavimentos de mezclas asfálticas por medio de la fórmula de diseño se

obtiene el número estructural (SN) y en función del mismo se determinan los

distintos espesores de las capas que conforman el paquete estructural.

El diseño está basado en la identificación del número estructural del pavimentos

flexible y la cantidad de ejes de carga transitando.

Determinacion del número estructural requerido

Las variables para determinar el número estructural de diseño requerido son las

siguientes:

� Confiabilidad (ver acápite 5.1.3)

� Desviación estándar total

� Cantidad estimada de ejes equivalente (Esal´s) (ver acápite 5.1.2.1)

� Módulo de resiliencia de la subrasante

� Pérdida de serviciabilidad

5.2.1.1. Desviación estándar total (So)

Para el diseño de pavimentos es necesario determinar la desviación estándar total

(So), el cual tiene en cuenta el error o desviación del diseño, la variación de las

propiedades de la subrasante, la variación en la estimación del tránsito, la variación

de las condiciones climáticas y la variación en la calidad de la

construcción.(Quintana & Lizcano, 2011)

Regular 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80

Pobre 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60

Muy malo 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40

46

Los valores de So se obtienen de la tabla 17:

Tabla 17. Desviación estándar total29

5.2.1.2. Módulo de resiliencia de la subrasante

La base para la caracterización de los materiales de subrasante en este método, es

el módulo resiliente o elástico. Este módulo, se determina con un equipo especial

que no es de fácil adquisición y por tal motivo, se han establecidos correlaciones

para determinarlo a partir de otros ensayos, Heukelom y Klomp (1962), encontraron

un relación entre el MR en el campo y el CBR de laboratorio.

� Para suelos finos:

CBRMR *1500� ; Para CBR <10

CBRMR *300� Para CBR0.65 >10<20

Ec 7. Relación entre MR y CBR para suelos finos

� Para suelos granulares:

241ln*4326 �� CBRMR

Ec 8. Relación entre MR y CBR para suelos granulares

Efecto de la humedad en el Módulo de Resiliencia del suelo.

Por otra parte, la guía establece un nuevo procedimiento para determinar el valor

de soporte efectivo de la subrasante, en función de las variaciones climáticas. De

acuerdo con el MR estacional se determina un valor de daño relativo (µf) que

29 Fuente: Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos, 2002

Proyecto de pavimento

Desviación estándar So

Flexible Rígido

0.40-0.50 0.30-0.40

Construcción nueva 0.35 – 0.40 0.35

sobrecapas 0.50 0.40

47

permite extrapolar y ponderar las características de los suelos a las condiciones

climáticas particulares de cada proyecto:

Tabla 18. Módulo Resiliente subrasante (daño relativo)30

Condición de humedad en el firme

Módulo de resiliencia del suelo firme de la carretera en PSI

Húmedo 5,000

Seco 6,500

Deshielo de primavera 4,000

Congelado 20,000

Nicaragua por ser un país climático, las condiciones a las que está sometida

corresponde a las estaciones húmedas (invierno) y seco (verano), estos valores

están asociados a daños relativos (µf), para las condiciones asumidas, los valores

de daño relativo corresponden a 0.309 y 0.167 respectivamente.

5.2.1.3. Pérdida de serviciabilidad

Entre menor sea el ∆PSI el método asume que el diseñador desea que durante la

vida útil del pavimento la estructura no se deteriore y su grado de serviciabilidad al

final del periodo de diseño sea similar al inicial. Lo anterior genera que la dimensión

del pavimento aumente cuando el diseñador asuma un ∆PSI pequeño. La pérdida

de serviciabilidad se calcula con la siguiente ecuación:

tO PPPSI ��

Ec 9. Pérdida de serviciabilidad

A continuación se presentan el siguiente nomograma (Ver ilustración 12) por medio

del cual se obtiene el número estructural:

30 Guía para el diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 93

48

Ilustración 12. Diseño número estructural31

5.2.1.4. Numero estructural

La ecuación general que relaciona el número estructural (SNh) con los espesores

de capa es la siguiente:

33322211 mDamDaDaSN ��

Ec 10. Número estructural

Donde:

a1, a2, a3: Coeficientes de capas de superficie, base y subbase.

D1, D2, D3: Espesores de capa (pulgadas) para la superficie, base y subbase.

m1, m2: Coeficientes de drenaje de las capas de base y subbase.

5.2.1.5. Espesores de capas

Los espesores de cada una de las capas (Di en pulgadas) que componen la del

pavimento flexible se determinan a través de las ecuaciones (Ec 11, Ec 12 y Ec 13).

31Guía para el diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 93

49

El subíndice i=1 corresponde a la capa de concreto asfáltico, i=2 a la capa granular

no tratada de base e i=3 a la capa granular no tratada de subbase.

1

11 aSND �

Ec 11. Espesor para Subrasante

22

*12

2 *maSNSND �

�

Ec 12. Espesor para Sub-base

33

*213

3 *)(

maSNSNSN

D��

�

Ec 13. Espesor para Base

5.2.1.6. Espesores mínimos

En el campo no es recomendable considerar capas con espesores menores que los

mínimos requeridos, pues las capas con espesores mayores que el mínimo son más

estables. En la siguiente tabla se especifican los valores de espesores mínimos

sugeridos para capas asfálticas y base granular en función del tránsito.

Tabla 19. Espesores mínimos de capas32

Número de Esal’s

W18

Espesores mínimos

Capa Asfáltica Base granular

in cm in cm

< 50,000 1.0 2.5 4.0 10.0

50,000-150,000 2.0 5.0 4.0 10.0

150,001-500,000 2.5 6.5 4.0 10.0

500,001-2,00,000 3.0 6.0 6.0 15.0

2,000,001-7,000,000 3.5 9.0 6.0 15.0

>7,000,00 4.0 10.0 6.0 15.0

32 Guía para el diseño de estructuras de pavimentos, AASHTO 93

50

6. Caracterización de los daños en pavimentos articulados según el

Manual de Mantenimiento de Carreteras (SIECA, 2010)

El Manual de Mantenimiento de Carreteras, en su capítulo 4, establece los criterios

y procedimientos para la recolección e identificación de las fallas presentes (ver

Ilustración 13 a la 16) en las estructuras de pavimento, ya sea rígido, flexible o

articulado. El catálogo de daños incluye una descripción de la falla, las causas que

provocan el daño, los niveles de severidad, así como la medición del daño.

Para reforzar el análisis presenta dos imágenes, una donde se refleja el esquema

del daño y la otra ilustra una imagen real del daño. Básicamente los daños según el

Manual de Mantenimiento de carreteras son: bache, pérdida de sello arenoso,

despostillamiento y asentamiento.

6.1. Baches

Separación de uno o más adoquines de la capa que forma la superficie de rodadura,

sin deformación de las capas inferiores del pavimento.(SIECA, 2010)

Posibles Causas

� Pérdida de los materiales sellantes

� Acción del tránsito

� Aflojamiento de bloques

� Efectos de la intemperie

� Pérdida de la cama de arena

� Debilitamiento de las capas subyacentes

� Proceso constructivo

Niveles de Severidad

Se determina en función del número de adoquines desprendidos.

Bajo: menos de 1 metro cuadrado

Medio: entre 1 y 2 metros cuadrados

Alto: Mayor de 2 metros cuadrados

51

Medición

Se contabilizan el número de metros cuadrados.

6.2. Pérdida de sello arenoso

Erosión de la junta entre adoquines, del material arenoso que actúa como sello.

Posibles causas


� Efectos de la intemperie

� Granulometría del material arenoso

Niveles de severidad

Bajo: menos de 30 metros cuadrados

Medio: entre 30 y 100 metros cuadrados

Alto: Mayor de 100 metros cuadrados

Medición

Se contabilizan el número de metros cuadrados de material sellante.

33 Fuente: Manual de Mantenimiento de Carreteras (SIECA, 2010)

Esquema Foto

Ilustración 13. Caracterización de daños para baches33

52

6.3. Despostillamiento

Rotura, fractura o desintegración de los bordes de los adoquines dentro de una

junta.(SIECA, 2010)

Posibles causas

� Pérdida de los materiales sellantes


� Aflojamiento de bloques

� Calidad de adoquín

Niveles de severidad

B (Bajo) Pequeños fracturamientos en los adoquines, que no se extienden más de

1 cm hacia el interior de la unidad, en una o más piezas.

M (Mediano) Las fracturas se extienden entre 1 y 2 cm hacia el interior de las

unidades, dando origen a piezas o trozos relativamente sueltos, que pueden ser

removidos.


Ilustración 14. Caracterización de daños para perdida de sello arenoso34

Esquema Foto

53

A (Alto) Las fracturas se extienden a lo largo de la junta bordeando el adoquín, con

desprendimiento de piezas de más de 2 cm a cada lado de la misma, las cuales han

sido removidas por la acción del tránsito.

Medición

Se contabiliza el número de adoquines con daño, según su nivel de severidad.

6.4. Asentamiento

Depresión de la estructura del pavimento de adoquín, provocada por la deformación

y/o pérdida de material que soporta la rodadura de la carretera.

Posibles causas:

� Asentamiento o consolidación en la subrasante

� Sobrecargas de los vehículos que transitan sobre la misma

� Filtración de agua debido a ausencia de material sellante

� Pérdida de la cama de arena

� Nivel freático elevado

� Deficiencia o ausencia de mantenimiento de los drenajes y/o subdrenajes

35 Fuente: Manual de Mantenimiento de Carreteras (SIECA 2010)

Esquema Foto

Ilustración 15. Caracterización de daños para despostillamiento35

54

� Deficiencia en la reparación de la estructura del pavimento por la instalación

de servicios públicos.

Niveles de severidad:

B (Bajo) Causa al vehículo un balanceo o salto característico, sin generar

incomodidad.

M (Mediano) Causa a los vehículos un significativo salto o balanceo, que genera

incomodidad.

A (Alto) Causa un excesivo salto que resulta en pérdida del control de los vehículos,

por lo que es necesario reducir la velocidad.

Medición:

Se contabilizan el número total de adoquines que forman la deformación en la

rodadura.(SIECA, 2010)


Esquema Foto

Ilustración 16. Caracterización de daños para asentamiento36

55

7. Manual de uso del Software AASHTO 93

Este software fue desarrollado por el ingeniero Luis Ricardo Vásquez Varela de

nacionalidad Colombiana, en el año 2006, a través de este software, es posible

determinar las capas que formarán la estructura de pavimento, pues está creado

bajo los criterios de la Guía de diseño de pavimentos de la ASSHTO 93, cabe

mencionar que con este software también es posible diseñar estructuras de

pavimento rígido.

Las variables de diseño que este incluye son las siguientes:

� Esal’s de diseño o W18

� Módulo de subrasante

� Coeficiente estructural de capas

� Serviciabilidad inicial y final

� Confiabilidad

� Desviación estándar

En la ilustración 17, se muestra la presentación del software, donde se pueden

observar cada una de las variables de diseño.

Ilustración 17. Variables de diseño37 37 Fuente: Software AASHTO 93

56

Los pasos para el diseño son los siguientes:

7.1. Confiabilidad y error estándar combinado

Se determina la confiabilidad que se usará para el diseño, los valores se pueden

seleccionar haciendo clic en la icono

En esta se puede seleccionar valores de confiabilidad que van desde 50%, hasta

99.99%, además a la par de cada valor de confiabilidad, está integrado su respectivo

valor de desviación estándar, tal como se muestra en la ilustración 18.

Ilustración 18. Confiabilidad y desviación estándar38

Existe una barra de ayuda, la cual sigue como guía para seleccionar los valores de

desviación estándar y error estándar combinado (desviación estándar total), como

se muestra en la ilustración 19.

Ilustración 19.Confiabilidad y desviación estándar39

38 Fuente: Software AASHTO 93 39 Fuente: Software AASHTO 93

57

7.2. Serviciabilidad inicial y final

Se determinan los valores de serviciabilidad inicial y final, o bien, en la barra de

ayuda se muestran valores que se pueden considerar para este parámetro de

diseño, como se puede observar en la ilustración 20.

Ilustración 20. Serviciabilidad de diseño40

7.3. Esal’s de diseño o W18

Se introduce el valor del Esal’s de diseño obtenido, en el icono W18

� Coeficiente de capas

Los valores correspondientes a las capas de la estructura de pavimento, se pueden

determinar, haciendo clic en el icono. Al hacer clic, en el icono aparecen

una ventana donde se muestra la manera de obtener los coeficientes

correspondiente a cada capa, tal como se muestra a continuación.

Coeficiente a1 (Carpeta asfáltica)

Se escribe el valor del módulo de elasticidad del asfalto y luego clic en calcular,

como se muestra en la ilustración 21:

40 Fuente: Software AASHTO 93

58

Ilustración 21. Propiedades de la carpeta asfáltica (a1)41

Coeficiente a2 (Base granular)

Se escribe el valor del módulo para la base granular, el cual está en dependencia

del CBR correspondiente a esta capa, en la esquina inferior derecha, están los

valores de CBR, luego se escribe el valor del módulo que le corresponde al CBR

seleccionado y se da clic en calcular para obtener el valor del coeficiente a2.

Ilustración 22. Propiedades de la capa base (a2)42


59

Coeficiente a3 (Subbase granular)

Al igual que la base granular, el módulo para la subbase está en dependencia del

CBR, una vez definido el valor de CBR a usar se escribe el módulo correspondiente

y luego se da clic en calcular.

Ilustración 23. Propiedades de la capa subbase (a3)43

7.4. Coeficiente de drenaje (mi)

Para cada capa corresponde un valor de coeficiente de drenaje, estos valores se

definen, dando clic en el icono Al dar clic en el icono, aparece un cuadro

de dialogo, el cual sirve como ayuda para seleccionar los valores de coeficiente de

drenaje para cada capa. (Ver ilustración 24)

7.5. Módulo Resiliente de la subrasante

Primeramente se da clic en el icono aparecerá un ventana donde se

muestra la manera de calcular el valor del módulo resiliente para la subrasante. Este

parámetro se puede determinar de dos maneras, una, considerando el daño relativo,

el cual está en dependencia de las estaciones de verano e invierno de la zona donde

se diseñará el pavimento (Ver ilustración 25) y la otra, considerando directamente

el valor del CBR de la subrasante (Ver ilustración 26).


60

Ilustración 24. Coeficiente de drenaje44

Ilustración 25. Módulo resiliente de la subrasante (daño relativo)45


61

Ilustración 26. Módulo resiliente de la subrasante (correlación con el CBR)46

7.6. Diseño final

Determinados todas las variables de diseño, se da clic en el icono y

automáticamente los valores de números estructurales y los espesores de cada

capa. Para ver una tabla de resultado final se da clic en el icono

y aparecerá la siguiente tabla de resultados, como se muestra en la ilustración 27.

Ilustración 27. Formato de respuestas47

46Fuente: Software AASHTO 93 47 Fuente: Software AASHTO 93

62

DISEÑO METODOLÓGICO

8. Diagnóstico del estado del pavimento existente

Este proceso consistió en una inspección y levantamiento de campo de los daños

que presenta la actual estructura de pavimento (articulado), para ello se usó el

catálogo de daños del Manual Centroamericano de mantenimiento de carreteras del

SIECA, con el fin de aplicar los parámetros a considerar en este proceso de

evaluación del pavimento existente. Los daños a evaluar según el catálogo fueron:

despostillamiento, pérdida de sello arenoso, asentamiento y bache. Cabe

mencionar, que la evaluación del deterioro del pavimento se realizó en ambos

carriles, de manera que los resultados fueran más detallados.

La guía para presentar y analizar los resultados del diagnóstico, lo proporciona el

nivel de severidad de cada daño, así como la medición de los mismos. Una vez

determinado cada daño, se procedió a realizar gráficas para presentar de manera

más detalladas estas afectaciones presentes en el pavimento, y poder delimitar cual

es el daño con mayor relevancia.

8.1. Estudios de suelos

Material encontrado a lo largo del tramo

Esta etapa inició con la realización de los sondeos manuales, estos se realizaron a

cada 100m a una profundidad de 1.5m, al extraer cada muestra de suelo se midió

la profundidad donde se encontraba cada estrato, además se realizaba una

inspección tacto visual, lo cual permitió predecir el tipo de material. Las muestras

que fueron extraídas, se trasladaron al laboratorio donde se les aplicaron los

siguientes ensayos:

Tabla 20. Ensayos de Laboratorios48

Ensayo Especificación ASTM Especificación AASHTO

Granulometría D-422 T 27-88

48 Fuente: Elaboración propia

63

Límites de consistencia D-4318 T 89-90 y T 90-87

Compact. Proctor standard D 698-91 T 99-90

CBR D 1883-73 T 193-63

Con los resultados de los ensayos de granulometría y límites de consistencia, se

clasificaron las muestras de suelo, aplicando las normas de la HRB. Conocidos los

tipos de suelos, estos se agruparon en dependencia de sus respectivas

clasificaciones para realizar los ensayos de compactación Proctor estándar y CBR,

con este último valor a través de un proceso que podría considerase estadístico se

determinó el valor de CBR de la subrasante, es decir, el CBR de diseño.

Bancos de materiales

Los resultados de los estudios actualizados de suelos de los bancos de materiales

que se propusieron para ser usados como base y subbase, AGRENIC y Banco Los

Martínez, fueron proporcionados por la Alcaldía de Managua. (Ver anexo13.2 y

13.3)

A estos se les aplicaron las mismas pruebas que se realizaron a los materiales

encontrados a lo largo del tramo.

8.2. Estudios de Tránsito

Para conocer el flujo vehicular del tramo, se realizaron aforos durante 3 días

(viernes, sábado y lunes) en periodos de 12 horas continuas, iniciando a las 6:00

am, finalizando a las 6:00pm.

Una vez realizado el aforo, se determinó el tránsito promedio diario (TPD), así como

el tránsito promedio diario anual (TPDA), cabe mencionar que para obtener el

TPDA, se usó una estación de conteo permanente cercana a la zona del proyecto,

la cual fue proporcionada por la Alcaldía de Managua (fuente del MTI), y finalmente

se determinó el tránsito de diseño.

64

8.3. Diseño de la estructura de pavimento

Recopilados los dos parámetros de mayor relevancia para el diseño de la estructura

de pavimento flexible como son los estudios de suelos y de tránsito, se procedió a

realizar la propuesta de diseño, para ello se aplicaron los criterios de diseño de la

American Association of State Highway and Transportation Officials edición 1993

(versión vigente).

Los parámetros que incluye la AASHTO 93 para el diseño de estructuras de

pavimento flexible son las siguientes:

Tabla 21. Variables de Diseño AASHTO 9349

Período de diseño

Esal’s de Diseño

MR Subrasante

Coeficiente estructural de capas

Índice de serviciabilidad

Coeficientes de drenaje

Confiabilidad

Error estándar combinado

El diseño de la estructura de pavimento flexible, se realizó usando el Software

AASHTO 93, desarrollado por el ingeniero Luis Ricardo Vásquez Varela, este

software está diseñado con todos los parámetros mencionados en la tabla 21,

además ofrece la ventaja de determinar los coeficientes estructurales de capas, sin

hacer uso de nomogramas.

49 Fuente: Manual AASHTO 93

65

ANÁLISIS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

9. Catálogo de daños

A continuación se presentan los daños detectados en el pavimento del tramo en

análisis, dicha evaluación se llevó a cabo siguiendo paso a paso las indicaciones

presentadas en el Manual de Mantenimiento de Carreteras SIECA – 2010.

9.1. Evaluación de daños

Baches Tabla 22. Determinación de daños - baches50

Medición (m2) Estación Carril Derecho Carril Izquierdo Nivel de Severidad 2 + 780 2.87 4.52 Alto 2 + 640 2.47 Alto 2 + 580 1.76 Medio 2 + 520 1 Medio 2 + 420 5.6 Alto 2 + 380 0.56 Bajo

Baches: se presenta un área promedio afectada de 2.68 m2, en el Manual de

Mantenimiento de Carretera (SIECA 2010) en su capítulo 4, detalla que, cuando se

tiene más de 2 m2 de área afectada en una carretera adoquinada, el nivel de

severidad del daño es alto.

Ilustración 28. Porcentaje del nivel de daño para baches51

50 Fuente: Elaboración propia, datos obtenidos a partir de levantamiento de campo 51 Fuente: Elaboración propia

66

En el gráfico de la ilustración 28, obtenido de los resultados de la evaluación, se

puede notar que el carril con más afectaciones por baches en el tramo en análisis

es el carril derecho. Por la severidad del daño encontrado en la evaluación por

baches, se categoriza el carril izquierdo como el más crítico, cuyo porcentaje de

severidad es alta con el 92.64% de daño.

Ilustración 29. Nivel de daño por bache en el tramo en análisis CD52

Ilustración 30. Bache nivel medio

52 Fuente: Obtenida del levantamiento de campo

67

Pérdida del sello arenoso

Tabla 23. Determinación de daños - PSA53

Medición (m2) Estación Carril Derecho Carril Izquierdo Nivel de Severidad

2 + 800 3.76 2.3 Bajo 2 + 780 7.34 16.89 Bajo 2 + 760 12.54 10.13 Bajo 2 + 740 17.43 7.65 Bajo 2 +720 1.32 3.98 Bajo 2 +700 12.30 6.65 Bajo 2 + 640 5.87 2.65 Bajo 2 + 620 13.97 23.34 Medio 2 + 600 3.87 7.12 Bajo 2 + 580 17.94 20.34 Medio 2 + 560 21.43 59.76 Alto 2 + 540 47.65 78.28 Alto 2 + 520 12.76 7.54 Bajo 2 + 500 1.76 10.45 Bajo 2 + 480 2.12 5.32 Bajo 2 + 420 17.43 1.5 Bajo 2 + 380 11.76 3.87 Bajo 2 + 360 32.56 23.56 Mediano 2 + 340 17.41 6.86 Bajo 2 + 320 12.37 17.34 Bajo 2 + 300 22.65 25.89 Medio

En la Tabla 23, se puede observar la cantidad en m2 de pérdida del sello arenoso,

cabe destacar que cuando no existe sello arenoso, los adoquines tienden a

desprenderse ocasionando la ruptura de los elementos del pavimento, que podría

ceder al crecimiento de baches en la vía, cuestión que hace incomodo el transitar

por una calle en ese estado. En algunos casos, se pudo observar áreas de hasta

6m2 de pérdida del sello arenoso y con separaciones entre 3 y 5 cm.

53 Fuente: Elaboración Propia

68

Ilustración 31. Gráfico del promedio de la PSA por carril.54

Ilustración 32. Porcentaje de la pérdida de sello arenoso (PSA)55

54 Fuente: Elaboración Propia 55 Fuente: Elaboración Propia

69

Ilustración 33. Perdida de sello arenoso

Ilustración 34. Pérdida de sello areno - severidad alta56

56 Fuente: Obtenida del levantamiento de campo

70

Ilustración 35. Pérdida de sello arenoso - severidad baja-media57

Asentamientos

Tabla 24. Determinación de daños - asentamiento58

Medición (und) Estación Carril Derecho Carril Izquierdo Nivel de Severidad 2 + 780 0 24 Medio 2 + 660 0 72 Alto 2 + 640 23 13 Medio 2 + 620 15 8 Bajo 2 + 580 19 12 Bajo 2 + 520 54 0 Medio 2 + 500 45 32 Medio 2 + 480 0 12 Bajo 2 + 360 14 0 Bajo 2 + 320 0 41 Medio 2 + 300 7 12 Bajo

57 Fuente: Obtenida de la Evaluación de daños 58 Fuente: Elaboración Propia

71

Ilustración 36. Porcentaje de asentamientos en el tramo59

En la ilustración 36, se observa que el carril que presenta más daños por

asentamiento es el carril derecho, teniendo un área promedio de daño de 16.00

unidades, presentando así un nivel de severidad media, pero esto no significa que

no sea de relevancia en el momento de circular por la vía, ya que muchas veces

suelen ocasionar incomodidad al pasar por un lugar donde los adoquines presenten

hundimientos semejantes.

Ilustración 37. Daño por asentamiento - severidad alta60

59 Fuente: Elaboración Propia 60 Fuente: Levantamiento de Campo

72

Ilustración 38. Daño por asentamiento - severidad baja61

Ilustración 39. Daños por asentamientos - severidad baja

61 Fuente: Levantamiento de Campo

73

Despostillamiento

Tabla 25. Determinación de daños - despostillamiento62


CD CI CD CI13 Bajo 21 12 Bajo

12 Medio 23 Medio24 17 Alto 38 54 Alto23 7 Bajo 11 4 Bajo

24 Medio 25 Medio65 69 Alto 13 23 Alto

14 Bajo 25 Bajo 43 28 Medio 23 36 Medio38 84 Alto 12 83 Alto12 27 Bajo 12 Bajo 32 18 Medio 45 86 Medio54 102 Alto 39 32 Alto7 23 Bajo 24 Bajo 23 16 Medio 34 27 Medio45 78 Alto 12 18 Alto14 13 Bajo 10 3 Bajo

45 Medio 22 12 Medio65 92 Alto 32 21 Alto11 6 Bajo 11 Bajo 32 Medio 23 Medio18 23 Alto 38 47 Alto4 17 Bajo 12 7 Bajo 10 12 Medio 43 15 Medio76 64 Alto 12 38 Alto14 36 Bajo 26 Bajo

54 Medio 14 37 Medio34 74 Alto 58 68 Alto9 6 Bajo 13 8 Bajo 23 17 Medio 23 Medio45 78 Alto 34 45 Alto

6 Bajo 18 13 Bajo 32 Medio 32 7 Medio21 68 Alto 54 37 Alto8 12 Bajo 7 Bajo 12 Medio 21 17 Medio32 45 Alto 28 63 Alto3 Bajo 13 Bajo 21 78 Medio 12 32 Medio34 23 Alto 32 97 Alto

Determinacion de Despostillamiento

Estación NSNSMedición (und)

2 + 800

2 + 780

2 + 760

2 + 740

2 +720

2 + 700

2 + 680

2 + 660

2 + 640

2 + 420

2 + 400

2 + 380

Medición (und) Estación

2 + 480

2 + 460

2 + 440

2 + 540

2 + 520

2 + 500

CI: Carril Izquierdo; CD: Carril Derecho; NS: Nivel de Severidad

2 + 360

2 + 340

2 + 320

2 + 3002 + 560

2 + 600

2 + 580

2 + 620

74

Ilustración 40. Porcentaje de daños por despostillamiento63

El despostillamiento es uno de los problemas que más se presenta a lo largo de

todo el tramo en análisis, incluso hay lugares donde el despostillamiento es lo que

más sobresale del pavimento, por lo tanto el nivel de severidad que más predomina

es alto en ambos carriles.

Ilustración 41. Daño por despostillamiento - severidad alta64

63 Fuente: Elaboración Propia 64 Fuente: Levantamiento de Campo

75

Ilustración 42. Daño por despostillamiento - severidad baja -alta65

9.2. Análisis general de la evaluación de daños Tabla 26. Análisis de los daños66

Nivel Severidad CD CI % CD % CI Bajo 140.04 110.25 47.27% 32.29% Medio 87.12 93.13 29.41% 27.28% Alto 69.08 138.04 23.32% 40.43%

Totales 296.24 341.42 100.00% 100.00%

En la Tabla 26, se detalla el porcentaje correspondiente para cada ítem, del cual se

determinó el porcentaje para el análisis general del daño que presenta el pavimento.

El tramo que consta de 500m, presenta más daños por despostillamiento, ya que

como se mencionó anteriormente, casi toda la carpeta de rodamiento presenta

fisuras desde leves a graves, las cuales son notorias a simple vista, otro factor

importante es la pérdida del sello arenoso, carente en gran parte del tramo, lo que

provoca que en tiempos de lluvia ocasione daños a la actual estructura de

pavimento.

65 Fuente: Levantamiento de campo 66 Fuente: Elaboración Propia

76

Ilustración 43. Porcentaje total de daños67

En el análisis general de la evaluación (ver ilustración 43), se puede notar que el

despostillamiento es el problema que más se presenta en el tramo de análisis, por

lo que es necesario hacer un cambio de la estructura del pavimento, dado que este

problema es el que se presenta en todo lo largo y ancho del tramo en análisis.

67 Fuente: Elaboración Propia.

77

10. Estudios de suelos

10.1. Clasificación de los materiales localizados en el tramo

Mediante los ensayos de granulometría y límites consistencia (límites de Atterberg)

efectuados a las muestras recuperadas en los sondeos manuales, se clasificaron

los materiales encontrados a través de los criterios de clasificación de la HRB (ver

tabla 7), localizándose dos tipos de suelos: A-7-5 y A-7-6, a continuación se

muestran las características, así como la ubicación de estos a lo largo del tramo.

Suelos tipo A-7-5

Incluye a los materiales con moderados índices de plasticidad en relación al límite

liquido (altos limites plásticos) y que pueden ser muy elásticos y también sujetos a

considerables cambios de volumen. Este tipo de suelos de naturaleza limo arcillosos

pasan más del 35% del material por la malla No.200.Este tipo de material se

encuentra en los siguientes estacionamientos: 2+300,2+400, 2+500 y 2+800.

En la estación 2+300, este tipo de suelo se encuentra a profundidades desde 40cm

hasta 110 cm por debajo de la actual superficie de rodamiento, los espesores de los

dos estratos encontrado son de 50cm y 30 cm.

En la estación 2+400, se encuentra a profundidades de 50 cm hasta 140 cm por

debajo de la existente superficie de rodamiento, los espesores de los dos estratos

encontrados son de 50 y 40 cm.

En la estación 2+ 500, se ubica a una profundidad de 80 hasta 130 cm por debajo

de la carpeta de rodamiento, el espesor de dicho estrato es de 50 cm.

En la estación 2+800 se encuentra a una profundidad de 30 cm hasta 70cm por

debajo de la carpeta de rodamiento, el espesor de este estrato es de 40cm.

10.1.1.1. Valor de CBR, suelos A-7-5 Los suelos tipo A-7-5 que se localizan en los estacionamientos anteriormente

mencionados, presentan valores de CBR muy bajos, su uso es como subrasante

categorizada como de regular calidad.

78

Los valores de CBR son los siguientes: al 90% de compactación presenta un valor

de 4, al 95% un valor de 6 y para el 100% de compactación presenta un valor de 7.

Suelos tipo A-7-6

Incluye a los materiales con altos índices de plasticidad en relación al límite líquido

y que están sujetos a cambios de volumen extremadamente grandes. Al igual que

los suelos de tipo A-7-5, más del 35% de sus partículas pasan por la malla

No.200.Este tipo de material se encuentra en los siguientes estacionamientos:

2+400, 2+500, 2+600, 2+700 y 2+800.

En la estación 2+400, este tipo de suelo se encuentra a una profundidad desde 0cm

hasta 50 cm por debajo de la actual superficie de rodamiento, el espesor del estrato

es de 50cm.

En la estación 2+500, se encuentra a una profundidad desde 40cm hasta 80 cm por

debajo de la actual superficie de rodamiento, el espesor del estrato es de 40cm.

En la estación 2+600, se encuentra a una profundidad desde 40cm hasta 120 cm

por debajo de la actual superficie de rodamiento, el espesor del estrato es de 80cm.





10.1.2.1. Valor de CBR, suelos A-7-6

Los suelos tipo A-7-6 que se localizan en los estacionamientos anteriormente

mencionados, de manera muy similar a los suelos A-7-5 presentan valores de CBR

muy bajos, su uso es como subrasante categorizada como de regular calidad.

Los valores de CBR son los siguientes: al 90% de compactación presenta un valor

de 5, al 95% un valor de 7 y para el 100% de compactación presenta un valor de 9.

79

10.2. Determinación del CBR de diseño

Determinados lo valores de resistencia de cada una de la muestras, se procede a

encontrar el CBR de diseño, el cual según el criterio del Instituto del Asfalto se define

como aquel valor que es igualado o superado por un determinado porcentaje de los

valores de las pruebas efectuadas, quien recomienda tomar un valor tal, que el 60,

el 75 ó el 87.5% de los valores individuales sea mayor o igual que él, de acuerdo

con el tránsito que se espere circule sobre el pavimento, como se muestra la

siguiente tabla.

Tabla 27. Límite de selección de resistencia.68

La metodología para la elección del CBR a utilizar consiste en:

1) Se ordenan los valores de menor a mayor y se determina el número y el

porcentaje de valores iguales o mayores que cada uno.

2) Se dibuja un gráfico que represente los valores de CBR contra los

porcentajes anteriormente calculados y con la curva que se obtenga, se

determina el CBR para el percentil elegido, de acuerdo al número de ejes

equivalentes en el carril de diseño.

Para este estudio en particular el valor del Esal’s de 6, 270,949 (ver cálculo en la

tabla 33) por lo tanto el valor del percentil a utilizar es de 87.5%.

68 Fuente: Montejo Fonseca, A. Ingeniería de Pavimentos 2010.

N° de ejes de 8.2 toneladas en el carril de Diseño (N)

Percentil a seleccionar para encontrar la resistencia

< 104 | 60%

104 – 106 75%

> 106 87.5%

80

Ilustración 44. CBR de diseño69

El valor de CBR de diseño es de 6.25, considerada como un subrasante muy pobre

a regular y cuyo uso deber ser únicamente como subrasante, tal como se muestra

en la tabla 28.

Tabla 28. Valores referenciales de CBR70

No. CBR Clasificación General Usos Sistema de Clasificación 0 - 3 Muy pobre Subrasante A5,A6,A7 3 - 7 Muy pobre a regular Subrasante A4,A5,A6,A7 7 - 20 Regular Subbase A2,A4,A6,A7

20 - 50 Bueno Subbase y base A-1b,A-2-5,A-3,A-2-6 >50 Excelente Base A-1a, A-2-4,A-3

69 Fuente: Elaboración propia. 70 Fuente: Chang, Luis, California Bearing Ratio

81

11. Estudio de tránsito vehicular

11.1. Aforo vehicular

En la tabla siguiente se muestran los datos del aforo vehicular, así como un gráfico

del comportamiento del tránsito, en cada uno de los días en que se realizó el aforo.

Tabla 29. Resultados de aforo vehicular Km 2.3- 2.8 carretera panamericana sur71

Tipo de Vehículo Día 1 Día 2 Día 3

Bicicletas 33 17 24

Motos 1361 1573 1621

Autos 3101 3005 3824

Jeeps 444 608 683

Camionetas Pick Ups 1023 1344 1968

Microbús 130 81 151

MB>15P 75 56 71

Bus 278 239 301

Camión C2 68 96 92

C2 Liviano 184 140 243

C2>5 Ton 238 199 259

C3 82 63 81

C4 5 4 10

C2R2 10 4 4

C2R3 4 3 0

TxSx < 5 17 8 0

T3S2 81 58 79

T3S3 28 25 31

Veh. Constr. 0 0 0

Veh. Agrícola 0 0 0

Veh. Trac. Animal 3 8 3 Total 7097 7435 9353

71 Fuente: Elaboración Propia.

82

Ilustración 45. Comportamiento del tráfico vehicular72 En la ilustración 45 se muestra el comportamiento del tráfico vehicular, el cual indica

que en el tramo que se está estudiando, los vehículos para pasajeros (motocicletas,

autos, jeep, camioneta, microbús y bus) son los que circulan con mayor frecuencia

en comparación con los vehículos livianos de carga (camiones C2 y C3,Tx-Sx<=4,

Tx-Sx<=4, Cx-Rx<=4 y Cx-Rx=>5), además se puede observar que no hay

presencia de vehículos agrícolas ni de construcción, los cuales son catalogados por

el MTI como equipos pesados, y en el caso de vehículos de tracción animal(

carretones de caballos) la circulación es mínima.

Con respecto al comportamiento vehicular en los tres días de aforo, en el día 3

(lunes), la circulación vehicular es más elevada (39.16%) en comparación a los otros

dos días de aforo realizados (viernes y sábado).ver ilustración 46.

72 Fuente: Elaboración Propia, Mediante Datos de Campo

0400800

12001600200024002800320036004000

Volu

men

de

Tran

sito

Tipo de Vehiculo

Trafico Dia 1 Trafico Dia 2 Trafico Dia 3

83

Ilustración 46. Comportamiento del tránsito promedio diario73

11.2. Tránsito promedio diario (TD)

El transito promedio diario, se calcula, dividiendo la cantidad de vehículos contados

por tipología entre la cantidad de días en que se realizaron los respectivos aforos

vehiculares, tal como se muestra en la siguiente ecuación:

En la tabla siguiente se muestra los resultados del TPD

Tabla 30. Tránsito promedio diario74

11.3. Tránsito promedio diario anual (TPDA)

En vista que los datos recolectados son una muestra representativa de un periodo

de conteo de tres días, es necesario estimar el TPDA, para ello se utilizan los

73 Fuente: Elaboracion propia. 74 Elaboración Propia.

Moto Autos Jeep Cam. Mbus<15 Mnb 15-30 Bus Liv 2-5t C2>5 t C3 C2R2 C3R2 TxSx<4 T3S2 T3S3 Total 1 33 1361 3101 444 1023 130 75 278 184 238 82 10 4 17 81 28 70892 17 1573 3005 608 1344 81 56 239 140 199 63 4 3 8 58 25 74233 24 1621 3824 683 1968 151 71 301 243 259 81 4 0 0 79 31 9340

Total 74 4555 9930 1735 4335 362 202 818 567 696 226 18 7 25 218 84 23852TPD 25 1518 3310 578 1445 121 67 273 189 232 75 6 2 8 73 28 7951

Día Bicicleta Vehículos de Pasajeros Vehículos de Carga

84

Tabla 31. Factores de ajustes de la estación Tramo: Semáforos del 7sur- Emp.Nejapa

factores de ajustes diario, semanal y expansión de una estación permanente más

próxima a la zona del proyecto. Cabe mencionar que dicha estación permanente,

fue sugerida por el departamento de Vialidad de la Alcaldía de Managua.

Para calcular el TPDA se multiplica el tránsito promedio diario (TPD) por cada uno

de los factores, tal como se muestra en la siguiente ecuación:

FEFSFDTPDTPDA ***�

Ec 14. Cálculo de TPDA

Donde:

TPDA= Tránsito Promedio Diario Anual

TPD= Tránsito Promedio diario

FD= Factor Día

FE= Factor Expansión

Los resultados del TPDA, se muestran en la siguiente tabla: Tabla 32. Determinación del TPDA75


Moto Autos Jeep Cam. McBus <15 MnBus 15-30 Bus Liv 2-5t C2>5 t C3 C2R2<=4e C3R2>=5e T2S2<=4e T3S2>=5e T3S3>=5e Total TPD 1518 3310 578 1445 121 67 273 189 232 75 6 2 8 73 28 7926

Factor Día 1.31 1.37 1.3 1.28 1.39 1.28 1.22 1.21 1.25 1.24 1 1 1 1.6 1.6Factor Semana 0.96 1.01 1.04 0.96 0.93 0.92 0.97 0.87 0.83 0.82 1 1 1 0.83 0.83

Factor Expansión 0.98 1.19 1.19 1.16 1.24 1.06 1.14 1.18 1.05 1.23 1 1 1 1.7 1.7TPDA 1871 5450 930 2060 193 84 368 235 253 94 6 2 8 164 63 11783

%TPDA 15.88 46.26 7.90 17.48 1.64 0.71 3.12 1.99 2.14 0.80 0.05 0.02 0.07 1.39 0.54 99.46

10.13 100% Vehículos Livianos 89.87 % Vehículos Pesados

Día Vehículos de Pasajeros Vehículos de Carga

85

12. Diseño de la estructura de pavimento flexible

12.1. Periodo de diseño

Basados en el Manual Centroamericano para el diseño de carreteras del SIECA (ver

tabla 10), se adopta un período de diseño de 20 años ya que el tramo de carretera

que se está diseñando corresponde a una troncal principal.

12.1. Confiabilidad

Un nivel de confiabilidad alto implica un pavimento más costoso y por lo tanto

mayores costos iniciales, pero también pasará más tiempo hasta que ese pavimento

necesite una reparación y por ende los costos de mantenimiento son mucho

menores, por tanto teniendo en cuenta las posibles variaciones en la predicción de

los datos del tránsito y su proyección futura, se selecciona un valor de confiabilidad

R = 90%( según tabla 13) para todo el periodo de servicio, para este valor de

confiabilidad corresponde un valor de desviación estándar Zr=-1.282 (según tabla

14)

12.1. Desviación estándar total (So)

La desviación estándar es la variación en la predicción del comportamiento de los

niveles de servicio del tránsito, teniendo en cuenta los errores en la predicción del

mismo. El valor de S0 para pavimentos flexibles puede variar entre 0.40 > So > 0.50.

(Ver Tabla 17)

12.1. Serviciabilidad inicial y final

Se asume una serviciabilidad inicial de Po=4.2, puesto que este es el recomendable

para estructuras de pavimentos flexibles y tomando en cuenta que la serviciabilidad

final está entre 1.5 y 2.5, se toma un valor de Pt=2.0, Por tanto el la pérdida de

serviciabilidad es:

tO PPPSI ��

0.22.4 ��PSI � 2.2��PSI

86

12.2. Esal’s de diseño

Para calcular el Esal de diseño se siguen los siguientes pasos:

� Determinación del factor crecimiento

Con la ecuación 3, se determina el factor de crecimiento, tomando en cuenta un

período de análisis de 20 años (ver Tabla 10). La tasa de crecimiento vehicular

(Sugerida por el departamento de vialidad de la Alcaldía de Managua) es del 4%.

� Tránsito de diseño

Se multiplica el factor de crecimiento por el tránsito actual o TPDA, correspondiente

a cada tipología vehicular (ver Ec. 4)

� Esal´s estimado

Se obtiene usando la ecuación 5, por tanto, se multiplica el tránsito de diseño por

los factores equivalentes de carga. Se consideró un numero estructural SN = 5, el

uso de un SN = 5 para la determinación del factor de equivalencia normalmente da

resultados que son suficientemente cercanos para propósitos de diseño, aún si el

diseño final de alguna manera fuera diferente.

Además, se asumió un índice de serviciabilidad final de 2.0.

� Esal´s de diseño

Obtenidos el Esal´s estimado se multiplica por el factor de carga y factor de

distribución direccional según ecuación 6. El tramo de carretera consta de dos

carriles en ambas direcciones, por tanto, usando la tabla 12 se determina el factor

de distribución direccional del 45%. El factor carril corresponde al número de carriles

por sentido, según la tabla 11, la carretera consta de dos carriles en una sola

dirección y se asume un valor de 1.

87

Tabla 33. Esal´s de diseño76

12.3. Propiedades mecánicas de los materiales

En este parámetro se determinan los coeficientes de capas correspondientes a la

carpeta asfáltica, base y subbase.

76 Fuente: Elaboración propia.

Tipo de vehículo

Peso por eje(lb)

Tipo de eje

Tránsito actual FC

Tránsito de diseño

Factor Esal's

ESAL S de

Estimado0 Simple 0 00 Simple 0 0

2,000 Simple 0.0002 11,8482,000 Simple 0.0002 11,8482,000 Simple 0.0002 2,0232,000 Simple 0.0002 2,0232,000 Simple 0.0002 4,4774,000 Simple 0.0002 4,4774,000 Simple 0.0002 4206,000 Simple 0.0009 1,8926,000 Simple 0.009 8,222

10,000 Simple 0.079 72,1698,000 Simple 0.031 123,942

18,000 Simple 1 3,998,1404,000 Simple 0.0002 510

10,000 Simple 0.079 201,5888,000 Simple 0.031 85,156

14,000 Simple 0.338 928,47812,000 Simple 0.174 178,18337,000 Doble 1.55 1,587,26410,000 Simple 0.079 5,15220,000 Simple 1.57 102,3869,000 Simple 0.055 3,5879,000 Simple 0.055 3,587

12,000 Simple 0.174 4,41336,000 Doble 1.38 34,9989,000 Simple 0.055 1,3959,000 Simple 0.055 1,395

12,000 Simple 0.174 15,76020,000 Simple 1.57 142,20336,000 Doble 1.23 111,40712,000 Simple 0.174 310,25736,000 Doble 1.23 2,193,19336,000 Doble 1.23 2,193,19312,000 Simple 0.174 119,54836,000 Doble 1.38 948,14345,000 Triple 0.76 522,165

11,783 128,065,961 13,935,442

Moto 1,871 10,869 20,338,797

Autos 5,450 10,869 59,238,825

Jeep 930 10,869 10,113,266

Cam. 2,060 10,869 22,387,035

McBus <15 193 10,869 2,102,308

MnBus 15-30 84 10,869 913,531.00

Bus 368 10,869 3,998,140

Liv 2-5t 235 10,869 2,551,749

C2>5 t 253 10,869 2,746,977

C3 94 10,869 1,024,041

C2R2<=4e

6 10,869

65,214

C3R2>=5e

2

10,869 25,361

T2S2<=4e8

10,86990,575

T3S2>=5e164

10,8691783,084

T3S3>=5e63

10,869687,060

88

12.4. Coeficiente estructural de la carpeta asfáltica (a1)

Para determinar el coeficiente estructural a1, se considera un módulo de elasticidad

del asfalto de 300,000 PSI, dicho coeficiente se puede encontrar usando el

nomograma (ver ilustración 9) o bien, usando el software AASHTO 93. Donde se

tiene un valor del a1=0.375

Ilustración 47. Coeficiente estructural carpeta asfáltica a177

12.5. Coeficiente estructural base granular (a2)

Para garantizar un buen comportamiento de la estructura de pavimento, debido a

que las condiciones del suelo no son aptas para poder usar el material del sitio como

base, se propone usar el banco de material AGRENIC, el cual presenta un valor de

CBR 91%, sin embargo tomando en cuenta la variabilidad de la calidad de este

material en todo el banco, se propone usar el CBR de 80, siendo este el valor

mínimo establecido por las normas.

Este valor también se puede obtener usando el nomograma (ver ilustración 10), sin

embargo este valor se obtuvo usando el software AASHTO 93, tal como se muestra

en la ilustración 47. Por tanto el valor del coeficiente estructural a2= 0.131.


89

12.6. Coeficiente estructural subbase granular (a3)

El material a usarse en la capa de subbase, será proveniente del banco los

Martínez, ya que dicho banco cumple con los requerimientos para una buena

subbase, el CBR de este banco de material es de 35, se tomará un valor de CBR=30

como factor de seguridad por la variabilidad del material en el banco. Usando el

software AASHTO 93, se puede determinar el coeficiente estructural de esta capa,

o si no se a través del nomograma (ver ilustración 11). El valor del coeficiente

estructural de la subbase granular es a3=0.100. (Ver ilustración 48)

Ilustración 48. Coeficiente estructural base granular a278

Ilustración 49. Coeficiente estructural a3 78 Fuente: Software AASHTO 93

90

12.7. Coeficientes de drenaje

A través de la inspección del drenaje en el sitio, se pudo observar que la calidad del

drenaje es bueno (ver tabla 15), es decir, que con el drenaje existente se evacua el

agua de la base y subbase en un día. Una vez determinada la calidad del drenaje,

se usa la tabla 16.

Para ello se asume que el porcentaje de tiempo en que la estructura de pavimento

está expuesta a grados de humedad próximas a la saturación entre 5 - 25%.

Haciendo uso del software de AASHTO 93, se determina un valor de coeficientes

de drenaje mi para la base y subbase de 1.08.

Ilustración 50. Coeficientes de drenaje79

12.1. Módulo resiliente de la subrasante

Mediante el uso del software AASHTO 93, se determina el MR de la Subrasante,

considerando que en Managua, las estaciones son invierno y verano,

correspondiendo para cada periodo 6 meses. El MR de la subrasante es de 5590

psi.


91

Ilustración 51. Módulo Resiliente de la Subrasante80

12.2. Determinación de los espesores

Una vez reunidos todas las variables de diseño, las cuales se presentan en la

siguiente tabla de resumen, se procede a determinar los espesores de las diferentes

capas que formaran la estructura de pavimento flexible

Tabla 34. Resumen de Variables de Diseño81

Variable Valor

Esal’s de Diseño 6,270,949

MR Subrasante 5590 psi

Coeficiente estructural de capas

Coeficiente estructural a1 0.375

80 Fuente: Software AASHTO 93 81 Fuente: Elaboración Propia

92



Índice de serviciabilidad

Serviciabilidad inicial Po 4.2

Serviciabilidad final Pt 2.0

Coeficientes de drenaje

Base 1.08

Subbase 1.08

Confiabilidad 90%, Zr= -1.282

Error estándar combinado 4.5

Ilustración 52. Espesores de la Estructura de Pavimento Flexible82

A través del Software AASHTO 93, se determinaron los espesores de pavimento

flexibles los cuales son:

Tabla 35. Resultados Espesores de Pavimento Flexible83

Capa Espesores obtenidos Espesores constructivos.

Carpeta asfáltica 7.5 in 19 cm 20 cm

82 Fuente: Software AASHTO 93 83 Fuente: Elaboracion Propia.

93

Base granular 6.0 in 15 cm 15 cm

Subbase granular 10.5 in 28 cm 30 cm

Ilustración 53. Resultados Software AASHTO 9384


94

CONCLUSIONES

Desarrollado este trabajo investigativo se concluye:

� A través de la aplicación del catálogo de daños del Manual Centroamericano

de mantenimiento de carreteras se logró realizar el diagnóstico del estado

del pavimento existente (articulado), se encontró la presencia de los cuatro

daños planteados por el catálogo, los cuales son asentamiento, baches,

pérdida de sello arenoso y despostillamiento, siendo este último el daño más

frecuente en ambos carriles con un 78.49% en el carril derecho y 80.01% en

el carril izquierdo, seguido de la pérdida de sello arenoso, para el carril

derecho corresponde un 13.22% y 11.74% para el carril izquierdo, los

porcentajes de daños por asentamiento son 7.96 %y 7. 77% para cada carril

respectivo y en una pequeña proporción se presentan baches.

� En cuanto a los niveles de severidad de los daños, en el caso de los baches

a pesar de su poca presencia a lo largo del tramo en ambos carriles son altos,

con mayor frecuencia se muestra el nivel de severidad alto para la pérdida

de sello arenoso en los dos carriles, los asentamientos presentan un nivel de

severidad medio tanto en el carril derecho como izquierdo, la severidad de

daño por despostillamiento es alta en ambos carriles.

� Mediante ensayos de laboratorio, se logró determinar las propiedades físico-

mecánicas del suelo a lo largo del tramo, encontrándose dos tipos de suelos

A-7-5 y A-7-6, estos son suelos arcillosos con alta plasticidad, con valores

de CBR entre 4% a 9%, por tanto este material no puede ser usado como

base ni subbase, debido a que sus características mecánicas no cumplen

por las establecidas por la AASHTO, es por ello que se propone usar el

Banco de AGRENIC para base y Banco Los Martínez para la subbase,

ambos bancos se encuentran a distancias próximas al proyecto.

95

� El estudio de transito refleja que la afluencia vehicular es mayoritariamente

de vehículos livianos con un 89.87% y 10.13% corresponde a vehículos

pesados, además se obtuvo un Esal’s de diseño de 6, 270,949.

� Aplicando el software de la AASHTO 93, se determinaron los espesores de

los elementos que formarán la estructura de pavimento flexible, los cuales

son:

Carpeta asfáltica: 7.5 pulgadas.

Base: 6 pulgadas

Subbase: 10.5 pulgadas.

96

RECOMENDACIONES

Con el fin de garantizar un adecuado comportamiento de la estructura de pavimento

durante su periodo de diseño se proponen las siguientes recomendaciones:

Especificaciones técnicas para subrasante

Antes de colocar el material del préstamo para la subbase, se recomienda limpiar,

homogenizar y escarificar la superficie de la subrasante y compactarla a un 95% de

Proctor estándar según normativa AASHTO T-99.

Tomando en cuenta que los sondeos fueron realizados a cada 100m, durante el

proceso de construcción se recomienda controlar cualquier afloramiento de

materiales no detectados en el estudio y que por ende repercutan en el

comportamiento adecuado del suelo en los puntos donde estos se localicen, es por

ello que se debe contar con asesoría geotécnica.

Ante la presencia de suelos arcillosos que se encontraron en el estudio, es

recomendable estabilizar el suelo con algún tipo de aditivo como el cemento, de tal

forma que se calcule las proporciones adecuadas a utilizar en la estabilización y de

esta manera obtener un material más adecuado.

Así mismo, se recomienda que se asegure un adecuado sistema de drenaje,

tomando en cuenta que el agua es un elemento que provoca deterioros en la

estructura de pavimento, a través de la infiltración en las diferentes capas, lo cual

sin lugar a dudas disminuiría el periodo para el cual fue diseñado el proyecto.

Especificaciones técnicas para subbase

El material para subbase debe ser trasladado del banco Los Martínez, para ello se

recomienda que para el acarreo del material se usen algún tipo de cubierto, con el

fin de disminuir la evaporación, así como la pérdida de humedad.

La capa de subbase debe colocarse en dos capas de 15 cm cada una, de manera

que se forme el espesor de 30 cm, se recomienda agregar la cantidad de agua

97

necesaria para la compactación, esta deber ser 95% de Proctor modificado

(AASHTO T-180).

De forma general el material a usarse para la subbase debe cumplir con los

siguientes requerimientos, estos deben ser controlados de manera eficiente por el

supervisor del proyecto.

Tabla 36. Especificaciones técnicas de la subbase85

Propiedad Valores Recomendados

Límite Líquido No mayor de 25

Índice de plasticidad No mayor de 6, preferible no plástico

Índice de Grupo 0

CBR 30

Hinchamiento 0

Compactación Mínimo 95% Proctor modificado

Especificaciones técnicas para base

Este trabajo consistirá en colocar y compactar al menos al 95% de su densidad

máxima obtenida según Proctor Modificado, una capa de revestimiento de

agregados seleccionados, colocada sobre la superficie de la Subbase, preparada

de acuerdo a las especificaciones NIC-2000. Esta compactación se hará en una

sola capa que es el espesor de base propuesto.

Durante la explotación de los bancos de materiales, se deberá mantener un control

de calidad continuo, a través de pruebas de laboratorio, el banco que se propone

para esta capa es el de AGRENIC, que corresponde a una base triturada, se estima

que el volumen del material de dicho banco, cumplirá con la cantidad que se

requiera para la construcción de esta capa del pavimento, pues es predominante.

Durante el traslado, el material debe ser transportado desde los sitios de trituración

con la humedad indicada en camiones protegidos por lonas, con esto se busca

disminuir al mínimo la evaporación y por consiguiente la perdida de humedad.

85 Fuente: AASHTO M-147

98

El material a usarse en la capa de base debe cumplir con los siguientes

requerimientos:

Tabla 37. Especificaciones Técnicas de la Base86

El material que pasa el tamiz No.40, Deberá tener un índice de plasticidad que no

sobrepase de 6% y un LL máximo de 25% y un CBR mínimo de 80%.

En la tabla 38, se muestran las especificaciones adicionales de los materiales de la

capa base (triturada)

Tabla 38. Especificaciones Adicionales de los Materiales de la Capa Base87

Propiedad Especificación Limite Liquido ( ASTM D-423) No mayor de 25%

Índice de plasticidad( ASTM D-424) No mayor de 6% Valor de soporte ( ASTM D-1883) Mayor de 80%

Compactación Mínimo 100% Proctor estándar Desgaste de los Ángeles ( ASTM T-96) Menor de 40% Intemperismo acelerado con sulfato de

sodio ( AASHTO T-104) Menor de 12%

Adherencia asfáltica Mayor de 95%

86 Fuente: AASHTO M-147 87 Fuente: AASHTO M-147

Tamiz % que pasa por cada malla

2” 100

1” 75-95

3/8” 40-75

No.4 30-60

No.10 20-45

No.40 15-30

No.200 5-20

99

Agregados

Los agregados seleccionados deberán satisfacer los siguientes requisitos

Tabla 39. Graduación del Material Pétreo Triturado88

Tamiz % que pasa 1” 100 ¾” 95-100

1/2” 68-86 3/8” 56-78 No.4 38-60 No.8 27-47

No.16 18-37 No.30 11-28 No.50 6-20

No.200 0-8

Especificaciones técnicas Carpeta asfáltica

Criterios de diseño Marshall

Estabilidad mínima 1800 lb

Flujo de 0.01in 8 – 16

Porcentaje de vacío 3 – 5

El material bituminoso deberá estar de acuerdo con los requerimientos indicados en

las especificaciones AASHTO M - 266 y M – 82.

Las siguientes recomendaciones técnicas son planteadas por las especificaciones

generales para la construcción de caminos, calles y puentes, Nic-2000:

Preparación de la Superficie

Inmediatamente antes de proceder a la aplicación del material asfáltico, deberá

quitarse toda tierra suelta, polvo y otros materiales objetables que hubiese en la

superficie, empleando una barredora mecánica o un soplador o ambos, según fuese

necesario. Si el Ingeniero lo ordenase, la superficie deberá ser alisada ligeramente

con la cuchilla de una moto conformadora y compactada inmediatamente antes de

la aplicación del material asfáltico, en cuyo caso no será necesario hacer uso de la


100

barredora ni del soplador. Cuando fuese ordenado por el Ingeniero, se deberá hacer

un ligero riego de agua, un poco antes de aplicar el material asfáltico, para evitar

que cualquier polvo fino residual disminuya la penetración del asfalto.

Aplicación del Material Asfáltico

El asfalto será distribuido uniformemente en riegos sucesivos, en las cantidades y

a los intervalos de tiempo que sean adecuados y aprobados. El equipo mezclador

deberá usarse inmediatamente después de cada riego de asfalto, con el objeto de

mezclar parcialmente el agregado con el asfalto. El contenido de asfalto será fijado

en las CEC u ordenado por el Ingeniero.

Proceso de Revoltura

Después del último riego de asfalto y de la revoltura parcial, toda la masa resultante

será colocada en un camellón sobre la superficie de la vía para luego ser revuelta

de nuevo mediante el procedimiento de pasar el camellón de un lado a otro con

motoniveladora o mediante cualquier otro equipo que produzca resultados

equivalentes, hasta que todas las partículas del agregado hayan sido recubiertas

con asfalto, y toda la masa tenga un color uniforme. Durante el proceso de revoltura

debe tenerse cuidado de no cortar material de la base ni de contaminar la mezcla

con tierra u otras materias extrañas. Cuando sea necesario y así fuese ordenado,

el procedo de revoltura será restringido a una parte del ancho o área de la vía, para

permitir la circulación del tráfico.

Si la mezcla mostrase un exceso, deficiencia, o distribución no uniforme del asfalto,

la falla deberá ser corregida incorporando agregados o asfalto, efectuando de nuevo

el proceso de revoltura. Si la mezcla tuviera alto contenido de humedad o de

material volátil del asfalto, deberá ser revuelta con motoniveladora o manipularla de

alguna manera aprobada hasta que pierda el exceso de humedad o material volátil.

El esparcido de la mezcla no deberá efectuarse cuando la superficie que deberá ser

cubierta se encuentre en condiciones no acordes con estas especificaciones. Al final

del trabajo de cada día o cuando éste fuese interrumpido por mal tiempo u otras

101

causas, todo el material suelto, se encuentre totalmente mezclado o no, deberá

recogerse, con motoniveladora u otro equipo aprobado, en un camellón y

mantenerse así hasta que las operaciones sean reanudadas. Cuando las

operaciones de revoltura hayan sido ejecutadas satisfactoriamente, la mezcla

deberá ser recogida en un camellón de sección transversal uniforme.

Esparcido, Compactación y Acabado

El material deberá ser esparcido por una motoniveladora o cualquier distribuidor

mecánico de tipo aprobado. Al esparcir el camellón deberá tenerse cuidado de evitar

que se corte material de la base sobre la cual se trabaja. Después de que la mezcla

ha sido extendida y conformada, la superficie resultante deberá ser compactada. La

dirección de la compactación deberá ser paralela a la línea central de la vía, y

comenzar desde los bordes hacia el eje de la vía, traslapando las pasadas

sucesivas, por lo menos, en la mitad del ancho del rodillo, excepto en las curvas

peraltadas, en donde la compactación se iniciará en la parte baja hasta la parte más

alta. Cada pasada deberá terminar, por lo menos, 1.0 metro, adelante o atrás de la

pasada anterior.

Durante el proceso de compactación la superficie será emparejada con

motoniveladora para rellenar o eliminar depresiones, ondulaciones u otras

irregularidades. La compactación deberá continuar hasta obtener una superficie de

textura uniforme y se alcance una densidad satisfactoria. La compactación inicial

deberá efectuarse con una compactadora de llantas neumáticas, y la compactación

final, con una aplanadora de tres ruedas metálicas o una de dos ruedas metálicas,

tipo tándem. El proceso deberá interrumpirse si se observa que el agregado

comienza a pulverizarse excesivamente o si hay desplazamiento de la mezcla.

Cuando el espesor compactado de la mezcla sea mayor de 5 centímetros, entonces

deberá colocarse en dos capas y la primera capa deberá extenderse y compactarse

antes de colocar la segunda capa.

102

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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suelos].Managua.

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flexible del tramo de carretera Las Jagüitas, Municipio de Managua. Tesis

de Ingeniería no publicada, Universidad Centroamericana, Managua,

Nicaragua.

104

ANEXOS

13. Resultados De La Granulometría De Los Suelos

A continuación se presentan los resultados de la clasificación de los suelos para los

sondeos realizados en el tramo en estudio, se realizaron con la ayuda del Aplicación

AASHTO RUPAP, creado por Drewell Cruz García.

Ilustración 54. Clasificación AASHTO de los Suelos Sondeo 689

89 Fuente: Obtenida con el Uso de la Aplicación: AASHTO RUPAP

Estación: 2 + 300

Borde: Derecho

Sondeo: S6

Profundidad: 90 cm

Muestra No.: M2

Estación: 2 + 300

Borde: Derecho

Sondeo: S6

Profundidad: 110 cm

Muestra No.: M3

Estación: 2 + 400

Borde: Izquierdo

Sondeo: S5

Profundidad: 50 cm

Muestra No.: M1

105

Ilustración 55. Clasificación AASHTO de los Suelos, Sondeo 5


Estación: 2 + 400

Borde: Izquierdo

Sondeo: S5

Profundidad: 100 cm

Muestra No.: M2

Estación: 2 + 400

Borde: Izquierdo

Sondeo: S5

Profundidad: 140 cm

Muestra No.: M3

Estación: 2 + 500

Borde: Izquierdo

Sondeo: S4

Profundidad: 80 cm

Muestra No.: M2

Estación: 2 + 500

Borde: Izquierdo

Sondeo: S4

Profundidad: 130 cm

Muestra No.: M3

106




Estación: 2 + 600

Borde: Izquierdo

Sondeo: S3

Profundidad: 120 cm

Muestra No.: M3

Estación: 2 + 700

Borde: Izquierdo

Sondeo: S2

Profundidad: 130 cm

Muestra No.: M2

Estación: 2 + 800

Borde: Derecho

Sondeo: S1

Profundidad: 70 cm

Muestra No.: M1

Estación: 2 + 800

Borde: Derecho

Sondeo: S1

Profundidad: 160 cm

Muestra No.: M2

107

Tabla 40. Granulometría de los Suelos90


3/4"

1/2"

3/8"

No.4

No.10

No.40

No.20

0L.L

L.PIP

Dere

cho

S690

M210

0.00

100.0

010

0.00

100.0

010

0.00

94.00

65.00

5730

27A-

7-5(

15)

Dere

cho

S611

0M3

100.0

010

0.00

100.0

010

0.00

97.00

92.00

84.00

7932

47A-

7-5(

20)

Izquie

rdo

S550

M110

0.00

96.00

95.00

88.00

70.00

54.00

43.00

5828

30A-

7-6(

8)Izq

uierd

o S5

100

M210

0.00

100.0

010

0.00

100.0

094

.0084

.0059

.0066

4026

A-7-

5(14

)Izq

uierd

o S5

140

M310

0.00

100.0

010

0.00

100.0

098

.0090

.0055

.0072

4329

A-7-

5(14

)Izq

uierd

o S4

80M2

100.0

010

0.00

100.0

010

0.00

94.00

72.00

57.00

4927

22A-

7-6(

10)

Izquie

rdo

S413

0M3

100.0

010

0.00

100.0

010

0.00

97.00

87.00

53.00

5732

25A-

7-5(

11)

2+60

0Izq

uierd

o S3

120

M310

0.00

100.0

010

0.00

100.0

095

.0070

.0037

.0044

2618

A-7-

6(2)

2+70

0Izq

uierd

o S2

130

M210

0.00

100.0

010

0.00

100.0

084

.0060

.0046

.0042

2715

A-7-

6(4)

Dere

cho

S170

M110

0.00

100.0

010

0.00

100.0

083

.0060

.0047

.0043

3112

A-7-

5(3)

Dere

cho

S116

0M2

100.0

010

0.00

100.0

010

0.00

85.00

62.00

49.00

4325

18A-

7-6(

6)2+

800

Porc

entaj

e que

pasa

por t

amiz

2+50

0

Mues

tra N

oPr

ofun

didad

en

(cm)

Sond

eo N

oLa

do

Est.

2+40

0

2+30

0

Limite

s de A

tterb

erg

Clas

ificac

ion

HRB

108

13.1. California Bearing Ratio (CBR) - 1

Método de ensayo: AASHTO T 193

Procedencia:Km 2.3- Km 2.5 carretera Panamericana Sur

Factor anillo: 10.11 Lb D.S.Máxima: 1.210 kg/m3 H. Optima: 28.5 %

Penet. pul. Lectura PSI Penet. pul. Lectura PSI Penet. pul. Lectura 0.000 0 0.0 0.000 0 0.0 0.000 0 0.025 2 20.0 0.025 4 40.0 0.025 6 0.050 5 51.0 0.050 9 91.0 0.050 11 0.075 8 81.0 0.075 13 131.0 0.075 15 0.100 12 121.0 0.100 17 172.0 0.100 19 0.150 16 162.0 0.150 24 242.0 0.150 26 0.200 21 212.0 0.200 28 283.0 0.200 30 0.300 26 263.0 0.300 33 333.0 0.300 36 0.400 32 323.0 0.400 40 404.0 0.400 43

CONTENIDO DE HUMEDAD P-1


CONTENIDO DE HUMEDAD

Peso húmedo:

210.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo:

210.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo:

210.0 gr

Peso seco: 163.4

gr 28.5 % Peso seco: 163.4

gr 28.5 % Peso seco: 163.4

gr Golpes x

capa 12

golpes Altura de Molde

Golpes x capa

25 golpes

Altura de Molde

Golpes x capa

56 golpes

Molde # 8 2.386

Lt 12.1 cm Molde # 7 2.401 Lt 12.1 cm Molde # 3 2.374

Lt

Molde+Mat.h: 10,350 Inchamnto

(cm) Molde+Mat.h: 10,506

Inchamnto (cm)

Molde+Mat.h: 10,582

Dens. Humedad: 1404

Inicio = 0.1880

Dens. Humedad: 1478

Inicio = 0.3290

Dens. Humedad: 1555

Dens. Seca: 1093 Final = 0.2180 Dens. Seca: 1150

Final = 0.3520 Dens. Seca: 1210

Compactación: 90.3 % 0.25 % Compactaci

ón: 95.0 % 0.19 % Compactación:

100.0 %

109

Gráficas

Resistencia obtenida para el 90.3% de Compactación Penetración 0.1 = 121 PSI Penetración 0.2 = 212 PSI

Resistencia obtenida para el 95.0% de Compactación

Penetración 0.1 = 172 PSI Penetración 0.2 = 283 PSI



CBR OBTENIDO INCHAMIENTO al 90 % = 4 % 2.30 al 95 % = 6 % 1.36

al 100 % = 7 % 0.50

CURVA DE PENETRACION

0

100

200

300

400

500

600

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Resi

sten

cia

dura

nte

la P

enet

raci

ón (P

SI)

Penetración (pulg.)

12 golpes 25 golpes 56 golpes

0

2

4

6

8

10

80.0 90.0 100.0 110.0

CBR

(%)

% de Compactación

CBR a 0.1pulg.

CBR a 0.2pulg.

110

California Bearing Ratio (CBR) - 2


Procedencia:Km 2.3- Km 2.5 carretera Panamericana Sur





Peso húmedo:

210.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo:

210.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo: 210.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso seco: 163.4 gr 28.5 % Peso seco:

163.4 gr 28.5 % Peso seco: 163.4 gr 28.5 %

Golpes x capa

12 golpe

s

Altura de Molde

Golpes x capa

25 golpe

s

Altura de Molde

Golpes x capa

56 golpes

Altura de Molde

Molde # 8 1.866 Lt 12.1 cm Molde # 7

1.855 Lt 12.1 cm Molde # 3 1.867 Lt 12.1 cm

Molde+Mat.h:

9,200

Inchamnto (cm)

Molde+Mat.h:

8,827

Inchamnto (cm)

Molde+Mat.h: 9,139

Inchamnto (cm)

Dens. Humeda: 1411

Inicio = 0.1880

Dens. Humeda: 1477

Inicio = 0.3290

Dens. Humeda: 1555

Inicio = 0.6360



Final = 0.6540

Compactación:

90.7 % 0.25 % Compactaci

ón: 95.0 % 0.19 % Compactaci

ón: 100.0 % 0.15 %

Penet. pul. Lectura PSI Penet. pul. Lectura PSI Penet. pul. Lectura PSI 0.000 0 0.0 0.000 0 0.0 0.000 0 0.0 0.025 4 40.0 0.025 8 81.0 0.025 11 111.0 0.050 7 71.0 0.050 11 111.0 0.050 16 162.0 0.075 12 121.0 0.075 18 182.0 0.075 22 222.0 0.100 16 162.0 0.100 21 212.0 0.100 25 255.0 0.150 22 222.0 0.150 29 293.0 0.150 31 310.0 0.200 26 263.0 0.200 33 333.0 0.200 38 371.0 0.300 34 343.0 0.300 42 424.0 0.300 48 480.0 0.400 43 434.0 0.400 58 586.0 0.400 68 660.0

111

Gráficas

CBR OBTENIDO INCHAMIENTO al 90 % = 5 % 3.50 al 95 % = 7 % 1.72 al 100 % = 9 % 2.21







CURVA DE PENETRACIÓN

0

100

200

300

400

500

600

700

800

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Resi

sten

cia

dura

nte

la P

enet

raci

ón (P

SI)



0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

80.0 90.0 100.0 110.0

CBR

(%)

% de Compactación

CBR a 0.1pulg.

CBR a 0.2pulg.

112

13.2. Resultado de laboratorios banco de materiales Procedencia: AGRENIC

Análisis granulométrico y límites de Atterberg

Método de ensayo: AASHTO T 11, 27 - T 88, T 89 & T 90.

Análisis Granulométrico

Curva Granulométrica

113

Límites de Atterberg

Clasificación de Suelos

31

33

35

37

39

5 25

Material N/P

114

Relación densidad - humedad de suelos. Standard

Método de ensayo: AASHTO T 99 y T 224.

EQUIPO DE COMPACTACION GRANULOMETRIA DE MATERIAL PARA ENSAYO

DATOS DE MOLDE DATOS DE MARTILLO TAMIZ Pesos (gr)

(%) Parcial

Proporción

No de Molde:

MCS- 01

No de Martillo:

MCP- 01

Retiene 3/4" 848.0 28.3 Ret.3/4: 28.3

Peso de Molde:

4670.0 gr

Peso de Martillo:

4.54 kg P. 3/4"-Ret. No4

590.0 19.7 Pas. 3/4: 71.7

Volumen de Molde: 2.114 Lt

Altura de caída:

457.2 mm

Pasa No 4 1562.0 52.1

COMPACTACIÓN DE LA MUESTRA

SOBRETAMAÑO: G. Especifica

1 2 3 4 5 Id. Tara: A Mat.+Molde: 9,520 9,710 9,930 9,841 9,868 Peso de Tara: 0.0 gr Dens. Humedad: 2.294 2.384 2.488 2.446 2.459 T.+Mat.Humedo: 977.0 gr Dens. Seca: 2.176 2.212 2.280 2.202 2.172 P. de Canasta: 1863.0

gr Canasta+Mat.h: 2445.0

gr G. E. Bulck = 2.301

CONTENIDO DE AGUA DE LA MUESTRA COMPACTADA

Id. Tara: A B C D E SOBRETAMAÑO: Absorción

Peso de Tara: 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 Peso de Tara: 0.0 gr T.+Mat.Humedo: 208.3 210.8 230.2 220.0 215.4 T.+Mat.Humedo: 977.0

gr T.+Mat. Seco: 197.6 195.5 211.0 198.1 190.2 T.+Mat. Seco: 909.0

gr Humedad (%): 5.4 7.8 9.1 11.1 13.2 Absorción = 7.5%

METODO CONVENCIONAL AASHTO T 99 POR CORRECCION DE PARTICULAS GRUESAS AASHTO T 224

MATERIAL PARA ENSAYO

Humedades Mat. Húmedo

Mat. Hum. Total

PASANTE EN TAMIZ 3/4"

Sobretamaño Fino

Material Seco para Ensayo

3000.0 gr

RetNo 4: 3.4%

877.9 gr 3136.5 gr

Material Hum. para Ensayo

3000.0 gr

28.3 % 71.7 %

PasNo4: 5.0%

2258.6 gr

115

Gráfica

MATERIAL < Tamíz 3/4". D.Seca Máxima: 2.280 kg/m3 H. Optima: 9.1%

CORRECION POR PARTICULAS > Tamíz 3/4".

D.Seca Máxima: 2286 kg/m3 H. Optima: 8.6%

1.800

1.900

2.000

2.100

2.200

2.300

2.400

2.500

1 4 7 10 13 16

Den

sida

d S

eca

(Kg/

m3)

Contenido de Humedad (%)

Densidad Seca/Contenido de Humedad

116

California Bearing Ratio (CBR)






Peso húmedo:

362.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo:

362.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo: 362.0 gr

P. Tara = 0.0

Peso seco: 331.2

gr 9.3 % Peso seco: 331.2

gr 9.3 % Peso seco: 331.2 gr 9.3 %

Golpes x capa

12 golpes

Altura de

Molde Golpes x

capa

25 golpe

s

Altura de

Molde Golpes x

capa 56

golpes

Altura de

Molde

Molde # 8 2.305

Lt 12.1 cm Molde # 7 2.305

Lt 12.1 cm Molde # 3 2.304 Lt 12.1 cm Molde+Mat.

h: 13,420 Inchamnto (cm)

Molde+Mat.h:

13,690

Inchamnto (cm)

Molde+Mat.h: 12,950

Inchamnto (cm)

Dens. Humeda: 2265

Inicio = 0.1880

Dens. Humeda: 2382

Inicio = 0.3290

Dens. Humeda: 2493

Inicio = 0.6360



Final = 0.6540

Compactación: 90.9 % 0.25 % Compactaci

ón: 95.6 % 0.19 % Compactaci

ón: 100.0 % 0.15 %

Penet. pul. Lectura PSI



0.000 0 0.0 0.000 0 0.0 0.000 0 0.0 0.025 17 57.5 0.025 36 119.6 0.025 47 153.9 0.050 67 222.2 0.050 96 317.3 0.050 135 443.8 0.075 147 485.8 0.075 196 646.7 0.075 265 872.1 0.100 297 980.0 0.100 376 1239.8 0.100 435 1432.1 0.150 497 1638.9 0.150 646 2129.3 0.150 745 2453.4 0.200 697 2297.8 0.200 796 2623.5 0.200 895 2947.6 0.300 897 2956.7 0.300 996 3282.4 0.300 1095 3606.5 0.400 997 3286.2 0.400 1096 3611.8 0.400 1195 3936.0

117

Gráficas

Resistencia obtenida para el 90.9% de Compactación Penetración

0.1 = 975 PSI Penetración

0.2 = 2290 PSI


Penetración 0.1

= 1196 PSI

Penetración 0.2

= 2610 PSI


Penetración 0.1

= 1395 PSI

Penetración 0.2

= 2950 PSI

CBR OBTENIDO al 90 % = 90 % al 95 % = 109 % al 100 % = 120 %

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Resi

sten

cia

dura

nte

la P

enet

raci

ón (P

SI)



CURVA DE PENETRACIÓN

60

75

90

105

120

135

150

80.0 90.0 100.0 110.0

CBR

(%)

% de Compactación

CBR a 0.1pulg.

CBR a 0.2pulg.

118

13.3. Resultado de laboratorios banco de materiales Procedencia: Banco los Martinez

Análisis Granulométrico Y Límites De Atterberg

Método de ensayo: AASHTO T 11, 27 - T 88, T 89 & T 90.

Análisis Granulométrico

Curva Granulométrica

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0.0 0.1 1.0 10.0 100.0

% q

ue P

asa

Tamiz

Curva Granulometrica.

Tamiz Retenido % Retenido % que pulg. mm Acumulativo Acumulativo Pasa

3" 75.0 0.0 0.0 100.0 2" 50.0 0.0 0.0 100.0

1 1/2" 38.1 0.0 0.0 100.0 1" 25.0 0.0 0.0 100.0

3/4" 19.0 0.0 0.0 100.0 1/2" 12.5 0.0 0.0 100.0 3/8" 9.50 0.0 0.0 100.0

No. 4 4.75 0.0 0.0 100.0 No. 10 2.00 4096.0 32.0 68.0 No. 40 0.425 7040.0 55.0 45.0 No. 200 0.075 9728.0 76.0 24.0

119

Límites de Atterberg

Clasificación de suelos

31

33

35

37

39

5 25

Material N/P

120

Relación densidad - humedad de suelos. Standard

Método de ensayo: AASHTO T 99 y T 224.

EQUIPO DE COMPACTACION GRANULOMETRIA DE MATERIAL PARA ENSAYO

DATOS DE MOLDE DATOS DE MARTILLO TAMIZ Pesos (gr)

(%) Parcial

Proporción

No de Molde:

MCS- 01

No de Martillo:

MCP- 01 Retiene 3/4"

848.0 28.3 Ret.3/4: 28.3

Peso de Molde:

4196.0 gr

Peso de Martillo:

2.50 kg P. 3/4"-Ret. No4

590.0 19.7 Pas. 3/4: 71.7

Volumen de Molde: 0.929 Lt

Altura de caída:

304.8 mm Pasa No 4 1562.0 52.1

METODO CONVENCIONAL AASHTO T 99

POR CORRECCION DE PARTICULAS GRUESAS AASHTO T 224

MATERIAL PARA ENSAYO

Humedades Mat. Húmedo

Mat. Hum. Total

PASANTE EN TAMIZ 3/4"

Sobretamaño Fino

Material Seco para Ensayo

3000.0 gr

RetNo 4: 3.4%

877.9 gr 3136.5 gr

Material Hum. para Ensayo

3000.0 gr

28.3 % 71.7 %

PasNo4: 5.0% 2258.6 gr

COMPACTACIÓN DE LA MUESTRA SOBRETAMAÑO: G. Especifica

1 2 3 4 Id. Tara: A Mat.+Molde: 5,853 5,926 6,020 6,003 Peso de Tara: 0.0 gr Dens. Humeda: 1.784 1.862 1.963 1.945 T.+Mat.Humedo: 977.0 gr Dens. Seca: 1.622 1.657 1.695 1.661 P. de Canasta: 1863.0 gr Canasta+Mat.h: 2445.0 gr G. E. Bulck = 2.301

CONTENIDO DE AGUA DE LA MUESTRA COMPACTADA

Id. Tara: A B C D SOBRETAMAÑO: Absorción Peso de Tara: 0.0 0.0 0.0 0.0 Peso de Tara: 0.0 gr T.+Mat.Humedo: 203.9 177.3 167.0 301.2 T.+Mat.Humedo: 977.0 gr T.+Mat. Seco: 185.4 157.7 144.2 257.2 T.+Mat. Seco: 909.0 gr Humedad (%): 10.0 12.4 15.8 17.1 Absorción = 7.5%

121

Gráficas

1.550

1.600

1.650

1.700

1.750

8 12 16 20 24

Den

sida

d S

eca

(Kg/

m3)

Contenido de Humedad (%)

Densidad Seca/Contenido de Humedad

MATERIAL < Tamíz 3/4". D.Seca Máxima: 1.696 kg/m3 H. Optima: 15.9%

CORRECION POR PARTICULAS > Tamíz 3/4".

D.Seca Máxima: 1832 kg/m3 H. Optima: 13.5%

122

California Bearing Ratio (CBR)

Método de ensayo: AASHTO T 193 Factor anillo: 20.36 Lb D.S.Máxima: 1.696 kg/m3 H. Optima: 15.9 %




Peso húmedo:

197.6 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo:

197.6 gr

P. Tara = 0.0

Peso húmedo:

197.6 gr

P. Tara = 0.0

Peso seco: 168.1

gr 17.5 % Peso seco: 168.1

gr 17.5 % Peso seco: 168.1

gr 17.5 %

Golpes x capa

12 golpe

s

Altura de Molde

Golpes x capa

25 golpes

Altura de Molde

Golpes x capa

56 golpe

s

Altura de Molde

Molde # 8 2.304

Lt 12.1 cm Molde # 7 2.328

Lt 12.1 cm Molde # 3 2.305

Lt 12.1 cm Molde+Mat.h:

11,255

Inchamnto (cm)

Molde+Mat.h: 11,100

Inchamnto (cm)

Molde+Mat.h:

11,740

Inchamnto (cm)

Dens. Humeda: 1757

Inicio = 0.1880

Dens. Humeda: 1913

Inicio = 0.3290

Dens. Humeda: 1970

Inicio = 0.6360



Final = 0.6540

Compactación:

88.2 % 0.25 % Compactaci

ón: 96.0 % 0.19 % Compactación:

98.9 % 0.15 %




0.000 0 0.0 0.000 0 0.0 0.000 0 0.0 0.025 7 42.8 0.025 11 71.3 0.025 18 114.1 0.050 10 64.2 0.050 20 128.3 0.050 31 199.6 0.075 14 92.7 0.075 28 178.2 0.075 46 299.4 0.100 17 106.9 0.100 33 213.9 0.100 56 363.6 0.150 22 142.6 0.150 43 278.0 0.150 69 449.1 0.200 28 178.2 0.200 50 320.8 0.200 83 534.7 0.300 35 228.1 0.300 57 370.7 0.300 105 677.2 0.400 44 285.2 0.400 65 420.6 0.400 113 734.3

123

Gráficas

CBR OBTENIDO al 90 % = 15 % al 95 % = 25 % al 100 % = 35 %


Penetración 0.1

= 110 PSI

Penetración 0.2

= 190 PSI

Resistencia obtenida para el 96.0% de

Compactación Penetración

0.1 = 220 PSI

Penetración 0.2

= 330 PSI

Resistencia obtenida para el 98.9% de

Compactación Penetración

0.1 = 370 PSI

Penetración 0.2

= 530 PSI

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5

Resi

sten

cia

dura

nte

la P

enet

raci

ón (P

SI)



CURVA DE PENETRACION

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

80.0 90.0 100.0 110.0

CBR

(%)

% de Compactación

CBR a 0.1 pulg.

CBR a 0.2 pulg.

124

13.4. Factores de equivalencia de carga Tabla 41. Factores de equivalencia de cargas pavimento flexible, eje simple Pt=2.091

91 Fuente: Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos, SIECA, 2002

125

Tabla 42. Factor equivalente de carga para pavimento flexible, ejes tándem, Pt=2.092

92 Fuente: Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos, SIECA 2002

126

Tabla 43. Factor equivalente de carga para pavimento flexible, ejes tridem, Pt=2.093

93 Fuente: Manual Centroamericano para Diseño de Pavimentos, SIECA 2002

127

13.5. Formato de Análisis de Trafico Tabla 44. Análisis Horario de Trafico94


TRAM

O:

Dia:

Auto

sJe

epCa

mio

neta

s Pi

cK U

PsM

bus

MB

>15

PBu

sCa

mio

n C2

C2 L

ivC2

> 5

to

nC3

C4C2

R2C2

R3Tx

Sx<

5T3

S2T3

S3O

tros

Veh.

Co

nst

Veh.

Ag

ríc

6:00

- 7:

00 A

m

7:00

- 8:

00 A

m

8:00

- 9:

00 A

m

9:00

- 10

:00

Am

10:0

0 - 1

1:00

Am

11:0

0 - 1

2:00

Am

12:0

0 - 1

:00

Pm

1:00

- 2:

00 P

m

2:00

- 3:

00 P

m

3:00

- 4:

00 P

m

4:00

- 5:

00Pm

5:00

- 6:

00 P

m

Tota

lTP

D0

Veh

Liv.:

Aut

omóv

il, Pi

ck U

p, M

bus

BUS:

Bus

Peq

ueño

, Med

iano

y Gr

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Trac

Ani

mal

: Car

reta

s, C

arre

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Cab

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Mot

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culo

s L

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nos

P

esad

os d

e Pa

saje

ros

Anal

isis

del

Tra

fico

Hor

ario

ESTA

CIO

N:SE

NTID

O:

AFO

RADO

R:

Veh.

Pes

ados

Veh.

Tr

ac.

Anim

al

Pes

ados

de

Carg

a

Univ

ersi

dad

Cent

roam

eric

ada

UCA

128

13.6. Galería del trabajo en campo

Sondeos de Suelos

Ilustración 60. Tramo Sector Ruta Maya

Ilustración 61. Sexto sondeo Estación95 2 + 300

95 Fuente: Levantamiento en Campo

129

Ilustración 62. Quinto sondeo Estación 2 + 40096

Ilustración 63. Cuarto Sondeo Estación 2 + 50097

96 Fuente: Levantamiento de Campo 97 Fuente: Levantamiento de Campo

130

Ilustración 64. Tercer Sondeo Estación 2 + 60098

Ilustración 65. Segundo Sondeo Estación 2 + 70099

98 Fuente: Levantamiento de Campo 99 Fuente: Levantamiento de Campo

131

Ilustración 66. Primer Sondeo Estación 2 + 800

Pruebas de Laboratorio

Ilustración 67. Secado de las muestras100

100 Fuente: Pruebas de laboratorios en Laboratorio UCA

132

Ilustración 68. Tamizado de las muestras de suelo

Ilustración 69. Saturación de las Muestras para horno

133

Ilustración 70. Prueba de límites de Atterberg

Ilustración 71. Muestras extraídas de 96hr de saturación

134

Ilustración 72. Prueba CBR

Conteo Vehicular

Ilustración 73. Conteo vehicular - T3S2

135

Ilustración 74. Conteo vehicular – Bus

Ilustración 75. Conteo vehicular - T3S3

universidad centroamericana facultad de ciencia ...165.98.12.83/2377/1/ucani3822.pdf ·...

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