Calculos de Pavimento
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DISEO DEL PAVIMENTO RGIDO PARA EL RAMAL (R-016), ENTRE
LAS PROGRESIVAS (7+302) HASTA LA (8+802) SECTOR LA RANCHERA, PARROQUIA MESA DE LAS PALMAS MUNICIPIO
ANTONIO PINTO SALINAS DEL ESTADO MRIDA.
Trabajo Especial de Grado para optar al Ttulo de
Ingeniero Civil
Autor: Maril Rojas. Tutor Acadmico: Nelson La Cruz. Asesor Metodolgico: Mximo Briceo
Mrida, Julio de 2012.
REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIN
SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO
AMPLIACION MRIDA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
-
ii
APROBACIN DEL TUTOR ACADMICO
En mi carcter de Tutor del Trabajo Especial de Grado titulado: Diseo del
pavimento rgido para el Ramal (R-016), entre las progresivas (7+302)
hasta la (8+802) sector la Ranchera, Parroquia Mesa de las Palmas
Municipio Antonio Pinto Salinas del Estado Mrida , presentado por la
ciudadana: Maril Rojas Guilln, cdula de identidad N V-14.589.463,
para optar al Ttulo de Ingeniero Civil, considero que ste rene los requisitos
y mritos suficientes para ser sometido a presentacin pblica y evaluacin
por parte del Jurado Examinador que se designe.
En la ciudad de Mrida, a los ____ das del mes de ____________ de 2.012.
________________________________
Prof. Nelson Jos La Cruz Briceo
C.I. 9.170.677
-
iii
APROBACIN DEL ASESOR METODOLGICO
En mi carcter de Asesor Metodolgico del Trabajo Especial de Grado
titulado: -016), entre las
progresivas (7+302) hasta la (8+802) sector la Ranchera, Parroquia
Mesa de las Palmas Municipio Antonio Pinto Salinas del Estado
, presentado por la ciudadana: Maril Rojas Guilln, cdula de
identidad N V-14.589.463, para optar al Ttulo de Ingeniero Civil, considero
que ste rene los requisitos y mritos suficientes para ser sometido a
presentacin pblica y evaluacin por parte del Jurado Examinador que se
designe.
En la ciudad de Mrida, a los ___ das del mes de _____________ de 2.012.
_________________________
Prof. Mximo Briceo
C.I. 8.011.554
-
iv
DISEO DEL PAVIMENTO RGIDO PARA EL RAMAL (R-016), ENTRE LAS PROGRESIVAS (7+302) HASTA LA (8+802) SECTOR LA
RANCHERA, PARROQUIA MESA DE LAS PALMAS MUNICIPIO ANTONIO PINTO SALINAS DEL ESTADO MRIDA.
Autor: Maril Rojas Guilln C.I V-14.589.463
Trabajo Especial de Grado titulado APROBADO en nombre del Instituto
Un
designado.
En la ciudad de Mrida, a los ___ das del mes de ___________ de 2.012.
_____________________ ___________________
______________________________
REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIN
SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO
AMPLIACION MRIDA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
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v
DEDICATORIA
La vida tiene muchas incgnitas que a veces son difciles despejar pero
con esfuerzo y dedicacin todo se aclara, para finalmente alcanzar todas
aquellas metas que nos hemos propuestos. Por ello en este transcurrir del
tiempo y recorrer por el camino del xito, quiero agradecer y dedicar este
triunfo:
A ti mi dios que eres el todopoderoso, el que todo lo ve. Gracias por la
salud e inteligencia que me has brindado, por iluminar el sendero de m
camino permitindome obtener est triunfo el cual coloc en tus manos.
A mi madre y amiga, que con amor, paciencia y dedicin me ha enseado
la diferencia entre el bien y el mal, apoyndome en todo momento para ser
lo que hoy soy.
A mi abuela Guillermina, Jos Luis, Honrri y Ramn por el amor y apoyo
incondicional a lo largo de mi vida, aunque fsicamente hoy su presencia
no estn conmigo, siempre su luz eterna me han acompaado.
A mi hermana y sobrinos, quienes me han apoyado en todo momento,
espero que este logr sea un ejemplo en sus vidas.
A mi abuelo, tas (os) y primos (as), cuyos consejos me orientaron para no
desvanecer y continuar preparndome da a da.
R.G.M.
-
vi
AGRADECIMIENTO
Toda nueva experiencia trae consigo conocimientos que permiten el
crecimiento tanto personal como profesional y en cada caso intervienen
personas e instituciones que de una u otra manera contribuyen para hacer de
esta experiencia, un impulso a nuestra vida como profesionales. Doy mis
ms sinceros agradecimientos.
A dios todopoderoso y a la virgen Mara Francia, por iluminarme cada da
con fe y optimismo en cada paso dado.
Al Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario, conjuntamente a
todo su personal docente quienes me trasmitieron sus conocimientos para
alcanzar una nueve meta que hoy culmin.
Al profesor Nelson La Cruz y Mximo Briceo por toda su colaboracin,
enseanza y orientacin en la realizacin de mi trabajo de grado.
Al personal de la Alcalda Antonio Pinto Salinas, Lic. Alexis, Ing. Oscar,
Ing. Mara E, Doris y Marbels a todos aquellos que de una u otra manera
dedicaron parte de su tiempo para formarme profesionalmente.
A mis compaeras Daicy, Trilay, Lilibeth y Ninoska, con quienes compart
grandes experiencias educativas, personales y profesionales, para
alcanzar juntas este xito.
En fin agradezco a todas aquellas personas e instituciones que
contribuyeron en la realizacin de este trabajo.
A TODOS MUCHAS GRACIAS
-
vii
NDICE GENERAL
Pp.
Lista de Cuadros ix
Lista de Figuras xi
Resumen xii
Introduccin 1
CAPTULO I
EL PROBLEMA . 3
Contextualizacin del Problema................................................................ 3
4
Objetivo 4
Objetivos 5
..... 5
CAPITULO II
MARCO TERICO ................... 7
Antecedentes de la 10
...... 13
Carreteras 13
. 14
. 18
Elementos de la Seccin transversal 19
Levantamiento Topogrfic 25
Trnsito Vehicular 28
El Suelo y 35
Clasificacin 36
Ensayos de 38
Pavi 44
Elementos que Integran 45
Pavimento 48
49
.. 51
.. 55
Mantenim 59
Mantenimiento 61
63
..... 70
-
viii
70
Definic 72
CAPITULO III
MARCO METODOLGICO 77
............. 77
....... 78
Procedimi 79
Operacionalizacin de Varia 82
83
Tcnicas e Instrumentos de Recoleccin de D ......... 83
Tcnicas de Anlisis 85
CAPITULO IV
RESULTADOS 87
Presentacin de lo 87
Anlisis e Interpretacin de los Resultados.............................................. 116
. 119
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS . 154
ANEXOS . 158
-
ix
LISTA DE CUADROS
Cuadro Pp.
1. Equivalencias entre las clasificacin de las vas rurales 17
2. Anchos mnimos de canales de trnsito (m) carreteras rurales 21
. 23
4. Porcentaje de camiones en el canal de diseo y factor canal (C) 35
38
6. Valores del coeficiente de escorrenta (C) segn el tipo de superficie 54
7. Valores del coeficiente de escorrenta (C) seg 54
82
85
89
11. Condicin de los sistemas de dr 93
12 97
13 97
14 . 98
15. Valores de tasa de crecimiento interanual r %.................................... 99
16 100
17 . 101
18 . 102
19. Factor de distribucin p 102
20 .. 102
21 104
22 107
23. Precipitacin anual medida en estaciones pluviomtrica adyacentes al
municipio Antonio Pinto Salinas 109
24. Precipitacin media mensual y anual (mm), estacin pluviomtrica el
Mesn Parroquia Mesa de las Palmas Perodo 1967-2000............... 109
-
x
25. Temperatura media anual C segn la altitud municipio Antonio Pinto
. 110
26 .. 110
27 112
28. Perodos de retorno (Tr) de acuerdo al tipo de obra para cuencas
.. 113
29. . 114
30 .. 115
31. Confiabilidad (R%) y desviacin estndar (So) 125
32. Valores de la desviacin normal estndar (Zr) en funcin a la confiabilidad
.............................. 126
33 SI) 127
34. Mdulo de elasticidad del concreto (Ec) 128
35. Mdulo de rotura del concreto (Sc) 129
36. Valores de los coeficientes de transmisin de carga (J) 130
37. Coeficiente de drenaje (Cd) 131
38. Factores determinados para disear el espesor del pavimento a travs
del mtodo de la AASTHO (1.993) 132
39. Plantilla del software que utiliza la AASHTO (1.993) 132
40. Formato de respuestas 133
41. Espaciamiento de Juntas L 140
-
xi
LISTA DE FIGURAS
Figura Pp.
1. ... 88
2. Calzada a base de granzn nat 90
3. Desintegracin del ma . 90
4. Desgaste de la superficie de rodam 91
91
6. Hundimiento y estancamiento de l 91
7. Asentamientos y depresiones al margen derecho de la 91
91
9. Prdida de soporte hacia uno de los borde de la calzada 91
10. Descarga final de la cuneta obstruida por la maleza 94
11. Cuneta obstruida por la acumul 94
94
13. Cunetas de tierra obst 94
14. Ausencia de cuneta, produciendo el estancamiento del agua 95
15. Ausencia total de las cunetas 95
16. Curva de precipitacin (Intensidad-Frecuencia-Duracin) Regin IV. 113
17. .. 129
18. 135
19 ...... 139
20 ............ 139
21. Junta transv ............. 141
22. Junta transversal de construccin....................................................... 141
23. Junta longitudinal de construccin 141
24. Canal existente en la va del sector l . 143
25. Detalle de cuneta
.
-
xii
DISEO DEL PAVIMENTO RGIDO PARA EL RAMAL (R-016), ENTRE LAS PROGRESIVAS (7+302) HASTA LA (8+802) SECTOR LA
RANCHERA, PARROQUIA MESA DE LAS PALMAS MUNICIPIO ANTONIO PINTO SALINAS DEL ESTADO MRIDA.
Lnea de Investigacin: Proyectos Civiles (Vialidad)
Autor: Maril Rojas Guilln
Tutor Acadmico: Nelson Jos La Cruz Briceo Asesor Metodolgico: Mximo Briceo
Julio, 2012 RESUMEN Las principales vas de comunicacin terrestre han llegado a ocupar grandes extensiones formando parte importante del patrimonio de cada pas, preservarlas de la degradacin prematura, es una de las tareas ms importantes de cualquier administracin. En este caso la vialidad del sector la Ranchera, Parroquia Mesa de las Palmas Municipio Antonio Pinto Salinas del Estado Mrida, cuya superficie de rodamiento es en granzn natural, presenta un alto grado de deterioro producto a la presencia de las aguas superficiales, en este sentido el objetivo de la presente investigacin es proponer el diseo del pavimento rgido para el Ramal (R-016), comprendido entre las progresivas (7+302) hasta la (8+802), con la finalidad de ofrecer al sector una carretera segura, con bajos costos de operacin, rapidez, seguridad y confort. Si bien su construccin es indispensable, es necesario cumplir con una serie de requisitos tcnicos que la faciliten y abaraten, estos referidos a la seleccin de los materiales de construccin as como al volumen del trnsito, levantamiento topogrfico y a los sistemas de drenajes, a efectos de calcular y disear la estructura de un pavimento rgido que permita preservar esta va en condiciones normales. Basndonos en este principio y de acuerdo a la naturaleza de la investigacin, la misma estuvo enmarcada dentro de la modalidad de proyecto factible, apoyada en la investigacin de campo y documental; bajo el tipo de investigacin explicativa. Descriptores: Trnsito vehicular, estudio de suelo, drenaje y pavimento.
REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA
EDUCACIN SUPERIOR INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITCNICO
AMPLIACION MERIDA
ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL
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1
INTRODUCCIN
Las carreteras son uno de los factores ms importantes para el desarrollo
econmico y social de un pas, debido a que constituyen una de las
principales formas de comunicacin. Los caminos y carreteras han propiciado
la creacin de cadenas productivas generadas por el trfico e impulsando el
comercio y la produccin industria, por tal motivo es ms que evidente de la
correcta construccin y mejoramiento de las vas terrestres. La aplicacin de
procedimientos modernos para la conservacin y rehabilitacin de estas vas,
constituyen actualmente tcnicas aceptadas ampliamente en los pases
desarrollados y estn basadas en las caractersticas fsicas y funcionales de
las mismas as como de la accin que fundamentalmente ejerce sobre ellos,
el trnsito vehicular y las variaciones climatolgicas.
Las infraestructuras de transporte tienen como finalidad permitir la
circulacin de vehculos en condiciones de continuidad en el espacio y el
tiempo, con niveles adecuados de seguridad y de comodidad, de acuerdo
con las exigencias de la demanda del trnsito y la clasificacin funcional de
la misma. En este caso, la presente investigacin tiene como propsito
identificar los factores y causas que interactan sobre la superficie de
rodamiento del tramo vial comprendido entre las progresivas (7+302) hasta la
(8+802) del sector la Ranchera, esta que presenta daos y que se han
manifestando en una forma gradual, por la accin progresiva y contina de
las aguas superficiales que circulan sobre la calzada.
Considerando los estudios que deb efectuar para proporcionar una
estructura pavimentada en condiciones normales de transitabilidad. En
primer lugar, se identificaron las fallas o deficiencias en la estructura vial. En
segundo lugar, se efectu la clasificacin respectiva segn sus niveles de
severidad o lmites de deterioro. En tercer lugar, se identific y describieron
las propiedades fsicas y qumicas de los materiales al igual que los dems
elementos involucrados en la construccin y conservacin de la superficie de
-
2
rodamiento. En ltimo lugar, luego de haber indagado y sintetizado las
posibles alternativas para dar solucin al problema, se procedi al diseo del
pavimento rgido para el Ramal (R-016), entre las progresivas (7+302) hasta
la (8+802) del sector la Ranchera, Parroquia Mesa de las Palmas Municipio
Antonio Pinto Salinas del Estado Mrida.
En este sentido, la investigacin se enmarc bajo la modalidad de
proyecto factible apoyada en la investigacin de campo y documental, estas
que permitieron la recoleccin de datos e informacin mediante la
observacin directa y mecnica, as como la utilizacin de tcnicas de
muestreo y anlisis de laboratorio. Para tal efecto, se deline una
metodologa que permiti evaluar las caractersticas superficiales de la va en
estudio, a partir de la misma, la presente investigacin se estructura de
acuerdo a los siguientes captulos:
El captulo I, comprende la formulacin del problema, dividido en tres
aspectos; la contextualizacin del problema, los objetivos de la investigacin
conformados por el objetivo general y especficos, as mismo incluye la
justificacin de la investigacin.
El captulo II, presenta el marco referencial constituido por; la resea
histrica, los antecedentes de la investigacin, las bases tericas, el sistema
de variables (independiente y dependiente), las bases legales y la definicin
de trminos bsicos.
El captulo III, trata sobre el marco metodolgico; el cual define la modalidad,
tipos y procedimientos de la investigacin, la operacionalizacin de las
variables, poblacin y muestra, tcnicas e instrumentacin de recoleccin de
datos, las tcnicas de anlisis a utilizar (cualitativas y cuantitativas) y el
cronograma de actividades.
En el captulo IV, se plasmaron y analizaron los resultados obtenidos en
funcin a cada una de las fases prevista para el desarrollo de la
investigacin, ofreciendo las conclusiones y recomendaciones, con la
finalidad de cuantificar la solucin de la propuesta.
-
CAPITULO I
EL PROBLEMA
Contextualizacin del Problema
Segn Gutirrez (2000), las vas de comunicacin terrestre se han
convertido en un medio fsico de interconexin entre localidades y pases,
durante muchos siglos las vas terrestres estuvieron construidas por simples
caminos transitados por peatones, jinetes y caravanas, hoy da las carreteras
han llegado a ocupar grandes extensiones, las cuales han permitido y
reflejado el mejoramiento de los niveles de calidad de vida de la poblacin al
igual que el desarrollo socioeconmico de los pueblos.
Para conservar estas vas, algunos Manuales de Mantenimiento de
Carreteras coinciden que el reacondicionamiento as como la conservacin
de las infraestructuras viales han llegado a formar la principal prioridad en las
polticas viales del pas. Dichos manuales definen el mantenimiento como el
conjunto de actividades que se realizan para conservar en buen estado las
condiciones fsicas de los diferentes elementos que la constituyen.
en vas Urbanas y Rurales dependiendo del propsito de las mismas (p.9).
En el caso particular del Ramal (R-016), cuyas caractersticas la clasifican;
como una va rural de inters local que intercomunica centros poblados y
proveen el acceso a las carreteras principales.
Por otra parte, los sistemas de transporte han tenido una amplia y variada
divisin, los cuales se agrupan en tres grandes renglones entre ellos; el
areo, martimo y terrestre, siendo este ltimo el que est bajo las
-
4
condiciones normales del trfico y de las fuerzas de la naturaleza. Por lo
tanto las normas y procedimientos tcnicos en materia de conservacin,
administracin y aprovechamiento de las infraestructuras viales expresan que
se requieren los trabajos de mantenimiento en los pavimentos estos dirigidos
a procurar que las condiciones de la superficie de rodamiento permitan una
circulacin del trfico automotor con seguridad y confort.
No obstante cabe sealar que en el pasado una de las superficies de
rodamiento ms utilizadas era el pavimento rgido, este aunque no ha tenido
mucho auge en la construccin de las vas, se contina empleando sobre
todo en aquellos centros poblados rurales. Tal es el caso del sector la
Ranchera Parroquia Mesa de las Palmas, donde actualmente se aprecia que
la vialidad se encuentra a nivel de la subrasante siendo de granzn natural,
presentando fallas en su estructura por falta de drenajes, perdidas de
seccin transversal, fallas de borde, presencia de zanjas, crcavas,
hundimientos en la calzada producto al degaste y la presencia excesiva de
agua en pocas de lluvia, anomalas que son causadas por la falta de
construccin de un pavimento de tipo rgido.
En funcin a las condiciones que presenta actualmente la va en estudio y
de no hacerse las previsiones a tiempo esta vialidad podra llegar al colapso,
retrasando la transitabilidad y el intercambio comercial. Razn por la cual se
propone el diseo del pavimento rgido para el Ramal (R-016), comprendido
entre las progresivas (7+302) hasta la (8+802).
Objetivos de la Investigacin
Objetivo General
Proponer diseo del pavimento rgido para el Ramal (R-016), entre las
progresivas (7+302) hasta la (8+802) sector la Ranchera, Parroquia Mesa de
las Palmas Municipio Antonio Pinto Salinas del Estado Mrida.
-
5
Objetivos Especficos
Diagnosticar la situacin actual que presenta la vialidad del sector la
Ranchera, Parroquia Mesa de las Palmas Municipio Antonio Pinto
Salinas.
Identificar el tipo y nmero de vehculos que circulan por el Ramal (R-016),
a fin de conocer el volumen del trnsito.
Definir la capacidad portante y la clasificacin del suelo, para verificar las
caractersticas de los materiales que conforman la estructura del
pavimento.
Determinar los parmetros a implementar en el diseo de los drenajes,
mediante la informacin hidrolgica de la zona.
Disear pavimento rgido para el Ramal (R-016), entre las progresivas
(7+302) hasta la (8+802).
Justificacin de la Investigacin
El mejoramiento de las vas en toda nacin, debe ser una de las
actividades ms importantes a realizar para llevar a cabo la conservacin de
la red de carreteras, En este sentido, el alcance de la investigacin est
centrado en consolidar la estructura vial en el sector la Ranchera Parroquia
Mesa de las Palmas Municipio Antonio Pinto Salinas, sector que presenta
excelentes potenciales a nivel agropecuario y caficultor. Asimismo se
caracteriza por poseer vas de penetracin agrcola o ramales que conducen
hacia los caseros adems de las aldeas de cada parroquia los cuales se
encuentra desprovisto de asfalto o pavimentos rgidos.
Con el diseo del pavimento rgido se busca incrementar la eficiencia y la
calidad de operacin del trnsito vehicular y peatonal, porque se ha
demostrado que los procedimientos de prevencin aparte de la conservacin
de vas han ayudado que estas se mantengan en buen estado y de
-
6
funcionamiento con la finalidad de prolongar su vida til, aminorar los costos
de mantenimiento adems de evitar su deterioro.
Del mismo modo contribuir significativamente al sector, porque facilitar
el acceso a la zona en forma cmoda, segura, incrementar la eficiencia al
igual que la calidad en la prestacin de servicios de asistencia vial en
condiciones normales, brindar acceso a nuevas tecnologas, servicios,
educacin, salud entre otros, servir de aporte a futuras investigaciones, se
contribuir al desarrollo y construccin de la zona e impulsando el
crecimiento social de esta poblacin.
Por otra parte disear la estructura del pavimento en esta zona, contribuir
a sembrar conciencia, educar, sensibilizar a los entes gubernamentales y
poblacin en general, sobre la necesidad e importancia de la conservacin
de las infraestructuras con las que cuenta el pas, en todo caso, no
considerarse como una actividad de carcter temporal, sino como una
poltica permanente orientada a mantener las vas sin necesidad de recurrir a
costosas reparaciones ms o menos frecuentes.
-
CAPITULO II
MARCO TERICO
Resea Histrica
Desde los inicios de la civilizacin la construccin de carreteras ha sido
una necesidad prioritaria para facilitar el traslado del hombre hacia otras
regiones. Segn lo expuesto por Baon (2000), las vas de comunicacin
fueron utilizadas en un principio por el hombre primitivo, brindando ms tarde
el acceso a recolectores, cazadores y pastores quienes la sealaron como
veredas o caminos, luego con el pasar del tiempo y despus de la aparicin
de la rueda montada sobre ejes se crean los caminos en valles y llanuras
ms cmodos.
Entre las vas de comunicacin terrestre se encuentran las carreteras, que
con el transcurrir del tiempo han ocupado importantes extensiones de
espacio fsico y en su evolucin reflejan niveles de calidad de vida de la
poblacin, desarrollo socioeconmico de los pueblos y condiciones
medioambientales. Uno de los pases que comenz a tener un notable
crecimiento en el reacondicionamiento y conservacin de las infraestructuras
viales fue Francia, gobierno que a mediados del siglo XIX, comenz con el
reforzamiento del trabajo para la construccin de aproximadamente
24.000km de vialidad. Posteriormente crea un sistema de recoleccin de
ingresos impartido a todas aquellas compaas que hacan uso de las
mismas, con el fin de generar recursos e invertirlo en su mantenimiento.
Tal como lo refiere Gutirrez (2000), en Venezuela los primeros
indicadores de manteniendo vial datan en el ao 1794, cuando el gobernador
-
8
de caracas en ese entonces, Pedro Carbonel, solicita al Jefe del Cuerpo de
Ingenieros de la Provincia de Venezuela Miguel Marmin, encomendar al
Ingeniero Francisco Jacob ejecutara el reacondicionamiento de un camino
carretero que uniera la ciudad de Caracas con el Puerto de la Guaira,
estableciendo que todo camino pblico ofreciera comodidad y seguridad, por
consiguiente la Corona Espaola no consider la realizacin y ejecucin de
este proyecto, puesto que no concordaba con el plan de defensa de la
Providencia de Venezuela.
Para los aos de 1837 y 1845, despus de varios intentos se comenzaron
a ejecutar trabajos para abrir caminos con suficiente desnivel que permitiera
el trnsito de vehculos y transporte de productos agrcolas. Posteriormente
tres aos despus en 1848, las carreteras se encontraban en mal estado y
no se dispona de fondos para su mantenimiento, puesto a esta situacin se
realiz un proceso de licitacin para contratar los trabajos a ejecutarse con el
propsito de conservar las vas en buen estado.
Con el transcurso de los aos para 1854 se construye la carretera
Caracas la Victoria, tenindose construido en 1864 solo el tramo Caracas los
Teques vialidad que sufri deterioro en consecuencia de no haberse
mantenido desde su construccin y por todos los acontecimientos que
surgieron durante la Guerra Federal en el pas, es entonces cuando se crean
las Juntas de Fomento para la ejecucin y conservacin de las vas.
Entre el periodo 1842 y 1875 se construyen en Venezuela las principales
carreteras entre ellas: Valencia- Puerto Cabello, Caracas-Charallave, Puerto
Cabello-Barquisimeto, Valencia-San Carlos, Charallave-Gua-Ocumare y
Caracas-Guatire. Crendose el Ministerio de Obras Pblicas (MOP) el seis
(06) de junio de 1874 con el objetivo de continuar con la ardua labor en la
construccin de obras de infraestructuras, trabajos que fueron paralizados en
el ao 1877 debido a la situacin poltica del pas que atravesaba para esa
fecha.
-
9
Para el ao 1905 se reactiva la construccin de carreteras, especialmente
a nivel regional, en 1909 se reorganiza el (MOP) en consecuencia al mal
estado de la vialidad por falta de conservacin encargndose de ejecutar
trabajos por administracin directa, por contratos o por Juntas de Fomento.
Razn por la cual en 1910 se ordena por decreto el estudio de la Red
General de Vialidad, colocando un gran nmero de vas del pas bajo la
administracin del Ejrcito Nacional notndose considerables mejoras en la
red vial. Administracin que desaparece para ser dirigida nuevamente por el
(MOP) en el ao 1948, establecindose la divisin de conservacin del
mantenimiento vial. Eliminndose en 1977 para crearse el Ministerio de
Transporte y Comunicaciones (MTC) y erigiendo en 1999 el Ministerio de
Infraestructura actualmente Ministerio del Poder Popular para las Obras
Pblicas y Viviendas ente facultado para la conservacin, administracin,
aprovechamiento de las carreteras y autopistas nacionales.
Contreras (2011), seala que en los ltimos setenta aos se ha construido
en Venezuela una amplia red vial de carreteras, autopistas y vas agrcolas,
las cuales en su mayora ofrecen suficiente capacidad vial en trminos de
elementos geomtricos, nmero y ancho de canales. En las prximas
dcadas, las actividades en la infraestructura vial, deben referirse
principalmente al mantenimiento y rehabilitacin de la vialidad existente, la
ampliacin de algunas vas, la consolidacin de la red nacional de autopistas,
y la construccin de algunas carreteras que den acceso a regiones que lo
requieren para su desarrollo.
Esto ha contribuido en parte para que estados como Mrida a travs de
los diferentes organismos como (IAVIAL - VIAL III hoy da INMIVI), hayan
iniciado a partir del ao 1998 los mantenimientos en la red vial
especficamente en la troncal 7 (T-007), estos dirigidos a la conservacin de
la misma, ejecutndose trabajos tales como el bacheo profundo, reasfaltado
total, limpieza de drenajes, colocacin de sealizacin vertical y horizontal
con la misma de devolver a la va la calidad de servicio para la cual fue
-
10
construida. Inversin que debe continuar para fortalecer la construccin,
mantenimiento y rehabilitacin vial.
Sin duda, los caminos rurales son elementos esenciales para el
desarrollo social y econmico de las comunidades poco numerosas y,
muchas veces, situadas en sitios montaosos o semidesrticos, en los que el
acceso a los servicios bsicos de salud y educacin es muy complicado. Si
bien su construccin es indispensable, sta debe planearse de manera
respetuosa del medio ambiente, as como cumplir con una serie de requisitos
tcnicos que la faciliten y abaraten.
Por otra parte, El Instituto de Infraestructura del Estado Mrida,
(I.N.F.R.A.M 2005), expresa que las variables ms importantes a tener en
cuenta en la ingeniera de caminos modernos son la inclinacin de la tierra
sobre la que se construye la carretera, la capacidad del pavimento para
soportar las cargas esperada, la prediccin de la intensidad de uso de la
carretera, la naturaleza del suelo que la sostiene, la composicin y espesor
de la estructura. En consideracin para su diseo estos pavimentos pueden
ser rgidos o flexibles, en los primeros se producen una buena distribucin de
las cargas, debido a la consistencia de la superficie de rodadura, lo que da
como resultado tensiones muy bajas en la subrasante. Lo contrario sucede
en un pavimento flexible, donde la superficie se deforma, por tener menos
rigidez y genera mayor tensin.
Antecedentes de la Investigacin
Para obtener una comprensin ms clara con respecto al proyecto en
estudio, se procedi a consultar y revisar algunos de los antecedentes que
influyen directa e indirectamente en la investigacin, a fin de obtener
propuestas de diseo comparativos que permitan establecer mecanismos de
apoyo, entre ellos se mencionan a continuacin:
-
11
Antecedentes Internacionales
Segn Barrios (2008), realiz el Diseo de un Pavimento Rgido para el
Tramo Carretero del Casero el Hato hasta la Aldea el Cerrito, Municipio
Fraijanes. En su trabajo especial de grado para optar al ttulo de Ingeniero
Civil en la Universidad de San Carlos de Guatemala, desarrollando en su
fase de servicio profesional un proyecto, que consisti en la pavimentacin
de una va de acceso con una longitud de 2.745 metros partiendo del casero
el Hato hasta la Aldea el Cerrito.
Investigacin que fue enmarcada dentro de un proyecto de tipo factible,
apoyado en la modalidad de campo y de una investigacin descriptiva. Para
disear este tipo de pavimento parti de los estudios topogrficos y la toma
de muestras de suelo, cumpliendo con los respectivos ensayos de
laboratorio, para posteriormente determinar las caractersticas de la zona.
Esto que le permiti establecer los principales factores que intervendran en
el dimensionado de las losas de concreto a disear as como la descripcin
del mtodo simplificado de la PCA.
Tomando en consideracin que el principal problema presente en esta
localidad era ofrecer una plataforma en optimas condiciones que permitiera
el acceso y desarrollo de la poblacin a nivel vial, propuso el diseo de un
pavimento rgido el cual resultara ms rentable por la ubicacin de la zona al
igual que brindara mayores ventajas en cuanto al mantenimiento y
durabilidad del mismo, cuya finalidad fue ofrecer a los habitantes de la zona
una va de acceso en buenas condiciones que les permitiera la integracin
social y productiva de la regin. La relacin que guarda este trabajo de
investigacin con el presente, es que permite tener una visin bastante
amplia en cuanto al diseo a implementar en la va en estudio.
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12
Antecedentes Nacionales
De acuerdo con Figueroa (2009), Propuso un Modelo de Gestin en
Mantenimiento de Carreteras Rurales. Caso de Estudio: La Poblacin de el
Placer, Municipio Palavecino, Estado Lara. En su trabajo especial de grado
para optar al ttulo de Ingeniero Civil en la Universidad Centro Occidental
Lisandro Alvarado (UCLA) Barquisimeto, propuso el diagnstico analtico de
la situacin actual que presentaban todas las carretera rurales de la
poblacin el Placer, en lo que se refiere al manteniendo y funcionabilidad de
las mismas. Cuya investigacin fue realizada a travs de la modalidad de un
proyecto factible y anlisis metodolgico, a partir de la recopilacin de datos
mediante el uso de instrumentos como las encuestas para conocer la
situacin socio-econmica, la satisfaccin del usuario y la integracin de los
entes gubernamentales con las comunidades.
En base a los estudios efectuados y con la aplicacin de la metodologa,
se obtuvo como resultado que no estn definidas las estructuras
responsables que generen las directrices de calidad, lo cual ha ocasionado
que ms del 70% de las fallas para la gestin de mantenimientos de las
carreteras rurales provienen de la falta de planificacin y programacin as
como tambin son consecuencia del desarrollo de polticas aisladas. La
presente investigacin tiene un aporte significativo ya que permite conocer
una de las causas a la que estn sometidas el mejoramiento de las vas en el
mbito rural, es decir la falta de estrategias por parte de los organismos para
proporcionar el mantenimiento vial.
Antecedentes Regionales
Por otra parte Porras (2008), propuso un Sistema de Vialidad para la
Comunidad la Carbonera, comprendido entre las Progresivas 3+850 hasta la
Progresiva 4+650, con el fin de Incrementar el Trnsito Vehicular y Peatonal.
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13
En su trabajo especial de grado para optar al ttulo de Ingeniero Civil en el
Instituto Politcnico Santiago Mario Ampliacin Mrida, basando su
investigacin en el diseo de una estructura de pavimento rgido, este que
contribuira a mejorar el trnsito vehicular y peatonal de esta zona, en
consecuencia a que el acceso a la misma era restringido, operando solo el
trfico de doble traccin en un solo sentido, sin cumplir con ninguna de las
normativas de seguridad, comodidad, capacidad y eficiencia.
Su investigacin se fundament en realizar levantamientos topogrficos,
estudios de suelo para determinar la capacidad de suelo portante y los
respectivos clculos relacionados con el mismo, enmarcando su trabajo
especial de grado en la modalidad de proyecto factible, apoyndose en la
investigacin de tipo documental, de campo y descriptiva, propuesta que
permiti consolidar y conservar el sistema vial de esta localidad.
La relacin que guarda dicha investigacin con la presente es determinar y
analizar el aspecto estructural u funcional de la calzada existente as como
identificar el estado de los elementos geomtricos que la conforman, factores
a considerarse para comparar e implementar los parmetros de apoyo en la
construccin del pavimento ms adecuado en el tramo vial en estudio.
Bases Tericas
Carreteras
Carciente (2000), expresa que una carretera es una infraestructura de
transporte cuya finalidad es permitir la circulacin de vehculos en
condiciones de continuidad en el espacio y el tiempo, con niveles adecuados
de seguridad y de comodidad. Puede estar constituida por una o varias
calzadas, uno o varios sentidos de circulacin, uno o varios carriles en cada
sentido, de acuerdo con las exigencias de la demanda del trnsito y la
clasificacin funcional de la misma. Por otra parte Crespo (2005), la define
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14
como la adaptacin de una faja sobre la superficie terrestre que llene las
condiciones de ancho, alineamiento y pendiente para permitir el rodamiento
de los vehculos para los cuales ha sido acondicionado.
Clasificacin de las Carreteras en Venezuela
De acuerdo con Andue
Segn la ubicacin geogrfica:
Vas urbanas: Las enmarcadas por un rea urbana.
Vas rurales: Las situadas fuera del mbito urbano.
Segn la divisoria central:
Vas no divididas: Cuando no existe divisiones (rayado).
Vas divididas: Cuando existe una divisoria central entre ambos sentidos
de circulacin.
El ancho de la divisoria puede alcanzar cualquier valor, normalmente
hasta 24m. Si consiste en un elemento fsico menor a 1.20m se le llama
separador central. Las plataformas dividas en su diseo geomtrico se
dice que es una va de calzadas dividas, y las que estn completamente
separadas con diseos geomtricos independientes se dice que es una
va de calzadas separadas.
Segn su funcionabilidad:
Funcin movilidad: Consiste en dar movimiento al trnsito, representado
por el volumen de paso, por la velocidad de operacin, por la comodidad y
seguridad cuando se viaja.
Funcin accesibilidad: Brinda el acceso a las propiedades adyacentes,
est representado por la cantidad de vehculos y personas. El acceso
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15
ofrecido puede hacerse a travs de estacionamientos en la va, entradas a
garajes o estacionamientos pblicos y privados.
Andueza (1999), clasifica las vas urbanas funcionalmente en:
Autopistas: Va dividida cuya nica funcin es la del movimiento del trfico
de paso, tiene control total de acceso y conexin con otras vas a travs
de distribuidores de trnsito de diferentes niveles.
Vas expresas: Tienen la misma funcin que las autopistas as como tener
el control total o parcial de accesos, conectar algunas intercepciones
privadas con parcelas adyacentes seleccionadas.
Las autopistas como las vas expresas constituyen una red interconectada
y continua que prestan el servicio a los viajes ms largos, sirve a grandes
volmenes de trnsito donde la velocidad de operacin es relativamente
alta.
Vas arteriales: Son vas con acceso privado, cuya funcin ms importante
es el movimiento del trfico de paso, proporcionan el servicio a viajes
largos y medianos en el rea urbana. Estas vas generalmente forman una
red de cuadriculas, se conectan con otras vas arteriales y colectoras al
igual que con las autopistas y vas expresas.
Vas colectoras: Estas son vas que brindan el acceso directo a las
parcelas adyacentes, distribuyen o recogen el trfico de pequeas reas
hacia vas de ms importancia, proporcionando el servicio para los viajes
cortos.
Vas locales: Su funcin principal es la de dar acceso a las parcelas
adyacentes, generalmente no hay trfico de paso. De acuerdo a la zona
servida, las locales se clasifican como: Residencial, Industrial,
Recreacional, Comercial entre otras.
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16
Andueza (1999), expresa que las vas rurales se clasifican
funcionalmente en:
Autopistas y vas expresas: Estas constituyen una red de vas conectadas
y continuas que enlazan ciudades importantes y dan servicio a viajes
largos, volmenes grandes de trnsito as como permiten velocidades
relativamente altas en forma cmoda y segura.
Vas arteriales principales: Son carreteras que dan prioridad al trnsito de
paso, permiten viajes largos y medios, altos volmenes de trnsito,
conectan ciudades importantes entre s otras carreteras principales.
En ausencia de las autopistas y las vas expresas, las vas arteriales
sustituyen el servicio del trnsito, aunque no siempre en forma eficiente.
Vas arteriales secundarias: Son carreteras que enlazan pueblos
pequeos y caseros entre s con alguna ciudad importante u carretera de
mayor jerarqua.
Vas colectoras y locales: Son carreteras para el servicio de pequeas
reas, dan acceso directo a las propiedades adyacentes, pequeos
pueblos, caseros, centros de produccin, industrias y otros generadores
de trnsito, recogen y distribuyen el trfico de las vas locales hacia y
desde carreteras importantes.
Clasificacin oficial de las vas segn Andueza (1999):
Troncales: Son carreteras que contribuyen a la integracin nacional y al
desarrollo econmico del pas; proveen la interconexin regional y la
comunicacin internacional, absorben altos volmenes de trnsito entre
los centros poblados ms importantes.
Locales: Estas son carreteras de inters regional, pues permiten la
comunicacin entre centros poblados y vas de mayor importancia, renen
el trnsito proveniente de ramales y sub-ramales.
Ramales: Son carreteras de inters local que intercomunican centros
poblados de menor importancia y proveen acceso de estos a carreteras
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17
principales. Tienen la funcin de recolectar el trnsito proveniente de sitios
aislados y centros de produccin.
Sub-ramales: Son carreteras que proveen acceso a fundos y centros
aislados, adems cumplen con la finalidad de incorporar al pas regiones
completamente aislados.
Caminos carreteros: Son carreteras cortas para el servicio de caseros y
vecindarios etc.
En el cuadro 1: se presenta la distribucin de las vas rurales segn su
clasificacin.
Cuadro 1. Equivalencias entre las Clasificacin de las Vas Rurales.
Clasificacin
Oficial Clasificacin
Funcional
Clasificacin segn la
importancia
Locales Autopistas, expresas
Arteriales principales Principales
Locales
Autopistas, expresas
Arteriales principales
Arteriales secundarias
Principales
Secundarias
Ramales Colectoras Secundarias
Sub-ramales y
caminos
carreteros
Locales Secundarias
Fuente: Andueza (1.999).
Segn su Transitabiliad: En general, estas vas se dividen de acuerdo a
sus etapas de construccin;
Vas de tierra: Seccin construida hasta el nivel de la sub-rasante, la cual
es transitable en tiempo de verano.
Vas revestidas: Seccin de la sub-rasante que posee una o varias capas
de material granular siendo transitable todo el tiempo.
Vas pavimentadas: Seccin que tiene construida totalmente la carpeta de
pavimento.
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18
Segn su Clasificacin Administrativa: Estas son independiente a las
caractersticas geomtricas del camino.
Nacionales: Costeadas ntegramente por el gobierno central las cuales se
encuentran a su cargo.
Vas Estatales: Construidas por el sistema de cooperacin el 50%
aportado por estado de la zona y el otro 50% por el gobierno central. Estas
vas generalmente quedan a cargo o bajo la administracin del estado.
Vas Urbanas: Son construidas por la cooperacin de los gobiernos
locales, regionales y el central, su conservacin y mantenimiento se
ejecuta por intermedio de los gobiernos locales.
Vas Rurales: Estas son construidas por cooperacin de sus habitantes, el
gobierno regional y el central, su conservacin y mantenimiento se ejecuta
por intermedio del gobierno regional y en algunos casos por el local.
Seccin Transversal
punto cualquiera de sta, es un corte vertical normal al alineamiento
horizontal. Permite definir la disposicin y dimensiones de los elementos que
forman la v
De acuerdo a la posicin de la explanacin respecto al terreno original las
secciones transversales se les clasifica como:
a) En corte
a1) En trinchera
a2) En ladera
b) En terrapln
c) A media ladera.
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Elementos de la Seccin Transversal
Las vas de comunicacin ya sean de tipo convencional o autopistas estn
conformadas por una serie de elementos que aparecen de modo casi
constante en ambos tipos, entre los cuales se tienen la plataforma, calzada,
carriles de circulacin, arcenes u hombrillos, bermas, brocales, entre otras.
La Plataforma: Segn Andueza (1999), la
destinada al uso de vehculos; incluye los hombrillos exteriores y los canales
arcenes plataforma.
La Calzada: Es la parte principal e irremplazable de la va, es decir, la
zona de rodadura de los vehculos, superficie pavimentada y con frecuencia,
posee dos zonas diferenciadas: los carriles de circulacin y los arcenes.
parte de la plataforma destinada al movimiento de los vehculos de la
excluyendo los hombrillos y los canales auxiliares.
Por otra parte, Kraemer y etal
plataforma de una carretera destinada a la circulacin segura y cmoda de
de la seccin transversal.
Otro aspecto importante en el diseo de la calzada es la inclinacin
transversal de la misma, valores del peralte determinados por las relacin
velocidad curvativa y valores del bombeo, este acentuado para remover
rpidamente las aguas que caen sobre la calzada, por otra parte, los tramos
con bombeos pronunciados son estticamente objetables e incmodos para
la conduccin de los vehculos, bombeos con ms del 2% son perceptibles
en el manejo de los vehculos.
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20
Los Canales de Trnsito: Son tambin llamados carriles de circulacin,
es la zona delimitada por pintura, que permite la circulacin de vehculos. Del
(p.197).
Canales Auxiliares: Estos forman parte de la plataforma, son contiguos a
la calzada, y estn destinados al estacionamiento de vehculos, a
operaciones de cambio de velocidad o para otros usos complementarios del
trnsito, entre estos se distinguen:
Canales de estacionamiento.
Canales de aceleracin.
Canales de desaceleracin.
Canales de giro (a la derecha o a la izquierda).
Cua: Cuando el ancho de canales o de la calzada vara, se llama cua a
la parte donde se realiza la transicin respectiva.
Ancho de los Canales de Transito: El ancho y el nmero de los canales
componentes de la calzada dependen fundamentalmente de los
requerimientos para satisfacer la demanda de trnsito con un especificado
nivel de servicio. Sin embargo tambin hay que tomar en cuenta la velocidad
de proyecto, la seguridad, la comodidad y consideraciones de tipo
econmico.
La AASHO considera conveniente fijar el ancho del carril en relacin con
la demanda de trfico, sugiriendo dimensiones de la calzada en funcin del
volumen y la velocidad estos que se pueden apreciar en el cuadro 2:
(TDP: Trfico diario promedio)
(VHP: Volumen horario de proyecto)
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Cuadro 2. Anchos Mnimos de Canales de Trnsito (m) Carreteras
Rurales
a) Locales y colectoras
Velocidad
de proyecto
Ancho mnimo, en mts, para canales de trnsito segn los
volmenes de diseo.
TDP actual TDP/Da VHP (VEH/Hora)
Km/h 400 100-200 200-400
30 2,70 3,00 3,00 3,00 3,30 3,60
50 2,70 3,00 3,00 3,00 3,30 3,60
65 3,00 3,30 3,30 3,30 3,30 3,60
80 3,00 3,30 3,30 3,30 3,60 3,60
95 3,30 3,30 3,30 3,30 3,60 3,60
b) b) Arteriales secundarias
Velocidad
de proyecto TDP actual TDP/Da VHP (VEH/Hora)
Km/h 400
30 3,00 3,00 3,00 3,30 3,60
50 3,00 3,00 3,00 3,30 3,60
65 3,00 3,30 3,30 3,30 3,60
80 3,00 3,30 3,30 3,60 3,60
95 3,30 3,30 3,30 3,60 3,60
110 3,30 3,30 3,30 3,60 3,60
c1) Arteriales principales de 2 canales
Velocidad
de proyecto
Ancho mnimo, en mts, para canales de trnsito segn los
volmenes de diseo.
TDP actual TDP/Da VHP (VEH/Hora)
Km/h 400
80 3,30 3,60 3,60 3,60 3,60
95 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60
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Continua Cuadro 2. Anchos Mnimos de Canales de Trnsito (m)
Carreteras Rurales
Velocidad
de proyecto
Ancho mnimo, en mts, para canales de trnsito segn los
volmenes de diseo.
TDP actual TDP/Da VHP (VEH/Hora)
110 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60
c2) Arteriales principales multicanales ancho normal = 3,60
d)Autopistas y vas expresas ancho normal = 3,60
Fuente: Andueza (1.999).
Los Hombrillos: Son tambin denominados arcn, es la zona
perteneciente a la calzada que sirve para usos de excepcin, como
detenciones por avera, facilitacin de la circulacin de vehculos de
emergencia, delimitada por pintura. Estos forman parte de la plataforma,
contiguas a la calzada, destinadas al estacionamiento eventual de los
vehculos, as lo expresa Andueza (1999). Adems de la funcin principal
anteriormente mencionada, los hombrillos proporcionan soporte lateral a las
capas del pavimento; proveen espacio adicional para evitar potenciales
accidentales o reducir su severidad, permiten un manejo ms cmodo,
aumentan la visibilidad en las curvas, se mejora la esttica de la va,
aumentan la capacidad y los volmenes de servicio, se incentiva la velocidad
uniforme y se protege a la calzada de la humedad.
Segn Kraemer y etal (2004), definen los hombrillos como:
La franja longitudinal de la carretera no destinada a la circulacin de vehculos, comprendida entre el borde exterior de la calzada y el borde de la plataforma, y que sirve para que los vehculos puedan realizar breves detenciones fuera de la calzada y que puedan rectificar su
Los hombrillos contiguos a lo largo de toda la carretera, tambin juegan un
papel esencial en la seguridad de las vas ya que permiten la mxima
capacidad de la seccin. Un ancho recomendable es de 3,05mts aunque en
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23
terrenos montaosos el ancho puede reducirse hasta 1,80mts. En carreteras
con bajo volumen de trfico pueden llevarse a 1,20mts. Entre los anchos
mnimos de hombrillos exteriores en carreteras rurales se tienen los que se
muestran a continuacin en el cuadro 3:
Cuadro 3. Anchos Mnimos de Hombrillos Exteriores (m) Carreteras
Rurales
a) Locales y colectoras
TDP actual VEH/Da VHP (VEH/Hora)
Velocidad 400 100-200 200-400
Ancho 0,60 0,60 1,20 1,80 2,40 2,40
b) Arteriales secundarias
TDP actual VEH/Da VHP (VEH/Hora)
Velocidad 400
Ancho 0,60 1,20 1,80 2,40 2,40
c1) Arteriales principales de 2 canales
TDP actual VEH/Da VHP (VEH/Hora)
Velocidad 400
Ancho 1,20 1,80 1,80 2,40 3,00
c2) Arteriales principales multicanales ancho mnimo = 2,40 a 3;00
d) Autopistas y va expresas ancho mnimo = 3,00
Fuente: Andueza (1.999).
Aqu tambin resulta importante fijar la pendiente transversal de los
hombrillos, usualmente estn inclinados hacia afuera de la calzada, a fin de
evacuar las aguas que caen sobre esta. Ahora bien, esta inclinacin no debe
involucrar peligro para el conductor.
Valores aceptables de la pendiente transversal de los hombrillos.
3 a 5% hombrillos pavimentados.
4 a 6% superficie de granzn o piedra picada.
8% superficie recubierta con hierba.
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La Berma: Son estructuras que consisten en bandas de terreno
despejado destinadas a mantener la calzada libre de slidos que pudieran
obstaculizar la circulacin de vehculos, como posibles piedras cadas de
taludes. Segn Kraemer y etal
de la carretera comprendida entre el borde exterior del arcn pavimentado
y l
sealizaciones, iluminacin, comunicaciones y las barreras de seguridad.
La Faja de Estabilizacin: Es una franja adicional a los hombrillos, (o a la
calzada cuando aquellos no existan) que se colocan del lado del terrapln.
Ella ofrece estabilidad al pavimento y permiten la colocacin de brocales,
diques, defensas y seales. En Venezuela el ancho tpico usado es de 0,60m
pero puede tener un valor mayor hasta 1,80m de acuerdo al uso al que se le
destine.
Los Brocales: Segn Andueza (1999), indica que:
Son elementos cuyas funciones pueden ser dificultar la salida de los vehculos de la plataforma, delinear los bordes de la misma, ofrecer una mejor apariencia de acabado, reducir el derecho de va, facilitar el desarrollo ordenado de las zonas adyacentes a la va, delinear las aceras y vas peatonales, reducir las operaciones de mantenimiento,
En este ltimo caso se les llama brocales cuneta. Estos pueden ser de dos
tipos:
De barrera: Son relativamente altos y empinados, varan de 15 a 25cms,
diseados para inhibir o por lo menos disuadir a los vehculos a salirse de
la va.
Los montables: Son bajos y con caras achaflanadas, diseados para que
los vehculos puedan cruzarlos relativamente con facilidad y en forma
segura a velocidades bajas.
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En todo caso debern evitarse los brocales de este tipo sobre todo en las
carreteras rurales y en aquellas vas urbanas con velocidades de proyecto de
80km/h o mayores.
Levantamiento Topogrfico
Segn Casanova (1999), los levantamientos topogrficos son una serie de
mediciones mediante el cual se determina las posiciones de los diferentes
puntos del terreno efectuados en campo que complementadas con los
clculos de oficina nos permite dibujar el plano con todos sus detalles. El
propsito de ellos es registrar los datos necesarios para representar
grficamente los rasgos topogrficos. A esta representacin de les denomina
plano o carta topogrfica.
Por otra parte Crespo (2005), establece que el levantamiento topogrfico
es el conjunto de operaciones realizadas sobre el terreno mediante el uso de
instrumentos adecuados, que posteriormente nos permitir la confeccin del
plano de cualquier zona.
Entre los tipos de levantamientos topogrficos se tiene:
Levantamiento de terrenos en general: Linderos, mide y divide superficies,
proyecta obras y construccin etc.
Topografa de vas de comunicacin: Permite estudiar y construir
carreteras, canales, lneas de transmisin, acueductos.
Topografa de minas: Tiene por objeto fijar y controlar la posicin de
trabajos subterrneos y relacionarlos con las obras superficiales.
Levantamiento catastrales: En las areas urbanas fija linderos estudia
obras urbanas.
Levantamiento areo: Se hacen por medio de la fotografa, y quien la
estudia es la fotogrametra.
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26
Etapas Bsicas en un Levantamiento Topogrfico.
Alcntara (1998), expone que antes de ir al campo, el topgrafo debe
estudiar con detenimiento el plan de operaciones, tomando en cuenta la
forma en que han de llevarse a feliz trmino; es decir , se debe elaborar una
secuencia de lo que ha de realizarse.
A) Trabajo en el campo: Consiste en ir al terreno, con el fin de recopilar
datos requeridos para la elaboracin del plano correspondiente, cumpliendo
una serie de fases:
1. Chequear el instrumento de medicin y hacer las correcciones
necesarias.
2. Una vez en el terreno, localizar o definir por medio de estacas o seales
de carcter permanente los puntos que van a servir de base al trabajo u
otros fines posteriores.
3. Medir las distancias entre puntos, as como tambin las mediciones
angulares (horizontales o verticales) necesarias para llevar a cabo el
proyecto.
4.
llevaran para tal efecto, como tambin un croquis previo del terreno
hecho.
B) Trabajo en oficina (clculos): Tambin es un factor de eficiencia, la
rapidez y exactitud para hacer los clculos; por ello es menester, tener
conocimientos completos de aritmtica, geometra, algebra y trigonometra.
Diferencias entre Topografa y Geodesia.
La diferencia est en los mtodos, procedimientos de medicin y clculo
que emplea cada una de estas ciencias, la topografa realiza sus trabajos en
porciones relativamente pequeas de la superficie considerndola como
plana, mientras que la Geodesia toma en cuenta la curvatura terrestre, pues
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27
sus mediciones son sobre extensiones muy grandes; Poblados, Estados,
Pases, Continentes y la Tierra misma.
Partes de la Topografa.
En las mediciones topogrficas, por la pequeez de la parte medida, no
influye para nada la curvatura de la superficie terrestre; es decir, que dentro
de cada regin o zona de terreno, puede considerarse la superficie como un
plano horizontal.
Ahora bien, en las mediciones topogrficas, corresponden las mediciones
horizontales y verticales respectivamente, a la primera operacin se le llama
Planimetra y a la segunda Nivelacin. Segn Casanova (1999), la
topogrfica se divide en dos grandes ramas como son:
Planimetra: Se refiere a la representacin en proyeccin, sobre un plano
horizontal imaginario de las superficies verdaderas del terreno, cuyas
operaciones y propsitos se pueden resumir en:
Determinar los linderos y vas de comunicacin, basndose en su
orientacin y longitud.
Parcelacin o participacin de terrenos.
Determinacin de reas, distancias y direcciones.
Altimetra: Esta tiene en cuenta las diferencias de nivel que existen entre
los diferentes puntos del terreno. Es el complemento de la planimetra en la
ejecucin de un levantamiento topogrfico, ya que para llevar a cabo sta
labor es necesaria la posicin de cada punto as como determinar su
elevacin.
Taquimetra: Estudia los mtodos y procedimientos de medicin y
representacin grafica de los elementos que componen las cadenas
planimtricas y altimtricas simultneamente.
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28
En conclusin, en un levantamiento topogrfico Planimtrico y Altimtrico
deben realizarse las siguientes operaciones:
Tomar la posicin de ciertos puntos fundamentales por medio de ngulos
y distancias en un plano horizontal.
Determinar las alturas de algunos puntos mediante la nivelacin.
Establecer un nmero de puntos, tanto altimtrico como planimtrico para
confeccionar el plano.
Determinar los detalles.
Calcular los ngulos, distancias, alturas entre otros.
Trnsito Vehicular
Salazar (1997), expresa que en la medida de lo posible, todas las
secciones para pavimentar deben estar dimensionadas de acuerdo con
aforos de trnsito confiables. Se sugiere el conteo del tipo y la distribucin de
vehculos. Para ello se deber conocer claramente el tipo, peso y
caractersticas de estos ltimos. Poner especial atencin a las probables
sobrecargas por ejes de los camiones. Dado que las condiciones de trnsito
son distintas para cada zona en particular, aun dentro de una misma ciudad.
Cuando se obtienen aforos vehiculares de manera rutinaria en lugares y
vialidades perfectamente identificadas, es posible elaborar tablas que
muestren el tipo de calle, perifrico, eje vial, patio de maniobra, etc., y los
volmenes del trnsito tanto actuales como aqul que el pavimento tendr
que soportar a lo largo de la vida del proyecto. Para ello se establecern los
factores de proyeccin resultantes al adoptar las tasas de crecimiento anual
previstas.
Una vez realizado lo anterior, se ver la conveniencia de transformar los
pesos por eje de vehculos a pesos por ejes equivalentes de 8.2 ton, a fin de
cuantificar las cargas de trnsito heterogneo en trminos de ejes sencillos
ya normalizados. Para ello se emplearn los factores de equivalencia que
-
29
consigna la ASSHTO. Cuando ya se conoce el nmero total de ejes sencillos
acumulados de 8.2 ton en la vida del proyecto, se procede a tipificar
normalmente los suelos existentes en la zona, destinada para la
construccin, as como las caractersticas del concreto que se emplear.
Para proyectos pequeos existen tablas y/o grficos que muestran los
espesores sugeridos para ciertas caractersticas del concreto a emplear y del
terreno de apoyo.
La Direccin de Vas (1982), expresa que una de las variables ms
importantes que afectan el comportamiento de un pavimento, es el trnsito,
por consiguiente, es necesario conocer el nmero y tipo de vehculos que
circulan por una va, cuyo objetivo es determinan los parmetros de trnsito
que se requieren para el diseo estructural de los pavimentos en carreteras y
autopistas. El efecto del trnsito que se toma en cuenta como repeticiones
acumuladas de la carga patrn de diseo, corresponde a 8.2 toneladas
(80KN 18.000 libras) por eje simple, aplicadas sobre dos ruedas estndar
dobles.
Segn Andueza (1999), la mayora de los componentes del diseo
geomtrico de una va dependen en gran medida del volumen y
caractersticas del trnsito que circula por ella.
Trnsito: Flujo de vehculos que circulan a travs de una va.
Volumen de trnsito: Nmero de vehculos que pasan por una seccin dada
de una va durante un perodo de tiempo especificado, puede expresarse en
veh/ao, veh/mes, veh/da, veh/hora, veh/min, etc.
Demanda de trnsito: Nmero de vehculos que desean pasar por una
seccin de una va durante un periodo de tiempo especificado.
Rata Horaria de flujo: Volumen de trfico en un periodo cualquiera
expresado como volumen horario.
Trnsito diario promedio (TDP): Es el promedio de los volmenes diarios
del trfico que pasa por una seccin de una va durante los 365 das del
-
30
ao. Generalmente se expresa en veh/da total para ambos sentidos de
circulacin.
TDP =
365
Conteos de trnsito: Estos son necesarios para conocer los volmenes del
trnsito, conteos de diferente duracin y en diverso sitios. El periodo y el
lugar dependen del propsito para la cual ser utilizado el volumen. As
mismo, la tcnica empleada van a depender del propsito y de los medios
disponibles los cuales pueden ser manuales o con maquina (contadores de
trnsito)
Andueza (1999), expresa que existe en el mercado una variedad de
contadores con diferentes formas de detencin; de manguera, magnticos,
radar, snico, lazos inductivos, clulas fotoelctricas, etc. La forma de
registrar el nmero de vehculos (o de ejes) tambin es variada pueden ser a
travs de; impresin con cinta de papel, perforacin en cintas aluminizadas,
registros con observaciones visuales y registros fotogrficos, etc.
Las estaciones de conteo pueden ser;
Estaciones permanentes; conteos en forma continua, todas las horas
del da y todos los das del ao.
Estaciones de cobertura 1; conteos en das laborables de 24 horas de
duracin una vez cada mes.
Estaciones de cobertura 5; conteos en das laborables de 24 horas de
duracin, 3 veces al ao (una vez cada 4 meses).
En algunas de las estaciones se obtienen los volmenes por sentido a
veces por canal. As mismo de obtienen datos sobre la composicin del
trnsito el cual se clasifica segn;
Vehculos livianos; Vehculos de 2 ejes y 4 ruedas.
Vehculos pesados; Autobuses y camiones con 6 ms ruedas.
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Debe considerarse que cuando el nmero de das es pequeo, el valor
calculado representa una estimacin muy pobre del TDP, sobre todo en las
carreteras rurales donde los patrones de viajes varan mucho de un da a
otro, de una semana a otra y de uno a otro mes, por lo tanto ser necesario
ajustar el valor calculado para obtener una estimacin ms confiable del TDP
verdadero utilizando la siguiente ecuacin:
TDP A =
N de das
TDP sin ajustar B =
N de das
Factor de ajuste = TDP ___ en ____ A
TDP sin ajustar en A
Donde
TDP B = TDP sin ajustar en B * factor de ajuste
Caractersticas del trnsito
El volumen del trnsito en una va vara ampliamente en forma horaria,
diaria, mensual y anual. La composicin (porcentaje de cada tipo de
vehculo) y la distribucin por direccin y por canal, dependen de numerosos
factores particularmente influyen el sitio y rea de influencia. Existiendo
diferencia entre las vas urbanas y rurales.
Vas Urbanas:
Los volmenes horarios en los das laborables presentan picos
pronunciados entre ciertas horas.
Los volmenes ms altos ocurren los das viernes y fines de semana
mientras que los das feriados disminuyen dichos valores.
Es ms notable la variacin del trfico en las pocas de vacaciones
estudiantiles ya que se nota cierta disminucin en los volmenes.
Durante las horas picos hay gran cantidad de trnsito por lo que se tener
presente la localizacin y diseo de las paradas.
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Por regulaciones legales, el trfico grande de camiones generalmente
ocurre fuera de las horas pico.
La presencia de peatones es caracterstica de muchas vas urbanas. Esto
hay que tomarlo en cuenta en el diseo de las aceras, pasarelas y otros
pasos peatonales.
Vas Rurales:
Generalmente no hay horas picos horarios pronunciados de volumen en
los das laborables.
Los volmenes ms altos ocurren los das viernes, los fines de semana y
los das festivos.
Durante las pocas de vacaciones ocurren mayormente los volmenes
mensuales.
El volumen de vehculos de transporte pblico es muy pocos
El trfico de camiones es relativamente uniforme durante las horas del da.
Volumen de diseo: se considera como prctico escoger el volumen de
una hora. Donde el volumen horario seleccionado para disear una va se
conoce como el volumen horario de proyecto.
VHP = Volumen horario de proyecto
Determinacin del VHP: Como a cada hora del da el volumen del trfico
es diferente y el volumen diario varia de un da a otro, resultando que gran
parte de las horas del ao son diferente, aparece la pregunta cul de ellas
escogemos para el diseo. Esto se define de la siguiente manera.
Realizar una grafica denominada volumen horario (% TDP) vs Horas,
Llevando a las abscisas las horas y a las ordenadas el volumen horario
expresado en porcentaje del TDP luego se traza una curva interceptando a la
hora 30 valor generalmente usado para el diseo de una carretera donde.
VHP = Volumen horario de proyecto = Volumen de la hora 30.
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Al valor ledo en la ordenada correspondiente a la hora 30 se le llama factor
de la hora 30 y se representa con la letra K.
Entonces: VHP = TDP * K
Volumen horario de proyecto direccional: El VHP viene expresado
normalmente en vehculos totales para ambas direcciones, pero el trfico no
se distribuye en forma balanceada sobre todo en las horas de mayor
volumen. Este ltimo es evidente en las reas urbanas donde las horas pico
coinciden con las horas de entrada y salida del trabajo.
Al porcentaje de trfico en la direccin de mayor flujo se le llama Factor de
distribucin direccional = D
D = VHP_____ canal_____ 2 * 100
VHP canal 2+VHP canal 1
Al proyectar una carretera debemos asegurar que esta ser capaz de
absorber el trfico en la direccin de mayor flujo, por lo que debemos estimar
dicho valor.
Volumen horario de proyecto direccional = VHPd = VHP * D
En carreteras rurales normalmente el factor D permanece con poca variacin
de ao a ao, por lo que su estimacin para el presente puede ser utilizada
para aplicarla al trfico futuro.
En el proyecto de mejora de una va se puede obtener D en base a conteos
direccionales del trfico en dicha va, si se trata de la construccin de una
nueva va, se puede obtener de una va similar cercana y preferiblemente
paralela.
Por otra parte el manual de vas (1982) indica otros factores a considerar en
el anlisis del trnsito.
Determinacin del trnsito actual: En el caso de vas existentes, donde
se cuenta con datos estadsticos, el trnsito actual se obtiene proyectando la
tendencia de los mismos para la fecha actual. En el caso de vas que van a
ser mejoradas el trnsito actual estara compuesto por el existente antes de
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la mejora, ms el trnsito atrado de otra vas. En el caso de vas nuevas
todo el trnsito ser atrado.
Tasa de crecimiento (TC): Es el crecimiento anual del volumen de
trnsito en una va expresado en porcentaje, se determina en base a los
datos de las estaciones de conteos.
Proyeccin de trnsito: se determina a travs de la siguiente ecuacin.
PDTn = PDTo (1 + TC)n
Donde
PDTn = Volumen diario de vehculos para el ao n.
PDTO = Volumen diario de vehculos para el ao inicial del perodo
considerado.
TC = Tasa de crecimiento expresada en forma decimal.
N = Nmero de aos del periodo considerado.
Canal de diseo: Es aquel que est sometido a las condiciones ms
severas de carga y por lo tanto ser el que controle el diseo del pavimento.
En una carretera de dos vas con trnsito balanceado, es cualquiera de los
dos canales de circulacin. En vas de varios canales, el canal de diseo
corresponde al canal de circulacin lenta del sentido ms cargado. En vas
mltiples canales con isla central y trnsito des balanceado puede
seleccionarse un canal de diseo para cada sentido.
Factor canal (C): Es la relacin porcentual referida al total de vehculos
pesados que expresa el volumen de ellos que utilizar el canal de diseo.
Cuando se carece de informacin sobre la distribucin del trnsito, se puede
utilizar los valores del factor canal dado en el cuadro 4:
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Cuadro 4. Porcentaje de Camiones en el Canal de Diseo y Factor
Canal (C)
Nmero de canales de
circulacin en los dos
sentidos
Factor canal (C)
2 0,50
4 0,45
6 ms 0,4,0
Fuente: Direccin de Vas (1.982)
Perodo de anlisis: Es el perodo seleccionado para la comparacin de
las diversas alternativas de diseo, generalmente veinte aos.
Perodo de diseo: Perodo seleccionado para el cual se disea el
pavimento, generalmente vara entre cinco y veinte aos, al final del perodo
de diseo puede esperarse que el pavimento requiera una carpeta asfltica
de refuerzo para restaurar su capacidad de servicio.
El perodo de dise no debe ser confundido con la vida til del
pavimento, ni con el periodo de anlisis, este ultimo puede comprende varios
perodos de diseo, como el caso de pavimentacin por etapas. Por otra
parte, la vida de un pavimento puede extenderse indefinidamente con la
colocacin de carpetas de refuerzos y otras medidas de rehabilitacin.
El Suelo y su Origen
Tal como lo afirma Baon (2000), el suelo ha sido definido como un
(p.1). Si nos adentramos en el campo de la ciencia y la tcnica esta
definicin se difumina, adoptando diferentes disciplinas. As, para un
ingeniero geotcnico, el suelo es un material que a diferencia de la roca
presenta una modificacin en sus propiedades ante la presencia del agua,
para el constructor no es ms que todo aquel material que puede ser
excavado sin emplear explosivos.
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En este sentido Crespo (2005), seala que el:
Suelo es una delgada capa sobre la corteza terrestre de material que proviene de la desintegracin y/o alteracin fsica y/o qumica de las rocas y de los residuos de las actividades de los seres vivos que sobre
En cualquier caso, el suelo es el soporte ltimo de todas las obras de
infraestructura, por lo que es necesario estudiar su comportamiento ante la
perturbacin que supone cualquier asentamiento, en nuestro caso el de una
carretera.
Los suelos provienen de la alteracin tanto fsica como qumica de las
rocas ms superficiales de la corteza terrestre. Este proceso es llamado
meteorizacin, favorecen el transport de los materiales alterados que se
depositan posteriormente formando alterita, a partir del cual y mediante
diversos procesos se consolida el suelo propiamente dicho. Sus principales
caractersticas se deben a su composicin qumica y mineralgica, el tamao
de sus partculas, la forma de sus partculas, su peso especfico, su
contenido de humedad y la estructura de su masa.
Clasificacin de los Suelos
El Departamento de caminos Pblicos de USA (Bureau of Public Roads)
introdujo en 1929 uno de los primeros sistemas de clasificacin, para evaluar
los suelos sobre los cuales se construiran las carreteras. En 1945 fue
modificado y a partir de entonces se les conoce como Sistema AASHO y
recientemente AASHTO. Este sistema describe un procedimiento para
clasificar los suelos en siete grupos, basndose en las determinaciones de
laboratorio segn la composicin granulomtrica, lmite lquido e ndice de
plasticidad. La evaluacin de cada grupo, se hace
los suelos granulares y otra por los suelos de granulometra fina, limo
arcillosos.
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IG = (F 35) (0,2 + 0,005 (WI 40)) + 0,01 (F 15) (IP 10)
Donde:
F: Porcentaje que pasa por 0,08mm, expresado en nmeros enteros basado
solamente en el material que pasa por 80mm.
WI: Lmite Lquido.
IP: ndice de Plasticidad.
El grupo de clasificacin, incluyendo el ndice de grupo, se usa para
determina la calidad relativa de suelos de terraplenes, material de
subrasante, subbases y bases. Disponiendo de los resultado de los ensayos
requeridos.
Este mtodo define:
Grava: Material que pasa por 80 mm y es retenido en tamiz N 2.
Arena gruesa: Material comprendido ente 2 mm y 0,5 mm.
Arena fina: Material comprendido ente 0,5 mm y 0,08 mm.
Limo arcilla: Material que pasa por tamiz 0,08 mm.
El termino material granular se aplica a aquellos con 35% o menos bajo
tamiz 0,08 mm; limoso a los materiales finos que tiene un ndice de
plasticidad de 10 menor; Los arcillosos se aplican a los materiales finos
que tienen ndice de plasticidad entre 11 mayor; El material limo arcilla
contiene ms del 35% bajo el tamiz 0,08 mm.
Cuando se usan ndices de grupo de los subgrupos A-2-6 y A-2-7, usar
solamente el trmino del ndice de plasticidad de la frmula.
Cuando el suelo es NP cuando el lmite lquido no puede ser
determinado, el ndice de grupo se debe considerar (0).
Si un suelo es altamente orgnico (turba) puede ser clasificado como A-8
slo con una inspeccin visual, sin considerar el porcentaje bajo 0,08 mm,
lmite lquido e ndice de plasticidad. Generalmente es de color oscuro,
fibroso y olor putrefacto.
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Ensayos de Laboratorio
Conocido los principales tipo de suelos existentes, el siguiente paso es
establecer una serie de procedimientos cientficos que permitan
caracterizarlos en funcin de las diferentes propiedades fsicas, qumicas y
mecnicas. Baon (2000), establece que es necesario efectuar una serie de
pruebas o ensayos basados en las normas respectivas como son: ASTM,
ISO, COVENIN la AASHTO, los cules clasifican los materiales ptreos y
suelos que se utilizan en la construccin de pavimentos. Segn Gonzales
(1991), expresa que es importante que un ensayo de suelo sea bueno y
eficiente, debiendo cumplir varias condiciones entre ellos se mencionan:
Contenido de Humedad: Es la relacin entre el peso del agua contenida
en una masa dada de suelo y el peso de las partculas solidas expresada en
porcentaje. La cantidad de material a emplearse depender en general del
tamao mximo de las partculas y de las condiciones de que la muestra sea
representativa del lote para el cual se hace la determinacin. Segn lo
normado por la AASHO T-93, este ensayo consiste en el secado al horno a
una temperatura de 105C ms o menos 5C.
El tiempo de secado requerido dependen del tipo de suelo, del tamao de
la muestra y otros factores, cuyas cantidades recomendadas para las
determinaciones rutinarias del contenido de humedad de los suelos son las
indicadas en cuadro 5.
Cuadro 5. Contenido de Humedad segn su Tamao Mximo.
Tamao mximo Peso mnimo (gr)
Pasa N 10 (2,00mm) 10
Pasa N 4 (4,76mm) 50
2,7mm) 250
1000
Fuente: Gonzales (1.991).
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Peso especfico: Es la relacin del peso del aire de un volumen dado de
partculas de suelo a una temperatura determinada, al peso en el aire de un
volumen igual de agua desairada a esa misma temperatura. Este ensayo
permite determinar otras caractersticas tales como: porosidad, relacin de
vacios, saturacin, etc., segn la norma AASHO T-100.
La muestra de suelo puede ensayarse con el contenido de humedad
natural o secada al horno; sin embargo algunos suelos particularmente
aquellos que tienen alto contenido de material orgnico algunas veces son
muy difciles de rehumedecer despus de que han sido secado al horno, en
cuyo caso el peso de la muestra seca se determina al final del ensayo. Para
determinar el peso especfico se toma una muestra representativa pasante
del tamiz N 8, tomando en cuenta que si las partculas son de dimetros
mayores y menores a la abertura del tamiz se determinara el peso especfico
para fraccin gruesa y fina.
El peso especfico para la fraccin gruesa retenida en tamiz N 8 consiste en:
Lavar la muestra eliminando todas las impurezas y secarla al horno.
Colocar la muestra en un recipiente este sumergido en agua por un
periodo de 24 horas, dejarla reposar y secar la muestra con la ayuda de
un pao absorbente.
Una vez que la misma est en condiciones de saturacin con superficie
seca se pesa nuevamente y se lleva al horno para obtener el peso
constante.
El peso especfico para las fracciones finas pasante del tamiz N 8 consiste
en:
Colocar la muestra en un picnmetro previamente calibrado, agregar agua
destilada y llevar a bao de mara entre 30 y 35 C.
Luego proceder a retirar el agua dentro del picnmetro con la ayuda de
una pipeta cuidando de extraer parte de la muestra.
Pesar la muestra dentro del picnmetro y tomar la temperatura.
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Transferir la muestra evitando la prdida de material y llevar al horno para
obtener el peso constante.
Anlisis Granulomtrico: Tiene por objeto la determinacin cuantitativa
por cernido de la distribucin de los tamaos de las partculas de suelo y la
proporcin de estos en relacin al porcentaje de la masa total de la muestra.
Este ensayo se realiza a travs del cribado por malla con el uso de una
tamizadora mecnica el cual separa en diferentes fracciones los granos de
tamao superior a 0.075mm. (Tamiz N 200), esto es, los elementos arenas,
gravas y fragmento. Su preparacin segn la norma AASHO T-88 consiste
en:
Colocar una muestra de suelo dentro del horno hasta obtener un peso
constante.
Colocar dentro de la cuarteadora la muestra de suelo y bajar la palanca de
la tamizadora mecnica por un espacio de 10 minutos.
Tomar una de las bandejas de la cuarteadora obteniendo as la muestra
respectiva.
Determinar el peso de la muestra seca en cada tamiz y anotar el valor
sobre una planilla restando el peso total de muestra.
Limite Lquido (Ll): Segn Gonzales (1991), expresa que es el contenido
de humedad expresado en porcentaje con respecto al peso seco de la
muestra, en el cual el suelo cambia de un estado lquido a plstico
adquiriendo una resistencia al esfuerzo cortante. Esta norma permite
determinar el lmite lquido de una muestra pasante del tamiz N 40, de
acuerdo a la norma AASHO T-89 su preparacin consiste:
En llevar al horno una muestra representativa de aproximadamente 100 gr
de la porcin que pasa este tamiz para obtener el peso seco
Luego se humedece la muestra con agua destilada hasta obtener una
muestra pastosa uniforme y sin burbujas de aire.
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Colocarla sobre la copa de Casagrande abriendo una ranura en la muestra
y golpendola 2 veces por segundo hasta que los bordes de la ranura se
unan aproximadamente 1cm.
Tomar una muestra representativa abarcando ambos bordes, pesarla y
llevarla al horno a temperatura 105 ms o menos 5 C.
Repetir el procedimiento variando el contenido de agua del suelo,
realizando tres ensayos en los cuales el nmero de golpes este
comprendido entre 10 a 20, 20 a 30 y 30 a 40 golpes respetivamente para
cerrar la ranura en un centmetro.
Limite Plstico (Lp): Es el contenido de humedad expresado en
porcentaje con respecto al peso seco de una muestra de suelo cohesivo por
debajo del cual pierde su plasticidad y cambia de un estado plstico a un
estado semi-solido, tambin se puede definir como el ms bajo contenido de
humedad que permite moldar un cilindro sin que se rompa hasta que tenga
solamente un dimetro de 3mm.
ndice de Plasticidad (Ip): Es el rango de contenido de humedad para el
cual el suelo cohesivo se comporta plsticamente, es decir, se puede
moldear sin que se agriete ni se desmorone.
ndice de Contraccin: Se define como contenido de humedad para el
cual el material est sufriendo contraccin por secado y pierde su plasticidad.
La norma AASHO T-90 define que para determinar estos ltimos ensayos se
procede a:
Tomar una muestra representativa del suelo, llevarlo al horno a una
temperatura de 110C hasta obtener la temperatura constante.
Posteriormente se procede a colocar la muestra en un vidrio y mezclar con
agua destilada hasta obtener una consistencia pastosa uniforme y sin
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burbujas de aire. Dejar reposar por un tiempo de 12 horas ms para que
la humedad se distribuya uniformemente.
Tomar la muestra y dividirla en varias partes, amasarla con la palma de la
mano sobre un vidrio formando una hebra de dimetro aproximadamente
3mm.
El amasando deber hacerse dando de 80 a 90 recorrido por minuto hasta
que se fragmente en varios pedazo, para luego llevarlas al horno y obtener
el peso constante.
Lmite de Contraccin: Belandria (1996), lo define como al contenido de
humedad que tendra una muestra de suelo seco, si todos sus vacios
estuviesen llenos de agua. De igual manera, la podemos definir como el
contenido de humedad que correspondera a un suelo cohesivo que ya no
pierde ms volumen por suelo secado. La relacin de contraccin de este
suelo es la relacin entre un cambio dado de volumen y el cambio
correspondiente en el contenido de humedad por encima del lquido
contraccin, segn lo normalizado por la AASHO T-91.
El procedimiento para determinar este ensayo consiste en:
Tomar una muestra representativa previamente secada al horno, colocarla
sobre una capsula y mezclarla con agua destilada.
Dejar reposar por un tiempo de 12 horas, llenar el recipiente volumtrico
en tres capas de aproximadamente 1/3 cada una, previamente recubierto
con vaselina de petrleo para evitar grietas durante el secado.
Pesar la muestra en la capsula, dejarla reposar por un tiempo de 12 horas
al medio ambiente hasta que cambie de color (de oscuro a claro).
Posteriormente llevarla al horno por un tiempo de 24 horas, tomar su peso
constante.
Determinar el volumen de la pastilla seca con la ayuda de un vernier,
llevarla a un recipiente con mercurio presionndola con una placa de vidrio
de 3 apoyos para que la pastilla quede completamente sumergida.
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Retirar la pastilla para medir el mercurio sobrante y determinar el volumen
dos.
Compactacin: Consiste en determinar el contenido de humedad ptimo
y el peso especfico seco mximo de una muestra de suelo pasante del tamiz
reduccin de vacios e incremento del peso volumtrico seco de la masa de
suelo, segn con la norma AASHO T-180-99 se logra.
Establecer un contacto ms firme entre las partculas haciendo a la masa
de suelo ms estable y resistente.
Aumentar la capacidad de soporte.
Disminuir la permeabilidad.
Disminuir la capacidad de deformacin.
El mismo consiste en:
Dividir una muestra en cinco fracciones entre 6 kg 8 kg, colocar en bolsa
plsticas por un lapso de tiempo de 24 horas con el fin de lograr una
mezcla homognea.
Tomar una de las fracciones colocarla dentro de un molde cilndrico
proctor y collarn de extensin, golpendola con un martillo de goma en
forma de espiral.
Retirar el collarn y pesar la muestra compactada.
Extraer el suelo del molde tomar una porcin del corazn de la muestra,
pesarla llevarla al horno por un espacio de 24 horas y tomar es peso seco.
Ensayo de Soporte California C.B.R: Este ensayo consiste en medir la
resistencia a la penetracin de un suelo cuyas condiciones de densidad y de
contenido de humedad estn cuidadosamente controladas. La presin de
hundimiento de un pistn es 19,355 cm2
se comparan los valores estndar obtenidas con una muestra de piedra
picada. La penetracin debe hacerse a la velocidad de 1,27 mm/min. El
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C.B.R usual se calcula a 2,54 mm y 5,08 mm de penetracin y se retiene el
valor ms elevado. Este ensayo puede realizarse con muestras perturbada,
con muestras intactas tambin directamente en sitio segn la AASHO T-
180-70.
El ensayo con muestra perturbada es el ms usual y se efecta con
material cuyo conten
