Diseño Pav Flexible

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA CIVIL, ARQUITECTURA Y DISEÑO

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL

MEJORAMIENTO DE LA VÍA PUCUNLA YUQUISH, Y DISEÑO DE L PAVIMENTO FLEXIBLE, DEL TRAMO CON ABSCISA 3+200 HAS TA

6+400.

TRABAJO DE INVESTIGACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL

AUTOR: XAVIER MARCELO ARÉVALO MOSCOSO

DIRECTOR: ING. FEDERICO CORDOVA

2014


1

DECLARACIÓN

Yo, Xavier Marcelo Arévalo Moscoso, declaro bajo juramento que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado

o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se

incluyen en este documento.

Xavier Marcelo Arévalo Moscoso

CI. 010357225-1


2

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Xavier Marcelo Arévalo

Moscoso bajo mi supervisión.

Ing. Federico Córdova

DIRECTOR


3

DEDICATORIA

A Dios, por darme fuerzas en los momentos más difíciles de mi vida, a mi abuelita Victoria Gomezcoello, mis padres Cecilia Moscoso y Vicente Arévalo,

hermanos Verónica y Mauricio, mi sobrina Victoria Estefanía, por todo el apoyo y cariño que me han brindado a lo largo de mi vida,

y de manera especial a mis primos Christian Moscoso, Daniel Moscoso y Andrés Moscoso, que desde el cielo se han convertido en mi mayor fuente de Inspiración

para alcanzar esta meta.


4

AGRADECIMIENTO

Al Ing. Esteban Bermeo, por ser mi guía hacia el camino profesional, al Ing. Federico Córdova por la orientación y asesoría brindada, a mis compañeros Medardo, Juan Carlos, Karina, Rene y Clarivel por brindarme su amistad en todos

estos años.


5

ÍNDICE DE CONTENIDO

DECLARACIÓN I

CERTIFICACIÓN II

DEDICATORIA III

AGRADECIMIENTO IV

ÍNDICE V

LISTA DE FIGURAS XII

LISTA DE TABLAS XIV

LISTA DE ANEXOS XVII

RESUMEN XVIII

ABSTRACT XIX

INTRODUCCIÓN XX

CAPÌTULO I

GENERALIDADES

1.1 Ubicación geográfica 21

1.2 Descripción del proyecto 22

1.3 Condiciones Climáticas 23

1.3.1 Temperatura 23

1.3.2 Pluviosidad 23

1.4 Hidrografía 24

1.5 Suelo 25

1.6 Importancia y justificación del proyecto 26

CAPÌTULO II

LEVANTAMIENTO TOPOGRAFICO

2.1 Introducción 28

2.2 Reconocimiento General de la ruta 28


6

2.3 Levantamiento de la franja topográfica de la vía 28

2.4 Trazado de la poligonal 29

2.5 Nivelación 29

2.5.1 Proceso y cálculo de la nivelación 30

2.5.2 Comprobación y Tolerancia 30

2.6 Cálculo de Coordenadas 30

CAPÌTULO III

ESTUDIO DE SUELOS

3.1 Tipos de suelos y propiedades mecánicas asociadas 31

3.2. Toma de muestras 32

3.3 Ensayos de laboratorio 32

3.3.1 Análisis Granulométrico 33

3.3.2 Límites de consistencia 33

3.3.3 Límite líquido 34

3.3.4 Limite plástico 34

3.3.5 Índice Plástico 34

3.3.6 Contenido de Humedad 35

3.3.7 Determinación de CBR 36

3.3.8 Grado de compactación 36

3.4 Resultados de análisis de laboratorio 37

CAPÌTULO IV

ESTUDIO DE TRÁFICO

4.1 Estudio de tráfico 38

4.2 Tráfico Actual 38

4.3 Población futura 39


7

4.3.1 Método Geométrico 41

4.4 Determinación de TPDS 41

4.5 Determinación de TPDA 41

4.6 Tráfico proyectado 42

4.7 Tráfico por desarrollo 42

4.8 Cálculo del TPDA proyectado 43

4.9 Justificación del orden de la vía 43

CAPÌTULO V

DISEÑO HORIZONTAL DE LA VIA

5.1 Dibujo de plano acotado 44

5.2 Diseño 44

5.2.1 Criterio de Diseño 45

5.2.2 Técnicas de Diseño Horizontal 45

5.2.3 Velocidad de Diseño 45

5.3 Distancia 46

5.3.1 Distancia de Visibilidad 46

5.3.2 Distancia de Visibilidad para la Parada de un vehículo 47

5.3.3 Distancia de visibilidad para el rebasamiento de un vehículo 49

5.3.4 Distancia de Visibilidad en las Curvas Horizontales 50

5.3.5 Distancia de Visibilidad Lateral 52

5.4 Peralte 53

5.4.1 Magnitud del Peralte 56

5.4.2 Desarrollo del Peralte 56

5.5 Curvas 60

5.5.1 Grado de Curvatura 60

5.5.2 Radio mínimo de curvatura horizontal 61


8

5.5.3 Curvas Circulares simples 61

5.6 Sobre ancho 63

5.6.1 Obtención del Sobre ancho 64

5.7 Replanteo 65

5.7.1 Localización del Eje del Proyecto en el campo 66

CAPÌTULO VI

DISEÑO VERTICAL DE LA VIA

6.1 Trazado del perfil Longitudinal. 67

6.2 Proyecto de la Rasante. 67

6.3 Gradientes 67

6.3.1 Gradientes mínimas 68

6.4. Curvas verticales 68

6.4.1 Curvas Verticales Convexas 69

6.4.2 Curvas verticales Cóncavas 71

6.5 Cálculo de las curvas 73

CAPÌTULO VII

DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLE

7.1 Introducción 74 7.2 Descripción del método de diseño 74 7.3 Variables de entrada 74

7.3.1 Variables de tiempo 74 7.3.2 Tránsito 75 7.3.3 Confiabilidad 75 7.3.4 Criterios de adopción de niveles de serviciabilidad 76 7.4 Parámetros de diseño 76


9

7.4.1 Período de diseño 76 7.4.2 Desviación estándar (So) 76

7.4.3 Módulo de resilencia (Mr) 76 7.4.4 CBR de diseño 77

7.4.5 Conversión de tránsito en ESALs 78

7.4.6 Cálculo del número de ejes equivalentes de 8.2 ton (w18) 78

7.5 Propiedades de los materiales del pavimento y determinación de 79

espesores

7.6 Coeficiente de drenaje 79

7.7 Estructura del pavimento flexible 80

7.7.1 Concreto asfáltico 82

7.7.2 Imprimación 83

7.7.3 Capa de base 83

7.7.4 Capa de sub base 84

CAPÌTULO VIII

DRENAJE

8.1 Introducción 85

8.2 Estación meteorológica 85

8.3 Determinación de la intensidad 86

8.4 Drenaje longitudinal 88

8.4.1 Cunetas 88

8.4.1.1 Diseño hidráulico 88

8.5 Drenaje transversal 92

8.5.1 Alcantarillas 92

8.5.2 Diseño hidráulico 93


10

CAPÌTULO IX

PRESUPUESTO

9.1 Resumen de Presupuesto 94

CAPÌTULO X

IMPACTO AMBIENTAL

10.1 Objetivo 96

10.2 Análisis del impacto ambiental 96

10.3 Descripción del entorno ambiental del proyecto o línea base 96

10.3.1 Determinación de las áreas de influencia 96

10.3.1.1 Área de influencia directa (AID) 96

10.3.1.2 Área de influencia indirecta (AII) 97

10.3.2 Medio físico 97

10.3.2.1 Clima 97

10.3.2.2 Precipitación 97

10.3.2.3 Humedad relativa 98

10.3.2.4 Viento 98

10.3.2.5 Calidad de aire 98

10.3.2.6 Ruido 98

10.3.2.7 Geología 99

10.3.2.7.1 Formaciones Geológicas 99

10.3.2.8 Hidrología superficial y calidad de agua 99

10.3.3 Medio biótico 99

10.3.3.1 Flora 99

10.3.3.2 Fauna 101

10.3.4 Medio perceptual 101

10.3.4.1 Paisaje 102


11

10.3.5 Medio socioeconómico 102

10.3.5.1 Factores demográficos 102

10.3.5.1.1 Población 102

10.3.5.2 Factores sociales 103

10.3.5.2.1 Salud 103

10.3.5.3 Factores económicos 104

10.3.5.3.1 Infraestructura y servicios 104

10.3.5.3.1.1 Energía eléctrica y servicio de telefonía 104

10.3.5.3.1.2 Agua potable 105

10.3.5.3.1.3 Servicio de alcantarillado 105

10.3.5.3.1.4 Servicio de recolección de basura 106

10.3.5.3.1.5 Transporte 106

10.4 Identificación de los factores ambientales 106

10.4.1 Resumen de impactos 107

10.4.2 Evaluación de impactos ambientales 109

10.4.3 Valoración parámetros de la matriz importancia 112

10.4.4 Costo total de implementación de medidas de mitigación 115

10.4.4.1 Matriz del plan de manejo ambiental y mitigación 116

CONCLUSIONES 122

RECOMENDACIONES 123

BIBLIOGRAFÍA 124

ANEXOS 125


12

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Ubicación del cantón Nabón 21

Figura 2. Ubicación de la vía Pucunla Yuquish 22

Figura 3. Caracterización Climática del cantón Nabón 23

Figura 4. Distribución de precipitaciones en el cantón Nabón 24

Figura 5. Hidrología del cantón Nabón 25

Figura 6. Pendientes 26

Figura 7. Perfiles trasversales de una franja topográfica 29

Figura 8. Carta de plasticidad 34

Figura 9. Contenido de humedad de una muestra de suelo 35

Figura 10. Diseño Horizontal de la vía Pucunla Yuquish tramo 3+200 44

hasta 6+400

Figura 11. Distancia Media de visibilidad de rebasamiento de un vehículo 49

Figura 12. Componentes para el cálculo de la distancia de visibilidad en curvas 50

horizontales

Figura 13. Construcción gráfica de las fronteras de corte de visibilidad 52

Figura 14. Distancia mínima necesaria para la visibilidad lateral 53

Figura 15. Estabilidad de vehículo en las curvas 54

Figura 16. Coeficiente de Fricción Lateral para proyecto a diferentes 56

velocidades

Figura 17. Desarrollo del peralte 57

Figura 18. Desarrollo del peralte 59

Figura 19. Transición del peralte 59

Figura 20. Elementos de una curva circular simple 61

Figura 21. Trayectoria de las ruedas traseras respecto a las delanteras 63

Figura 22. Desarrollo del Sobreancho 65


13

Figura 23. Curvas verticales convexas 69

Figura 24. Curvas verticales Cóncavas 71

Figura 25. Elementos de curvas verticales 73

Figura 26. CBR de diseño 77

Figura 27. Elementos estructurales del pavimento flexible 80

Figura 28. Valores de las diferentes capas que forman el pavimento flexible 81

(para el año 2022)

Figura 29. Valores de las diferentes capas que forman el pavimento flexible 81

(para el año 2032)

Figura 30. Estructura de pavimento flexible 81

Figura 31. Coeficiente estructural para el concreto asfáltico 82

Figura 32. Coeficiente estructural para la base 83

Figura 33. Coeficiente estructural para el material de sub base 84

Figura 34. Esquema de la vía Pucunla Yuquish 85

Figura 35. Curva de intensidad 87

Figura 36. Elementos de una alcantarilla 93

Figura 37. Área de bosque y vegetación Protectora-Cantón Nabón 100

Figura 38. Localización y área aproximada de cobertura de salud del cantón 104

Nabón

Figura 39. Cuneta propuesta para cálculo 173

Figura 40. Tubería propuesta para cálculo 176


14

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Coordenadas del proyecto 21

Tabla 2. Coordenadas de inicio y fin del tramo en estudio 22

Tabla 3. Tipos de suelos y simbología 31

Tabla 4. Clasificación de suelos según su consistencia 33

Tabla 5. Clasificación de suelos para infraestructura de pavimentos 36

Tabla 6. Resumen de resultados 37

Tabla 7. Conteo Vehicular 38

Tabla 8. Población de la comunidad Shiña y Rañas- parroquia Nabón 39

Tabla 9. Datos censales cantón Nabón 40

Tabla 10. Tasas de crecimiento cantón Nabón 40

Tabla 11. Clasificación de carreteras en función del tráfico proyectado 43

Tabla 12. Velocidades de Diseño del M.T.O.P según la clasificación de la vía 46

Tabla 13. Distancias de visibilidad mínimas para un vehículo 49

Tabla 14. Distancias de visibilidad para el rebasamiento en condiciones de 50

seguridad para carreteras de 2 carriles

Tabla 15. Gradiente longitudinal (i) 58

Tabla 16. Valores de diseño de peralte y longitudes de transición para 60

una velocidad de 40 Km/h

Tabla 17. Cálculo de Sobreancho para diferentes radios 65

Tabla 18. Valores de diseño de las Gradientes 67

Tabla 19. Curvas verticales convexas 70

Tabla 20. Valores mínimos de diseño del coeficiente K (curvas convexas) 70

Tabla 21. Curvas verticales cóncavas mínimas 72

Tabla 22. Valores mínimos de diseño del coeficiente K (curvas cóncavas) 72

Tabla 23. Períodos de análisis recomendados 75


15

Tabla 24. Confiabilidad recomendada 75

Tabla 25. Valores de desviación normal para niveles seleccionados 75

de confiabilidad

Tabla 26. Valores de CBR para diseño 77

Tabla 27. Factor de distribución por trocha (LD) 79

Tabla 28. Espesores mínimos de concreto asfáltico y base granular 79

Tabla 29. Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles 80

Tabla 30. CBR para capas que conforman el pavimento flexible 83

Tabla 31. Datos de estación meteorológica 86

Tabla 32. Valores para obtener curva de intensidad 87

Tabla 33. Velocidades de acuerdo al material 88

Tabla 34 Coeficientes de rugosidad 90

Tabla 35. Coeficientes de escorrentía 91

Tabla 36. Coeficientes de escorrentía para pavimento 91

Tabla 37. Especies vegetales más comunes de los humedales –Cantón Nabón 100

Tabla 38. Aves vistas en la zona 101

Tabla 39. Mastofauna presente en la zona de estudio 101

Tabla 40. Cantón Nabón: población cantonal por sexo 103

Tabla 41. Cobertura del servicio de electricidad por parroquias 105

Tabla 42. Cobertura del servicio de agua potable 105

Tabla 43. Cobertura del servicio de alcantarillado 106

Tabla 44. Cobertura del servicio de recolección de basura 106

Tabla 45. Factores ambientales 107

Tabla 46. Impactos considerados durante la fase de construcción 108

Tabla 47. Impactos considerados durante la fase de funcionamiento 109

Tabla 48. Valoración de parámetros 112

Tabla 49. Costos de implementación de medidas 115


16

Tabla 50. Consumo de combustibles 152

Tabla 51. Datos estación de conteo permanente de cumbe 153

Tabla 52. Datos de matriculación vehicular (provincia del Azuay) 160

Tabla 53. Factores equivalentes de carga eje simple 180

Tabla 54. Factores equivalentes de carga eje tándem 181


17

LISTA DE ANEXOS

ANEXO 1. Resultado de estudio de suelos en laboratorio 126

ANEXO 2. Cálculo de la población futura 147

ANEXO 3. Cálculo del TPDS 149

ANEXO 4. Cálculo del TPDA 151

ANEXO 5. Cálculo del tráfico proyectado 155

ANEXO 6. Cálculo del tráfico por desarrollo 157

ANEXO 7. Cálculo del TPDA proyectado 159

ANEXO 8. Curvas Horizontales 163

ANEXO 9. Curvas verticales y volúmenes de corte y relleno 165

ANEXO 10. Drenaje: Cálculo cunetas longitudinales 172

ANEXO 11. Drenaje: Cálculo de alcantarillas 175

ANEXO 12. Diseño de pavimento: Cálculo de ESALs 178

ANEXO 13. Diseño de pavimento: Cálculo de pavimento flexible 184

ANEXO 14. Planos 188


18

RESUMEN

El presente trabajo de investigación va encaminado a satisfacer las necesidades de movilidad de los pobladores de las comunidades de Shiña y Rañas pertenecientes al cantón Nabón.

En la actualidad la vía se encuentra en malas condiciones y presenta deficiencias en su trazado y drenaje. En base a éstas características es que se presenta un diseño de mejoramiento tomando en consideración los flujos vehiculares presentes y futuros que harán uso de la misma.

El trabajo contiene estudios y diseños, todos ellos basados en aspectos de seguridad vial, economía, parámetros técnicos y parámetros ambientales, pero siempre considerando y respetando las normas emitidas por el Ministerio de Transporte y Obras Públicas del Ecuador.

El proyecto tiene una longitud aproximada de 22 Km y que para el estudio se ha dividido la vía en tres tramos, cada uno de aproximadamente 3200m poniendo especial cuidado en el diseño de pavimento y diseño hidráulico con el fin de cuidar su construcción y que esta cumple con el tiempo de vida útil para el que fue diseñado.

PALABRAS CLAVE

Vía, drenaje, pavimento, mejoramiento.


19

ABSTRAC

The present research is aimed at meeting the mobility needs of the residents of the communities belonging to Shiña and Rañas Nabón canton.

At present the road is in poor condition and has deficiencies in its layout and drainage. Based on these features is an improved design is presented taking into account the current and future traffic flows that make use of it.

The work contains studies and designs, all based on aspects of road safety, economy, technical parameters and environmental parameters, but always considering and respecting the rules issued by the Ministry of Transport and Public Works of Ecuador.

The project has an approximate length of 22 km and to study the route has been divided into three sections, each about 3200m taking special care in the design of pavement and hydraulic design in order to look after their building and that it satisfies the lifetime for which it was designed.

KEYWORDS

Road, drainage, pavement improvement.


20

INTRODUCCIÓN

“No es posible concebir una sociedad humana, ya sea considerada a nivel de nación, región o ciudad, sin que en ella se produzca en algún momento operaciones de transporte.”

Tomado de MTOP – Curso de Ingeniería de Tráfico (Primera edición septiembre de 1979)

Una vía constituye un elemento esencial en el transporte terrestre, pues elimina el aislamiento entre los pueblos pero sobre todo es un indicador de crecimiento y desarrollo de una determinada región. En el mundo moderno las vías han tomado una relevancia especial entre los gobiernos siendo estas tomadas con el carácter de prioritarias; es por ello que, nuevas técnicas, tecnologías e innovaciones se han empleado en su estudio de manera que al usuario le brinde la comodidad y servicio esperado.

En el presente trabajo de investigación previo a la obtención del Título de Ingeniero Civil, servirá para enriquecer nuestros conocimientos adquiridos a lo largo de los años en la Universidad Católica de Cuenca y al mismo tiempo conocer la situación actual en que se encuentra la vía Pucunla Yuquish que comunica a las comunidades de SHIÑA y RAÑAS. El proyecto incluye el diseño geométrico y pavimento flexible de la vía empleando los estudios, procedimientos y criterios para su ejecución. Con este trabajo se busca contribuir con el desarrollo de nuestros pueblos, proporcionando una vía en buen estado a un costo razonable.


21

CAPÍTULO I GENERALIDADES

1.1 UBICACIÓN GEOGRÁFICA

La vía Pucunla Yuquish está ubicado en el Km 27.5 de la Vía Cuenca-Loja, en el cantón Nabón entre las comunidades de Shiña y Rañas, al sureste de la provincia del Azuay, en la subcuenca del río León, que pertenece a la cuenca hidrográfica del río Jubones y que limita al norte con los cantones Girón y Sigsig, al Este con los cantones Gualaquiza de Morona Santiago y el cantón 28 de Mayo (Yacuambi) de Zamora Chinchipe, por el Sur con el cantón Oña y por el Oeste con los cantones Saraguro de la provincia de Loja, Santa Isabel y Girón de la provincia del Azuay.

Figura 1

Ubicación del cantón Nabón

Fuente: plan de desarrollo y ordenamiento territorial cantón Nabón 2010

La longitud total del proyecto es de aproximadamente 22 Km con las siguientes coordenadas:

Tabla 1

Coordenadas del proyecto

CRUCE DE VÍA CUENCA –

LOJA COMUNIDAD RAÑAS

ESTE 717930 716642

NORTE 9643294 9638394

ELEVACIÓN 3324 m s.n.m 2859 m s.n.m

Fuente: levantamiento topográfico (Xavier Marcelo Arévalo Moscoso)


22

La distancia en estudio para este diseño va desde la abscisa 3+200 hasta la 6+400 en el tramo correspondiente a la vía Pucunla Yuquish que une las comunidades de Shiña y Rañas con las siguientes coordenadas:

Tabla 2

Coordenadas de inicio y fin del tramo en estudio

3+200 6+400

ESTE 718430.821 717653.409

NORTE 9637851.638 9639089.119

ELEVACIÓN 2837 m.s.n.m 2923 m.s.n.m


Figura 2

Ubicación de la vía Pucunla Yuquish


1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

Para la elaboración de este proyecto, se tomó en cuenta las necesidades de la comunidad así como fomentar el progreso de la región, y fue entonces como se definió el presente trabajo que consiste en: el mejoramiento del diseño vial y diseño de pavimento flexible para la vía Pucunla Yuquish.

Inicialmente se realizó el reconocimiento del sitio, así como la medición topográfica con Estación Total, y dispositivos especiales en la topografía como: prismas, cintas, libreta de campo.

Se definió una longitud de 3200 metros para el tramo en estudio, posteriormente se hizo el análisis de capacidad de tránsito, así como el muestreo del material de suelo de la sub-rasante para conocer sus propiedades por medio de los ensayos de laboratorio, y luego realizar el diseño del pavimento flexible por el método de AASHTO Road Test.


23

1.3 CONDICIONES CLIMÁTICAS

La zona presenta un clima “Templado Andino” con una buena parte de terrenos ubicados encima de los 2.600 msnm.

1.3.1 TEMPERATURA

En las alturas predomina el frío Andino con temperaturas que en la mayor parte del año oscilan entre los 6°C y 14°C aproximadamente.

Las isotermas predominantes en Nabón son las temperaturas entre 8 y 10°C en Nabón centro y sus alrededores, seguidas de entre 10 y 12°C en las par roquias de Cochapata y las Nieves, en la parroquia el Progreso va subiendo la temperatura hasta alcanzar entre 20 y 22°C, sobre todo en la parte de clima cál ido seco que es la colindante con el cantón Santa Isabel.

Figura 3

Caracterización climática del cantón Nabón


1.3.2 PLUVIOSIDAD

El cantón Nabón puede considerarse como una zona seca en la mayor parte de su territorio incluyendo las parroquias de Cochapata, Nabón y las Nieves.


24

En cuanto al régimen de lluvias la parroquia el Progreso es la más seca con una precipitación de apenas 500 mm/anuales o menos, a diferencia de las partes de páramo y bosque de las cuencas del río León y Zhincata en las que si llueve mucho más alcanzando hasta 1250mm anuales y que corresponde a parte de las parroquias Nabón y Cochapata

Figura 4

Distribución de precipitaciones en el cantón Nabón


1.4 HIDROGRAFÍA

El cantón Nabón es una importante fuente de recursos hídricos por la presencia de grandes zonas de páramo que es el ecosistema productor del recurso agua por excelencia. Sin embargo el sistema hídrico está representado por dos grandes ríos el río León y el río Rircay. Y otros de menor caudal como el río Mandur, el río Burro, río Charqui, río Uduzhpa, río Shimpale, río Camaspaila y varias quebradas pequeñas como: Cuchuhaycu, Morasloma, Quillosisa entre otras.


25

Figura 5

Hidrología del cantón Nabón


1.5 SUELO

En Nabón el suelo es un factor limitante de las actividades, ya sea por las pendientes pronunciadas, por la creciente erosión y también porque gran parte del cantón está cubierto por páramos que se asientan sobre un suelo frágil con una capa arable ínfima y con características de retenedor de agua pero con fáciles posibilidades de compactación.

La mayor parte de Nabón el 25,37% presenta suelos bastante planos de un porcentaje de pendiente de entre 0 y 12%. Le siguen el 21,37% de los suelos con pendientes de entre 12 y 26% aptos para la agricultura y ganadería, localizados sobre todo en la parroquia de Nabón.

Las pendientes pronunciadas de entre 57 y 83% son de un 12, 26% y se localizan sobre todo en la parroquia del Progreso en la zona seca colindante con Santa Isabel, convirtiéndola en una zona menos apta desde el punto de vista agro ganadero.


26

Figura 6

Pendientes


1.6 IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO

El desarrollo económico de la población está en función del avance que tengan las vías de comunicación. Todos los problemas que derivan del transporte y las vías de comunicación, pone de manifiesto la necesidad de un estudio objetivo, de tratar de llegar a soluciones más convenientes en el desarrollo del proyecto, para así satisfacer las necesidades de la población.

Desde el punto de vista económico, todas las vías existentes se consideran importantes. Esto ha conducido a idear nuevas bases para el trazado, teniendo por sobre todo en cuenta la seguridad y confort así como el aspecto ambiental y poblacional.

Por la importancia que tiene una vía en la economía de una población o región, es de mucho interés el presente trabajo de investigación, al tratar el estudio de Mejoramiento y Pavimentación de la vía Pucunla Yuquish.

Existen varios aspectos que demuestran la importancia de un proyecto:

• Ser un sector muy cercano a un gran centro poblacional como es Nabón, lo que obliga a dotar de una carretera acorde con las necesidades actuales.

• Ser una zona agrícola, ganadera y minera, lo cual obligaría a dotar de una buena vía para la zona. • El aumento poblacional y comercial de los habitantes de esta zona. • La necesidad de traslado diario a lugares de trabajo fuera de la zona. • Ser una zona turística y vacacional.


27

Por todos los aspectos antes expuestos, el proyecto en estudio merece especial interés e importancia por el desarrollo económico y social que pueda representar este proyecto para esta zona, en beneficio de las comunidades de Shiña y Rañas así como al Cantón Nabón y la provincia; además no debe pensarse solamente en las necesidades inmediatas sino también en los requerimientos futuros.


28

CAPÍTULO II TOPOGRAFÍA

2.1 INTRODUCCIÓN

En la realización de los estudios para el diseño geométrico de un camino es de suma importancia la topografía del terreno, siendo este un factor determinante en la elección de los valores de los diferentes parámetros que intervienen en su diseño.

La incidencia del factor topográfico en los costos de construcción de un proyecto vial es considerable y limitante con relación a las características del trazado horizontal, en lo referente a las alineaciones en curva y a la geometría de la sección transversal.

2.2 RECONOCIMIENTO GENERAL DE LA RUTA

La actual vía Pucunla Yuquish tiene un ancho que varía entre 5 - 4 metros en el mejor de los casos y de 4 - 3,5 metros en los casos más desfavorables. Las pendientes son moderadas. Su calzada está conformada por material de mejoramiento, y el trazado actual de la vía no cumple las normas del M.T.O.P para una vía de cuarto orden.

Posee cunetas de suelo, las mismas que en su mayor parte se encuentran en mal estado deteriorando la calzada. La vía no ha recibido un mantenimiento constante pues se pudo constatar gran cantidad de baches y zanjas así como rocas que se encuentran a lo largo del tramo proveniente de desmoronamientos de las laderas adjuntas a la vía.

Las viviendas se encuentran colindantes con la vía, se ubica centros poblados y en la mayor parte del recorrido no cuenta con postes de alumbrado público.

2.3 LEVANTAMIENTO DE LA FRANJA TOPOGRÁFICA DE LA VÍ A

La topografía es el factor principal de la localización física de la vía, pues afecta su alineamiento horizontal, sus pendientes, sus distancias de visibilidad y sus secciones transversales

Para lo concerniente al tramo en estudio, se procedió a realizar la poligonal con la estación total; trazada la poligonal se hizo el levantamiento de la franja topográfica con un ancho de 30 metros a cada lado del eje de la vía, tomando puntos de las infraestructuras, de la vía existente, canales, casas, detalles, datos suficientes para identificar el terreno.

Con esto se pudo tener un mayor detalle al momento de dibujar en los programas: AUTO CAD Civil 3D y CIVIL CAD.


29

2.4 TRAZADO DE LA POLIGONAL

La poligonal en el desarrollo del proyecto es una poligonal abierta y se inició ubicando las estaciones fijas de partida a un lado y otro del camino, desde la estación A ubicada en la abscisa 0+000, se continuó la dirección de la vía realizando el levantamiento de la franja y de las construcciones existentes, hasta la abscisa 9+735.74. En este caso se utilizó la Estación Total M3 de marca TRIMBLE, en donde se inicia con coordenadas relativas. Estos datos se han grabado en la memoria del equipo, que luego de recolectados se ha transferido al computador mediante software propio del mismo equipo.

La siguiente figura ilustra la manera en la que levanta una franja topográfica.

Figura: 7

Perfiles transversales de una franja topográfica

Fuente: Topografía Moderna, Sexta Edición Rusell C.Brinker-Paul R. Wolf

2.5 NIVELACIÓN

Se tomaron puntos geo referenciados con GPS, verificando errores y tolerancias mínimos y máximos.

Cabe indicar que la integridad de los datos y los cálculos aritméticos han sido comprobados, determinándose que los errores están dentro de los rangos admisibles en las normas y manuales para este tipo de trabajos.

La nivelación nos ayudó en forma amplia para el perfil longitudinal de la vía y poder realizar un diseño vertical de la misma.


30

2.5.1 PROCESO Y CÁLCULO DE LA NIVELACIÓN

Para realizar el cálculo de la nivelación, se tiene que establecer el eje de las carreteras el mismo que se localiza mediante estacas clavadas a ras del suelo junto a otras que sobresalen y llevan anotadas las correspondientes abscisas, colocadas cada 10 o 20 metros y en los puntos de tangencia de las curvas. A medida que esas estacas se van colocando, un equipo de nivelación va nivelándolas con nivel de precisión. Cada día se contranivela el tramo ejecutado y se comprueba que el error no sea mayor que el máximo permitido. También se van dejando mojones, que sirven de puntos de cambio y después como BM, a distancias no mayores de 500 metros y, en cuanto sea posible, fuera del área de movimiento de tierras.

Con los resultados de la nivelación se dibuja el perfil de la línea. Se trazan los tramos de pendiente constante de la rasante y se proyectan y calculan las curvas verticales que las empalman. Con lo anterior se puede calcular las diferencias de nivel entre la superficie del terreno y la subrasante proyectada, las cuales son necesarias para calcular los volúmenes de tierra en corte o en relleno y para indicar a los constructores la profundidad del corte o la altura del relleno en cada punto de la vía.

2.5.2 COMPROBACIÓN Y TOLERANCIA

Para el control vertical de cotas, el error máximo admisible por kilómetro nivelado y comprobado que recomienda el M.T.O.P. será de 14mm de acuerdo a la fórmula:

Dónde:

ke 01.0±= (1)

k= número de kilómetros, sumando la longitud de nivelación de ida y vuelta.

e= error admisible en metros.

Las tolerancias aceptadas de acuerdo al tipo de terreno serán las siguientes:

Terrenos: Llano de 1 a 3 cm/km, Ondulado de 3 a 6 cm/km y Montañoso de 6 a 9 cm/km.

2.6 CÁLCULO DE COORDENADAS

La gran ventaja que existe al hacer los levantamientos topográficos con estaciones totales es que realiza directamente el cálculo de coordenadas mediante el proceso interno de la misma, de esta manera se ha simplificado el cálculo y se ha disminuido la cantidad de errores humanos que se tenían al momento de realizar las lecturas.

(1) La fórmula del error y tolerancia fueron tomadas de “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


31

CAPÍTULO III ESTUDIO DE SUELOS

3.1 TIPOS DE SUELOS Y PROPIEDADES MECÁNICAS ASOCIADAS

Tabla 3

Tipos de suelos y simbología

Fuente: imágenes google - http://www.unilibresoc.edu.co

La construcción de las vías implica el uso de suelos de manera selectiva, basado en la aplicación de la mecánica de suelos.

Los tipos de suelo mostrados en la Tabla 3, describe que materiales está compuesto una muestra tomada in situ (vía). Las características analizadas en laboratorio nos indican su composición y para así medir la


32

profundidad de la subrasante, colocación de la base, sus características y espesor de pavimento mediante el CBR (Razón Soporte California).

3.2 TOMA DE MUESTRAS

Estas tomas se realizaron siguiendo el patrón de distancias recomendadas por el M.T.O.P, cada 500 metros en terrenos homogéneos, a una profundidad que varía entre los 0.50 y los 2 metros.

Para el estudio se realizó cada 1000 metros en base a la homogeneidad que presenta el terreno en su estratigrafía.

Las herramientas utilizadas para la extracción fueron pico, pala y barreno. La cantidad fue alrededor 40 kg por muestra; las mismas que fueron depositadas en fundas de lona para evitar contaminación.

3.3 ENSAYOS DE LABORATORIO

Se realizan para la determinación de las características de un terreno. Estos ensayos se ejecutan sobre las muestras previamente obtenidas en el terreno y, dependiendo del tipo, se exigen distintas características de las muestras.

Los ensayos de laboratorio determinados en las normas ASTM y AASHTO que se realizaron son los siguientes:

• Contenido de agua ASTM D-2216

• Granulometría ASTM D-422-63

• Límite líquido ASTM D-423-66

• Límite plástico ASTM D-424-59

• Compactación ASSHTO T 180-70

• CBR ASTM D-1883-73

Los resultados vemos en el ANEXO 1 (Pag. 126)


33

3.3.1 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

Se refiere a la determinación de la cantidad en porcentaje de diversos tamaños de las partículas que constituyen el suelo.

Con el porcentaje de material retenido a través de la norma AASHTO T-27, se hace la respectiva clasificación del tipo de suelo con que se cuenta.

100% ×=suelodeltotalPeso

retenidosuelodelPesoRETENIDO (2)

Esta fórmula permite conocer la cantidad de peso en porcentaje que retiene los tamices y que en nuestro medio se aplica en los diseños viales.

3.3.2 LÍMITES DE CONSISTENCIA

La propiedad índice más importante de los suelos finos en estado natural, la consistencia. Se puede expresar de manera cualitativa y cuantitativa.

Tabla 4

Clasificación de suelos según su consistencia

CONSISTENCIA IDENTIFICACIÓN EN EL CAMPO RESISTENCIA A LA

COMPRESIÓN SIMPLE (TN/M²)

Muy blanda El puño puede penetrar fácilmente

varios cm. Menos de 0.25

Blanda El pulgar puede penetrar fácilmente

varios centímetros 0.25-0.5

Media El pulgar con esfuerzo moderado

varios cm. 0.5-1

Firme El pulgar encaja fácilmente pero solo penetra con mucho esfuerzo

1-2

Muy firme La uña del pulgar encaja fácilmente 2-4

Dura La uña del pulgar encaja con

dificultad Mayor que 4

Fuente: Diseño estructural de Caminos AASHTO 1993

Dependiendo del grado de humedad que presenten estos suelos pueden tener cuatro estados de consistencia: Sólido, semisólido, plástico y líquido.

A la transición de un estado hacia otro estado se le conoce con el nombre de límites teniendo así el límite de líquido, límite plástico y límite de contracción.

(2) Fórmula tomada de Normas AASHTO 1993


34

3.3.3 LÍMITE LÍQUIDO

Es el contenido de humedad expresado en porcentaje, respecto del peso seco de la muestra con el cuál el suelo cambia del estado líquido al estado plástico. El método que actualmente se utiliza para determinar el límite líquido es el que ideó Casagrande cuya norma es AASHTO T-89.

3.3.4 LÍMITE PLÁSTICO

Se define como el contenido de humedad que tiene el suelo al pasar de un estado semisólido a plástico. Se define también como el contenido de humedad que posee un suelo cuando comienza a resquebrajarse al ser amasado en cilindros de 3mm de diámetro aproximadamente. Su norma es AASHTO T-89.

3.3.5 ÍNDICE PLÁSTICO

Es la diferencia entre límite líquido y límite plástico según AASHTO T-90. Este índice define la zona en la cual el suelo se comporta o se encuentra en estado plástico. Este factor encuentra su mayor aplicabilidad en la carta de plasticidad.

Figura 8

Carta de plasticidad

Fuente: Wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmites_de_Atterberg)


35

IP=LL-LP (3)

Según Atterberg:

Índice plástico = 0 entonces, suelo no plástico

Índice plástico = 7 entonces, suelo tiene baja plasticidad

Índice plástico = 7≤ I.P. ≤17 suelo medianamente plástico

3.3.6 CONTENIDO DE HUMEDAD

Está formado por la suma de sus aguas libres, capilares e higroscópicas.

Figura 9

Contenido de humedad en una muestra de suelo

Fuente: Wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/Humedad_del_suelo)

%100*S

W

W

WW = (4)

Dónde: W = contenido de humedad expresada en %. Ww = Peso del agua existente en la masa del suelo. Ws = Peso de las partículas sólidas.

Ver ANEXO 1 (Pag.126)

(3), (4) Fórmulas tomados de Normas AASHTO 1993


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Al no determinar una fórmula el M.T.O.P. se requiere recurrir a las normas AASTHO que para diseños viales son adoptadas a nivel mundial.

3.3.7 DETERMINACIÓN DE CBR

El ensayo de CBR (Razón Soporte California), mide la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas.

100*arg

arg

patrondeunitariaaC

ensayodeunitariaaCCBR= (5)

Al no existir un parámetro respecto al CBR en el M.T.O.P. la fórmula adoptada es extraído de las normas AASTHO y que son utilizadas en todo el mundo.

En la vialidad del Ecuador el ensayo de CBR se utiliza para establecer una relación entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y subrasantes bajo el pavimento de carreteras, la siguiente tabla da una clasificación típica:

Tabla 5

Clasificación de suelos para infraestructura de pav imentos

CBR CLASIFICACIÓN

GENERAL USOS

SISTEMA DE CLASIFICACIÓN

UNIFICADO AASHTO

0-3 muy pobre subrasante OH, CH, MH, OL A5, A6, A7

3-7 pobre o regular subrasante OH, CH, MH, OL A4, A5, A6, A7

7-20 regular sub-base OL, CL, ML, SC, SM, SP A2, A4,A6, A7

20-50 bueno base, sub base GM, GC, W, SM, SP,

GP A1b, A2-5, A3, A2-6

˃50 excelente base GW, GM A1-a, A2-4, A3

Fuente: Diseño estructural de caminos AASHTO 1993

3.3.8 GRADO DE COMPACTACIÓN

Es la relación en porcentaje entre el peso volumétrico seco obtenido en el campo y el peso volumétrico máximo obtenido en el laboratorio.

%100*)(

)(

olaboratori

campoGc

ϕϕ= (6)

Al no existir un parámetro acerca de la compactación en el M.T.O.P. la fórmula adoptada es extraído de las normas AASTHO y que son utilizadas a nivel global.

La humedad que contenga el suelo, representa la cantidad de agua necesaria para que el suelo pueda alcanzar el grado máximo de resistencia y acomodo de sus partículas

(5), (6) Fórmulas Tomadas de Normas AASHTO 1993


37

3.4 RESULTADOS DE ANÁLISIS DE LABORATORIO.

Los resultados obtenidos, de los ensayos realizados a la muestra representativa, así como las gráficas, se encuentran en el ANEXO 1 (Pag. 126). De estos resultados dependen los espesores de las capas que conformarán el pavimento flexible.

El resumen de resultados se muestra en la siguiente tabla:

Tabla 6

Resumen de resultados

ABSCISA 3+500 4+500 5+500 6+500

PROFUNDIDAD 1.5 1.4 1.6 1.5

COLOR CAFÉ CAFÉ CAFÉ CAFÉ

FECHA 10/11/2012 10/11/2012 10/11/2012 10/11/2012

HUMEDAD NATURAL % 28.99 30.76 26.71 30.87

% PASA #200 79.60 90.40 71.78 89.00

LÍMITE LÍQUIDO % 69.13 79.69 68.25 75.70

LÍMITE PLÁSTICO % 45.21 40.74 40.11 40.04

ÍNDICE DE PLASTICIDAD % 23.92 38.95 28.15 35.66

INDICE DE GRUPO 18 20 18 20

CLASIFICACIÓN

SUCS MH MH MH MH

AASTHO A-7-5 A-7-5 A-7-5 A-7-5

HUMEDAD ÓPTIMA % 30.50 36.00 31.75 35.80

DENSIDAD SECA Kg/m ³ 1.770 1.540 1.740 1.640

CBR INALTERADO % 1.00 0.59 0.87 0.75

CBR REMOLDEADO % 3.05 1.39 2.17 1.27

CBR DISEÑO (90%) 2.00 1.00 1.50 1.00

Fuente: hojas de resultados obtenidos en laboratorio


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CAPÍTULO IV ESTUDIO DE TRÁFICO

4.1 ESTUDIO DE TRÁFICO

El tráfico, en consecuencia, afecta directamente a las características del diseño geométrico.

La información sobre tráfico debe comprender la determinación del tráfico actual (volúmenes y tipos de vehículos), en base a estudios de tráfico futuro utilizando pronósticos.

El tránsito motorizado es un parámetro muy importante en el diseño de una vía. El volumen y dimensiones de los vehículos que la utilizaron, condicionan su diseño geométrico, en tanto que el número y el peso sobre los ejes de esos mismos vehículos son factores determinantes de la estructura del pavimento.

4.2 TRÁFICO ACTUAL

Para un estudio definitivo, tomando en cuenta las recomendaciones del MTOP que dice que se debe hacer conteos con un mínimo de 4 días por un lapso de 12 horas por día, se decidió tomar muestras de tráfico durante 5 días por 12 horas seguidas en tiempo laborable de la comunidad y también entre estos incluimos el fin de semana. Se utilizó el método del aforo manual, tomando datos en tres estaciones ubicadas en km 0+000, 4+000 y 9+200 durante los días miércoles 19, jueves 20, viernes 21, sábado 22 y domingo 23 de Diciembre del 2012.

Cabe recalcar que los estudios se realizaron incluyendo siempre las horas pico de la zona que es en la mañana de 7 a.m. a 8 a.m. y en la tarde de 5 p.m. a 6 p.m. según encuestas y preguntas realizadas a los moradores del sector nos indicaron que estos horarios son los que tienen mayor afluencia de tránsito debido a que gran cantidad de personas laboran fuera de la comunidad y estos son los horarios de salida y llegada a los domicilios. En el siguiente cuadro se presenta el conteo realizado:

Tabla 7

Conteo vehicular

TIPO DE VEHÍCULO

DÍAS PROMEDIO

MIERCOLES JUEVES VIERNES SABADO DOMINGO

LIVIANOS 221 216 243 287 305 255

PESADOS 18 21 25 31 38 27

Categoría Descripción Días

Promedio Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

1 Vehículos Livianos

221 216 243 287 305 255

2 Buses 6 9 10 12 13 10

3 Camiones de

dos ejes 12 12 15 18 22 16

4 Buses y

camiones de tres ejes

0 0 0 1 3 1

5 Camiones de cuatro o más

ejes 0 0 0 0 0 0

TOTAL: 239 237 268 318 343 282 Fuente: Conteo realizado en el tramo de estudio por el grupo de trabajo.


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Para el diseño de pavimento flexible es el número y magnitud de las cargas por ejes que para el tramo en estudio se tomará como eje equivalente el eje de 8.2 Tn, que equivale al tipo H 20-44 ó Hs 20-44, que se espera en el carril de diseño durante este período.

4.3 POBLACIÓN FUTURA

Como nos indica el Plan de Ordenamiento Territorial del Cantón Nabón del año 2010 y también los 3 últimos censos realizados por el INEC se obtendrá los datos que nos ayudan para obtener una población futura real.

Tomando en cuenta la población del año 2010 en el área más cercana de afectación del proyecto, las poblaciones de Shiña centro, Shiñapamba y Rañas serán las comunidades que más se servirán de la vía:

Tabla 8

Población de la comunidad Shiña y Rañas- parroquia Na bón


Como se puede apreciar en la tabla la población de la comunidad Rañas para el año 2010 fue de 908 habitantes y de Shiña centro con Shiñapamba suman 513 habitantes. Estas poblaciones son directamente afectadas por esta vía.

Para la obtención del crecimiento poblacional, nos basamos en los datos de la población a partir del año 1990 hasta el año 2010 (último censo) de la parroquia Nabón que contiene a la comuna Shiña y Rañas.


40

Tabla 9

Datos censales cantón Nabón


En conclusión la parroquia Nabón tiene:

En 1190: 7515 Hab

En 2001: 8818 Hab.

En 2010: 9526 Hab.

Estos valores se acoplan a una curva exponencial lo que nos da un crecimiento geométrico a una tasa del 1.61% de 1990 a 2001 y 0.78% de 2001 a 2010:

Tabla 10

Tasas de crecimiento cantón Nabón


Para el tramo en estudio se adoptará una media de las tasas de crecimiento del cantón Nabón tomando en cuenta que la vía aumentará la plusvalía del sector y por tanto el valor de 0.78 crecerá paulatinamente.

Se adoptará un valor de 1.20% como la tasa de crecimiento de la población para el presente estudio de crecimiento poblacional.

Estos datos se obtuvieron a través del INEC (instituto Nacional de Estadísticas y Censos) cuyo último censo fue realizado en el año 2010. Ver crecimiento poblacional hasta el año 2032 en ANEXO 2 (pag. 147)


41

4.3.1 MÉTODO GEOMÉTRICO

Este método es logarítmico el cual sigue la ley del interés compuesto, es decir que el índice de crecimiento es proporcional a la población.

La fórmula es recomendada por el M.T.O.P y es adoptado debido a la facilidad de cálculo pues los datos que se requieren para su aplicación se los puede obtener mediante censos de la zona.

( )nrPoPf += 1* (7)

Dónde:

Pf = Población Futura

Po = Población actual

r = Índice de crecimiento geométrico

n = Período de diseño

El resultado ver en ANEXO 2 (Pag.147)

4.4 DETERMINACIÓN DE TPDS

Se calcula el TPDS con los datos de la estación de conteo. Ver resultados en ANEXO 3 (Pag. 149)

4.5 DETERMINACIÓN DE TPDA

Se estimará con la siguiente fórmula recomendada por el M.T.O.P:

TPDA=TPO*Fh*Fd*Fs*Fm (8)

Dónde:

TPO (Tránsito Promedio Observado) = Para la determinación del mismo, se ha procedido a realizar el conteo directo en la vía, para lo cual se ha procedido a establecer como estaciones de conteo las abscisas 0+000, 4+000, 9+200. El conteo se realizó durante un día desde las 7:00 horas hasta las 19:00.

Fm (Factor Mensual) = Consumo al mes del conteo/Consumo promedio mensual. Es necesario correlacionar la información que se dispone, al consumo de combustibles, información que ha sido recopilada de estadísticas del Banco central del Ecuador. Ver ANEXO 4 (Pag.151)

Fs (Factor Semanal) = Se determina el promedio semanal, mismo que será dividido para el tránsito semanal de conteo.

(7), (8) Fórmulas tomadas de “Normas de diseño Geométrico de carreteras Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


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Fd (Factor Diario) = Para la obtención de este factor, se requiere el conteo de una semana completa, cuyo promedio servirá para dividir el tránsito diario de conteo. Requiere de una estación de conteo permanente y la más cercana al lugar está en Cumbe. Ver ANEXO 4 (Pag.151)

Fh (Factor Horario) = Este factor se obtiene dividiendo el tránsito acumulado, mediante un dispositivo automático de conteo en 24 horas, para el tránsito acumulado durante las horas de conteo manual. Ver cálculos en ANEXO 4 (Pag.151)

4.6 TRÁFICO PROYECTADO

En caso de no contar con la información estadística, las proyecciones se harán en base a la tasa de crecimiento poblacional o al consumo de combustible.

( )niTaTf += 1 (9)

Dónde:

Tf = Tráfico futuro o proyectado

Ta = Tráfico actual

i = Tasa de crecimiento del tráfico (en caso de no contar con datos, utilizar la tasa de crecimiento poblacional o de combustibles). Se utilizó la tabla de crecimiento poblacional (1.20 %).

n = Número de años proyectados. Los cálculos se presentan en el ANEXO 5 (Pag. 155)

4.7 TRÁFICO POR DESARROLLO

Se produce por incorporación de nuevas áreas a la explotación o por incremento de la producción de las tierras localizadas dentro del área de influencia de la carretera.

( )niTaTf += 1 (10)

Dónde:

Tf = Tráfico futuro o proyectado

Ta = Tráfico actual

i = Tasa de crecimiento de producción de tierras (en caso de no contar con datos, utilizar la tasa de crecimiento poblacional o de combustibles).

n = Número de años proyectados. Ver cálculos en el ANEXO 6 (Pag.157)

(9), (10) Fórmulas tomados de “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


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4.8 CÁLCULO DEL TPDA PROYECTADO

Para proyectar el TPDA para el período de diseño de la vía son necesarios los datos que se indican a continuación.

• El TPDA 2012 (calculado en la sección anterior) y porcentajes de composición; a partir de los cuales se realizarán las proyecciones.

• También son necesarios los datos de vehículos motorizados, matriculados por clase para la provincia del Azuay de los últimos 40 años. ANEXO 7 (pag.159)

Con las tasas de crecimiento que se obtuvieron anteriormente podemos proyectar el TPDA del 2012 hasta el final del período de diseño mediante la siguiente fórmula recomendada por el M.T.O.P para su diseño:

( )nACTUALFURURO iTPDATPDA += 1 (11)

Dónde:

TPDA (futuro) = Tráfico Promedio diario anual proyectado

TPDA (actual) = Valor calculado anteriormente.

r = Tasa de crecimiento (en este caso ocuparemos la tasa de crecimiento de los vehículos matriculados en el Azuay).

n = Número de años a proyectar

Para determinar la tasa de crecimiento se elaboró un ajuste lineal que se hace durante los 10 últimos años de los vehículos matriculados en el Azuay. Se tomó en cuenta la última década entre 2 años consecutivos y se determinó una tasa de crecimiento de acuerdo a la realidad. Los resultados en ANEXO 7 (pag.159)

4.9 JUSTIFICACIÓN DEL ORDEN DE LA VÍA

Para los diseños de carreteras en el país, el Ministerio de Transporte y Obras Públicas recomienda la siguiente clasificación en función del pronóstico de tráfico para un período de 15 o 20 años.

Tabla 11

Clasificación de carretas en función del tráfico pr oyectado

CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS EN FUNCIÓN DEL TRÁFICO PROYECTADO

CLASE DE CARRETERA TRÁFICO PROYECTADO TPDA R-I O R-II Más de 8000

I De 3000 a 8000 II De 1000 a 3000 III De 300 a 1000 IV De 100 a 300 V Menos de 100

Fuente: Normas de diseño geométrico de carreteras. Ecuador. 2003 - M.T.O.P

De acuerdo a la tabla 8 de la Clasificación de Carreteras en función del tráfico Proyectado la vía Pucunla Yuquish es de clase III

(11) Fórmula tomada de “Normas de diseño Geométrico de carreteras Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


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CAPÍTULO V DISEÑO HORIZONTAL

5.1 DIBUJO DE PLANO ACOTADO

El trabajo de investigación fue realizado en el programa Civil 3D el cual garantiza una precisión en los datos. Los planos contienen detalles como abscisados de la vía, radios de curvatura, peraltes, ubicaciones de quebradas, ríos, casas etc.

Figura 10.

Diseño horizontal de la vía Pucunla Yuquish tramo 3 +200 hasta 6+400


Ver ANEXO 14 (Pag. 188)

5.2 DISEÑO

El proyecto será diseñado manteniendo en lo posible el alineamiento actual de la carretera, salvo en las zonas donde se justifique mover el eje de la vía o construir variantes. El proyecto consta de carriles de 3 metros y cunetas de 0.60 metros para un ancho total de 7.20 metros. La gradiente máxima es de 14%. Se propondrá los cambios necesarios, con el fin de mejorar las condiciones de seguridad y operación de la vía, tratando de minimizar los volúmenes de movimientos de tierra, los costos de operación y cumpliendo los parámetros técnicos que se establecen en las Normas de Diseño de la Carreteras del MTOP 2003, para una vía de orden III.

La localización del eje consistirá, en la materialización en el campo del eje de la carretera, estacando cada 20 metros. En las tangentes y cada 10 metros en las curvas, o a distancias menores de ser necesario.

Para cada curva se presentarán los valores de radio de curvatura, abscisas de PT, PC, ángulo de deflexión, longitud de la tangente y longitud de curva.


45

En el perfil de la vía se mostrara los valores de las longitudes de las curvas verticales, abscisas y cotas de los PIV, PCV, y PTV. Ver ANEXO 8 (Pag. 163) y ANEXO 14 (Pag. 188)

5.2.1 CRITERIO DE DISEÑO

De acuerdo a las normas de diseño geométrico de carreteras editado por el Ministerio de Obras Publicas del Ecuador se deben considerar los siguientes criterios: se combinó las curvas amplias con tangentes largas en la medida que permite el terreno. Se evitó en lo posible un alineamiento horizontal zigzagueante con curvas cortas, aunque será necesario proyectar un alineamiento curvilineal balanceado para caminos de baja categoría en terreno muy accidentado como es el caso de esta vía.

En esta vía se tomará en cuenta en el trazado los aspectos de seguridad y estética de la carretera.

5.2.2 TÉCNICAS DE DISEÑO HORIZONTAL

Las técnicas de diseño de las carreteras se escogen dependiendo de 4 factores fundamentales como son: radio de curvatura, la velocidad, la gradiente, la velocidad de parada.

5.2.3 VELOCIDAD DE DISEÑO

La velocidad adoptada para el diseño de esta vía será la que los vehículos pueden circular con seguridad sobre un camino cuando las condiciones atmosféricas y del tránsito son favorables.

Mediante la siguiente Tabla adoptada por el M.T.O.P. podemos obtener valores de velocidades de diseño, los cuales se han hecho en base a estudios por medio de AASHTO, tomando en cuenta las velocidades de los vehículos tanto livianos como el de los pesados.


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Tabla 12

Velocidades de Diseño del M.T.O.P según la clasific ación de la vía

VELOCIDAD DE DISEÑO EN Km/h

BASICA PERMISIBLE EN TRAMOS DIFÍCILES

(RELIEVE LLANO) (RELIEVE ONDULADO) (RELIEVE MONTAÑOSO)

PARA EL CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS DEL

TRAZADO DEL PERFIL

LONGITUDINAL

PARA EL CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS DE

LA SECCIÓN TRANSVERSAL Y

OTROS DEPENDIENTES

DE LA VELOCIDAD

PARA EL CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS DEL

TRAZADO DEL PERFIL

LONGITUDINAL

PARA EL CÁLCULO DE

LOS ELEMENTOS DE

LA SECCIÓN TRANSVERSAL Y

OTROS DEPENDIENTES

DE LA VELOCIDAD

PARA EL CÁLCULO DE LOS ELEMENTOS DEL TRAZADO DEL PERFIL

LONGITUDINAL

PARA EL CÁLCULO DE LOS

ELEMENTOS DE LA SECCIÓN

TRANSVERSAL Y OTROS

DEPENDIENTES DE LA VELOCIDAD

CATEG. Rec Rec Abs Rec Abs Rec Abs Rec Abs Rec Abs

R-I o R-II 120 100 95 110 90 95 85 90 80 90 80

I 110 100 90 100 80 90 80 80 60 80 60

II 100 90 85 90 80 85 80 70 50 70 50

III 90 85 80 80 60 80 60 60 40 60 40

IV 90 80 60 60 35 60 35 50 25 50 25

V 60 60 50 50 35 50 35 40 25 40 25


Mediante la Tabla 5.1 de velocidades de diseño del M.T.O.P obtenemos que para nuestra carretera de III Orden y con terreno montañoso la velocidad de diseño para zona rural recomendada es 60km/h y la velocidad absoluta de diseño es de 40km/h.

5.3 DISTANCIA

5.3.1 DISTANCIA DE VISIBILIDAD

La influencia del factor visibilidad es de importancia en la seguridad y eficiencia de la operación de vehículos en una carreta, de ahí que a la longitud de la vía que un conductor ve continuamente delante de él, se le llama distancia de visibilidad.

En la distancia de visibilidad se puede observar dos aspectos:

• La distancia requerida para la parada de un vehículo, sea por restricciones en línea horizontal de visibilidad o en la línea vertical.

• La distancia necesaria para el rebasamiento de un vehículo.


47

5.3.2 DISTANCIA DE VISIBILIDAD PARA LA PARADA DE UN VEHÍCULO

Según las Normas de diseño geométrico del M.T.O.P. en el cual se base el presente trabajo de investigación, la mínima distancia de visibilidad (d) para la parada de un vehículo es igual a la suma de dos distancias; una, la

distancia (d͘1) recorrida por el vehículo desde el instante en que el conductor avizora un objeto en el camino

hasta la distancia (d͘2) de frenaje del vehículo, es decir, la distancia necesaria para que el vehículo pare completamente después de haberse aplicado los frenos.

Estas dos distancias corresponden al tiempo de percepción y reacción, y al recorrido del vehículo durante el frenaje, respectivamente, o sea:

d=d1+d2 (12)

Para la determinación de la distancia de visibilidad de parada, el tiempo de percepción más el de reacción debe ser mayor que el promedio para todos los conductores bajo condiciones normales.

El tiempo de percepción es muy variable de acuerdo al conductor y equivale a 1.5 segundos para condiciones normales de carretera, de acuerdo a varias pruebas realizadas por la AASHTO.

El M.T.O.P nos indica que por razones de seguridad, se debe adoptar un tiempo de reacción hallado como adecuado, se lo considera igual a 2.5 segundos para efectos de cálculo de la mínima distancia de visibilidad en condiciones de seguridad (para el 90% de los conductores según AASHTO).

La distancia recorrida durante el tiempo de percepción más reacción se calcula por la siguiente fórmula:

CCc V

seg

segV

tVd *6944.0

6.3

5.2*

6.31 =⇒= (13)

Por lo tanto:

d1=0.7 VC

En donde:

d1= distancia recorrida durante el tiempo de percepción más reacción, expresado en metros

VC= velocidad de circulación del vehículo, expresado en Km/h.

t= tiempo de percepción más reacción en seg.

Dónde:

VC= 40 Km/h, entonces se obtiene:

d1=28m

Para la distancia de frenado d2 se calcula utilizando la fórmula de la “carga dinámica” sugerido por el M.T.O.P. y tomando en cuenta la acción de la fricción desarrollada entre las llantas y la calzada, es decir:



48

g

PVPfd c

22 = (14)

En donde:

d2= distancia de frenaje sobre la calzada a nivel, expresada en metros.

f= coeficiente de fricción longitudinal.

VC= velocidad del vehículo al momento de aplicar los frenos, expresada en metros por segundo.

P= Peso del vehículo.

G= aceleración de la gravedad, en el Ecuador igual a 9.78 m/s².

Expresando VC en kilómetros por hora y para una gradiente longitudinal horizontal, la fórmula se convierte en:

f

Vd c

254

2

2 = (15)

En donde:

Vc= Velocidad de circulación del vehículo, expresado en Km/h

f= Coeficiente de fricción longitudinal.

El coeficiente de fricción longitudinal no es el mismo para las diferentes velocidades, pues decrece conforme aumenta la velocidad, dependiendo también de varios otros elementos, estando esta variación representada por la siguiente ecuación:

3.0

15.1

Vcf = (16)

Con Vc =40 Km/h, se obtiene:

f= 0.38

Reemplazando este valor se obtiene:

d2=16.57m

Reemplazando d1 y d2 en la ecuación se obtiene:

d= d1 + d2

d= 44.57m

En la siguiente tabla se consignan los diversos valores de diseño para las distancias de visibilidad de parada de vehículo que se recomiendan sean aplicados en el país:

(14), (15), (16) Fórmulas tomados de “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


49

Tabla 13

Distancias de visibilidad mínimas para un vehículo

VALORES DE DISEÑO DE LAS DISTANCIAS DE VISIBILIDAD MINIMAS PARA PARADA DE UN VEHÍCULO (METROS)

CRITERIO DE DISEÑO: PAVIMENTOS MOJADOS

CLASE DE CARRETRA VALOR RECOMENDABLE VALOR ABSOLUTO

R-I o R-2 ˃ 8000 TPDA L O M L O M

I 3000 a 8000 TPDA 220 180 135 180 135 110

II 1000 a 3000 TPDA 180 160 110 160 110 70

III 300 a 1000 TPDA 160 135 90 135 110 55

IV 100 a 300 135 110 70 110 70 40

V Menos a 100 TPDA 70 55 40 55 35 25 Fuente: Normas de diseño geométrico de carreteras. Ecuador. 2003 - M.T.O.P

Para el diseño adoptamos el valor de 55m que es un valor aceptable y cercano al calculado, dado en la tabla.

5.3.3 DISTANCIA DE VISIBILIDAD PARA EL REBASAMIENTO DE UN VEHÍCULO

La distancia de visibilidad para el rebasamiento se determina en base a la longitud de carretera necesaria para efectuar la maniobra de rebasamiento en condiciones de seguridad.

Usualmente, los valores de diseño para el rebasamiento son suficientes para facilitar ocasionalmente rebasamientos múltiples.

Figura 11

Distancia media de visibilidad de rebasamiento de u n vehículo.

Fuente: materia Vías I. Ing. Eugenio Jara

Para el caso del diseño que se presenta en este trabajo de investigación nos basaremos en la siguiente tabla adoptada en los diseños de carreteras en Ecuador ya que estos valores se han calculado mediante pruebas, donde se indican diferentes distancias de visibilidad.


50

Tabla 14

Distancias de visibilidad para el rebasamiento en c ondiciones de seguridad para carreteras de 2 carril es

Grupo de velocidades-Kph 48-64 64-80 80-96 96-112 Velocidad Promedio para

rebasamiento Kph 56 70.00 84.00 99.00

Maniobra Inicial : a=aceleración promedio-

Kph/seg 2.24 2.29 2.35 2.40

t1=tiempo- seg 3.60 4.00 4.30 4.50 d1=distancia recorrida-m 44.00 66.00 88.00 112.00 Ocupación del carril del

lado izquierdo:

t2=tiempo .seg 9.30 10.00 10.70 11.30 d2- distancia recorrida – m 145.00 196.00 251.00 313.00

Vehículo opuesto : d3=distancia libre entre el

vehículo rebasante y el vehículo opuesto

30.00 55.00 76.00 91

d4= distancia recoriida-m 30.00 55.00 76.00 91 Distancia de visibilidad para rebasamiento en m

dr=d1+d2+d3+d4 316 448 583 725 Fuente: Apuntes de la materia de vías I Ing. Eugenio Jara.

Por tratarse de una vía cuya velocidad de diseño esta próxima a los 48 Kph se adopta una distancia de visibilidad de 316m.

5.3.4. DISTANCIA DE VISIBILIDAD EN LAS CURVAS HORIZ ONTALES

La existencia de obstáculos laterales, tales como murallas, taludes en corte, edificios, etc. Sobre el borde interno de las curvas, requiere la provisión de una adecuada distancia de visibilidad.

Figura 12

Componentes para el cálculo de la distancia de visi bilidad en curvas horizontales


51


Del análisis del arco ABC, se desprende que el mismo representa la distancia de visibilidad de parada “d” y corresponde a la curva de radio R, que recorre un vehículo. Por otro lado, la recta AC representa la visual del conductor que pasará tangente al talud en el punto asumido a una altura de 1.15m sobre el nivel de la calzada.

Aproximando al semiarco AB a una recta, de los triángulos ABE y AEO se desprende:

( )2222

2

2mRRm

dAE −−=−

=

2222 24

mRmRRmd −+−=

m

dR

8

2

= (17)

El valor de “m” depende de la sección transversal diseñada o adoptada para el camino en estudio:

tceNgb

m +++−+=2

(18)

En donde:

m= Distancia visual horizontal en la curva, m.

b/2= Semiancho de la calzada, m

g= Sobreancho de la curva, m

N= Distancia del eje de la vía al ojo del conductor, mínimo= 0.80m.

e= Valor del espaldón, m.

C= Ancho generado por la cuneta, m.

t= Ancho generado por el talud medido desde el nivel de la calzada a 1.15m de altura, m.

Calculados los valores d y m se puede determinar el menor radio que debe tener una curva, para dentro de las condiciones previstas para el diseño se asegure el factor de visibilidad al frenado.



52

De otra manera se puede asumir el radio de diseño que asegura contra el desplazamiento transversal, y verificar el valor de “m”.

Se tiene de la misma figura 14 que:

Rm

R

d

R

d

Rd

−=

==

=

2cos1

65.282

180

20

180

απ

α

απ

(19)

El valor de m así calculado se comprueba con la ecuación del cálculo de m anterior que corresponde a la sección transversal adoptada. De no cumplirse esta condición, o se varía el valor del radio o se prevé una banqueta de visibilidad en el talud a 0.60 m del nivel de la calzada.

En la práctica para la ubicación de los límites del corte en la zona de visibilidad se utiliza más frecuentemente el método gráfico, que consiste en dibujar sobre el plano una serie de puntos a lo largo de la trayectoria que debe seguir un vehículo en una curva y desde cada punto proyectar con medición la distancia de visibilidad. Luego los extremos de estos tramos se unen con unas líneas rectas, cuyas intersecciones entre sí, determinan la frontera de visibilidad.

Figura 13

Construcción gráfica de las fronteras de corte de v isibilidad


5.3.5 DISTANCIA DE VISIBILIDAD LATERAL

Para las vías en condiciones urbanas y en las intersecciones a nivel con otras carreteras y vías férreas, el mantener la seguridad en el tránsito vehicular exige que se mantenga una suficiente distancia de visibilidad lateral de la zona próxima (vecina) a la vía.

(19) Fórmulas tomadas de “Normas de diseño Geométrico de carreteras Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


53

La distancia mínima necesaria para la visibilidad lateral, se calcula según la siguiente fórmula:

Figura 14

Distancia mínima necesaria para la visibilidad late ral

. Fuente “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.

dV

Vd

V

TL = (20)

Dónde:

dL= Distancia de visibilidad lateral, m

d= Distancia de visibilidad para la parada de un vehículo, m

VT= Velocidad del transeúnte o del medio de transporte que circula por la vía que se intercepta (para una persona que corre se asume igual 10 Km/h)

Vv= Velocidad de diseño del vehículo, Km/ h

75.1355*40

10 =

=Ld

Se adopta el valor de 14 metros como la distancia de visibilidad lateral mínima.

5.4 PERALTE

Cuando un vehículo recorre una trayectoria circular es empujado hacia afuera por efecto de la fuerza centrífuga “F”. Esta fuerza es contrarrestada por las fuerzas componentes del peso (P) del vehículo, debido al peralte, y por la fuerza de fricción desarrollada entre llantas y la calzada.

(20) Fórmula tomada de “Normas de diseño Geométrico de carreteras Ecuador 2003” del M.T.O.P.


54

Figura 15

Estabilidad del vehículo en las curvas

Fuente “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.

La fuerza centrífuga “F” se calcula según la siguiente fórmula:

gR

VP

R

mVF

22 *== (21)

Dónde:

P= Peso del vehículo, Kg.

y= Velocidad de diseño, m/seg.

g= Aceleración de la gravedad= 9.78 m/9:;

R= Radio de la curva circular, m.

La inestabilidad debido a la fuerza centrífuga puede manifestarse de dos maneras: por deslizamientos o por volcamiento. La condición necesaria y suficiente para que no se produzca el vuelco es que el momento del peso respecto al eje en el punto “O” sea menor que el momento de la fuerza centrífuga respecto al mismo eje.

De donde la fórmula para el cálculo del peralte es la siguiente:

αααααααα

cos)tan*(cos*

cos)tan(cos**

FPFsenPF

FPFsenPF

Y

X

+−=+−=−=−=

(22)

La condición necesaria y suficiente para que el vehículo no se deslice al transitar por la curva es:

0

0

=+

=∑φX

X

F

F

(21), (22) Fórmulas tomadas de “Normas de diseño Geométrico de carreteras Ecuador. 2003” del M.T.O.P.

Dónde:


55

αφ cos** XPf= (23)

Siendo “f” el coeficiente de fricción lateral.

Analizando la figura 17 se desprende que las fuerzas que se resisten al deslizamiento transversal del vehículo son. P*senα, F*senα y P*cosα, mientras solamente F*cosα es la que produce el deslizamiento. El coeficiente de rozamiento transversal afectaría únicamente a aquellas fuerzas normales a la calzada, esto es F*senα y P*cosα. En estas condiciones la ecuación de equilibrio será:

F*cosα = P*senα+(F*senα+P*cosα)

Luego de hacer reemplazos y simplificaciones se llega a la siguiente ecuación:

)(tan127

2

f

VR

+=

α (24)

Donde la pendiente transversal de la calzada “e”=tanα. Por lo que la ecuación toma la siguiente forma:

R

Vfe

127

2

=+

De donde la fórmula para el cálculo del peralte es la siguiente:

fR

Ve −=

127

2

(25)

Dónde:

e= Peralte de la curva, m/m (metro por metro de ancho de la calzada)

V= Velocidad de diseño, Km/h

R= Radio de la curva, m

f= Máximo coeficiente de fricción lateral (Ver figura 16)



56

Figura 16

Coeficiente de Fricción Lateral para proyecto a dif erentes velocidades


Según la tabla el valor del coeficiente de fricción es 0.23

5.4.1 MAGNITUD DEL PERALTE

Es recomendable que en vías de dos carriles un peralte máximo del 10% para carreteras y caminos con capas de rodadura asfáltica de concreto o empedrada para velocidades de diseño mayores a 50km/h: y del 8% para caminos con capa granular de rodadura (caminos vecinales tipo 4,5 y 6) y velocidades hasta 50km/h.

5.4.2 DESARROLLO DEL PERALTE

Existen tres métodos en los que se produce la transición del peralte dependiendo de ciertos factores:

a. Haciendo girar la calzada alrededor de su eje (para terrenos montañosos).

b. Haciendo girar la calzada alrededor de su borde interior (para terrenos en llano).

c. Haciendo girar la calzada alrededor de su borde exterior.

El método que se adopta en el presente trabajo de investigación corresponde al inciso a. que es aplicado para los terrenos montañosos como es el caso de este tramo de vía; el cálculo de la longitud total del desarrollo del peralte se lo realiza de la siguiente manera:


57

Figura 17

Desarrollo del peralte


1. Se determina si la transición del peralte la hacemos a lo largo de una curva de enlace.

2. Se calcula el valor de la sobrelevación que produce el peralte “e”

h=e*b (26)

Dónde:

h= Sobrelevación, m

e= Peralte, %.

b= Ancho de la calzada, m. (7.20m)

Es para el caso de giro alrededor del eje.

3. Se calcula la longitud “L” de desarrollo (Transición) del peralte en función de la gradiente de borde “i”, cuyo valor se obtiene en función de la velocidad de diseño y se representa en el cuadro adjunto.



58

Tabla 15

Gradiente longitudinal (i)

GRADIENTE LONGITUDINAL (i) NECESARIA PARA EL DESARR OLLO DEL PERALTE

VD (Km/h) VALOR DE (i) % MÁXIMA PENDIENTE EQUIVALENTE

20 0.800 1:125 25 0.775 1:129 30 0.750 1:133 35 0.725 1:138 40 0.700 1:143 50 0.650 1:154 60 0.600 1:167 70 0.550 1:182 80 0.500 1:200 90 0.470 1:213

100 0.430 1:233 110 0.400 1:250 120 0.370 1:270


i

be

i

hL

*2

*

*2== (27)

Dónde:

i= gradiente de borde, que se calcula según la siguiente fórmula:

Lbe

i2

*= (28)

4. Se establece la relación entre “L” y “Le” y se asume como longitud de la transición el valor que sea mayor, de los dos.

5. Se calcula la longitud de la transición del bombeo, en la sección normal, para lo cual se determina la diferencia de nivel del eje al borde de la vía:

2

* PbS = (29)

Dónde:

S= Diferencia de nivel de eje al borde de la vía, en metros

P= Pendiente transversal del camino, %

b= Ancho de la calzada, m

6. Se establece a continuación la longitud necesaria, dentro de la tangente, para realizar el giro del plano del carril exterior hasta colocarlo a nivel con la horizontal.



59

i

Pb

i

Sx

*2

*== (30)

7. Finalmente se establece la longitud total de transición.

XLLT += (31)

Figura 18

Desarrollo de Peralte

Fuente archivo PDF autor M. Sc. JORGE LUIS ARGOTY BURBANO

Figura 19

Transición del peralte




60

Tabla 16

Valores de diseño de peralte y longitudes de transi ción para una velocidad de 40 Km/h

Velocidad de Diseño (kph) 40 Gradiente Longitudinal 0.70 Ancho de vía (m) 7.2 Pendiente de la vía (%) 2.00

Peralte máximo (%) 10.00

Radio (m) Peralte (%) Longitud X (m) Longitud de transición L (m)

Mínima Máxima

50 10.0 10 51 70

75 8.9 10 46 57

80 8.6 10 44 54

100 7.8 10 40 48

110 7.4 10 38 45

115 7.2 10 37 43

150 5.8 10 30 34

160 5.5 10 28 32

200 4.4 10 23 25

210 4.2 10 22 22

250 3.5 10 18 18

300 3.0 10 15 15

350 2.6 10 13 13

400 2.3 10 12 12

460 C.P. 10 10 10

500 S.N 10

S.N=Sección Normal

C.P= Curva con peralte Fuente: Normas de diseño geométrico de carreteras. Ecuador. 2003 - M.T.O.P.

Esta tabla sugiere adoptar valores recomendados para la longitud de transición y longitud tangencial por el M.T.O.P, en función de la velocidad de diseño, acercándonos al valor máximo de peralte (0.1) los cuales están basados en las fórmulas antes expuestas y se utilizarán para el diseño

5.5 CURVAS

5.5.1 GRADO DE CURVATURA

Es el ángulo formado por un arco de 20 metros. Su valor máximo es el que permite recorrer con seguridad la curva con el peralte máximo a la velocidad de diseño.

El grado de curvatura constituye un valor significante en el diseño del alineamiento. Se representa con la letra Gc y su fórmula es la siguiente:

RGc

92.1145= (32)



61

5.5.2 RADIO MÍNIMO DE CURVATURA HORIZONTAL

El radio mínimo (R) en condiciones de seguridad puede calcularse según la siguiente fórmula:

)(127

2

fe

VR

+= (33)

Nota: En este tramo de vía aprovechando la infraestructura existente y por tratarse de un relieve difícil (escarpado) utilizaremos el radio mínimo de 15m permitido por las normas del M.T.O.P.

5.5.3 CURVAS CIRCULARES SIMPLES

Una curva circular simple es un arco de circunferencia tangente a dos alineamientos rectos de la vía y se define por su radio (R), que es asignado por el diseñador como mejor convenga a la comodidad de los usuarios de la vía y a la economía en la construcción y el funcionamiento.

Figura 20

Elementos de una curva circular simple

Fuente: “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.



62

PI: Punto de intersección de la prolongación de las tangentes

PC: Punto en donde empieza la curva simple.

PT: Punto en donde termina la curva simple.

α: Angulo de deflexión de las tangentes.

∆c: Angulo central de la curva circular.

θ: Angulo de deflexión a un punto sobre la curva circular.

Gc: Grado de curvatura de la curva circular.

Rc: Radio de la curva circular.

T: Tangente de la curva circular.

E: External.

M: Ordenada media.

C: Cuerda.

CL: Cuerda larga.

l: Longitud de un arco.

Le: Longitud de la curva circular.

Fórmulas:

180

απRlc = (34)

=2

tan*α

RT (35)

−= 12

secα

RE (36)

2cos

αRRM −= (37)

20

1*Gc=θ (38)

2**2

θsenRC = (39)

(34), (35), (36), (37), (38), (39) Fórmulas tomados de “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


63

2**2

αsenRCL = (40)

Angulo de cuerda larga: 40

* lcG=φ (41)

El cálculo de curvas horizontales se puede ver en el ANEXO 8 (Pag. 163)

5.6 SOBRE ANCHO

Cuando su vehículo circula por una curva del alineamiento horizontal, ocupa un ancho mayor que cuando circula sobre una tangente y el conductor experimenta cierta dificultad para mantener su vehículo en el centro del carril, por lo que se hace necesario dar un ancho adicional a la calzada.

Entonces a mayor radio de curvatura menor es el sobre ancho, de esta manera, para le radio mínimo el sobre ancho es máximo.

Figura 21

Trayectoria de las ruedas traseras respecto a las d elanteras

Fuente: “Diseño geométrico de vías. Pedro Antonio Choconta Rojas”

221 LRAR −=+

sRAR −=+1

22 LRSR −=−

22 LRRS −−= (42)



64

Dónde:

R: Radio de la curva, m.

A=Ancho del vehículo, m.

S= Sobreancho, m.

V= Velocidad de diseño, Km/h

n= Número de carriles

Barnet introduce un término de seguridad en el que interviene la velocidad.

R

VS

105.01= (43)

Considerando la influencia de la velocidad de tránsito y para diferentes números de carriles se utiliza la siguiente fórmula empírica:

( )R

VLRRnS

1022 +−−= (44)

Dónde:

S= valor del sobreancho, m.

n= número de carriles de la calzada.

R= radio de la curva en m.

V= velocidad de diseño en Km/h.

L= longitud entre la parte frontal y el eje posterior del vehículo de diseño, m.

La recomendación del MTOP indica que, si el sobre ancho es menor a 50cm no se lo debe colocar.

5.6.1 OBTENCIÓN DEL SOBRE ANCHO

El ensanchamiento debe obtenerse gradualmente desde los accesos a la curva, a fin de asegurar un alineamiento razonablemente gradual del borde del pavimento y coincidir con la trayectoria de los vehículos que entran o salen de una curva



65

Figura 22

Desarrollo del sobreancho.

Fuente: Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.

Tabla 17

Cálculo de Sobreancho para diferentes radios

SOBREANCHOS PARA DIFERENTES RADIOS Y Vd=40Km/h

RADIO (m) SOBREANCHO (m) RADIO (m) SOBREANCHO (m) 40 2.25 150 0.75 50 1.85 160 0.72 60 1.59 180 0.65 70 1.4 200 0.6 80 1.25 220 0.56 90 1.13 240 0.52

100 1.04 260 0.49 120 0.9 280 0.47 140 0.8 300 0.44 Fuente: Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.

Nota: Por razones de costo se establece el valor mínimo de diseño del Sobreancho igual a 30cm para velocidades de hasta 50 Km/h y de 40cm para velocidades mayores sugerido por el M.T.O.P.

5.7 REPLANTEO

El replanteo del proyecto se refiere a todas las actividades de campo y de oficina que llevan a la materialización del eje del proyecto horizontal en el campo, y que están relacionadas con las mediciones de distancias, ángulos, colocación de estacas (abscisado), referencias, etc., y la nivelación del eje del proyecto horizontal y la red de BM’s para control vertical. El replanteo del proyecto en el campo, se ha desarrollado


66

siguiendo los criterios y procedimientos usualmente utilizados para este tipo de trabajos. A continuación describimos estos criterios y la metodología utilizada para el desarrollo del mismo.

5.7.1 LOCALIZACIÓN DEL EJE DEL PROYECTO EN EL CAMPO

Consiste en materializar el eje vial, trasladando los alineamientos horizontales del plano al terreno, ubicando lo más exactamente posible las tangentes y las curvas horizontales mediante las estacaduras correspondientes, sirviéndose de las coordenadas y de las deflexiones encontradas para cada una de las alineaciones.

Así mismo los resultados obtenidos en cuanto a volúmenes de corte y relleno se muestra en el ANEXO 9 (Pag.165).


67

CAPÍTULO VI DISEÑO VERTICAL

6.1 TRAZADO DEL PERFIL LONGITUDINAL

El perfil vertical de una carretera es tan importante como el alineamiento horizontal y debe estar en relación directa con la velocidad de diseño, con las curvas horizontales y con las distancias de visibilidad. En ningún caso se debe sacrificar el perfil vertical para obtener buenos alineamientos horizontales. Ver ANEXO 14 (pag.188)

6.2 PROYECTO DE LA RASANTE

El dibujo en el plano se debe realizar a distintas escalas en los ejes verticales y horizontales, ya que las distancias horizontales deben ser dibujadas a escalas más pronunciadas. La relación más usual entre estas escalas es de 1/10. Ver ANEXO 14 (pag.188)

6.3 GRADIENTES

En general, las gradientes a adoptarse dependen directamente de la topografía del terreno y deben tener valores bajos, en lo posible, a fin de permitir razonables velocidades de circulación y facilitar la operación de los vehículos.

De acuerdo con las velocidades de diseño, que dependen del volumen de tráfico y de la naturaleza de la topografía.

Tabla 18

Valores de diseño de las Gradientes

VALORES MÁXIMOS DE LAS GRADIANTES LONGITUDINALES MÁ XIMAS

(Porcentaje)

Clase de carretera

Valor Recomendable Valor Absoluto

L O M L O M

R-I o R-II ˃ 8000 TPDA 2 3 4 3 4 6

I 3000 a 8000 TPDA 3 4 6 3 5 7

II 1000 A 3000 TPDA 3 4 7 4 6 8

III 300 A 1000 TPDA 4 6 7 6 7 9

IV 100 A 300 TPDA 5 6 8 6 8 12

V menos de 100 TPDA 5 6 8 6 8 14 Fuente: Normas de diseño geométrico de carreteras. Ecuador. 2003 - M.T.O.P.

La Gradiente y Longitud máximas, pueden adaptarse a los siguientes valores:

Para gradientes del: 8—10%, La longitud máxima será de: 1.000 m.


68

10—12%, 500 m.

12—14%, 250 m.

En longitudes cortas se puede aumentar la gradiente en 1 por ciento, en terrenos ondulados y montañosos, a fin de reducir los costos de construcción (Para las vías de 1º, 2º y 3º clase).

Para el diseño de esta vía se adoptará en lo posible el trazado actual, conservando las pendientes en su mayor parte principalmente por los costos que conllevaría variar drásticamente las mismas.

6.3.1 GRADIENTES MÍNIMAS

La gradiente longitudinal mínima usual es de 0,5 por ciento. Se puede adoptar una gradiente de cero por ciento para el caso de rellenos de 1 metro de altura o más y cuando el pavimento tiene una gradiente transversal adecuada para drenar lateralmente las aguas de lluvia.

6.4 CURVAS VERTICALES

Las curvas verticales pueden ser cóncavas o convexas. La curva vertical preferida en el diseño del perfil de una carretera es la parábola simple que se aproxima a una curva circular. Por otro lado, debido a que la medida de las longitudes en una carretera se hace sobre un plano horizontal y las gradientes son relativamente planas, prácticamente no hay error alguno al adoptar la parábola simple con su eje vertical centrado en el PIV.

hL

Xh

LX

Y *2

*

2

2

2

=

= (45)

Siendo h la ordenada máxima en el punto PIV y que se expresa por:

800

ALh = (46)

En donde:

A = Diferencia algebraica de gradientes, expresada en porcentaje

X = Distancia horizontal medida desde el punto de tangencia hasta la ordenada, expresada en metros.

L = Longitud de la curva vertical, expresada en metros.



69

6.4.1 CURVAS VERTICALES CONVEXAS

Figura 23

Curvas verticales convexas

Fuente: imágenes Google - http://dc110.4shared.com/doc/sZng5vnz/preview.html

La longitud mínima de las curvas verticales se determina en base a los requerimientos de la distancia de visibilidad para parada de un vehículo, considerando una altura del ojo del conductor de 1.15 metros y una altura del objeto que se divisa sobre la carretera igual a 0.15 metros. Esta longitud se expresa por la siguiente fórmula:

426

2ASL (47)

En donde:

L= longitud de la curva vertical convexa, expresada en metros.

A= diferencia algébrica de las gradientes, expresada en porcentaje

S= distancia de visibilidad para la parada de un vehículo, expresada en metros

La longitud de una curva vertical convexa en su expresión más simple es:

L=KA (48)

En donde:

L= longitud de la curva vertical convexa, expresada en metros.

A= diferencia algébrica de las gradientes, expresada en porcentaje

En las tablas 19 y 20 se indican los diversos valores de K para las diferentes velocidades de diseño y para las diversas clases de carreteras, respectivamente.



70

Tabla 19

Curvas verticales convexas

CURVAS VERTICALES CONVEXAS MÍNIMAS

Velocidad de diseño kph

Distancia de visibilidad para

parada- "s" (metros)

Coeficiente K=S²/426

Calculado Redondeado

20 20 0.94 1 25 25 1.47 2

30 30 2.11 2 35 35 2.88 3

40 40 3.76 4 45 50 5.87 6

50 55 7.1 7 60 70 11.5 12

70 90 19.01 19 80 110 28.4 28

90 135 42.78 43 100 160 60.09 60

110 180 76.06 80 120 220 113.62 115

Fuente: Normas de diseño geométrico de carreteras. Ecuador. 2003 - M.T.O.P.

Tabla 20

Valores mínimos de diseño del coeficiente K (curvas convexas)

VALORES MÍNIMOS DE DISEÑO DEL COEFICIENTE "K" PARA LA DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE CURVAS VERTICALES CONVEXAS MÍNIMAS

Clase de carretera Valor Recomendable Valor Absoluto

L O M L O M

R-I o R-II ˃ 8000 TPDA 115 80 43 80 43 28 I 3000 a 8000 TPDA 80 60 28 60 28 12 II 1000 A 3000 TPDA 60 43 19 43 28 7 III 300 A 1000 TPDA 43 28 12 28 12 4 IV 100 A 300 TPDA 28 12 7 12 3 2

V menos de 100 TPDA 12 7 4 7 3 2 Fuente: Normas de diseño geométrico de carreteras. Ecuador. 2003 - M.T.O.P.

Se adopta para el diseño el valor de 4.

La longitud mínima absoluta de las curvas verticales convexas, expresada en metros, se indica por la siguiente fórmula:

VL 60.0min = (49)

En donde, V es la velocidad de diseño, expresada en kilómetros por hora.



71

Efectuando los cálculos para una velocidad de diseño de 40 Km/h se tiene una Longitud mínima absoluta de 24m

6.4.2 CURVAS VERTICALES CÓNCAVAS

Figura 24

Curvas verticales cóncavas

Fuente: imágenes Google – http://dc110.4shared.com/doc/sZng5vnz/preview.html

Por motivos de seguridad, es necesario que las curvas verticales cóncavas sean lo suficientemente largas, de modo que la longitud de los rayos de luz de los faros de un vehículo sea aproximadamente igual a la distancia de visibilidad necesaria para la parada de un vehículo.

La siguiente fórmula indica la relación entre la longitud de la curva, la diferencia algebraica de gradientes y la distancia de visibilidad de parada.

S

ASL

5.3122

2

+= (50)

La fórmula anterior se basa en una altura de 60 centímetros para los faros del vehículo y un grado de divergencia hacia arriba de los rayos de luz con respecto al eje longitudinal del vehículo. La longitud de una curva vertical cóncava en su expresión más simple es:

L=KA (51)

En las tablas 21 y 22 se indican los diversos valores de “K” para las diferentes velocidades de diseño y para las varias clases de carretera, respectivamente.

(50), (51), Fórmulas tomado de “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


72

Tabla 21

Curvas verticales cóncavas

CURVAS VERTICALES CONCAVAS MÍNIMAS

Velocidad de diseño kph

Distancia de visibilidad para

parada- "s" (metros)

Coeficiente K=S²/426

Calculado Redondeado

20 20 2.08 2 25 25 2.98 3

30 30 3.96 4 35 35 5.01 5

40 40 6.11 6 45 50 8.42 8

50 55 9.62 10 60 70 13.35 13

70 90 18.54 19 80 110 23.87 24

90 135 30.66 31 100 160 37.54 38

110 180 43.09 43 120 220 54.26 54


Tabla 22

Valores mínimos de diseño del coeficiente K (curvas cóncavas)

VALORES MÍNIMOS DE DISEÑO DEL COEFICIENTE "K" PARA LA DETERMINACIÓN DE LA LONGITUD DE CURVAS VERTICALES CONCAVAS MÍNIMAS

Clase de carretera Valor Recomendable Valor Absoluto

L O M L O M

R-I o R-II ˃ 8000 TPDA 115 80 43 80 43 28

I 3000 a 8000 TPDA 80 60 28 60 28 12

II 1000 A 3000 TPDA 60 43 19 43 28 7

III 300 A 1000 TPDA 43 28 12 28 12 4

IV 100 A 300 TPDA 28 12 7 12 3 2

V menos de 100 TPDA 12 7 4 7 3 2


Se adopta para el diseño el valor de 6.

La longitud mínima absoluta de las curvas verticales cóncavas, expresada en metros, se indica por la siguiente fórmula:

VL 60.0min = (52)

En donde, V es la velocidad de diseño, expresada en kilómetros por hora.



73

Efectuando los cálculos para una velocidad de diseño de 40 Km/h se tiene una Longitud mínima absoluta de 24m

6.5 CALCULO DE LAS CURVAS

Para nuestro diseño se adoptaron solo curvas verticales simétricas a continuación se presenta las fórmulas que fueron utilizadas:

Figura 25

Elementos de Curvas verticales


2

200xX

L

AY = (53)

800

ALH = (54)

Los datos de las curvas verticales se muestran en el ANEXO 9 (pag.165)

(53), (54) Fórmulas tomados de “Normas de diseño Geométrico de carreteras Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


74

CAPÍTULO VII DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

7.1 INTRODUCCIÓN Los pavimentos flexibles están formados por una carpeta asfáltica apoyada sobre una o varias capas de gran flexibilidad (admiten grandes deformaciones sin rotura bajo la aplicación de la carga) que transmiten los esfuerzos al terreno de soporte mediante un mecanismo de disipación de tensiones, las cuales van disminuyendo paulatinamente con la profundidad.

7.2 DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE DISEÑO El estudio de diseño de pavimento flexible está basado íntegramente en el método de la AASTHO pues los mismos son adoptados para vías en todo el Ecuador y su facilidad permite una mejor y mayor certeza en los resultados obtenidos.

Para el método de diseño AASTHO 86 y 93 la fórmula de diseño es:

( )

07.8log*32.2

1

109440.0

5.12.4log

20.0)1(log*36.9*log 10

19.5

10

1001810 −+

++

−∆

+−++= RR M

SN

PSI

SNSZW (55)

Dónde: SN: número estructural (pulg)

18W : Número de cargas de 18 Kips (80 KN) previstas

RZ : Abscisa correspondiente a un área igual a la confiabilidad R en la curva de distribución normalizada

oS : Desvío estándar de todas las variables

PSI∆ : Pérdida de serviciabilidad

RM : Módulo resiliente de la subrasante (en psi)

7.3 VARIABLES DE ENTRADA

7.3.1 VARIABLES DE TIEMPO Aquí existen 2 variables importantes que son: el período de análisis y la vida útil del pavimento.

Se basa en la vida útil que es el período que media entre la construcción o rehabilitación del pavimento y el momento en que este alcanza un grado de serviciabilidad mínimo.

(55) Fórmula tomada de Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998


75

El período de análisis es el tiempo total que cada estrategia de diseño debe cubrir. Puede ser igual que la vida útil, pero en casos en donde se prevén reconstrucciones a lo largo del tiempo, el período de análisis comprende varios períodos de vida útil, el del pavimento original y el de los distintos refuerzos. Los períodos de análisis recomendados son:

Tabla 23

Períodos de análisis recomendados

TIPO DE CAMINO PERÍODO DE ANÁLISIS Gran Volumen de tránsito urbano 30-50 años Gran Volumen de tránsito Rural 20-50 años

Bajo volumen pavimentado 15-25 años Fuente: Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998

Nuestro diseño comprende un bajo volumen pavimentado lo que nos refleja un período de análisis entre 15 y 25 años por lo que se toma el valor de 20 años.

7.3.2 TRÁNSITO Se utilizan datos calculados en el capítulo 4. Complementados en ANEXO 7 (Pag. 159). 7.3.3 CONFIABILIDAD Se entiende por confiabilidad, la probabilidad de que el sistema estructural que forma el pavimento cumpla su función prevista dentro de su vida útil bajo condiciones (medio ambiente) que tiene lugar en este lapso. Se recomienda el siguiente cuadro de confiabilidades dependiendo del tipo de vía:

Tabla 24

Confiabilidad recomendada

TIPO DE CAMINO CONFIABILIDAD RECOMENDADA

ZONA URBANA ZONA RURAL Rutas interestatales y autopistas 85-99.9 80-99-9

Arterias principales 80-99 75-99

Colectoras 80-95 75-95

Locales 50-80 50-80 Fuente: Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998

Según la tabla esta vía corresponde en la clasificación colectora y es de carácter rural, por lo que se toma un valor medio de 85%

Tabla 25

Valores de desviación normal para niveles selecciona dos de confiabilidad

Confiabilidad R (%) Zr Confiabilidad R (%) Zr 50 -0.000 93 -1.476 60 -0.253 94 -1.555 70 -0.524 95 -1.645 75 -0.674 96 -1.751 80 -0.841 97 -1.881 85 -1.037 98 -2.054 90 -1.282 99 -2.327 91 -1.340 99.9 -3.090 92 -1.405 99.99 -3.750

Fuente: Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998


76

Con el 85% de confiabilidad tenemos un valor de -1.037.

7.3.4 CRITERIOS DE ADOPCIÓN DE NIVELES DE SERVICIAB ILIDAD La serviciabilidad de un pavimento se define como la capacidad de servir al tipo de tránsito para lo cual se ha diseñado. Se evalúa a través de un índice de serviciabilidad presente (PSI), el cual se califica entre 0 (pésimas condiciones) y 5 (perfecto). En el diseño del pavimento se deben elegir la serviciabilidad inicial y final. Los valores recomendados son:

Serviciabilidad Inicial (Po) = 4.2 (para pavimentos flexibles) Serviciabilidad Final (Pt) = 2.0 (para caminos de menor tránsito)

∆PSI = Po – Pt (56)

∆PSI = 2.2

7.4 PARÁMETROS DE DISEÑO

7.4.1 PERÍODO DE DISEÑO El período de diseño representa el tiempo que durará la estructura de pavimento en condiciones normales, antes que en ella se hagan mejoramientos o a su vez colocación de un nuevo pavimento sea este flexible o rígida. Por razones económicas e indicaciones dadas en manuales de diseños se adoptará un período de diseño de 10 años.

7.4.2 DESVIACIÓN ESTANDAR (So) Los valores de “So” en los tramos de prueba de AASHTO no incluyeron errores en la estimación del tránsito; sin embargo, el error en la predicción del comportamiento de las secciones en tales tramos, fue de 0.25 para pavimentos rígidos y 0.35 para los flexibles, lo que corresponde a valores de la desviación estándar total debidos al tránsito de 0.35 y 0.45 para pavimentos rígidos y flexibles respectivamente. Por lo que se adopta un valor de 0.45.

7.4.3 MÓDULO DE RESILENCIA (Mr) En el nuevo método AASHTO (1986 y 1993), el módulo resilente reemplaza al CBR como variable para caracterizar la subrasante, sub base y base. Dado que no siempre se tienen equipamientos para ejecutar un ensayo de módulo resilente, es conveniente relacionarlo con otras propiedades de los materiales y como se mencionó anteriormente se lo relacionará con el CBR:

Mr = B CBR (57) Si CBR ˂10%, B=1500 y por lo tanto Mr=1500(CBR) Para valores superiores adoptamos las siguientes expresiones:

Si 10%≤CBR≤20%, Mr=3000(CBR)ˆ0.96 (58)

(56), (57), (58) Fórmulas Tomados de Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998


77

Si CBR˃20%, Mr= 4326Ln(CBR)+241 (59)

Según el CBR obtenido en laboratorio, correspondiente a este tramo, adoptamos la fórmula descrita al inicio:

Mr = 1500 (CBR)

Mr= 1500(1.30)

Mr=1950

7.4.4 CBR DE DISEÑO

Cuando ya se tenga la caracterización de la resistencia de la subrasante de la vía procedemos a encontrar un valor de CBR representativo para el diseño de pavimento flexible. El proceso de cálculo se basa siguiendo los siguientes parámetros:

• Ordenamos los valores del CBR obtenidos de menor a mayor. • Para cada valor numérico diferente de CBR, comenzando desde el menor, calculamos el número y el

porcentaje de valores de CBR que son mayores o iguales que él. • Se grafican los resultados en un gráfico CBR vs el porcentaje de valores mayores o iguales. El resultado

se puede ajustar a una curva. • El valor del CBR de diseño corresponde al percentil del 70%, valor que recomienda el Ministerio de

Transporte y Obras Públicas

Tabla 26 Valores de CBR para diseño

ABSCISA CBR 95% VALORES IGUALES O MAYORES

% VALORES IGUALES O MAYORES

3+500 2.00 0 0.00% 4+500 1.00 2 100.00% 5+500 1.50 1 50.00% 6+500 1.00 2 100.00%

Fuente: Datos obtenidos en laboratorio

Figura 26

CBR de diseño

(59) Fórmula tomada de Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998

0.00%

10.00%

20.00%

30.00%

40.00%

50.00%

60.00%

70.00%

80.00%

90.00%

100.00%

110.00%

1.00 1.50 2.00

% D

E V

ALO

RES

IG

UA

LES

O

MA

YO

RES

CBR


78

Se deduce que nuestro CBR de diseño que para el tramo 3+200 hasta el 6+400 será de 1.30%

7.4.5 CONVERSIÓN DE TRÁNSITO EN ESALs

Se sabe que las diferentes cargas producen diferentes tensiones y deformaciones en el pavimento, las fallas serán distintas. Para tener en cuenta esta diferencia, el tránsito es reducido a un número equivalente de ejes de una determinada carga que producirán el mismo daño que toda la composición del tránsito. Esta carga tipo según AASHTO es de 80 KN o 18 Kips. La conversión se hace a través de los factores equivalentes de carga LEF (“load equivalent factor”).

El factor equivalente LEF es un valor numérico que expresa la relación entre pérdida de serviciabilidad causada por una dada carga de un tipo de eje y la producida por el eje standard de 80 KN en el mismo eje.

En los cálculos anteriormente obtenidos la pérdida de serviciabilidad fue de 2.2 por tanto se adoptará un valor de 2 que resulta ser el valor más cercano que se encuentra en las tablas.

Así mismo se tendrá que imponer un valor probable del espesor del pavimento flexible y se adoptará el valor de 2”.

ESALs=%VEHÍCULOS (TIPO) *LEF (60)

Los cálculos se verán en el ANEXO 12 (Pag. 178) tanto para el total de vehículos como solo para los pesados

7.4.6 CÁLCULO DEL NÚMERO DE EJES EQUIVALENTES DE 8. 2 Ton (W18)

En la actualidad no se cuenta con un sistema de planificación de redes de transporte para las circunstancias existentes de las vías, es por eso que la estimación del número de aplicaciones de carga del eje equivalente se la puede realizar con la siguiente ecuación que nos da resultados similares y veraces para el diseño:

ESALsLDnfuturoTPDAactualTPDA

W ***365*2

)()(18

+= (61)

Dónde:

W18: Número de ejes equivalentes.

n= Número de años (período de diseño).

LD: Factor de distribución por trocha.

ESAÑs: número de ESALs totales.

(60), (61) Fórmulas tomadas de Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998


79

Tabla 27

Factor de distribución por trocha (LD)

NÚMERO DE TROCHAS EN CADA DIRECCIÓN

LD

1 1.00 2 0.80-1.00 3 0.60-0.80 4 0.50-0.75

Fuente: diseño estructural de caminos AASHTO 1993

Se adopta para el diseño el valor de 1.00

7.5 PROPIEDADES DE LOS MATERIALES DEL PAVIMENTO Y DETERMINACIÓN DE ESPESORES

Las ´propiedades y características de las diferentes capas se evalúan de acuerdo a su módulo de elasticidad cuyos ensayos son realizados en laboratorio de suelos, los espesores necesarios para cada estrato están en función del SN. La expresión que integra estos principios es la siguiente

SN=a1*d1+a2*m2*D2+a3*m3*D3 (62)

Dónde:

a1, a2, a3= Coeficientes estructurales o de capa (estratos).

m2, m3= Coeficientes de drenaje.

D1, D2, D3= Espesores de capas (estratos) en cm.

La ecuación antes vista no tiene una única solución, hay muchas combinaciones de espesores que la pueden satisfacer, no obstante existen normativas que nos brindan espesores de capas que pueden ser construidas y protegidas de deformaciones permanentes por capas superiores más resistentes.

Tabla 28

Espesores mínimos de concreto asfáltico y base granu lar

NUMERO DE ESALs CONCRETO ASFÁLTICO BASE GRANUL AR Menos de 50000 2.5 cm 10 cm 50000-150000 5.0 cm 10 cm

150000-500000 6.5 cm 10 cm 500000-2000000 7.5 cm 15 cm

2000000-7000000 9.0 cm 15 cm Más de 7000000 10.0 cm 15 cm


7.6 COEFICIENTE DE DRENAJE

Aplicando el procedimiento indicado en los métodos AASHTO los coeficientes de cada capa se ajustan con factores mayores o menores que la unidad para tener en cuenta el drenaje y el tiempo en que las capas granulares están sometidas a niveles de humedad próximos a la saturación. Este método permite al profesional utilizar su criterio para definir la calidad del drenaje. En la siguiente tabla se avalúa la calidad del drenaje por tiempo para remoción de aguas

(62) Fórmula Tomado de “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.


80

Tabla 29

Coeficientes de drenaje para pavimentos flexibles

Calidad de drenaje

% de tiempo en que el pavimento está expuesto a niv eles de humedad próximos a la saturación

<1% 1-5% 5-25% >25%

Excelente 1.4-1.35 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

Regular 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80

Pobre 1.15-1.5 1.05-0.8 0.80-0.60 0.60

Muy pobre 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40 Fuente: diseño estructural de caminos AASHTO 1993

Para el diseño del tramo de esta vía la calidad del drenaje se la cataloga en excelente con un valor de 1.25 debido a que previa la colocación del concreto asfáltico se va a realizar un proceso en donde se calcula cunetas y alcantarillas con el objetivo que el drenaje de la vía sea óptimo. Para la capa de material de suelo existente se tomará un valor de 0.80 debido a que sus condiciones según la tabla son aceptables pues el drenaje se efectúa en aproximadamente 1 semana. Para el recapeo se tomaran valores de 1.25 tanto para el suelo seleccionado proveniente de la vía y también para la capa de base debido a que los niveles de saturación estarían en función de la estratigrafía del pavimento.

7.7 ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO FLEXIBLE

Figura 27

Elementos estructurales del pavimento flexible

Fuente: imágenes google - http://dc251.4shared.com/doc/Y3QCux7N/preview.html

Luego de realizados los cálculos respectivos (ver ANEXO 12 (pag.178)) el diseño de los espesores de cada capa que conforma el pavimento son los siguientes:


81

Diseño hasta el año 2022

Capa de sub base= 2.75 pulg ó 7 cm

Capa de base= 5 pulg ó 12.70 cm

Capa asfáltica= 18 pulg ó 45.72 cm

Figura 28

Valores de las diferentes capas que forman el pavim ento flexible (para el año 2022)

Diseño hasta el año 2032

Capa de sub base= 3 pulg ó 7.6 cm

Capa de base= 5 pulg ó 12.70cm

Capa asfáltica= 18 pulg ó 45.72cm

Figura 29

Valores de las diferentes capas que forman el pavim ento flexible (para el año 2032)

El Método AASHTO recomienda el empleo de la siguiente figura y ecuaciones:

Figura 30

Estructura de pavimento flexible



82

(63)

(64)

(65)

7.7.1 CONCRETO ASFÁLTICO

Es la capa o la serie de capas de materiales granulares seleccionados ligados con el asfalto que conforman la superficie de rodadura del pavimento. Su función principal es estructural (a través de su espesor disipa las cargas recibidas del tránsito). Para Concreto Asfáltico el coeficiente estructural (a1) se calcula con el siguiente gráfico de acuerdo al Módulo Resilente y la Estabilidad de Marshall:

Figura 31

Coeficiente estructural para el concreto asfáltico


Puesto que para el concreto asfáltico y según valores recomendados en las normas AASHTO se tiene un CBR de 266.67 dándonos un módulo resilente de 4x10^5psi se tiene que el coeficiente a1 será de 0.42 según la figura 31 expuesta

(63), (64), (65) Fórmulas Tomados de Curso de Actualización de Diseño estructural de Caminos Método AASTHO 93 Septiembre 1998

⇒≥a

SND1

11

'**'1111 DmaSN =

⇒−

≥maSNSND

22

122 *

' '**'2222 DmaSN =

( )⇒

+−≥

maSNSNSN

D33

21

3 *

'''**'

3333 DmaSN =


83

7.7.2 IMPRIMACIÓN

Con el nombre de imprimación se denomina al riego de un producto asfáltico que recubre la base y forma una película continua con el fin de adherirla a la capa de rodadura (carpeta) además de impermeabilizar el contacto entre ellas.

7.7.3 CAPA DE BASE

La base es una capa de materiales seleccionados colocados sobre la sub-base, en algunas ocasiones se construye directamente sobre la subrasante, tiene como función principal transmitir las cargas debidas del tránsito con intensidades adecuadas a los elementos subyacentes. Una función importante es la de servir de rodadura provisional para el paso de vehículos y equipos facilitando de esta forma el proceso constructivo de la vía o de otras obras.

Tabla 30

CBR para capas que conforman el pavimento flexible

CBR CLASIFICACIÓN 0-5 Subrasante muy mala 5-10 Subrasante mala 10-20 Subrasante regular a buena 20-30 Subrasante muy buena 30-50 Sub base buena 50-80 Base buena 80-100 Base muy buena


Se adoptó valores de CBR para base de 60, para sub base de 40 y para concreto asfáltico 266.67

Para capas de Base el coeficiente estructural (a2) se calcula con el siguiente gráfico de acuerdo al CBR del agregado:

Figura 32

Coeficiente estructural para la base



84

Para una base se tiene que el CBR recomendado en las normas AASTHO será de 60 y por tanto el valor a2 según la figura 32 será de 0.123

7.7.4 CAPA DE SUB BASE

Es la capa colocada sobre la subrasante y subyace a la base, está constituida por materiales seleccionados cuya principal función es transmitir a la subrasante los esfuerzos que el tránsito le impone a través de la base, proporcionando resistencia adecuada a tales solicitaciones; por las características granulométricas de sus materiales puede servir como elemento de drenaje y por su propio peso contrarresta cambios volumétricos en la subrasante asociados con la presencia en ella de materiales de naturaleza expansiva.

Los valores del CBR para una buena Sub base varían entre 30 y 50% como se indicó en la tabla 34

Para capas de Sub base el coeficiente estructural (a3) se calcula con el siguiente gráfico de acuerdo al CBR del agregado:

Figura 33

Coeficiente estructural para el material de sub bas e


Para una sub base se tiene que el CBR recomendado en las normas AASTHO será de 40 y por tanto el valor a2 según la figura 33 será de 0.119.

Todos los cálculos realizados referente a diseño de pavimento ver ANEXO 13 (Pag.184)


85

CAPÍTULO VIII DRENAJE

8.1 INTRODUCCIÓN

La función principal de las estructuras de drenaje, es la de controlar principalmente el agua que interviene en la zona de la vía y así mismo en la vía en estudio, por eso es de suma importancia en disponer de información sobre la zona, en donde se encuentra ubicada la vía.

Figura 34

Esquema de la vía Pucunla Yuquish

Fuente: IGM

8.2 ESTACIÓN METEOROLÓGICA

La intensidad de precipitación pluvial se fundamenta en el principio de que la profundidad de agua observada en un lapso de tiempo cualquiera, es la medida de la cantidad de lluvia producida por una tempestad, despreciándose las perdidas. Con el objeto de medir la altura de la lámina de agua, se utiliza diversos tipos de instrumentos con la condición de que cualquiera que sea el instrumento utilizado represente siempre las condiciones estándar.

Entonces previo un análisis, se sabe que la estación meteorológica más cercana y de información disponible, es la del aeropuerto Mariscal Lamar de la ciudad de Cuenca; esta información es tomada por el INAMHI, en el cuadro se detalla esta información.


86

Tabla 31

Datos de estación meteorológica

Fuente: INAMHI

8.3 DETERMINACIÓN DE LA INTENSIDAD

Para la determinación de la Intensidad utilizaremos la fórmula:

( )BCTc

AI

+= (66)

En donde

I= Intensidad de lluvia.

(A, B, C)= Constantes que dependen de la zona y del periodo de retorno.

Tc= Tiempo de concentración.

Por las características de la vía en estudio se adopta un periodo de retorno de 10 años y una duración de lluvia de 5 a 60 minutos, con estos parámetros adoptados, se desprende los valores de las constantes A, B y C son:

A=436.25

B=0.5802

C=2.90

Con estos valores y con intervalos de tiempo de 5 minutos en una hora obtenemos la curva de las intensidades:

(66) Fórmula tomada de Estudios pluviométricos del INAMHI

A B C A B C2 342.83 0.6405 3.10 2521.50 0.9989 45.003 366.29 0.6164 3.00 3205.50 1.0145 45.005 399.11 0.5992 3.00 3985.00 1.0273 45.0010 436.25 0.5802 2.90 5113.20 1.0428 46.0020 477.58 0.5687 2.90 6264.10 1.0548 47.0050 531.84 0.5574 2.90 7797.40 1.0667 48.00100 566.15 0.5480 2.80 8854.00 1.0719 48.00

PERIODO DE RETORNO

PARA 5 ≤ t ≤ 60 MINUTOS PARA 5 ≤ t ≤ 1440 MINUTOS

INTENSIDAD ( )BC CT

AI

+=


87

Tabla 32

Valores para obtener curva de intensidad

Tiempo en Minutos

Periodo Retorno (10 años)

5 131.5019530

10 98.9398597

15 81.8144681

20 70.9183942

25 63.2405854

30 57.4722738

35 52.9430516

40 49.2701312

45 46.2173218

50 43.6301252

55 41.4027642

60 39.4601140

Figura 35

Curva de intensidad

0

20

40

60

80

100

120

140

0 20 40 60 80

INTE

NSI

DA

D

TIEMPO

Curva de Intensidad

intensidad


88

8.4 DRENAJE LONGITUDINAL

Entendemos por drenaje longitudinal, a toda estructura de defensa que se encuentra a lo largo de la via, como puede ser las cunetas o contra cunetas.

8.4.1 CUNETAS

No son más que canales que se encuentran junto a la vía, que mediante el bombeo que se dé a la mesa de la carretera, hará que esta estructura capte el agua lluvia y la dirija hacia las alcantarillas.

Las cunetas, pueden ser de distinta sección, para nuestro estudio adoptaremos la sección más frecuente, que es la sección triangular.

8.4.1.1 DISEÑO HIDRÁULICO

Para el diseño hidráulico, se debe tomar en cuenta parámetros fundamentales, como son longitud, pendiente y velocidad.

Estos dos parámetros se deben cuidar fundamentalmente para la obtención de resultados favorable al memento de diseñar la sección de la cuneta.

Las normas del MTOP, recomienda que la pendiente mínima deberá ser del 0.5%, con esto garantizaremos el flujo del agua,

En cuanto a la velocidad tendremos el siguiente cuadro, que será de acuerdo al material de la cuneta.

Tabla 33

Velocidades de acuerdo al material

MATERIAL VELOCIDAD (m/s) MATERIAL VELOCIDAD

(m/s)

ARENA FINA 0.45 PIZARRA SUAVE

2

ARCILLA ARENOSA 0.50 GRAVA

GRUESA 3.5

ARCILLA ORDINARIA

0.85 ZAMPEADO 3.4 - 4.5

ARCILLA FIRME 1.25 ROCA SANA 4.5 - 7.5

GRAVA FINA 2.00 HORMIGÓN 4.5 - 7.5


La longitud de la cuneta, se realizaran los siguientes cálculos:

Aplicaremos la ecuación de la continuidad:

Q= Ac * V (67)

(67) Fórmula tomada de Hidráulica de Canales (Máximo Villón)


89

En donde:

Q= Es la capacidad hidráulica de la cuneta (m³/s)

Ac= Área efectiva de la Cuneta (m2).

V= Velocidad del agua (m/seg).

El área efectiva de la cuneta estará de acuerdo a la sección y medidas que adoptaremos.

Para la determinación de la velocidad, esta viene dada según la fórmula de Manning:

n

JRV

=2

1

3

2

* (68)

En donde:

V= velocidad en m/s

n= Coeficiente de rugosidad, es un valor que está en función del tipo de material de la estructura a utilizarse.

J= Pendiente longitudinal de la vía (variable según el diseño vertical)

R= radio hidráulico y se determina:

mojadoPerímetro

efectivaArea

P

ARh == (69)

Perímetro Mojado:

( )22 2111 ZZYP +++= (70)

Entonces el radio hidráulico es:

(68), (69), (70) Fórmulas tomadas de Hidráulica de Canales (Máximo Villón)


90

Tabla 34

Coeficientes de rugosidad n

DESCRIPCIÓN DEL CANAL n Mampostería de piedra pegada 0.020

Mampostería de piedras rectangulares 0.017

Mampostería de ladrillos, sin revestimiento 0.015

Mampostería de ladrillos, revestida 0.012

Canales de concreto, terminación ordinaria 0.014

Canales de concreto con revestimiento liso 0.012

Canales con revestimiento muy liso 0.010

Canales de tierra en buenas condiciones 0.025

Canales de tierra con plantas acuáticas 0.035

Canales irregulares y mal conservados 0.040

Conductos de madera cepillada 0.011

Barro (vitrificado) 0.013

Tubos de acero soldado 0.011

Tubos de concreto 0.013

Tubos de hierro fundido 0.012

Tubos de asbesto- cemento 0.011 Fuente: Normas de diseño geométrico de carreteras. Ecuador. 2003 - M.T.O.P.

Para esta vía se ha previsto que las cunetas sean de hormigón simple a fin de evitar la erosión del suelo, con lo cual, se adopta para su cálculo y dimensionamiento en la fórmula de Manning un coeficiente de rugosidad adoptando n=0.014

Según se ve en la fórmula de la velocidad, la pendiente J, se determinaría según el diseño vertical de la vía.

Una vez conocidos las caudales para cada pendiente, aplicaremos la fórmula de la continuidad del método racional americano:

36.0

CxlxAQ = (71)

De donde:

Q= Caudal máximo probable de la cuenca, determinado en el cuadro anterior.

C= coeficiente de escorrentía.

I= Intensidad de lluvia en mm/hora.



91

Tabla 35

Coeficientes de escorrentía


Según el tramo se tiene las son las siguientes características:

• Pendiente máxima 20% (alta).

• Terrenos de hierba, grama.

• Terreno Semipermeable. Tomando en cuenta estos parámetros y viendo el cuadro nos da una escorrentía del terreno que varía entre 0.25 y 0.55. Por lo que trabajamos con 0.45.

Tabla 36

Coeficientes de escorrentía para pavimento


Para pavimentos se adopta un valor de 0.7

Otro factor importante del diseño hidráulico es el de, saber que el agua no sobrepase el tirante de diseño, ya que si sobrepasa este valor, tendríamos que recalcular el tirante, adoptando un tirante más profundo, para que el agua de escorrentía no pase a la mesa de la vía.

Para hacer este verificar este parámetro muy importante, realizaremos un análisis de cada tramo de la vía, donde cambian las pendientes, así como el de comprobar que las alcantarillas están bien situadas.


92

En este procedimiento, el coeficiente de escurrimiento no cambiara, es decir que seguirá siendo de 0.7 que es para pavimentos.

La intensidad variara ya que se tomara en cuenta que para el tiempo de concentración Tc la fórmula de Rowe :

(72)

En donde:

L = longitud del curso de agua en metros

H = El desnivel entre el extremo de la cuenca y el punto de descarga, en m.

Tc = tiempo de concentración en minutos.

Es decir que para cada tramo, existirá una diferente intensidad de lluvia.

En cuanto al Área de aporte A, también existirá una variante, ya que la longitud de cada tramo será diferente, no obstante el ancho de la vía se mantendrá en 3m por trocha, el área de aporte será expresado en hectáreas.

Para el cálculo de sección llena ocupamos la ecuación de Manning.

n

SRAQ

=2

1

3

2

** (73)

Una vez hallado los caudales comprobamos si el mismo cumple el valor requerido para que el calado no sobrepase su máxima impuesto caso contrario se deberá ampliar las dimensiones.

En el ANEXO 10 (pag. 172) se presenta el resumen de cálculos efectuados.

8.5 DRENAJE TRANSVERSAL

Las estructuras de este tipo de drenaje, son colocadas de manera perpendicular al eje de la vía, de la misma manera son encargados de conducir y desfogar el agua de escorrentía, que atraviesa la vía, las estructuras se encuentran en un nivel, por debajo de la sub-rasante.

8.5.1 ALCANTARILLAS

Tienen el objetivo de conducir, el agua lluvia, hacia cauces naturales, el agua de lluvia proveniente de pequeñas cuencas hidrográficas, arroyos o esteros, canales de riego, cunetas y/o del escurrimiento superficial de la carretera.

En la figura se muestra los elementos constitutivos de una alcantarilla son: el ducto, los cabezales, los muros de ala en la entrada y salida, y otros dispositivos que permitan mejorar las condiciones del escurrimiento y eviten la erosión regresiva debajo de la estructura.


(73) Formula tomada de ETAPA: Planes maestros de agua potable y alcantarillado II fase

385.03

0195.0

=

H

LTc


93

Figura 36

Elementos de una alcantarilla


De acuerdo con la forma de la sección transversal del ducto, las alcantarillas pueden ser: circulares, rectangulares, de arco, bóvedas o de ductos múltiples. Los materiales que se utilizarán en la construcción de las alcantarillas serán de hormigón armado, lámina de acero corrugado plástico, arcilla vítrea, lámina de aluminio corrugado y lámina de acero inoxidable; aunque las alcantarillas metálicas son de fácil instalación, en zonas de alto potencial corrosivo, se debe preferir el uso de alcantarillas de hormigón.

8.5.2 DISEÑO HIDRÁULICO

La finalidad del diseño hidráulico, es la de determinar el diámetro de la sección de la alcantarilla. Para este dimensionamiento; se recurrirá a los valores calculados para cunetas pero ahora se deberá acumular los caudales y multiplicar por las 2 cunetas que forma la vía.

Para el saber la capacidad de las alcantarillas se procedió con el cálculo a sección llena, para lo cual, se utilizó el coeficiente de rugosidad de tuberías de acero corrugado igual a 0,011 y una pendiente transversal del 3%.

Para determinar el caudal la sección llena se utilizó la fórmula de Manning:

2

1

3

5

2

1**

1SA

nP

Q = (74)

De donde el Área (A), el perímetro (P), es el área de una sección circular:

A=D² P=D*π

La pendiente transversal S, se utilizó al 3% en todas las alcantarillas.

Para determinar la Velocidad a sección llena, se empleó la fórmula:

V=Q/A

Una vez hallada el valor de velocidad v este valor se verificaría que este dentro de del intervalo que la norma.

Los cálculos se verán en el ANEXO 11 (Pag.175)

(74) Formula tomada de ETAPA: Planes maestros de agua potable y alcantarillado II fase


94

CAPÍTULO IX PRESUPUESTO

9.1 RESUMEN DE PRESUPUESTO

Proyecto: MEJORAMIENTO DE LA VÍA PUCUNLA YUQUISH, Y DISEÑO DE L PAVIMENTO FLEXIBLE, DEL TRAMO CON ABSCISA 3+200 HASTA 6+400.

Oferente: Ubicación: Nabón - Azuay

Fecha: Febrero 2014

PRESUPUESTO

Item Código Descripción Unidad Cantidad P. Unitario P. Total

1 Topografía 32,053.90

1,001 501001 Replanteo y nivelación de Vias ml 3,200.00 1.12 3,590.06

1,002 502003 Desbroce, desbosque y limpieza m2 12,800.00 2.22 28,463.84

2 Excavación 108,637.10

2,001 Excavación de Suelo y Taludes 65,834.79

2,001,002 500001 Excavación mecánica en vía m3 21,750.31 3.03 65,834.79

2,002 Excavación para Estructuras de Drenaje

42,802.31

2,002,001 503030 Excavación para cunetas y encausamientos m3 2,560.00 16.08 41,156.64

2,002,002 503015 Excavación manual, zanja 0-2 m, material sin clasificar m3 69.30 6.15 426.04

2,002,003 503021 Excavación manual, zanja 0-2 m, material conglomerado m3 41.58 9.24 384.36

2,002,004 503016 Excavación manual, zanja 2-4 m, material sin clasificar m3 13.86 8.61 119.29

2,002,005 503022 Excavación manual, zanja 2-4 m, material conglomerado m3 13.86 11.07 153.37

2,002,006 503005 Excavación retroexcavadora, zanja 0-2 m, material sin clasificar, cuchara 40 cm m3 69.30 3.22 222.82

2,002,007 503008 Excavación retroexcavadora, zanja 0-2 m, material conglomerado, cuchara 40 cm m3 41.58 4.73 196.72

2,002,008 503010 Excavación retroexcavadora, zanja 2-4m, material sin clasificar, cuchara 40 cm m3 13.86 4.95 68.55

2,002,009 503013 Excavación retroexcavadora, zanja 2-4 m, material conglomerado, cuchara 40 cm

m3 13.86 5.38 74.52

3 Tuberías 15,700.51

3,001 509054 Tubería de acero corrugado - (MP-100 diám.= 500 mm; esp=2 mm) m 60.00 261.68 15,700.51

4 Rellenos 44,015.90

4,001 504001 Relleno compactado material de sitio m3 2167.032 9.95 21,556.82

4,002 504002 Relleno compactado material de mejoramiento m3 928.728 24.18 22,459.08

5 Capas Estructurales 634,523.51

5,001 505001 Subrasante conformación y compactación con equipo pesado m2 19,200.00 2.77 53,161.68

5,002 505004 Sub-base Clase III m3 8,778.24 23.78 208,711.87

5,003 505016 Base Clase II, tendido y compactado con equipo pesado m3 2,438.40 29.74 72,529.72

5,004 511001 Asfalto RC para imprimación (liga) lt 19,200.00 1.94 37,234.32

5,005 511002 Carpeta asfáltica (e=2.75") Ho Asf. mezclado en planta m2 19,200.00 13.69 262,885.92

6 Estructuras 172,060.22

6,001 Cunetas

170,508.08

6,001,001 540012 Hormigón Estructural de cemento portland, Clase B (f´c=210 kg/cm2) (cunetas laterales) m3 1,296.00 131.56 170,508.08

6,002 Muros de Ala

1,552.14

6,002,001 540011 Hormigón Estructural de cemento portland, Clase B (f´c=210 kg/cm2) m3 10.80 143.72 1,552.14

7 Desalojos 164,453.61

7,001 506003 Limpieza de derrumbes m3 759.18 1.91 1,452.12

7,002 506005 Cargado de máquina a volquetas (cargadora frontal) m3 30,387.89 1.79 54,372.29

7,003 506002 Sobreacarreo de materiales para desalojo lugar determinado por el Fiscalizador Distancia > 6 Km m3/km 27,187.89 0.37 9,977.95


95

7,004 506007 Transporte de materiales hasta 6 km m3 27,187.89 3.63 98,651.25

8 Medidas de Mitigación 14,005.62

8,001 537011 Afiches informativos u 30.00 5.59 167.73

8,002 537007 Agua para control de polvo lt 9,600.00 0.56 5,352.00

8,003 537006 Cobertura de plástico m2 800.00 1.29 1,031.61

8,004 537012 Comunicados radiales min 15.00 3.31 49.69

8,005 537015 Contratación del Inspector Ambiental mes 2.00 745.80 1,491.60

8,006 537020 Dotación equipo de seguridad personal Global 1.00 1,428.75 1,428.75

8,007 537021 Equipamiento médico básico u 2.00 125.00 250.00

8,008 537009 Fosa de desechos biodegradables u 1.00 224.60 224.60

8,009 537010 Fosa séptica y batería sanitaria u 3.00 690.10 2,070.31

8,010 537005 Pasos peatonales de tabla m 100.00 7.84 784.40

8,011 537003 Señalización con cinta m 3,200.00 0.16 526.42

8,012 537017 Taller de Socialización - Información del Proyecto u 1.00 192.38 192.38

8,013 537022 Taller sobre normas de conducta en la Obra global 1.00 169.50 169.50

8,014 537014 Tanques para Basura del Campamento Unidad 5.00 31.25 156.25

8,015 537001 Valla de advertencia de obras y desvío u 5.00 22.08 110.38

9 Señalización 120,351.80

9,001 535012 Marcas de pavimento (pintura de tres franjas ancho 12 cm) m 3,200.00 2.67 8,536.00

9,002 535013 Marcas sobresalidas de pavimento (tachas reflectivas bidireccionales) u 320.00 4.53 1,449.45

9,003 535014 Señal preventiva al lado de la carretera (0.75mx0.75m) u 10.00 106.82 1,068.24

9,004 535005 Señalización vertical (VELOCIDAD MAXIMA) de 60 x 60 u 10.00 9.03 90.30

9,005 535006 Guarda caminos tipo doble viga metálica u 1104.654 98.86 109,207.81

10 Mantenimiento Vial 13,172.78

10,001 541011 Bacheo asfaltico común Rubro: MR111 m3 30.00 113.76 3,412.74

10,002 541007 Limpieza de alcantarillas Rubro: MR113 m 60.00 0.80 48.04

10,003 541008 Limpieza de cunetas y encauzamientos Rubro: MR112 m 6,400.00 0.80 5,124.00

10,004 541005 Remarcación de señalización horizontal Rubro: MR114 m 3,200.00 1.43 4,588.00

SUBTOTAL 1,318,974.96

IVA 12% 158,277.00

TOTAL 1,477,251.96


96

CAPÍTULO X IMPACTO AMBIENTAL

10.1 OBJETIVO

El Estudio de Impacto Ambiental de la Vía Pucunla Yuquish, tramo 3+200 al 6+400, tiene como objetivo principal la identificación de las afectaciones ambientales a producirse en la fase de construcción, operación y mantenimiento, así como la valoración de éstos mediante el empleo de indicadores cualitativos que nos den una idea de la importancia y magnitud de los impactos producidos

Los aspectos a considerarse dentro del estudio de impacto ambiental de la vía Pucunla Yuquish, engloba los siguientes puntos:

• Descripción del proyecto. • Descripción del entorno ambiental del proyecto o línea base. • Identificación y evaluación de los impactos ambientales de la vía Pucunla Yuquish • Plan de manejo socio ambiental

.

10.2 ANÁLISIS DEL IMPACTO AMBIENTAL

Se analizarán los impactos ambientales significativos previsibles por la construcción, explotación y mantenimiento de la vía Pucunla Yuquish tramo 3+200 al 6+400.

Las acciones del proyecto durante la fase de construcción, explotación y mantenimiento de la vía generarán impactos sobre el medio físico, biótico, perceptual y socioeconómico en el cual se hace hincapié en los principales impactos generados por las acciones del proyecto tal como el movimiento de tierras y excavaciones, ingreso de maquinaria, campamentos temporales, explotación de canteras, desalojo de materiales, ocupación del espacio por la infraestructura, etc.

Para reducir o eliminar los impactos provocados por los trabajos de mejoramiento de la vía Pucunla Yuquish es importante la aplicación de medidas preventivas, correctivas y de mitigación.

De igual manera en este capítulo se establece un Plan de Manejo Socio-Ambiental para el presente proyecto, en el cual se especifican los costos de las medidas ambientales.

10.3 DESCRIPCIÓN DEL ENTORNO AMBIENTAL DEL PROYECTO O LÍNEA BASE

Mediante visitas de campo realizadas a la vía Pucunla Yuquish y su área de influencia directa, se definieron las características medioambientales de las zonas que se verán afectadas por el proyecto, considerando los factores ambientales susceptibles de ser impactados producto de las acciones del proyecto tanto en su fase de construcción, explotación y mantenimiento.

10.3.1 DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS DE INFLUENCIA

10.3.1.1 ÁREA DE INFLUENCIA DIRECTA (AID)

El AID está determinada por el ámbito de influencia de los impactos directos previstos en la fase de construcción, explotación y mantenimiento de la vía Pucunla Yuquish.


97

De igual manera las zonas determinadas para la disposición final de los materiales sobrantes (escombreras), las canteras o fuentes de materiales y los sitios previstos para los campamentos ejercen una influencia directa sobre el medio.

10.3.1.2 ÁREA DE INFLUENCIA INDIRECTA (AII)

Como consecuencia del proyecto de rectificación y mejoramiento de la vía, se generarán impactos indirectos en el (AII), la cual está determinada por las zonas donde las actividades económicas y los servicios sociales se incrementarán en los próximos 20-40 años, más allá del aumento que ocurriría sin el proyecto.

Los beneficios del proyecto se verán reflejados principalmente en el incremento del valor bruto y neto de la producción, además del ahorro por disminución de costos de transportación de pasajeros y carga y el correspondiente incremento de volúmenes transportados. El (AII) de la vía Pucunla Yuquish es de aproximadamente 64 hectáreas.

A continuación se describen las características medioambientales existentes.

10.3.2 MEDIO FÍSICO

Mediante visitas de campo a la zona de influencia del proyecto se determinaron las características medioambientales en lo que respecta al medio físico.

10.3.2.1 CLIMA

En este factor se engloban aquellas condiciones atmosféricas que constituyen el clima de una región (el clima ya fue descrito en la introducción del trabajo de investigación).

En la caracterización climática del área de influencia del proyecto se hace hincapié en los elementos supuestamente más sensibles y sobre los que se espera una mayor afección.

El clima en la parroquia Shiña se encuentra entre los 8 y 10 grados centígrados.

10.3.2.2 PRECIPITACIÓN

Realizando un cuadro general, en cuanto al régimen de lluvias la parroquia el Progreso es la más seca con una precipitación de apenas 500 mm/anuales o menos, a diferencia de las partes de páramo y bosque de las cuencas del río León y Zhincata en las que si llueve mucho más alcanzando hasta 1.250 mm anuales y que corresponde a parte de las parroquias Nabón y Cochapata (las precipitaciones en la zona ya se describieron en la introducción del trabajo de investigación)


98

10.3.2.3 HUMEDAD RELATIVA

La humedad relativa se mide utilizando el psicrómetro y se expresa en porcentaje del contenido de humedad del aire, con respecto al aire saturado hasta el punto de rocío.

La humedad relativa se encuentra entre un 65% hasta un 80%, para el sector de Shiña.

10.3.2.4 VIENTO

El viento constituye un factor importantísimo dentro del clima, su presencia en la atmósfera determina la distribución de la energía solar y el equilibrio térmico terrestre.

En el límite de la cuenca del Rircay y Leon a 2.500 m de altura, la velocidad media anual es de 4,5 m/s; conforme se desciende hasta llegar a una velocidad promedio de 2,1 m/s.

10.3.2.5 CALIDAD DE AIRE

La calidad del aire se determina midiendo los niveles de inmisión de contaminantes en la atmósfera. En la zona motivo de estudio no existen sistemas de medición continua de los contaminantes atmosféricos, por tanto no podemos obtener resultados precisos de los contaminantes característicos.

Sin embargo, conociendo que las principales fuentes de contaminación son el tráfico vehicular, es posible formarse un criterio claro sobre la calidad del aire en la zona de influencia de la vía.

En general el área de influencia directa (AID) de la vía se caracteriza por la presencia de zonas rurales y semirurales en las cuales no existe ningún tipo de desarrollo industrial a gran escala. Cabe mencionar que existen zonas próximas a las poblaciones directamente afectadas por la vía, en las que existen yacimientos mineros, aunque en la actualidad ya han dejado de funcionar debido a presiones de la misma población.

Por tanto se considera que los niveles de contaminación existentes en la zona de influencia del proyecto son despreciables y por ende se encuentran por debajo de los máximos establecidos como requisitos higiénico sanitarios que para ciertos parámetros como monóxido de carbono y material particulado menor a 10 micrones (PM10) según lo establece la Norma Técnica de Calidad de Aire y sus Métodos de Medición del Reglamento a la Ley de Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental (Libro VI del Texto Unificado de la Legislación Secundaria, Marzo 2003, DE-3516, RO 725), son de 10 mg/m3 y 50 µg/m3 respectivamente.

10.3.2.6 RUIDO

Al igual que en la calidad del aire, el nivel de tráfico y en los alrededores de la zona de estudio hace que los niveles de ruido en el área sean mínimos y estén por tanto por debajo de los máximos establecidos como requisito higiénico sanitarios en la Norma Técnica del Reglamento a la Ley de Gestión Ambiental para la Prevención y Control de la Contaminación Ambiental originada por la emisión de ruidos, (Libro VI del Texto Unificado de la Legislación Secundaria, Marzo 2003, DE-3516, RO 725), que para zonas residenciales mixtas es de 55 dB (A) para el día y 45 dB (A) para la noche.


99

10.3.2.7 GEOLOGÍA

Tomando como fuente bibliográfica de consulta el Mapa Geológico del Ecuador Hoja CT-NV-F No.54, editado por el MINISTERIO DE ENERGÍA Y MINAS y mediante análisis de campo a lo largo de la vía Pucunla Yuquish se obtuvo la siguiente información en cuanto a la geología de la zona:

10.3.2.7.1 FORMACIONES GEOLÓGICAS

Las formaciones geológicas predominantes en la zona de estudio son las siguientes:

• Formación Saraguro: se ubica al inicio de la vía aproximadamente en los cuatro primeros kilómetros en sentido del abscisado, se compone de piroclásticos ácidos, aglomerados y lavas andesíticas, en algunos lugares se presenta tobas que se encuentran bastante meteorizadas. La Formación tiene baja a moderada susceptibilidad a presentar inestabilidad de laderas.

• Formación Tarqui: El nombre es tomado de la localidad de Tarqui a 13 km al oeste de la ciudad de la ciudad de Cuenca. Es una de las formaciones de mayor extensión en la región, son depósitos volcánicos terciarios, que consisten en una secuencia alternada de lavas andesíticas y piroclásticos, son macizos de muy baja resistencia, rocas muy alteradas y fragmentadas, rocas incompetentes. La mayor extensión del proyecto se desarrolla sobre esta formación.

• Depósitos Coluviales : Son mantos de materiales heterogéneos constituidos por fragmentos angulosos y sub angulares soportados por una matriz limo areno-arcillosa, estos materiales se encuentran sueltos y son de fácil excavación y cuyo suelo de origen son las formaciones antes descritas.

10.3.2.8 HIDROLOGÍA SUPERFICIAL Y CALIDAD DE AGUA

Ya en si el cantón Nabón es una importante fuente de recursos hídricos por la presencia de grandes zonas de páramo que es el ecosistema productor del recurso agua por excelencia.

Sin embargo el sistema hídrico está representado por dos grandes ríos el río León y el río Rircay. Y otros de menor caudal como el río Mandur, el río Burro, río Charqui, río Uduzhpa, río Shimpale, río Camaspaila y varias quebradas pequeñas como: Cuchuhaycu, Morasloma, Quillosisa entre otras.

10.3.3 MEDIO BIÓTICO

Mediante visitas de campo y conversaciones entabladas con los moradores de la zona de influencia directa del proyecto se definieron las características medioambientales en lo que se refiere al medio biótico.

10.3.3.1 FLORA

Dentro del cantón Nabón durante el año 2010 se declaró Mediante acuerdo ministerial como Área de Bosque y Vegetación Protectora (ABVP) a la Subuenca del río León y Microcuencas de los ríos San Felipe de Oña y Shincata. Está área ocupa tres de las cuatro parroquias de Nabón las Nieves, Nabón y Cochapata.


100

Figura 37

Área de Bosque y Vegetación Protectora –Cantón Nabó n


Una de las características más importantes del cantón Nabón en cuanto a su biodiversidad es la presencia de grandes zonas de páramo que si bien no son zonas con altísima riqueza de especies si son zonas con alto endemismo vegetal en el Ecuador se han registrado 1500 especies de flora vascular en los páramos (León y Yánez 1993) y también es una importante zona de endemismo en aves.

Los suelos de los páramos son extremadamente sensibles a los cambios y cumplen un papel importantísimo como proveedores de un servicio ambiental estratégico y fundamental que es la producción de agua para la población de las tierras. Además, este suelo al contener hasta un 50% de materia orgánica, es un sumidero de carbono y así contribuye, de manera pasiva pero importante, a paliar los efectos del calentamiento global por causa de la acumulación atmosférica de gases como el dióxido de carbono.

Tabla 37

Especies vegetales más comunes de los humedales –Ca ntón Nabón



101

10.3.3.2 FAUNA

La fauna de las comunidades de Shina y Rañas así como sus alrededores, está dividida en dos grupos diferenciados; tal como se describe a continuación:

La Fauna del sector está dominado por:

Tabla 38

Aves vistas en la zona

Aves rapaces Gavilanes

Cóndores (observación visual)

Mirlos Turdus spp.

Gorriones Zonotrichia capensis

Golondrinas Notiochelodium spp

Colibríes

Gavilán limiblanco Buteo leucorrhous

Paloma de monte Columba fasciata

Perdiz de páramo Gallinago jamesoni, entre otras.


Como zona de transición o de paso de mastofauna se podría encontrar:

Tabla 39

Mastofauna presente en la zona en estudio

Venados Odoicoleus virginianus

Yamalas Mazama Rufina

Añas Conepatus chinga

Conejos Sylvilagus brasilensis

Cuyes de monte Cavia aperea

Guagurros Coendou quichua


10.3.4 MEDIO PERCEPTUAL

Las características medioambientales en lo que se refiere al medio perceptual se determinaron mediante visitas de campo realizadas al área de influencia directa del proyecto.


102

10.3.4.1 PAISAJE

El estudio del paisaje presenta dos enfoques. Uno considera el paisaje total e identifica el paisaje con el conjunto del medio, otro considera el paisaje visual, como expresión de los valores estéticos, plásticos y emocionales del medio natural.

A lo largo de la vía Pucunla Yuquish se observa la presencia de vegetación propia de la zona, cultivos de maíz, que se lo siembra únicamente en épocas de lluvia por que la pendiente de la mayoría de los suelos junto con la escasa o nula disponibilidad de riego imposibilitan realizar cultivos en el verano. Además, aledañas a la vía existen algunas comunidades de tipo rural.

El paisaje que se observa es un mosaico de vegetación en el cual se distinguen especies como eucalipto, pino, ciprés, chilca, retama, trébol, pastizales, y maíz.

El estudio del paisaje debe enfocarse mediante la consideración de la intrusión visual durante la fase de construcción de: las excavaciones, movimientos de tierra, parque de maquinaria, instalaciones auxiliares, préstamos y vertederos, con el fin de hallar la localización más idónea, sin modificar, en la medida de lo posible, el paisaje y en la fase de explotación la presencia en sí de la vía como parte integrante del mismo.

10.3.5 MEDIO SOCIOECONÓMICO

El interés de contemplar el medio socioeconómico radica en que este sistema se ve profundamente modificado por el proyecto. En muchos aspectos este cambio es favorable, pero existen otros cuyo carácter es negativo. La descripción de esta línea base comprende los aspectos socioeconómicos más relevantes de las comunidades enclavadas en el entorno directo del proyecto, las cuales serán potencialmente impactadas por el mismo.

Tomando como base el estudio socioeconómico de la vía Pucunla Yuquish y mediante entrevistas realizadas a los pobladores afectados directamente por el proyecto se determinaron las características medioambientales en lo que respecta al medio socioeconómico.

Las variables ambientales que van a ser consideradas en este medio son los factores demográficos, factores sociales y factores económicos y culturales.

10.3.5.1 FACTORES DEMOGRÁFICOS

10.3.5.1.1 POBLACIÓN

La población que abarcan la cobertura de la vía y que forman parte del proyecto contemplan poblaciones de:

Shiña centro con 300 habitantes y Rañas con 908 habitantes.

Los datos de población futura se encuentran en el Capítulo 4 (Estudio de Tráfico).


103

Tabla 40

Cantón Nabón: población cantonal por sexo


10.3.5.2 FACTORES SOCIALES

10.3.5.2.1 SALUD

Existe un sub centro de salud dependiente del ministerio de salud que es el más cercano al sitio donde se desarrollará el proyecto. En el tramo de vía en si no existe centros de salud. El Personal Médico está formado por:

1 Médico Rural

1 Odontólogo Rural

1 Enfermera

Las enfermedades más frecuentes de conformidad a las atenciones médicas realizadas en el Sub centro de Salud son las siguientes:

• Desnutrición • Parasitosis Intestinal • Amebiasis Intestinal • Caries • Dermatitis


104

Figura 38

Localización y área aproximada de cobertura de salu d del cantón Nabón


10.3.5.3 FACTORES ECONÓMICOS

10.3.5.3.1 INFRAESTRUCTURA Y SERVICIOS

10.3.5.3.1.1 ENERGIA ELECTRICA Y SERVICIO DE TELEFO NÍA

La empresa encargada de abastecer a nuestra área de estudio, es la Empresa Eléctrica Regional Centro - Sur. La red de transmisión de la que se abastece al cantón pasa por la parroquia Las Nieves. En las inmediaciones de La Paz se desprenden dos redes de distribución para abastecer a la parroquia las nieves y un tercero se dirige a la parroquia El Progreso. A la altura de la Jarata se separa de la red de transmisión una red de distribución para abastecer a la parroquia Nabón y a través de ella a la parroquia Cochapata que además se sirve de la red proveniente de la parroquia las Nieves. La red de distribución se subdivide a su vez en dos redes: la de alta tensión y la de baja tensión, la energía es transmitida desde la central a través de la red de alta tensión, llega a los transformadores, y de estos es llevada por la red de baja tensión hacia las diferentes sectores. Las redes de distribución domiciliaria y alumbrado público se realizan a través de cables de baja tensión monofásica de 120 y 220 voltios para casos muy particulares.


105

Tabla 41

Cobertura del servicio de electricidad por parroqui as

Fuente: INEC censo 2010

Como se puede apreciar en las encuestas en la parroquia Nabón a donde pertenece Shiña y Rañas la cobertura que alcanza el servicio es de 93%

En cuanto al servicio telefónico se lo puede separar en 2 con la telefonía fija y la telefonía móvil

• El servicio de telefonía fija dentro del cantón es proporcionado por la Corporación Nacional de Telecomunicaciones CNT. La serie numérica con la que funciona el servicio para el cantón Nabón es 2227000 - 2227367, en la comuna Shiña el servicio es limitado no todos los domicilios tienen este tipo de servicio.

• Las operadoras que llegan al sector con cobertura son Movistar y Claro, el estado de la señal es bastante bueno en el centro de Shiña pero en la vía hay sectores en donde se pierde la señal con facilidad.

10.3.5.3.1.2 AGUA POTABLE

De acuerdo a los datos de la Municipalidad de Nabón la cobertura de agua potable llega al 84 %.

Tabla 42

Cobertura del servicio de agua potable


10.3.5.3.1.3 SERVICIO DE ALCANTARILLADO

La red de alcantarillado es todavía muy escasa aunque también ha mejorado el manejo de la eliminación de excretas como se puede apreciar en el siguiente cuadro:


106

Tabla 43

Cobertura del servicio de alcantarillado


10.3.5.3.1.4 SERVICIO DE RECOLECCIÓN DE BASURA

Según los datos del municipio de Nabón ha mejorado en la recolección de basura y las prácticas de manejo de los desechos sólidos según se aprecia en la siguiente tabla:

Tabla 44

Cobertura del servicio de recolección de basura


10.3.5.3.1.5 TRANSPORTE

En la abscisa 3+200 que comprende a este tramo de vía en estudio se puede encontrar servicio de transporte inter parroquial, siendo el principal medio de transporte el alquiler de camionetas, taxis, furgones y buses (compañía de transportes Zhiña)

10.4 IDENTIFICACIÓN DE LOS FACTORES AMBIENTALES

Los factores ambientales se indican en la siguiente tabla como se muestra a continuación:


107

Tabla 45

Factores ambientales

Componente Ambiental

Sub-componente Ambiental

Factor Ambiental Definición

ABIÓTICO

Atmósfera

Calidad del aire

Material particulado y ruidos relacionados con las actividades de construcción del proyecto.

Suelo Calidad del suelo Nivel de calidad del suelo, contaminación.

BIÓTICO Flora/Fauna Cubierta vegetal Acciones del proyecto que ocasionen afecciones a la flora existente en el área de intervención.

ANTRÓPICO

Medio perceptual Aspectos estéticos y paisajísticos

Alteraciones del proyecto que ocasionen afecciones a la estética y vista paisajística del lugar.

Uso de recursos

Humano

Servicios Básicos

Afecciones por interrupción de los servicios básicos existente redes de energía, agua y canalización telefónica.

Empleo Incremento de niveles de empleo durante la construcción del proyecto.

Salud y seguridad Salud y seguridad del área del proyecto

Calidad de Vida y Bienestar

Afecciones por daños a la infraestructura y servicios básicos, Molestias por el desarrollo de la obra

Tráfico Vehicular Influencia en el tráfico vehicular

del sector

Fuente: estudios de impacto ambiental (Xavier Marcelo Arévalo Moscoso)

Para la realización del Estudio de Impacto Ambiental del mejoramiento de la vía Pucunla Yuquish, se ha conformado un registro de acciones de tal manera que sean lo más representativas del estudio.

10.4.1 RESUMEN DE IMPACTOS

Los posibles impactos negativos identificados en la fase de construcción y funcionamiento del proyecto son los siguientes:


108

Tabla 46

Impactos considerados durante la fase de construcci ón

Resumen de impactos en la fase de construcción

Impacto Causas

Afección al suelo Desbroce vegetal

Excesiva compactación

Derrame de combustibles y aceites

Interrupción de servicios básicos Construcción de la obras en la vía publica

Afección a las actividades (escolares, educativas y culturales)

Construcción de la obras en la vía publica

Interrupción de trafico Construcción de la obras en la vía publica

Contaminación por desechos sólidos y líquidos

Inadecuada disposición , en proceso constructivo y en campamentos

Riesgo de accidentes laborales Carencia de equipo de protección personal

Accidentes para transeúntes Carencia de pasos peatonales y vehiculares

Afecciones por ruido, polvo y gases Provocado por el tránsito de maquinaria pesada

Contaminación del agua Por derrame de combustibles, aceite usado de vehículos y equipo caminero y de residuos de asfalto



109

Tabla 47

Impactos considerados durante la fase de funcionami ento

Resumen de impactos en la fase de funcionamiento

Impacto Causas

Accidentes de transito

Incremento de velocidad

falta de señalización

Deterioro de la vía Falta de mantenimiento exclusivamente en los sistemas de drenaje

Afección estética y sanitaria Generación de desechos sólidos y escombros a lo largo de la vía.


10.4.2 EVALUACIÓN DE IMPACTOS AMBIENTALES

Para la evaluación de los impactos se utilizaran 2 matrices:

• Matriz causa efecto • Matriz de importancia


110

MATRIZ No 1. DE CAUSA EFECTO

ACTIVIDAD EFECTOS SOBRE EL MEDIO

MEDIO NATURAL

AGUA SUELO AIRE PAISAJE INFRAESTRUCT/PROPIEDAD SALUD ECONOMIA Y POBLACIÓN

1. FASE DE CONSTRUCCION

1 Actividades preliminares de replanteo y nivelación

Interrupción tráfico vehicular

2 Desbroce vegetal

Pérdida de capa superficial del suelo

3 Cortes y rellenos para construcción.

Cambios en las propiedades físicas

del suelo

Contaminación de aire por presencia de ruido, polvo y

gases

-Cambios en la forma del relieve

-Alteración cubierta vegetal

Peligro accidentes laborales falta de

equipo de protección

Interrupción tráfico vehicular y peatonal

4 Acumulación de escombros

Contaminación de recursos hídricos por sedimento arrastrado por el fenómeno de

erosivo

Compactación del suelo

Contaminación de aire por presencia

de ruido

-Alteración del paisaje

-Afección a la cubierta vegetal por acumulación de escombros


5 Desalojo de materiales sobrantes

Alteración de flujos Contaminación de

suelo Contaminación de

aire por Cambios en la

forma del

superficiales por desalojo de escombros

presencia de ruido

relieve

6 Utilización de equipo y maquinaria pesada en el proceso constructivo con

generación de polvo, ruido, vibraciones y gases

Afección fuentes de aguas superficiales

pro derrames aceites y combustibles

-Compactación del suelo

Contaminación de aire por presencia de ruido, polvo y

gases

Molestias a la población por generación de polvo y

ruido

-Afección suelo por derrame de aceites y

combustibles

7 Excavaciones para colocación de cunetas,

alcantarillas y sub drenes


de ruido Molestias a propiedades

ubicadas en la vía

Peligro de accidentes para conductores y transeúntes, falta de pasos peatonales y vehiculares, señalización

8 Transporte y almacenamiento de materiales para la

construcción


de ruido

Alteración de la naturalidad del

paisaje

Molestias a propiedades ubicadas en la vía


9 Funcionamiento de campamentos con la

consiguiente generación de desechos sólidos y líquidos por parte de los obreros de

la construcción

Contaminación de suelo por inadecuada

disposición de desechos sólidos y

líquidos


111

10 Colocación de la carpeta Asfáltica

Contaminación de suelo


10.1 Construcción de cunetas a cada lado de la vía


de ruido Interrupción tráfico

peatonal

10.2 Colocación de señalización horizontal y

vertical Contaminación de

suelo

Prevención de accidentes de

tránsito


2. FASE DE FUNCIONAMIENTO

1 Flujo vehicular para las nuevas condiciones de

calzadas


de ruido

Revalorización de propiedades colindantes a la vía

Peligro accidentes tránsito por

nuevas condiciones calzada e

incremento velocidad

Ahorro por disminución de costos transportación

de pasajeros y carga, incremento valor neto

producción agropecuaria.

2 Mantenimiento de la vía y obras de arte: alcantarillas,

cunetas, drenajes.

Contaminación fuentes aguas

superficiales por falta de mantenimiento

periódico de alcantarillado y

drenaje

Prevención de contaminación

Mejoramiento del paisaje visual

Deterioro prematuro de la vía por falta de mantenimiento y

colaboración de la comunidad Bienestar población

usuaria de la vía

3 Desarrollo de actividades comerciales, educativas,

turísticas

Revalorización de propiedades

Incremento de comercio

y de servicios

colindantes a la vía servicios


112

10.4.3 VALORACIÓN PARÁMETROS DE LA MATRIZ IMPORTANC IA Tabla 48

Valoración de parámetros


NATURALEZA:

• Impacto beneficioso + • Impacto perjudicial -

INTENSIDAD (IN):

• Baja 1 • Media 2 • Alta 4 • Muy alta 8 • Total 12

EXTENSIÓN (EX):

• Puntual 1 • Parcial 2 • Extenso 4 • Total 8 • Crítica (+4)

MOMENTO (MO):

• Largo plazo 1 • Medio plazo 2 • Inmediato 4 • Crítico (+8)

PERSISTENCIA (PE):

• Fugaz 1 • Temporal 2 • Permanente 4

REVERSIBLE (RV):

• Corto Plazo 1 • Medio Plazo 2 • Irreversible 4

SINERGIA (SI):

• Sin Sinergismo 1 • Sinérgico 2 • Muy Sinérgico 4

ACUMULACION (AC):

• Si es acumulativo 1 • No es acumulativo 4

EFECTO (EF):

• Indirecto 1 • Directo 4

PERIODICIDAD (PR):

• Discontinuo 1 • Periódico 2 • Continuo 4

RECUPERABILIDAD (MC):

• Inmediato 1 • Medio plazo 2 • Mitigable 4 • Irrecuperable 8

IMPORTANCIA (I)

I=+-(3IN+2EX+MO+PE+RV+SI+AC+EF+PR+MC)


113

IM

PA

CT

O

MATRIZ DE IMPORTANCIA CRITERIOS DE CALIFICACIÓN AMBIENTAL

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I)

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Irre

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FASE DE CONSTRUCCIÓN

1 - 2 2 1 4 2 2 2 1 1 2 25 COMPATIBLES

2 - 1 2 1 4 2 4 1 1 2 1 24 COMPATIBLES

3 -

2 2 1 4 2 2 1 1 1 1 23 COMPATIBLES

4 - 4 2 1 4 4 2 1 1 1 2 34 MODERADO

5 -

2 2 1 4 4 4 2 2 4 2 37 SEVEROS

6 - 1 2 1 4 2 2 1 1 1 2 22 COMPATIBLES

7 -

2 2 1 4 2 2 1 1 4 2 27 MODERADO

8 - 4 2 1 4 4 4 2 1 1 1 36 SEVEROS

9 -

2 2 1 4 4 2 2 4 2 4 37 SEVEROS

FASE DE FUNCIONAMIENTO

1 -

2 4 1 4 2 4 1 1 4 4 33 MODERADO

2 - 1 4 1 4 2 4 1 1 4 1 28 MODERADO

3 - 1 4 1 4 2 4 1 1 4 1 28 MODERADO


114

Se ha previsto la magnitud del impacto con la siguiente calificación:

MENORES A 25: COMPATIBLE

DE 25 A 35: MODERADO

MAYORES A 35 SEVERO

Fase de construcción: Los impactos ambientales negativos de mayor puntaje que producen la obra es de 37 y 36 puntos de calificación ambiental

SEVEROS siendo los siguientes:

• Contaminación por inadecuada disposición de desechos sólidos y líquidos generados en el proceso constructivo, procedentes de los campamentos de los obreros.

• Afecciones por ruido, polvo y gases por el tránsito de maquinaria pesada • Afección al suelo y agua por el derrame de combustible, aceite usado en el mantenimiento de

vehículos y equipos comineros y de residuos de asfalto.

Fase de Funcionamiento: Los impactos ambientales negativos en la operación de la obra con 33 y 28 puntos de calificación ambiental MODERADO son:

• Posibles accidentes de tránsito debido al incremento de velocidad en el desplazamiento de vehículos que ruedan en una vía expedida y/o a la falta de un plan de señalización informativo y preventiva.

• Deterioro prematuro de la vía por la falta de mantenimiento particular de los sistemas de drenaje • Afecciones estéticas y sanitarias por la generación y acumulación de desechos sólidos y

escombros a lo largo de la vía en cunetas por falta de mantenimiento.

Estos resultados nos señalan un camino para plantear a través de la formulación del "Plan de Manejo Ambiental" con especial atención a las actividades que causan mayores impactos ambientales adversos y los elementos que son más afectados.


115

10.4.4 COSTO TOTAL DE IMPLEMENTACIÓN DE MEDIDAS DE MITIGACIÓN Tabla 49

Costos de Implementación de medidas

PROGRAMA CONSTRUCCIÓN

MEDIDAS AMBIENTALES PARA LOS IMPACTOS NEGATIVOS EN LA FASE DE CONSTRUCCIÓN DE LA PUCUNLA YUQUISH TRAMO 3+200 AL 6 +400

Programas Medida Costo

Programa de Compensación NO APLICA

Programa de manejo de campamentos, talleres y zonas de obra

1 Incluido en el presupuesto del proyecto


Programa de prevención

2 Incluido en el presupuesto del proyecto.

3 Incluido en costos de construcción

4 Incluido en el presupuesto de la obra y en la medida 2

Programa de Salud ocupacional y seguridad industrial

1 $ 1.428,75


Programa del Manejo y control de ruido y emisiones

1 Incluido en costos de inversión del proyecto

Programa para el manejo de escombros

1 Incluido en el presupuesto de la obra

Programa para el manejo de combustibles aceites usados y residuos de asfalto

1 Incluidos en costos indirectos de la inversión de la obra

MEDIDAS PARA LOS IMPACTOS NEGATIVOS DURANTE EL FUNC IONAMIENTO

Programa de prevención 1 Parte del presupuesto del mantenimiento de las vías

Programa de mantenimiento

1 Parte del presupuesto del mantenimiento de las vías

2 No tiene costo y el costo de operación rutinaria de la junta parroquial de Shiña

TOTAL $ 14.005,62

Fuente: presupuesto (Xavier Marcelo Arévalo Moscoso)

Revisar capítulo 9 Presupuestos se detalla todo el plan de manejo ambiental.


116

10.4.4.1 MATRIZ DEL PLAN DE MANEJO AMBIENTAL Y MITI GACIÓN

No MEDIDA ACTIVIDADES IMPACTO AL QUE SE

DIRIGE RESPONSABLE

CONTROL Y MONITOREO

PLAZO COSTO MEDIO DE

VERIFICACIÓN

MEDIDAS PARA LOS IMPACTOS NEGATIVOS DURANTE LA FASE DE CONSTRUCCIÓN

PROGRAMA DE COMPENSACIPÓN

No se aplica

PROGRAMA DE MANEJO DE CAMPAMENTOS, TALLERES Y ZONA DE OBRA.

1 Implementación de campamento y bodega

• El contratista deberá arrendar un local para la implementación del campamento y bodega a servicio de los obreros y técnicos los mismos que será adecuados y estarán dotados de SS.HH y un recipiente metálico de 55 gl con tapa

Contaminación por inadecuada disposición de desechos sólidos y líquidos generados en el proceso constructivo, procedentes de los campamentos de los obreros.

Constructor Fiscalización – Gobierno Provincial del Azuay

Durante la construcción de la vía

Incluido en el costo constructivo

• Informe de fiscalización de la implementación de la medida.

• Contrato de arriendo del local con bodega que funcionará con campamento.

PROGRAMA DE PREVENCIÓN

1

Plan de protección de la flora localizada en las riberas de la vía

El constructor repondrá toda especie forestal que sea afectada por la construcción de obras

Afección al suelo por desbroce de cobertura vegetal

Constructor Fiscalización Durante la construcción de la vía

Incluido en el costo indirecto

• Informe de fiscalización de cumplimiento de la medida.

2 Información sobre suspensión de servicios básicos

• Se ejecutará el proyecto por tramos para evitar molestias al vecindario de las viviendas aledañas a la vía y a los transeúntes del sector.

• Informar sobre la suspensión de servicios básicos con 24 horas de anticipación por cuñas radiales.

Interrupción de servicios básicos como agua potable, redes de energía y canal de riego por la construcción de las obras en la vía


$ 49.69

• Contrato de cuñas radiales con una emisora local.

• Informe de parte del fiscalizador con respecto al cumplimiento de la medida.


117


DIRIGE RESPONSABLE

CONTROL Y MONITOREO


VERIFICACIÓN

3

Mitigación de afección a la calidad de vida y al bienestar del vecindario de la vía

• Señalización vertical, peligro y para restricción de pasos.

• Mantener accesos peatonales hacia viviendas.

• Cumplimiento del cronograma de ejecución de obra.

• Tomar todas las precauciones y medidas a fin de causar el mínimo malestar a la salud humana y al ambiente que le rodea

• Charla de concientización.

Afección al normal desarrollo de las actividades comerciales, institucionales, educativas y culturales, de las viviendas ubicadas en el área de influencia de la vía principalmente en el centro poblado.

Constructor Fiscalización


Incluido en el costo constructivo

• Contrato de señalización, verificación en el campo

• Informe del porcentaje de implementación de medida por parte del fiscalizador y registro fotográfico.

4

Programa de señalización

• Elaborar y cumplir el Programa de

ejecución de obra. • Dotación de pasos peatonales de

madera. • Coordinar las interrupciones de tráfico

con el Consejo Nacional de tránsito (CNT).

• Charla de concientización. • Señalización vertical, señalización con

cintas y parantes con base de hormigón. • Vallas de advertencia de obra y desvío.

Molestias e interrupción al tráfico vehicular y peatonal durante los procesos constructivos.

Gobierno Provincial del Azuay

Fiscalización


Está incluido en el presupuesto de la obra

• Contrato de señalización.

• Informe del cumplimiento de la medida en % con registro fotográfico

PROGRAME DE SALUD OCUPACIONAL Y SEGURIDAD INDUSTRIA L

1 Implementación de equipo de protección adecuada

• Dotación de equipo de protección adecuado para los obreros y técnicos de la construcción.

Riesgo de accidentes laborales durante el proceso constructivo, por falta de la ejecución de procesos constructivos apropiados y por carencia o uso inadecuado de equipo de protección personal.

Constructor Fiscalización Al iniciar y durante la construcción de la vía

$ 1.428,75

• Factura de compra de equipos de protección personal.

• Registro de entrega recepción de los equipos de protección a los obreros con firma respectiva.


118


DIRIGE RESPONSABLE

CONTROL Y MONITOREO


VERIFICACIÓN

2

Dotación de pasos peatonales y vehiculares y señalización informativa y preventiva.

• Dotación de pasos peatonales, vehiculares y señalización informativa y preventiva.

Peligro de accidentes para los conductores y transeúntes por falta de pasos peatonales y vehiculares, así como señalización informativa y preventiva durante el proceso constructivo.


Incluido en el presupuesto del proyecto

• Informe del fiscalizador con registro fotográfico del porcentaje de cumplimiento de la medida.

PROGRAMA DE MANEJO Y CONTROL DE RUIDO Y EMISIONES

1 Prevención de contaminación ambiental

• Realizar un mantenimiento continuo al equipo y maquinaria pesada utilizada en la construcción.

• Revisión de silenciadores de escape para que se encuentren en buen estado operativo.

• Elaborar un programa de ejecución obra. • Emplear vehículos equipados con

cobertores de carga y humedecidos superficialmente si se lo requiere.

• Control y eliminación de señales audibles innecesarias tales como sirenas o claxon y pitos.

• Dotación de cobertura de plástico para tapar los áridos.

• Se trabajará en horario diurno desde las 7h00 hasta las 18h00 para no afectar la tranquilidad de la población circundante.

Afecciones temporales a la población ubicada a lo largo de la vía por la generación de ruido y gases provocado por el tránsito de maquinaria pesada.

Constructor

Fiscalización-Gobierno Provincial del Azuay


Incluido en los costos de inversión del proyecto

• Factura de compra de cobertura de plástico y registro de entrega de la cobertura de plástico a las volquetas y obreros.

• Programa de ejecución de obra.

• Informe de fiscalizador sobre cuanto se ha cumplido la medida y con registro fotográfico.

PROGRAMA PARA EL MANEJO DE ESCOMBROS

1

Utilización de escombreras autorizadas por el Municipio de Nabón o la Fiscalización

• Los escombros y el material sobrante serán depositados paulatinamente en los botaderos autorizados por el Departamento de control de la Municipalidad de Nabón encargada de la disposición final de escombros del cantón

Daños en el suelo por una excesiva compactación y a la vegetación por el almacenamiento y desalojo inadecuado de material sobrante proveniente del proceso constructivo

Constructor Fiscalización-Municipio de Nabón


Incluido en el presupuesto de la obra

• Reseña fotográfica de sitios en los cuales se desalojaron los escombros.

• Registro de entrega – recepción de los escombros en el lugar autorizado por parte del fiscalizador.


119


DIRIGE RESPONSABLE

CONTROL Y MONITOREO


VERIFICACIÓN

• Oficio de parte del Dpto. de control de la Municipio asignado lugar para la disposición final de los escombros y materiales sobrantes.

• Informe del fiscalizador sobre el cumplimiento de la medida

PROGRAMA PARA EL MANEJO DE COMBUSTIBLES ACEITES USA DOS Y RESIDUOS DE ASFALTO

1

Dotación de patio de mantenimiento de equipos de maquinaria

El patio de maquinaria incluirá entre otras cosas: • Retenedores de aceites y grasa: el

constructor implementará 1 tanque metálico de 55 gl con tapa para la acumulación de filtros y guaipes.

• Para el almacenamiento o disposición de aceite usado se dispondrá de 1 tanque plástico de 10 gl con tapa.

• Se firmará un convenio entre el constructor y ETAPA para la disposición de aceite usado, filtros, guaipes y residuos de asfalto.

• Se realizará la señalización correcta a cada tanque.

• Se debe transportar el combustible a la maquina pesada en el sitio de obra, mediante un carro tanquero, que cumpla con las características establecidas por la Norma para Transporte de sustancia peligrosas.

• Señalizar toda la zona donde estará el

Afección al suelo y agua por el derrame de combustible, aceite usado en el mantenimiento de vehículos y equipo caminero y residuos de

Constructor Fiscalización –Gobierno Provincial


No tiene costo

• Facturación de pago de cambio de aceite y grasas de la maquinaria y equipo utilizadas en el proceso constructivo. Informe del fiscalizador del cumplimiento de la medida


120


DIRIGE RESPONSABLE

CONTROL Y MONITOREO


VERIFICACIÓN

patio de mantenimiento

MEDIDIDAS PARA LOS IMPACTOS NEGATIVOS DURANTE EL FU NCIONAMIENTO PROGRAMA DE PREVENCIÓN

1

Señalización y establecimiento de regulaciones al tráfico vehicular.

• Regulación del tráfico vehicular mediante señalización restrictiva de velocidad.

• Mantenimiento de la señalización horizontal y vertical.

Posibles accidentes de tránsito debido al incremento de velocidad en el desplazamiento de vehículos que puedan en una vía


Fiscalización

Al finalizar la fase de construcción y durante su funcionamiento

Representa parte del presupuesto anual de mantenimiento de la vía

• Informe del fiscalizador con registro fotográfico del cumplimiento de la medida, factura de adquisición e implementación de señalización en las vías.

PROGRAMA DE MANTENIMIENTO VIAL

1 Mantenimiento de la vía

Todas las medidas indicadas en la medida anterior

Mantenimiento semestral en lo concerniente a limpieza de sistemas de drenaje, calzada y cunetas.

Deterioro prematuro de la vía por la falta de mantenimiento particularmente de los sistemas de drenaje.


Fiscalización

Después de seis meses de que se han culminado la obra de construcción vial

Parte del presupuesto anual de mantenimiento de las vías está a cargo del Gobierno Provincial del Azuay

• Contrato de mantenimiento de las vía.

• Informe de parte del fiscalizador con registro fotográfico

2 Limpieza y mantenimiento permanente de la vía

Limpieza de calzada y veredas por parte de los propietarios de predios.

Limpieza de sumideros a cargo del cabildo de Shiña

Los materiales sobrantes y escombros serán depositados en los botaderos

Afecciones estética y sanitaria por la generación de desechos sólidos y escombros.

Constructor Fiscalización-Gobierno Provincial del Azuay

Durante el funcionamiento de las vías

Incluida en los costos de operación rutinarios del cabildo de la comunidad Shiña.

• Convenio firmado entre el cabildo de Shiña y el Gobierno Provincial del Azuay para mantenimiento de sumideros y alcantarilla.

• Oficio de autorización de desalojo de escombros


121


DIRIGE RESPONSABLE

CONTROL Y MONITOREO


VERIFICACIÓN

autorizados por el Departamento de control de la Municipalidad de Nabón encargada de la disposición final de escombros del cantón

por parte de la Municipalidad de Nabón


122

CONCLUSIONES

• El mejoramiento de la vía no solo beneficiaría a las poblaciones de Shiña y Rañas sino que fomentará el progreso económico y turístico del cantón Nabón y por ende de la provincia del Azuay.

• Se ha diseñado en lo posible respetando el trazado actual, pues el costo que implicaría un nuevo trazado sería poco factible para este sector.

• La comodidad del usuario de esta vía fue uno de los factores que se puso mayor énfasis en el diseño, pues se ha implementado una mayor amplitud a las curvas facilitando al conductor su visibilidad, una velocidad máxima de 40 Km/h proporcionando mayor seguridad y también algunas variantes al trazado original tratando en lo posible de eliminar curvas que no sean necesarias en el trazado.

• Se tomará en cuenta al momento de la construcción priorizar la mano de obra local, pues con ello ayudará a generar recursos a las comunidades de Shiña y Rañas sobre todo a las familias de escasos recursos.

• El plan de manejo ambiental se implementará de manera obligatoria en la etapa constructiva de la obra y en la etapa de mantenimiento.

• El análisis de suelos cumplió con las normas y reglamentos en función de la muestra extraída en el tramo, garantizando la veracidad de los resultados y datos obtenidos.

• El mejoramiento de la vía Pucunla Yuquish tramo 3+200 al 6+400 se ha diseñado íntegramente basado en las normas del MTOP, avalando su vida útil.


123

RECOMENDACIONES

• Al momento de la construcción por parte de la fiscalización verificar el estado de la maquinaria que se vaya a utilizar, para así no tener interrupciones o paralizaciones en la obra, debido a desperfectos mecánicos, retrasando el normal avance de la misma, al mismo tiempo precautelar el medio ambiente por las implicaciones que se tendría por esta causa.

• Dar mantenimiento permanente a la vía pues el material acarreado por las lluvias podría hacer que colapse el sistema de alcantarillado fluvial provocando un deterioro prematuro.

• Colocar la respectiva señalización para que el conductor que transite por esta vía, cuando esté finalizada la etapa de mejoramiento, se informe de las normativas con que fue diseñada como por ejemplo límites de velocidad, zonas de adelantamiento de vehículos o proximidad a curvas.

• El constructor debe tener a mano siempre las normas de diseño geométrico de carreteras del MTOP verificando que sean las vigentes a la fecha caso contrario habrá que implementar los cambios al proyecto.

• Sociabilizar el proyecto mediante reuniones con charlas y videos con la comunidad previo al inicio de los trabajos.


124

BIBLIOGRAFÍA

• MTOP. Normas de diseño geométrico de carreteras. 2003

• AASHTO. Diseño Estructural de caminos. 1993

• Plan de ordenamiento territorial Cantón Nabón año 20 10

• Pedro Antonio Choconta Rojas . Diseño Geométrico de vías.1998

• Claudia María Garcés Cárdenas . Pavimentos. Colección universidad de Medellín. 1986

• Máximo Villón B . Hidráulica de canales.1994

• ETAPA . II Etapa de los Planes Maestros de la ciudad de Cuenca.

• Ing. Eugenio Jara . Vias I y II. Notas de clase. Universidad Católica de Cuenca, Facultad de Ingeniería Civil. 2012.

• Alfonso Montejo Fonseca . Ingeniería de pavimentos para carreteras. 1997.

• Rusell C. Brinker . Topografía Moderna. 1982

• Plan de Desarrollo local cantón Nabón. 2007-2012.

• Internet : www.Google.com, www.wikipedia.com

• Ing. Fernando Muñoz . Evaluación de Impactos Ambientales. Notas de clase. Universidad Católica de Cuenca, Facultad de Ingeniería Civil. 2012.

• M.C. Apolinar Figueroa Casas. Evaluación del Impacto Ambiental de Carreteras. Universidad Nacional de Rosario – Argentina.

• INEC (instituto Nacional de Estadísticas y Censos) . Censo 2010. (Banco Central del Ecuador. Estadísticas)

• Ing. Santiago Coronel. Mecánica de Suelos. Notas de Clase. Universidad Católica de Cuenca, Facultad de Ingeniería Civil. 2011.


125

ANEXOS


126

ANEXO 1

RESULTADO DE ESTUDIO DE SUELOS EN LABORATORIO


127


128


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130


131


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139


140


141


142


143


144


145


146


147

ANEXO 2

CÁLCULO DE LA POBLACIÓN FUTURA


148

AÑO

HABITANTES

Cantón Nabón Parroquia Nabón Comuna Shiña

2010 15892 9526 513

2011 16083 9640 519

2012 16276 9756 525

2013 16471 9873 532

2014 16669 9992 538

2015 16869 10111 545

2016 17071 10233 551

2017 17276 10356 558

2018 17483 10480 564

2019 17693 10606 571

2020 17905 10733 578

2021 18120 10862 585

2022 18338 10992 592

2023 18558 11124 599

2024 18780 11257 606

2025 19006 11392 614

2026 19234 11529 621

2027 19465 11668 628

2028 19698 11808 636

2029 19935 11949 643

2030 20174 12093 651

2031 20416 12238 659

2032 20661 12385 667

AÑO

HABITANTES

Cantón Nabón Parroquia Nabón Comuna Rañas

2010 15892 9526 908

2011 16083 9640 919

2012 16276 9756 930

2013 16471 9873 941

2014 16669 9992 952

2015 16869 10111 964

2016 17071 10233 975

2017 17276 10356 987

2018 17483 10480 999

2019 17693 10606 1011

2020 17905 10733 1023

2021 18120 10862 1035

2022 18338 10992 1048

2023 18558 11124 1060

2024 18780 11257 1073

2025 19006 11392 1086

2026 19234 11529 1099

2027 19465 11668 1112

2028 19698 11808 1125

2029 19935 11949 1139

2030 20174 12093 1153

2031 20416 12238 1166

2032 20661 12385 1180


149

ANEXO 3

CÁLCULO DEL TPDS


150

CALCULO DEL TPDS

VEHÍCULOS LIVIANOS

TIPO DE VEHÍCULO DÍAS


LIVIANOS 221 216 243 287 305

díaVehículosTPDS /2477

3052873

243216221

=++

++

=

VEHÍCULOS PESADOS

TIPO DE VEHÍCULO DÍAS


PESADOS 18 21 25 31 38

díaVehículosTPDS /257

38313

252118

=++

++

=

TOTAL TPDS= 272 VEHÍCULOS/DÍA


151

ANEXO 4

CÁLCULO DEL TPDA


152

Tabla 50

Consumo de combustibles

Factor FM obtenido de acuerdo al consumo de combust ible en vehículos

Combustible Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Ju lio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

Gasolina Super 474.4 456.3 480.8 452.7 466.2 447.2 443.3 440.1 396.9 422.3 412.2 453.9

Gasolina Extra 1325.3 1255.4 1357.2 1334.2 1451.4 1433.4 1483.7 1515.2 1431.6 1513 1477.3 1599

Diesel 2265.2 2092.8 2381.6 2182.7 2379 2375 2421.5 2534.8 2502 2840 2554.5 2724

Total: 4064.9 3804.5 4219.6 3969.6 4296.6 4255.6 43 48.5 4490.1 4330.5 4775.3 4444 4776.9

Fuente: Estadísticas, Banco Central del Ecuador

Mes del conteo: Diciembre

Total promedio anual: 4314.675

Total consumo Diciembre: 4776.9

Factor Mensual (FM): 4314.675/4776.9= 0.90


153

Tabla 51

Datos de estación de conteo permanente de Cumbe

Fuente: Copiados vías I Ing. Eugenio Jara

ESTACION DE CONTEO PERMANENTE (CUMBE) DISTRIBUCIÓN DIARIA

Estación: CUMBE Encuestador: _____________________________ Hoja: __________________de__________ Sentido: NS-SN (total) Fecha: _____________________________ Hora fin: ______________________________

HORA LUNES % MARTES % MIERCOLES % JUEVES % VIERNES % SABADO % DOMINGO % TOTAL 00:00 - 01:00 35 0.49 44 0.59 49 0.70 52 0.69 40 0.54 83 0.83 86 1.00 389 01:00 - 02:00 24 0.33 32 0.43 40 0.57 39 0.52 31 0.42 54 0.54 59 0.68 279 02:00 - 03:00 23 0.32 34 0.46 30 0.43 29 0.38 44 0.60 71 0.71 52 0.60 283 03:00 - 04:00 50 0.69 25 0.34 36 0.51 35 0.46 52 0.71 83 0.83 43 0.50 324 04:00 - 05:00 81 1.12 73 0.98 70 0.99 69 0.91 69 0.94 100 1.00 72 0.83 534 05:00 - 06:00 153 2.12 123 1.65 150 2.13 157 2.07 115 1.56 151 1.51 128 1.48 977 06:00 - 07:00 242 3.36 350 4.70 390 5.53 388 5.13 346 4.69 178 1.78 239 2.77 2133 07:00 - 08:00 375 5.2 454 6.10 436 6.19 506 6.69 425 5.77 384 3.84 312 3.61 2892 08:00 - 09:00 481 6.67 488 6.56 436 6.19 489 6.46 479 6.50 946 9.47 439 5.08 3758 09:00 - 10:00 551 7.66 503 6.76 473 6.71 467 6.17 443 6.01 775 7.76 475 5.50 3687 10:00 - 11:00 486 6.74 474 6.37 452 6.41 463 6.12 458 6.21 765 7.66 497 5.75 3595 11:00 - 12:00 485 6.73 451 6.06 437 6.20 442 5.84 428 5.81 702 7.03 507 5.87 3452 12:00 - 13:00 450 6.24 380 5.10 407 5.77 466 6.16 396 5.37 596 5.97 436 5.05 3131 13:00 - 14:00 440 6.11 408 5.48 403 5.72 480 6.34 439 5.96 556 5.57 482 5.58 3208 14:00 - 15:00 552 7.66 501 6.73 484 6.87 567 7.49 502 6.81 732 7.33 744 8.61 4082 15:00 - 16:00 512 7.11 549 7.38 476 6.75 490 6.47 549 7.45 744 7.45 913 10.57 4233 16:00 - 17:00 488 6.77 481 6.46 503 7.14 555 7.33 481 6.53 793 7.94 965 11.17 4266 17:00 - 18:00 521 7.23 560 7.52 530 7.52 558 7.37 560 7.60 751 7.52 646 7.48 4126 18:00 - 19:00 467 6.48 477 6.41 436 6.19 481 6.35 477 6.47 618 6.19 256 2.96 3212 19:00 - 20:00 288 4.00 329 4.42 267 3.79 318 4.20 329 4.46 321 3.21 379 4.39 2231 20:00 - 21:00 203 2.82 250 3.36 193 2.74 182 2.40 250 3.39 215 2.15 488 5.65 1781 21:00 - 22:00 155 2.15 206 2.77 149 2.11 180 2.38 206 2.79 143 1.43 217 2.51 1256 22:00 - 23:00 98 1.36 149 2.00 125 1.77 85 1.12 149 2.02 152 1.52 139 1.61 897 23:00 - 24:00 46 0.64 103 1.38 77 1.09 71 0.94 103 1.40 74 0.74 67 0.78 541

SUMA 7206 100 7444 100 7049 100 7569 100 7371 100 9987 100 8641 100.03 55267 PROMEDIO DIARIO 7895.29


154

Factor Horario (FH): Utilizando los datos de la estación de conteo permanente de Cumbe se suma los porcentajes durante las 12 horas que se realizó el conteo manual, y se divide el 100% para la cantidad antes encontrada.

Días Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Promedio Porcentaje

Vehículos / Día 100 100 100 100 100 Porcentaje 12

Horas 77.66 78.79 76.49 83.73 77.23

FH: 1.29 1.27 1.31 1.19 1.29 1.27

Factor Diario (FD): Utilizando los datos de la estación de conteo permanente de Cumbe encuentro el promedio de vehículos por semana y divido por el total de vehículos contados diariamente.

Días Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo Promedio

# Vehículos 7049 7569 7371 9987 8641 Promedio

Vehículos 7895

FD: 1.12 1.04 1.07 0.79 0.91 0.99

Según los datos de la estación permanente de conteo tenemos un total de 55267 vehículos por semana y el promedio diario de los mismos es de 7895.

Factor semanal (FS): Al no contar con los registros, las normas nos indican que se puede colocar el factor igual a 1

TPDA= TPO * FM * FS * FD * FH

Livianos Pesados Total TPO= 255 27 282

TPDA= 288 30 319


155

ANEXO 5

CÁLCULO DEL TRÁFICO PROYECTADO


156

Para el cálculo del tráfico proyectado utilizamos la tasa de crecimiento poblacional para los cantones en estudio que en este caso fue de 1.20% (0.012)

Aplicando la fórmula:

AÑO VEHÍCULOS

Vehículos Livianos

Vehículos Pesados

Total Vehículos

2012 255 27 282 2013 258 27 285 2014 261 28 289 2015 264 28 292 2016 267 28 296 2017 271 29 299 2018 274 29 303 2019 277 29 307 2020 281 30 310 2021 284 30 314 2022 287 30 318 2023 291 31 322 2024 294 31 325 2025 298 32 329 2026 301 32 333 2027 305 32 337 2028 309 33 341 2029 312 33 345 2030 316 33 350 2031 320 34 354

2032 324 34 358

NiPAPF )1( +=


157

ANEXO 6

CÁLCULO DEL TRÁFICO POR DESARROLLO


158

Se tomó una tasa de crecimiento por producción del 3% (0.03) debido a que concluido el mejoramiento de la vía y siendo el sector afectado una zona agrícola, turística y potencialmente minera, fomentará el desarrollo, aumentando estas actividades entre sus habitantes, incrementándose así el flujo vehicular.


AÑO VEHÍCULOS

Vehículos Livianos

Vehículos Pesados

Total Vehículos

2012 255 27 282 2013 263 28 290 2014 271 29 299 2015 279 30 308 2016 287 30 317 2017 296 31 327 2018 304 32 337 2019 314 33 347 2020 323 34 357 2021 333 35 368 2022 343 36 379 2023 353 37 390 2024 364 38 402 2025 374 40 414 2026 386 41 427 2027 397 42 439 2028 409 43 453 2029 421 45 466 2030 434 46 480 2031 447 47 494

2032 461 49 509

NiPAPF )1( +=


159

ANEXO 7

CÁLCULO DEL TPDA PROYECTADO


160

Tabla 52

Datos de Matriculación vehicular (provincia del Azu ay)

Puesto que el crecimiento vehicular, según los datos, no tiene un crecimiento uniforme, es preciso encontrar el año donde estos valores marquen una tendencia constante.


161

Mediante este gráfico observamos que a partir del año 2001 el crecimiento vehicular es uniforme respecto a los años. Es así que obtendremos la tasa de crecimiento.

Año Vehículos Tasa de Crecimiento

1994 27475 1995 27816 1.23%

1996 29232 4.84%

1997 33299 12.21%

1998 33412 0.34%

1999 38182 12.49%

2000 45730 16.51%

2001 47828 4.39%

2002 49926 4.20%

2003 52024 4.03%

2004 54122 3.88%

2005 56220 3.73% Se hace el promedio desde el año 2001 en donde se normaliza el crecimiento dándonos un valor de 4.05% (0.0405):


20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

60000

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

VEHÍCULOS MATRICULADOS (AZUAY)

nACTUALFUTURO rTPDATPDA )1( +=


162

AÑO

TPDA

Vehículos Livianos

Vehículos Pesados

Total Vehículos

2012 288 30 319

2013 300 32 331

2014 312 33 345

2015 324 34 359

2016 338 36 373

2017 351 37 388

2018 365 39 404

2019 380 40 420

2020 396 42 437

2021 412 44 455

2022 428 45 474

2023 446 47 493

2024 464 49 513

2025 482 51 533

2026 502 53 555

2027 522 55 577

2028 543 58 601

2029 565 60 625

2030 588 62 650

2031 612 65 677

2032 637 67 704


163

ANEXO 8

CURVAS HORIZONTALES


164

CURVAS HORIZONTALES TRAMO 3+200 AL 6+400

N° Tipo Longitud P.C. inicial P.C. final Radio Longitud de

cuerda

Flecha

del arco

Tangente

externa

33 Curva 78.065m 3+041.14m 3+119.21m 115.000m 76.575m 6.561 40.604m

Tangente 65.725m 3+119.21m 3+184.93m

34 Curva 28.523m 3+184.93m 3+213.46m 60.000m 28.255m 1.687 14.536m

Tangente 7.367m 3+213.46m 3+220.82m

35 Curva 25.847m 3+220.82m 3+246.67m 30.000m 25.055m 2.741 13.787m

Tangente 42.225m 3+246.67m 3+288.89m

36 Curva 38.513m 3+288.89m 3+327.41m 80.000m 38.142m 2.306 19.637m

Tangente 124.683m 3+327.41m 3+452.09m

37 Curva 49.631m 3+452.09m 3+501.72m 60.000m 48.228m 5.059 26.335m

Tangente 180.422m 3+501.72m 3+682.14m

38 Curva 29.086m 3+682.14m 3+711.23m 60.000m 28.802m 1.754 14.835m

Tangente 33.448m 3+711.23m 3+744.68m

39 Curva 22.547m 3+744.68m 3+767.22m 60.000m 22.414m 1.056 11.408m

Tangente 9.849m 3+767.22m 3+777.07m

40 Curva 34.551m 3+777.07m 3+811.62m 60.000m 34.075m 2.47 17.769m

Tangente 28.903m 3+811.62m 3+840.53m

41 Curva 118.609m 3+840.53m 3+959.14m 80.000m 108.040m 20.993 73.239m

Tangente 134.055m 3+959.14m 4+093.19m

42 Curva 52.014m 4+093.19m 4+145.20m 60.000m 50.401m 5.549 27.768m

Tangente 28.247m 4+145.20m 4+173.45m

43 Curva 12.673m 4+173.45m 4+186.13m 60.000m 12.649m 0.334 6.360m

Tangente 141.160m 4+186.13m 4+327.29m

44 Curva 8.928m 4+327.29m 4+336.21m 60.000m 8.920m 0.166 4.472m

Tangente 38.805m 4+336.21m 4+375.02m

45 Curva 39.605m 4+375.02m 4+414.62m 60.000m 38.890m 3.238 20.554m

Tangente 83.394m 4+414.62m 4+498.02m

46 Curva 7.321m 4+498.02m 4+505.34m 15.000m 7.249m 0.444 3.735m

Tangente 61.843m 4+505.34m 4+567.18m

47 Curva 13.129m 4+567.18m 4+580.31m 30.000m 13.025m 0.715 6.672m

Tangente 72.855m 4+580.31m 4+653.17m

48 Curva 120.500m 4+653.17m 4+773.67m 200.000m 118.686m 9.007 62.141m

Tangente 337.023m 4+773.67m 5+110.69m

49 Curva 61.590m 5+110.69m 5+172.28m 120.000m 60.916m 3.93 31.489m

Tangente 133.900m 5+172.28m 5+306.18m

50 Curva 184.875m 5+306.18m 5+491.05m 90.000m 154.043m 43.442 148.887m

Tangente 407.486m 5+491.05m 5+898.54m

51 Curva 95.982m 5+898.54m 5+994.52m 250.000m 95.394m 4.592 48.589m

Tangente 66.555m 5+994.52m 6+061.08m

52 Curva 48.721m 6+061.08m 6+109.80m 60.000m 47.394m 4.878 25.794m

Tangente 75.563m 6+109.80m 6+185.36m

53 Curva 101.131m 6+185.36m 6+286.49m 100.000m 96.876m 12.514 55.367m

Tangente 21.633m 6+286.49m 6+308.13m

54 Curva 39.401m 6+308.13m 6+347.53m 40.000m 37.827m 4.754 21.465m

Tangente 106.543m 6+347.53m 6+454.07m

55 Curva 22.100m 6+454.07m 6+476.17m 100.000m 22.055m 0.61 11.095m

Tangente 42.711m 6+476.17m 6+518.88m


165

ANEXO 9

CURVAS VERTICALES Y VOLÚMENES DE CORTE Y RELLENO


166

CURVAS VERTICALES TRAMO 3+200 AL 6+400

N° Abscisa PIV Cota PIV

Inclinación de rasante

T.E.

Inclinación de rasante

T.S.

A (Cambio de

pendiente)

Tipo de curva de

perfil

Valor de K

Longitud de curva de perfil

Radio de curva

24 3+100.00 2841.000m 11.00% -4.58% 15.58% Convexo 2.567m 40.000m 256.666m

25 3+220.00 2835.499m -4.58% 12.78% 17.36% Cóncavo 2.304m 40.000m 230.366m

26 3+310.00 2847.000m 12.78% 3.75% 9.03% Convexo 6.645m 60.000m 664.507m

27 3+470.00 2853.000m 3.75% -11.90% 15.65% Convexo 6.388m 100.000m 638.783m

28 3+680.00 2828.000m -11.90% 9.13% 21.04% Cóncavo 2.852m 60.000m 285.239m

29 3+910.00 2849.000m 9.13% 14.00% 4.87% Cóncavo 16.429m 80.000m 1642.857m

30 4+110.00 2877.000m 14.00% 2.86% 11.14% Convexo 5.385m 60.000m 538.462m

31 4+600.00 2891.000m 2.86% -12.67% 15.52% Convexo 6.442m 100.000m 644.172m

32 4+750.00 2872.000m -12.67% -2.50% 10.17% Cóncavo 7.869m 80.000m 786.885m

33 4+950.00 2867.000m -2.50% 0.19% 2.69% Cóncavo 37.193m 100.000m 3719.298m

34 5+480.00 2868.000m 0.19% 11.21% 11.02% Cóncavo 3.629m 40.000m 362.863m

35 5+810.00 2905.000m 11.21% 2.31% 8.90% Convexo 6.738m 60.000m 673.822m

36 5+940.00 2908.000m 2.31% 10.00% 7.69% Cóncavo 10.400m 80.000m 1040.000m

37 6+190.00 2933.000m 10.00% -2.00% 12.00% Convexo 6.667m 80.000m 666.667m

38 6+340.00 2930.000m -2.00% -11.43% 9.43% Convexo 6.364m 60.000m 636.364m

39 6+410.00 2922.000m -11.43% 0.00% 11.43% Cóncavo 5.250m 60.000m 525.000m

40 6+470.00 2922.000m 0.00% -14.07% 14.07% Convexo 2.842m 40.000m 284.211m


167

VOLUMENES DE CORTE Y RELLENO TRAMO 3+200 al 6+400

ABSCISA

Área de CORTE (metros

cuadrados)

Volumen de CORTE (metros cúbicos)

Área de RELLENO (metros

cuadrados)

Volumen de RELLENO (metros cúbicos)

Vol. CORTE acumulado

(metros cúbicos)

Vol. RELLENO acumulado

(metros cúbicos)

CURVA DE MASA. (pies

cúbicos)

3+170.000 4.68 41.59 0.67 11.71 27219.57 3837.79 23381.78 3+180.000 6.03 53.54 1.58 11.22 27273.1 3849.01 23424.09 3+190.000 6.69 65.1 0.32 9.29 27338.21 3858.3 23479.9 3+200.000 7.89 75.91 0 1.52 27414.11 3859.82 23554.29 3+210.000 9.99 92.64 0 0 27506.76 3859.82 23646.94 3+220.000 7.77 89.94 0 0 27596.7 3859.82 23736.88 3+230.000 3.31 51.25 0.02 0.09 27647.95 3859.92 23788.03 3+240.000 1.73 22.75 0.72 3.92 27670.7 3863.83 23806.86 3+250.000 1.56 15.24 1 8.93 27685.94 3872.76 23813.18 3+260.000 0.56 10.6 1.68 13.37 27696.54 3886.13 23810.41 3+270.000 0.38 4.74 1.05 13.65 27701.28 3899.78 23801.5 3+280.000 0.67 5.25 0.54 7.95 27706.53 3907.73 23798.8 3+290.000 2.39 15.3 0 2.68 27721.83 3910.41 23811.42 3+300.000 5.57 39.39 0 0 27761.22 3910.41 23850.81 3+310.000 5.67 55.35 0 0 27816.57 3910.41 23906.16 3+320.000 0.95 32.36 0.22 1.13 27848.94 3911.54 23937.39 3+330.000 0.46 6.86 1.2 7.26 27855.79 3918.8 23936.99 3+340.000 0.58 5.23 1.02 11.11 27861.03 3929.91 23931.12 3+350.000 0.8 6.9 0.37 6.95 27867.92 3936.86 23931.06 3+360.000 0.3 5.49 0.86 6.18 27873.42 3943.05 23930.37 3+370.000 0.32 3.09 1.14 10.04 27876.51 3953.09 23923.42 3+380.000 0.57 4.41 0.7 9.21 27880.92 3962.3 23918.61 3+390.000 2.59 15.78 0.03 3.65 27896.7 3965.95 23930.75 3+400.000 7.9 52.47 0 0.15 27949.17 3966.11 23983.07 3+410.000 12.22 100.59 0 0 28049.76 3966.11 24083.65 3+420.000 13.52 128.68 0 0 28178.44 3966.11 24212.34 3+430.000 18.1 158.11 0 0 28336.55 3966.11 24370.45 3+440.000 26.53 223.18 0 0 28559.73 3966.11 24593.63 3+450.000 19.84 231.89 0 0 28791.63 3966.11 24825.52 3+460.000 27.19 231.24 0 0 29022.87 3966.11 25056.76 3+470.000 30.1 281.11 0 0 29303.98 3966.11 25337.88 3+480.000 35.62 320.46 0 0 29624.44 3966.11 25658.33 3+490.000 20.34 270.78 0 0 29895.22 3966.11 25929.11 3+500.000 12.03 157.62 0 0 30052.84 3966.11 26086.73 3+510.000 4.67 83.17 0 0 30136 3966.11 26169.9 3+520.000 1.33 30.02 0.04 0.22 30166.02 3966.32 26199.7 3+530.000 0.72 10.29 0.41 2.27 30176.31 3968.59 26207.72 3+540.000 0.29 5.09 1.32 8.66 30181.4 3977.25 26204.15 3+550.000 0.13 2.14 2.04 16.81 30183.54 3994.06 26189.47 3+560.000 0.03 0.83 2.82 24.31 30184.36 4018.37 26165.99 3+570.000 0 0.17 3.95 33.86 30184.53 4052.23 26132.3 3+580.000 0 0 5.39 46.67 30184.53 4098.9 26085.63 3+590.000 0.77 3.86 3.43 44.09 30188.38 4142.99 26045.39 3+600.000 2.31 15.42 3.28 33.55 30203.81 4176.54 26027.27 3+610.000 0.63 14.7 4.24 37.6 30218.5 4214.14 26004.36 3+620.000 0.31 4.65 3.52 38.8 30223.16 4252.95 25970.21 3+630.000 0.99 6.48 0.93 22.21 30229.64 4275.16 25954.48 3+640.000 4.06 25.25 0 4.63 30254.89 4279.79 25975.1 3+650.000 8.39 62.25 0 0 30317.14 4279.79 26037.35 3+660.000 7.95 81.7 0 0 30398.84 4279.79 26119.05 3+670.000 5.29 66.18 0 0 30465.02 4279.79 26185.24 3+680.000 2.74 40.12 0 0 30505.14 4279.79 26225.35 3+690.000 1.46 20.66 0 0 30525.8 4279.79 26246.01 3+700.000 0.62 10.12 0 0 30535.92 4279.79 26256.13 3+710.000 0.02 3.14 1.95 9.81 30539.06 4289.6 26249.46 3+720.000 0 0.11 2.35 21.52 30539.17 4311.12 26228.05 3+730.000 0 0.01 1.77 20.6 30539.19 4331.72 26207.47 3+740.000 0 0.01 1.96 18.65 30539.2 4350.37 26188.83 3+750.000 0 0 2.12 20.33 30539.2 4370.7 26168.5 3+760.000 0.04 0.19 1.78 19.18 30539.39 4389.88 26149.51 3+770.000 0.41 2.34 1.1 14.15 30541.73 4404.03 26137.7 3+780.000 0.92 6.6 0.07 5.9 30548.34 4409.93 26138.41 3+790.000 2.4 16.35 0 0.37 30564.68 4410.3 26154.39 3+800.000 5.28 38.55 0 0 30603.23 4410.3 26192.93 3+810.000 8.61 70.13 0 0 30673.36 4410.3 26263.06 3+820.000 10.35 94.91 0 0 30768.27 4410.3 26357.97 3+830.000 11.42 108.85 0 0 30877.12 4410.3 26466.82


168

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170

5+440.000 0 0 10.85 128.57 43234.95 5796.51 37438.45 5+450.000 0 0 7.4 91.11 43234.95 5887.62 37347.34 5+460.000 0 0 3.58 54.64 43234.95 5942.26 37292.69 5+470.000 0.09 0.47 1.36 24.45 43235.42 5966.71 37268.71 5+480.000 0.23 1.65 2.66 19.79 43237.07 5986.5 37250.57 5+490.000 0 1.18 2.64 26.15 43238.26 6012.65 37225.61 5+500.000 0.33 1.65 0.5 15.68 43239.9 6028.33 37211.58 5+510.000 1.23 7.79 0.25 3.72 43247.7 6032.04 37215.65 5+520.000 4.25 27.4 0.13 1.89 43275.1 6033.94 37241.16 5+530.000 4.32 42.85 0.12 1.28 43317.95 6035.22 37282.74 5+540.000 2.18 32.49 0.16 1.44 43350.44 6036.66 37313.78 5+550.000 3.16 26.68 0 0.81 43377.12 6037.47 37339.65 5+560.000 4.4 37.79 0 0 43414.91 6037.47 37377.44 5+570.000 5.27 48.33 0 0 43463.24 6037.47 37425.77 5+580.000 5.48 53.74 0 0 43516.98 6037.47 37479.51 5+590.000 5.93 57.07 0 0 43574.05 6037.47 37536.58 5+600.000 6.12 60.25 0 0 43634.3 6037.47 37596.83 5+610.000 6.62 63.7 0 0 43697.99 6037.47 37660.52 5+620.000 6.75 66.86 0 0 43764.86 6037.47 37727.39 5+630.000 7.58 71.65 0 0 43836.51 6037.47 37799.04 5+640.000 7.36 74.71 0 0 43911.22 6037.47 37873.75 5+650.000 4.08 57.21 0 0 43968.43 6037.47 37930.96 5+660.000 1.34 27.12 0.3 1.52 43995.54 6038.99 37956.55 5+670.000 0.46 9 1.52 9.13 44004.54 6048.12 37956.42 5+680.000 0 2.32 2.75 21.34 44006.86 6069.46 37937.4 5+690.000 0 0.04 6.11 44.3 44006.9 6113.76 37893.14 5+700.000 0 0 12.3 92.08 44006.9 6205.84 37801.06 5+710.000 0 0 12.18 122.42 44006.9 6328.26 37678.64 5+720.000 0 0 10.91 115.47 44006.9 6443.73 37563.17 5+730.000 0 0 9.67 102.91 44006.9 6546.63 37460.27 5+740.000 0 0 9.08 93.74 44006.9 6640.37 37366.53 5+750.000 0 0 7.54 83.06 44006.9 6723.44 37283.46 5+760.000 0 0 4.17 58.51 44006.9 6781.95 37224.95 5+770.000 0 0 1.84 30.05 44006.9 6812 37194.9 5+780.000 0.35 1.76 0.31 10.78 44008.66 6822.78 37185.88 5+790.000 2.58 14.68 0.05 1.82 44023.34 6824.6 37198.74 5+800.000 4.83 37.06 0 0.27 44060.4 6824.87 37235.54 5+810.000 10.46 76.43 0 0 44136.83 6824.87 37311.97 5+820.000 17.32 138.87 0 0 44275.7 6824.87 37450.83 5+830.000 26.41 218.63 0 0 44494.33 6824.87 37669.47 5+840.000 39.2 328.03 0 0 44822.36 6824.87 37997.5 5+850.000 38.37 387.84 0 0 45210.21 6824.87 38385.34 5+860.000 33.15 357.62 0 0 45567.83 6824.87 38742.96 5+870.000 24.35 287.49 0 0 45855.32 6824.87 39030.45 5+880.000 14.25 192.98 0 0 46048.29 6824.87 39223.43 5+890.000 6.14 101.92 0 0 46150.22 6824.87 39325.35 5+900.000 0.93 35.31 0.09 0.44 46185.53 6825.3 39360.23 5+910.000 2.48 17.14 0 0.43 46202.67 6825.73 39376.93 5+920.000 2.56 25.33 0.01 0.06 46228 6825.79 39402.21 5+930.000 3.87 32.29 0 0.06 46260.29 6825.85 39434.44 5+940.000 3.28 35.95 0 0 46296.24 6825.85 39470.38 5+950.000 3.84 35.87 0 0 46332.11 6825.85 39506.25 5+960.000 3.67 37.82 0 0 46369.93 6825.85 39544.08 5+970.000 1.81 27.64 0.36 1.78 46397.57 6827.63 39569.94 5+980.000 0.59 12.12 1.13 7.4 46409.69 6835.04 39574.66 5+990.000 0.75 6.75 0.91 10.12 46416.45 6845.15 39571.3 6+000.000 0.55 6.53 1.06 9.77 46422.98 6854.93 39568.05 6+010.000 0.25 4.02 0.89 9.73 46427 6864.65 39562.34 6+020.000 0.18 2.18 0.69 7.9 46429.18 6872.56 39556.62 6+030.000 0.34 2.6 0.63 6.62 46431.77 6879.17 39552.6 6+040.000 1.42 8.79 0.01 3.23 46440.57 6882.4 39558.16 6+050.000 2.44 19.33 0 0.07 46459.89 6882.47 39577.42 6+060.000 2.21 23.26 0 0 46483.15 6882.47 39600.68 6+070.000 2.09 21.1 0 0 46504.26 6882.47 39621.78 6+080.000 2.9 24.5 0 0 46528.75 6882.47 39646.28 6+090.000 5.07 38.91 0 0 46567.67 6882.47 39685.19 6+100.000 7.85 62.92 0 0 46630.58 6882.47 39748.11 6+110.000 8.25 78.52 0 0 46709.1 6882.47 39826.63 6+120.000 9.52 88.85 0 0 46797.95 6882.47 39915.48 6+130.000 9.51 95.15 0 0 46893.1 6882.47 40010.63 6+140.000 10.19 98.48 0 0 46991.58 6882.47 40109.11 6+150.000 8.73 94.57 0 0 47086.15 6882.47 40203.68 6+160.000 10.25 94.91 0 0 47181.06 6882.47 40298.59 6+170.000 11.36 108.09 0 0 47289.16 6882.47 40406.69 6+180.000 13.25 123.06 0 0 47412.22 6882.47 40529.75 6+190.000 16.62 149.62 0 0 47561.84 6882.47 40679.37 6+200.000 16.31 165.53 0 0 47727.37 6882.47 40844.9 6+210.000 14.54 155.44 0 0 47882.81 6882.47 41000.34 6+220.000 12.4 135.78 0 0 48018.59 6882.47 41136.12 6+230.000 8.51 105.48 0 0 48124.07 6882.47 41241.6


171

6+240.000 5.55 71.18 0 0 48195.25 6882.47 41312.78 6+250.000 2.93 43.15 1.35 6.52 48238.4 6888.99 41349.41 6+260.000 1.91 24.76 1.49 13.76 48263.16 6902.76 41360.41 6+270.000 1.56 17.79 1.38 13.97 48280.95 6916.73 41364.22 6+280.000 5.2 34.47 0 6.73 48315.42 6923.46 41391.97 6+290.000 9.79 75.7 0 0 48391.12 6923.46 41467.66 6+300.000 11.08 104.38 0 0 48495.5 6923.46 41572.04 6+310.000 12.3 116.55 0 0 48612.05 6923.46 41688.59 6+320.000 18.74 152.38 0 0 48764.43 6923.46 41840.97 6+330.000 10.81 144.76 0 0 48909.19 6923.46 41985.73 6+340.000 4.5 75.04 0 0 48984.23 6923.46 42060.77 6+350.000 1.55 29.35 0.18 0.93 49013.58 6924.39 42089.2 6+360.000 2.85 22.03 0.33 2.55 49035.61 6926.94 42108.67 6+370.000 3 29.25 0.37 3.52 49064.86 6930.46 42134.4 6+380.000 0.59 17.96 0.36 3.69 49082.83 6934.15 42148.68 6+390.000 0.19 3.93 0.9 6.33 49086.75 6940.47 42146.28 6+400.000 0.18 1.86 1.81 13.57 49088.62 6954.05 42134.57 6+410.000 1.32 7.49 0.42 11.19 49096.11 6965.24 42130.88 6+420.000 3.67 24.92 0 2.12 49121.03 6967.35 42153.68


172

ANEXO 10

DRENAJE: CÁLCULO CUNETAS LONGITUDINALES


173

Figura 39

Cuneta propuesta para cálculo

Fuente: “Normas de diseño Geométrico de carreteras. Ecuador. 2003” del M.T.O.P.

Datos:

Espejo (a) 0.6

Tirante(Y) 0.3

Talud (z1) 5

Coeficiente de rugosidad n 0.014

Talud (z2) 1

Coeficiente de escorrentía adoptado para los cálculos en pavimentos Ca= 0.7 y terrenos de vegetación ligera 0.45


174

Abscisas COTAS

DATOS DISEÑO DE LA CUNETA

LONGITUD (m)

(A)AREA PARCIAL VÍA (Ha)

AREA APORTACIÓN

TERRENO (m2)

AREA APORTACIÓN TERRENO

(Ha)

TIEMPO CONC. Kirpich (min)

COEF. ESCOR. (C) VIA

COEF. ESCOR. (C) TERRENO

(INTENSIDAD) Q. VIA (lt/seg.)

Q. TERRENO

(lt/seg.) Q.TOTAL Q.TOTAL

ACUMULADO COEFIC. DE RUGOS. (n)

SECCION LLENA

AREA HIDRAU.

PENDIEN.%

PERIMET. MOJADO

RADIO HIDRAU.

CAUDAL Q (lt/seg.)

VELOC. m/s VERIFICACIÓN

3+110.00 2840.35

100.00 0.03 829.019 0.083 2.296 0.700 0.450 167.75 9.786 17.384 27.169 27.169 0.014 0.09 5 1.95 0.0460601 176.7607 1.9640 CUMPLE 3+210.00 2836.17

3+210.00 2836.17

100.00 0.03 2860.850 0.286 1.631 0.700 0.450 181.60 10.594 64.942 75.536 169.271 0.014 0.09 12.78 1.95 0.0460601 295.2694 3.2808 CUMPLE

3+310.00 2846.32

3+310.00 2846.32

140.00 0.04 4257.681 0.426 3.210 0.700 0.450 152.69 12.470 81.265 93.735 93.735 0.014 0.09 3.75 1.95 0.0460601 159.9443 1.7772 CUMPLE

3+450.00 2851.12

3+450.00 2851.12

233.72 0.07 5417.337 0.542 3.253 0.700 0.450 152.07 20.733 102.977 123.710 123.710 0.014 0.09 11.90 1.95 0.0460601 284.9223 3.1658 CUMPLE

3+683.72 2829.55

3+683.72 2829.55

226.28 0.07 4418.562 0.442 3.230 0.700 0.450 152.40 20.117 84.175 104.292 193.188 0.014 0.09 9.13 1.95 0.0460601 249.5677 2.7730 CUMPLE

3+910.00 2849.49

3+910.00 2849.49

200.00 0.06 3405.125 0.341 2.507 0.700 0.450 163.92 19.124 69.772 88.897 88.897 0.014 0.09 14.00 1.95 0.0460601 309.0417 3.4338 CUMPLE

4+110.00 2876.1

4+110.00 2876.1

460.00 0.14 4178.772 0.418 8.463 0.700 0.450 106.55 28.591 55.656 84.247 84.247 0.014 0.09 2.86 1.95 0.0460601 139.6806 1.5520 CUMPLE 4+570.00 2889.83

4+570.00 2889.83

200.00 0.06 2581.231 0.258 2.896 0.700 0.450 157.44 18.369 50.800 69.169 69.169 0.014 0.09 12.67 1.95 0.0460601 293.9959 3.2666 CUMPLE 4+770.00 2871.54

4+770.00 2871.54

200.00 0.06 3773.365 0.377 5.021 0.700 0.450 131.36 15.325 61.958 77.283 77.283 0.014 0.09 2.50 1.95 0.0460601 130.5939 1.4510 CUMPLE 4+970.00 2867.16

4+970.00 2867.16

490.00 0.15 2581.231 0.258 27.197 0.700 0.450 60.56 17.310 19.540 36.850 36.850 0.014 0.09 0.50 1.95 0.0460601 58.40338 0.6489 CUMPLE

5+460.00 2867.96

5+460.00 2867.96

350.00 0.11 12662.197 1.266 4.242 0.700 0.450 139.49 28.478 220.774 249.252 249.252 0.014 0.09 11.21 1.95 0.0460601 276.5386 3.0727 CUMPLE 5+810.00 2904.33

5+810.00 2904.33

130.00 0.04 2017.278 0.202 3.037 0.700 0.450 155.27 11.774 39.152 50.927 116.105 0.014 0.09 2.31 1.95 0.0460601 125.5333 1.3948 CUMPLE 5+940.00 2908.77

5+940.00 2908.77

270.00 0.08 2316.348 0.232 3.717 0.700 0.450 145.80 22.963 42.215 65.178 65.178 0.014 0.09 10.00 1.95 0.0460601 261.1879 2.9021 CUMPLE 6+210.00 2932.3

6+210.00 2932.3

130.00 0.04 1500.748 0.150 3.527 0.700 0.450 148.28 11.245 27.817 39.062 110.600 0.014 0.09 2.00 1.95 0.0460601 116.8068 1.2979 CUMPLE 6+340.00 2929.29

6+340.00 2929.29

70.00 0.02 1348.592 0.135 1.288 0.700 0.450 190.09 7.762 32.045 39.807 39.807 0.014 0.09 11.43 1.95 0.0460601 279.239 3.1027 CUMPLE

6+410.00 2922.86

6+410.00 2922.86

60.00 0.02 1157.470 0.116 1.855 0.700 0.450 176.60 6.181 25.551 31.731 31.731 0.014 0.09 1.00 1.95 0.0460601 82.59486 0.9177 CUMPLE

6+470.00 2921.29

6+470.00 2921.29

270.00 0.08 6763.593 0.676 3.157 0.700 0.450 153.48 24.173 129.757 153.929 153.929 0.014 0.09 14.00 1.95 0.0460601 309.0417 3.4338 CUMPLE

6+740.00 2885.32


175

ANEXO 11

DRENAGE: CÁLCULO DE ALCANTARILLAS


176

Al conocer los caudales de las cunetas procedemos a calcular las alcantarillas para las mismas. Las alcantarillas, dependiendo de cómo este estructurado el perfil vertical, serán colocadas en lugares donde, en su mayor parte, las pendientes sean pronunciadas o concurran con otras. Así mismo dependerá de zonas donde existan quebradas o desagües. El material que se va a utilizar para la tubería de las alcantarillas es acero corrugado y se colocará con una pendiente del 3%. A continuación el Cálculo de los caudales de las alcantarillas y la comprobación de cumplimiento de la tubería de acero propuesta.

DATOS: Tubería Propuesta

Figura 40

Tubería propuesta para el cálculo

Ф=500mm

Trabajará a sección llena

Coeficiente de rugosidad n=0.011


177

CALLE abscisa

DISEÑO DE LA TUBERIA

Caudal total de Cunetas [ m³/s ]

Caudal total de Cunetas

[ l/s ]

Coeficiente de

rugosidad n

TUBERÍA SECCION LLENA

D J V Q Q A P R VERIFICACIÓN

[ mm ] [ % ] [ m/s ] [ m³/s ] [ l/s ] [ m 2 ] m [ m ]

Atarjea 1

3+210.00 0.39 392.88 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE

Atarjea 2

3+683.72 0.63 633.80 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE

Atarjea 3

4+110.00 0.17 168.49 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE

Atarjea 4

4+770.00 0.14 138.34 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE

Atarjea 5

4+970.00 0.23 228.27 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE

Atarjea 6

5+460.00 0.60 600.36 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE

Atarjea 7

5+810.00 0.21 208.48 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE

Atarjea 8

6+470.00 0.08 79.61 0.011 500 3.00 3.94 0.83 833.34 0.1963 1.5708 0.125 CUMPLE


178

ANEXO 12

DISEÑO DE PAVIMENTO: CÁLCULO DE ESALs


179

1. CONTEO DE TRÁFICO:

Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo1 Vehículos Livianos 221 216 243 287 305 2552 Buses 6 9 10 12 13 103 Camiones de dos ejes 12 12 15 18 22 164 Buses y camiones de tres ejes 0 0 0 1 3 15 Camiones de cuatro o más ejes 0 0 0 0 0 0

239 237 268 318 343 282

Categoría DescripciónDías

Promedio

TOTAL:


180

2. TABLA PARA FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA (EJE SIMPLES):

Tabla 53

Factores equivalentes de carga eje simple

FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES, EJES SIMPLES, Pt=2.0

Carga/eje SN pulg (mm)

(Kips) (KN) 1.0 (25.4)

2.0 (50.8)

3.0 (76.2)

4.0 (101.6)

5.0 (127.0)

6.0 (152.4)

2 8.9 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 0.0002 4 17.8 0.002 0.003 0.002 0.002 0.002 0.002 6 26.7 0.009 0.012 0.011 0.010 0.009 0.009 8 35.6 0.030 0.035 0.036 0.033 0.031 0.029

10 44.5 0.075 0.085 0.090 0.085 0.79 0.076 12 53.4 0.165 0.177 0.189 0.183 0.174 0.168 14 62.3 0.325 0.338 0.354 0.350 0.338 0.331 16 71.2 0.589 0.598 0.613 0.612 0.603 0.596 18 80.0 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 20 89.0 1.61 1.59 1.56 1.55 1.57 1.59 22 97.9 2.49 2.44 2.35 2.31 2.35 2.41 24 106.8 3.71 3.62 3.43 3.33 3.40 3.51 26 115.7 5.36 5.21 4.88 4.68 4.77 4.96 28 124.6 7.54 7.31 6.78 6.42 6.52 6.83 30 133.5 10.4 10.0 9.2 8.6 8.7 9.2 32 142.4 14.0 13.5 12.4 11.5 11.5 12.1 34 151.3 18.5 17.9 16.3 15.0 14.9 15.6 36 160.0 24.2 23.3 21.2 19.3 19.0 19.9 38 169.1 31.1 29.9 27.1 24.6 24.0 25.1 40 178.0 39.6 38.0 34.3 30.9 30.0 31.2 42 186.9 49.7 47.7 43.0 38.6 37.2 38.5 44 195.8 61.8 59.3 53.4 47.6 45.7 47.1 46 204.7 76.1 73.0 65.6 58.3 55.7 57.0 48 213.6 92.9 89.1 80.0 70.9 67.3 68.6 50 222.5 113 108 97 86 81 82

Fuente: Diseño Estructural de Caminos AASTHO 1993


181

3. TABLA PARA FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA (EJE TÁNDEM):

Tabla 54

Factores equivalentes de carga eje Tándem

FACTORES EQUIVALENTES DE CARGA PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES, EJES TÁNDEM, Pt=2.0

Carga/eje SN pulg (mm)

(Kips) (KN) 1.0 (25.4)

2.0 (50.8)

3.0 (76.2)

4.0 (101.6)

5.0 (127.0)

6.0 (152.4)

2 8.9 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 4 17.8 0.0003 0.0003 0.0003 0.0002 0.0002 0.0002 6 26.7 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 8 35.6 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.002

10 44.5 0.007 0.008 0.008 0.007 0.006 0.006 12 53.4 0.013 0.016 0.016 0.014 0.013 0.012 14 62.3 0.024 0.029 0.029 0.026 0.024 0.023 16 71.2 0.041 0.048 0.050 0.046 0.042 0.040 18 80.0 0.066 0.077 0.081 0.075 0.069 0.066 20 89.0 0.103 0.117 0.124 0.117 0.109 0.105 22 97.9 0.156 0.171 0.183 0.174 0.164 0.158 24 106.8 0.227 0.244 0.260 0.252 0.239 0.231 26 115.7 0.322 0.340 0.360 0.353 0.338 0.329 28 124.6 0.447 0.465 0.487 0.481 0.466 0.455 30 133.5 0.607 0.623 0.646 0.643 0.627 0.617 32 142.4 0.810 0.823 0.843 0.842 0.829 0.819 34 151.3 1.06 1.07 1.08 1.08 1.08 1.07 36 160.0 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 38 169.1 1.76 1.75 1.73 1.72 1.73 1.74 40 178.0 2.22 2.19 2.15 2.13 2.16 2.18 42 186.9 2.77 2.73 2.64 2.62 2.66 2.70 44 195.8 3.42 3.36 3.23 3.18 3.24 3.31 46 204.7 4.20 4.11 3.92 3.83 3.91 4.02 48 213.6 5.10 4.98 4.72 4.58 4.68 4.83 50 222.5 6.15 5.99 5.64 5.44 5.56 5.77 52 231.4 7.37 7.16 6.71 6.43 6.56 6.83 54 240.3 8.77 8.51 7.93 7.55 7.69 8.03 56 249.2 10.40 10.1 9.3 8.8 9.0 9.4 58 258.1 12.2 11.8 10.9 10.3 10.4 10.9 60 267.0 14.3 13.8 12.7 11.9 12.0 12.6 62 275.9 16.6 16.0 14.7 13.7 13.8 14.5 64 284.7 19.3 18.6 17.0 15.8 15.8 16.6 66 293.6 22.2 21.4 19.6 18.0 18.0 18.9 68 302.5 25.5 24.6 22.4 20.6 20.5 21.5 70 311.4 29.2 28.1 25.6 23.4 23.2 24.3 72 320.3 33.3 32.0 29.1 26.5 26.2 27.4 74 329.2 37.8 36.4 33.0 30.0 29.4 30.8 76 338.1 42.8 41.2 37.3 33.8 33.1 34.5 78 347.0 48.4 46.5 42.0 38.0 37.0 38.6 80 355.9 54.4 52.3 47.2 42.5 41.3 43.0 82 364.8 61.1 58.7 52.9 47.6 46.0 47.8 84 373.7 58.4 65.7 59.2 53.0 51.2 53.0 86 382.6 76.3 73.3 66.0 59.0 56.8 58.6 88 391.5 85.0 81.6 73.4 65.5 62.8 64.7 90 400.4 94.4 90.6 81.5 72.6 69.4 71.3

Fuente: Diseño Estructural de Caminos AASTHO 1993


182

4. CÁLCULO DE ESALs (TODO EL TRÁFICO):

2** EJE TÁNDEM

3*** EJE TRIDEM

TIPO VEHICULOS CANTIDAD % EJE

PESO / EJE Tn.

LEF ESALs

Tn. Kips.

LIVIANOS 255 90.43% 1 1 2.210 0.00049400 0.00044670

90.43% 2 2.5 5.525 0.00986250 0.00891822

JEEP U 9 3.19% 1 1.9 4.199 0.00389550 0.00012432

3.19% 2 4.4 9.724 0.07810000 0.00249255

BUSES B2 10 3.55% 1 3 6.630 0.01924500 0.00068245

3.55% 2 7 15.470 0.52910000 0.01876241

BUSES B3 0 0.00% 1 4 8.840 0.05600000 0.00000000

0.00% **2 10 22.100 0.17465000 0.00000000

CAMIONES C2 7 2.48% 1 8 17.680 0.93568000 0.02322610

2.48% 2 12 26.520 5.75600000 0.14287943

CAMIONES C3 1 0.35% 1 8 17.680 0.93568000 0.00331801

0.35% **2 22 48.620 5.29310000 0.01876986

CAMIONES C4 0

0.00% 1 8 17.680 0.93568000 0.00000000

0.00% **2 20 44.200 3.43500000 0.00000000

0.00% **3 20 44.200 3.43500000 0.00000000

CAMIONES C5 0

0.00% 1 8 17.680 0.93568000 0.00000000

0.00% **2 20 44.200 3.43500000 0.00000000

0.00% ***3 24 53.040 1.53520000 0.00000000

TOTAL VEHICULOS 282

TOTAL ESALs= 0.2196200603


183

5. CÁLCULO DE ESALs (VEHÍCULOS PESADOS):

2** EJE TÁNDEM

3*** EJE TRIDEM

TIPO VEHICULOS CANTIDAD % EJE

PESO / EJE Tn.

LEF ESALs

Tn. Kips.

LIVIANOS 255 90.43% 1 1 2.210 0.00049400 0.00044670

90.43% 2 2.5 5.525 0.00986250 0.00891822

JEEP U 9 3.19% 1 1.9 4.199 0.00389550 0.00012432

3.19% 2 4.4 9.724 0.07810000 0.00249255

BUSES B2 10 3.55% 1 3 6.630 0.01924500 0.00068245

3.55% 2 7 15.470 0.52910000 0.01876241

BUSES B3 0 0.00% 1 4 8.840 0.05600000 0.00000000

0.00% **2 10 22.100 0.17465000 0.00000000

CAMIONES C2 7 2.48% 1 8 17.680 0.93568000 0.02322610

2.48% 2 12 26.520 5.75600000 0.14287943

CAMIONES C3 1 0.35% 1 8 17.680 0.93568000 0.00331801

0.35% **2 22 48.620 5.29310000 0.01876986

CAMIONES C4 0

0.00% 1 8 17.680 0.93568000 0.00000000

0.00% **2 20 44.200 3.43500000 0.00000000

0.00% **3 20 44.200 3.43500000 0.00000000

CAMIONES C5 0

0.00% 1 8 17.680 0.93568000 0.00000000

0.00% **2 20 44.200 3.43500000 0.00000000

0.00% ***3 24 53.040 1.53520000 0.00000000

TOTAL VEHICULOS 282

TOTAL ESALs= 0.2196200603


184

ANEXO 13

DISEÑO DE PAVIMENTO: CÁLCULO DE PAVIMENTO FLEXIBLE


185

1. CÁLCULO DE W18 (NÚMERO DE EJES EQUIVALENTES)

Datos para el diseño:

TPDA (Actual)= 319 Vehículos/día (todo el tráfico) y 30 Vehículos /día (tráfico pesado)

TPDA (Futuro)= 474 Vehículos/día (todo el tráfico) y 45 Vehículos/día (tráfico pesado)

n= 10 años

LD=1.00

ESALs (Todo el tráfico)= 0.21962006

ESALs (Tráfico pesado)= 2.19599813


W ***365*2

)()(18

+=

W18 (todo tráfico)= 317839.64

W18 (Tráfico pesado) = 300577.24

Se adopta el mayor de estos valores para el diseño W18= 317839.64

2. VALORES OBSERVADOS EN TABLAS

So= 0.45

Confiabilidad= 85%

Zr= -1.037

CBR= 1.30

Mr= 1950

∆PSI = 2.2≈2

3. NUMERO ESTRUCTURAL (SN)


( )

07.8log*32.2

1

109440.0

5.12.4log

20.0)1(log*36.9*log 10

19.5

10

1001810 −+

++

−∆

+−++= RR M

SN

PSI

SNSZW

Hallamos el valor de SN (número estructural)

SN= 4.3684 (Número estructural mínimo requerido para la estructura del pavimento)


186

Así mismo hayamos los valores de SN para el concreto asfáltico, base y sub base así como el Mr (módulo resilente) sabiendo los valores de CBR recomendados para estos materiales:

TIPO DE MATERIAL CBR Mr (psi) SN Concreto asfáltico 266.67 400000 0.3576

Base 60 90000 0.9665 Sub base 40 60000 1.1758

4. COEFICIENTES ESTRUCTURALES POR CAPA

Según las gráficas mostradas en teoría que nos ayudan a determinar estos valores tenemos los siguientes:

a1= 0.420

a2= 0.123

a3= 0.119

5. COEFICIENTE DE DRENAJE

En las tablas vistas en teoría se adoptaron los valores:

m2= 1.25

m3= 1.25

6. ESPESAORES DE LA ESTRUCTURA DE VÍA

Con las fórmulas (68), (69), (70) descritas en teoría calculamos los espesores de la vía:

DETERMINACIÓN DE ESPESORES SN

ESPESOR CALCULADO (pulg)

ESPESOR ASUMIDO (pulg)

ESPESOR ASUMIDO (cm)

D1= 0.851 2.75 7 SN1= 1.16

D2= 1.100 5.00 12.7 SN2= 0.77

D3= 16.435 18.00 45.72 SN3= 2.68

Espesor Total 16.997 24.750 62.865 4.4525

Se verifica que el valor de la sumatoria de los números estructurales no exceda del calculado en el numeral 3:

4.6013 ≥ 4.3684 (CUMPLE)


187

7. CÁLCULO PARA EL AÑO 2032:

Datos para el diseño:

TPDA (Actual)= 474 Vehículos/día (todo el tráfico) y 45 Vehículos /día (tráfico pesado)

TPDA (Futuro)= 704 Vehículos/día (todo el tráfico) y 67 Vehículos/día (tráfico pesado)

n= 10 años

LD=1.00

ESALs (Todo el tráfico)= 0.21962006

ESALs (Tráfico pesado)= 2.19599813


W ***365*2

)()(18

+=

W18 (todo tráfico)= 472150.19

W18 (Tráfico pesado) = 448862.02

Se adopta el mayor de estos valores para el diseño W18= 472150.19

SN= 4.6221 (Número estructural mínimo requerido para la estructura del pavimento)

TIPO DE MATERIAL CBR Mr (psi) SN Concreto asfáltico 266.67 400000 0.4163

Base 60 90000 1.0519 Sub base 40 60000 1.2707

Los valores obtenidos se resumen a continuación:

DETERMINACIÓN DE ESPESORES SN

ESPESOR CALCULADO(pulg)

ESPESOR ASUMIDO

(pulg)

ESPESOR ASUMIDO

(cm)

D1= 0.991 3.00 7.6 SN1= 1.26

D2= 1.354 5.00 12.70 SN2= 0.77

D3= 17.434 18.00 45.72 SN3= 2.68

Espesor Total 19.779 26.000 66.040 4.7063

Se verifica que el valor de la sumatoria de los números estructurales no exceda del calculado en el numeral 3:

4.7063 ≥ 4.6221 (CUMPLE)


188

ANEXO 14

PLANOS

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