Escuela Profesional de Ingeniera de Ingeniera Civil

Diseo de Carretera entre MotupeChitarra-El Arrozal, Distrito de Motupe - Provincia de Lambayeque Departamento de Lambayeque con Pavimento Flexible de 4 usando asfalto en calientePLAN DE TESIS

PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL

PRESENTADO POR Gustavo Rojas Zaldvar

CHICLAYO PER

2014

ResumenEste proyecto de fin de carrera surge por la necesidad de la poblacin del distrito de Motupe de unir sus zonas de caseros mediante una carretera, accediendo de mejor manera a otros distritos. Actualmente el camino que une los distritos de Motupe hasta El Arrozal se encuentra a nivel de trocha carrozable, que genera contaminacin, dao en los vehculos, y aumenta el tiempo de traslado de los mismos.Es por esto, que en el presente proyecto se tiene como objetivo disear la carretera Motupe-El Carrozal con pavimento flexible de 4 usando asfalto en caliente, por ser de mejor calidad y mayor duracin. Se darn las especificaciones para su realizacin y adems para su buen mantenimiento. Con esto se reducirn los problemas antes mencionados.

ContenidoCaptulo I: Planteamiento del Problema41.1.Problema51.1.1.Situacin Problemtica51.1.2.Definicin del Problema71.2.Objetivos71.3.Justificacin81.3.1.Econmico81.3.2.Social81.3.3.Acadmico91.3.4.Personal91.4.Limitaciones91.5.Viabilidad91.5.1.Inversin Inicial91.5.2.Beneficios10Captulo II: Marco Terico112.1.Antecedentes122.1.1.Motupe122.1.2.Chochope122.2.Bases Tericas122.2.1Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras.-122.2.2Manual de Ensayo de materiales para Carreteras.-142.2.3Manual para Alumbrado Vial.-142.2.4Manual Ambiental para el Diseo y Construccin de Vas.-142.2.5El Sistema Nacional de Carreteras (SINAC).-152.3.Definiciones Conceptuales15Captulo III: Metodologa193.1Material y Mtodos20Materiales:203.2Plan de Trabajo203.2.1Actividades203.2.2Cronograma de Actividades223.2.3Financiamiento23FUENTES DE INFORMACIN24

Captulo I: Planteamiento del Problema

Captulo I: Planteamiento del Problema1.1. Problema1.1.1. Situacin ProblemticaEl ser humano siempre ha tenido la necesidad de comunicarse de distintas maneras. Por esta razn se desarrollaron mtodos para la construccin de caminos, desde los caminos a base de piedra hasta nuestra poca con mtodos perfeccionados basados en la experiencia que conllevan a la realizacin de grandes autopistas de pavimento flexible o rgido.As, la poblacin de los caserios de El Arrozal y Chitarra del distrito de Motupe tambin se ve en la necesidad de comunicarse, y para la realizacin de este objetivo es fundamental contar con los medios adecuados, como lo es una carretera que una a toda su poblacin y permita la conexin con otros distritos.Con esta carretera podrn solucionar los problemas de transitabilidad, que dificulta el traslado de productos desde Motupe, como: maz, palta, mango, entre otros. Adems mejorara en gran manera la calidad de vida de la poblacin.A continuacin se muestran la conexin de los 38 distritos del Departamento de Lambayeque en cuanto a su intercambio Regional y Nacional. Donde podemos concluir que la transitabilidad en el distrito de Motupe es REGULAR.

TABLA 1.1: Nivel de Conexin y Trnsito de los distritos del Dpto. de LambayequeCentros Poblados (N)Nivel

DEPARTAMENTO LAMBAYEQUETotalAccesibleRestringidoConectividad / Transitabilidad

100%64%36%

CHICLAYO41433282

1. Cayalt20155DepartamentalRegular

2. Chiclavo321NacionalRegular

3.Chongoyape503614NacionalMala

4. Eten725NacionalRegular

5. Eten Puerto110DepartamentalRegular

6. Jos L. Ortiz651NacionalRegular

7. La Victoria251510NacionalRegular

8. Lagunas26188NacionalRegular

9. Monsef43412DepartamentalRegular

10. Nueva Arica1091NacionalRegular

11. Ovotn30291NacionalMala

12. Ptapo26215NacionalMala

13. Picsi12120DepartamentalRegular

14. Pimentel37307NacionalRegular

15. Pomalca19136NacionalRegular

16. Pucal19154NacionalRegular

17. Reque18117NacionalRegular

18. Santa Rosa330DepartamentalRegular

19. Saa35314NacionalRegular

20. Tumn24231NacionalRegular

FERREAFE318194124

1. Caaris1053075VecinalMala

2. Incahuasi1035449VecinalMala

3. Pitipo57570DepartamentalRegular

4. Manuel M. Muro32320DepartamentalRegular

5. Pueblo Nuevo10100DepartamentalRegular

6. Ferreafe11110DepartamentalRegular

LAMBAYEQUE627338289

1. Chchope1688VecinalMala

2. llimo221012DepartamentalMala

3. Jayanca372215VecinalMala

4. Lambayeque442420DepartamentalRegular

5. Mochum391623DepartamentalMala

6. Mrrope866224DepartamentalRegular

7. Motupe513219DepartamentalRegular

8. Olmos1748886VecinalMala

9. Pacora18144VecinalMala

10. Salas853055DepartamentalRegular

11. San Jos1284DepartamentalRegular

12. Tcume432419DepartamentalRegular

Mapa Vial del Departamento de Lambayeque

Fuente: Mapa de Red Vial Departamental Lambayeque (Ministerio de Transportes y Comunicaciones)1.1.2. Definicin del ProblemaDeficiente transitabilidad en el distrito de Motupe, Lambayeque.1.2. ObjetivosObjetivo General Disear una carretera que una los caseros de El Arrozal y Chitarra con Motupe, cumpliendo con la Norma (Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras) para garantizar su ptimo desempeo a lo largo de los aos, y adems sea econmicamente sustentable.Objetivos Especficosa) Obtener el Indice Medio Diario Anual (IMDA)b) Realizar el levantamiento topogrfico de la zona donde se construir la carretera, para obtener curvas de nivel.c) Realizar perfiles longitudinales, trazo preliminar y trazo definitivod) Estudio de suelos mediante calicatas, se realizaran 2 por kilmetro.e) Especificaciones del diseo del pavimento: base, subbase, carpeta asfltica.f) Plano con Secciones Transversales, para determinar las medidas de corte y relleno.a. En rectas, cada 20 m.b. En curvas, cada 10 m.g) Ubicacin de alcantarillas en zonas de quebradas.h) Estudio de impacto ambiental, tratando de reducir el impacto al mnimo posible.i) Ubicar la sealizacin horizontal y vertical correspondiente a lo largo de la carretera.

1.3. Justificacin1.3.1. EconmicoReducir los gastos y tiempo de traslado de vehculos de los caseros de El Arrozal y Chitarra con Motupe, reducindose tambin los gastos por mantenimiento de vehculos. Adems aumentando las oportunidades de empleo para las zonas de influencia.1.3.2. SocialMejorara en gran manera la calidad de vida de la poblacin afectada, ofreciendo una mejor comunicacin entre los distritos mencionados, ayudando tambin al comercio que se produce entre estos distritos. El proyecto ser socialmente rentable.1.3.3. AcadmicoMe permitir como realizador de la tesis, aplicar los conocimientos adquiridos en el transcurso de mi formacin universitaria para dar una solucin al problema encontrado.

1.3.4. PersonalMe permitir adquirir nuevos conocimientos en el transcurso de mi investigacin y con ello tener una base metodolgica para poder aplicar mis conocimientos en un futuro.

1.4. Limitaciones El financiamiento del proyecto Existen ONG no gubernamentales que pueden obstruir el avance de los pueblos, por razones como la contaminacin. El trazo puede afectar a propietarios de terrenos, por lo que se tendr que conversar y convencer con estas personas. Se pueden encontrar Restos Arqueologicos en el trazo, lo que sera un problema, se solicitara el CIRA (Certificado de inexistencia de Restos Arqueologicos) emitido por el Instituto Nacional de Cultura (INC).

1.5. Viabilidad1.5.1. Viabilidad Econmica Gastos de Bienes y ServiciosA. Bienes Se gastara en el alquiler de equipos para el levantamiento topogrfico: Trpode Nivel Teodolito GPS Jalones Conos de Desvo Adems de instrumentos para la realizacin de calicatas y estudio de suelos.B. Servicios Alquiler de camioneta, 300 soles diarios (incluye combustible) Gasto de Recurso Humano Ingeniero Topgrafo y personal de ayuda para levantamiento. Personal de ayuda para realizacin de calicatas.

1.5.2. Viabilidad SocialEl resultado del estudio de tesis, permitir contar con las bases de diseo para la posterior ejecucin del proyecto, que beneficiar a las zonas de estudio en los siguientes aspectos: Disminucin de tiempo de transporte: con la carretera en ptimo estado, las velocidades de diseo permitirn hacer recorridos mas rpidos a los vehculos. Contribuye con el desarrollo econmico y social de la regin Disminucin de costos de mantenimiento de vehculos: el estado actual de la carretera ocasiona daos sustanciales a los vehculos. La realizacin de pavimento flexible a lo largo del camino significara un respiro para los transportistas. Reduccin de la contaminacin

1.5.3. Viabilidad TcnicaSe podr contar con los recursos tcnicos y la tecnologa necesaria para el desarrollo de la investigacin, como por ejemplo: bibliografa necesaria, software computacional para el trabajo en gabinete. Y ser necesario contar con el apoyo y/o participacin de terceros.

1.5.4. Viabilidad OperativaCon los conocimientos obtenidos en el transcurso de los estudios universitarios, adems de la bibliografa consultada y medios computacionales, se conoce la metodologa a usar. Cualquier duda ser resuelta con la orientacin del Asesor de Tesis y profesionales especialistas en la materia.

Captulo II: Marco Terico

Captulo II: Marco Terico2.1. Antecedentes2.1.1. MotupeEl distrito de Motupe est ubicado en la regin costa o Chala Lambayecana, en el valle del rio de Su Nombre, en el centro norte de la provincia de Lambayeque.Su principal actividad economa es la agricultura destacando el mango como cultivo emblemtico del distrito; cuya calidad conoce el mercado nacional e internacional.2.1.2. Caseros

2.2. Bases Tericas2.2.1 Manual de Diseo Geomtrico de Carreteras.- Este manual rene las normas y especificaciones necesarias que proyectan el trazado de una carretera. Define especficamente, velocidades de diseo, radios de giro, distancias de visibilidad, distancias de frenado, secciones transversales, pendientes mximas, curvas de transicin, intersecciones, y presentacin del proyecto.Este manual establece lo siguiente:a. Clasificacin de las carreteras segn su funcin, demanda y condiciones orogrficas.b. Criterios y controles bsicos para el diseo geomtrico de carreteras: para cuyo efecto debe considerar los criterios relacionados con: demanda, caractersticas y composicin del trafico, velocidad de diseo y operacin, facilidades en la via para el usuario (viabilidad, controles de acceso y facilidades para peatones), paisajismo y ecologa, elementos de capacidad y niveles de servicio.c. Diseo geomtrico de la seccin transversal: deben normar los elementos que la integran y definen la seccin transversal tales como: derecho de va, zona de propiedad restringida, nmero de carriles de la seccin tipo, ancho de calzada, bermas, bombeo, peralte, separadores, pasos de obras de arte, superficie de rodadura, cunetas, taludes, secciones transversales especiales y elementos complementarios.d. Diseo geomtrico en planta y perfil: sin ser limitativo, debe considerarse: El alineamiento horizontal deber permitir la operacin ininterrumpida de vehculos, manteniendo la misma velocidad directriz en el mayor tramo posible, y tomar en cuenta que el relieve del terreno es el elemento del control del tramo del radio de las curvas horizontales y de la velocidad directriz; siendo a su vez esta ultima quien controla la distancia de visibilidad. El trazado de una carretera deber componerse de una adecuada combinacin de tramos rectos, curvas circulares, y curvas de transicin. En el diseo del perfil longitudinal se normaran los elementos que lo conforman para lograr una transicin armoniosa entre pendientes de distinta magnitud o sentido. Debe existir una adecuada coordinacin entre el alineamiento horizontal y el perfil longitudinal relacionndonos con los criterios de funcionalidad, esttica, visibilidad, comodidad, agrado visual, seguridad y servicio en general.e. Diseo geomtrico de intersecciones: debe contener las intersecciones a nivel, interseccin a desnivel, y cruce por reas urbanas y suburbanas. Se debe considerar como criterio fundamental, que se trata de elementos de discontinuidad en la red vial, que presentan situaciones crticas que hay que normar para obtener condiciones optimas de seguridad y capacidad.f. Capacidad y niveles de servicio: que comprende normar la capacidad ideal de la carretera en funcin del numero mximo de vehculos por unidad de tiempo que puedan pasar por una seccin determinada de la carretera.g. Mtodos y procedimientos para el trazado de una carreterah. Normas para la presentacin del informe final.2.2.2 Manual de Ensayo de materiales para Carreteras.- Este manual, debe contener recomendaciones formuladas por las Instituciones Tcnicas, reconocidas internacionalmente como AASHTO, ASTM, ACI e Instituto del Asfalto adaptadas a las condiciones propias y particulares de nuestro pas; estos manuales deben contener la Gua de Muestreo de Suelos y Rocas, por las caractersticas propias y peridicamente debe ser actualizado.2.2.3 Manual para Alumbrado Vial.- Para asegurar el control del trnsito vehicular en vas urbanas y rurales, debe tenerse presente la teora en que se basa el sistema, su utilizacin para la iluminacin, mtodos de clculo, equipos e infraestructura a emplear, calidad, tcnicas de alumbrado, elementos de clculo y otros que faciliten el uso de esta necesidad. Adems incluir un resumen de las caractersticas modulares tcnicas a ser planteadas en los estudios, acorde con el avance tecnolgico.2.2.4 Manual Ambiental para el Diseo y Construccin de Vas.- Contiene lineamientos bsicos para realizar un manejo ambiental adecuado durante la construccin de carreteras y forma parte del contra de los constructores de la va.2.2.5 El Sistema Nacional de Carreteras (SINAC).- Se jerarquiza en las siguientes tres redes viales: Red Vial Nacional, Red Vial Departamental o Regional y Red Vial Vecinal o Rural.2.3. Definiciones Conceptualesa. Acceso.- entrada o paso a un camino, via urbana, localidad, area de terreno u otro similar.b. Afirmado.- Capa de material selecto procesado o semi procesado de acuerdo al diseo que se coloca sobre la sub rasante de una carretera. Funciona como capa de rodadura y de soporte al trfico en carreteras no pavimentadas. Estas capas pueden tener tratamiento para su estabilizacin.c. Asfalto.- Un material cementante, entre carmelita oscuro y negro, en la cual los constituyentes predominantes son bitmenes que aparecen en la naturaleza o se obtienen en el procesamiento del petrleo. El asfalto es un constituyente, en proporciones variables, de la mayora de los petrleos crudosd. Berma.- parte de una carretera o camino contigua a una calzada.e. Bombeo.- inclinacin transversal que se construye en las zonas en tangente a cada del eje longitudinal de una carretera, con la finalidad de facilitar el drenaje lateral de la va.f. Calle.- Va urbana de trnsito pblico, que incluye toda zona entre linderos de la propiedad.g. Calzada.- parte de la va destinada a la circulacin de vehculos.h. Camino: Va rural destinada a la circulacin de vehculosi. Carretera: Va fuera del mbito urbano, destinada a la circulacin de vehculos.j. Carril: Parte de la calzada destinada al trnsito de una fila de vehculos.k. Diseo Geomtrico: Es el estudio geomtrico de una carretera tomando como base el trfico que soporta, el alineamiento de su eje, un conjunto de caractersticas tcnicas y de seguridad que debe reunir para el trnsito vehicular y peatonal formando parte de una gestin inteligente.l. reas o Vas de Acceso Restringido.- Son aquellos tramos o partes del camino en donde la autoridad competente ha impuesto restricciones de acceso al trnsito y/o transporte para aislar externalidades negativas generadas por las actividades relacionadas con el transporte y trnsito. Dichas restricciones pueden ser aplicadas en forma permanente, temporal o peridica.m. Autoridad Competente.- Entidad pblica encargada de la administracin y gestin de la infraestructura vial pblica.n. Drenaje: conjunto de obras que tienen por fin eliminar las aguas superficiales y freticas de los alrededores de las carreteras.o. Eje: lnea que define el trazado en planta o perfil de una carretera, y que se refiere a un punto de terminado de su seccin transversal.p. ndice Medio Diario (IMD): Nmero promedio de vehculos medido en un perodo de 24 horas, del total de vehculos que pasan por una seccin determinada de una va.q. ndice Medio Diario Anual (IMDA);: El volumen de trnsito promedio ocurrido en un periodo de 24 horas promedio del ao.r. Mantenimiento de carreteras: actividades rutinarias y peridicas que se ejecutan para que las carreteras se conserven en buenas condiciones de transitabilidad.s. Mejoramiento de carreteras: Consiste en mejorar o ampliar las caractersticas tcnicas y geomtricas de las carreteras con variaciones en el eje transversal o eje vertical, ampliacin de curvas y cambios en las caractersticas de la superficie de rodadura respecto al diseo original de la carretera.t. Pavimento: es la estructura construida sobre la subrasante, para los siguientes fines: a) Resistir y distribuir los esfuerzos originados por los vehculos, b) Mejorar las condiciones de comodidad y seguridad para el trnsito.u. Clasicador de rutas.- Documento Ocial del Sistema Nacional de Carreteras - SINAC, emitido por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, que contiene las carreteras existentes y en proyecto, clasicadas como Red Vial Nacional, Red Vial Departamental o Regional y Red Vial Vecinal o Rural.v. Cdigo de ruta.- Identicacin simplicada de una va del Sistema Nacional de Carreteras (SINAC).w. Derecho de va.- Faja de terreno de ancho variable dentro del cual se encuentra comprendida la carretera, sus obras complementarias, servicios, reas previstas para futuras obras de ensanche o mejoramiento, y zonas de seguridad para el usuario. Su ancho se establece en cada caso por Resolucin Ministerial.x. Diagramas viales.- Documentos ociales que gracan, de modo simple, el Sistema Nacional de Carreteras (SINAC) dentro de la demarcacin poltica de cada Departamento.y. Externalidad Negativa.- Inuencia negativa, medida en costos sobre la sociedad, generada por las funciones de transporte y trnsito.z. Infraestructura Vial Pblica.- Todo camino, arteria, calle o va frrea, incluidas sus obras complementarias, de carcter rural o urbano de dominio y uso pblico.aa. Patrimonio Vial.- Conjunto de caminos, arterias, calles o vas frreas, incluidas sus obras complementarias, que con su respectivo derecho de va conforman la estructura vial de uso y dominio pblico susceptible de valorizacin.ab. Red vial.- Conjunto de carreteras que pertenecen a la misma clasicacin funcional (Nacional, Departamental o Regional y Vecinal o Rural).ac. Ruta.- Camino denido entre dos puntos determinados, con origen, itinerario y destino debidamente identicados.ad. Registro Nacional de Carreteras (RENAC).- Instrumento de gestin de carcter ocial donde se inscriben las vas que conforman el SINAC.ae. Sistema Nacional de Carreteras (SINAC).- Es el conjunto de carreteras conformantes de la Red Vial Nacional, Departamental y Rural.af. Trnsito.- Actividad de personas y vehculos que circulan por una va.ag. Usuario.- Persona que conduce un vehculo o se desplaza como peatn en la infraestructura vial pblica.

Captulo III: Metodologa

Captulo III: Metodologa3.1 Material y MtodosSe realizaran trabajos de campo y gabinete con los siguientes materiales: Materiales: Equipo Topogrfico Nivel GPS Teodolito Jalones Conos de desvo Mira Computadora con Software. Cmara fotogrfica. Cuaderno de campo. Materiales de escritorio e impresin. Otros materiales de recoleccin de datos.

3.2 Plan de Trabajo3.2.1 ActividadesSe iniciar con la recopilacin de informacin para el desarrollo de la investigacin.Posteriormente se coordinara con los distritos de Motupe y Chochope sobre el desarrollo de la tesis para iniciar los trabajos de campo y gabinete, como: Obtener mediante trabajo de campo el Indice Medio Diario Anual (IMDA). Levantamiento topogrfico de la zona donde se construir la carretera, para la obtencin curvas de nivel. Perfiles longitudinales, trazo preliminar y trazo definitivo Estudio de suelos mediante calicatas, se realizaran dos por kilometro. Especificaciones del diseo del pavimento: base, subbase, carpeta asfltica. Plano con Secciones Transversales, para determinar las medidas de corte y relleno. En rectas, cada 20 m. En curvas, cada 10 m. Ubicacin de alcantarillas en zonas de quebradas. Estudio de impacto ambiental, tratando de reducir el impacto al mnimo posible. Ubicar la sealizacin horizontal y vertical correspondiente a lo largo de la carretera.

3.2.2 Plan de Tesis: Rojas Zaldvar GustavoPgina 26

3.2.3 Cronograma de Actividades

ACTIVIDADESSEPOCTNOVDICENEFEBMARABR

12341234123412341234123412341234

Recopilacin de Informacin Bsica

Coordinacin con autoridades y alquiler de equipos

Trabajos en campo: Levantamiento Topogrfico

Estudios de Suelos: Calicatas cada 0.5 km

Trabajo de Gabinete

Revisin de los resultados obtenidos

Impresin y presentacin

3.2.4 3.2.5 FinanciamientoCONCEPTOCOSTO (S/.)

Recopilacin de Informacin BsicaS/. 500.00

MovilidadS/. 3,000.00

Alquiler de EquiposS/. 5,000.00

Trabajo de CampoS/. 3,000.00

Trabajo de GabineteS/. 1,000.00

Elaboracin y ploteo de planosS/. 1,000.00

Impresin y presentacinS/. 500.00

TOTAL=S/. 14,000.00

El costo de la elaboracin de la presente Tesis ser financiado ntegramente por el autor. En el caso de alquiler de equipos, se solicitara el prstamo de los mismos a la Universidad.

FUENTES DE INFORMACINBibliogrficas1. Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2011) MANUAL DE DISEO GEOMETRICO DE CARRETERAS, Per.

2. Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2003) MANUAL DE ENSAYO DE MATERIALES PARA CARRETERAS, Per

3. Ministerio de Transportes y Comunicaciones (2003) MANUAL AMBIENTAL PARA EL DISEO Y CONSTRUCCION DE VIAS, Per

4.

Electrnicas1. REGLAMENTO NACIONAL DE GESTION DE INFRAESTRUCTURA VIAL, Per. Ministerio de Transportes y Comunicaciones< http://www.proviasdes.gob.pe/normas/proyecto.pdf >

2. MAPA VIAL LAMBAYEQUE, Per. Ministerio de Transportes y Comunicaciones< http://www.mtc.gob.pe/estadisticas/estadistica/mapas/TRANSPORTES/VIAL/14_LAMBAYEQUE_VIAL.pdf>

3.