Repblica bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular Para la DefensaUniversidad Nacional Experimental de las Fuerzas ArmadasU.N.E.F.A

Pavimentacin flexible para transito liviano

Bachiller:Pablo Briceo 20.317.443Jos Rivas 20.318.787Rodolfo Pimentel 24.144.110Juan medina 20.317.753Ingeniera civil: A Grupo: 6#

Tutor:Maurielo Rodrguezndice General

Captulo V........605 La Propuesta Tecnolgica......605.1 Especificaciones Tcnicas de Construccin...605.2 Cmputos Mtricos......98

5.3 Presupuesto.......1015.4Anlisis de precio..... 103

5.5 Memoria Tcnica Descriptiva.. . 1136 Anexos........1157 Conclusiones.......1208 Recomendaciones.......1219 Referencias Bibliogrficas.....122

Tabla de cuadros

Cuadro 1: Valores promedio del factor camin para las diferentes entidades del pas........63Cuadro 2: Nomenclatura de trnsito pesado....65Cuadro 3: Factor de distribucin por sentido....66Cuadro 4: Factor de utilizacin por canal....67Cuadro5: Tasa de crecimiento .....69Cuadro 6: Periodo de diseo .....70Cuadro 7: Valor relativo de soporte critico estimado en porcentaje de Pavimento para sub-rasante compactable 95% ...73Cuadro 8: Valores de confiabilidad con diferentes clasificaciones Funcionales . . .....78Cuadro 9: Propiedades Marshall exigidas para el diseo de mezclas en laboratorios . .. .... . . 84Cuadro 10: Relaciones de clima en Venezuela...90Cuadro 11: Capacidad de drenaje para remover la humedad .91Cuadro 12: Valores recomendados para coeficientes estructurales de capa de bases y sub-rasantes, en pavimento flexible ...92Cuadro 13: Datos para el diseo de pavimento...94Cuadro 14: Espesores mnimos en pulgadas en funcin de los ejes equivalentes . . . ....97

Tabla Grficos

Fig. 1 Encuesta..... 53Fig. 2 Encuesta.......54Fig. 3 Encuesta . ......55Fig. 4 Encuesta.......56Fig. 5 Encuesta.......57Fig. 6 Curva granulomtrica . ....59Fig. 7 Tipos de suelos en Venezuela....72Fig. 8 Coeficiente estructural de la carpeta asfltica...85Fig. 9 Coeficiente estructural de la capa base . ..86Fig. 10 Coeficiente estructural de la capa sub-base...87Fig. 11 Zona climtica de Venezuela ....89Fig. 12 Modelo grafico de los espesores de las capas del Pavimento ....... 96

1

CAPTULO V5. La Propuesta Tecnolgica.5.1 Especificaciones Tcnicas de Construccin.Propuesta de Pavimento Flexible para la Optimizacin de la Vialidad en el Sector Mesa de Cavacas. Del Municipio Guanare Estado portuguesa.Datos.- La va es Urbana- Carretera de 1 canal por sentido.- Periodo de diseo: de 15 a 25 aos.Trnsito de DiseoUn conteo se realiza en un lapso ideal de un (1) ao, de esta manera se elimina cualquier error por condiciones estacionales del flujo de vehculos. Cuando el conteo se realiza en estaciones de cobertura 1, o en peajes, automticamente al correr del ao se va registrando el volumen acumulado de vehculos. En otras ocasiones o puntos de medicin, no es ni prctico ni econmico, el que se disponga de este lapso de tiempo. Lo ideal entonces, es realizar una medicin de un mes continuo. En caso de que esto tampoco sea posible, la medicin debera ser de una (1) semana completa, en forma tal que se obtenga un registro de lunes a domingo. Si tampoco esto fuese posible, debera al menos disponerse de un registro de un da laboral y de un da de fin de semana (sbado o domingo). Si en alguno casos ni siquiera esto fuese posible, el conteo debe ser realizado en un da (24 horas) continuas, preferiblemente en un da laborable. Pudiera darse el caso de que ni an pudiese contarse en un lapso de 24 horas; en este caso debe irse a un conteo de doce horas. Si ni aun pueden contarse en estas 12, debe irse a ocho (8) horas, y a veces solo podr contarse durante una hora.El conteo se llev a cabo de una manera visual; Aun cuando lo ideal es que el conteo vehicular clasificado o no se realice mediante el empleo de equipos, en el caso de que esto no sea posible, por razones de tiempo o carencia de recursos, siempre se podr recurrir al sistema de contar los vehculos mediante la simple observacin visual del paso del flujo vehicular. El conteo visual permite no solo determinar el total de vehculos que circulan por el punto de medicin, sino que se obtiene un conteo clasificado ya que se contabiliza el nmero de cada tipo de vehculo que pasa por esa seccin durante el tiempo de la medicin. Por lo tanto, tomando en cuenta las especificaciones, se procedi a analizar el trnsito de la va similar a la va en estudio, puesto que el trnsito a obtener ser el equivalente cuando exista la va consolidada en el sector Mesa de Cavacas. Obtenido el conteo vehicular, se procede a determinar el promedio diario de trnsito (PDT) y con ello poder apreciar el promedio diario de trnsito en el ao inicial (PDTo), con la ecuacin prescrita de la siguiente manera:

PDTo==PDTo= 3068.85 vpd = 3061 vpd

Calculo de las Repeticiones de los Ejes EquivalentesSon las cargas equivalentes totales en el periodo de diseo que se requieren para realizar un diseo de pavimento. El mtodo actual contempla los ejes equivalentes sencillos de 18,000 lb (8.2 ton) acumulados durante el perodo de diseo, por lo que no ha habido grandes cambios con respecto a la metodologa original de AASHTO. El diseo de transito gira en base a dos ecuaciones que son:

Ecuacin 1:REE= EEo FDonde:REE: Son las repeticiones de ejes equivalentes o cargas equivalentes totales.EEo: Cargas equivalentes en el ao inicial.F: Factor de crecimiento.Ecuacin 2:EEo= PDTo %Vp FC fd fc NdDnde:EEo: Cargas equivalentes en el ao inicial.PDTo: Promedio diario de trnsito en el ao inicial.%Vp: Porcentaje de vehculos pesados.FC: Factor camin.fd: Factor de distribucin por sentido.fc: Factor de utilizacin de canal.Nd: das del ao.Calculo del Factor CaminEl siguiente cuadro nos permite estimar el Factor Camin ponderado total por estado, y la cual es muy til cuando se realizan estimaciones de inversin en planes regionales de pavimentacin, o en cualquier otro trabajo de planificacin.

Cuadro 1 Valores promedio del factor camin para las diferentes entidades del pasEntidadFactor Camin promedio ponderado

Amazonas1.29

Anzotegui2.05

Apure1.42

Aragua3.77

Barinas1.42

Bolvar6.69

Carabobo3.93

Cojedes1.42

Delta Amacuro1.29

Dtto. Federal3.61

Falcn3.03

Lara1.42

Mrida1.29

Miranda3.61

Monagas2.05

Nueva Esparta1.25

Portuguesa1.42

Sucre2.05

Trujillo1.47

Fuente: II Taller Evaluacin y clasificacin de la Red Vial Principal, Caracas, 1993. Ministerio de Transporte y Comunicaciones, Direccin General Sectorial de la Vialidad Terrestre, Direccin de Conservacin Vial.Segn cuadro N 3 se asume un Fc para el estado Portuguesa de 1.42Porcentaje de Vehculos PesadosEste se obtiene mediante el volumen de trnsito pesado (VTP), que en nuestro caso es la sumatoria de todos los vehculos que se consideran pesados, que van seleccionados como todos aquellos que poseen seis ruedas, es decir desde aquellos vehculos con un eje trasero de cuatro ruedas, y/o tres o ms ejes individuales. Se clasifican de acuerdo a diferentes categoras sealadas en la siguiente Tabla, donde se indica tanto la nomenclatura que utiliza la Oficina de Planificacin del Transporte Terrestre (O.P.T.T) del Ministerio de Infraestructura, como la establecida en la Norma COVENIN 2402-86:

Cuadro 2. Nomenclatura de Trnsito Pesado

Fuente: COVENIN 614-1997VTP= 27.4

Con este resultado se obtiene el porcentaje de vehculos pesados con una regla de tres:%Vp= = % Vp= 0.8951% Factor de Distribucin por Sentido (fd)Es el que nos permite medir el total del trnsito que circular en el sentido de diseo, y sus valores son los que se indican en el siguiente cuadro:Cuadro 3. FdModo de medicin del PDTValor del fd

En ambos sentidos0,50

Por sentido de circulacin 1,00

Fuente: NCHRP Project 1-32: Pavement Design Tools, Eres Consultants, Inc. 1998.Por tal motivo, analizando el trnsito en los dos sentido de circulacin se debe tomar el valor correspondiente de la tabla, en este caso es de fd= 0.5

Factor de Utilizacin por Canal (fc)Es el que nos permite asignar al canal de diseo, la fraccin del total de vehculos que circular por este canal y su valor se selecciona de acuerdo al siguiente cuadro, en Venezuela tradicionalmente sus valores han sido los siguientes para el trnsito ya asignado al sentido de circulacin. Por lo tanto, para el diseo propuesto se incluir el valor de fc= 100, que en porcentaje seria fc= 1.00.Cuadro 4.FcN de carriles en cada sentidoPorcentaje de w18 en el carril de diseo

1100

280 100

360 80

4 o ms carriles50 75

Fuente: NCHRP Project 1-32: Pavement Design Tools, Eres Consultants, Inc. 1998.Das del aoSe tomaran todos los das del ao que en total suman 365 das.Luego de encontrar los datos de la ecuacin nmero dos, resolvemos de la siguiente manera para encontrar los ejes equivalentes en el ao inicial de diseo:EEo= PDTo %Vp FC fd fc NdEEo= 3061 1.42 0.50 1.00 365EEo= 52,355.04

Con este resultado podemos calcular las repeticiones de ejes equivalentes que se muestran en la ecuacin uno son:REE= EEo FComo bien podemos observar, calculamos de manera individual el factor de crecimiento (F) con la siguiente frmula:F=Dnde:r: Tasa de crecimiento. Incremento anual del volumen de transito de una va.n: Periodo de diseo.La tasa de crecimiento interanual (r), permite constituir el crecimiento del trnsito a lo largo del perodo de diseo, y en el caso de que no pueda ser obtenido de los registros histricos de trnsito, pueden emplearse los resultados de mediciones para diseos que arrojan los resultados que se presentan en el siguiente cuadro:

Cuadro 5. Tasa de CrecimientoCriterio estadsticoValor

Promedio4,20%

Desviacin estndar1,80%

Valor mnimo0,24%

Valor mximo8,28%

Fuente: Corredor, G.: V Jornadas de Vialidad y Transporte, Valencia.Basndonos en estos resultados, tomamos el criterio estadstico promedio, el cual contiene una tasa de crecimiento de r= 4,20Por otra parte, el periodo de diseo (n) se toma basado en los siguientes valores del cuadro 9, que resume los periodos de diseo recomendados por la Asociacin Americana de Administradores de Carreteras y Transporte (AASHTO) y la correspondiente a la tipologa de la red vial nacional:

Cuadro 6. Periodo de DiseoTipo de va segn AASTHOSegn nomenclador vial venezolanoPeriodo de diseo (aos)

PrincipalAutopista urbana o rural de alto volumen y va troncal30-50 (30 en autopistas urbanas)

SecundariaVa local20-50

TerciariaVa ramal, sub-ramal o agrcola15-25, con mnimo de 10 aos

Fuente: Asociacin Americana de Administradores de Carreteras y Transporte (AASHTO)El Perodo de Diseo no debe ser confundido con la Vida til del pavimento, ni con el Perodo de Anlisis; este ltimo puede comprender varios Perodos de Diseo, como en el caso de la pavimentacin por etapas. La vialidad en estudio entra en la categora de va principal, es decir, con periodos de diseo entre 15 a 25 aos. Para efectos de diseo, el perodo de diseo seleccionado para la primera vida til del pavimento, fue de 30 aos. Debido a esta informacin determinamos el factor de crecimiento:F== 59.21Luego introducimos los valores en la ecuacin 1 para obtener los resultados de las repeticiones de los ejes equivalentes del diseo de pavimento flexible:REE= 52,355.04 59.21REE=3,099,706.06 EE

El CBR para las Capas del Pavimento.El CBR de un material est en funcin de su densidad, textura, humedad de compactacin, humedad despus de la saturacin, su grado de alteracin y su granulometra. Estos valores nos permitirn conocer el nmero estructural de cada capa segn sea sus especificaciones.El CBR comnmente se calcula mediante ensayos de suelo, como mnimo cinco ensayos por unidad de diseo, pero teniendo en cuenta las limitaciones de la investigacin se utilizaran valores basados en caractersticas del terreno y materiales, as como de climas, nivel fretico y precipitacin pluvial, tomando en consideracin estimaciones mnimas bajo las normas para efectos de diseo.Capacidad de Soporte del Suelo de Fundacin (CBRSR).Tomando en cuenta lo antes expuesto, para determinar la capacidad de soporte de la sub-rasante nos basaremos en valores de soportes crticos para las condiciones previamente dadas debido a la zona en estudio por medio del tipo de suelo y el nivel fretico. En primer lugar obtendremos el tipo de suelo segn la regin en que se encuentra ubicada la va. Venezuela posee una gran variedad de suelos, entre otros factores, de la diversidad de climas, relieves, rocas y especies vegetales que la caracterizan. Por esta razn, se han realizado en el pas diversos estudios para establecer su caracterizacin y segn este sistema, Venezuela cuenta con 9 de los 12 tipos de suelos contemplados que son: entisoles, inceptisoles, vertisoles, olisoles, ultisoles, oxisoles, aridisoles, histosoles y alfisoles, como lo muestra el siguiente grfico:

Grafico7. Tipos de Suelos en Venezuela. Fuente: Geografa de suelos y geotecnia (2004)En el grafico se puede apreciar que la regin de Barinas est constituida por los colores amarillo y verde los cuales corresponden a tipos de suelos inceptisoles y vertisoles respectivamente. Los inceptisoles son los suelos proporcionalmente maduros y rocosos. Por otro lado, los suelos vertisoles. Tienen un alto grado de fertilidad y son buenos para el pastoreo. Dado su alto contenido de arcilla.De esta manera, el estado PORTUGUESA posee una combinacin de suelo inceptisole vertisole, lo cual lo hace un suelo rocoso maduro y arcilloso, quiere decir que est en una proporcin de arena no plstica y arcilla activa que presentan unos parmetros de valores de soporte crticos que se pueden apreciar en la siguiente tablaCuadro 7. Valor relativo de soporte critico estimado en porcentajes de pavimentos para subrasantes compactadas 95%Fuente: Adaptacin de suelos subrasantes de Road Note 31, tercera edicin, Transport and Road ResearchLaboratory,HerMajestysStationery Office, Londres, 1977 (ref 8).De acuerdo con la variacin estacional debe elegirse el nivel fretico ms alto para efectos de clculo por ser el ms desfavorable, que ser el de 0,6 metros, as pues, a travs de este nivel fretico se determina un promedio de los porcentajes mnimos tolerables a la compactacin del 95% en subrasantes de las categoras de arena no plstica y arcilla activa de valor de soporte relativo obteniendo lo siguiente:Arena no plstica= 8 -10Arcilla activa= 2 3Promedio= = 5 =>CBRSR= 5 %Segn estudio de suelo elaborado por la gobernacin del estado portuguesa (INVITRA) en el sector mencionado (urbanizacin rosa Ins) segn planilla a continuacin. DENS.95%C.B.R. hi=5cm. SECA D.M.S. %GolpesPRIMERAULTIMAKg/M3Kg/M3paraporLECTURALECTURA0,0250,0500,0750,1000,2000,3000,4000,5000,10"0,20"0,10"0,20"Wi %Wf %0,10"Capa0,01 MM0,01 MM0,01 mm%560000,00321082153688861.4021.7712.049610109261,0472,7712,1514,741.81025

0000,00471082153077039471.1461.19243679043,6252,6512,6314,991.7741.7243.212

0000,00732599323036845958118329818,3119,8612,7318,691.6878,3710,6312,5714,4216,421.7841.7991.81417751.7131.815 PENETRACION EN PULGADASCARGACORREGIDADENS. M. S.:H.O.%:12,40% HUMEDADDENS. SECAMayo 2012

ENSAYO DE RELACION DE SOPORTE CALIFORNIA (C.B.R.) HINCHAMIENTOCARGA DE PENETRACION EN LBS/PULG.2 CBR CORR. HUMEDADDifer.Hinch.DESPUES DE CUATRO DIAS DE INMERSIONASTM D 1557-91 (A)OBRA: Barrio Brisas del Este. Guanare Edo. Portuguesa

Material: c-4 subrasante0201.7001.7251.7501.7751.8001.8251.850791113151719% HumedadDensidad Seca (kg/m3)050010001500200025000,00,10,20,30,40,5Penetracin (Pulg.)Carga de Penetracin (Lbs/Pulg.2)1.6001.6501.7001.7501.8001.850012345678% C.B.RDensidad Seca (Kg/M3)

Capacidad de soporte de la sub-base (CBRSB).Para efectos de diseo se puede usar el porcentaje mnimo de CBR que segn Hugh A. Wallace y J. Rogers Martin en su libro AsphaltPavementEngineer, recomiendan un CBR mnimo de 20% para las capas de sub-base, sin embargo, experiencias en nuestro pas han demostrado que una sub-base granular con materiales apropiados y construida de manera adecuada dan como resultado valores de CBR superiores a 30%, como lo indica la norma COVENIN 1124-11. Por consiguiente, se propone un CBR mnimo de 30% para la capa de sub-base.CBR= 30%Capacidad de Soporte de la Base (CBRBS).Para la base granular se puede utilizar en la estructura de pavimento un CBR mnimo de 80% para una densidad mnima del 95% segn lo indicado en la norma COVENIN 1124-11 0-07 para bases y sub-bases, recalcando que para efectos de diseo debemos trabajar con valores mnimos establecidos.CBR= 80%Clculos de los MdulosResilentes para las Capas del Pavimento.El mtodo AASHTO 93 establece ecuaciones correlativas para determinar el mdulo resiliente de cada capa de la estructura del pavimento en funcin del CBR y esto debido a la ausencia del manejo de equipos en muchos pases para la determinacin de este parmetro. Estas ecuaciones para el caso del suelo de fundacin fueron corregidas por el Dr. Augusto Jugo para ser aplicadas en Venezuela.Por lo tanto, se lleva a cabo con las siguientes ecuaciones del mtodo AASTHO:

Mdulo Resilente del Suelo de Fundacin (Sub-rasante).

CBR 7, 2% Mr = 1500 CBR7, 2% < CBR 20% Mr = 3000 CBR > 20% Mr = 4326 ln(CBR) + 241

A modo de diseo se determin anteriormente que el CBR de la sub-rasante debe ser 7%, por ser el valor del resultado del estudio de suelo y por consiguiente tenemos que la ecuacin a usar ser la del CBR 7,2% como se muestra a continuacin:Mr= 1500 CBRMr= 1500 7MrSR= 10500psi

Mdulo Resilente para Bases y Sub-bases.Para un CBR menor a 80%:CBR < 80% =>Mr= 385,08 CBR + 8660Para un CBR mayor o igual al 80%CBR 80% =>Mr= 321,05 CBR + 13327Por consiguiente efectuando las evaluaciones correspondientes segn sea el caso tenemos los siguientes resultados:Mr= 321.05 72 + 13327MrB= 36,442.60 psi

Mr= 385.08 25 + 8660MrSB= 18.287 psi

Ecuacin AASTHO para el Diseo del Pavimento Flexible.

La ecuacin para el diseo de la seccin estructural de los pavimentos se deriva de la informacin obtenida empricamente por AASTHO ROAD TEST. Para resolver esta ecuacin metodolgicamente emprica se deben hallar otras variables importantes que se muestran a continuacin.Desviacin Normal del Error Estndar (So).Es la combinacin en la estimacin de los parmetros de diseo y el comportamiento del pavimento, por lo cual este parmetro est ligado directamente con la Confiabilidad ; habindolo determinado, en este paso deber seleccionarse un valor So Desviacin Estndar Global, representativo de condiciones locales particulares, que considera posibles variaciones en el comportamiento del pavimento y en la prediccin del trnsito. Valores de So en los tramos de prueba de AASHO no incluyeron errores en la estimacin del trnsito; sin embargo, el error en la prediccin del comportamiento de las secciones en tales tramos, fue de 0,25 para pavimentos rgidos y 0,35 para los flexibles, lo que corresponde a valores de la desviacin estndar total debidos al trnsito de 0,35 y 0,45 para pavimentos rgidos y flexibles respectivamente. En Venezuela se tiene una estimacin para pavimentos flexibles segn el mtodo AASTHO de:0,40 < So < 0,50S e recomienda usar 0,45Confiabilidad del Diseo (R).La confiabilidad de un pavimento es la probabilidad de que una seccin diseada se comportara satisfactoriamente bajo las condiciones de trnsito y ambientales durante el periodo de diseo. Con el parmetro de Confiabilidad R, se trata de llegar a cierto grado de certeza en el mtodo de diseo, para asegurar que las diversas alternativas de la seccin estructural que se obtengan, durarn como mnimo el perodo de diseo. Se consideran posibles variaciones en las predicciones del trnsito en ejes acumulados y en el comportamiento de la seccin diseada.El actual mtodo AASHTO para el diseo de la seccin estructural de pavimentos flexibles, recomienda valores desde 50 y hasta 99,9 para el parmetro de confiabilidad, con diferentes clasificaciones funcionales, notndose que los niveles ms altos corresponden a obras que estarn sujetas a un uso intensivo, mientras que los niveles ms bajos corresponden a obras o caminos locales y secundarios.

Cuadro 10. Valores de confiabilidad con diferentes clasificaciones funcionalesClasificacin funcionalNivel recomendados por AASTHO para carreteras

Interestatal o autopista80 99,9

Red principal o federal75 95

Red secundaria o estatal75 95

Red rural o local50 80

Fuente: Gua AASHTO para diseo de carreteras.Por ser la vialidad en estudio una red vial urbana por lo tanto se toma la relacin entre50 80, por lo tanto para efectos de diseo tomamos la menor confiabilidad R= 50%.ndice de Servicialidad (PSI).La servicialidad es la condicin de un pavimento para proveer un manejo seguro y confortable a los usuarios en un determinado momento. La mejor forma de evaluarla es a travs del ndice de servicio presente el cual vara desde 0 hasta 5. La filosofa bsica del diseo es el concepto del comportamiento y capacidad de servicio, el cual proporciona un medio para disear un pavimento con base en un volumen especifico de transito total, y con un nivel mnimo de servicialidad deseado, al final del periodo de diseo.Se sugiere que el criterio para definir el ndice de servicio terminal o mnimo de rechazo est en funcin de la aceptacin de los usuarios de la carretera. El cambio o prdida en la calidad de servicio que la carretera proporciona al usuario, se define en el mtodo con la siguiente ecuacin:PSI= Po PtPo=ndice de servicio inicial (4,5 para pavimentos rgidos y 4,2 para flexibles).Cada entidad podr elegir un valor apropiado para sus condiciones, por lo tanto, en Venezuela debido al exceso de cargas que no se pueden controlar, est entre 3,80 y 4,00.Pt= Es el ndice ms bajo que pueda tolerarse antes de realizar una medida de rehabilitacin. Se define como el ndice de servicio terminal, para el cual AASHTO maneja en su versin1993 valores de 3,0; 2,5 y 2,0, recomendando 2,5 o 3,0 para caminos principales y 2,0 para secundarios, siendo este ltimo el correspondiente a la va del sector Brisas del Este. Calculo del Numero Estructural (SN).El SN es un nmero abstracto que expresa la resistencia estructural de un pavimento requerido, para una combinacin dada del soporte del suelo (Mr), del trnsito total (W18), de la servicialidad terminal y de las condiciones ambientales. Para el diseo del pavimento flexible se deben tener los datos para identificar el nmero estructural, donde este se obtiene mediante un tanteo simultneo para verificar que: 1 tomando una tolerancia de 1 a 1,20Tomando en consideracin esta base terica que inculca el mtodo AASTHO podemos resumir de manera tcnica y estratgica lo siguiente: 1 despejando W18 REEW18 = REEDe esta manera podemos introducir directamente el valor de las repeticiones de los ejes equivalentes calculados anteriormente usando el programa de la ecuacin AASTHO (1993), desarrollado por el Ingeniero Civil Manizales en el ao 2004, para que arroje de forma definitiva y exacta el numero estructural por cada escaln de la superestructura multicapa sin necesidad de realizar tanteos alternativos y de esta manera conservar la pureza logstica del diseo.Nmeros Estructurales de las Capas del Pavimento.

SN de la Base.El nmero estructural de la capa base se calcula con el mdulo resilente de la base:

Este nmero estructural se calcula consecutivamente con el mdulo Resilente de la sub-base, quedando evidencia de esto en la siguiente demostracin:

El dato obtenido es de SNSB= 2.35 Luego se procede a calcular de igual manera el nmero estructural para el suelo de fundacin o sub-rasante.

SN de la sub-rasante. Al igual que los dems nmeros estructurales, el de la sub-rasante se obtiene introduciendo el valor del mdulo resilente correspondiente obtenido del mismo suelo de fundacin, como se puede notar:

El valor que se obtuvo es de SNSR= 2.87

As de esta manera, se puede proceder a realizar los clculos de los espesores de las capas del pavimento propuesto en la investigacin.

Calculo de Espesores de las Capas del Pavimento. Luego de obtener el nmero estructural SN para la seccin estructural del pavimento, utilizando la ecuacin general bsica de diseo, donde se involucraron los parmetros anteriormente descritos(trnsito, R, So, MR , PSI ), se requiere ahora determinar una seccin multicapa que en conjunto provea de suficiente capacidad de soporte equivalente al nmero estructural de diseo original. La siguiente ecuacin puede utilizarse para obtener los espesores de cada capa, para la superficie de rodamiento o carpeta, base y sub-base, hacindose notar que el actual mtodo de AASHTO, versin 1993, involucra coeficientes de drenaje particulares para la base y sub-base. Para el clculo de los espesores de las capas el mtodo AASTHO propone la siguiente ecuacin:SN = a1D1m1 + a2D2m2 + a3D3m3Dnde:a1, a2 y a3 = Son coeficientes estructurales de capa representativos de carpeta asfltica, base y sub-base respectivamente.D1, D2 y D3 = son los espesores de la carpeta asfltica, base y sub-base respectivamente, en pulgadas.m1, m2 y m3 =son los coeficientes de drenaje para la carpeta asfltica, base y sub-base, respectivamente.Empezaremos a determinar cada variable de la ecuacin para poder introducirlos en la misma.Coeficiente estructural de la carpeta asfltica.Se determina a travs de la Estabilidad Marshall en libras, la cual se obtiene mediante el ensayo de la estabilidad Marshall de la mezcla asfltica, tomando en consideracin distintas propiedades de la misma. La estabilidad es una de las propiedades ms importantes que debe buscarse en una mezcla asfltica, ya que de ella depender en gran parte el que la mezcla que se disee logre un comportamiento adecuado en obra, garantizando una mezcla que no se deforme o desplace ante las cargas pesadas, y que sea resistente ante el efecto de la repeticin de cargas (REE o Wt18) a la cual un pavimento se ve sometido durante su vida deservicio. En vista de no poseer con los recursos necesarios para realizar los ensayos de la Estabilidad Marshall, el cuadro 12 resume los criterios de la Norma INVEAS 2002 en cuanto a las propiedades que debe cumplir una mezcla asfltica densa:Cuadro 11. Propiedades Marshall Exigidas para el Diseo de Mezclas en Laboratorio

Fuente: Norma INVEAS 2002

En vista de esto, para efectos de diseo se toma un valor mnimo exigido de estabilidad Marshall para transito bajo de 1600. Con este valor se consigue el coeficiente a1 interceptado en el nomograma proporcionado por el mtodo AASTHO para estimar el coeficiente estructural de la carpeta asfltica de la siguiente manera:

Grafico 8.Coeficiente Estructural de la carpeta asfltica. Fuente: AASTHO 93 Se observa que el coeficiente a1 equivale aproximadamente a 0,40.

Coeficiente Estructural de la Capa Base.Este coeficiente se determina por medio de la capacidad de soporte de la base (CBRBS) y para conseguir el valor del coeficiente debemos utilizar el grafico que se presenta:

Grafico 9.Coeficiente Estructural de la Capa Base Fuente: AASTHO 93 Para un CBR de 80% se obtiene aproximadamente un valor de coeficiente a2 de 0,12.

Coeficiente Estructural de la Capa Subbase (A3). Se determina mediante la capacidad de soporte de la subbase(CBRSB), impuesta para este diseo y para ello se utiliza el siguiente grfico:

Grafico 10.Coeficiente Estructural de la Capa Subbase (A3).Fuente: AASTHO 93Para un CBR de 30% se obtiene aproximadamente un valor de coeficiente a3 de 0,10.Coeficiente de Drenaje (m).Para la obtencin de los coeficientes de drenaje, m2 y m3, correspondientes a las capas de base y sub-base respectivamente, el mtodo actual de AASHTO se basa en la capacidad del drenaje para remover la humedad interna del pavimento, por lo que se refiere a un valor m de acuerdo a la calidad del drenaje y el tiempo en el ao durante el cual se espera que el pavimento este normalmente expuesto a niveles de humedad cercanos a la saturacin. Estos factores se determinan segn la zona climtica, Calidad del drenaje del material usado en la base y/o Sub-base y el porcentaje del tiempo con la estructura prxima a la saturacin. Para determinar el coeficiente m se debe manejar la siguiente informacin:

Grafico 11. Zonas Climticas de VenezuelaDe acuerdo a este grfico, Barinas se encuentra en el punto VI y esto se traduce en lo siguiente:

Cuadro 12. Relaciones de Clima en VenezuelaZona climticaIIIIIIIVVVIVIIVIIIIXXXIXII

Meses de condicin seca263465,567107512

Meses de cond. Hmeda243423331,5450

Meses de cond. Saturada826443,5320,5120

Fuente: Hidrosfera de Venezuela (2002)Para la calidad del drenaje del material y la capacidad para remover la humedad nos basaremos en los siguientes parmetros.

Calidad del drenaje del material usado en la base y/o subbasePorcentaje del tiempo al cual est expuesta la estructura del pavimento a niveles de humedad prxima a la saturacin

del 1%1 5%5 25%al 25%

Regin del pas

XIIIXII, VII, VIII, X, XII, III, IV, V, VI

Excelente1,201,201,201,20

Bueno1,201,201,101,00

Regular1,201,100,900,80

Pobre1,100,900,800,80

Muy pobre1,000,850,800,80

Cuadro 13. Capacidad del Drenaje para Remover la HumedadCalidad del drenajeTiempo en que el agua es removida

Excelente2 horas

Bueno1 da

Regular1 semana

Pobre1 mes

MaloAgua no drena

Fuente: Asociacin Americana de Administradores de Carreteras y Transporte (AASHTO).Para efectos de diseo usaremos la calidad del drenaje regular. En el cuadro 15 se presentan los valores recomendados para m2 y m3 en funcin de la calidad del drenaje y el porcentaje del tiempo a lo largo de un ao, en el cual la estructura del pavimento pueda estar expuesta a niveles de humedad prximos a la saturacin:

Cuadro 14. Valores Recomendados para Coeficientes Estructurales de Capa de Bases y Sub-bases, en Pavimentos Flexibles

Fuente: (AASHTO 86-93).Como se puede notar la zona VI del mapa en funcin del clima se encuentra en el nivel de porcentaje de tiempo mayor al 25%, por lo tanto tomamos el valor de la calidad del drenaje regular de m= 0,80 para base y sub-base, puesto que la carpeta obtiene el 100% de la calidad del drenaje que equivale a 1.Para calcular los espesores de las capas del pavimento el mtodo AASTHO asemeja la estructura en una posicin superpuesta desde la primera capa hasta la ltima, usando el valor abstracto del nmero estructural de cada capa. Para ello se recopilaron en orden los resultados obtenidos en el siguiente cuadro:

Cuadro 15. Datos para el Diseo de PavimentoNOMBRENOMENCLATURAVALOR

Numero Estructural de la BaseSNBS1.81

Numero Estructural de la SubbaseSNSB2.35

Numero Estructural de la SubrasanteSNSR2.87

Coeficiente Estructural de la Carpeta Asflticaa10,40

Coeficiente Estructural de la Basea20,12

Coeficiente Estructural de la Subbasea30,10

Coeficiente de Drenaje de la Carpeta AsflticaM11,0

Coeficiente de Drenaje de la BaseM20,80

Coeficiente de Drenaje de la SubbaseM30,80

Fuente: Grupo Francisco Castillo, Domingo Nieves.

Espesor de la Carpeta AsflticaSe calcula con el nmero estructural de la base de la siguiente manera:SNBS= a1 m1 D112 cm

D1== 4.53 in 2, 54 = 11.51 cm

Ahora recalculamos el nmero estructural de la base y tenemos:D1== 4.72 inSNBS*= 0,40 1,0 4.72 = 1.89Espesor de la BaseSe calcula con el nmero estructural de la sub-base:SNSB= SNBS* + a2 m2 D212cm

D2= = 4.79in 2.54 cm = 12.17 cm

Luego calculamos el nuevo nmero estructural para la sub-base para equilibrar la ecuacin:D2= = 4.72 inSNSB*= 1.89+ 0,12 0,80 4.72 = 2.34SNSB**=2.34 1.89 = 0.45

Espesor de la Sub-baseSe calcula tomando el nmero estructural de la sub-rasante o suelo de fundacin, de la siguiente manera:SNSR= SNBS* + SNSB * + a3 m3 D317cm

D3 == 6.63in 2,54 = 16.84cm

De esta manera hemos obtenido el diseo de los espesores del pavimento que se pueden apreciar en la siguiente grfica:Carpeta Asfltica = 12 cm

Base = 12 cm

Sub- Base= 17 cm

Para periodos de veinte aos (20):

Para periodos de treinta aos (30):

Conclusin

Siendo la construccin de carreteras una de las obras ms importantes de un pas, ya que es un parmetro indicativo de desarrollo socio-econmico de una regin. La Urb. Mesa de cavacas an no cuenta con este beneficio, limitando a los integrantes de la zona a una baja calidad de vida.En busca de una solucin, el desarrollo de nuestra propuesta de diseo vial, se logra cubrir una de las exigencias prioritarias de la comunidad. Garantizndoles una mejor calidad de vida e incentivndolos al progreso y consolidacin del Sector.En el proceso de desarrollo de este trabajo se analizaron segn diferentes mtodos analticos y los problemas que afectan a esta entidad ya sus arterias viales no estn consolidados. En vista de esto se dise un servicio de alta calidad aplicando el mtodo AASTHO 86- 93 con el que garantiza una vida til de 20 a 25 aos. Las ventajas de este mtodo es que en l, se evalan los volmenes de trnsito, el crecimiento poblacional y velocidad entre otros y a la vez con las caractersticas topogrficas del camino, cumpliendo as con las exigencias mnimas requeridas. Abordando la seguridad, efectividad y eficiencia del corredor vial ya que por ser una zona urbana es menos vulnerable a los impactos negativos y aumentado la capacidad de generar beneficios al sector integrndolos al resto de la comunidad de la Zona.

Recomendaciones.

Tomar en Cuenta el trnsito vehicular Futuro para el clculo de la vialidad y as poder evitar fallas futuras en la estructura de la misma. Tener en cuenta la topografa, ya que de ella depende el diseo de la estructura. Tomar en Cuentas Las Normativas Covenin y el Mtodo AASHTO para vialidad. Tomar en Cuenta el drenaje del terreno ya que este va ser fundamental en la vida til del pavimento.

Referencias BibliogrficasBavaresco, citado por Rojas M(2007)Normas para la Elaboracin de Trabajos de Grado y Tesis Doctoral. Maracaibo Estado Zulia.Balestrini, M. (2001). Como se Elabora el Proyecto de Investigacin. Editorial OBL Consultores Asociados. CaracasBautista (2003) Proyecto de Investigacin. 3ra edicin. Editorial Episteme. CaracasBoussinesq y F, (1994) Diseo de pavimentos por mtodos racionales". Tomo I. Universidad de Los Andes, MridaCal y Mayor, R. (2003) Vas terrestres y Aeropistas. MxicoConstitucin de la Repblica Bolivariana de Venezuela (1999). Gaceta Oficial N 36.860. Caracas VenezuelaEscalona C, (2012) Diseo de pavimento flexible para optimizar el desarrollo econmico en la va agrcola desde el sector Matarrala hasta Anaro del municipio Pedraza, trabajo de grado no publicado en el IUTACGmez, D. (2008) Diseo, Procedimientos Constructivos y Control de Pavimentos Trabajo de Grado presentado en la Universidad de ColombiaMaldonado A. (2008) La Ingeniera de Pavimentos en el siglo XXI". AEPO S.A. Espaa Martins (2006) Como investigar en Educacin. Editorial Sntesis Caracas VenezuelaMrquez (2006). LaInvestigacin en las Ciencias Sociales. Coleccin Docencia Universitaria, Barinas Estado Barinas. Norma Venezolana Carreteras, Calles y Vas Urbanas y Rurales (2010) COVENIN 867-80, Caracas - VenezuelaONU (2010) Organizacin Mundial Naciones UnidasPalella y Martins (2006),Metodologa de la Investigacin Cuantitativa. Segunda edicin. Caracas: Fondo Editorial de la Universidad Pedaggica.Saavedra O. (2996) Estructuracin de vas terrestres. Cuarta reimpresin. Editorial Continente. MxicoSabino (2002) El proceso de la Investigacin. Editorial Panapo. Caracas. VenezuelaSnchez R, (2006). Ampliacin y reconstruccin de la carretera federal Mxico-Puebla de la ciudad de Cholula a Santa Mara Zacatepec, km. 98+300 al km. 103+300 Trabajo de Grado No Publicado en la Universidad de Mxico.Tellez R. (2009) Impacto Ambiental de Proyectos Carreteros agrcolas Triloga de publicaciones del ETSI de caminos de Madrid que aborda los distintos aspectos del proyecto de carreterasXumini, L (2011), Diseo de Vas Terrestres. Editorial siglo xx. Buenos Aires ArgentinaVeliz, A. (2007). Como Investigar en Educacin. Editorial Sntesis, Caracas Venezuela.Vergara H. (2007) Diseo de Mezcla de Pavimento Flexible Trabajo de Grado No publicado en la Universidad la Gran Colombia, Bogot.Gustavo, M Maestra en Vas Terrestres Modulo III.

6