TESIS Proyecto Geometrico de La Rehabilitacion Estructural Del Pavimento

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y

ARQUITECTURA UNIDAD PROFESIONAL ZACATENCO

INGENIERIA CIVIL “Proyecto geométrico ejecutivo de la rehabilitación estructural del pavimento incluye obras menores y señalamiento, del subtramo Km. 132+800 al Km. 147+915, tramo Tepalcapa-Palmillas, de la Autopista México-Querétaro.”

TESIS PARA OBTENER EL TITULO DE

INGENIERO CIVIL

PRESENTA

ROSA ELIA VÁZQUEZ MONROY

Abril 2006

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AGRADECIMIENTOS

A mis padres Roberto Vázquez Mendoza † Francisca Monroy Núñez

Por haberme brindado todo su apoyo sin escatimar esfuerzo alguno, sacrificando gran parte de su vida para formarme y educarme, para convertirme en una persona de provecho. Por compartir conmigo alegrías y tristezas éxitos y fracasos. En especial a ti mama por seguir apoyándome en estos últimos años gracias.

A mis hermanos

Patricia y Roberto por compartir conmigo alegrías y tristezas y cada una de mis metas, siendo mi más grande apoyo.

Michell Por impulsarme a que me siga superando.

Ing. Raúl Rodríguez Montoya

Superintendente de la autopista México-Querétaro tramo Tepalcapa-Palmillas. Por brindarme su apoyo para la realización de esta tesis.

A mis amigos Quienes me han apoyado para la realización de esta tesis. A mis profesores Quienes me formaron como profesionista y fueron fuente de inspiración y respeto. A el Instituto Politécnico Nacional Por darme la oportunidad de formarme como profesionista en sus aulas.

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INDICE 1 GENERALIDADES 7

1.1 Introducción 8 1.2 Justificación del tema 10 1.3 Objetivos 10

2 EVALUACION DEL PAVIMENTO 13 2.1 Calificación o índice de servicio 17

2.2 Levantamiento de daños indicando los deterioros detectados. 18 2.2.1Estado superficial del pavimento 18 2.2.2 Causas mas frecuentes de los deterioros superficiales. 18

2.3 Evaluación del pavimento con medidor de deformaciones por impacto (falling weight deflectometer) 27

3 DISEÑO DE PAVIMENTOS 31 3.1 Tránsito correspondiente mediante aforos de la Delegación Regional III zona centro norte CAPUFE 31 3.2 Diseño y análisis de pavimentos. 40

3.3 Método del instituto de ingeniería de la UNAM en el pavimento. 42 3.4 Método “PCA”. 43 3.5 Método “PCA” en el pavimento. 44 3.6 Método de la “AASHTO” en el pavimento. 44 3.7 Memoria de cálculo. 46 3.8 Método de la “PCA” (whitetopping). 54 3.9 Método de la “AASHTO.” 55

3.10 Proyectos de desvíos. 57 4 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO. 60 4.1 Procedimientos constructivos para rehabilitación del pavimento. 60 4.1.1 Método del instituto de ingeniería de la UNAM. 60 4.1.2 Método de la “PCA”. 60 4.1.3 Método de la “AASTHO”. 60 4.2 Rehabilitación del pavimento. 62 4.2.1 Primera opción. 62 4.2.2 Segunda opción. 62 4.2.3 Tercera opción. 63 4.3 Ventajas y desventajas. 64 4.4 Evaluación de las opciones y elección de la más favorable. 65 4.5 Estudio de bancos. 67 4.5.1 Pruebas para los materiales. 68 4.5.2 Explotación y proceso de trituración. 69 5 DESCRIPCIÓN DE LA OBRA. 78

5.1 Trabajos por ejecutar. 78

4

5.2 Trabajos preliminares. 78 5.3 Rehabilitación del pavimento. 83

55..44 OObbrraass ddee ddrreennaajjee yy ccoommpplleemmeennttaarriiaass.. 9900 55..55 SSeeññaallaammiieennttoo.. 9922 5.6 Impacto en el paisaje. 95

Conclusiones 98 Referencias 101

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PROLOGO

En la actualidad las vías de comunicación son parte fundamental del desarrollo de un país.

La Secretaria de Comunicaciones y Transportes en conjunto con

Caminos y Puentes Federales, se han dado a la tarea de modernizar y dar un mejor mantenimiento y conservación al sistema carretero, con proyectos geométricos que rehabilitan la estructura del pavimento, para dar un mejor servicio reduciendo los tiempos de desplazamiento, lo cual eficienta la economía.

Con el mejoramiento y rehabilitación del tramo carretero se mejorara el

servicio que presenta esta vía de comunicación ya que con ello se reducirán los riesgos a los que están expuestos los usuarios de la misma, por el deterioro que presenta esta vía de comunicación, por lo que para integrar este proyecto ejecutivo se realizaron diversos estudios, evaluaciones económicas.

Todo lo anterior da como resultado una mejor autopista que apoya el

desarrollo de México enlazando la parte norte del país con el Distrito Federal.

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CAPITULO I

INTRODUCCIÓN (GENERALIDADES)

CAPITULO I INTRODUCCIÓN

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ELECCIÓN DEL TEMA Proyecto geométrico ejecutivo de la rehabilitación estructural del pavimento incluye obras menores y señalamiento, del subtramo Km. 132+800 al Km. 147+915, tramo Tepalcapa-Palmillas, de la Autopista México-Querétaro. DELIMITACIÓN DEL TEMA

Esta tesis esta orientada a explicar el procedimiento constructivo de la modernización de la autopista, los puntos a considerar para su remodelación, las tres opciones viables y el procedimiento constructivo de la opción elegida.


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1.1 INTRODUCCIÓN En los estados de México y Querétaro de Arteaga debido al crecimiento demográfico acelerado irregular, ha provocado grandes problemas en la calidad de los diferentes tipos de servicios en los que destacan las carreteras en los últimos años se han dado las rehabilitaciones, conservaciones y ampliaciones de las diferentes autopistas en nuestro caso la Autopista México – Querétaro. Para integrar el proyecto ejecutivo es necesario realizar diversas actividades como son estudios, proyectos, evaluaciones económicas, etc. Dentro del apartado de los Estudios para la rehabilitación se requiere una evaluación de pavimentos todo esto para que el pavimento soporte las cargas impuestas por el tránsito de vehículos ligeros y pesados para una vida útil del pavimento. Fig.1

Fig. 1.1 Autopista México-Querétaro, tramo Tepalcapa-palmillas Subtramo: km. 138+200 al km. 147+915

N

PACHUCA

QUERETARO

SAN JUAN

TEPEJI DEL RIO

POLOTITLAN

EDO

EDO

EDO. QUERE

EDO

ATALCOMULCO

EDO

JILOTEPEC TEPOZOTLAN

CUAUTITLAN

EDO

IXMIQUILPA

ACTOPAN

HUAJUTLA


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NATURALEZA DEL PROYECTO.

La obra se constituye en la rehabilitación del Km. 132+800 al Km. 147+915 ambos cuerpos.

TIEMPO DE VIDA DEL PROYECTO. Este proyecto prevé satisfacer las necesidades satisfactoriamente

durante un periodo de 15 años a partir de su realización.

ASPECTOS GENERALES

Lugar: Este tramo carretero de cuota pertenece en gran parte al Estado de México y en menor proporción al Estado de Querétaro. México Se ubica en la parte sur de la altiplanicie meridional, en una de las regiones mas elevadas del país. Sus coordenadas geográficas extremas son : al norte 20° 17’, al sur 18° 22’ de latitud norte; al este 98° 36’ y al oeste 100° 37’ de longitud oeste.

Colinda al norte con Michoacán de Ocampo, Querétaro de Arteaga e Hidalgo; al este con Hidalgo, Tlaxcala, Puebla, Morelos y el Distrito Federal; al sur con Morelos y Guerrero, al oeste con Guerrero y Michoacán de Ocampo. La superficie territorial es de 22,333 km2, que representa 1.1% de la superficie total de la Republica Mexicana. En extensión territorial ocupa el vigésimo sexto lugar en el país y se integra por 122 municipios.

Las poblaciones mas importantes del estado son : Toluca de Lerdo, Ecatepec de Morelos, Ciudad Nezahualcóyotl, Naucalpan de Juárez, Tlanepantla, Ciudad Adolfo López Mateos, Cuautitlán de Izcalli, Tultitlán de Mariano Escobedo, Coacalco de Berriozábal, Los Reyes Acaquilpan, Metepec, Chalco de Diaz Covarrubias y Lerma de Villada. La población estatal es de 13’083,359 habitantes, siendo Ecatepec el municipio más poblado con 1’620,303 habitantes y el municipio con menos población es Papalotla con 3,469 habitantes(referencia 1). Querétaro

El estado de Querétaro de Arteaga se encuentra ubicado en el centro del país, entre los 20° 01’ 16” y 21° 35’ 38” de latitud norte y los 99° 00’ 46” y 100° 35’ 46” de longitud oeste. Es una entidad pequeña ya que sus 11,269.70 km2

solo rebasan las superficies del Distrito Federal y de los estados de Tlaxcala, Morelos, Colima y Aguascalientes.


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Limita al noroeste con San Luis Potosí, al oriente con Hidalgo, al sur con Michoacán y Estado de México y al poniente con Guanajuato (referencia 2).

1.2 JUSTIFICACIÓN DEL TEMA

Con el mejoramiento y rehabilitación del tramo carretero se mejorara el servicio que presenta esta vía de comunicación ya que con ello se reducirán los riesgos a los que están expuestos los usuarios de la misma, por el deterioro que presenta esta vía de comunicación, por lo que para integrar este proyecto ejecutivo se realizaron diversos estudios, evaluaciones económicas. Dentro de los estudios se realizaron estudios de topografía, ingeniería de transito, evaluación de pavimentos, geotecnia, de bancos de materiales para la autopista México-Querétaro con la finalidad de determinar la estructura del pavimento que soporte las cargas impuestas por él transito de vehículos pesados para una vida útil del pavimento de quince años.

1.3 OBJETIVOS

Realizar el mejoramiento de la estructura y superficie de rodamiento de esta vía de comunicación, para lograr con ello reducir los tiempos desplazamiento de esta zona del país, lo cual eficientara la economía de la misma.

Con el mejoramiento de la superficie y la ampliación de las secciones transversales de los tres carriles que conforman esta autopista así como la de los acotamientos, se brindara una mayor seguridad a los usuarios de esta vía, además de que se brindaran mayores y mejores expectativas de competitividad principalmente entre los sectores comercial y turístico de la zona, tal y como lo exige el tratado de libre comercio, ya que para alcanzar un beneficio económico es de vital importancia emprender la modernización en diversos ámbitos y contar con los medios que permitan un desenvolvimiento y crecimiento que concuerde con los requerimientos que exige toda innovación y adelanto.


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Esta tesis esta orientada principalmente para estudiantes de ingeniería

o cualquier persona en general, que al leerla puedan saber los puntos a considerar para un proyecto geométrico, el estudio y explotación de un banco de material, la remodelación estructural de una autopista desde los estudios de daños, propuesta de diseño, ventajas y desventajas de las propuestas y la construcción de la propuesta elegida incluyendo sus obras menores.

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CAPITULO II

EVALUACION DEL PAVIMENTO

CAPITULO II EVALUACIÓN DEL PAVIMENTO

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2 EVALUACION DEL PAVIMENTO Un pavimento es un operador que funciona a base de respuestas,

cuando es activado por funciones de excitación. Físicamente el pavimento es un sistema multicapa, construido por

materiales de características mecánicas conocidas, dispuestos en capas de espesor conocido.

De esta manera, el pavimento esta caracterizado por las propiedades, disposición y cantidad de los materiales utilizados, así como de la calidad de la construcción.

Cuando actúan sobre el pavimento funciones tales como las cargas producidas por el tránsito, se generan respuestas inmediatas del pavimento que obedecen leyes físicas identificadas como estados de esfuerzos, deformaciones unitarias y deflexiones La aplicación constante de esas solicitaciones, conjuntamente con factores de tipo ambiental , entre otros, producen la presencia continua y repetida de los estados de esfuerzos, deformación permanente y deflexiones, lo que genera efectos de naturaleza permanente progresiva, acumulada interactuante y dependiente del tiempo, denominados deterioros.

Los deterioros se clasifican principalmente en agrietamientos distorsiones, desintegraciones y disminución de la resistencia al derrapamiento, cuya magnitud y extensión progresan con el tiempo, hasta alcanzar valores críticos, limite o terminales, que definen las condiciones de falla de los pavimentos.

El tiempo transcurrido hasta alcanzar las condiciones de falla constituye el ciclo de vida del pavimento, durante el cual, las condiciones y características del pavimento se degradan con el tiempo dando lugar a una curva de comportamiento, que refleja propiamente el nivel de servicio que el pavimento proporciona al usuario, lo cual tiene a su vez importantes implicaciones de tipo económico.

PROBLEMAS DE LA AUTOPISTA

1. Pavimentos antiguos, que han llegado al fin de su vida útil 2. Diseños inadecuados, en cuanto a espesores y calidad de materiales 3. Procedimientos constructivos y de control de calidad inadecuados 4. Incremento sustancial del tránsito, en volumen y magnitud de cargas 5. Conservación inadecuada 6. Necesidades de un mejor aprovechamiento de recursos

REQUERIMIENTOS

• Mayores niveles de seguridad y comodidad para el usuario • Materiales y superficie de rodamiento más durables y resistentes


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• Mínima conservación

• Menor nivel de ruido dentro de la carretera y el entorno

• Mejor apariencia

Menor costo de transporte y máxima relación beneficio – costo Falla estructural

Colapso de la estructura del pavimento o de alguno de sus componentes, de tal manera que el pavimento es incapaz de soportar las cargas, o bien, se reduce a una interrupción en su continuidad o integridad. Puede degenerar en falla funcional. Tipo de falla funcional

El pavimento no cumple con su función primordial, provocando incomodidad e inseguridad en el usuario, así como esfuerzos imprevistos en los vehículos. No siempre está acompañada de falla estructural. Serviciabilidad

Capacidad de un pavimento para cumplir con su función, proporcionando al usuario un viaje cómodo y seguro en condiciones normales de tránsito.

El comportamiento es una medida de la eficiencia con la que el pavimento cumple con sus funciones respecto al usuario, en cuanto a los conceptos de seguridad, comodidad y economía. Atributos de los pavimentos

Seguridad

Comodidad

Eficiencia

Economía

Pavimento: Superestructura de una obra vial que hace posible el tránsito de vehículos con la comodidad, seguridad, eficiencia, economía y en el plazo previsto en el proyecto. ATRIBUTOS DE UN PAVIMENTO

• Capacidad para soportar las cargas • Resistencia adecuada al derrapamiento


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• Regularidad superficial longitudinal y transversal • Rápida eliminación del agua superficial • Bajo nivel de ruido • Bajo nivel de desgaste de las llantas • Adecuadas propiedades de reflexión luminosa • Apariencia agradable

FACTORES QUE AFECTAN LA VIDA ÚTIL DE UN PAVIMENTO

Tránsito Medio ambiente Calidad de los materiales Resistencia de la subrasante Condiciones de drenaje Calidad de construcción Nivel de mantenimiento

EFECTOS DEL TIEMPO, MEDIO AMBIENTE, ETC.

• Envejecimiento • Contaminación • Degradación • Saturación • Oxidación • Variaciones volumétricas • Reflexión de grietas, juntas, etc. • Reducción de la resistencia a la fricción • Desprendimiento de asfalto

PARÁMETROS DE:

• Tránsito y cargas • Ambientales • Construcción • Diseño estructural • Mantenimiento • Operacionales • Restrictivos

PARAMETROS DE TRANSITO Y CARGAS

• Tipos de vehículos • Carga por ejes • Numero de aplicaciones • Distribución del transito durante el año


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• Canalización del transito CARACTERISTICAS DEL TRANSITO

• Volumen y composición de los vehículos • Tasa de crecimiento • Vida o periodo de diseño • Geometría de la sección y distribución del transito

PARAMETROS AMBIENTALES

• Tipo de suelo • Topografía • Régimen pluviométrico • Drenaje superficial y subdrenaje • Temperatura ambiental

VARIABLES AMBIENTALES

• Condiciones de temperatura • Condiciones de humedad • Condiciones atmosféricas y solares • Condiciones geológicas del sitio

PARAMETROS OPERACIONALES

• Control de transito durante la construcción • Control de transito durante mantenimiento • Control de transito durante la reconstrucción • Comodidad para el usuario


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2.1 CALIFICACIÓN O ÍNDICE DE SERVICIO ACTUAL (ISA) DE LA SUPERFICIE DE RODAMIENTO O ÍNDICE DE RUGOSIDAD

INTERNACIONAL (IRI) La delegación III de Caminos y Puentes Federales de Ingresos y

Servicios Conexos proporciono la información de Índice de Rugosidad Internacional (IRI) obtenida en la autopista México – Querétaro del 2003. En este tramo el IRI ponderado global es de 2.24 m/km, es decir menor que 2.81 m/km con lo que se determina que este tramo desde el punto de vista de estos índices no requieren rehabilitación únicamente trabajos de conservación rutinaria, sin embargo si analizamos cada 10 km existen tramos donde el IRI nos indica que si requieren rehabilitación ya que es mayor que 2.81 como se observa en la siguiente tabla.

IRI Del km Al km Sentido Carril

Izq. Der.

110+000 120+000 1 3 3.56 3.06

120+000 130+000 1 3 2.95 2.54

90+000 100+000 2 3 3.21 2.78

100+000 110+000 2 3 5.99 4.31

110+000 120+000 2 3 3.97 3.22

120+000 130+000 2 3 5.21 4.26

130+000 140+000 2 3 3.96 3.24

140+000 147+800 2 3 3.06 2.55

En los tramos donde se encuentran roderas mayores de 5 mm son:

Profundidad Rodera (mm) Del km Al km Sentido Carril

Izq. Der.

110+000 120+000 1 3 9.23 1.65

120+000 130+000 1 3 11.43 0.96

140+000 147+800 1 3 6.22 3.04

110+000 120+000 2 2 4.61 5.19

100+000 110+000 2 3 11.97 3.96

110+000 120+000 2 3 9.32 4.23

120+000 130+000 2 3 10.14 2.55

130+000 140+000 2 3 6.76 3.96

40

30

20

10

0 20 30 40

EJES TANDEM


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2.2 LEVANTAMIENTO DE DAÑOS INDICANDO LOS DETERIOROS

DETECTADOS. 2.2.1ESTADO SUPERFICIAL DEL PAVIMENTO

Se llevo a cabo el levantamiento de deterioros con la finalidad de revisar las condiciones actuales de la superficie de rodamiento, en este levantamiento se determinan los tipos de daños y su gravedad, se realizan en subtramos de 100 mts, hasta completar tramos de 1.0 km. El levantamiento de deterioros consiste en revisar superficialmente la carpeta asfáltica para detectar todos los daños que presenta como son: roderas, desprendimientos, asfalto aflorado, piel de cocodrilo, baches, grietas longitudinales, grietas transversales, pulido de la superficie y hundimientos. Estos daños se calificaron como gravedad ligera, gravedad media y grave. Para apoyar el levantamiento de daños se realiza un informe fotográfico, en el cual de una manera muy clara se ilustran todas las fallas que se presentan en la superficie de rodamiento. A continuación se hace una breve descripción de las causas más frecuentes de los deterioros superficiales que se encontraron en la autopista en estudio. 2.2.2 CAUSAS MAS FRECUENTES DE LOS DETERIOROS SUPERFICIALES.

Durante el recorrido de los tramos en estudio se lleva a cabo el levantamiento de deterioros superficiales, encontrando una diversidad de fallas en la superficie de rodamiento por lo que se hace un registro de los mismos.

A continuación se explica los motivos que originan las fallas presentadas en los registros de daños, estas conclusiones se tomaron una vez analizados todos los materiales que conforman cada una de las capas que conforman la estructura del pavimento(Referencia 3).

RODERAS.

Son depresiones a lo largo de las rodadas o zonas por dónde se concentran las cargas transmitidas por los neumáticos a las diferentes capas de la estructura.

En general las roderas son indicativas de deficiencias estructurales del pavimento, por ejemplo: la baja compactación en cualquiera de las capas, la degradación de los materiales por las cargas y descargas impuestas por el transito, la mala calidad de los materiales etc.


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En el tramo donde existen roderas de gran gravedad es:

Cuerpo Del km Al km Carril

A 109+100 109+200 Alta

A 109+400 109+800 Alta

A 110+000 110+200 Alta

A 110+700 111+000 Alta

A 100+400 100+500 Central

A 109+000 111+000 Central

A 119+000 119+500 Central

B 93+800 93+900 Alta

Fig. 2.1 Rodera sobre el carril de baja velocidad.


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BACHES.

Son reparaciones hechas en el pavimento existente con nuevos materiales, este fenómeno es originado por falla de la estructura del pavimento, como puede ser la compactación baja en la bese hidráulica, exceso de humedad o consolidación de los materiales. Los Baches de gravedad se ubican en el siguiente kilometraje:


A 143+100 143+200 Central

A 132+800 132+900 Baja

A 134+000 134+300 Baja

A 135+700 135+800 Baja

A 137+100 137+200 Baja

A 137+400 137+800 Baja

B 138+000 138+800 Baja

Fig. 2.2 Bache carril de baja


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GRIETAS TRANSVERSALES.

Son perpendiculares al eje longitudinal del tramo–cuerpo; originalmente se producen por la acción de las cargas del tránsito vehicular.

En los tramos donde existen grietas transversales muy graves son en los kilómetros:


A 107+100 107+300 Alta

A 123+700 127+800 Alta

A 107+300 107+600 Central

B 135+000 135+100 Alta

B 112+800 112+900 Baja


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DESPRENDIMIENTOS.

Es el desgranamiento del concreto asfáltico, debido a la pérdida de

adherencia con el asfalto, ya sea por endurecimiento del asfalto o por baja calidad de la mezcla, además, puede ser ocasionado por cierto tipo de vehículos ( por ejemplo, tractores de oruga ). También se puede deber al derrame de gasolina o diesel. En el tramo donde existen desprendimientos de gran gravedad es:


A 132+600 133+000 Central

A 131+500 131+600 Baja

B 132+000 132+200 Baja

B 132+800 132+900 Baja

B 135+800 135+900 Baja

B 137+100 137+200 Baja

B 137+400 137+500 Baja

B 138+000 139+900 Baja

Fig. 2.3 Disgregación de concreto asfáltico


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ASFALTO AFLORADO. Se forma una lámina o película de asfalto en la superficie del pavimento

con aspecto brillante, vítreo y reflejante, la cual comúnmente se vuelve pegajosa. Se origina por exceso de asfalto en la mezcla, por la aplicación sobrada de riegos de sellos y/ o por un bajo porcentaje de vacíos del agregado pétreo en la carpeta asfáltica. El asfalto llena dichos vacíos y el sobrante asciende a la superficie en la temporada de calor; desafortunadamente, este proceso es irreversible, por lo que se produce una acumulación gradual de asfalto en la superficie de rodamiento. El asfalto aflorado de gravedad se ubica en el siguiente kilometraje:


A 100+500 100+600 Alta

A 115+100 115+300 Alta

PIEL DE COCODRILO. Este defecto, también conocido como agrietamiento por fatiga, consiste en una serie de grietas interconectadas y que se originan por la fatiga del concreto asfáltico bajo la repetición de cargas vehiculares.

Las grietas se empiezan a formar en la parte inferior de la capa, en donde el esfuerzo y la deformación de tensión alcanzan valores máximos. Posteriormente las grietas se extienden a la superficie inicialmente en la forma de una serie de grietas paralelas longitudinales, después las grietas se interconectan formando contornos poligonales de ángulos agudos, cuyo patrón semeja la piel de cocodrilo.


B 138+000 139+900 Baja

B 136+000 137+900 Central

B 138+000 138+500 Central

Fig. 2.4 Piel de cocodrilo


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PULIDO DE LA SUPERFICIE En los tramos donde existen pulido de la superficie muy grave son en los kilómetros:


A 137+000 138+000 Central

A 139+000 140+700 Central

A 141+000 147+600 Central

B 136+000 137+900 Central

B 143+000 147+900 Central

Fig. 2.5 Pulido de la superficie de rodamiento HUNDIMIENTOS En el tramo donde existen hundimientos de gran gravedad es que es provocado por la fatiga del material por exceso de cargas o mala compactación del material:


B 125+000 125+900 Baja

B 130+000 130+900 Baja

B 132+600 132+900 Baja

Fig.2.6 Hundimiento


25

FILTRACIONES Los tramos donde existen filtraciones son:


B 130+000 130+400 Baja

B 143+000 143+200 Baja

B 144+000 144+400 Baja

Fig. 2.7 Grieta longitudinal.


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En la siguiente tabla se resumen los deterioros más comunes y las causas que lo originan: TIPOS Y MANIFESTACIONES DE LOS DETERIOROS.

TIPO MANIFESTACION CAUSAS

FRACTURAMIENTO

AGRIETAMIENTO

DESTRUCCION POR AGRIETAMIENTO

EXCESO DE CARGA (INSUFICIENCIA ESTRUCTURAL). REPETICION DE CARGA (FÁTIGA). CAMBIOS DE TEMPERATURA. CAMBIOS DE HUMEDAD (DEFECTO CONSTRUCTIVO) ONDULAMIENTO POR FUERZAS HORIZONTALES DEFICIENCIA ESTRUCTURAL O DEFECTO CONSTRUCTIVO). CONTRACCION. EXCESO DE CARGAS (INSUFICIENCIA ESTRUCTURA) REPETICIÓN DE CARGA (FATIGA) CAMBIOS DE TEMPERATURA CAMBIOS DE HUMEDAD ( DEFECTOS DESTRUCTIVOS)

DEFORMACIÓN

DEFORMACION

PERMANENTE

FALLAS

EXCESO DE CARGA (INSUFICIENCIA ESTRUCTURAL). PROCESO DE DEFORMACIÓN VISCOSA (FÁTIGA, INSUFICIENCIA ESTRUCTURAL Y DEFECTO CONSTRUCTIVO). AUMENTO DE COMPACIDAD (DEFECTO CONSTRUCTIVO, RUPTURA DE GRANOS). CONSOLIDACIÓN. EXPANSIÓN. EXCESO DE CARGAS (INSUFICIENCIA ESTRUCTURAL).AUMENTO DE COMPACIDAD (DEFECTO CONSTRUCTIVO, RUPTURA DE GRANOS). CONSOLIDACIÓN. EXPANSIÓN.

DESINTEGRACIÓN

(FALLA DE

CARPETA)

REMOCIÓN

DESPRENDIMIENTO

PÉRDIDA DE ADHERENCIA EN LA CARPETA. REACTIVIDAD QUIMICA. ABRASIÓN POR EFECTO DEL TRÁNSITO. PÉRDIDA DE ADHERENCIA EN LA CARPETA. REACTIVIDAD QUÍMICA. ABRASIÓN POR DEFECTO DEL TRÁNSITO. DEGRADACIÓN DE LOS AGREGADOS.

A lo largo de la autopista se encontraron estos daños.


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2.3 EVALUACIÓN DEL PAVIMENTO CON MEDIDOR DE DEFORMACIONES POR IMPACTO (FALLING WEIGHT DEFLECTOMETER)

Se realizo la evaluación del pavimento en la Autopista México - Querétaro del Km. 132+800 al Km. 147+915 ambos cuerpos, mediante el equipo Heavy Weight Deflectometer (HWD). El objetivo de esta actividad fue establecer un diagnóstico de la condición estructural actual del pavimento. En este informe se presentan los resultados de las mediciones realizadas en la Autopista México - Querétaro, constituida por dos cuerpos con tres carriles de circulación cada uno.

Los tramos evaluados con el HWD tuvieron una longitud total aproximada de 57.6 Km.-carril en cada cuerpo. De acuerdo con el sistema de identificación utilizado en México, se denominó “cuerpo A” al cadenamiento ascendente y “cuerpo B” al de sentido contrario de circulación, en el caso de las autopistas con 2 cuerpos. Las mediciones de desplazamientos se realizaron del Km. 132+800 al Km. 147+915 a cada 100 m en “tresbolillo”, en el carril de baja velocidad y el carril central en ambos cuerpos. DESPLAZAMIENTOS VERTICALES

a) Generalidades Con la finalidad de conocer los desplazamientos, se realizaron pruebas no destructivas con equipo dinámico especial HWD.

b) Medición de desplazamientos verticales El equipo dinámico permite la simulación del efecto producido por el tránsito vehicular al dejar caer libremente unas pesas sobre una placa segmentada y transmitir así una carga específica al pavimento. Durante el impacto se registran los desplazamientos verticales y sus tiempos de ocurrencia mediante 7 geófonos (sensores), con espaciamiento usual de 30, 45, 60, 90, 120 y 180 cm, a partir del sensor localizado bajo la carga. Esta varía de 2 a 8 t para autopistas, con placa segmentada de 30 cm. El impacto está proyectado para producir un desplazamiento vertical igual al causado por el neumático de un vehículo pesado. El equipo almacena en una computadora los valores de desplazamiento vertical de cada uno de los geófonos. Esta información posteriormente es procesada mediante programas especiales de cómputo, para conocer los valores de los módulos elásticos de las diferentes capas que forman el pavimento. En lo que respecta a esta evaluación el sensor 1 el valor promedio del desplazamiento es de 0.55 mm (C. Baja) y 0.22 mm (C. Central) para el cuerpo “A” y de 0.64 mm (C. Baja) y 0.22 mm (C. Central) para el cuerpo “B”.


28

c) Calificación estructural del pavimento En cada medición efectuada con el equipo HWD se procedió a obtener el área comprendida entre la curva de los desplazamientos verticales registrados y los ejes cartesianos, a esta área se le denominó Índice Estructural (Ie). El valor de Ie proporciona un indicador cualitativo muy útil para conocer la condición estructural del pavimento, ya que toma en cuenta todos los desplazamientos verticales registrados por los geófonos y, por consecuencia, considera la respuesta producida por las capas que forman el pavimento. La escala de calificación estructural del pavimento se indica a continuación, a partir del Índice Estructural (Ie): CALIFICACIÓN Ie

ESTRUCTURAL (mm2)

10 Excelente < 100

9 Muy buena 100 a 200

8 Buena 200 a 400

7 Regular 400 a 800

6 Mala 800 a 1600

5 Pésima > 1600

La calificación de la autopista fue regular en la mayor parte del subtramo Se debe tomar en cuenta que los resultados obtenidos en el análisis de la calificación estructural, por sí solos, no son un indicador universal del estado en que se encuentra el pavimento.

MÓDULOS ELÁSTICOS DE LAS CAPAS Método de cálculo

Con apoyo en la información de los desplazamientos verticales, la carga aplicada, los espesores, la naturaleza de las capas y con la ayuda de un programa de cómputo denominado ELMOD (referencia 4), se calcularon los módulos elásticos de los materiales que forman el pavimento de la Autopista.

Básicamente, con el programa se calculan los desplazamientos ocasionados al aplicar una carga conocida sobre la estructura del pavimento. Inicialmente, en dicho programa se proponen módulos elásticos de las capas que constituyen el pavimento; con estos módulos, se calculan los desplazamientos verticales y éstos se comparan con los registrados por los censores. Si de esta comparación resultan diferencias mayores a la tolerancia especificada, se ajustan los valores de los módulos elásticos y se repite el proceso en forma iterativa. El retrocálculo termina cuando los valores de los desplazamientos verticales calculados son aproximadamente iguales a los valores medidos. Es conveniente el aclarar que todo este proceso debido a su complejidad fue llevado a cabo por medio del programa ELMOD.


29

En las Láminas se presentan gráficamente los módulos elásticos calculados para la carpeta asfáltica. Para fines de comparación, los módulos elásticos típicos son los siguientes:

CAPA MÓDULO ELÁSTICO

(kg/cm2)

Carpeta 20,000 a 50,000

Base hidráulica 3,000 a 5,000

Base estabilizada con cemento 5,000 a 20,000

Base negra 5,000 a 15,000

Subbase 2,000 a 4,000

Subbase estabilizada con cemento 3,000 a 15,000

Subrasante e inferiores 300 a 1,500

Cuerpo/Carril Carpeta Base Base est. cem.

Base negra

Carpeta remanente

Subbase Subbase est. cem

Capas Inf.

Cpo. A, Baja 24,557 3,467 8,104 - - 2,877 5,059 987

Cpo. A, Central 37,200 3,072 16,560 6,143 13,267 2,367 - 1,141

Cpo. B, Baja 29,768 2,964 13,194 - - 2,115 - 880

Cpo. B, Central 28,170 5,484 10,348 12,928 12,741 3,560 - 1,078

30

CAPITULO III

DISEÑO DE PAVIMENTOS

CAPITULO III DISEÑO DE PAVIMENTOS

31

3 DISEÑO DE PAVIMENTOS 3.1 TRÁNSITO CORRESPONDIENTE MEDIANTE AFOROS DE LA

DELEGACIÓN REGIONAL III ZONA CENTRO NORTE CAPUFE La subdelegación técnica encargada de esta autopista proporciono los volúmenes de tránsito y con los aforos realizados por la empresa obtuvimos la clasificación vehicular. Esto con la finalidad de determinar el tránsito de diseño con una tasa de crecimiento de 4% y un período de diseño de 15 años como vida útil.

Los componentes de un pronóstico del tránsito aplicados a una nueva vía los constituyen el tránsito atraído, el tránsito inducido y el tránsito generado, es decir el tránsito asignado a un proyecto. Composición vehicular

Una autopista tiene como objetivo principal permitir la circulación rápida, económica, segura y cómoda de los vehículos. Por lo que se proyectan de acuerdo a las características del vehiculo que la va a utilizar. Clasificación En general los vehículos que transitan una autopista se dividen en ligeros, vehículos especiales y vehículos pesados. Vehículos ligeros son vehículos de carga y/o pasajeros, que tienen dos ejes y cuatro ruedas. Vehículos especiales son aquellos que eventualmente transitan el camino tales como: camiones y remolques especiales para el transporte de maquinaria pesada o productos voluptuosos, maquinaria agrícola. Vehículos pesados son los vehículos destinados al transporte de carga o de pasajeros, de dos o más ejes y seis o más rueda. La siguiente tabla muestra la clasificación en general de los vehículos, así como la composición en que intervienen en la corriente de transito.


32

CÁLCULO DEL TRÁNSITO ASIGNADO Tránsito asignado al proyecto = Tránsito atraído + Tránsito inducido + Tránsito generado

Tránsito inducido = Es el que no existía y es el resultado directo de la mejora que ha supuesto la nueva vía

Tránsito generado = Tránsito resultante de un desarrollo en el uso del suelo que no podía darse sin la existencia de la nueva obra.


33

ESTO SE DA POR IMPORTANCIA DEL TRANSPORTE POR VIAS TERRESTRES

Se transporta el 65% de la carga nacional.

Una participación del sector comunicaciones y transportes del 10.6% del

PIB.

Globalización mundial.

Distribución de la carga por modo de transporte.

La grafica anterior nos muestra porque están importante saber el volumen de aforo que transita por esta vía. Los métodos comúnmente empleados en los estudios de asignación de tránsito para redes regionales de carreteras son: AASHTO (American Associaton of State Highway and Transportation Oficials) AASHTO Modificado Costo Generalizado del Transporte Este método se emplea principalmente en países desarrollados.

Debido a que en sus redes de carreteras prevalecen condiciones semejantes de rodamiento, de pavimento y características geométricas. Las principales variables del método son:

La distancia. El tiempo de recorrido. (a partir de las encuestas origen – destino).

El método AASHTO consiste en:

DISTRIBUCIÓN DE LA CARGA POR MODO DE TRANSPORTE, 2003

AÉREO0.05%

FERROVIARIO10.77%

PORTUARIO34.54%

CARRETERO54.64%


34

Tránsito por asignar = FU * TDPA Donde: FU = Factor de utilización. TDPA = Tránsito diario promedio anual TR = Tiempo de recorrido

Para obtener mayor precisión en la reasignación tránsito, es recomendable contar con la velocidad de operación real, es decir, medida en campo mediante el método de placas o vehículo flotante.

El método AASHTO se modifica a partir de los resultados obtenidos de la presencia de puentes y carreteras de cuota.

La diferencia entre el método AASTHO y el AASHTO Modificado consiste en la existencia de una variable adicional. La consulta a empresas de transporte o en la encuesta origen – destino, se incorpora la pregunta sobre el nivel de cuota que estaría dispuesto a pagar el usuario, cuando la ruta alterna sea una carretera con peaje.

El método AASHTO Modificado consiste en: Tránsito por asignar = FU * TP FU = TP = [(TDPAC * FCC) + (TDPAM * FCM) + (TDPAL * FCL)] Donde: De la ruta con proyecto En la situación actual TP = Tránsito potencial del tipo de recorrido: Corto (C) Mediano (M) Largo (L) menor a 50 Km entre 50 y 100 km mayores de 100 km FC = 0.40 FC = 0.65 FC = 0.85

Los volúmenes de transito proporcionados por CAPUFE fueron los siguientes:

( )TR 61

1FU+

=actual situación la En

proyecto con ruta la DeTR =

( )TR 61

1

+


35

1.-En el Km. 132+800 se localiza la tercera caseta llamada Polotitlan. 2.- Por ultimo se encuentra la caseta Palmillas en el Km. 147+915. Los aforos realizados fueron en los entronques: Calpulalpan que se encuentra en el Km. 107+000, Aculco que se ubica en el Km. 115+000, Encinillas que se encuentra en el Km. 122+000 y por ultimo Polotitlan eso en el Km. 133+000 La clasificación vehicular de las casetas localizadas a lo largo de los tramos se menciona a continuación:

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO - QUERETARO CASETA TEPOTZOTLAN

CLASIFICACION AÑO 2001 AÑO 2002 AÑO 2003 (hasta Octubre)

A 8,453,200 9,228,277 8,024,401

B 933,513 913,132 647,470

C 5,235,762 5,052,158 4,272,598

SUMA 14,622,475 15,193,567 ----

Como se pude observar en la tabla de volúmenes de vehículos, el crecimiento del año de 2002 al año 2003 fue del 4%. El promedio del Aforo Total Mensual para esta caseta es de 1,257,662 y el TDPA= 41,118 para esta caseta.

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO - QUERETARO

CASETA PALMILLAS

CLASIFICACION AÑO 2001 AÑO 2002 AÑO 2003 (hasta

Octubre)

A 5,159,482 5,863,212 4,950,202

B 468,222 512,147 548,207

C 4,159,257 4,163,692 3,387,188

SUMA 9,786,961 10,539,051 ---

En esta caseta se pude observar en la tabla de volúmenes de vehículos, el crecimiento del año de 2002 al año 2003 fue del 7.6%, sin embargo estos números son muy engañosos desde el punto de vista de diseño, ya que estos porcentajes pueden variar considerablemente en función de la situación económica del país y de las personas que hacen uso de la autopista de cuota. El promedio de aforo total mensual de 859,430 y TDPA= 28,098, con un crecimiento anual del 4%.


36

A continuación se mostraran las tablas con la clasificación vehicular de los diferentes entronques localizados a lo largo del km 133+000 al km 147+915.

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO – QUERETARO

DEL KM 107+000 AL KM 133+000 ENTRONQUE ACULCO KM 115+000

CLASIFICACION COMPOSICIÓN DEL TRANSITO (%)

PESO EN TONELAS CARGA MAX.

TRÁFICO VEHICULAR DIARIO

A 54.00 2.00 11,560

B2 23.50 17.50 5,031

B3 0.00 26.00 0

B4 3.00 30.50 642

C2 3.50 17.50 749

C3 4.00 26.00 856

C2-R2 0.00 37.50 0

C3-R2 0.00 46.00 0

C3-R3 0.00 54.00 0

C2-R3 0.00 45.50 0

T2-S1 0.00 27.50 0

T2-S2 0.00 35.50 0

T3-S2 8.50 44.00 1,820

T3-S3 1.50 48.50 321

T2-S1-R2 0.00 47.50 0

T3-S1-R2 0.00 56.00 0

T3-S2-R2 0.00 60.50 0

T3-S2-R4 2.00 63.00 429

T3-S2-R3 0.00 63.00 0

T3-S3-R3 0.00 60.00 0

TOTAL 100.00% PROMEDIO DE CARGAS 40.40 21,408

Aparentemente este es el entronque mayor transitado ya que un

promedio de 7,813,920 vehículos transitan anualmente por aquí.


37

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO – QUERETARO DEL KM 133+000 AL KM 147+915

ENTRONQUE ENCINILLAS KM 122+000




A 48.5 2.00 7,639

B2 30.0 17.50 4,725

B3 0.00 26.00 0

B4 2.50 30.50 394

C2 1.50 17.50 236

C3 3.50 26.00 551

C2-R2 0.00 37.50 0

C3-R2 0.00 46.00 0

C3-R3 0.00 54.00 0

C2-R3 0.00 45.50 0

T2-S1 0.00 27.50 0

T2-S2 0.00 35.50 0

T3-S2 9.50 44.00 1,497

T3-S3 2.00 48.50 315

T2-S1-R2 0.00 47.50 0

T3-S1-R2 0.00 56.00 0

T3-S2-R2 0.00 60.50 0

T3-S2-R4 2.50 63.00 394

T3-S2-R3 0.00 63.00 0

T3-S3-R3 0.00 60.00 0


En este entronque transitan alrededor 5,749,115 vehículos anualmente en ambos sentidos.


38

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO – QUERETARO

DEL KM 133+000 AL KM 147+915 ENTRONQUE POLOTITLAN 133+000




A 45.50 2.00 9,331

B2 28.00 17.50 5,742

B3 0.00 26.00 0

B4 3.50 30.50 718

C2 2.50 17.50 513

C3 4.50 26.00 923

C2-R2 0.00 37.50 0

C3-R2 0.00 46.00 0

C3-R3 0.00 54.00 0

C2-R3 0.00 45.50 0

T2-S1 0.00 27.50 0

T2-S2 0.00 35.50 0

T3-S2 12.00 44.00 2459

T3-S3 1.50 48.50 308

T2-S1-R2 0.00 47.50 0

T3-S1-R2 0.00 56.00 0

T3-S2-R2 0.00 60.50 0

T3-S2-R4 2.50 63.00 516

T3-S2-R3 0.00 63.00 0

T3-S3-R3 0.00 60.00 0


En la caseta de Polotitlan en el sentido de México Querétaro y viceversa transitan alrededor 7,486,150 vehículos anualmente en ambos sentidos.


39

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO – QUERETARO DEL KM 133+000 AL KM 147+915 CASETA PALMILLAS 148+000




A 45.50 2.00 12787

B2 28.00 17.50 7867

B3 0.00 26.00 0

B4 3.50 30.50 983

C2 2.50 17.50 702

C3 4.50 26.00 1264

C2-R2 0.00 37.50 0

C3-R2 0.00 46.00 0

C3-R3 0.00 54.00 0

C2-R3 0.00 45.50 0

T2-S1 0.00 27.50 0

T2-S2 0.00 35.50 0

T3-S2 12.00 44.00 3372

T3-S3 1.50 48.50 421

T2-S1-R2 0.00 47.50 0

T3-S1-R2 0.00 56.00 0

T3-S2-R2 0.00 60.50 0

T3-S2-R4 2.50 63.00 702

T3-S2-R3 0.00 63.00 0

T3-S3-R3 0.00 60.00 0


Por ultimo la caseta de Palmillas registra 10,255,405 vehículos anualmente en ambos sentidos.

Para el método del Instituto de la Ingeniería de la UNAM, se tomaron en consideración las cargas máximas, estos datos se utilizaron para determinar la suma de ejes equivalentes para diseñar el pavimento y el refuerzo de éste. Las cargas de los vehículos fueron tomadas del reglamento sobre el peso, dimensiones y capacidad de los vehículos de autotransporte que transitan en los caminos y puentes de jurisdicción federal.


40

3.2 DISEÑO Y ANALISIS DE PAVIMENTOS. PAVIMENTO EXISTENTE

Los problemas de rehabilitación de pavimentos son inmensamente variados y van desde la colocación de sellos asfálticos, construcción de sobrecarpetas hasta reconstrucciones integrales como actualmente se viene dando al reforzar las capas existentes.

Las rehabilitaciones por el incremento normal del tránsito se dan mediante el uso de sobrecarpetas, en tanto que las reconstrucciones se dan en pavimentos que muestran indicios de fallas, consistentes principalmente en la aparición de deformaciones excesivas, fatigas de las capas, deflexiones altas, gastos de conservación y mantenimientos altos, niveles de servicio bajos e inseguridad.

Para revisar las estructuras de los pavimentos, se toman en cuenta las exploraciones realizadas mediante los pozos a cielo abierto, la evaluación del pavimento mediante la medición de desplazamientos verticales con equipo dinámico, los resultados de las pruebas del laboratorio, el Levantamiento de Daños y el levantamiento del Índice de Condición del Pavimento. Se revisarán las secciones estructurales del pavimento aplicando el método del Instituto de Ingeniería de la UNAM, el método de la PCA (Asociación del cemento Pórtland) y el método de la Aashto.

En virtud de que las calidades de la base hidráulica no cumplen con las normas de calidad y que la carpeta asfáltica existente se encuentra dañada (ver tabla 2(a)).

Con la finalidad de realizar el análisis, diseño y rehabilitación de los pavimentos previamente en el laboratorio se realizaron pruebas para mejorar las condiciones de los materiales existentes, para ello se hicieron mezclas de materiales de carpeta y base hidráulica existente con el 6, 8, 9, 10, 12, 14, 16 % de cemento Pórtland y agregándole el 30% de material pétreo de banco. Dichas pruebas fueron realizadas a los 7 y 28 días. Y los resultados fueron los siguientes:

Especimenes elaborados con el 100% del material fresado agregándole el 30% grava a los 28 días.

% de Cemento

Resistencia la compresión simple

8 72.62

9 77.16

10 81.70

12 87.75

14 102.88

16 111.95

18 121.03


41

Especimenes elaborados con el 50% del material fresado y 50% de material de base a los 7 días.

% de

Cemento Resistencia la compresión

simple

6 78.67

8 87.75

9 92.36

10 96.82

12 105.33

14 117.71

16 126.76

18 143.1

Especimenes elaborados con el 100% del material fresado a los 28 días.

% de Cemento


6 78.67

8 93.80

9 96.82

10 99.85

12 102.88

14 111.95

16 121.02

18 130.11

Especimenes elaborados con el 100% del material fresado

agregándole el 30% grava a los 28 días.

% de Cemento


6 121.05

8 126.33

9 128.43

10 130.52

12 135.61

14 140.54

16 145.24

18 155.39


42

3.3 METODO DEL INSTITUTO DE INGENIERIA DE LA UNAM EN EL PAVIMENTO

1.-Se realizaron sondeos a cielo abierto, esto con la finalidad de conocer las

diferentes capas del cual esta formado el pavimento, también para obtener grados de compactación y obtención de muestras alteradas para el análisis respectivo en el laboratorio de materiales. De acuerdo con el análisis para el diseño del pavimento flexible, se propone la siguiente alternativa para estructurar el pavimento con una vida útil de proyecto de 15 años del Km. 132+800 al Km. 147+915, el nivel de confianza de 90%, la tasa de crecimiento de 4% y un TDPA de 28,098 vehículos. Para la rehabilitación del pavimento existente se proponen los siguientes espesores:

REHABILITACION CON BASE DE CONCRETO ASFALTICO DEL KM 132+800 AL KM 147+915 CUERPO “A”.

Vida Permisible Capas Espesores VRS Modulo de

elasticidad Def. Fat.

Carpeta Asfáltica 10 31000 >150

Base Asfáltica 18 30000 >150

Base 20 100 3265 >150

Subrasante 40 Variable Variable >150

Terracerias Semi- inf Variable Variable >150

REHABILITACION CON BASE DE CONCRETO ASFALTICO DEL KM

132+800 AL KM 147+915 CUERPO “B”. Vida Permisible

Capas Espesores VRS Modulo de elasticidad Def. Fat.



Base 20 100 3265 >150

Subrasante 40 Variable Variable >150

Terracerias Semi- inf Variable Variable >150

EN LAS AMPLIACIONES Al igual que en el pavimento se realizaron sondeos en el terreno natural con la finalidad de obtener VRS, equivalentes de arena, Limites, espesores y el SUCS.

De acuerdo con el análisis para el diseño del pavimento flexible, se propone la siguiente alternativa para estructurar el pavimento del Km. 132+800 al Km.


43

147+915 la vida útil de proyecto es de 15 años, el nivel de confianza de 90%, la tasa de crecimiento de 4% y un TDPA de 28,098 vehículos. Para las ampliaciones en el pavimento se proponen los siguientes espesores:

AMPLIACION DEL TERCER CARRIL DE BASE DE CONCRETO ASFALTICO DEL KM 132+800 AL KM 147+915 CUERPO “A”.





Base 20 100 3265 >150

Subrasante 40 20 1058 >150

Terracerias Semi inf 10 651 >150

3.4 METODO “PCA”

EN EL PAVIMENTO

La aplicación del método de PCA exige conocer la distribución de las cargas

del tránsito, sabiendo tanto el caso para ejes sencillos como para el caso de sistemas tandem y sin olvidar los ejes triples, las diferentes cargas que circularan sobre el pavimento, análogamente es preciso saber que tipos de tandem circularan y cual será la carga de cada uno. El método depende, por consiguiente, de una investigación de transito cuidadosa. Como dato adicional es preciso disponer del modulo de reacción de la subrasante y de dicho valor de MR de proyecto, que habrá de satisfacer el concreto que se cuele en obra.

Para la construcción de un WHITETOPPING se propone un pavimento rígido

con un MR= 48 kg/cm² y una vida útil de 15 años con soportes laterales; con el siguiente espesor:

Capa Espesor (cm) VRS

Base 30 ---

EN LAS AMPLIACIONES

Al igual que en la rehabilitación se tomaron en cuenta las cargas del transito,

en la construcción del WHITETOPPING se propone un pavimento rígido con un MR= 48 kg/cm2 y una vida útil de 15 años con soportes laterales, sin pasajuntas y el espesor propuesto es:


Base 30 ---


44

3.5 METODO “PCA” EN EL PAVIMENTO La aplicación del método de PCA del método tradicional exige conocer la

distribución de las cargas del tránsito, sabiendo tanto el caso para ejes sencillos como para el caso de sistemas tandem, las diferentes cargas que circularan sobre el pavimento, análogamente será preciso saber que tipos de tandem circularan y cual será la carga de cada uno. El método depende, por consiguiente, de una investigación de transito cuidadosa. Como dato adicional es preciso disponer del modulo de reacción de la subrasante y de dicho valor de MR de proyecto, que habrá de satisfacer el concreto que se cuele en obra. Para la construcción de un concreto pobre la estructura deberá estar formada así:


Carpeta 10

Base 40 ---

Subbase VAR VAR

Subrasante VAR VAR

Terracerias VAR VAR

EN LAS AMPLIACIONES Para las ampliaciones se propone un pavimento estabilizado con un f’c= 150

kg/cm² con los siguientes espesores:


Carpeta 10

Base 40 ---

Subrasante 40 20

Terracerias Semi-inf Var

3.6 METODO DE LA AASHTO EN EL PAVIMENTO Para la realización de este método se tomaron en cuenta el TDPA= 21,408 (Transito Diario Promedio Anual en ambos sentidos) del Km. 132+800 al Km. 147+915 un TDPA= 28,098, la composición vehicular, la tasa de crecimiento, el coeficiente de distribución direccional en porciento, el coeficiente de distribución por carril de igual manera en porciento y la factibilidad por etapa. Para el método de la Aashto los espesores propuestos son los siguientes:


45

En la rehabilitación del pavimento se propone una estructura con los siguientes espesores: Del Km. 132+800 al Km. 147+915 cuerpo “A”

Capa Espesor (cm) Modulo de Resilencia kg/cm²

Carpeta asfáltica 10 31000

Base asfáltica 20 30000

Base 100 3265

Subrasante Variable Variable

Terracerias Semi - inf Variable

Del Km. 132+800 al Km. 147+915 cuerpo “B”




Base 100 3265


Terracerias Semi - inf Variable

EN LAS AMPLIACIONES Para las ampliaciones los espesores propuestos son: Del Km. 132+800 al Km. 147+915 cuerpo “A” y cuerpo “B”




Base 20 3265

Subrasante 40 1058

Terracerias Semi inf 651


46

3.7 MEMORIA DE CÁLCULO MÉTODO DEL INSTITUTO DE INGENIERÍA DE LA UNAM PARA LA REHABILITACIÓN DEL PAVIMENTO EXISTENTE

1.-Como primer paso se obtiene el Transito Diario Promedio Anual en el año 2003 el Tránsito Diario Promedio Anual (TDPA) fue de 20,552 vehículos en ambos sentidos tomando en cuenta una tasa de crecimiento de 4% al año 2004 tenemos un TDPA= 21,408 con un coeficiente de distribución del 40% del tránsito total por tener seis carriles de circulación para calcular el tránsito para el carril de diseño, nos resulta TDPA = 8,564 vehículos este transito se considera del Km. 115+000 al Km. 147+915 el Transito Diario Promedio Anual en el año 2003 el Tránsito Diario Promedio Anual (TDPA) fue de 26,975 vehículos en ambos sentidos tomando en cuenta una tasa de crecimiento de 4% al año 2004 tenemos un TDPA= 28,098 con un coeficiente de distribución del 40% del tránsito total por tener seis carriles de circulación para calcular el tránsito para el carril de diseño, nos resulta TDPA = 11,239 vehículos

2.- Una vez obtenidos el Transito Diario Promedio Anual, Tasa de crecimiento, Periodo de Diseño de Años así como la Composición Vehicular se procede al siguiente paso que consiste en calcular los Valores Relativos de Soporte Críticos tomando como referencia los obtenidos de las pruebas del VRS lugar y aplicando el procedimiento indicado por el programa del Dispav Versión 2 método de la UNAM:

De acuerdo a los sondeos realizados se calculo el valor relativo de soporte crítico de cada capa existente para estructurar teóricamente el pavimento, además de separar tenemos los siguientes valores ya que se analizo por diferentes tramos.

TRAMO CARRIL CUERPO BASE VRS SUB-BASE

VRS SUBRASANTE

VRS SUBYACENT

E VRS

90+000 - 115+000 BAJA A 98.5 75.8 25.4 21.2

90+000 – 115+000 CENTRAL A 85.7 90.2 35.1 35.6

115+000 – 147+915 BAJA A 88.3 --- 21.1 15.0

115+000 – 147+915 CENTRAL A 76.6 71.1 16.3 20.1

90+000 – 115+000 BAJA B 77.8 71.5 19.3 8

90+000 – 115+000 CENTRAL B 85.7 90.2 19.5 18.2

115+0000 – 147+915 BAJA B 76.8 64.6 24 12.1

115+0000 – 147+915 CENTRAL B 79.5 42.6 13.5 14.7


47

Se realizaron sondeos a cielo abierto a una profundidad mínima de 1.50 metros, con la finalidad de medir espesores de las capas y de obtener muestras alteradas para analizar su calidad en el laboratorio, medir el grado de compactación, la humedad del lugar y realizar pruebas de valor relativo de soporte en el lugar; se realizaron 230 pozos a cielo abierto, los espesores encontrados en la estructura del pavimento varían según hayan sido se obtuvieron muestras de carpeta asfáltica, base hidráulica, sub-base, subrasante y subyacente.

De acuerdo a las estratigrafías encontradas para realizar el análisis de las estructuras del pavimento el tramo se dividió en zonas homogéneas de acuerdo a la estructura de cada tramo estas se muestran en el siguiente croquis de localización:

3.- Y del Km. 115+000 al Km. 147+915 se calculara el número de ejes equivalentes para un peso por eje de 8.2 ton, con una presión de inflado de las llantas de 6.0 kg/cm2. Para esto tenemos un número de ejes equivalentes de:

ΣL= 163.1 X 10ˆ6, PARA Z=5

ΣL= 151.7 X 10ˆ6, PARA Z=15

ΣL= 163.2 X 10ˆ6, PARA Z=30

ΣL= 201.3 X 10ˆ6, PARA Z=60

ΣL= 212.1 X 10ˆ6, PARA Z=90

ΣL= 216.3 X 10ˆ6, PARA Z=120 El método de diseño estructural de pavimentos asfálticos, incluyendo

carreteras de altas especificaciones, DISPAV-5 versión 2, está calibrado de tal manera que revisa mediante las dos formas principales de falla de los pavimentos, un modelo rígido plástico y los criterios de capacidad de carga de TERZAGHI, para estimar la deformación permanente a largo plazo de las capas de pavimentos no tratadas con ligantes y por otro lado un modelo elástico para determinar el comportamiento del camino, basado en la falla por agrietamiento a fatiga de las capas ligadas con asfalto, tomando en cuenta la deformación unitaria crítica a tensión de esas capas.

También toma en cuenta el enfoque probabilista para estimar los niveles de confianza adecuados, analiza los factores de daño por camión tomando en cuenta la carga total, tipo de eje, presión de la llanta, y la profundidad a la cual se estima el factor de daño relativo, realiza también la caracterización de los materiales con base en su comportamiento real a largo plazo en el camino.

Revisando el diseño con el método DISPAV-5 versión 2 de la UNAM tenemos: DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “A” CARRIL DE BAJA


48

CAPA

ESPESOR EXISTENTE PROMEDIO

(1)

ESPESOR CALCULADO, REAL,

CM.

(2)

ESPESOR PROPUEST

O CM.

(3)

VRS

PROPUESTO

(4)

VRS

EXISTENTE

(5)

MODU

LO DE RIGIDEZ

EXISTENTE

KG/CM2

(6)

MODULO DE RIGIDEZ

PROPUESTO KG/CM2

(7)

∑L VIDA DEFORMA

CIÓN

(8)

∑L VIDA POR FATIGA

(9)

CARPETA 19.5 35.0 10.0 17000 31000 >150

BASE 17.0 17.0 18.0 --- 88.3 2993.5 30000 >150

SUB-BASE 24.0 24.0 20.0 100 --- --- 3265 >150

SUBRASANTE 24.0 24.0 40.0 21.1 21.1 1099 1099 >150

TERRACERIAS Semi –inf Semi-inf Semi-inf 15.0 15.0 865 865 >150

En este tramo en la columna num. 1 se muestran los espesores de la estructura existente, al analizar con el programa del Dispav estos espesores no cumplen con la vida útil del pavimento, es por eso que se realizan cálculos con los VRS y módulos existentes obteniendo espesores de dimensiones mayores (columna num. 2), se realiza el calculo con una base asfáltica y módulos mayores a los existentes así también los resultados de los espesores de la nueva estructura son menores como se puede ver en la columna num.3. Además de cumplir con la vida útil del pavimento por fatiga como por deformación.

De igual forma que en el tramo anterior la vida remanente calculada por

medio del programa del Dispav versión – 5 nos indica que este tramo el pavimento por fatiga tiene una vida útil de 10.5x10ˆ6 es decir 11 años y por deformación el pavimento tiene una vida útil de 65.2x10ˆ6 aproximadamente 6 años.

DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “A” CARRIL CENTRAL

CAPA

ESPESOR

EXISTENTE

PROMEDIO

(1)


CM.

(2)

ESPESOR PROPUESTO CM.

(3)

VRS

PROPUESTO

(4)

VRS

EXISTENTE

(5)

MODULO DE RIGIDEZ

EXISTENTE KG/CM2

(6)

MODULO DE RIGIDEZ

PROPUESTO KG/CM2

(7)

∑L VIDA DEFORMA

CIÓN

(8)

∑L VIDA POR FATIGA

(9)

CARPETA 45.0 35.0 10.0 4000 31000 >150

BASE 17.0 17.0 18.0 --- 76.6 2709 30000 >150

SUB-BASE 12.0 12.0 20.0 100 71.1 2571 3265 >150

SUBRASANTE 21.0 21.0 40.0 16.3 16.3 917 917 >150

TERRACERIAS Semi-inf Semi-inf Semi-inf 20.1 20.1 1062 1062 >150


49

En este subtramo los espesores existentes se muestran en la columna num. 1, en la columna num. 2 se pueden observar los espesores calculados con los módulos de rigidez existentes; los resultados obtenidos fueron de dimensiones mayores, después se procedió a realizar otro cálculo con el programa del Dispav con base asfáltica, los VRS y los módulos son mayores y las diferentes capas disminuyen además de cumplir la vida del pavimento tanto por deformación como por fatiga.

Analizando este tramo al calcular la vida remanente; con el programa del Dispav versión – 5 nos indica que en este tramo el pavimento por fatiga tiene una vida útil de 41.4x10ˆ6 es decir 7 años de vida y por deformación la vida útil esa de 24.1x10ˆ6 es decir 3 años.

DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “B” CARRIL DE BAJA

CAPA

ESPESOR EXISTENTE PROMEDIO

(1)

ESPESOR CALCULADO,

REAL, CM.

(2)

ESPESOR PROPUESTO

CM.

(3)

VRS

PROPUESTO

(4)

VRS

EXISTENTE

(5)

MODULO DE RIGIDEZ

EXISTENTE KG/CM2

(6)

MODULO DE RIGIDEZ

PROPUESTO KG/CM2

(7)

∑L VIDA DEFORM

ACIÓN

(8)

∑L VIDA POR

FATIGA

(9)

CARPETA 11.5 35.0 10.0 17000 31000 >150

BASE 17.5 17.5 20.0 --- 76.8 2714 30000 >150

SUB-BASE 17.0 17.0 20.0 100.0 64.6 2405 3265 >150

SUBRASANTE 16.4 16.4 40.0 24.0 24.0 1203 1203 >150


En la tabla anterior se puede observar en la columna num. 1 los espesores de las diferentes capas existentes; en la segunda columna se muestran los espesores con el cual deberá de estar formada la nueva estructura sin embargo estas capas son de espesores mayores es por eso que se propone construir una base asfáltica; así los módulos se incrementan y los espesores disminuyen; estos se pueden observar en la columna num. 3 además de cumplir la vida del pavimento tanto por deformación como por fatiga.

En este tramo el pavimento por fatiga tiene una vida útil de 0.9x10ˆ6 es decir menos de un año y por deformación el pavimento tiene una vida útil de 3.2x10ˆ6 es decir 1 año.


50

DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “B” CARRIL CENTRAL

CAPA

ESPESOR EXISTENT

E PROMEDI

O

(1)


CM.

(2)

ESPESOR PROPUESTO CM.

(3)

VRS

PROPUESTO

(4)

VRS

EXISTENTE

(5)

MODULO DE RIGIDEZ

EXISTENTE KG/CM2

(6)

MODULO DE RIGIDEZ

PROPUESTO

KG/CM2

(7)

∑L VIDA DEFORM

ACIÓN

(8)

∑L VIDA POR

FATIGA

(9)

CARPETA 41.0 35.0 10.0 5000 31000 >150

BASE 23.0 23.0 20.0 --- 79.5 2782 30000 >150

SUB-BASE 18.0 18.0 20.0 100 42.6 1797 3265 >150

SUBRASANTE 21.0 21.0 40.0 13.5 13.5 2781 865 >150


En la tabla anterior se puede observar en la columna num. 1 los espesores de las diferentes capas existentes; en la segunda columna se muestran los espesores con el cual deberá de estar formada la nueva estructura sin embargo estas capas son de espesores mayores es por eso que se propone construir una base asfáltica, así los Módulos se incrementan y realizando otro calculo con el programa del Dispav los espesores disminuyen; estos se pueden observar en la columna num. 3 además de cumplir la vida del pavimento tanto por deformación como por fatiga. Los VRS existentes no cumplen con las Normas de la Secretaria de Comunicaciones y Transportes.

Analizando este tramo al calcular la vida remanente; con el programa del

Dispav versión – 5 nos indica que en este tramo el pavimento tiene una vida por fatiga de 19.3x10ˆ6 no requiere rehabilitación y por deformación tiene una vida útil de 31.4x10ˆ6 tiene una vida útil de tres años.

A continuación se anexa la tabla del calculo de la vida remanente por el método de la UNAM.


51

TABLA DE LA VIDA REMANENTE POR EL METODO DE LA UNAM DEL KM 115+000 AL KM 147+915

AÑOS CT Z=0 z=15 z=30 z=60 z=90 z=120

16,310,000 151,700,000 163,200,000 201,300,000 212,100,000 216,300,000

1 365 2231 20755 22329 27541 29019 29594

2 745 1,662,464 15,462,649 16,634,834 20,518,334 21,619,168 22,047,270

3 1,139 2,541,673 23,640,211 25,432,316 31,369,640 33,052,661 33,707,169

4 1,550 3,458,818 32,170,612 34,609,386 42,689,150 44,979,477 45,870,160

5 1,977 4,411,666 41,033,096 44,143,713 54,449,323 57,370,598 58,506,649

6 2,421 5,402,450 50,248,420 54,057,628 66,677,699 70,255,042 71,646,231

7 2,883 6,433,401 59,837,338 64,373,457 79,401,820 83,661,828 85,318,498

8 3,363 7,504,519 69,799,850 75,091,203 92,621,686 97,590,956 99,523,451

9 3,863 8,620,267 80,177,466 86,255,521 106,392,379 112,100,465 114,320,276

10 4,382 9,778,413 90,949,432 97,844,083 120,686,359 127,161,335 129,679,382

11 4,923 10,985,652 102,178,013 109,923,875 135,586,250 142,860,624 145,689,547

12 5,484 12,237,521 113,821,699 122,450,239 151,036,968 159,140,293 162,291,586

13 6,069 13,542,946 125,963,511 135,512,491 167,148,680 176,116,418 179,603,872

14 6,677 14,899,695 138,582,693 149,088,302 183,893,843 193,759,981 197,596,812

15 7,309 16,310,000 151,700,000 163,200,000 201,300,000 212,100,000 216,300,000

VIDA REMANENTE DE CADA TRAMO: DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “A” CARRIL DE BAJA DATOS Y RESULTADOS DEL DISEÑO Camino de altas especificaciones. Nivel de confianza en el diseño: 90 % Capa H VRSz E V Vida previsible cm % kg/cm² Def Fatiga Carpeta 19.5 17000 0.35 10.5 Base granular 17.0 88.3 2994 0.35 > 150 Sub-base 24.0 100.0 3265 0.45 65.2 Subrasante 24.0 21.1 1099 0.45 > 150 Terracería Semi-inf 15.0 865 0.45 > 150 Vida previsible Deformación 65.2 Fatiga 10.5 DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “A” CARRIL CENTRAL DATOS Y RESULTADOS DEL DISEÑO Camino de altas especificaciones. Nivel de confianza en el diseño: 90 % Capa H VRSz E V Vida previsible cm % kg/cm² Def Fatiga Carpeta 45.0 4000 0.35 41.1 Sub-base 27.0 71.1 2572 0.45 24.2 Subrasante 21.0 16.3 917 0.45 125.9 Terracería Semi-inf 20.1 1062 0.45 > 150


52

Vida previsible Deformación 24.1 Fatiga 41.4

DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “B” CARRIL DE BAJA DATOS Y RESULTADOS DEL DISEÑO Camino de altas especificaciones. Nivel de confianza en el diseño: 90 % Capa H VRSz E V Vida previsible cm % kg/cm² Def Fatiga Carpeta 11.5 17000 0.35 0.9 Base granular 17.5 80.0 2793 0.35 5.2 Sub-base 17.0 64.6 2405 0.45 3.2 Subrasante 16.4 24.0 1203 0.45 13.3 Terracería Semi-inf 12.1 745 0.45 12.4 Vida previsible Deformación 3.2 Fatiga 0.9

DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “B” CARRIL CENTRAL DATOS Y RESULTADOS DEL DISEÑO Camino de altas especificaciones. Nivel de confianza en el diseño: 90 % Capa H VRSz E V Vida previsible cm % kg/cm² Def Fatiga Carpeta 41.0 5000 0.35 19.3 Base granular 23.0 80.0 2793 0.35 19.3 Sub-base 18.0 42.6 1797 0.45 58.1 Subrasante 21.0 15.0 865 0.45 > 150 Terracería Semi-inf 14.7 853 0.45 > 150 Vida previsible Deformación 31.4 Fatiga 19.3

El método de diseño estructural de pavimentos asfálticos, incluyendo

carreteras de altas especificaciones, está calibrado de tal manera que revisa mediante las dos formas principales de falla de los pavimentos, un modelo rígido plástico y los criterios de capacidad de carga de TERZAGHI, para estimar la deformación permanente a largo plazo de las capas de pavimentos no tratadas con ligantes y por otro lado un modelo elástico para determinar el comportamiento del camino, basado en la falla por agrietamiento a fatiga de las capas ligadas con asfalto, tomando en cuenta la deformación unitaria crítica a tensión de esas capas.

También toma en cuenta el enfoque probabilista para estimar los niveles de confianza adecuados, analiza los factores de daño por camión tomando en cuenta


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la carga total, tipo de eje, presión de la llanta, y la profundidad a la cual se estima el factor de daño relativo, realiza también la caracterización de los materiales con base en su comportamiento real a largo plazo en el camino. AMPLIACIONES

1.- Una vez obtenidos el Transito Diario Promedio Anual, Tasa de crecimiento, Periodo de Diseño de Años así como la Composición Vehicular se procede al siguiente paso que consiste en calcular los Valores Relativos de Soporte Críticos tomando como referencia los obtenidos de las pruebas de Cuerpo de Ingenieros en zonas donde correspondan y aplicando el procedimiento indicado por el programa del Dispav Versión 2 método de la UNAM:

2.- Y del km 115+000 al km 147+915 se calculara el número de ejes equivalentes para un peso por eje de 8.2 ton, con una presión de inflado de las llantas de 6.0 kg/cm2. Para esto tenemos un número de ejes equivalentes de:

ΣL= 163.1 X 10ˆ6, PARA Z=5

ΣL= 151.7 X 10ˆ6, PARA Z=15

ΣL= 163.2 X 10ˆ6, PARA Z=30

ΣL= 201.3 X 10ˆ6, PARA Z=60

ΣL= 212.1 X 10ˆ6, PARA Z=90

ΣL= 216.3 X 10ˆ6, PARA Z=120

Revisando el diseño con el método DISPAV-5 versión 2 de la UNAM tenemos: PAVIMENTO FLEXIBLE DE BASE DE CONCRETO ASFALTICO DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “A”





Sub-base 20 100 3265 >150

Subrasante 40 20 1058 >150


DEL KM 115+000 AL KM 147+915 CUERPO “A”





Sub-base 20 100 3265 >150

Subrasante 40 20 1058 >150



54

El método de diseño estructural de pavimentos asfálticos, incluyendo

carreteras de altas especificaciones, DISPAV-5 versión 2, está calibrado de tal manera que revisa mediante las dos formas principales de falla de los pavimentos, un modelo rígido plástico y los criterios de capacidad de carga de TERZAGHI, para estimar la deformación permanente a largo plazo de las capas de pavimentos no tratadas con ligantes y por otro lado un modelo elástico para determinar el comportamiento del camino, basado en la falla por agrietamiento a fatiga de las capas ligadas con asfalto, tomando en cuenta la deformación unitaria crítica a tensión de esas capas.

También toma en cuenta el enfoque probabilista para estimar los niveles de confianza adecuados, analiza los factores de daño por camión tomando en cuenta la carga total, tipo de eje, presión de la llanta, y la profundidad a la cual se estima el factor de daño relativo, realiza también la caracterización de los materiales con base en su comportamiento real a largo plazo en el camino.

3.8 Método de la PCA (WHITETOPPING) Un pavimento rígido tiene como elemento estructural fundamental una losa de concreto. Esta debe estar apoyada sobre una capa de material seleccionado, de lo que se trata es de que la losa de concreto tenga un apoyo suficientemente uniforme y estable para garantizar que no quede localmente falta de soporte.

Los pavimentos de concreto se diseñan por fatiga (AASHTO) y por fatiga – erosión (PCA). La fatiga la podemos entender como el número de repeticiones o ciclos de carga y descarga que actúan sobre un elemento. En realidad al establecer una vida útil de diseño lo que estamos haciendo es tratar de estimar en un periodo de tiempo el numero de repeticiones de carga a las que esta sometido el pavimento.

Al realizar el cálculo por este método existen datos que se deben proporcionar como el factor sentido que es un coeficiente que sirve para discriminar que porcentaje de TDPA se considera en el sentido del diseño. Normalmente el valor del TDPA considera la suma de trafico en ambas direcciones de la vía, excepto para vías que obviamente son de un solo sentido es muy importante verificar que al realizarse el estudio de trafico estas consideraciones se hayan tomando en cuenta de los contrario conocer los criterios adoptados para poder estimar adecuadamente el trafico de diseño. De acuerdo con el comportamiento general se puede suponer que el 50% de tráfico en vías de dos sentidos que circula en cada dirección. También es necesario proporcionar el factor seguridad de cargas considera


55

las variaciones y sobrecargas que puedan tener dentro del trafico de diseño el factor recomendado por la PCA para una autopista es de 1.2.

Como datos adicionales los factores que afectan al espesor de la losa son principalmente el nivel de carga que han de soportar, las presiones de inflado de llantas de los vehículos, el modulo de reacción del suelo de apoyo, las propiedades mecánicas de concreto que en ellas se utilice, el Transito Diario Promedio Anual, la vida útil del pavimento, tasa de crecimiento el factor del carril también será preciso fijar un valor de MR de proyecto que habrá de satisfacer el concreto que se cuele en obra.

Para el cálculo del whitetopping se utilizo el programa SISTEMA DE PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX. Por el método de la PCA la estructura propuesta con soportes laterales tanto para la rehabilitación del pavimento como en las ampliaciones es: F’c=400 kg/cm²

Espesor VRS

Base Rígida 30 ---

Sub-base Variable Variable


Terraplén Semi-inf Variable

3.9 MÉTODO DE LA AASHTO

Para este método se calculan los VRS críticos del lugar homogenizando tramos de la misma manera que el método de la UNAM debido a que el pavimento se encuentra construido con diferentes tipos de estructuras. Por lo que el procedimiento para la aplicación de este método fue el siguiente:

1.- Primero se obtienen los aforos correspondientes, para nuestro estudio estos fueron proporcionados por Caminos y Puentes Federales de Ingresos y Servicios Conexos, también se requiere de la Tasa de crecimiento, periodo de diseño, Índice de Servicio Inicial (ISAi), Índice de Servicio Final (ISAf) y la factibilidad por etapa.

2.- Una vez determinada la factibilidad por etapa obtenemos la desviación estándar normal.

3.- Para la obtención del Índice de Servicio Actual Inicial y Final se correlaciona con el Índice de Rugosidad Internacional (IRI) con la formula del Instituto del Transporte de México la cual es:

ISA = 4.3 – (1.8 ) (IRI – 2)

5


56

Donde al tratarse de un pavimento que se rehabilitara tenemos un:

ISAi= 4.20 ISAf= 2.50 4.- Con los VRS obtenemos los módulos en kg/cm2 por lo cual para

este método se deben de convertir en PSI libra/pulg2, proponiendo E (psi) ,obtenemos el coeficiente de capa (a), obtenemos el coeficiente del drenaje (m), se proponen los espesores de cada capa (e), para la obtención del SNadm se multiplica el coeficiente de la capa por el espesor de cada capa y para las capas granulares se multiplican los mencionados anteriormente mas el coeficiente del drenaje. La suma de SNadm tiene que ser similar al SNreq al igual que los Esaladm tiene que se similar a Esalreq.


57

3.10 PROYECTOS DE DESVIOS 1.- TRÁNSITO CORRESPONDIENTE MEDIANTE AFOROS DE LA DELEGACIÓN REGIONAL III ZONA CENTRO NORTE CAPUFE Para este punto se tomaron en cuenta los volúmenes de transito proporcionados por la subdelegación técnica encargada de esta autopista y con los aforos realizados, se obtuvo la clasificación vehicular. Esto con la finalidad de determinar el tránsito de diseño con una tasa de crecimiento de 4% y un período de diseño de seis meses como vida útil.

Los volúmenes de transito proporcionados por CAPUFE fueron los siguientes: 1.-En el Km. 133+000 se localiza la tercera caseta llamada Polotitlan. 2.- Por ultimo se encuentra la caseta Palmillas en el Km. 148+000. Los aforos realizados fueron en los entronques: Calpulalpan que se encuentra en el Km. 107+000, Aculco que se ubica en el Km. 115+000, Encinillas que se encuentra en el Km. 122+000 y por ultimo Polotitlan eso en el Km. 133+000. La clasificación vehicular de las casetas localizadas a lo largo de los tramos se menciona a continuación:

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO - QUERETARO CASETA TEPOTZOTLAN

CLASIFICACION AÑO 2001 AÑO 2002 AÑO 2003 (hasta Octubre)

A 8,453,200 9,228,277 8,024,401

B 933,513 913,132 647,470

C 5,235,762 5,052,158 4,272,598

SUMA 14,622,475 15,193,567 ----

2001 al año 2002 fue del 4%. El promedio del Aforo Total Mensual para esta caseta es de 1,257,662 y el TDPA= 41,118 para esta caseta.

CLASIFICACIÓN DE VEHICULOS AUTOPISTA MEXICO - QUERETARO CASETA PALMILLAS

CLASIFICACION AÑO 2001 AÑO 2002 AÑO 2003 (hasta

Octubre)

A 5,159,482 5,863,212 4,950,202

B 468,222 512,147 548,207

C 4,159,257 4,163,692 3,387,188

SUMA 9,786,961 10,539,051 ---


58

En esta caseta se pude observar en la tabla de volúmenes de vehículos, el crecimiento del año de 2002 al año 2003 fue del 7.6%, sin embargo estos números son muy engañosos desde el punto de vista de diseño, ya que estos porcentajes pueden variar considerablemente en función de la situación económica del país y de las personas que hacen uso de la autopista de cuota. El promedio de aforo total mensual de 859,430 y TDPA= 28,098, con un crecimiento anual del 4%. Se usan las tablas que se utilizaron en el diseño de pavimentos, con la clasificacion vehicular de los diferentes entronques localizados a lo largo del km 107+000 al km 147+915.

59

CAPITULO IV

PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

CAPITULO IV PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

60

4 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

4.1 PROCEDIMIENTOS CONSTRUCTIVOS PARA REHABILITACIÓN DEL PAVIMENTO

4.1.1 METODO DEL INSTITUTO DE INGENIERIA DE LA UNAM. Se revisó la estructura del pavimento existente con el método del Instituto de Ingeniería de la UNAM, tomando en cuenta los VRS críticos, los espesores y la suma de ejes equivalentes; con estos datos se determinó que la vida del pavimento en algunos tramos es de menos de un año y en otros la estructura no requiere rehabilitación. Para que el pavimento tenga un buen funcionamiento es necesario mejorar las características de la base existente y también poder garantizar una distribución adecuada de los esfuerzos transmitidos por las cargas vehiculares; de igual manera tener una vida útil superior a la de proyecto. Se analizo por este método obteniendo una propuesta la cual consiste en retirar el espesor indicado en el proyecto, después se fresaran, recuperaran y mejoraran 30 cm de espesor agregándole el 4% de cemento Pórtland, posteriormente se construirá una base asfáltica de 16 a 20 cm de espesor de acuerdo a cada tramo y por ultimo se construirá una carpeta de 10 cm de peralte.

4.1.2 METODO DE LA PCA

El método de la PCA se analizo para la rehabilitación del pavimento tomando en consideración la clasificación vehicular y el coeficiente de acumulación del transito se recomienda con este método se calculo un WHITETOPPING, un modulo de ruptura de 48 kg/cm2 y una resistencia a la compresión simple de 400 kg/cm2. Con estos espesores se garantiza una vida útil del pavimento de 15 años y la resistencia del mismo debido al tráfico vehicular.

Con el mismo método se realizo el análisis de concreto pobre, considerando de igual forma la clasificación vehicular, modulo de ruptura, espesor propuesto, periodo de diseño, coeficiente de acumulación de transito con este método se recomienda fresar, recuperar estabilizar con el 9% de cemento Pórtland.

4.1.3 METODO DE LA AASTHO

Para la rehabilitación de pavimento se realizaron cálculos por este método. Tomando en cuenta el transito promedio diario anual, la composición vehicular, la tasa de crecimiento, la calidad de los materiales; principalmente la capa de base, súb-base y subrasante. Para la rehabilitación del pavimento la base en algunos tramos no cumple con las normas que marca la Secretaría de


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Comunicaciones y Transportes, en lo que se refiere al Valor Relativo de Soporte y al Equivalente de Arena. El grado de compactación de algunas capas son bajos y las humedades del lugar son superiores a la humedad óptima. Los módulos de elasticidad de la base son muy bajos se recomienda que se ubiquen en valores de 30,000 kg/cm2, para que las deformaciones por el tránsito de vehículos sean graduales entre la carpeta y la base.

Para corregir estas anomalías, será necesario mejorar las características de resistencia de la base, con materiales que sean resistentes a los cambios de humedad, al tratar la base se corregirá la deficiencia de los grados de compactación bajos.

De lo anterior se concluye que las opciones para la rehabilitación del pavimento mas apropiadas son:


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4.2 REHABILITACIÓN DEL PAVIMENTO

4.2.1 PRIMERA OPCIÓN

En el carril de baja del Km. 107+000 al Km. 144+000 ambos cuerpos se fresaran y recuperan 30 cm de la estructura existente que incluye la carpeta y parte de la base hidráulica utilizando una recuperadora RS500 o similar. Al material se le incorporaran 80 lts/m3 de emulsión asfáltica, previo a la aplicación de emulsión asfáltica se humedecerá el material fresado hasta alcanzar un porcentaje de humedad del uno al dos por ciento por abajo del porcentaje de absorción esto con la finalidad de que la mezcla del material pétreo y la emulsión se realice en forma adecuada y uniforme, posteriormente se estabilizara el material con emulsión asfáltica de rompimiento medio a razón de 80 lts/m3, debiendo cumplir con las especificaciones correspondientes el material será compactado al 100% de su peso volumétrico seco máximo.

Enseguida se construirá una renivelacion de 4 cm de espesor a lo largo del tramo en estudio en la zona de carriles y acotamientos.

Y Por ultimo del km 90+000 al Km. 147+915 ambos cuerpos se realizara la construcción de WHITETOPPING de 30 cm de espesor, con un modulo de ruptura de 48 kg/cm2, y una resistencia de 400 kg/cm2 en todo el ancho de la corona.

4.2.2 SEGUNDA OPCIÓN

Esta alternativa consiste en fresar y retirar material de 16 a 20 cm (desde el punto de vista del diseño de pavimentos, el espesor definitivo será el indicado en el proyecto geométrico) de la estructura existente. Posteriormente se recuperaran y mejorar 20 cm. con el 4% de cemento Pórtland en relación al peso volumétrico suelto del material, los materiales deberán ser mezclados con la máquina recuperadora y se les incorporará una humedad mayor del 3% de la humedad óptima, deberá afinarse y nivelarse con motoconformadora y compactarse con rodillo vibratorio al 100% del peso volumétrico seco máximo determinado con la prueba AASHTO modificada cinco capas. Se aplicara un riego de impregnación a razón de 1.5 lts/m2 se dejará el tiempo necesario para que adquiera la consistencia necesaria para recibir la mezcla asfáltica. Enseguida de este riego se colocara un riego de liga a razón de 0.5 lts/m2 cuidando que en ningún momento quede asfalto encharcado. Una vez realizado los tendidos de los riegos se procederá a la construcción de 16 a 20 centímetros de base de concreto asfáltico con material pétreo triturado totalmente con tamaño máximo de 1½”, cemento asfáltico tipo AC-10 y compactada al 95% de su peso volumétrico máximo determinado por la prueba Marshall. esta capa se construirá en dos etapas es decir primero se colocaran de 8 a 10 centímetros (según el tramo) enseguida se tendera un riego de


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liga a razón de 0.5 lts/m2, inmediatamente se construirán los otros 10 centímetros restantes de base asfáltica, una vez construida la capa mencionada anteriormente se procederá a tender otro riego de liga el cual servirá como un adherente entre la base y la carpeta, esta se construirá con un peralte de 10 cm elaborada en planta estacionaria en caliente y compactada al 95% de su peso volumétrico máximo determinado por la prueba Marshall, después se tendera un riego de liga a razón de 1.5 lts/m2 y por ultimo se construirá una capa de Carpeta Asfáltica Superficial Altamente Adherible.

Esta opción se propone del Km. 90+000 al Km. 147+915 ambos cuerpos.

4.2.3 TERCERA OPCIÓN

Por ultimo la tercera alternativa consiste en fresar y retirar 21 cm de espesor (a partir de la rasante de proyecto) y se colocaran donde el organismo lo indique; después se fresaran y recuperaran 30 cm, al material se le agregara el 30% grava de material de banco para formar una base de 40 cm, al material recuperado se le agregara el 9% de cemento Pórtland para formar un concreto pobre obteniendo una resistencia a la compresión simple de 150 kg/cm2, esta capa se construirá en una etapa se compactaran al 100%. Por ultimo se construirá una carpeta de 10 cm. después se tendera un riego de liga de 1.5 lts/m2 y por ultimo se construirá una capa de Carpeta Asfáltica Superficial Altamente Adherible.


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4.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS En todos los casos el tramo en estudio se homogeniza la estructura, las tres alternativas propuestas son capaces de soportar las cargas impuestas por el transito, además de estar diseñadas para tener una vida útil de 15años.

TIPO DE PAVIMENTO VENTAJAS DESVENTAJAS

Permite la colocación sobrecarpetas que exhiben cualquier deterioro superficial.

Los costos de construcción son muy elevados.

La vida útil del camino se incrementa a 50 años disminuyendo drásticamente los costos por mantenimiento. La sobre losa de concreto es capaz de soportar con amplios márgenes de seguridad las cargas típicas del trafico pesado para pavimentos convencionales.

Debido a la gran cantidad de flujo vehicular que transita por esta vía seria imposible cerrar un cuerpo para la construcción de esta alternativa.

Se requiere de una mínima preparación en la superficie dañada consistiendo esta en la reparación de baches existentes previo a la construcción de la losa.

Whitetopping

Durante el periodo de conservación son pocos los trabajos a realizar.

Se tendría que construir otro cuerpo con la finalidad de que no exista congestionamiento.

En esta alternativa se propone utilizar una base asfáltica nueva, la cual eso ayuda a que no existan deformaciones.

Se aprovecharan los materiales para formar una base mejorada con cemento Pórtland.

Se requerirá realizar varias rehabilitaciones a lo largo de la vida útil del pavimento.

El material que se retirara podrá ser utilizado en las ampliaciones requeridas de acuerdo al proyecto geométrico. El costo de construcción es económico a comparación de la construcción del pavimento rígido.

Flexible

Para la construcción de esta alternativa se podrá trabajar cerrando parcialmente los carriles.

Los costos de conservación son mas elevados

Para la rehabilitación de esta alternativa se pueden aprovechar los materiales existentes.

Debido a que se aprovecharan los materiales, no será necesario realizar acarreos

Pobre

Los costos de construcción y conservación de esta alternativa son los más accesibles.

Una vez utilizados estos materiales ya no se podrán volver a utilizar.


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4.4 EVALUACION DE LAS OPCIONES Y ELECCION DE LA MÁS FAVORABLE

En punto se desarrolla un estudio de factibilidad que abarca toda la información

importante para el proyecto, y en el se evalúan cualitativa y cualitativamente las ventajas y desventajas de las opciones identificadas, esto con la finalidad de compararlas. Existen criterios de evaluación el cual considera que importancia tiene cada uno de los siguientes aspectos:

a) Sociales.- Este criterio consiste en los beneficios que recae sobre la sociedad para este caso en particular influyen varios factores para el buen funcionamiento de la autopista como a continuación se mencionan: --- El pavimento se debe encontrar en excelentes condiciones es decir que no existan baches, roderas, pie de cocodrilo, filtraciones, etc. --- El ancho de la corona y la geometría de la autopista sea el adecuado para evitar accidentes. --- Las obras de drenaje se encuentren en óptimas condiciones para que no existan inundaciones. --- El señalamiento sea el necesario e indispensable y que no distraiga al conductor. --- El paisaje de la autopista sea agradable para las personas que transiten a lo largo de la autopista. --- En zonas urbanizadas existan puentes peatonales y también que existan el alumbrado suficiente en las zonas donde puedan haber neblina con esto nos ayudara a evitar accidentes. Teniendo los puntos mencionados en buen estado, los usuarios serán los principales beneficiarios al transitar por esta autopista. Desde el punto de vista social las tres opciones propuestas resuelven este criterio. b) Técnicos.- Son tres las opciones propuestas para la rehabilitación de la autopista, cabe mencionar que cualquiera de las opciones propuestas resuelven los problemas que existen en el pavimento. c) Económicos.- Este criterio se refiere a que si la autopista se encuentra en buen estado el usuario podrá transitarla sin problemas de accidentes, tiempos, etc. por lo cual se incrementara tanto el numero de vehículos que transitaran la autopista así como los beneficios monetarios. Las opciones propuestas tienen la finalidad de tener un pavimento en excelentes condiciones el cual en este punto cualquier opción resuelve este criterio. d) Financieros.- Este criterio se refiere a las cantidades de dinero que se necesitan durante la ejecución de los trabajos, realizo una análisis económico de las tres opciones, para este criterio la opción mas conveniente es la tres debido a que se requerirá menos inversión tanto para la construcción como para la conservación. Las fuentes de donde se obtendrá


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el capital para la modernización de este tramo será a través de los usuarios de manera indirecta mencionando que la inversión se recuperara en menos de tres años. e) Ambientales.- Desde el punto de vista de impacto ambiental en la modernización de la autopista no afectara el medio ambiente debido a que anteriormente se hizo un estudio de impacto ambiental y para realización de estos trabajos nos encontramos dentro del derecho de vía.

Una vez analizados los criterios mencionados anteriormente se decide que la opción mas conveniente para la modernización de la autopista México – Querétaro es la opción tres debido a que cumple con los criterios mencionados anteriormente.


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4.5 ESTUDIO DE BANCOS Dentro de la construcción y mantenimiento de vías terrestres, uno de los

costos mas importantes corresponde a los materiales, roca, grava, arena y finos, por lo que su localización y selección se convierte en uno de los problemas básicos. Si se da a la tarea de localizar depósitos de materiales apropiados cerca del lugar de su utilización, abatiendo los costos de transporte, que son de los que mas afectan a los costos totales.

Se localizan los bancos de materiales mas cercanos al tramo para la ejecución de la obra, considerando materiales que conformen las siguientes capas de la estructura del pavimento, así como los agregados pétreos.

Se evalúa la roca en los cambios físicos que sufre por fragmentación, la alteración físico-química que pueda tener durante su vida útil en la obra.

El análisis para la selección de los bancos definitivos se lleva a cabo atendiendo a los volúmenes a requerir, la calidad de los materiales explotables, las condiciones de explotación mas económicas así como su ubicación para lograr distancias de acarreos mas convenientes, que tendrán como soporte un plano topográfico o un croquis con que se estimara el volumen apreciable y los ensayes de laboratorio para los usos que se les pretende dar.

Se elimina en lo posible los bancos con espuma volcánica y calizas alteradas, con el objeto de obtener al final de dicho proceso de selección, el material pétreo que reúna las características específicas.

La siguiente tabla sirve para proporcionar una evaluación preliminar de las diferentes clases de roca, en sus características como materiales de construcción.

Características de algunas rocas como materiales de construcción

Roca Método de excavación requerido

Fragmentación Susceptibilidad a la meteorización

Granito Diorita Explosivos

Fragmentos irregulares, que dependen del uso de

explosivos Probablemente resistente

Basalto Explosivos Fragmentos irregulares,

que dependen de las juntas o grietas Probablemente resistente

Toba Equipo y explosivos

Fragmentos irregulares muchas veces con finos en exceso.

Algunas variedades se deterioran fácilmente

Arenisca Equipo y explosivos

En lajas dependiendo de la estratificación Según la naturaleza del cementante

Conglomerado

Equipo y explosivos

Exceso de finos dependiendo del cementante

Algunos se alteran para formar arenas limosas.

Limonita Lutita Equipo y

explosivos Desde pequeños bloques

a lajas Muchas se desintegran rápidamente

para formar arcillas

Caliza masiva Equipo Fragmentos irregulares, muchas veces lajas

Las vetas pizarras se deterioran, pero las otras son resistentes


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Coquina creta Explosivos

Fragmentos porosos, usualmente con exceso

de finos

Algunas formas porosas se alteran por hundimiento; otras se

sedimentan

Cuarcita Equipo Fragmentos irregulares, muy angulosos Probablemente resistente

Pizarras Esquistos

Explosivos Fragmentos irregulares o

lajeados, según la filiación.

Algunas se deterioran con procesos de hundimiento y secado

Gneis Explosivos Fragmentos irregulares,

muchas veces alargados Probablemente resistente

Desechos industriales y

de minas Equipo

Depende del material, pero en la mayoría de los

casos es irregular.

La mayoría de las variedades (excepto las ingeas de mina) deben

considerarse deteriorables Sowers G.b. (1972) Pág. 52

Un requisito que condiciona los bancos de materiales elegidos es lograr la homogenidad en longitudes significativas, para evitar que las estructuras y espesores de las capas de pavimento suprayacentes varíen demasiado. Las distancias entre los bancos pueden extenderse en este caso hasta 10km. (referencia. 8)

4.5.1 PRUEBAS PARA LOS MATERIALES

Para conocer las características de los materiales, se realizan pruebas que son mediciones de diferentes clases, que se hacen a especimenes elaborados siguiendo procedimientos estandarizados.

Las pruebas que se realizan a los materiales de construcción se dividen en: pruebas de clasificación, de control y de proyecto.

Las pruebas de clasificación son aquellas que permiten identificar a los materiales y decidir si pueden utilizarse o no en algunas de las capas estructurales.

Las pruebas de control son las que permiten verificar si la obra cumple con los requisitos de proyecto.

Las pruebas de proyecto son las que permiten realizar la estructura racional de la sección transversal de una vía terrestre.


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Materiales para Tercerías granulometría PRUEBAS Plasticidad Resistencia (VRS)

A Materiales para Pavimentos Expansión Dureza MATERIALES Clasificación Desgaste

Materiales Asfálticos Destilación PARA Penetración Carga de partícula ESTRUCTURA Materiales de Fabrica Mismas pruebas de clasificación

DE Control DE CAMPO Pruebas de compactación

UNA DE LABORATORIO

VIA PORTER MODIFICADA DE ACUERDO

PRUEBAS DE HVEEM A LA

TERRESTRE PROYECTO TEGNOLOGIA

PUEBAS DE INGS. QUE SE

PRUEBAS TRIAXIALES SIGA

4.5.2 EXPLOTACIÓN Y PROCESO DE TRITURACIÓN

Elegido el banco, se hace un convenio de explotación del banco de material de préstamo con el propietario, se obtiene un permiso ante la secretaria de la defensa nacional para la utilización y control de explosivos especificando los materiales que se van a utilizar.

La explotación de bancos de roca se hace utilizando determinados equipos con características y usos bien definidos, en función de tres factores fundamentales.

• La disponibilidad del equipo.

• El tipo de material por atacar.

• La distancia de acarreo del material.


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Establecida la clase de equipo, su tamaño es sobre todo en función del volumen de la obra por ejecutar del tiempo en que tarde la obra en ejecutarse y del espacio para maniobrar.

Se despalma el terreno, donde la extracción del material consiste en separar un fragmento de roca de un banco o corte, reduciendo su tamaño, que es limitado por la abertura de la quebradora primaria. Se hacen barrenaciones con un tracdil con una inclinación de 30°, en un área determinada. Lista de materiales para explosivos: Nitrato ANFO Dinamita Retardadores EZDT de 60 FT Retardadores EZTL de 50FT Fulminantes Mecha (cañuela) Emulsión ASA 2” x 16” Se coloca el las perforaciones estopines eléctricos de tipo retardador (mencionados anteriormente) de milésimas de segundo. Se surten en 10 periodos cuyos números indican el tiempo que tarda el disparo en producirse, se colocan los detonadores (fulminantes), se coloca el nitrato anfo y la dinamita. Se hacerse la voladura, material sale expulsado con una sienta inclinación y formar una zanja, se prosigue a quitar el material que contenga materia vegetal y dejar los fragmentos de roca, se comienza a abundar el material con una retroexcavadora. Se acarrea el material para ser cribado para lograr un material de naturaleza friccionarte con una granulometría adecuada para eliminar porcentajes de partículas mayores al tamaño máximo requerido. Se criba el material con un ritmo de vibración que suele ser de 1200 ciclos por minuto esta planta esta en combinación con equipo de trituración, para llegar a la granulometría adecuada a partir de fragmentos de roca, donde la trituración se realiza en dos etapas con trituración primaria y secundaria con dispositivos de trituración de quijadas que incluye bandas de transportación, elevadores de materiales de diferente separación para obtener gravas de 3/8”, ¾”, 1” y finos para construir la base estabilizada, carpeta asfáltica y micro carpeta, se almacena el material triturado para posteriormente ser acarreado a la planta de asfalto.

Donde se obtiene una mezcla asfáltica mediante la incorporación y distribución uniforme de una emulsión asfáltica en un pétreo, para obtener una mezcla asfáltica en caliente, esta mezcla se produce a una temperatura de 180°.


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Proceso fotográfico de explotación de banco de material hasta

construcción de mezcla asfáltica

Fig. 4.1 Perforación de la roca con un tracdil.

Fig. 4.2 colocación de material explosivo en la cuadricula


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Fig.4.3 colocación de Retardadores EZDT de 60 FT

Fig. 4.4 colocacion de Nitrato ANFO Dinamita.

Fig. 4.2 Voladura de material.


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Fig. 4.3 Zanja formada por la voladura.

Fig. 4.4 Afloramiento de material basaltico.

Fig. 4.5 Abundamiento de material con una retroexcaadora.


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Fig. 4.6 Transportación de material del banco a la trituradora.

Fig. 4.7 Colocación de material en la trituradora.

Fig. 4.8 Trituración del material en las Cribas.


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Fig. 4.9 Material triturado para carpeta asfáltica y base.

Fig. 4.10 Estibación de material y acarreo a la planta de mezcla asfáltica.


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Fig. 4.11 planta de mezclado (mezcla asfaltica).

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CAPITULO V

DESCRIPCION DE LA OBRA

CAPITULO V DESCRIPCIÓN DE LA OBRA

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5 DESCRIPCIÓN DE LA OBRA

La propuesta a utilizar es la tercera alternativa porque cumple con los aspectos mas importantes que son la economía, calidad y de impacto ambiental que es lo que mas importa para este tipo de obras.

Es un proceso de modernización comprende la: construcción de las ampliaciones y rehabilitación de la estructural del pavimento.

5.1 TRABAJOS POR EJECUTAR

Los trabajos a realizan son del Km. 147+915 al Km. 132+800 en ambos

cuerpos y se iniciaran en el cuerpo “A” del Km. 147+915 al 142+900.

Previamente se realizan los trabajos de adecuación de los desvíos de

transito de acuerdo al proyecto que están ubicados en el Km. 142+900, 137+900

y 132+800 para inducir el transito del cuerpo “A” hacia el cuerpo “B” y viceversa

según sea el subtramo en que se ejecuten los trabajos.

Los trabajos se ejecutan a cuerpo cerrado en los cadenamiento de cada

subtramo y sucesivamente se cierra al transito vehicular los tramos

subsecuentes, guardando la misma longitud del tramo inicial.

5.2 TRABAJOS PRELIMINARES:

RENIVELACION:

1.- Se realiza una revelación con carpeta asfáltica de 5 cm. de espesor promedio en

el tercer carril y acotamiento exterior del Km. 147+900 al Km. 142+900 del cuerpo

“B” para habilitar los carriles que se utiliza como primer desvío de la circulación

durante la ejecución de los trabajos en el cuerpo “A”.

2.- Se aplica pintura de color negro para borrar los guiones existentes del cuerpo “B”

en el cadenamiento antes mencionado, para posteriormente pintar de color blanco

los guiones para la circulación en 2 carriles por cada sentido de acuerdo al proyecto

que conforma los desvíos.

3.- Se colocaran las vialetas en el señalamiento horizontal de los carriles para el

desvío.


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4.- Al termino de los trabajos del primer subtramo y para implementar la zona de

desvío en la otra dirección se retiran las vialetas colocadas y se sustituyen por

vialetas nuevas para señalar correctamente la nueva dirección de la zona de desvío.

DESVIOS:

1.- Se despalma el terreno en un espesor de 30 cm. almacenando el material

para su posterior utilización en el arrope de los taludes, cuidando de eliminar

totalmente la materia vegetal.

2.- Para la construcción de los desvíos se construirá una alcantarilla de 90 cm.

de diámetro de tubería de concreto reforzada para drenar el agua, se debe

cuidar las alcantarillas, es decir para la protección de la estructura se formara

sobre el tubo un terraplén con el material y grado de compactación establecido

por el proyecto.

3.-Posteriormente se realizan las excavaciones para alojar la estructura del

pavimento o para el desplante de terraplenes, el terreno descubierto es afinado y

compactado al 90 % de su peso volumétrico seco máximo, determinado con la

prueba AASHTO estándar en un espesor de 20 cm.

Al material se le agregá la humedad óptima, cuando se encuentran zonas

inestables, estas son ser eliminadas y sustituidas con material con calidad de

subrasante compactadas en capas no mayores de 25 cm. y compactadas al 95 %

de su peso volumétrico seco máximo.

4.- En seguida se construye el cuerpo del terraplén en el tramo indicado en el

proyecto de desvíos y se utilizara material de banco en capas no mayores de 25

cm. compactadas al 90 % de su peso volumétrico seco máximo, determinado con la

prueba AASHTO estándar, al material se le agregá la humedad óptima, el tamaño

máximo del material será de 3 pulgadas.

5.-La capa subrasante es construida con material producto de banco y tiene un

espesor de 0.40 m los cuales son formados en dos capas construidas al 100% de

su peso volumétrico seco máximo la geometría de la subrasante es la indicada en


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el proyecto la cual es construida con los bombeos, pendientes y ampliaciones que

marca el proyecto. El tamaño máximo del material será de 3 pulgadas.

6.-Enseguida se construye una capa de sub-base de 0.20m.de espesor

compactada al 100 % de su peso volumétrico seco máximo determinado con la

AASHTO modificada a cinco capas, utilizando material de banco, el material

siempre debe tener la humedad óptima. El tamaño máximo del material es de dos

pulgadas.

7.-Posteriormente se construye la capa de base hidráulica con un espesor de 0.20

m. compactada al 100 % de su peso volumétrico seco máximo determinado con la

AASHTO modificada a cinco capas, utilizando material de banco, el material

siempre debe tener la humedad óptima. El tamaño máximo del material es de dos

pulgadas.

8.-Sobre la base compactada, nivelada, con la textura uniforme, con la humedad

óptima, barrida y libre de partículas de polvo o que afecten la adherencia del pétreo

y el asfalto, se aplicara un riego de impregnación con emulsión asfáltica de

rompimiento lento ECI-45, a razón de 1.5 lt/m2, dejándolo el tiempo necesario para

que la emulsión rompa y se adhiera a la base siempre cerrada al tránsito de

vehículos. Este riego se aplica con la utilización de una petrolizadora .

9.-Teniendo el riego de impregnación debidamente aplicado, sobre este, se aplica

un riego de liga con emulsión asfáltica de rompimiento rápido tipo ECR-65 a razón

de 0.5 lts/ m2, dejándolo de 1 a 2 horas para que adquiera la consistencia

adecuada para recibir la carpeta asfáltica.

10.-Se construye una carpeta de concreto asfáltico elaborado en caliente utilizando

material con tamaño máximo de tres cuartos (¾”) de pulgada y cemento asfáltico

tipo AC-20 con una dosificación tal que cumple con todas las características y

especificaciones de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. La capa tiene

un espesor compactado de 0.10 m. al 95 % de su peso volumétrico máximo

determinado con la prueba Marshall.


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11.-Una vez concluida la actividad de tendido de carpeta asfáltica a nivel de

microcarpeta en los subtramos, de ambos cuerpos se retira el material utilizado

para la construcción de los desvíos.

TERRAPLENES:

Para la construcción del terraplén se considera lo siguiente:

Que el material sea compactable y el espesor de las capas no debe ser

mayores a 30 cm., se compactaran al 90% de su PVSM determinado con la

prueba AASTHO estándar. La última capa del terraplén es compactada al

95% de su PVSM al material se le agregá la humedad óptima, el tamaño

máximo del material no es mayor a 3 pulgadas.

Una vez despalmado se recorta el primer escalón de liga al pie del talud del

terraplén de acuerdo al proyecto. Se rebaja de forma horizontal la parte

superior del terraplén en lo ancho de la sección, hasta el nivel fijado por el

proyecto geométrico en capas de 20 cm.

El material producto del corte de cada capa se coloca y extiende al pie del

terraplén a partir del desplante de la ampliación, recortando

simultáneamente el escalón de liga correspondiente, cuyo espesor es igual

al de la capa que se este formando.

Se continua con la formación del terraplén con material producto de la

excavación de base y sub-base existente del tercer carril y acotamiento y/o

con material de banco, en capas no mayores a 30 cm. hasta alcanzar el

nivel de proyecto compactando cada una de las capas al 90% de su PVSM.

- Los taludes de proyecto cumplen con lo indicado en las secciones

transversales del proyecto geométrico.

- No se inicia la construcción de terraplenes hasta terminar las alcantarillas y

muros de retención; la construcción de los cuales van 500m delante de las

terracerías.


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- El relleno de las excavaciones para estructuras, muros de contención y

colchones de protección de las obras de drenaje, se ejecutan previamente a la

construcción de terraplenes.

La capa subrasante es de 0.40 m de espesor compactos, con material de

tamaño máximo de 3” proveniente de banco y/o producto de fresado,

compactada al 100% de su PVSM.

En cortes con excavación adicional abajo de la subrasante, ésta se obtiene

construyendo un terraplén de relleno sobre la cama, utilizando para ello

material producto del fresado.

En tangentes, la compactación se inicia de las orillas hacia el centro y en las

curvas, de parte interior de la misma hacia la exterior.

CCOORRTTEESS -En cortes con excavación adicional abajo de la subrasante, ésta se obtiene construyendo un terraplén de relleno sobre la cama, utilizando para ello material adecuado (préstamo longitudinal o de banco). -Las excavaciones en los cortes se ejecutan de manera que permitan el drenaje natural del corte. -Las cunetas se construyen con la oportunidad necesaria y en tal forma que su desague no cause daño a los cortes ni a los terraplenes; las contracunetas se construyen simultáneamente con los cortes. -Todas las piedras flojas y material suelto de los taludes, es removido. -En los tramos de terracerías compensadas, antes de efectuar préstamos de ajuste, son vaciados totalmente los cortes, utilizando todo el material aprovechable en la formación de terraplenes. -En laderas cuya pendiente transversal es igual o mayor de 25%, para obtener una buena liga entre los terraplenes y el terreno natural y con el fin de evitar deslizamientos, se construyen escalones dentro del área donde se apoyan los terraplenes. Los escalones tienen una plantilla de 2.50 m cuando se excavan en materiales "A" o "B".


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5.3 REHABILITACIÓN DEL PAVIMENTO:

1.- Se fresa la estructura existente en espesor variable de acuerdo a proyecto,

para desplantar la base estabilizada.

El material producto del fresado se emplea exclusivamente en la formación de

terraplén y/o subrasante de las ampliaciones de carril y arrope de taludes.

Fig. 5.1 Fresado de carpeta existente.

2.-Con el volumen del material producto del fresado se construye la capa de la

subrasante, de 0.40 m de espesor en la zona de ampliaciones, la cual es

compactada al 100% de su PVSM; la geometría de la subrasante es construida

con los bombeos, pendientes y ampliaciones que marca el proyecto. El tamaño

máximo del material será de 3 pulgadas.

3.-En el carril de baja velocidad y acotamiento exterior de ambos cuerpos se excava

la estructura existente hasta nivel de subrasante, utilizando este material para la

formación del terraplén de las ampliaciones indicadas en el proyecto.

Posteriormente se debe conformar una subrasante compactada al 100 % de su

PVSS determinada por la prueba AASHTO modificada a 5 capas con material

producto del fresado.


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Fig. 5.2 Retiro de material.

4.- Para la construcción de la base estabilizada con cemento normal en una

proporción de 9% del PVSS en los carriles de alta y media velocidad y acotamiento interior se recupera la carpeta y/o base existente con una

maquina RECUPERADORA WIRTGEN WR 2500S que mezcla y tiende el

material en un espesor de 30 cm

Previo al proceso de recuperado de la carpeta y/o base existente, se coloca en

el tramo una cama de grava con tamaño máximo de 1 ½” en la proporción

requerida igual al 30% del volumen suelto del material a recuperar, que se

incorpora en este proceso.


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Fig. 5.3 Conformación de material de banco.

5.- Para la construcción de la base estabilizada con cemento normal en una

proporción de 9% del PVSS para el carril de baja velocidad y acotamiento exterior se utilizara material de banco con calidad de base y se colocara en

cama para el mezclado con cemento.

Fig. 5.4 Tren de trabajo.


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6.- Para el suministro de la mezcla del cemento y la humedad óptima al material

recuperado se utiliza un equipo MEZCLADORA DE SUSPENSION WM 1000 WIRTGEN que dispone de depósitos para agua y cemento, y permita la

medición de la dosificación mediante un sistema de control por un

microprocesador que registra constantemente el peso del cemento y regula la

aportación de la lechada misma que se suministra mediante la conexión a la

maquina RECUPERADORA WIRTGEN WR 2500S.

Fig. 5.5 Maquina wirtgen para cemento portland.

7.- Antes de compactar la base se construyen juntas de contracción esviajadas

6:1 @2.50mts, que consiste en hacer un corte transversal en la capa de

material tratado y recién extendido, con una aquilla vibratoria antes de haber

finalizado su compactación.


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Fig. 5.6 Proceso de base estabilizada.

8.- La capa de base estabilizada debidamente homogenizada se compacta con

un tractor compactador pata de cabra y rodillo liso vibratorio autopropulsado

para alcanzar el 100% de PVSM determinado con la prueba AASHTO

modificada a cinco capas.

Fig. 5.7 Compactación de la base estabilizada.

9.- Una vez compactada la capa se aplica un riego de impregnación con


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emulsión de rompimiento lento ECI-45 a razón de 1.0 lts/m2 dejándola durante

3 horas como mínimo, para que se adhiera perfectamente al material

estabilizado de la base que servirá como membrana de curado.

10.- Previamente al riego de liga se da un barrido enérgico con una máquina

barredora autopropulsada CAT modelo BA25, enseguida se tendera dicho riego

con emulsión asfáltica de rompimiento rápido ECR-650 a razón de 0.5 lts/m2.

dejándola el tiempo necesario para que adquiera la viscosidad necesaria para

recibir la carpeta asfáltica.

11.-Se construye una carpeta asfáltica elaborada en planta estacionaría en

caliente de 10 cm. tendida en dos capas de 5 cm. compactos al 95% de su

PVSM determinado con la prueba Marshall. La carpeta es elaborada con

cemento asfáltico tipo AC-20 modificado con un aditivo (polímero) tipo Solprene

SBS 411 en proporción conveniente para que cumpla con las normas de calidad

establecidas en la especificación particular en relación con el peso del cemento

asfáltico.

Es tendida con maquina extendedora Finisher. Tanto los procedimientos

constructivos como los materiales debe cumplir con las normas y

especificaciones particulares y generales propuestas en el estudio.

Fig. 5.8 Tendido de la carpeta de asfalto capa de 5cm.


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12.- Se construye una microcarpeta de 2cm de espesor compactos. La

compactación se desarrolla inmediatamente después de la aplicación de la

capa asfáltica mediante la utilización de un compactador, el cual esta equipado

con un sistema de rocío por agua para prevenir la adherencia entre la mezcla

recién extendida y el tambor metálico del equipo. La compactación consiste en

un mínimo de dos pasadas con un rodillo de tambor metálico liso con un peso

mínimo de diez (10) toneladas, antes de que la temperatura de la mezcla

asfáltica disminuya por debajo de los 100 °C, evitando que el equipo de

compactación se estacione sobre el concreto asfáltico recién aplicado.

Esta microcarpeta se construye al terminar de colocar la carpeta de 10 cm. de

espesor en todos los subtramos con su señalamiento horizontal definitivo para

la entrega del tramo.

AMPLIACIONES:

1- Se realizara el desmonte asegurando que toda materia vegetal quede fuera

de la zona de construcción del pavimento además de cumplir con la norma N-

CTR-CAR-1-01-001/00, la zonas de desmonte se podrán observar en las

secciones del proyecto. Este material será retirado y colocado en el sitio donde

el Organismo lo indique.

2.- Se despalmaran 30 cm. y se colocan en el derecho de vía de manera que no

obstruya el desarrollo de los trabajos y una vez construidos los nuevos terraplenes

el material de despalme se coloca nuevamente con la finalidad de arropar y afinar

los taludes y dar cumplimiento a lo establecido en la norma N-CTR-CAR-1-01-

002/00.


90

55..44 OOBBRRAASS DDEE DDRREENNAAJJEE YY CCOOMMPPLLEEMMEENNTTAARRIIAASS EExxccaavvaacciióónn ppaarraa oobbrraass ccoommpplleemmeennttaarriiaass ccuuaalleessqquuiieerraa ssuu pprrooffuunnddiiddaadd

EEll pprrooyyeeccttoo ffiijjaa ssii llaass eexxccaavvaacciioonneess ppaarraa eessttrruuccttuurraass ddeebbeenn eejjeeccuuttaarrssee aa mmaannoo oo mmaaqquuiinnaa,, llooss ttaalluuddeess ssoonn aaccaabbaaddooss aajjuussttáánnddoossee aa llaass sseecccciioonneess ffiijjaaddaass eenn eell pprrooyyeeccttoo.. llaass ppaarreeddeess ddee llaa eexxccaavvaacciióónn sseerrvviinn ddee mmoollddee aa uunn ccoollaaddoo,, ssuuss ddiimmeennssiioonneess nnoo eexxcceeddeenn eenn mmaass ddee ddiieezz ccmm rreessppeeccttoo aa llaass llíínneeaass ffiijjaaddaass..

EEll ffoonnddoo ddee llaass eexxccaavvaacciioonneess ssee ddrreennaa eenn llaa ffoorrmmaa ffiijjaa,, eessttaannddoo lliimmppiioo ddee rraaíícceess,, ttrroonnccooss oo ccuuaallqquuiieerr mmaatteerriiaall ssuueellttoo.. Bordillos de concreto hidráulico colados en el lugar Los bordillos de concreto hidráulico simple tienen la resistencia establecida de f’c= 150 kg/cm².

Para los bordillos colados en el sitio, se utilizan moldes rígidos sobre el terreno, colocando varillas a cada metro de tal manera que permanezcan anclados al terreno natural. Recubrimiento de cuneta y contracunetas con concreto simple

El revestimiento de la estructura se realizara con un f’c=150 kg/cm2 el espesor es de 10 cm la sección de la cuneta es de 90*30*30 cm. en una longitud de 80 metros. Lavaderos de concreto hidráulico de f’c=150 kg/cm2

Localización 1. Los lavaderos se construyen sobre el talud y a ambos lados de los

terraplenes en tangente, de preferencia en las partes con menor altura; solo en el talud interno de los terraplenes en curva horizontal en su parte más baja; en las partes bajas de las curvas verticales, en las secciones de corte en que se haya interceptado un escurridero natural que pase arriba de la rasante, que deba continuar drenando, y en las salidas de las obras menores de drenaje que lo requieran.

2. En los tramos en tangente los lavaderos se construyen a cada cincuenta (50) metros. En ningún caso se colocan bordillos y lavaderos en tramos sin pendiente longitudinal.

3. En los taludes de los cortes, los lavaderos se ubican de tal manera que capten el escurrimiento desde el punto superior y lo conduzcan hasta la parte inferior del corte, descargándolo a una caja


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amortiguadora ubicada al pie del lavadero y conectada a una cuneta o a una alcantarilla que permita el paso del escurrimiento aguas abajo.

Excavación 1. La excavación tienen un ancho igual al ancho exterior del lavadero y

una profundidad máxima igual a la profundidad del mismo, con las paredes correctamente perfiladas para alojar la sección del lavadero, prolongando la excavación hasta interceptar la superficie del acotamiento

2. El fondo de la excavación en que se asienta el lavadero esta exento de raíces, piedras salientes, oquedades u otras irregularidades.

3. Los lavaderos para descargas de cunetas y contracunetas, se prolongan hasta desfogar en el terreno natural o en la alcantarilla más cercana; la sección de lavadero se amplia para admitir la descarga con una menor pendiente.

Revestimiento 1. Una vez terminada la excavación, se revestirá el canal mediante un

zampeado para protegerlo contra la erosión. 2 El tipo de recubrimiento, su espesor y la resistencia serán lo que

establezca el proyecto o apruebe el organismo. 3. En los casos en que sea necesario reducir la velocidad del agua en

los lavaderos revestidos, se construirán escalones con disipadores de energía.

4. En el caso de lavaderos para descargas de cunetas y contracunetas que desfoguen en el terreno natural, será necesario construir un dentellón en el extremo de la descarga para evitar la erosión remontante.

Lámina corrugada de acero 1. Una vez terminada la excavación, se colocarán láminas corrugadas

de acero para proteger el lavadero contra la erosión. 2. La colocación de las láminas se hace siempre de aguas abajo hacia

aguas arriba. 3. Las piezas se colocan de manera que en sus traslapes, el extremo

de la lámina a la que le corresponda la parte superior del traslape, quede aguas arriba.

Anclajes y remates

1. Se construyen anclajes intermedios en los lavaderos, con separación entre tres y cinco metros, unidos por medio del colado


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monolítico con acero de refuerzo, o pijas especiales en el caso de láminas.

2. La unión del lavadero con el bordillo se hace en forma de arco o mediante una transición de 45 grados con respecto al eje del lavadero y abanicos en la intersección del lavadero con el acotamiento que tengan pendiente de manera que se permita encauzar el agua rápidamente a la entrada del lavadero.

55..55 SSEEÑÑAALLAAMMIIEENNTTOO

Señalamiento horizontal: aplicación de pintura blanca y amarilla

discontinua y continua. El señalamiento horizontal consistente en rayado longitudinal que se requieren para un mejor funcionamiento de la carretera, éstas rayas deben tener 20 centímetros.

El alineamiento de las rayas se hace señalando un punto de ellas a distancia no mayores de cincuenta centímetros (50 cm), apoyándose en éstos puntos se tiende un cordón para guiar la máquina pintarrayas. desarrollar una presión de aire suficiente para ejecutar una buena pulverización. Cuenta con espreas y atomizadores para producir un ancho mínimo de 20 centímetros, la máquina aplicadora de pintura cuenta con un dispositivo esparcidor de esferas de un ancho mínimo de 20 centímetros.

Colocación de vialetas de 10x10x1.9 cm.

Se usan para completar las marcas sobre el pavimento y se fijaran por medio de resina epodoxica, no debiendo de sobresalir mas de 2 cm. del nivel del pavimento, cuentan con un relleno de resinas termoplásticas resistentes al alto impacto, se instalaran en toda la longitud del camino cada 15 m; en las laterales de una sola cara color ámbar y sobre el eje de dos caras. Suministro y colocación de indicadores de alineamiento horizontal

1. Ubicación

Previo a la instalación de los indicadores de alineamiento, se marca la localización y disposición de los indicadores en los lugares establecidos.

2. Excavación

Una vez ubicados los sitios donde se instalan los indicadores de alineamiento, se realiza la excavación para su colocación, que es de aproximadamente veinticinco centímetros de diámetro y veinticinco centímetros de profundidad.


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Instalación

1. Los indicadores de alineamiento se instalan de tal manera que queden verticales, colocándolos en la excavación a una profundidad de veinticinco centímetros, con el fin de que sobresalgan setenta y cinco centímetros del hombro del camino.

2. Los indicadores de alineamiento quedan ahogados en la excavación para lo que se rellena con concreto hidráulico.

Remoción, suministro y colocación de defensa metálica. Son los trabajos necesarios para retirar la defensa metálica de protección, ubicada en los hombros del camino y se vuelve a colocar una vez terminados los trabajos de rehabilitación del pavimento. El retiro de la barrera de protección colocada en el hombro del camino del cuerpo correspondiente, se hace evitando dañar la sección metálica al quitar la tornillería, las piezas se cargan y trasladan al sitio de almacenaje, los postes de sujeción que queden empotrados en el pavimento son retirados antes de los trabajos de rehabilitación.

Una vez concluida la rehabilitación del pavimento y ampliación, se procede a la instalación de la defensa metálica, sujetándose a los siguientes lineamientos: En todos los casos, se utilizarán tornillos y tuercas de acuerdo con la especificación astm a-307 galvanizados por inmersión en caliente, incluyendo las rondanas, de acuerdo a la norma astm a-153.

La altura del eje de simetría longitudinal de la defensa metálica sencilla, debe estar localizada a cincuenta (50) centímetros, por encima del nivel del hombro del acotamiento; por tanto, la profundidad de excavación debe ser aquella que cumpla con esta condición.

En el caso de la defensa metálica doble, el procedimiento de fijación es idéntico al anterior con la salvedad de la segunda línea de defensa en la parte superior, debiendo en todo caso, coincidir con el criterio indicado para la defensa sencilla.

Debe de apisonarse el material de relleno hasta un nivel de treinta (30) centímetros por debajo de la rasante del terreno, el volumen faltante de rellenar es completado utilizando concreto hidráulico de f'c = 150 kg/cm2.

Se revisará a detalle el nivel y verticalidad del poste con el fin de presentar una instalación correctamente alineada y estética.


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Para la instalación del separador, defensa y terminales, se verifica el correcto apriete (torque) de la tortillería, así como el correcto traslape de los tramos de defensa metálica.

Suministro y colocación del cercado del derecho de vía (con postes de

concreto y cuatro líneas de alambre de púas)

Trabajos previos

1. Ubicación

Previo a la instalación de las cercas, se marca la localización y disposición de sus postes, en los lugares establecidos en el proyecto.

2. Excavación

Una vez ubicados los sitios donde se colocarán los postes de las cercas, se realizará una excavación para su colocación y anclaje, conforme a las dimensiones establecidas en el proyecto. la excavación será como mínimo de cuarenta (40) centímetros de profundidad.

Colocación de los postes

1. Los postes se colocan de tal manera que queden verticales.

2. Los postes quedan ahogados en la excavación, para lo que se rellena con concreto hidráulico..

Instalación del alambre de púas

El alambre de púas se sujeta haciendo muescas en los postes o bien, directamente en las muescas previamente formadas, espaciadas verticalmente entre veinticinco (25) y cuarenta (40) centímetros; el alambre de púas se fija en las muescas y se amarrará al poste con alambre galvanizado de dos (2) milímetros de espesor. El alambre de púas queda lo suficientemente tenso para que no se cuelgue sensiblemente en el centro del claro entre postes.

Señalamiento de protección de obra. En todos los frentes de trabajo, se cuenta con dispositivos de protección

de obra, que aseguren la seguridad tanto del fabricante como de los usuarios del camino.


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ASPECTOS QUE SE PRESENTAN DURANTE LA OBRA

Debido a la magnitud de la obra, sobre todo que estamos hablando de

una de las autopistas más importantes del país, la más transitada, se presentan diferentes aspectos sobre todo desde el inicio de la misma hasta su ejecución total, desde los estudios de topografía para iniciar la elaboración del proyecto hasta el momento de su ejecución: -Transito

Se complica el transito vehicular, provocando con esto, retrazo durante el recorrido de la autopista; para evitar contratiempos o accidentes se colocan señales previas al lugar para que los usuarios tomen las precauciones pertinentes, al igual que se indicará que se tiene una desviación para incorporarse al otro cuerpo de la autopista haciéndolo de doble transito únicamente durante la obra.

5.6 IMPACTO EN EL PAISAJE

La intervención en este sentido es positiva por que se pretende mejorar, proponiendo uniformizar y dar mejor aspecto a los servicios en general logrando que sean identificados con facilidad y al mismo tiempo sean confiables en primera instancia. Conceptos Básicos

Manifestación de Impacto Ambiental.- Documento mediante el cual se da a conocer, con base en estudios, el impacto ambiental que generaría una obra o actividad, así como la forma de evitarlo o atenuarlo en caso de que sea negativo.

Recurso Natural.- Elemento natural susceptible de ser aprovechado en beneficio del hombre. Tipos de Impacto Impacto Primario.- Cualquier efecto en el ambiente biofísico o socioeconómico que se origina de una acción directamente relacionada con el proyecto. Se asocian con la construcción, operación, mantenimiento de una actividad y generalmente son obvios y cuantificables; pueden incluir efectos como: destrucción de ecosistemas, alteración de las características del agua subterránea, alteración de áreas históricas, entre otras. Impacto Secundario.- Los efectos sobre el medio ambiente biofísico y socioeconómico que se desprenden de la acción, pero no inician directamente sobre la misma. Pueden incluir construcción adicional y/o desarrollo, aumento


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del tráfico, aumento de la demanda recreativa y otros tipos de impactos fuera de la instalación generados por las actividades debidas a ésta. Impacto a Corto Plazo.- Aquel cuyos efectos significativos se presentan en períodos relativamente breves. Por ejemplo, pérdida de pasto u otra vegetación herbácea. Impacto a Largo Plazo.- Es aquel cuyos efectos significativos ocurren en lapsos distantes al inicio de la acción, tal como la pérdida de un bosque maduro, debido al tiempo necesario para reforestar el área. Impacto Acumulativo.- Los efectos de este impacto se suman directamente o en forma sinérgica, a condiciones ya presentes en el ambiente y a los de otros impactos. La evaluación de impactos acumulativos es difícil, debido en parte a la naturaleza especulativa de las acciones futuras posibles y en parte debido a las complejas interacciones que necesitan evaluarse cuando los efectos colectivos se consideran.

A raíz de los impactos, se generan diversos problemas ambientales en el ámbito mundial, regional y local. Una alternativa para atenuar los problemas pudiera ser el crear un modelo donde se integre al hombre no sólo como un ser viviente más, sino además agregar la cultura del hombre como un elemento ambiental de gran relevancia e impacto sobre los atributos naturales del sistema.


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Principales Problemas Ambientales a Nivel Mundial y Regional

PARA MITIGAR ESTE TIPO DE IMPACTOS EN LA ZONA DE OBRA:

Se colocará vegetación en los bancos que estén ubicados en las áreas laterales de la autopista, para evitar erosiones y reforestar la zona.

La vegetación se aumentará en las zonas perturbadas y de ser requerido se adaptará la que existe tratando de afectar en menor grado, logrando un mejor desempeño durante el recorrido por la autopista.

El impacto en el paisaje será menor, y por el contrario se favorecerá, ya que en realidad se propone que se retiren algunos anuncios que afectan de manera directa, negativamente.

En resumen se pretende mejorar la zona sin afectar bruscamente el entorno natural ya que este presenta condiciones favorables y de fácil adaptación por su gran belleza y por las condiciones que van variando durante el tramo que se estudio.

PROBLEMAS MUNDIALES

PROBLEMAS REGIONALES Y LOCALES

CAPITULO VI

CONCLUSIONES

CAPITULO VI CONCLUSIONES

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CONCLUSIONES

Con este tipo de propuesta se pretende disminuir los problemas de

deslumbramiento o de error; por otra parte se distingue con mayor facilidad el señalamiento, los alineamientos y los acotamientos, de la misma manera disminuyen la fatiga del conductor, haciendo el recorrido por la autopista más seguro.

Se mejora en mucho las condiciones del lugar, manteniendo el equilibrio entre la flora y la fauna, al mismo tiempo tratando en lo posible de armonizar con el paisaje.

El asombroso aumento de los vehículos de motor en el mundo, con su trágico saldo de accidentes de transito que empieza a paralizar numerosas arterias y, naturalmente la explosión demográfica, deben de impulsarnos a meditar. el problema requiere un tratamiento que haga uso de la técnica mas depurada, aprovechando los mejores resultados de la experiencia mundial en investigación y aplicaciones practicas .

Mientras exista la improvisación, el dibujismo, el monumentismo, las obras sin estudio, etc. La mala planeación de métodos de diseño, el huso de maquinaria inadecuada para las autopistas que existen en México. Los restringidos presupuestos se estarán desperdiciando lastimosamente. TIEMPO DE RECORRIDO

Determinando el tiempo de recorrido, llevando un análisis de los tipos de causas y magnitud de los retardos que ocurren en la reta. Este estudió fue un requisito indispensable par la buena operación de nuestro proyecto. Los tiempos de recorrido dependen principalmente de tres factores:

a) condiciones de transito. b) Eficiencia de operación c) Equipo

Permite establecer los tiempos de recorrido para la obra en su máxima

demanda y tiempos de recorrido para las horas de baja demanda. Para determinar los tiempos de recorrido. Sirve el estudio desde luego, para encontrar los puntos de máximo retardo en la ruta se midió midiendo los tiempos de recorrido y retardos. El proyecto cuenta con carriles de aceleración y desaceleración:

Un carril de aceleración es aquel que se adiciona a un camino, con longitud suficiente para permitir al vehículo que se incorpora, incremente su velocidad de manera que pueda introducirse a la corriente de transito.


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Un carril de desaceleración es aquel que se adiciona a un camino, con longitud suficiente para determinar al vehículo que sale, reducir su velocidad gradualmente, hasta aquella que le permita tomar la salida sin riesgo alguno. Debido a la gran importancia que tiene la autopista México – Querétaro, el intenso tráfico vehicular que existe y los tipos de materiales existentes la mejor opción es mejorar la base y la carpeta asfáltica para soportar las cargas vehiculares además de cumplir tanto por fatiga como por deformación, Sin embargo cabe destacar que por la experiencia adquirida en esta obra, a consideración, para mi no fue la mejor opción el escoger la estabilización de la base con cemento portlan, ya que esta no tiene buena adherencia con la carpeta asfáltica al ser la base rígida y la carpeta flexible, se ha observado que en el primer tramo construido, ya en uso han salido baches y filtraciones en algunos tramos donde la base estabilizada no ha tenido buena liga con la carpeta, esto seda también por que al hacer el estudio para la elaboración de la carpeta se le dio muy bajo porcentaje al contenido de finos quedando la carpeta con una “granulometría abierta” por lo tanto permite una permeabilidad muy alta , esto lo podemos evitar cambiando el contenido de finos al aumentar el porcentaje de 5% a un 10% ya que con esto quedaría mas cerrada la carpeta. Para la base estabilizada yo recomendaría usar en lugar de cemento Pórtland, usar cemento asfáltico o espuma asfáltica ya que tendría mejor adherencia con la carpeta al ser los dos flexibles. Y esto nos daría más tiempo de vida en nuestra base estabilizada y carpeta asfáltica.


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REFERENCIAS

*Síntesis de información geográfica del estado de Querétaro, Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática. *Síntesis de información geográfica del estado de México, Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática. “La ingeniería de suelos en las vías terrestres Carreteras, Ferrocarriles y Aeropistas”. Volumen 1, Autor Rico, del Castillo, Editorial Limusa. “Owners Manual, Dynatest ELMOD 4.5 ,Pavement Evaluation Manual”, Abril de 2001. “Manual de normas técnicas” de la secretaria de comunicaciones y transportes “SCT manual de dispositivos para el control del transito de calles y carreteras”, México 1986 Pág. 68 “Apuntes de movimiento de tierras” de la Universidad Nacional Autónoma de México “Seminario de vialidades “. Tesis No. 4774 “Estructuración de una vía terrestre” autor Fernando oliera Bustamante editorial CECSA “Apuntes de licenciatura de vías terrestres II” “Apuntes de licenciatura de vías terrestres III”

TESIS Proyecto Geometrico de La Rehabilitacion Estructural Del Pavimento

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