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REPÙBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACIÓN UNIVERSITARIA, CIENCIA Y TECNOLOGÍA INSTITUTO UNIVESITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÒN MATURIN

DISEÑO GEOMÉTRICO Y ESTRUCTURAL PARA LA VIALIDAD DEL SECTOR EL MILENIO, SANTA ELENA DE LAS PIÑAS, PARROQUIA BOQUERÓN, MUNICIPIO MATURÍN, ESTADO MONAGAS Propuesta de Trabajo Especial de Grado para optar al Título de Ingeniero Civil.

Autora: Norgelia Gascón Tutor: Ing. Carlos González

Maturín, Diciembre 2016.

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ÍNDICE

GENERAL

Pp. LISTA DE CUADROS.......................................................................................iv LISTA DE FIGURAS.........................................................................................v RESUMEN........................................................................................................vi INTRODUCCIÓN..............................................................................................1 CAPÍTULO I. EL PROBLEMA.............................................................................................3 Contextualización del Problema....................................................................3 Objetivos de la Investigación.........................................................................5 Objetivo General........................................................................................5 Objetivos Específicos.................................................................................5 Justificación de la Investigación....................................................................6 II. MARCO REFERENCIAL..............................................................................8 Antecedentes de la Investigación..................................................................8 Bases Teóricas..............................................................................................9 Topografía................................................................................................10 Estudio de ruta para el trazado de carreteras.........................................10 Tipos de carreteras..................................................................................11 Vías..........................................................................................................13 Volumen de transito.................................................................................14 Tipos de transito.......................................................................................14 Tránsito vehicular.....................................................................................15 Diseño geométrico de las vialidades.......................................................15 Suelos......................................................................................................15 Importancia del estudio de suelo en el diseño de pavimentos................18 Pavimentos..............................................................................................19 Capas de pavimento................................................................................21 Capas de rodamiento...............................................................................23 Unidades de diseño.................................................................................24 Factores que influyen en el diseño de un pavimento..............................24 Bases legales..............................................................................................28 III. MARCO METODOLOGICO.......................................................................31 Modalidad de la investigación.....................................................................31 ii

Tipo de investigación de acuerdo al nivel....................................................31 Unidad de Estudio.......................................................................................32 Técnicas e Instrumentación de Recolección de Datos...............................32 Revisión Documental...............................................................................33 Observación Directa................................................................................33 Censo Poblacional...................................................................................33 Levantamiento topográfico.......................................................................34 Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos........................................34 Análisis Cualitativo...................................................................................34 Análisis Cuantitativo.................................................................................34 IV. RESULTADOS………………………...…………………………………………..35 Levantamiento Topográfico….……..…………..……………………….....…….36 Comportamiento del Flujo de Transito...........................................................38 Estudio de Transito………………………………………………………………..42 Número y Tipo de Vehículos durante el Período de Diseño………………………...43 Proyección del Tránsito Futuro………………………..……………………….. 44 Cargas Equivalentes Acumuladas en el Primer Año de diseño (

) ………45

Cargas Equivalentes Totales en el Período de Diseño (REE)……………….50 Elaboración de Estudio de Suelos en el Sector Milenio………...……………..50 Diseño Geométrico………………………………………………………………..54 Diseño de la Estructura del Pavimento………..………………………………...55 V. LA PROPUESTA………………………………………………………………..…58 Objetivo General del Diseño……...………………………………………………59 Justificación del Diseño…………………………………………………………...59 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones........................................................................................................61 Recomendaciones.................................................................................................62 REFERENCIAS........................................................................................................63 ANEXOS………………………………………………………………………….…64 A Levantamiento Topográfico..............................................................................65 B. Perfiles Longitudinales............................................................................66 C. Estudio de Suelo .............................................................................................67

iii

LISTA DE CUADROS CUADRO 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Pp.

Cómputos de Vialidad en Km…..………………………………………..40 Cómputos de Vialidad en Km…………………………………………....40 Estimaciones del PDT en Función del Conteo Horario.………………42 Conteo Vehicular en el sector Campo Milenio…………………………42 Porcentaje de Tipos de Vehículos……………………………………….43 Relación de Cargas para Determinar Ejes Equivalentes (EE)………………43

iv

iv

LISTA DE FIGURAS FIGURAS

Pp.

1. Trazado en valle…………..…………….………………………………...27 2. Trazado por las divisoras de las aguas……………..……...…..……....27 3. Trazado perpendicular a la divisoria………………………..........……..28 4. Situación actual del sector el Milenio..................................................36 5. Situación actual del sector el Milenio …………….…………………….36 6. Situación actual del sector el Milenio …………….…………………….37 7. Situación actual del sector el Milenio …………….…………………….37 8. Curva Granulométrica del Suelo para Calicatas 1 y 2 .………………50 9. Densidad Máxima en Proctor Modificado para Calicatas 1 y 2 ……..51 10. Límites de Consistencia para Calicatas 1 y 2………………………….52 11. Estructura Final del Pavimento Diseñado…………………………..…..56

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN MATURÍN ESCUELA INGENIERÍA CIVIL DISEÑO GEOMÉTRICO Y ESTRUCTURAL PARA LA VIALIDAD DEL SECTOR EL MILENIO, SANTA ELENA DE LAS PIÑAS, PARROQUIA BOQUERÓN, MUNICIPIO MATURÍN, ESTADO MONAGAS LÍNEA DE INVESTIGACIÓN: VIALIDAD Trabajo de Grado Autor: Br. Norgelia Gascón Tutor: Ing. Carlos González Mes, Año: Diciembre 2016

RESUMEN El diseño geométrico es la parte más importante del proyecto de carreteras pues allí se determinara su configuración tridimensional es decir, la ubicación y la forma geométrica definida para los elementos de la carretera. El objetivo principal de la investigación es la de ejecutar una propuesta para el diseño geométrico de la vialidad del sector Milenio el cual consta de 33 viviendas mostrando de esta manera los lineamentos de ejecución de una obra vial donde actualmente uno de los muchos problemas que la caracteriza es la falta del cuerpo vial el cual ha estado presente por aproximadamente 12 años sin ningún tipo de solución, modificando así drásticamente las condiciones del desplazamiento vehicular, afectando de esta manera las condiciones de vida de los habitantes del sector, por ello surge esta investigación con la finalidad de escoger el diseño más apropiado. El tipo de modalidad de la investigación es de campo y proyecto factible ya que luego de realizar las visitas correspondientes se evaluaron propuestas para el diseño geométrico y estructural para el sector, como solución viable al problema; el tipo de metodología de la investigación fue descriptiva porque a través de la observación se obtuvieron las características fundamentales que permitieron una matriz comparativa entre diversos diseños y estructurales. Descriptores: Diseño Geométrico, Vía, Vialidad.

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INTRODUCCIÓN Las vías de comunicación sin importar cuál sea su origen: aéreas, acuáticas o terrestre, son de vital importancia para el desarrollo social y económico de un país, ya que a través de ellas existe la comunicación entre sus estados, municipios, localidades entre otros. Las vías de comunicación terrestre son de vital importancia para el desarrollo y comunicación de las localidades, además ellas nos deben de garantizan confort y seguridad vial. La planificación de una infraestructura vial depende de muchos factores importantes como son los cálculos, los estudios, el diseño dependiendo de cuál será su uso. Para el enlace geométrico de una vía hay que tener en cuenta el diseño del pavimento, el tipo de suelo, sus capas y los estudios a realizar, el tipo de pavimento, su característica, sus factores, las unidades de diseño, los esfuerzos del pavimento, los tipos de fallas, el material de asfalto a utilizar, las ventajas del mismo, los tipos de asfalto, los ensayos normalizados para la calidad de los cementos asfálticos, la superficie de rodamiento, entre otros. En la actualidad se ha visto un alto crecimiento en las poblaciones, lo que ha conllevado a sus habitantes a buscar un lugar para habitar, sin importar sus condiciones y sin tener en cuenta su planificación urbanística y vial, es debido a esto que en muchos estados se pueden observar muchos terrenos invadidos y con una mala planificación urbanística y vial, que carecen de los servicios públicos como el agua, la electricidad, aseo urbano, acueducto y la pavimentación de sus calles que son de mucha importancia para el vivir de los ciudadanos. En Venezuela se puede observar que en la mayoría de las

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infraestructuras viales existente se construyó cuando no había la cantidad de pobladores que existe actualmente, es por esto que hoy en día la vialidad nova de la mano con el crecimiento poblacional y, por ende, se tienen que hacer ampliaciones a nivel de carreteras, avenidas, calles, entre otros. Los programas de vialidad, se diseñan para beneficiar a la población, de tal manera que las demoras y los accidentes inducidos a los usuarios sean mínimos, pero en la medida que se construyan redes poco planeadas, generadas por urbanismos no previstos, las alternativas de solución difícilmente podrán llegar más allá de una vía con servicios mínimos y con el tiempo colapsan por una demanda mayor a la solicitada. Debido a esto en el estado Monagas se presenta un problema, específicamente en el Sector Milenio de Santa Elena de las Piñas, Parroquia Boquerón Municipio Maturín, el cual no cuenta con los servicios públicos acorde a la calidad de vida de su habitantes, de la misma manera sus calles están totalmente deterioradas por enormes huecos. Esta situación sirvió de motivación a la realización del presente trabajo de investigación. El proyecto se conforma por tres capítulos: Capítulo I: Indica el problema, conformado por la contextualización, los Objetivos Generales y Específicos y la Justificación de la Investigación. Capítulo II: Marco Referencial: Antecedentes de la Investigación,

Bases Teóricas y Bases

Legales. Capítulo III, enmarca la Modalidad de la Investigación, Tipos de Investigación de acuerdo al nivel, Unidad de Estudio, Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos, Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos y Cronogramas de Actividades.

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CAPÍTULO I EL PROBLEMA Contextualización del Problema Desde tiempos remotos el hombre se ha enfrentado con el problema de vencer las distancias y para resolver este problema empezó a utilizar sus propios medios de comunicación. Cuando en su camino encontró obstáculos como montañas, ríos, lagos, mares y océanos, puso en juego todas sus energías para dominar estos hechos del medio geográfico y logro vencerlos a base de grandes penalidades surgido siempre por gran necesidad. Tras muchos siglos de lucha contra el medio geográfico ha logrado actuar las distancias empleando modernas vías de comunicación. Las vías de comunicación fueron inauguradas por el hombre primitivo y comenzaron a ser veredas señaladas por las huellas de los recolectores, cazadores pescadores y pastores que deambularon en muchas porciones reducidas de los continentes. Más tarde las caravanas y los grupos emigrantes señalaron caminos de herraduras con la maravillosa invención de la rueda montadas sobre ejes, el hombre trazo las primeras rutas en valles y llanuras. Durante muchos siglos las vías terrestres estuvieron constituida por simple caminos transitados por peatones, jinetes y conductores de recuas y caravanas; la causa de este fenómeno es que mientras el mundo estuvo habitado escasamente y la subsistencia satisfacían las necesidades de cada región, no hubo problemas de abastecimiento y el comercio se realizó entre pueblos situados acorta distancias unos de otros.

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Originalmente las carreteras fueron trazadas para comunicar o unir ciudades; hoy en día su construcción se identifica para aproximar con mayor rapidez los centros de producción y de consumo además las carreteras cuentan con importante circulación de transporte de pasajeros también con las vías de comunicación por carreteras o terrestres. La comunicación modifica

poderosamente

las

regiones

que

atraviesan,

influyendo

notablemente en el aumento de la producción, población y del comercio. El Estado Monagas en los últimos años ha venido evolucionando y experimentando un crecimiento demográfico acelerado, debido al desarrollo, progreso y avance de la apertura petrolera que existe en la actualidad, el cual proporciona casi en su totalidad el principal soporte económico de la región. Esta zona posee abundantes recurso naturales y excelentes condiciones geográficas para la ocupación de su territorio en relación a muchos ámbitos; el auge petrolero con el tiempo trajo como consecuencia el aumento poblacional en busca de oportunidades de trabajo, lo que ha originado a la creación de numerosas urbanizaciones, barriadas y suburbios que acrecentaron con el paso del tiempo y provocaron un aumento en el tránsito automotor tanto de vehículos pesados como livianos. Como el sector Milenio no cuenta con una buena estructuración vial, aceras, drenajes, señalizaciones, iluminación, asfaltado y demás elementos básicos que permitan el transito seguro y eficaz de vehículos y de personas a esa zona que albergan una amplia población tanto de residentes, estudiantes, trabajadores y permiten el acceso de agentes que destruyen la armonía y la calidad de vida de todas estas personas, tales como exposición diaria de accidentes al transitar por una vía que no está debidamente definida ni delimitada, que no cuenta con ningún tipo de asfaltado, poca visibilidad a causa de las grandes cantidades de malezas que hay en esta

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zona y facilitando con esto la vulnerabilidad de ser víctimas de la inseguridad. Toda comunidad tiene derecho de contar con todas las estructuras de servicios necesarios para gozar de una buena calidad de vida, por esta razón surge la necesidad de construir una vialidad permanente que reúna las características básicas para el tipo de transporte que normalmente circulara por la misma. En base a todas las apreciaciones que se han denotado anteriormente, se propone realizar un diseño geométrico y estructural en el sector Milenio Santa Elena de las Piñas, Parroquia Boquerón, Municipio Maturín Estado Monagas. Con la finalidad de mejorar la calidad vial, permitiendo así el fácil acceso de los vehículos y las personas de una manera rápida y segura, así como también mejorar la calidad de vida de quienes coexisten en esa comunidad. Las vías de comunicación juegan un papel muy importante es por eso la gran necesidad de contar con más calles y carreteras ya que son el medio de comunicación que permite la interacción entre las ciudades, tanto para relaciones comerciales, turísticas como personales, lo cual a dado que se hayan incrementado las carreteras en los últimos años.

Objetivos de la Investigación Objetivo General Proponer un diseño geométrico y estructural para el sector Milenio Santa Elena de las piñas, ubicado en la parroquia Boquerón municipio Maturín, estado Monagas, con el fin de mejorar la condición y el acceso vial de esta zona

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Objetivos Específicos 1. Diagnosticar la situación de la vía, para determinar los requerimientos necesarios a implementar el diseño geométrico y estructural del pavimento en ella. 2. Efectuar un levantamiento topográfico, con la finalidad de conocer las condiciones del terreno y así obtener los elementos geométricos de la vía. 3. Realizar el estudio de tránsito y así complementar los parámetros de diseño. 4. Identificar el tipo de suelo existente mediante la realización de los ensayos necesarios y contemplados en las normas AASHTO. 5. Llevar a cabo el diseño geométrico y estructural para la vialidad del sector el milenio. Justificación de la Investigación La principal razón por la que es necesario aplicar un diseño geométrico y estructural a dicho sector es la de lograr resultados favorables, contribuir con el desarrollo y ofrecer una mejor calidad de vida a sus habitantes, ya que estos se ven afectados diariamente al no tener vialidad. Los problemas que presentan es el dificulto acceso a la zona, en donde el paso cada día se ve más difícil, causando un gran daño vehicular; así como también afecta a los habitantes que deben atravesar las calles para dirigirse a sus destinos. Debido a los altos costos de construcción de hoy en día y la escasez de recursos económicos y sociales, es de gran necesidad diseñar la construcción de la vialidad del sector el milenio de manera que permita 6

determinar el grado de factibilidad socio-económico calidad y de seguridad que tendrá la misma, para así poder satisfacer la necesidad y servicios que demandan los usuarios. A su vez proporciona a los habitantes total movilidad ante las lluvias, disminuye los problemas de salud, mejorar el traslado a los centros educativos y disminuiría el daño a los medios de trasporte público y privado. Las vías de comunicación son de importancia fundamental para el desarrollo económico del país mediante ellos es posible trasladar todo tipo de mercancías, pertenencias, materias primas y productos elaborados, así como el traslado de personas. Con este estudio se desarrolla un diseño geométrico y estructural para definir el trazado de una vía

mostrando

también los lineamentos de una obra vial, ya que dicho sector no cuenta con el servicio básico necesario como lo es una vialidad en óptimas condiciones. Los resultados que se obtengan mediante el desarrollo de esta investigación permitirán conocer el diseño más apropiado para dar solución a los problemas antes mencionados y por su relevancia metodológica servirá a futuras investigaciones donde se apliquen propuestas de diseño geométrico estructural.

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CAPÍTULO II MARCO REFERENCIAL Antecedentes de la Investigación El tópico en estudio ha sido tratado por algunos autores dentro del área de influencia, haciendo referencia a las condiciones físico ambientales de las localidades para la evaluación y desarrollo de una arteria vial acorde con las exigencias del transeúnte. Son varios los autores que se han referido al tema, entre los que se citan: Goitia, D. (2014) “Diseño geométrico de una vialidad para el mejoramiento del acceso peatonal y vehicular de la comunidad de Santa Elena de las piñas, municipio Maturín, Estado Monagas”. El trabajo citado tiene como objetivo general diseñar geométricamente una vialidad para el mejoramiento del acceso peatonal y vehicular en la comunidad de santa Elena de las piñas, municipio Maturín, estado Monagas, con la finalidad de beneficiar a los habitantes de la comunidad para el mejoramiento de su calidad de vida y poder facilitar el acceso y salida hacia sus hogares, brindándole una solución efectiva al tipo de necesidad que aqueja a esta comunidad. Bogarin C. (2014) “Propuesta de diseño geométrico y estructural de la vialidad y acceso del colectivo 7 de diciembre antiguo sector los claveles parroquia las cocuizas, municipio Maturín estado Monagas” este proyecto plantea el diseño geométrico y estructural de la vialidad para acceder al colectivo 7 de diciembre con la finalidad de proporcionar una mejor calidad de vida a los miembros de dicha comunidad. Con la propuesta de diseño geométrico estructural, de la calle principal colectivo 7 de diciembre, se

busca dar solución a la problemática actual del sector en vista del desarrollo progresivo que ha experimentado al lado de la falta de servicios, con la finalidad de mejorar la calidad de vida de sus habitantes, y contribuir con el desarrollo y proveer de bienestar a los ciudadanos, las comunidades, barrios y urbanizaciones, aportando un servicio básico necesario, que en este caso en particular en una vialidad en condiciones óptimas de servicio. Estanga, V (2014), “Diseño geométrico y estructural para la calle agropecuaria en el sector paraisito ubicado en Maturín estado Monagas” con el propósito de optimizar la condición y acceso vial a esta zona. En la ciudad de Maturín, sector paraisito se encuentra una importante vía de acceso que presenta

un

amplio

conglomerado

de

inconvenientes

que

afecta

directamente a todos los habitantes de la comunidad en ese sector, entre los que se destacan especialmente el dificulto e inseguro acceso a la zona, pues la línea de penetración que posee no está asfaltada, ni bien delimitada, no tiene aceras ni drenajes de aguas, tiene hondos huecos en donde el paso es más difícil cuando llueve y estos acumulan grandes cantidades de charcos. Las principales razones por la que es necesario aplicar un diseño geométrico y estructural a esta calle es la de lograr en sustancial mejoramiento en la calidad de vida de sus habitantes, implementando principalmente un saneamiento ambiental a todo el tramo vial y sus zonas aledañas.

Bases Teóricas Tiene el propósito de dar a la investigación un sistema coordinado y coherente de conceptos y proposiciones que permitan abordar el problema, entre ellos: Topografía Es la ciencia que estudia los métodos y procedimientos para hacer mediciones sobre el terreno y realizar su representación gráfica o analítica a

una escala determinada. La palabra topografía viene de topo (lugar) y grafos (descripción). Levantamiento topográfico Es el conjunto de operaciones que se necesita realizar para poder confeccionar una correcta representación gráfica planimetría, o plano, de una extensión cualquiera del terreno, sin dejar de considerar las diferencias de cotas o desniveles que presente dicha extensión. Este plano es esencial para reemplazar correctamente cualquier obra que desee llevar a cabo así como lo es elaborar cualquier proyecto. Un levantamiento topográfico es una representación gráfica que cumple con todos los requerimientos que necesita un constructor para ubicar un proyecto y materializar una obra en terreno, ya que este da una representación completa, tanto del terreno en su relieve como en las obras existentes. De esta manera, el constructor tiene en sus manos una importante herramienta que le será útil para buscar la forma más funcional de ubicar el proyecto. Estudio de ruta para el trazado de carreteras El proceso de estudio del trazado de una carretera implica una búsqueda continua, una evaluación y selección de las posibles líneas que se pueden localizar en cada una de las fajas de terreno que han quedado como merecedoras de un estudio más detallado después de haber practicado los reconocimientos preliminares y la evaluación de las rutas. La finalidad de este estudio es la de establecer en dichas fajas la línea o líneas correspondientes a posibles trazados de la carretera. Para ello es necesario llevar a efecto un minucioso reconocimiento adicional sobre las rutas

seleccionadas.

Dos

enfoques

posibles

para

efectuar

los

reconocimientos de campo; el aéreo y el terrestre, utilizados por separado o conjuntamente. El método terrestre es aconsejable cuando, después de

haber llevado a término los reconocimientos preliminares los posibles alineamientos del trazado han quedado bien definidos; asimismo, cuando el ancho de la faja de derecho de vía es reducido y cuando el uso de la tierra es escaso. El método aéreo, en cambio, es preferible cuando durante dichos reconocimientos no ha sido posible precisar los alineamientos del trazado; cuando el terreno es muy accidentado y cuando el uso de la tierra, es muy intenso. En última instancia, la selección del método a usar para el reconocimiento de campo deberá basarse en un análisis comparativo de los costos que origine cada una de las técnicas posibles y en la disponibilidad de tiempo acorde a las exigencias de cada una de ellas. En lo que sigue, se trata solamente el método terrestre, ya que el método aerofoto gráfico no es materia de este curso. Entre dos o más puntos que van a unirse con una carretera pueden trazarse numerosas líneas. El problema radica en seleccionar la que mejor satisfaga las especificaciones técnicas que se hayan establecido. Por eso, en esta fase, las características topográficas de la zona a explorar, la naturaleza de los suelos y el drenaje son determinantes. Como quiera que el método de estudio variará según se trate de terreno plano o accidentado, se van a considerar por separado estas distintas topografías.

Tipos de carreteras Clasificación Oficial: Los organismos oficiales en Venezuela clasifican las carreteras rurales de la siguiente manera: Troncales Carreteras que contribuyen a la integración nacional, y al desarrollo económico

del

país,

provee

la

interconexión

regional,

nacional

e

internacional. Absorben altos volúmenes de tránsito entre los centros poblados de mayor importancia del país. Locales Carreteras de interés regional, pues permiten la comunicación entre centros poblados y vías de mayor importancia y reúnen el transito proveniente de ramales y subramales. Ramales Carreteras de interés local que interconectan centros poblados de menor importancia y proveen acceso de éstos a vías principales. Tiene la función de recolectar el transito proveniente de los fundos, fincas y sitios aislados. Subramales Carreteras que proveen acceso a fundos, fincas y otras explotaciones y centros aislados, y además cumplen la finalidad de incorporar al país regiones completamente aisladas. Caminos Carreteros Carreteras cortas para el servicio de caseríos, vecindarios, etc. Según su Importancia: Principales Son aquellas troncales, transversales y accesos a capitales que cumplen la función básica de integración de las principales zonas de producción y de consumo del país y de éste con los demás países. Secundarias Aquellas vías que unen cabeceras municipales entre sí o que provienen de una cabecera municipal y conectan con una principal.

Vías Es cualquier espacio de dominio común por donde transitan los peatones o circulan los vehículos. Las vías públicas se rigen por la normativa internacional, nacional y local en su construcción, denominación, uso y limitaciones; con el objetivo de preservar unos derechos esenciales (a la vida, a la salud, a la libertad, a la propiedad, a transitar, etc.). A diferencia de las vías privadas, que las regulan sus dueños, tanto en sus características como accesibilidad. Clasificación funcional de las vías La red viaria urbana se clasifica atendiendo a la categoría de tráfico que circula por ella y a las funciones de acceso a las áreas colindantes, esto se hace para conseguir un aumento de la capacidad y la seguridad, reduciendo en la mayoría de los casos el impacto ambiental al concentrar movimientos con características similares en las infraestructuras adecuadas, en definitiva lo que se pretende es adaptar el viario a un tipo de tráfico homogéneo. Los grupos en los que se clasifica la red viaria urbana son: Vías primarias Diseñadas para canalizar los movimientos de larga distancia. Cumplen condiciones de conexión-distribución de los vehículos que acceden a la ciudad o la atraviesan sin detenerse. Forman parte de un itinerario más amplio de características urbanas o metropolitanas. Suelen tener control total o parcial de accesos. Todas las carreteras de la Red del Estado pertenecen a la clasificación de Vías Primarias. Vías colectoras Admiten funciones de distribución de tráficos urbanos e interurbanos hasta la red local. Se trata de viario intermedio, a menudo sin continuidad en itinerarios más amplios. Los movimientos urbanos son predominantes y determinan el diseño de la vía.

Vías locales Constituidas principalmente por aquellas vías donde la función principal es la de acceso a los usos ubicados en los márgenes. En las vías locales, los movimientos de larga distancia son de muy pequeña importancia frente al tráfico urbano y, dentro de éste, los movimientos de paso son minoritarios frente a los movimientos de acceso a las actividades ubicadas en las márgenes de la vía. Volumen de transito Es el número de vehículos que pasa por un punto a lo largo de una carretera o de un carril durante una unidad de tiempo determinado. Este se mide en vehículos por días, vehículos por hora, etc. Al proyectar una carretera o calle es de vital importancia que se conozcan y estudien las variaciones periódicas de los volúmenes de transito al interior de la arteria vial constituyente de la infraestructura física o componente estático de los sistemas de tránsito, para así garantizar el adecuado funcionamiento de calles o carreteras. Para las vías ya existentes los resultados obtenidos de este estudio realizado servirán para estimar y plantear soluciones a problemas de tránsitos. Tipos de transito Transito Normal Es aquel que no cambia su ruta por la ejecución de un proyecto. Transito desviado Es aquel que cambia su ruta por efectos del proyecto pero mantiene su origen y destino. Transito Transferido Es aquel que por efecto del proyecto cambia su origen y/o destino.

Transito Generado Es aquel tránsito vehicular que se incorpora a la ruta del proyecto por cualquier circunstancia y que antes no circulaba por ningún tramo del proyecto. Tránsito vehicular Es el fenómeno causado por el flujo de vehículos en una vía, calle o autopista. Se presenta también con muchas similitudes en otros fenómenos como el flujo de partículas (líquidos, gases o sólidos) y el de peatones. Diseño geométrico de las vialidades Es la técnica de ingeniería civil que consiste en situar el trazado de una carretera o calle en el terreno. Los condicionantes para situar una carretera sobre la superficie son muchos, entre ellos la topografía del terreno, la geología, el medio ambiente, la hidrología o factores sociales y urbanísticos. El primer paso para el trazado de una carretera es un estudio de viabilidad que determine el corredor donde podría situarse el trazado de la vía. Generalmente se estudian varios corredores y se estima cuál puede ser el coste ambiental, económico o social de la construcción de la carretera. Una vez elegido un corredor se determina el trazado exacto, minimizando el coste y estimando en el proyecto de construcción el coste total, especialmente el que supondrá el volumen de tierra desplazado y el firme necesario. Suelos El suelo está compuesto por minerales, materia orgánica, diminutos organismos vegetales y animales, aire y agua. Es una capa delgada que se ha formado muy lentamente, a través de los siglos, con la desintegración de las rocas superficiales por la acción del agua, los cambios de temperatura y el viento. Las plantas y animales que crecen y mueren dentro y sobre el

suelo son descompuestos por los microorganismos, transformados en materia orgánica y mezclados con el suelo. Tipos de suelos Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su estructura y otra de acuerdo a sus formas físicas. Por estructura: Suelos arenosos No retienen el agua, tienen muy poca materia orgánica y no son aptos para la agricultura. Suelos calizos Tienen abundancia de sales calcáreas, son de color blanco, seco y árido, y no son buenos para la agricultura. Los suelos limosos Tienen gránulos de tamaño intermedio, son pesados y con pocos nutrientes. Suelos humíferos (tierra negra) Tienen abundante materia orgánica en descomposición, de color oscuro, retienen bien el agua y son excelentes para el cultivo. Suelos arcillosos Están formados por granos finos de color amarillento y retienen el agua formando charcos. Si se mezclan con el humus que es la sustancia compuesta por ciertos productos orgánicos de naturaleza pueden ser buenos para cultivar. Suelos pedregosos Formados por rocas de todos los tamaños, no retienen el agua y no son buenos para el cultivo.

Suelos mixtos Tiene características intermedias entre los suelos arenosos y los suelos arcillosos. Por características físicas: Litosoles Se considera un tipo de suelo que aparece en escarpas y afloramientos rocosos, su espesor es menor a 10 cm y sostiene una vegetación baja, se conoce también como leptosoles que viene del griego leptos que significa delgado. Cambisoles Son suelos jóvenes con proceso inicial de acumulación de arcilla. Se divide en vértigos, gleycos, eutrícos y crómicos. Luvisoles Presentan un horizonte de acumulación de arcilla con saturación superior al 50%. Acrisoles Presentan un marcado horizonte de acumulación de arcilla y bajo saturación de bases al 50%. Gleysoles Presentan agua en forma permanente o semipermanente con fluctuaciones de nivel freático en los primeros 50 cm. Fluvisoles Son suelos jóvenes formados por depósitos fluviales, la mayoría son ricos en calcio. Rendzina

Presenta un horizonte de aproximadamente 50 cm de profundidad. Es un suelo rico en materia orgánica sobre roca caliza. Vertisoles Son suelos arcillosos de color negro, presentan procesos de contracción y expansión, se localizan en superficies de poca pendiente y cercanos escurrimientos superficiales. Características de los suelos Las características de cada suelo dependen de varios factores. Los más importantes son el tipo de roca que los originó, su antigüedad, el relieve, el clima, la vegetación y los animales que viven en él, además de las modificaciones causadas por la actividad humana. El tamaño de las partículas minerales que forman el suelo determina sus propiedades físicas: textura, estructura, capacidad de drenaje del agua, aireación. Los gránulos son más grandes en los suelos arenosos. Estos son sueltos y se trabajan con facilidad, pero los surcos se desmoronan y el agua se infiltra rápidamente. Tienen pocas reservas de nutrientes aprovechables por las plantas. Importancia del estudio de suelo en el diseño de pavimentos La metodología seguida para la ejecución del estudio de suelos, comprende básicamente una investigación de campo a lo largo del prisma vial definido por el eje de la carretera del proyecto. Mediante la ejecución de prospecciones de exploración (calicatas) se observaron las características del terreno de fundación, para luego obtener muestras representativas y en cantidades suficientes para ser sometidas a ensayos de laboratorio. Finalmente con los datos obtenidos en ambas fases se realizan labores de gabinete, para consignar luego en forma gráfica y escrita los resultados del estudio.

La estructuración de un pavimento obedece a una disposición de las diversas capas y a las características de los materiales empleados en su construcción, las cuales pueden ofrecer una variedad de posibilidades, de tal manera que puede estar formado por sólo una ó varias capas, y a su vez, éstas pueden ser de materiales naturales seleccionados, procesados o sometidos a algún tipo de tratamiento o estabilización. La actual tecnología contempla una gama muy diversa de secciones estructurales que pueden ser utilizadas y que se encuentran en función de los distintos factores que intervienen en la performance de una vía, como son: solicitaciones de tránsito, tipo de suelo, importancia de la vía, condiciones de drenaje, recursos disponibles. Asimismo la superficie de rodadura, tiene el propósito principal de proporcionar una superficie uniforme, de textura apropiada, resistente a la acción del tránsito, medio ambiente (intemperismo) y de otros agentes perjudiciales, así como transmitir adecuadamente al terreno de fundación, los esfuerzos producidos por las solicitaciones impuestas por el tránsito. El proyecto,

material

del

presente

estudio

tiene

consideraciones

preestablecidas por las consideraciones que son expuestas en el presente y se ha adoptado como solución una superficie granular de rodadura. Pavimentos Es la capa constituida por uno o más materiales que se colocan sobre el terreno natural o nivelado, para aumentar su resistencia y servir para la circulación de personas o vehículos. Entre los materiales utilizados en la pavimentación Tipos de pavimentos Pavimento articulado Posee una capa de hormigón que se caracteriza por ser muy resistente y flexible. Además se le agregan varios elementos como el cemento. Todos los

materiales deben ser colocados da tal manera que resulten homogéneos. Puede ser utilizado durante largos períodos de tiempo ya que resulta muy resistente ante el desgaste y el agua. Es muy utilizado para la circulación de vehículos, además para que el agua no se acumule. Algunos lugares donde se lo ve regularmente es en calles, aeropuertos, entrada a puentes, cunetas, muelles, sendas peatonales, entre muchos otros. Un gran inconveniente que es normal que se produzca en este tipo de pavimentos, se relaciona con la falla de la base. En este caso el arreglo puede resultar muy costoso. Pavimento rígido Está sostenido sobre una capa de material, está dotado de una losa de cemento hidráulica. Estos tienen la capacidad de soportar cargas pesadas gracias a su base de concreto. Estos tipos de pavimento son bastante económicos, sobre todo a la hora del mantenimiento. Además al ser muy resistente puede ser utilizado durante mucho tiempo, son fáciles para construir. Existen diversas clases de éste, algunos de ellos son reforzados, simple, pre esforzado, entre otros. Son muy utilizados en las ciudades y fábricas de trabajo industrial. Pavimento flexible Reciben este nombre ya que pueden flexionarse o dicho de otra manera son maleables. Estos pavimentos se encuentran sostenidos sobre un par de capas flexibles y de base granular. Este resulta muy costoso, tanto en la construcción, como en el mantenimiento. Es utilizado en zonas donde hay mucho tránsito, como calles, parques de estacionamiento, veredas, entre otros. Pavimento Semi-rígido Este pavimento, también conocido como pavimento compuesto, es muy similar al flexible, pero también al de tipo rígido. La parte flexible suele estar

en la parte superior, mientras que la rígida en la parte inferior. Además es común que posea una capa de cemento o concreto. Gracias al cemento, es estable y puede soportar cargamentos muy pesados, como aviones o camiones. Capas de pavimento Los diferentes métodos de diseño, como AASHTO 93, 98 y PCA 84, consideran al menos las siguientes capas para el diseño estructural de los pavimentos de concreto: Subrasante Es el suelo de cimentación del pavimento, pudiendo ser suelo natural, debidamente perfilado y compactado; o material de préstamo, cuando el suelo natural es deficiente o por requerimiento del diseño geométrico de la vía a proyectar. Los materiales que pueden ser empleados como subrasante serán de preferencia materiales de tipo granular. Subbase Es la capa que está apoyada sobre la subrasante, compuesta por materiales granulares de buena gradación. Deberá ser perfilada y compactada entre el 95% y 100% de su máxima densidad seca mediante el ensayo proctor estándar. El empleo de una subbase implica mejorar la capacidad de soporte de suelo que se traduce en una reducción del espesor de carpeta de rodadura. Sin embargo, el impacto no es significativo. Base Para el pavimento de concreto no es común pero podría darse el caso en situaciones extremas. En ese caso la base constituye la capa intermedia entre la subbase y la carpeta de rodadura y utiliza materiales granulares de excelente gradación.

Bases estabilizadas con cemento Las bases estabilizadas permiten el empleo de materiales locales y reciclados,

teniendo

como

ventajas:

subbases

menos

erosionables,

reducción de esfuerzos de tensiones y de flexiones, mejoramiento de la transferencia de carga entre paños, entre otras. Se podrá estabilizar con cemento siempre y cuando el material a estabilizar sea libre de partículas orgánicas, con equivalentes de arena superiores a veinte. Carpeta de rodadura Está conformada por mezcla de concreto hidráulico. Los métodos de diseño especifican diseños de mezcla con Módulo de Rotura a la Flexión (MR) superiores a 42 Kg/cm2, o su equivalente a f´c = 280 Kg./cm2. Capas del Pavimento flexible La típica estructura de un pavimento flexible consta de las siguientes capas: Capa superficial Esta es la capa superior y la capa que entra en contacto con el tráfico. Puede estar compuesta por uno o varias capas asfálticas. Base Esta es la capa que se encuentra directamente debajo de la capa de Superficial y, en general, se compone de agregados (ya sea estabilizado o sin estabilizar). Capa Sub-base Esta es la capa (o capas), están bajo la capa de base. La Sub-base no siempre es necesaria.

Duración de un Pavimento Flexible Para pavimentos flexibles, la estrategia de diseño seleccionado deberá presentar un mínimo inicial de duración de ocho años antes de que sea obligatoria la superposición de otra capa. En general la duración óptima debería estar diseñada para un período de 20 años. Cuanto mayor sea el módulo que se añada a la capacidad estructural de las capas de pavimento. La carga se distribuye a lo largo de un área más amplia de la sub-base o suelo de apoyo. Capas de rodamiento Es la capa situada en la superficie del pavimento y tiene como función principal permitir la circulación de los vehículos. Capa de material seleccionado Es una capa de material granular, colocada entre una sub-rasante muy plástica y una losa de concreto, con el propósito de producir la separación de aquella. Su función principal es evitar que se produzca el fenómeno de surgencia que puede ocasionar la destrucción total de la losa de concreto. Los demás propósitos que cumple esta capa es proporcionar una mejor plataforma, para el vaciado de la losa, que proporcionan las arcillas, sirve de drenaje, controla los efectos que los asentamientos de la arcilla, pueden provocar en la losa y controla los efectos de cualquier hinchamiento de la sub-rasante puede producir a la losa de concreto. Losa de Concreto Esta tiene las funciones que la capa de base y a capa de rodamiento tiene en los pavimentos flexibles. La losa de concreto debe soportar, las cargas vehiculares y al mismo tiempo proporcionar una superficie de rodaje adecuado.

Unidades de diseño Unidades del diseño Controla las unidades que se utilizan en los diseños. Cuando se cambia de un sistema de unidades a otro, Rhino solicita si desea escalar la geometría automáticamente para adecuarla al cambio de unidades. Tolerancia absoluta Tolerancia en unidades que se utiliza al crear nueva geometría que no puede ser totalmente precisa. Por ejemplo, recortar superficies, desfasar y realizar operaciones booleanas normalmente crea geometría aproximada. Tolerancia relativa Define la tolerancia relativa utilizada en algunos comandos. Si, en esos comandos, la tolerancia relativa es menor que la tolerancia absoluta, se utilizará la tolerancia relativa. Tolerancia de ángulo Define la tolerancia de ángulo utilizada en algunos comandos para crear, modificar o calcular la geometría. Factores que influyen en el diseño de un pavimento Entre los factores que influyen en el diseño geométrico de carreteras se encuentran: Tráfico Tener conocimiento del tráfico al que va a estar sometido una carretera es de vital importancia para proyectarla, hay que tener conocimiento del número total de vehículos, su tipo, distribución en el tiempo y su factor de crecimiento anual; no solo para determinar la sección transversal más adecuada; sino también las pendientes longitudinales máxima admisible, su

longitud, la calidad que debe poseer la estructura del pavimento; entre otras cuestiones. Para poder determinar el tráfico se realizan estudios especializados de origen y destino, conteos manuales y electrónicos de los vehículos que nos dan a conocer el tráfico total del año, el tráfico medio diario y el tráfico horario. El tráfico total del año, es el número total de vehículos, de todos los tipos, que pasan por un punto determinado de la vía durante un año. Esta medida sirve para determinar las dimensiones de la sección transversal de la vía, la cual es importante para valorar la importancia económica de esta. El tráfico medio diario Es el total del año dividido entre los 365 días que tiene el año. Este se conoce más como promedio anual de intensidad diaria de tránsito (PAIDT). Este también se utiliza para valorar la importancia económica de la vía y justificar las inversiones que se deben realizar. El tráfico horario Como analiza un período corto del día (una hora) sí nos sirve para calcular la sección transversal de la carretera. Calcular la vía para el tráfico horario máximo del año traerá como resultado, que la vía este subutilizada en las restantes horas del año. Debido a esto, como norma se adopta la hora 30 del año la cual es aquella cuyo tráfico se excede 30 horas al año. Este tráfico horario suele ser del 12 al 18% del tráfico medio diario (PAIDT). Es de gran importancia conocer que cuando se proyecta una vía no debe hacerse solo para el tráfico actual, sino que también hay que tener en cuenta el posible aumento del mismo para un periodo de 10 a 20 años. Topografía Para realizar la construcción de una carretera donde la misma sea lo más económica posible hay que tratar de que el recorrido de esta sea el mínimo

posible, que los movimientos de tierra para alcanzar la cota de la subrasante de proyecto sea un mínimo también; y que se cumplan todas las normas y principios del diseño geométrico. Todas estas condiciones son difíciles de logra en un proyecto, pero deben lograrse en él las mayores ventajas. Para lograr esto se tiene que tener un buen dominio del relieve del terreno, planos y fotos aéreas de la zona donde se va a realizar la construcción. Las condiciones topográficas de la región Son un factor muy importante al seleccionar la situación de un nuevo trazado y son las que primero deben ser analizadas para poder establecer las diferentes alternativas de unión entre los puntos extremos a enlazar. Según las condiciones topográficas, se pueden definir tres tipos de trazados: Trazado en valle. Trazado por las divisorias de las aguas. Trazado perpendicular a la divisoria. Trazado en valle En este los tramos de trazado siguen el curso de un río. En dependencia de las condiciones topográficas y geológicas; el trazado en valle puede estar ubicado en un mismo lado del río o cruzándole hacia uno y otro lado. El eje de la vía puede situarse directamente al lado del río; en terraplén o si fuese necesario a media ladera. La ventaja que este tiene es que satisface las necesidades de la región, ya que las industrias y poblaciones se encuentran cerca de ríos. La mayor desventaja que este tiene es que hay que construir una gran cantidad de obras de fábrica ya que con este tipo de trazado se atraviesan un gran cantidad de arroyos, y que en cause muy serpenteantes se aumenta la longitud del trazado ver en fig. 1.

Figura 1. Trazado en valle Trazado por las divisorias de las aguas Este se sitúa sobre la divisoria de las aguas. Este trazado se podría llamar como el ideal, ya que el movimiento de tierra resulta ser un mínimo y; además;

disminuyen

considerablemente

los problemas de

drenaje

superficial. Ver figura 2.

Figura 2. Trazado por las divisorias de las aguas Trazado perpendicular a la divisoria Este tipo de trazado es el de mayor probabilidad de ocurrencia, presenta las ventajas de obtener un acortamiento del trazado y se pueden cumplir las especificaciones de diseño: aunque en terrenos muy ondulados y montañosos, a expensas de grandes movimientos de tierra. Ver figura 3.

Figura 3. Trazado perpendicular a la divisoria Bases legales En las bases legales se incluyen todas las referencias que soportan el tema o el problema de investigación. Las bases legales se deben interpretar claramente de acuerdo a la necesidad propuesta o diseño y calculo en los proyectos de vialidad. Entre las bases legales que sustentaron la presente investigación, están las siguientes: Constitución de la República Bolivariana de Venezuela (Capitulo IX) De los Derechos Ambientales; Artículo 128. El estado desarrollara una política de ordenación del territorio atendiendo a las realidades ecológicas, geográficas, poblacionales, sociales, culturales, económicas, políticas de acuerdo con las premisas del desarrollo sustentable, que incluya la información, consulta y participación ciudadana. Una ley orgánica desarrollara los principios y criterios para este ordenamiento. Minfra (Ministerio de Infraestructura) Normas y procedimientos técnicos en materia de conservación, administración y

aprovechamiento de la infraestructura vial (disposición transitoria sexta del decreto 1.535) Artículo 23. Las carreteras, puentes y autopistas cuya conservación, administración y aprovechamiento sean transferidas, no perderán su condición de vías de comunicación nacional, pero quedaran bajo la exclusiva competencia y responsabilidad de cada estado, correspondiéndole la ejecución de los proyectos, programas, obras y demás actividades conexas para la conservación, administración y aprovechamiento de dichas obras. Las vías de comunicación nacionales están bajo la responsabilidad de cada estado al cual sean asignadas teniendo estos la responsabilidad de su administración, mantenimiento, conservación y aprovechamiento de la misma. Normas para el proyecto de carreteras, MTC 1985; Establece principalmente los procedimientos e indicaciones para la planificación y el diseño geométrico de las vías que es la parte más importante de un proyecto de construcción o mejoramiento de una vía y establecen las reglas guiándose hacia una operación segura, uniforme y eficiente de todos los elementos que componen el transito que deben seguirse para la elaboración de un buen trabajo en base a numerosos estudios que se han realizado a nivel mundial. Los requisitos y características técnicas establecidas en el reglamento están orientados a la protección y seguridad d las personas, los usuarios del transporte y del tránsito terrestre, así como la protección del medio ambiente y el resguardo de la infraestructura vial y las características geométricas de la vía (ancho, pendiente, curvatura), tipo de superficie (troncha, afirmado, tratamiento superficial, carpeta asfáltica), deterioros en la vía ( baches,

hundimientos, ahuecamientos, entre otros) y las señalización o dispositivos de control de tránsito tales como semáforos y señales restrictivas. Según resolución del ministerio de transporte y comunicaciones, de fecha 20 de noviembre de 1985 “Se declara de obligatorio cumplimiento las norma para el proyecto de carreteras. Normas para el diseño de carreteras Covenin 2000-1987. 401.02 Consideraciones generales. 1. Normas para el diseño geométrico de carreteras del ministerio de transporte y comunicaciones 1987. 2. Manual de vialidad urbana del ministerio de desarrollo urbano. 3. AASTHO. 1994. Diseño geométrico de carreteras y calles, tomo 1Elementos. Capitulo II “Controles y criterios de diseño” Capitulo III “Elementos de diseño” Capitulo IV “Elementos de sección transversal”. 4. NORVIAL. 1975. (Normas para el proyecto de carreteras). El contenido de estas normas resulta de gran utilidad, a las personas vinculadas a la planificación y al proyecto de las diferentes instalaciones viales

CAPÍTULO III MARCO METODOLOGICO Modalidad de la investigación La modalidad de esta investigación se refiere a la manera práctica y sencilla que se adopta para cumplir con los objetivos en estudio. Por tal motivo en esta investigación se adoptó la modalidad de proyecto factible apoyado en una investigación de campo. A tal efecto Manuel J. (2006) describe que: “los proyectos factibles consisten en la investigación, el desarrollo y la elaboración de una propuesta con la que se pueda dar posibles soluciones a organizaciones o grupos sociales” (p. 11). En cuanto a la investigación de campo se refiere a el análisis sistemático de problemas en la realidad con el propósito bien sea de descubrirlo, interpretarlos, entender su naturaleza y factores influyentes. De igual modo el estudio es de campo, ya que recoge información directamente donde se dan los hechos en este caso es el sector milenio, municipio Maturín estado Monagas. Tipo de investigación de acuerdo al nivel El tipo de investigación señala el nivel de profundidad con el cual el investigador aborda el fenómeno u objeto de estudio, la escogencia va a depender de los resultados que se desean lograr al final. El estudio se enmarco dentro de una investigación de carácter descriptivo, según Arias

(2006) “La investigación descriptiva consiste en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin de establecer su estructura o comportamiento”. En definitiva permiten medir la información recolectada para luego describir, analizar e interpretar sistemáticamente las características del fenómeno estudiado con base en la realidad del escenario planteado. La investigación es descriptiva dado que detalla, analiza e inspecciona la zona para así conocer la situación actual y en función de su descripción poder determinar el diseño geométrico y estructural más adecuado según las normas de vialidad establecidas. Unidad de Estudio Según Hurtado J. (2000) Dice respecto a la unidad de estudio lo siguiente; “Se refiere al contexto, al ser o entidad, poseedores de la característica, evento o cualidad o variable, que se desea estudiar, de acuerdo a esto la unidad de estudio lo comprende el sector Milenio, ubicado en Santa Elena de las Piñas, parroquia Boquerón, municipio Maturín estado Monagas, el cual aportara los datos necesarios para el diseño geométrico estructural. Técnicas e Instrumentación de Recolección de Datos La recolección de datos es un proceso estrechamente relacionado con el análisis de los mismos, sin embargo cada tipo de investigación requiere técnicas apropiadas a utilizar y cada técnica establece sus propios instrumentos, herramientas o medios a emplear, esxisten variadas técnicas de instrumentos para recolectar datos de una muestra acerca del problema de la investigación y de las hipótesis de trabajo. Según Tamayo y Tamayo (1997) “la recolección de datos se puede definir como la etapa del proyecto de investigación que sucede en forma inmediata al planteamiento del

problema. Es decir, cuando se obtienen los elementos que determinan lo que se va a investigar, seguidamente se pasa al campo en estudio para poder efectuar la recopilación o recolección de datos.” Revisión Documental Se utilizó como instrumento la recopilación de información, selección y acopio de contenido de libro, normas, tesis, guías, internet entre otros, en este sentido, Hurtado (2010), señala que la revisión documental es una técnica que permite el estudio de problemas con el propósito de ampliar y profundizar el conocimiento de su naturaleza, basándose en la revisión, clasificación y jerarquización de datos de contenido en fichas bibliográficas y documentales (p. 338), para esta se pueden identificar elementos importantes aclarando así la relevancia y utilidad de la información obtenida para el contenido de la investigación. Observación Directa Según Sierra (1991), la observación directa simple es la inspección y estudio realizado por el investigador mediante el empleo de sus propios sentidos especialmente de la vista, con o sin ayuda de aparatos técnicos, de las cosas y hechos de interés social tal como son o tienen lugar espontáneamente en el tiempo en que acaecen y con arreglos a las exigencias científicas (p. 253). Censo Poblacional Se visitara la comunidad en diversas oportunidades para poder obtener la cantidad de habitantes del sector Milenio mediante el censo poblacional, se recolectara toda información requerida sobre el problema en estudio.

Levantamiento topográfico Se realizara el levantamiento topográfico para obtener una idea detallada de la superficie del terreno y así también los elementos geométricos de la vía. Técnicas de Procesamiento y Análisis de Datos De acuerdo con Arias (1999), las técnicas de procesamiento y análisis de datos contienen “las distintas operaciones a las que serán sometidas, los datos que se obtengan: clasificación, registro, tabulación y coordinación si fuera el caso” (p.53). Análisis Cualitativo Según Sabino Sampieri, Fernández y Baptista (2003). El análisis cualitativo se define como: “un método que busca obtener información de sujetos, comunidades, contexto, variables o situaciones en profundidad asumiendo una postura reflexiva y evitando a toda costa no involucrar sus creencias o experiencias”. (p.451-452). Análisis Cuantitativo Según Sabino (2002), el análisis cuantitativo se efectúa con toda la información numérica resultante de la investigación. “Esta, luego del procesamiento que ya se le habrá hecho se nos presentara como un conjunto de cuadro, tablas y medidas, a las cuales se le han calculado sus porcentajes y presentado convenientemente”. (p.134)

CAPITULO IV RESULTADOS Diagnosticar La Situación De La Vía, Para Determinar Los Requerimientos Necesarios A Implementar El Diseño Geométrico Y Estructural Del Pavimento En Ella. En las visitas en el sector Milenio se observaron los múltiples problemas que enfrentan los habitantes, como lo son la falta de vialidad y aceras que faciliten el acceso a la zona (ver figuras 4, 5, 6, y 7 pág. 36 y 37), principalmente afectando el traslado de sus habitantes que deben atravesar las calles para dirigirse a su destino. Se pudo notar la molestia de las personas que allí residen debido a que los vehículos no pueden desplazarse libremente por el mal estado en que se encuentra la zona. Actualmente el sector está conformado por 119 viviendas, para llevar a cabo el proceso de descripción del mismo se realizaron varias visitas de campo, las cuales consistieron en una inspección preliminar para determinar las irregularidades que presenta el sector en cuanto a los servicios de electricidad y agua potable que ha sido colocado por los organismos competentes. La zona está distribuida de la siguiente manera: por calles principales y transversales, el ancho aproximado de las calles es de 3 metros. Este análisis que se proyectó permitió diagnosticar la condición actual y criterio a adoptar para darle solución al problema que se está planteando como lo es la falta de vialidad en función de los objetivos establecidos.

Memoria fotográfica de la situación actual del Sector Milenio

Figura 4. Realizada por el autor (2016)

Figura 5. Realizada por el autor (2016)

Figura 6. Realizada por el autor (2016)

Figura 7. Realizada por el autor (2016)

Levantamiento Topográfico Para lograr que el camino tenga el mejor y más económico acomodo en el terreno y esté debidamente protegido contra la acción destructora del agua, que es su peor enemigo, se recurre primero a la localización, incluyendo en este las obras de drenaje. La localización tiene por objeto fijar los puntos obligados, dentro de la ruta del camino. Antes de proceder a la localización es preciso definir la ruta, tomando en cuenta las poblaciones y recintos que tocara el camino. Procede la localización de los puntos obligados intermedios dependientes de la topografía del terreno, de su características, físicas o geológicas, tales como puertos o cruces de ríos y los necesarios para evitar pantanos, médanos etc. La localización ideal de un camino vecinal es la que a menor costo de construcción, produce el mínimo costo de operación del tránsito actual y del que tendrá después de diez años, sin necesidad de cambios de importancia. La topografía del terreno, es un factor determinante en la elección de los valores de los diferentes parámetros que intervienen en el diseño de una vía. Cuando el terreno es bastante grande o existen obstáculos que impiden la visibilidad necesaria, se emplea el levantamiento de un terreno por medio de Poligonales, que consiste en trazar un polígono que siga aproximadamente los linderos del terreno y desde puntos sobre este polígono se toman detalles complementarios para la perfecta determinación del área que se desea conocer y de los accidentes u objetos que es necesario localizar.

Las características geométricas de un terreno se determinan a través de un levantamiento topográfico; debido a que este, es la base necesaria para cualquier proyecto de Ingeniería por ser la manera idónea para determinar la superficie exacta, límites y altura de los diferentes puntos del terreno. Así el estudio de la topografía del sector Milenio (ver anexo A). Se hizo necesario el diseño geométrico de la vialidad, puesto que permitió obtener los puntos notables percibidos por coordenadas dentro de un plano horizontal, las cotas de dichos puntos mediante el desnivel existente, además de obtener las distancias y pendientes entre los mismos. Por ende todos los datos obtenidos en el levantamiento topográfico son de real importancia en el proceso de diseño geométrico de la vialidad; ya que de cierto modo permite otorgar acceso sin dificulta a los habitantes de la comunidad, entender el comportamiento del recorrido natural de las aguas provenientes de las precipitaciones y así evitar el estancamientos de estas.

Etapas Del Estudio Topográfico Debido a que este tipo de diseño depende primordialmente de la forma del terreno, ya que son unas características geométricas las que inciden directamente en los parámetros que requiere la vialidad para un correcto diseño y funcionamiento, se hace necesario para su elaboración establecer dos etapas como lo son trabajo de campo y de oficina.



Trabo de Campo

Consiste en la recopilación de datos a la localización de puntos a lo largo y ancho del terreno con la ayudad de la estación total y el prisma, que permitieron conocer directamente las coordenadas de la poligonal de estudio y las curvas de nivel dispuestas en el área, y puntos específicos de cotas en bateas, estableciendo como lugar de referencia las coordenadas de un punto conocido que fuera más cercano, las coordenadas y cotas de los puntos tomados. 

Trabajo de Oficina

En el trabajo de oficina se graficaron todos los puntos recolectados para obtener los planos y perfiles del terreno representado, así como la posición geográfica del sector, ubicación y número de viviendas (ranchos), linderos, áreas adyacentes, entre otros detalles importantes para el diseño de la carretera; esta información es de suma importancia debido a que son las características del terreno las que definirán la forma de la vialidad a diseñar. Cuadro 1: Cómputos de Vialidad en Km. CALLE 1 = CALLE 2 = CALLE 3 = TRANSV.2= TRANSV.3= TRANSV.4= TRANSV.5= TRANSV.6=

COMPUTOS DE VIALIDAD EN KILOMETROS 798.65 MTS 200.00 MTS 308.97 MTS 163.41 MTS 81.31 MTS 147.78 MTS 46.71 MTS 60.52 MTS

TRANSV.7= TOTAL KM=

47.52 MTS 1854.87 KM

Cuadro 2: Cómputos de Vialidad En M3

CALLE 1 = CALLE 2 = CALLE 3 = TRANSV.2= TRANSV.3= TRANSV.4= TRANSV.5= TRANSV.6= TRANSV.7= TOTAL M3=

COMPUTOS DE VIALIDAD EN M3 CORTE RELLENO 4131.23 M3 1332.99 M3 265.10 M3 459.80 M3 345.58 M3 543.50 M3 184.77 M3 287.17 M3 92.46 M3 152.24 M3 278.03 M3 383.22 M3 66.38 M3 99.08 M3 93.96 M3 146.78 M3 78.76 M3 111.57 M3 5536.27 M3 3516.35 M3

Comportamiento del Flujo de Transito El proyecto de una carretera debe basarse en un conjunto de informaciones relacionadas con la misma, los datos de tránsito y sus características permitan saber si la vía a diseñar resiste las necesidades planteadas. Para el dimensionamiento de un pavimento es necesario determinar los efectos que las cargas de los vehículos causaran sobre él, por lo cual se debe conocer el número, tipos de vehículos que circulan por una vía, así como la intensidad de la carga y configuración del eje que aplica.

Existen varios métodos de muestreo a ser usados para los aforos de tránsito, en este caso utilizamos aforo manual, mediante la técnica de conteo visual permite registrar los vehículos haciendo trazos en un papel. Es posible conseguir datos que no pueden ser obtenidos por otros procedimientos, se obtiene un “conteo clasificado” ya que se contabiliza el número de cada vehículo que pasa por esa sección durante el tiempo de la medición. El conteo de fluidez vehicular que transita por el sector milenio se realizó con la finalidad de obtener un conocimiento detallado de la cantidad de vehículos que circula por el área

de estudio, determinando así las

cargas que afectara el diseño de la estructura del pavimento con el fin de obtener una representación acorde y optima a las necesidades requeridas. Se muestra el número, tipos de vehículos y horas en las cuales se efectuó el paso vehicular que se tomó en cuenta para realizar el estudio.

Estudio de Transito

Cuadro 3: Estimaciones del PDT en Función del Conteo Horario.

Promedio Diario Total de Conteo Horas Continuas Factor de de Tránsito Durante el Lapso de Conteo Medición (PDT) 7:00 am – 7:00 pm 12 0.754 = (Total Conteo) 8:00 am – 4:00 pm 8 0.504 / Hora Pico 1 0.083 (Factor de Medición). Nota. Tomado de Pavimentos Volumen I, Valencia, 2006. Corredor, G. (p 47).

Se realizó una medición de campo en cuanto al conteo vehicular que actualmente transita por el sector Milenio. La metodología empleada fue la del conteo diario presencial en una hora pico durante una semana continua, con esto se logró obtener la estimación del PDT, según lo previsto en el Cuadro 2. El conteo se realizó desde las 4:00 hasta las 5:00 de la tarde, por ser una de las horas con mayor tránsito vehicular en todas las carreteras a nivel nacional. A continuación se presenta el Cuadro 3, con la cantidad y tipo de vehículos contabilizados en el lugar: Cuadro 4: Conteo Vehicular en el sector Campo Real. Día Tipo De Vehículos Vehículo Liviano de pasajeros. Autobús de 2 ejes. Carga Liviana, Pickup, Camión Carga350 Pesada, Camión 750 o similar. Autobús de Tres Ejes. Camión de Tres Ejes.

Domingo

Lunes

Martes

Miércoles

Jueves

Viernes

Sábado

9

21

16

17

22

24

14

0

0

1

0

0

0

0

2

5

4

2

0

1

1

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Total:

11

26

21

20

22

25

15

Para obtener el Promedio diario de Tránsito, partiendo del tipo y período de conteo empleado, se procede a calcular el promedio diario de vehículos contabilizados y luego multiplicarlo por el factor de medición correspondiente, previsto en el Cuadro 2. A continuación se calcula el PDT:

 Factor de Medición

PDT =

PDT =

 0.083

PDT = 241 Vehículos. Además de la estimación del volumen de tránsito diario que circulará por la vía, resulta necesario conocer cómo se compone el tráfico vehicular, en cuanto al tipo de vehículos que transitarán por dicha carretera. A continuación, se procede a calcular la cantidad porcentual de tipos de vehículos en función de los datos recolectados mediante el conteo vehicular hecho en el sector: Cuadro 5: Porcentaje de Tipos de Vehículos. Tipo de Vehículo

Cantidad ∑conteo

Cantidad PDT

Porcentaje PDT

Vehículo Liviano de pasajeros. Autobús de 2 ejes. Carga Liviana, Pickup, Camión 350 o similar. Carga Pesada, Camión 750 o similar.

123 1 15

212 2 25

87.97 0.83 10.37

1

2

0.83

Total

140

241

100

Proyección del Tránsito Futuro Para el diseño de pavimentos es necesario hacer una estimación del tránsito futuro, con ello se prevén las solicitaciones futuras sobre dicha estructura, según las fluctuaciones en el tránsito, lo cual deriva a su vez en un mejor diseño. El período de diseño asumido para el diseño del pavimento es de ocho (8) años, lapso que corresponde a la importancia de esta vía de comunicación. El volumen de tránsito vehicular para el final del período de diseño adoptado para el pavimento flexible correspondiente al sector Milenio, se determina mediante la siguiente fórmula:

=

*

Donde: = Volumen diario de tránsito para el año “n”, al final del período de diseño. = Volumen diario de tránsito para el año inicial del período considerado. = Tasa de crecimiento anual durante el período de análisis, expresada en forma decimal. (Estimada en 2%). n = Número de años del período considerado.

= 241 * = 241 * 1.17

= 283 Vehículos.

Cargas Equivalentes Acumuladas en el Primer Año de diseño (

)

Se busca determinar este valor para el primer año de diseño con los datos recolectados, para luego con la estimación del crecimiento de tránsito vehicular en el futuro, poder obtener esas cargas para el final del período de diseño. Esta variable está en función a datos como el Promedio Diario de Tránsito y el porcentaje de vehículos pesados que transitan por la vía de estudio, pero además, está sujeta a otros factores que se verán más adelante. La ecuación que permite determinar las cargas equivalentes acumuladas en el primer año de diseño es la siguiente:

=

* %Vp * FC * Fds * Fuc * A * D

Donde: %Vp = Porcentaje de vehículos pesados, expresado en decimales. FC = Factor camión, según la flota de tipos de vehículos pesados a considerar. Fds = Factor adimensional de distribución del tránsito por sentido. Fuc = Factor adimensional de utilización del canal de diseño. A = Factor de ajuste por tránsito desbalanceado. D = Número de días por año en que las variables implicadas son aplicables. Uno de los valores más importantes es el que corresponde al término FC, el cual se define como "Factor camión", y es igual al número de cargas equivalentes promedio por camión, y se obtiene dividiendo el valor obtenido

al sumar el total de cargas equivalentes de cada camión, de un número dado de camiones (según su clasificación) que circulan por una sección de carretera, entre el número total de camiones considerados en la sumatoria de los ejes equivalentes. A continuación, se procede a determinar el factor camión (FC), a considerar para la obtención de las cargas equivalentes acumuladas para el primer año de diseño de la estructura de pavimento: El Cuadro 5, establece las cargas de ejes equivalentes que representan las configuraciones de ejes de los distintos tipos de vehículos de cargas existentes; cabe destacar que el eje equivalente es un eje patrón en función de las cargas de los ejes considerados en el diseño, establecido por la norma AASHTO para hallar el FC. Cuadro 5 Relación de Cargas para Determinar Ejes Equivalentes (EE) Tipo de Eje Eje Simple de Ruedas Simples EEs1 Eje Simple de Ruedas Dobles EEs2

Eje Equivalente EE8.2ton EEs1 = EEs2 =

Eje Tándem (1 Eje de Ruedas Dobles + 1 Eje de Ruedas Simples) EEta1

EEta1 =

Eje Tándem (2 Ejes de Ruedas Dobles) EEta2

EEta2 =

Eje Tándem Triple (2 Ejes de Ruedas Dobles + 1 Eje de Ruedas Simples) EEtr1

EEtr1 =

Eje Tándem Triple (3 Ejes de Ruedas Dobles) EEtr2

EEtr2 =

P = Peso Real de Ejes Expresado en Toneladas. Nota. Tomado de Manual de Carreteras, Suelos, Geología, Geotecnia y Pavimentos. 2013. SA Ing. Consultores. (p 85).

Según la contabilización del tráfico vehicular en el sector, se evidenció que en un porcentaje muy bajo, transitaron vehículos de carga liviana, autobuses de dos ejes simples y camiones de carga pesada tipo 750, éstos pudieran ser de dos ejes simples o un eje simple más un eje doble (eje tándem). Ahora bien, se calculará el FC solo en función a los vehículos de

carga pesada que se contabilizaron, suponiendo en ambos casos que los vehículos se encuentran cargados. Caso 1: En este caso, el peso total del Camión / Autobús, es de 19 toneladas, pesando el eje delantero (E1) 6 toneladas y el eje posterior simple de cuatro cauchos (E2) 13 toneladas.

Eje Individual

Eje 1

Eje 2

Carga (Ton)

6

13

Eje de Carga

EEs1

EEs2

Toneladas en Eje de Carga Factor de Equivalencia Ejes equivalentes causados por el paso de este vehículo.

6

13

0.683

6.317 7.000

Es decir, que el paso de este camión causa el mismo daño sobre el pavimento que el que causaría un “camión virtual de 7 ejes simples de cuatro ruedas, cada eje cargado con 8,2 toneladas.

Caso 2: En este caso, el peso total del Camión / Autobús, es de 26 toneladas, pesando el eje delantero (E1) 6 toneladas y el eje tándem doble posterior de cuatro cauchos por eje (E2 y E3) 10 toneladas en cada uno.

Eje Individual

Eje 1

Eje 2

Eje 3

Carga (Ton)

6

10

10

Eje de Carga

EEs1

Eje 2 + Eje 3 = EEta2

Toneladas en Eje de Carga Factor de Equivalencia

6

20

0.683

3.077 3.760

Ejes equivalentes causados por el paso de este vehículo.

Es decir, que el paso de este camión causa el mismo daño sobre el pavimento que el que causaría un “camión virtual de 3.76 ejes simples de cuatro ruedas, cada eje cargado con 8,2 toneladas.

Ahora se determina el factor camión FC para el tipo de vehículos de carga pasada que se consideran para el diseño, siendo cuyo factor el promedio de los ejes equivalentes de los mismos entre el número de tipos de vehículos, los cuales fueron solo dos: FC =

FC =

= 5.38

Dado la configuración de la vialidad del sector Campo Real, se tiene que el número de vehículos que entra al sector es el mismo que sale, puesto que hay solo una entrada con el suficiente ancho para proyectar una calzada de dos canales, asignando uno por sentido; en consecuencia, los factores de

utilización de canal (Fuc) y de distribución por sentido (Fds) serán igual a 1. Además, por el mismo motivo antes expuesto, se considera un tráfico vehicular balanceado, lo que coloca al factor A para tráfico desbalanceado igual a 1.

Con respecto al número de días a considerar para hallar las cargas equivalentes en el primer año de diseño, se consideran los días hábiles del año, suponiendo entonces la no circulación de vehículos de carga pesada en los días no laborables. Se consideran 270 días hábiles por año, siendo este el valor correspondiente a la variable D en la ecuación de las cargas equivalentes en el primer año de diseño. Es necesario destacar que el porcentaje de vehículos de carga pesada se asumirá en un 15 % del PDT, puesto que por ser el conteo, de solo 1 hora diaria, pudiera verse incrementado el tránsito de este tipo de vehículos, debido al margen de error que este tipo de conteo conlleva. Teniendo todas las variables, se procede a hallar el valor de

.

=

* %Vp * FC * Fds * Fuc * A * D

= 241 * 0.15 * 5.38 * 1.00 * 1.00 * 1.00* 270 = 52511.49

Cargas Equivalentes Totales en el Período de Diseño (REE)

La fórmula está en función del valor de

así como de un factor de

crecimiento en el tránsito vehicular. La misma se presenta en la siguiente expresión:

REE =

*

Dónde: TC = es la tasa de crecimiento promedio estimada para el tráfico vehicular durante el período de diseño, expresada en forma decimal. n = número de años de período de diseño.

REE = 52511.49 *

= 52511.49 * 8.58296905

REE = 450704

Elaborar un Estudio de Suelo

Se realizó un estudio de suelos en el sector, esto con la finalidad de detectar la capacidad portante en el terreno, además de otras características geomecánicas, cualidades importantes que condicionan el diseño de la estructura del pavimento. Los ensayos de laboratorio se realizaron a través del análisis de muestras procedentes de tres (3) calicatas hechas en el sector Milenio, el estudio fue llevado a cabo conforme a normas estandarizadas, cuyos resultados permiten conocer la estimación del

comportamiento del suelo. A continuación se mencionan los ensayos de laboratorio:  

Gravedad Específica. (ASTM D 2488). Análisis Granulométrico. (ASTM C 136).



Ensayo de Límite de Consistencia. (ASTM D-4318).



Proctor Modificado (ASTM D-1557).



Ensayo CBR. (ASTM D-1883). De acuerdo con los parámetros granulométricos, en las tablas se

señalan las clasificaciones del material en función del sistema unificado de clasificación de los suelos (S.U.C.S). Por su granulometría, el suelo está constituido principalmente por materiales Areno - Limosos y Arcillosos. Según la designación del sistema de clasificación empleado, se trata de un suelo tipo SM (Arenas- Limosas) y CL (Arcillas). Según la clasificación H.R.B del suelo, el material procedente de las calicatas 1 y 2 se ubica en el grupo A-6, subgrupo 4, el cual corresponde a suelos de material arcillosos, mientras que el material de la calicata 3, se clasifica como un A-2, subgrupo 2-6 (11), que corresponde a grava arenosa limosa arcillosa.

Figura 8. Curva Granulométrica del Suelo para Calicatas 1 y 2. En cuanto al estudio de relación de soporte CBR, los resultados arrojados muestran una relación de capacidad de soporte a nivel de la subrasante de un 6% para las calicatas 1 y 2, mientras que el material sustraído de la calicata 3 resultó de 9%; estos resultados suponen un material adecuado dentro de los límites permisibles en cuanto a la capacidad portante del suelo para una sub-rasante, cuya cota superior se encuentra a 0,50 metros de la cota superficial del suelo. Por último, en las calicatas no se observó presencia de agua, el estudio sugiere que el nivel freático no representa un tema relevante para la elaboración del diseño de la estructura del pavimento. Se sugiere la remoción de una capa de 0.50 metros de terreno, una nivelación según la pendiente longitudinal que se adopte para la calzada y la compactación de la capa sub-rasante al 95% de la máxima densidad seca obtenida en el ensayo proctor modificado; luego se plantea la colocación del material de la sub-base.

Figura 9. Densidad Máxima en Proctor Modificado para Calicatas 1 y 2.

Figura 10. Límites de Consistencia para Calicatas 1 y 2. Todos los datos obtenidos en el estudio de suelos realizado en el sector Milenio, constituyen un parámetro a considerar en la realización de un diseño óptimo de la estructura de pavimento flexible que proyecta para el

sector, además de las características geomecánicas del suelo, se considera otro actor de gran importancia, representado en el tráfico vehicular actual en el sector y una proyección futura del mismo, éste será el próximo tema a analizar en el presente capítulo. Para concluir este tópico, es importante mencionar que el estudio de suelos se observa ampliamente detallado en la sección de anexos adjunta al presente informe (Véase Anexo C).

Llevar a cabo el Diseño Geométrico y Estructural de la Vialidad del Sector El Milenio Diseño geométrico Para el diseño geométrico de la vialidad ha sido necesario realizar los alineamientos verticales del terreno, en los cuales se puede visualizar las cotas del terreno existente. La propuesta de diseño geométrico de la vialidad del sector consiste en establecer las dimensiones de la carretera, aceras y brocales que señalan las normas vigentes para el diseño geométrico de carreteras. También se establece la rasante, la cual nos permite mediante el cálculo de las secciones transversales de cada calle del sector se debe tomar en cuenta que su función principal es dar servicio a las casas “ranchos” que existen en el lugar, proporcionándoles acceso en las mejores condiciones posibles. Dicha carretera se clásica según el manual de vialidad urbana como sistema local, una vez analizadas las bases y criterios para el diseño geométrico de la vialidad, los parámetros que se tomaron son los siguientes:



Velocidad de operación entre 15 y 35km por hora



Bombeo de 2% (pendiente transversales de la calzada)



La capacidad para el diseño será un horizonte de 8 años



La carretera del sector tendrá una sección transversal de (1) canal de circulación por sentido, el ancho 3.00 metros c/u, brocales de 0,60 metros y aceras de 1,20 metros. Ver anexo (“X”)

Diseño de la estructura del pavimento Para la realización del diseño de esta estructura de pavimento se calculó a través del Método Venezolano para pavimentos flexibles llamado MTC82, este método conjuga resultados obtenidos de nuestro país por la aplicación del procedimiento de diseño derivado del experimento vial AASHTO, lo cual permite la incorporación de nuevos parámetros de diseño

tales

como:

la

temperatura,

características

del

suelo,

características de la mezcla, los cuales analizándolos para las condiciones del país toman en cuenta las características de los materiales y el régimen climático. La metodología MTC-82 para diseñar un pavimento flexible, para cada unidad de diseño, se aplica para cada caso que pueda presentarse utilizando el cálculo de espesores. El diseño venezolano MTC-82, diseño de pavimento flexible se rige a través de la siguiente formula: NEV = 3.236 x NTᶺ10 (0,094log CBR-0,932) CBR (0.533)

El Método MTC en el momento de la ejecución del ensayo CBR toman especial interés la condición de la humedad bajo la cual dicho ensayo se ejecuta. El valor de NEV (Numero Estructural Venezolano). Una vez que los valores de NT y CBR han sido obtenidos se resuelve la ecuación de diseño y de ella se obtiene el valor NEV sobre la carga del material con CBR de valor (i). El valor final seleccionado de NEV se haya obteniendo como numero adimensional que expresa la resistencia requerida. Una de las innovaciones del método MTC es la verificación de un espesor mínimo que debe cumplir el total de las capas asfálticas para garantizar que su fatiga no suceda antes del resto de las capas de la estructura, el cual se identifica como (ecaf). Cálculo y diseño de la estructura del pavimento Datos: 

N‫׳‬T= 2.3E6 Carga Equivalente



P= 2%



CBRsr = 8% (valor Obtenido del Estudio del Suelo).



CBRms = 20% (Se define como todo el material local obtenido de banqueos, prestamos laterales o cercanos a la obra).



CBRsb = 40% (Material de préstamo; granzón natural).



CBRb = 60% (Material de préstamo; granzón natural).



TMAA = 28°C (Temperatura del medio ambiente.



Penetración = 60/70



Carpeta de rodamiento: concreto asfaltico tipo III; Estabilidad Marshal l= 1800lb.



Carpeta asfáltica remanente: BCA I, Estabilidad 1600lb. 1. Calculo de factor regional y NT.

Rg= (P/3)ᶺ0.25, cuando la pendiente es mayor al 3%. Para este caso cuando la pendiente es menor o igual al 3%, Rg=1 NT=N‫׳‬T*Rg=>NT=2.3E6*1=2.3E6 2. Calculo del Numero Estructural Venezolano (NEV). NEV=3.236*NTᶺ10 (0.094LogCBR-0,932) CBR (0.533) 

NEV/sr = 3.236*2.3E6ᶺ10 (0.094Log8-0,932) = 8 8(0.533)



NEV/ms = 3.236*2.3E6ᶺ10 (0.094Log20-0,932) = 7 20(0.533)



NEV/sb = 3.236*2.3E6ᶺ10 (0.094Log40-0,932) = 5 40(0.533)



NEV/b = 3.236*2.3E6ᶺ10 (0.094Log60-0,932) = 5

60(0.533) Ahora, la estructura de pavimento final, sugerida para dar solución al problema de vialidad en el sector Milenio, es la siguiente:

Figura 11. Estructura Final del Pavimento Diseñado.

CAPITULO V LA PROPUESTA

Luego de analizar los resultados obtenidos a través de las técnicas de recopilación, se pudo determinar que es necesario, llevar a cabo el diseño y ejecución de la vía del sector el Milenio, Municipio Maturín, Estado Monagas. Hasta el momento el terreno que se presenta no posee ningún trazado ni diseño que permita a la comunidad de este sector contar con una estructura vial en óptimas condiciones que les permita el paso tanto peatonal como vehicular a la zona. El diseño que se propone, tiene la finalidad de plantear lineamientos adaptados a las normas de vialidad que se utilizan en el país (ASSHTO, MINFRA, INTI) previendo las condiciones que necesita el acabado para cumplir con los niveles mínimos de calidad que exigen la misma. Procurando brindar confort, seguridad y durabilidad a la misma. OBJETIVO GENERAL DEL DISEÑO

Diseñar la Estructura vial del sector el Milenio, Municipio Maturín, Estado Monagas, con el propósito de proporcionar el paso tanto vehicular como peatonal a la zona.

JUSTIFICACION DEL DISEÑO Con el desarrollo del proyecto de diseño geométrico en el sector Milenio, el beneficio principal es el ingreso y salida al área estudiada, con el propósito de mejorar la calidad de vida de sus habitantes y sus servicios públicos. En lo que respecta a los cálculos de diseño se implementaron las ASSHTO y el Método MTC-82 para la estructura del pavimento, lo cual permite indicar que la vialidad será diseñada con requisitos de calidad en cuanto a su estructura, diseño y duración. A través de este podemos utilizar parámetros como la determinación de las cargas equivalentes en el periodo de diseño, el efecto de la topografía, los valores de los “CBR” de los distintos materiales y el valor del “NEV” (Numero

Estructural

Venezolano).

Además

de

esto

permite

la

incorporación de nuevos parámetros de diseño tales como: la temperatura y las características de las mezclas. Cabe destacar que con el desarrollo del diseño no solo benefician a los habitantes del sector el Milenio, sino a la comunidad en general, ya que permite la comunicación de este sector con las comunidades cercanas como lo son el sector el Esfuerzo y la calle el tubo, así mismo la comunidad puede obtener beneficios en cuanto a la disminución de

dinero que deben pagar los habitantes de la misma para que el transporte público le preste un mejor servicio. De igual manera al mejorar la vialidad, se revaloriza las propiedades habitacionales ubicadas en esa comunidad también es más llamativa la inversión social y comercial.

CONCLUSIONES El propósito de plantear un diseño geométrico y estructural para el sector el Milenio, permitió establecer las siguientes conclusiones: -

Para poder establecer el diseño geométrico fue necesario conocer la situación actual del sector el Milenio, criterio adoptar para darle solución al problema que se está planteando como lo es la falta de vialidad en función de los objetivos establecidos.

-

Al realizar el levantamiento topográfico se pudo conocer que el sector cuenta con un total de 3 calles y 7 transversales. La topografía se caracterizó por ser aparentemente plana sin variaciones importantes.

-

El estudio de suelos permitió conocer la capacidad portante del terreno, a través de este estudio se determinó que éste posee un CRB de 6%, valor que hace que sea innecesario un mejoramiento de suelos a nivel de subrasante, bastará con la compactación del suelo a 95% de la densidad máxima seca expresada en el ensayo de Proctor modificado.

-

El diseño estructural del sector Milenio, se realizó de acuerdo a la obtención de cada uno de los objetivos específicos como lo fue el conteo vehicular mediante el método de muestreo aforo manual de los

datos arrojados por los estudios de suelos los cuales fueron datos esenciales para el cálculo de los espesores de cada una de las capas. -

Para el cálculo del diseño de esta estructura de pavimento se utilizó el método Venezolano MTC-82, ya que a través de este podemos utilizar parámetros como la determinación de las cargas equivalentes en el periodo del diseño, el efecto de la topografía, los valores de los “CBR” de los distintos materiales y el valor del “NEV”. RECOMENDACIONES

Una vez terminado el trabajo Especial de Grado como requisito parcial para optar el título de Ingeniero Civil, se cumplen algunos parámetros a seguir para la realización de dicho diseño: -

Se recomienda a los organismos competentes que tomen en cuenta la posibilidad de realizar este proyecto y de esta manera contribuir a mejorar la calidad de vida de los habitantes q concurren en el sector Milenio, Municipio Maturín Estado Monagas.

-

Realizar estudios de suelos adicionales con el fin de comprobar los valores ya obtenidos.

-

Antes de la colocación de la capa asfáltica en caliente se recomienda colocar los sistemas de recolección de aguas residuales y acueducto al sector Milenio para evitar el rompimiento de las capas.

-

Verificar que los espesores de la carpeta de rodamiento cumplan con lo calculado anteriormente en la propuesta de Trabajo de Grado.

-

Tomar en cuenta las normas y reglamentos mencionados en las bases legales y cumplir con los cálculos presentados con el fin de garantizar el diseño.

-

Por último, se sugiere el seguimiento de las estipulaciones de la norma COVENIN 2000:1987 Sector Construcción, Especificaciones, Carreteras, específicamente los capítulos IV, V y VI que abordan ampliamente los aspectos constructivos correspondientes al cuerpo de la carretera y otros dispositivos adicionales como aceras y brocales.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA Benítez R. Medina A. (2004) Diseño geométrico de carreteras. Cuba. Benítez R. (2007) Topografía para ingenieros civiles la Habana. Editorial pueblo y educación 2 tomo, Cuba. Carciente, Jacob. (1980) “Carreteras (estudios y proyectos)”. Cartelan, E. “Trazo y construcción de una carretera”. México. En internet. Gaceta Oficial Nº 5.420 (1998) “Reglamento de la ley de tránsito terrestre”. Gaceta Oficial Nº 37.332 (2001) “Ley de tránsito y transporte terrestre”. Hurtado de B. (2008). Manual de la UPEL (2006). Manual de Trabajo Especial de Grado (Septiembre 2006). Caracas. Manual de vialidad urbana del Ministerio de Desarrollo Urbano. Ministerio de transporte y comunicaciones Venezuela. (1997) “Normas Para el proyecto de carreteras”.

MTC (1985) “NORVIAL 1-I”. MTC-OEA (1991) “Manual interamericano de dispositivos para el control del tránsito en calles y carreteras”. MTC. (1997) Norma sobre el contenido y presentación de los proyectos de vialidad.

ANEXOS

Anexo A Levantamiento Topográfico.

Anexo B Perfiles Longitudinales

Anexo C Estudio de Suelo