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UNIVERSIDAD AUTONOMA TOMAS FRIASFACULTAD DE INGENIERIACARRERA DE INGENIERIA CIVILDISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLESCARRETERAS II – CIV 325PROYECTO COMPLETOESTUDIANTES: CARMONA GARRADO GRISELDASUYO QUINTANILLA ESTEFANI KYMBERLIDOCENTE: ING. GERARDO RIOS BUEZOAUXILIAR: UNIV. JOEL EFRAIN VINCHACA CASTROFEC...

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UNIVERSIDAD AUTONOMA TOMAS FRIAS FACULTAD DE INGENIERIA CARRERA DE INGENIERIA CIVIL

DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES CARRETERAS II – CIV 325 PROYECTO COMPLETO

ESTUDIANTES: CARMONA GARRADO GRISELDA SUYO QUINTANILLA ESTEFANI KYMBERLI DOCENTE: ING. GERARDO RIOS BUEZO AUXILIAR: UNIV JOEL EFRAIN VINCHACA CASTRO FECHA: P/09/07/2021

POTOSI-BOLIVIA

PRIMERA PRESENTACIÓN 1. ASPECTOS GENERALES 1.1.

Antecedentes.

1.2.

Justificación del Proyecto.

1.3.

Objetivos y alcance del Proyecto.

2. CONSIDERACIONES GEOGRÁFICAS Y FÍSICAS. 2.1.

Ubicación Geográfica.

2.2.

Consideraciones Físicas.

2.3.

Características Climatológicas.

3. CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS SEGÚN LA ABC. 3.1.

Por jurisdicción.

3.2.

Según sus características.

3.3.

Según tipo de terreno.

3.4.

Según velocidad del proyecto.

4. VELOCIDADES DEL PROYECTO. 4.1.

La velocidad.

4.2.

Velocidad en el diseño vial.

4.3.

Velocidades de Diseño.

5. VOLUMENES DE TRANSITO Y TIPO DE TRANSITO. 5.1.

Características de los volúmenes de tránsito.

5.2.

Aforo vehicular (Conteo).

5.3.

Censos de carga.

5.4.

Cálculo de factor equivalente de carga y el esal.

1. ASPECTOS GENERALES 1.1.

Antecedentes.

Caiza D, es una localidad y municipio de Bolivia, ubicado en la provincia de José María Linares, al este del departamento de Potosí. Cuenta con una población de 12 067 habitantes (según el Censo INE 2012). La localidad se encuentra a 60 km de la ciudad de Potosí, la capital departamental. Toropalca es el lugar central del cantón Toropalca en el distrito de Cotagaita en la provincia de Nor Chichas. El pueblo está ubicado a una altitud de 2726

m en la

desembocadura del Río Pirani en el Río Toropalca, que fluye sobre el Río Tumusla y el Río Pilaya hasta el Río Pilcomayo. Cuenta con una población de 513 habitantes (según el Censo INE 2012). Respecto a su economía ambas poblaciones se dedican a la actividad agrícola, aunque Toropalca también destaca en la actividad minera y comercial. Mientras que en Caiza D también se destaca la producción artesanal de tejidos como: aguayos, pullus, ponchos, etc. Antecedentes de la carretera Caiza D – Toropalca. El 14 de febrero de 2008 se lanza la convocatoria a empresas constructoras interesadas a que presenten documentos administrativos, legales y propuesta técnica y económica sobre la obra “Construcción Camino Caiza D- Toropalca”. El 29 de febrero de 2008 adjudican la ejecución de la obra “Construcción Camino Caiza DToropalca” a la empresa constructora “ESCING S.C.” El 19 de marzo de 2008 se declara como resuelto la ejecución de la obra “Construcción Camino Caiza D- Toropalca”. 1.2.

Justificación del Proyecto.

La ampliación de la carretera permitirá incrementar la producción agrícola para su venta en zonas de mercadeo, además de beneficiar a los comunarios con el transporte de

diferentes tipos de mercaderías, tanto las demandas en el sector agrícola como minero y artesanal. Una carretera en buen estado, amplia y con un buen mantenimiento permitirá que los transportistas y los particulares puedan transportar diariamente cualquier producto o mercancía, tanto hacia las comunidades como a las ciudades, evitando que exista alguna negativa por encontrase el camino en mal estado o con alto tránsito. Se debe tener en cuenta que cualquier inversión que se realice, y principalmente en lo que se refiere a caminos, esta necesariamente ligado a un incremento productivo y al beneficio de la población, además se sabe que ampliar la red caminera es el pilar fundamental para el desarrollo de un país. 1.3.

Objetivos y alcance del Proyecto.

Objetivo General Elaborar una propuesta de diseño de la ampliación de la carretera Caiza D - Toropalca, para solventar las necesidades actuales en la zona, a la vez que presente seguridad, calidad y estética en todos los elementos que la conformen. Objetivos Específicos  Determinar los parámetros de diseño según las normas ABC.  Rediseño de la sub rasante.  Determinar las secciones de la carretera (perfil longitudinal y perfil transversal).  Determinar los volúmenes de corte y relleno.  Realizar el diagrama de masas.  Calculo del paquete estructural del pavimento flexible (método ASSTHO 93).  Diseño y dosificación de la mezcla asfáltica.  Realizar los cómputos métricos.  Calcular el costo del proyecto (precios unitarios y costo total para 1 Km).  Realizar los planos: plano longitudinal, plano transversal, plano de espesores del paquete estructural. Alcances

Proyecto de la sub rasante: se estimaran los volúmenes de corte y relleno. Calculo del paquete estructural del pavimento flexible: se calcularan los espesores del paquete estructural con método ASSHTO. Presupuesto del proyecto: se presentara un análisis de los precios unitarios, y el costo total del proyecto. Memoria de cálculo y planos: se presentaran memorias de cálculo que se realizaron a lo largo del proyecto y los planos donde se detallaran los componentes que lo conforman. 2. CONSIDERACIONES GEOGRÁFICAS Y FÍSICAS. 2.1.

Ubicación Geográfica.

Caiza D, también escrito Caiza "D",es una localidad y municipio de Bolivia, ubicado en la provincia de José María Linares al este del departamento de Potosí. La topografía de Caiza D es muy accidentada, con relieves irregulares, variando desde planicies de poca pendiente hasta serranías con pendientes pronunciadas. Los ríos más importantes del municipio son el río Caiza “D”, el Potoma, el Pancochí, el Jatun Mayu, el Molle Molle, el Lava y el Chilicaya. Cuyas coordenadas geográficas son: ESTE: 222305.00 m E NORTE: 7785218.00 m S El Cantón de Toropalca está ubicado en la zona de los valles a 2.950 msnm, en la provincia potosina de Norchichas. Está compuesto por una serie de pequeñas poblaciones nucleadas alrededor del poblado “central”, que le da el nombre al cantón, que según el censo de 2001 (INE), contaba con 708 habitantes. Cuyas coordenadas geográficas son: ESTE: 216814.00 m E NORTE: 7750539.00 m S

POLÍTICA. La zona donde se realizara el proyecto está ubicada en el país de Bolivia, al Sur del departamento de Potosí ubicado entre la provincia de José María Linares y Norchichas siendo un municipio y una localidad. UBICACIÓN POLÍTICA DE BOLIVIA: Bolivia, que limita al norte y al este con Brasil, al sur con Paraguay y Argentina, y al oeste con Chile y Perú.

UBICACIÓN POLÍTICA DEL DEPARTAMENTO DE POTOSI: El departamento de Potosí está ubicado al sudoeste de la República de Bolivia; limita al norte con los departamentos de Oruro y Cochabamba; al sur con la república de Argentina; al este con los departamentos de Chuquisaca y Tarija y al oeste con la República de Chile, la ciudad se halla en las faldas de la Cordillera Oriental de los Andes, con una altura de 4000 metros de altura, exactamente 4067 en la plaza principal es junto a la ciudad de Lhaassa en el Tibet, la ciudad más alta del mundo.

UBICACIÓN POLÍTICA PROVINCIA JOSE MARIA LINARES – NOR CHICAS: La provincia de Linares es una de las 16 provincias que conforman el departamento de Potosí. Tiene una superficie de 5.136 km², lo que representa un 4,34% de la superficie total del departamento. Se encuentra entre los 19° 30' y 20° 16' de latitud sur y entre 64° 43' y 65° 53' de longitud oeste. Limita al norte con la provincia de Cornelio Saavedra , en el noroeste con la provincia de Tomás Frías, al oeste con la provincia de Antonio Quijarro, en el sur con la provincia de Nor Chichas , y al este con el departamento de Chuquisaca. La provincia se extiende sobre unos 120 km de este a oeste y 85 km de norte a sur.

2.2.

Consideraciones Físicas.

Caiza D, también escrito Caiza "D", es una localidad y municipio de Bolivia, ubicado en la provincia de José María Linares al este del departamento de Potosí. El municipio tiene una superficie de 1 294 km² y cuenta con una población de 12 067 habitantes (según el Censo INE 2012).1 La localidad se encuentra a 60 km de la ciudad de Potosí, la capital departamental, sobre la Ruta Nacional 1 entre Potosí y Villazón. Los habitantes de Caiza D hablan quechua y español. El municipio fue creado mediante Ley 666 del 1 de noviembre de 1984 durante el gobierno de Hernán Siles Zuazo.

2.3.

Características Climatológicas.

El clima del municipio es frío, templado y semihúmedo por tener altiplano, cabecera del valle y algo de valle, con una temperatura media anual de 12°C. En su territorio se encuentran las aguas termales: Aguas Calientes A, Aguas Calientes Caiza, Loro Huasi, Jatunmayu y Cuchu Ingenio. 3. CLASIFICACIÓN DE CARRETERAS SEGÚN LA ABC. 3.1.

Por jurisdicción.

Determinada según la necesidad operacional de la carretera o de los intereses de la nación en sus diferentes niveles: 3.1.1. Primarias

Se encuentran a cargo del Instituto Nacional de Vías INVIAS. Son vías troncales y transversales que integran las principales zonas de producción y consumo, y conectan las fronteras con los puertos de comercio internacional. Su principal motivación para la construcción, es contribuir al desarrollo económico del país. Este tipo de carreteras pueden ser calzadas divididas según las exigencias propias de cada proyecto. Estas carreteras deben funcionar pavimentadas y pueden ser de dos tipos:



Asfálticas o flexibles: constituidas por una capa de rodadura bituminosa apoyada



De concreto o rígidas: formadas por una losa de concreto hidráulico, apoyada sobre la

generalmente sobre capas de material no ligado. subrasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina subbase de pavimento rígido. Los pavimentos de concreto ofrecen mejor rendimiento a largo plazo, pues el costo de operación de los vehículos circulando sobre esta superficie es menor que el generado cuando transitan sobre asfalto. Además, existen estudios que revelan que el consumo de combustible también se reduce, las distancias de frenado son más cortas y con ello disminuyen los accidentes de tránsito. Debido a que la principal motivación para la construcción de una Vp es contribuir al desarrollo económico del país, y teniendo en cuenta las grandes inversiones requeridas para cumplir sus especificaciones geométricas (puede tener una o dos calzadas), el diseño se debe realizar en tres fases (prefactibilidad, factibilidad y diseños definitivos) y así evaluar rigurosamente su viabilidad económica y técnica. 3.1.2 Secundarias

Son carreteras que unen las cabeceras municipales entre sí y/o que provienen de una cabecera municipal y se conectan con una carretera primaria. Su construcción y mantenimiento es responsabilidad de los gobiernos departamentales y en la mayoría de los casos están elaboradas en afirmado, una capa compactada de grava o piedra chancada, que soporta las cargas y esfuerzos del tránsito; arena clasificada, para llenar los vacíos

entre la grava y dar estabilidad a la capa; y finos plásticos (sobre todo arcilla) para dar cohesión a la grava y la arena. 3.1.3 Terciarias

Son aquellas vías de acceso que unen las cabeceras municipales con sus veredas o unen veredas entre sí. Las carreteras consideradas como Terciarias deben funcionar en afirmado. En caso de pavimentarse deberán cumplir con las condiciones geométricas estipuladas para las vías Secundarias. Por estas razones la agencia estadounidense de carreteras AASHTO ha empezado a estudiar la utilidad del concepto. También se están midiendo la velocidad de los conductores en las vías para conocer cuál es la velocidad que consideran segura los conductores y se están señalando aquellos puntos donde la velocidad superior provoque accidentes. 3.2.

Según sus características.

La clasificación para diseño consulta seis categorías divididas en dos grupos, ellas son: 

Carreteras: Autopistas, Autorrutas y Primarias



Caminos: Colectores, Locales y de Desarrollo

3.2.1 CARRETERAS a. Autopista (O) Son carreteras nacionales diseñadas desde su concepción original para cumplir con las características y niveles de servicio que se describen a continuación. Normalmente su emplazamiento se sitúa en terrenos rurales donde antes no existían obras viales de alguna consideración, que impongan restricciones a la selección del trazado y pasando a distancias razonablemente alejadas del entorno suburbano que rodea las ciudades o poblados (circunvalaciones). Están destinadas a servir prioritariamente al tránsito de paso, al que se asocian longitudes de viaje considerables, en consecuencia deberán diseñarse para velocidades de desplazamiento elevadas, pero en definitiva compatibles con el tipo de terreno en que ellas se emplazan. Todo lo anterior debe lograrse asegurando altos estándares de seguridad y comodidad. La sección transversal estará compuesta por dos o tres carriles unidireccionales dispuestos en calzadas separadas por un cantero central de al menos 13 m de ancho si está previsto pasar de 2 carriles iniciales por calzada a 3 carriles futuros. En ese caso las estructuras deberán construirse desde el inicio para dar cabida a la sección final considerada. En ellas se autorizará sólo la circulación de vehículos motorizados especialmente diseñados para el transporte de pasajeros y carga, quedando expresamente prohibido el tránsito de maquinaria autopropulsada (Agrícola, de Construcción, etc.) Las velocidades de proyecto, según el tipo de emplazamiento son: − Terreno Llano a Ondulado Medio

120 km/h

− Terreno Ondulado Fuerte

100 km/h

− Terreno Montañoso

80 km/h

Para poder desarrollar las velocidades indicadas bajo condiciones de seguridad aceptables las Autopistas deberán contar con Control Total de Acceso a todo lo largo del trazado, respecto de los vehículos, peatones y animales que se encuentren fuera de la faja del derecho de vía. El distanciamiento entre enlaces consecutivos deberá ser mayor o igual a 5,0 Km., medidos entre los extremos de los carriles de cambio de velocidad de ambos enlace, o se considerará el diseño de accesos direccionales aislados. b. Autorrutas (I.A) Son carreteras nacionales existentes a las que se les ha construido o se le construirá una segunda calzada prácticamente paralela a la vía original. Normalmente se emplazan en corredores a lo largo de los cuales existen extensos tramos con desarrollo urbano, industrial o agrícola intensivo, muy próximo a la faja de la carretera. Están destinadas principalmente al tránsito de paso, de larga distancia, pero en muchos subtramos sirven igualmente al tránsito interurbano entre localidades próximas entre sí. Podrán circular por ellas toda clase de vehículos motorizados incluso aquellos que para hacerlo deban contar con una autorización especial, y que no estén expresamente prohibidos o cuyo tipo de rodado pueda deteriorar la calzada. Las velocidades de proyecto consideradas son: − Terreno Llano a Ondulado Fuerte

100 y 90 km/h

− Terreno Montañoso

80 km/h

Las Autorrutas deberán contar con Control Total de Acceso respecto del acceso o salida de vehículos a ella; preferentemente se dará también control de acceso respecto de los peatones y animales a todo lo largo de la ruta, previéndose obligatorio este tipo de control de acceso en las zonas de enlaces, pasarelas y zonas adyacentes a poblados, con longitudes suficientes como para forzar a los peatones a usar los dispositivos especialmente dispuestos para su cruce. El distanciamiento entre Enlaces sucesivos lo regulará la Administradora Boliviana de Carreteras según las circunstancias particulares de cada emplazamiento; en todo caso

resulta conveniente que el espacio libre entre extremos de carriles de cambio de velocidad de enlaces sucesivos no sea menor que 3,0 Km. c. Carreteras primarias (I.B) Son carreteras nacionales o regionales, con volúmenes de demanda medios a altos, que sirven al tránsito de paso con recorridos de mediana y larga distancia, pero que sirven también un porcentaje importante de tránsito de corta distancia, en zonas densamente pobladas. La sección transversal puede estar constituida por carriles unidireccionales separadas por un cantero central que al menos de cabida a una barrera física entre ambas calzadas más 1,0 m libre desde ésta al borde interior de los carriles adyacentes, pero por lo general se tratará de una calzada con dos carriles para tránsito bidireccional. Las Velocidades de Proyecto consideradas son las mismas que para las Autorrutas, de modo que en el futuro mediante un cambio de estándar puedan adquirir las características de Autorruta:

Las Carreteras Primarias deberán contar con un Control Parcial de Acceso, entendiéndose por tal, aquel en que se disponga de enlaces desnivelados toda vez que ellos se hagan necesarios por condiciones de seguridad y capacidad derivadas del volumen de tránsito que presenta la vía secundaria (Colector o Local). Los cruces con líneas férreas deberán ser considerados de acuerdo a la topografía. 3.2.2 CAMINOS d. Caminos colectores (II) Son caminos que sirven tránsitos de mediana y corta distancia, a los cuales acceden numerosos caminos locales o de desarrollo. El servicio al tránsito de paso y a la propiedad colindante tiene una importancia similar. Podrán circular por ellos toda clase de vehículos

motorizados. En zonas densamente pobladas se deberán habilitar carriles auxiliares destinados a la construcción de ciclovías Su sección transversal normalmente, es de dos carriles bidireccionales, pudiendo llegar a tener calzadas unidireccionales. Las velocidades de proyecto consideradas son: − Terreno Llano a Ondulado Medio

80 km/h

− Terreno Ondulado Fuerte

70 km/h

− Terreno Montañoso

60 km/h

e. Caminos locales (III) Son caminos que se conectan a los Caminos Colectores. Están destinados a dar servicio preferentemente a la propiedad adyacente. Son pertinentes las Ciclovías. La sección transversal prevista consulta dos carriles bidireccionales de las dimensiones especificadas en la Sección 1.3 y las velocidades de proyecto consideradas son: − Terreno Llano a Ondulado Medio

70 km/h

− Terreno Ondulado Fuerte

60 km/h

− Terreno Montañoso

50 y 40 km/h

f. Caminos de desarrollo Están destinados a conectar zonas aisladas y por ellas transitarán vehículos motorizados y vehículos a tracción animal. Sus características responden a las mínimas consultadas para los caminos públicos, siendo su función principal la de posibilitar tránsito permanente aún cuando las velocidades sean reducidas, de hecho las velocidades de proyecto que se indican a continuación son niveles de referencia que podrán ser disminuidos en sectores conflictivos. La Sección Transversal que se les asocia debe permitir el cruce de un vehículo liviano y un camión a velocidades tan bajas como 10 km/hr y la de dos camiones, estando uno de ellos detenido, según se indica en el Capítulo 3. Las velocidades referenciales de proyecto son:

− Terreno Llano a Ondulado Medio

50 y 40 km/h

− Terreno Ondulado Fuerte a Montañoso

30 km/h

2 Códigos de la clasificación o En la última columna del Tabla 1.3-1 se dan ejemplos de los códigos estandarizados. − La categoría de la Carretera o Camino se indica mediante, la inicial del nombre que le corresponde. En paréntesis se indica el número total de carriles. o Seguido de un guión se anota la Velocidad de Proyecto. No se considera la Velocidad de Proyecto de 110 km/h. No obstante ello, en el Capítulo 2 se calcularán los parámetros