universidad nacional pedro ruiz gallo facultad de ingeniería civil, de sistemas y arquitectura

293 Pages·2017·9.03 MB·Spanish

UNIVERSIDAD NACIONAL

PEDRO RUIZ GALLO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL,
DE SISTEMAS Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TESIS
“ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA CP.
INSCULAS – CP. EL FAIQUE, DISTRITO DE
OLMOS, PROVINCIA LAMBAYEQUE, REGION
LAMBAYEQUE”
PARA OPTAR EL TÍTULO DE
INGENIERO CIVIL
PRESENTADO POR
Bach. Ing. Civil CASTOPE CAMACHO MIGUEL ANTONIO
PATROCINADOR
Ing. BORJA SUAREZ MANUEL ALEJANDRO

LAMBAYEQUE - PERÚ – ENERO 2017
“ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA CP.
INSCULAS – CP. EL FAIQUE, DISTRITO DE OLMOS,
PROVINCIA LAMBAYEQUE, REGION
LAMBAYEQUE”

TESIS PARA OPTAR TITULO DE
INGENIERO CIVIL

Bach. Ing. Civil CASTOPE CAMACHO, MIGUEL ANTONIO

HONORABLE JURADO DE SUSTENTACIÓN DE TESIS:

__________________________________________
Ing. ALEJANDRO PEDRO MORALES UCHOFEN
PRESIDENTE DEL JURADO

__________________________________ ________________________________
Ing. JORGE LUIS MARTINEZ SANTOS Ing. EMILIO DE LA ROSA RIOS
MIEMBRO DEL JURADO MIEMBRO DEL JURADO

__________________________________________________
Ing. BORJA SUAREZ MANUEL ALEJANDRO
PATROCINADOR DE TESIS
“ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA CP.
INSCULAS – CP. EL FAIQUE, DISTRITO DE OLMOS,
PROVINCIA LAMBAYEQUE, REGION
LAMBAYEQUE”

ELABORADO POR:

_________________________________________________
Bach. Ing. Civil CASTOPE CAMACHO, MIGUEL ANTONIO
RESPONSABLE

PARA OPTAR EL TÍTULO DE:
INGENIERO CIVIL

ASESORADO POR:

Ing. MANUEL ALEJANDRO BORJA SUAREZ

Lambayeque, Enero del 2017
RESUMEN

Los pobladores de los Centros Poblados: Insculas y El Faique, tienen la necesidad de contar con
un estudio definitivo de la carretera, que los una con la capital distrital y otras ciudades de la
región, ya que la trocha carrozable existente no se encuentra en buenas condiciones, no cuenta
con ningún estudio preliminar, la longitud actual de la trocha carrozable es 6.85 km con un ancho
promedio de calzada de 5.2 m, proyectándose una longitud total del tramo a 7.145 km, realizando
el diseño geométrico correcto, mejorando los radios de curvas horizontales y las longitudes de los
tramos en tangente acorde al manual de diseño geométrico de carreteras 2014.

Se describen antecedentes, objetivos y etapas del proyecto, se realizara el estudio geográfico y
económico, levantamiento topográfico de la franja de dominio, determinando el eje preliminar, eje
definitivo y secciones transversales, se diseñaran y definirán los elementos geométricos de la vía,
determinándose las propiedades físicas y mecánicas del suelo en el eje de la carretera y también
el CBR tanto en el eje como en las canteras en función a los resultados se escogerá la cantera
que cumple con las especificaciones técnicas, se diseñara el pavimento de asfalto en frio, se
determinaran los caudales que evacuaran las alcantarillas y badenes que pasaran por la sección
transversal de la carretera, diseñándose las señales informativas, reglamentarias, preventivas y
los elementos de seguridad. Se ara el análisis del medio ambiente mediante el uso de la
metodología de la matriz de convergencia. Se detallaran las diferentes partidas del proyecto y
cronograma de obra, así como también se detallaran por cada partida del mismo.

El ancho de calzada es 6.0 m, ancho de bermas 1.20 m y un radio mínimo para curvas
horizontales de 80.00 m, con una longitud de 7 + 145.31 km. El talud de corte es de 1:1 por ser un
Suelo arcilloso, El talud de relleno es de 1:1.5

El tipo de suelo predominante es: CL (suelo arcilloso de baja o mediana plasticidad).

Mediante el estudio de mecánica de suelos se obtuvo un CBR máximo de 16.95 % al 95%, CBR
mínimo de 7.55% al 95% y un CBR de diseño de 9.13%.

La acción más agresiva se da en las progresivas: 0 + 000 – 0 + 400, 01 + 200 – 01 + 600 y 6 +
600 – 7 + 145.31, debido al Relleno de terreno, Desbroce, Tala, transporte de material de cantera
y conformación de afirmado, el factor ambiental más frágil es el Paisaje con 15.14 %.

Para el diseño final del pavimento se optó utilizar los espesores obtenidos por el método AASHTO
93, obteniendo los siguientes espesores: 5 cm, 15 cm y 15 cm, de carpeta asfáltica, base y sub-
base respectivamente.

Para el diseño de mezcla asfáltica se utilizó los resultados de la calicata N° 2 de la cantera rio
cascajal.

El costo por km de carretera asfaltada a enero del 2017 es de: S/.1,889,805.20.
INDICE

INTRODUCCIÓN

CAPITULO I: GENERALIDADES

1.1 Antecedentes 12
1.2 Problema 12
1.3 Hipótesis 12
1.4 Justificación e importancia 12
1.5 Objetivos del proyecto 13
1.5.1 Objetivo general 13
1.5.2 Objetivos específicos 13

CAPITULO II: ESTUDIOS DE PLANEACIÓN

2.1 Estudio geográfico físico 15
2.1.1 Situación geográfica 15
2.1.2 Relieve de la zona 16
2.1.3 Meteorología y climatología 17
2.1.4 Vía de Acceso al punto inicio de la obra 17
2.2 Estudios económicos 18
2.2.1 Actividades económicas de la zona 18
2.2.1.1 Agricultura 18
2.2.1.2 Ganadería 18
2.2.1.3 Apicultura 19
2.2.1.4 Industria 19
2.2.2. Población beneficiada y sus características 20

CAPITULO III: ESTUDIOS TOPOGRÁFICOS Y DISEÑO GEOMETRICO

3.1 Reconocimiento de campo 23
3.1.1 Reconocimiento Directo 23
3.1.1.1 Ubicaciones de los puntos de control y
puntos obligados de paso 23
3.1.1.2 Poligonación por trazo directo 23
3.2 Levantamiento Topográfico 24
3.2.1 Instrumentos y materiales utilizados 24
3.2.2 Trabajo con el equipo topográfico en campo 24
3.2.2.1 Poligonal de apoyo utilizada 24
3.2.2.2 Ubicación de puntos fijos 25
3.2.2.3 Puesta en estación 24
3.3 Parámetros de diseño 27
3.3.1 Tipos de topografía 27
3.3.2 Derecho de vía o faja de dominio 28
3.3.3 Dimensionamiento del ancho mínimo del derecho
de vía para carreteras 28
3.3.4 Definiciones 28
3.3.5 Clasificación de las carreteras 32
3.3.5.1 Según su demanda 32
3.3.5.2 Según condiciones orográficas 32
3.3.6 Estudio de demanda 33
3.3.6.1 Índice medio diario anual del tráfico 33
3.3.6.2 Calculo de tasas de crecimiento y proyección 33
3.3.7 Alineamiento horizontal 33
3.3.7.1 Generalidades 33
3.3.7.2 Consideraciones de diseño 34
3.3.7.3 Velocidad de diseño 36
3.3.7.4 Tramos en tangente 37
3.3.7.5 Curvas horizontales 38
3.3.7.5.1 Elementos de la curva horizontal 38
3.3.7.5.2 Radio mínimo 39
3.3.7.5.3 Sobreancho 40
3.3.7.6 Distancia de visibilidad de parada 41
3.3.7.7 Distancia de visibilidad de paso 42
3.3.7.8 Distancia de visibilidad en curvas horizontales
(despeje lateral) 43
3.3.8 Alineamiento vertical 44
3.3.8.1 Generalidades 44
3.3.8.2 Consideraciones de diseño 44
3.3.8.3 Pendientes de diseño 45
3.3.8.3.1 Pendiente mínima 45
3.3.8.3.2 Pendiente máxima 46
3.3.8.4 curvas verticales 47
3.3.9 Sección transversal 50
3.3.9.1 Generalidades 50
3.3.9.2 Elementos de la sección transversal 50
3.3.9.2.1 Calzada o superficie de rodadura 50
3.3.9.2.1.1 Ancho de la calzada en
tangente 51
3.3.9.2.2 Bermas 53
3.3.9.2.2.1 Inclinación de bermas 54
3.3.9.2.3 Bombeo 54
3.3.9.2.4 Peralte 55
3.3.9.2.5 Taludes 56
3.3.9.2.6 Cunetas 57
3.4 Diseño Geométrico 58
3.4.1 Clasificación de la carretera 58
3.4.1.1 Por la demanda 58
3.4.1.2 Según condiciones orográficas 59
3.4.2 Estudio del trafico 59
3.4.2.1 Estación de conteo 59
3.4.2.2 Periodo de estudio en el campo 59
3.4.3 Diseño geométrico en planta 65
3.4.3.1 Velocidad directriz 65
3.4.3.2 Tramos en tangente 65
3.4.3.3 curvas circulares 66
3.4.3.3.1 Radio mínimo 70
3.4.3.3.2 Sobreancho de la calzada 71
3.4.4 Diseño geométrico en perfil 72
3.4.4.1 Curvas verticales 72
3.4.5 Diseño geométrico de la sección transversal 73
3.4.5.1 Ancho de la calzada en tangente 73
3.4.5.2 Ancho en tramos en curva 73
3.4.5.3 Ancho de bermas 73
3.4.5.4 Bombeo 73
3.4.5.5 Peralte 73
3.4.5.6 Taludes 74
3.4.5.7 Cunetas 74
3.5 Volumen de movimiento de tierras 75
3.5.1 Determinación de las áreas de Secciones Transversales 75
3.5.2 Determinación de Volúmenes de Movimiento de Tierras 77

CAPITULO IV: ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

4.1 Generalidades 80
4.2 Análisis de muestras 80
4.2.1 Toma de muestras 80
4.2.2 Identificación de muestras 81
4.2.2 Clasificación del material 81
4.3 Clasificación de los suelos 82
4.3.1 Clasificación AASHTO 82
4.3.2 Clasificación unificada de suelos (SUCS) 85
4.4 Ubicación de calicatas 88
4.5 Cuadro resumen de propiedades físicas y mecánicas 89
4.6 Conclusiones 90

CAPITULO V: ESTUDIO DE CANTERAS

5.1 Generalidades 95
5.2 Localización de canteras en la zona 95
5.3 Metodología 96
5.4 Trabajos de campo 97
5.5 Ensayos de laboratorio 97
5.6 Resumen de los ensayos de laboratorio 98
5.7 Descripción de Cantera 99

CAPITULO VI: ESTUDIO DEL PAVIMENTO

6.1 Generalidades 105
6.2 Clasificación de pavimentos 105
6.3 Criterios de selección de pavimentos 106
6.4 Pavimento flexible 108
6.4.1 Tipos de pavimentos flexibles 108
6.4.1.1 Asfaltó en frio 108
6.4.1.2 Asfaltó en caliente 109
6.4.2 Funciones y características de las diferentes capas del
pavimento flexible 109
6.4.2.1 Carpeta de rodadura 109
6.4.2.2 Base 110
6.4.2.3 Sub base 110
6.4.3 Métodos de cálculo de los espesores 111
6.4.4 Mezclas asfálticas - Diseño - Índice de bitumen 150
6.4.4.1 Generalidades 150
6.4.4.2 Terminología del asfalto 151
6.4.4.3 Materiales pétreos o agregados para mezclas
asfálticas 153
6.4.4.4 Pavimentos asfálticos 156

CAPITULO VII: ESTUDIOS HIDRAULICOS

7.1 Generalidades 170
7.2 Drenaje Superficial 171
7.3 Caudal de escorrentía 175
7.3.1 Métodos racionales 175
7.3.1.1 Método racional 175
7.3.1.2. Método racional ARMCO 178
7.3.2 Métodos experimentales 179
7.3.2.1 Método de la precipitación pluvial 179
7.3.3 Métodos empíricos 182
7.3.4 Métodos directos 183
7.3.4.1 Método de sección pendiente 183
7.4 Calculo hidráulico 185
7.5 Diseño de obras de arte 206
7.5.1 Alcantarillas 206
7.5.1.1 Definición 206
7.5.1.2 Tipos de alcantarilla 207
CAPITULO VIII: SEÑALIZACIÓN Y SEGURIDAD VIAL

8.1 Función de las señales de tránsito. 211
8.2 Clasificación de las señales de tránsito. 211
8.2.1 Señales reguladoras o de reglamentación 211
8.2.1.1 Definición 211
8.2.1.2 Clasificación 212
8.2.1.3 Forma 212
8.2.1.4 Colores 212
8.2.1.5 Dimensiones 213
8.2.1.6 Ubicación 213
8.2.1.7 Relación de señales restrictivas 213
8.2.2 Señales preventivas 215
8.2.2.1 Definición 215
8.2.2.3 Forma 216
8.2.2.4 Colores 216
8.2.2.5 Dimensiones 216
8.2.2.6 Ubicación 216
8.2.2.7 Relación de preventivas 217
8.2.3 Señales de información 220
8.2.3.1 Definición 220
8.2.3.2 Clasificación 220
8.2.3.3 Forma 221
8.2.3.4 Colores 221
8.2.3.5 Dimensiones 222
8.2.3.6 Normas de diseño 222
8.2.3.7 Ubicación 224
8.2.3.8 Relación de informativas 225
8.3 Marcas en el Pavimento. 228
8.3.1 Marcas en pavimento y bordes de pavimento 232
8.3.2 Espaciamiento de delineadores 237

CAPITULO IX: EVALUACION DE IMPACTO AMBIENTAL

9.1 Factores y acciones ambientales 240
9.1.1 Generalidades 240