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UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
2
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
3
ASPECTOS GENERALES
ASPECTOS INFORMATIVOS
TITULO:
ESTRUCTURACION DE PAVIMENTOS FLEXIBLES”.
TIPO DE INVESTIGACION:
Según aplicabilidad o propósito: Aplicada – Experimental
INTEGRANTES
MEJIA BARRETO TEOVAKI DANIEL
 ------------------------------------------------------------
 ------------------------------------------------------------
 ------------------------------------------------------------
 ------------------------------------------------------------
 ------------------------------------------------------------
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4
OBJETIVOS:
Objetivo General
Determinación de los parámetros que intervienen en el diseño
de pavimentos flexibles aplicando el método de la AASHTO.
Objetivos Específicos
 Confiabilidad, Desviación estándar global, Módulo de
resiliencia efectivo, y Pérdida o diferencias entre índices de
servicio inicial y final.
 Determinación de espesores por capas.
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5
HIPOTESIS
Si, se realiza un estudio para determinar los diferentes parámetros que
intervienen en el diseño del pavimento flexible del método de la
AASHTO, aplicado, Villa el Salvador, entonces se lograra contar con
diseños óptimos y oportunos de los espesores de la estructuras de los
pavimentos en la zona, evitando un sub o sobredimensionamiento.
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
6
MÉTODO AASHTO 93
Confiabilidad “R”
De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico se adopta el valor
de R=90% para el diseño para (10 años—15años—20años) y el
refuerzo.
(Tabla N08)
Desviación Standard Normal
Para el nivel de confiabilidad adoptado, la DesviaciónStandard
Normal resulta ZR = -1.282 para la confiabilidad de 90%
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7
(Tabla N09)
Desviación Standard Total
El valor de Desviación Standard Total varía entre 0.40 y 0.50 para
pavimento flexible. Se adopta el valor promedio de S0 = 0.45.
(Tabla N010).
CONDICIÓN DE DISEÑO
DESVIACIÓN
ESTÁNDAR
(So)
Pav.
rígido
Pav. flexible
Variación en la predicción del
comportamiento del pavimento sin
errores en el tránsito.
0.30 0.40
Variación en la predicción del
comportamiento del pavimento con
errores en el tránsito.
0.45 0.50
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8
Serviciabilidad
El valor de la Serviciabilidad inicial, es de pi=4.0 para la carpeta
asfáltica
(Tabla N012).
De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico el Índice de
Serviciabilidad final será pt=2.0
(Tabla N013).
Índice De Serviciabilidad Inicial (po)
Tipo De Pavimento Valor Inicial Deseable (Po)
Pavimentos Rígidos 4,5
Pavimentos Flexibles 4,2
Índice De Serviciabilidad final(pt)
Tipo de carretera Tipo de
transito
Valor final (Pt)
Principales
Transito
mayor
2,5 o mas
Secundarias
Transito
menor
2,.
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
9
Por lo que la pérdida del Índice de Serviciabilidad es
p = 2.2.
Cuadro NO 08: Índice De Serviciabilidad
Módulo De La Resiliencia
Capacidad De Soporte De La Subrasante.
Se obtiene de la correlación MR con los CBR:
 Para CBR = 8%
 Esb=MR (PSI) = 11591.23595 (psi)
 Para los CBR< 10%
Tipo de superficie de rodadura pi pt psi
Carpeta asfáltica 4.2 2.0 2.2
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10
Mr. = 1500 * CBR (psi)
 Para los CBR de 10% a 20%
Mr. = 3000 * CBR0.65 (psi)
 Para los CBR > 20%
Mr. = 4326 * lnCBR+241 (ps
Capacidad de Soporte De La Base Granular
Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo Resiliente
 Para CBR = 80%
 EB=MR (PSI) = 28400 (psi)
Figura A-2: Ábaco para estimar el número estructural de la capa base
granular “a2”.
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11
Capacidad de Soporte De La SUB BASE Granular
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
12
Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo
Resiliente
 Para CBR = 40%
 ESB= MR (PSI) = 18000 (psi)
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
13
Figura A-3: Ábaco para estimar el número estructural de la sub-base
granular “a3”.
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
14
Determinación De Espesores Por Capas
Coeficientes De Capa
Se tienen los siguientes coeficientes estructurales para cada
una de las capas del pavimento:
 Carpeta
 Estabilidad de Marshall =1700 (lb)
 a1 =0.4 pulg.(in)
(Figura A-1).
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
15
 Base Granular:
a2 = 0.132 pulg
EB=Mr.(base)=28400 (psi)
(FiguraA-2)
 Subbase Granular:
ESB=Mr.(sub base)=18000 (psi)
a3 = 0.127 pulga (in)
(Figura A-3)
Coeficientes de Drenaje
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16
Considerando una calidad del drenaje
Regular y del 1% al 5%
(Tabla N016)
los valores de los coeficientes de drenaje asumidos son los
siguientes:
 Base Granular:
De acuerdo a las especificaciones para
materiales de base y de las condiciones de
drenaje, podemos asumir un valor de m2=1.30
 Subbase Granular:
De acuerdo a las especificaciones para
materiales de subbase y de las condiciones de
drenaje, podemos asumir un valor de m3=1.30
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
17
ESTUDIO DE TRÁFICO
El tránsito vehicular que circula por la vía de acceso de Santa
hasta Pampa La Grama está compuesto por el paso de
vehículos ligeros: autos, camionetas, combis, coaster camiones
y vehículos pesados.
El flujo vehicular es principalmente de camiones y camionetas,
Horas picos por las mañanas de 9 am a 5,
Del análisis de transito tenemos en el cuadro Nº 09 los valores
de ESAL, determinados en el estudio de tráfico, y los factores
necesarios en el diseño del pavimento para el periodo de diseño
de (10años y 15años y20 años).
Cuadro Nº 09: Estudios De Trafico
FUENTE: Elaboración Propia
Obtenidos los parámetros que intervienen en el método AASHTO se
presentan los resúmenes de los cálculos realizados mediante la
ayuda de un programa de cómputo. (Hoja de cálculo en Excel)
ESAL
10 AÑOS
ESAL
15 AÑOS
ESAL
20 AÑOS
18.8x106 31.4x106 46.6x106
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
18
En el presentan los valores de los números estructurales obtenidos y
de diseño correspondientes a los periodos de diseño de
(10…15….20) años.
 PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS
Numero Estructural
PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS
NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal
3.3 3.88 4.4 18.8x106
Resuelto por formula:
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19
PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS
NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal
3.2 3.9 4.2 18.8x106
Resuelto por ábaco
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
20
 PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.57 4.18 4.84 31.4x106
Resuelto por formula
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
21
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.5 3.9 4.7 31.4x106
Resuelto por ábaco
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
22
 PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS
PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.79 4.43 4.98 46.6x106
Resuelto por formula
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23
PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS
SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal
3.6 4.2 4.9 46.6x106
Resuelto por ábaco
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
24
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
 Espesor de la carpeta asfáltica
𝐷1 =
𝑆𝑁1
𝑎1
𝐷1 =
3.3
0.4
= 8.25𝑖𝑛 ≈ 𝟖𝒊𝒏
𝑆𝑁 .1
∗
= 𝐷1 × 𝑎1
𝑆𝑁 .1
∗
= 8 × 0.4 = 3.2𝑖𝑛
 Espesor de base
𝐷 2 =
𝑁𝑆2 − 𝑆𝑁 .1
∗
𝑎2 × 𝑚2
𝐷2 =
3.88 − 3.2
0.132 × 1.3
= 3.96𝑖𝑛 ≈ 𝟒𝒊𝒏
𝑆𝑁 .2
∗
= 𝐷2 × 𝑎2 × 𝑚2
𝑆𝑁 .2
∗
= 4 × 0.132 × 1.3 = 0.6396𝑖𝑛
 Espesor de sub base
𝐷3 =
𝑆𝑁3−( 𝑆𝑁1
∗ +𝑆𝑁 .2
∗ )
𝑎3× 𝑚3.
𝐷3 =
4.4−(3.2+0.64)
0.127 ×1.3
= 3.39 ≈ 4𝑖𝑛
𝑆𝑁 .= 𝐷3 × 𝑎3 × 𝑚33
∗
𝑆𝑁 .=3
∗
4 × 0.127 × 1.3 = 0.6604𝑖𝑛
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
25
Número estructural indicativo del espesor
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8in 4in 4in
20.32 cm 10.16 cm 10.16cn
4in=10.16cm
8in=20.32 cm
𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2
SN= 𝑆𝑁 .1
∗
+𝑆𝑁 .2
∗
+ 𝑆𝑁 .3
∗
SN=3.2+0.639+0.6604=4.4994
𝑆𝑁3=4.4
𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 4.49 ≥ 4.4 𝑜𝑘𝑘
4in=10.16cm
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26
ESAL=18802252.38
4”
0.5”
3.5”
0.5 × 𝑎1× 𝑚2
𝑎2
=
0.5 × 0.4 × 1.3
0.132
= 2𝑖𝑛
3.5 × 𝑎1× 𝑚3
𝑎3
=
3.5× 0.4× 1.3
0.127
= 14𝑖𝑛
=4+2=6”
=4”
=4+14=18”
4”
4”
4”
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
27
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AñOS
 Espesor de la carpeta asfáltica
𝐷1 =
𝑆𝑁1
𝑎1
𝐷1 =
3.57
0.4
= 8.925𝑖𝑛 ≈ 𝟖𝒊𝒏
𝑆𝑁 .1
∗
= 8 × 0.4 = 3.2𝑖𝑛
 Espesor de Base
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
28
𝐷2 =
𝑁𝑆2 − 𝑆𝑁 .1
∗
𝑎2 × 𝑚2
𝐷2 =
4.18 − 3.2
0.132𝑥1.3
= 5.7𝑖𝑛 ≈ 𝟔𝒊𝒏
𝑆𝑁 .2
∗
= 1.3 × 0.132 × 6 = 1.0𝑖𝑛
 Espesor de sub base
𝐷3 =
𝑆𝑁3 − (𝑆𝑁 .1
∗
+ 𝑆𝑁 .2
∗
)
𝑎3× 𝑚3
.
𝐷3 =
4.8−(3.6+1)
0.127 ×1.3
= 1.25 ≈ 1.5𝑖𝑛
𝑆𝑁 . = 𝐷3 × 𝑎3 × 𝑚33
∗
𝑆𝑁 .=3
∗
1.5 × 0.127 × 1.3 = 0.24𝑖𝑛
Número estructural indicativo del espesor
𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2
SN= 𝑆𝑁 .1
∗
+𝑆𝑁 .2
∗
+ 𝑆𝑁 .3
∗
SN=0.24+1+3.7=4.4
𝑆𝑁3=4.8
𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 4.9 ≥ 4.8𝑜𝑘𝑘
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
29
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
(cm.)
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8 in 6in 1in
20.32cm 15.24cm 2.54cn
8 in=20.32cm
6in=15.24cm
ESAL=31358086.72
1in=2.54cm
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
30
4”
6”
1”
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltic
a
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 17in
=
4 × 𝑎1× 𝑚3
𝑎3
=
4 × 0.4 × 1.3
0.127
= 15.72𝑖𝑛 ≈ 16𝑖𝑛
=4”
=16+1=17”
+4”
4””
=6”
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
31
PERIODO DE DISEÑO PARA 20 Años
 Espesor de la carpeta asfáltica
𝐷1 =
𝑆𝑁1
𝑎1
𝐷1 =
3.79
0.4
= 9.475𝑖𝑛 ≈ 𝟗𝒊𝒏
𝑆𝑁 .1
∗
= 9 × 0.4 = 3.6𝑖𝑛
 Espesor de Base
𝐷2 =
𝑁𝑆2 − 𝑆𝑁 .1
∗
𝑎2 × 𝑚2
𝐷2 =
4.43− 3.6
0.132 × 1.3
= 4.8𝑖𝑛 ≈ 𝟒𝒊𝒏
𝑆𝑁 .2
∗
= 4 × 0.132 × 3.6 = 1.9𝑖𝑛 ≅ 1.3"
 Espesor de sub base
𝐷3 =
𝑆𝑁3 − (𝑆𝑁 .1
∗
+ 𝑆𝑁 .2
∗
)
𝑎3× 𝑚3
.
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
32
𝐷3 =
4.98−(3.6+1.3)
0.127 ×1.3
= 0.48 ≈ 1𝑖𝑛
𝑆𝑁 . = 𝐷3 × 𝑎3 × 𝑚33
∗
𝑆𝑁 .=3
∗
1 × 0.127 × 1.3 = 0.1651𝑖𝑛
Número estructural indicativo del espesor
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
(cm.)
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
9 in 4in 1in
22.86cm 10.16cm 2.54
𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2
SN= 𝑆𝑁 .1
∗
+𝑆𝑁 .2
∗
+ 𝑆𝑁 .3
∗
SN=3.6+1.3+0.1651=5.0561
𝑆𝑁3=4.98
𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 5.056 ≥ 4.98𝑜𝑘𝑘
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
33
4 in=10.16cm
9in=22.86cm
ESA=46634179.02
4.5" =
3.5 × 𝑎1× 𝑚1
𝑎3
=
4.5 × 0.4 × 1.3
0.127
= 18𝑖𝑛
4”
1”
4” +5
1in=2.54cm
0.5 =
1.5 × 𝑎1× 𝑚2
𝑎2
=
0.5 × 0.4 × 1.3
0.132
= 2𝑖𝑛
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
34
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
=4”
=6”
=18”
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
2
Espacio de la vía a diseñar el pavimento flexible
1000m
6.6m
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
2
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
2
DISEÑO INICIAL 10 DISEÑO INICIAL 15 DISEÑO INICIAL 20
DESCRIPCÍON UNIDAD PRECIO
PARCIAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CARPETA
ASFÄLTICA
0.0508M3
S/24.50 26400 646800 26400 646800 29700 727650
BASE M3
S/30.00 670.56 20116.80 1005.84 30175.20 670.56 20116.80
SUB BASE M3
S/25.00 670.56 16764 167.64 4191 167.64 4191
∑ = S/683680.80 ∑ = S 681166⁄ . 2 ∑ = 751957.8
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METOD
O
AASHT
O
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
ESPESORES
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8in 4in 4in
20.32cm 10.16 cm 10.16
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METOD
O
AASHT
O
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
ESPESORES
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
8 in 6in 1in
22.32cm 15.24 2.54
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METOD
O
AASHT
O
ESTRUCTURADEL PAVIMENTO
ESPESORES
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
9in 4in 1in
22.86cm 10.16cm 2.54cn
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
2
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
10.16
cm
15.24 cm 45.72 cm
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 18in
10.16 15.24 cn 45.72cn
CAMBIOS DE INGENIERO
PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS
METODO
AASHTO
ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO
Carpeta
Asfaltica
Base
Granular
Sub Base
Granular
4in 6in 17in
10.16 cm 15.24 cm 43.18 cm
. Diseño del ingeniero Diseño del ingeniero Diseño de ingeniero
DESCRIPCÍON UNIDAD PRECIO
PARCIAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CANTIDAD PRECIO
TOTAL
CARPETA
ASFÄLTICA
0.0508M3
S/24.50 13200 323400 13200 323400 13200 323400
BASE M3
S/30.00 1005.84 30175.2 1005.84 30175.20 1005.84 30175.20
SUB BASE M3
S/25.00 3017.52 75438 2849.88 71247 3017.52 75438
∑ = 𝑆/429013.2 ∑ = 𝑆/ 424822.2 ∑ = 𝑆/ 429013.2
10años 15años 20años
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3
Conclusiones:
En conclusiones se descuenta enormemente los precios
DISEÑO INICIAL 10años ∑ = 𝑆/683680.80
DISEÑO INICIAL MODIFICADO 10años ∑ = 𝑆/ 429013.2
DISEÑO INICIAL 15años ∑ = 𝑆/ 681166.2
DISEÑO INICIAL MODIFICADO 15años ∑ = 𝑆/424822.2
DISEÑO INICIAL 20 años ∑ = 𝑆/751957.8
DISEÑO INICIAL MODIFICADO 20 años ∑ = 𝑆/429013.2
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4
RECOMENDACIONES
Para que el pavimento pueda alcanzar la vida útil para el
periodo que ha diseñado, se recomienda un adecuado sistema de
drenaje.
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5
ANALISIS DE TRAFICO
El Tráfico es una de las variables más significativas del diseño de
pavimentos y sin embargo es una de las que más incertidumbre presenta al
momento de estimarse. Es importante hacer notar que debemos contar con
la información más precisa posible del tráfico para el diseño, ya que de no
ser así podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de
sobre diseño. Para el análisis de tráfico se hizo por medio de censos de
volumen y clasificación. Por lo cual obtuvimos la cantidad de vehículos
circulantes en diversos periodos de tiempo, y el tipo de vehículos que
circula por esta vía así mismo cuales son las horas punta. Las zonas de
ubicación para el conteo fue en varios puntos estratégicos en resumen
podemos apreciar en el cuadro a continuación:
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
6
TIPO DE
VEHICULO
EJE
DE
CARGA
FACTOR
EQUIVALE
REPETICIODIARI
AS EJES EQUIVALE
AUTO
1 0.000527
628
0.330956
1 0.000527 0.330956
CAMIONETA
1 0.000527
250
0.13175
1 0.000527 0.13175
MICRO
7 1.2654
480
607.392
11 3.3291 1597.968
B2
7 1.2654
819
1036.3626
11 3.3291 2726.5329
B3-1
7 1.2654
2
2.5308
16 1.6359 3.2718
C2
7 1.2654
257
325.2078
11 3.3291 855.5787
C3
7 1.2654
191
241.6914
18 2.5167 480.6897
C4
7 1.2654
1
1.2654
23 1.5236 1.5236
T2S2
7 1.2654
15
18.981
11 3.3291 49.9365
18 2.5167 37.7505
T2S3
7 1.2654
1
1.2654
11 3.3291 3.3291
25 1.7165 1.7165
T3S1
7 1.2654
4
5.0616
18 2.5167 10.0668
11 3.3291 13.3164
T3S2
7 1.2654
4
5.0616
18 2.5167 10.0668
18 2.5167 10.0668
T3S3
7 1.2654
28
35.4312
18 2.5167 70.4676
25 1.7165 48.062
C2R3
7 1.2654
2
2.5308
11 3.3291 6.6582
11 3.3291 6.6582
18 2.5167 5.0334
C3R2 7 1.2654 2 2.5308
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ
7
18 2.5167 5.0334
11 3.3291 6.6582
11 3.3291 6.6582
C3R3
7 1.2654
5
6.327
18 2.5167 12.5835
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  • 3. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 4 OBJETIVOS: Objetivo General Determinación de los parámetros que intervienen en el diseño de pavimentos flexibles aplicando el método de la AASHTO. Objetivos Específicos  Confiabilidad, Desviación estándar global, Módulo de resiliencia efectivo, y Pérdida o diferencias entre índices de servicio inicial y final.  Determinación de espesores por capas.
  • 4. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 5 HIPOTESIS Si, se realiza un estudio para determinar los diferentes parámetros que intervienen en el diseño del pavimento flexible del método de la AASHTO, aplicado, Villa el Salvador, entonces se lograra contar con diseños óptimos y oportunos de los espesores de la estructuras de los pavimentos en la zona, evitando un sub o sobredimensionamiento.
  • 5. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 6 MÉTODO AASHTO 93 Confiabilidad “R” De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico se adopta el valor de R=90% para el diseño para (10 años—15años—20años) y el refuerzo. (Tabla N08) Desviación Standard Normal Para el nivel de confiabilidad adoptado, la DesviaciónStandard Normal resulta ZR = -1.282 para la confiabilidad de 90%
  • 6. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 7 (Tabla N09) Desviación Standard Total El valor de Desviación Standard Total varía entre 0.40 y 0.50 para pavimento flexible. Se adopta el valor promedio de S0 = 0.45. (Tabla N010). CONDICIÓN DE DISEÑO DESVIACIÓN ESTÁNDAR (So) Pav. rígido Pav. flexible Variación en la predicción del comportamiento del pavimento sin errores en el tránsito. 0.30 0.40 Variación en la predicción del comportamiento del pavimento con errores en el tránsito. 0.45 0.50
  • 7. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 8 Serviciabilidad El valor de la Serviciabilidad inicial, es de pi=4.0 para la carpeta asfáltica (Tabla N012). De acuerdo a lo indicado en el fundamento teórico el Índice de Serviciabilidad final será pt=2.0 (Tabla N013). Índice De Serviciabilidad Inicial (po) Tipo De Pavimento Valor Inicial Deseable (Po) Pavimentos Rígidos 4,5 Pavimentos Flexibles 4,2 Índice De Serviciabilidad final(pt) Tipo de carretera Tipo de transito Valor final (Pt) Principales Transito mayor 2,5 o mas Secundarias Transito menor 2,.
  • 8. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 9 Por lo que la pérdida del Índice de Serviciabilidad es p = 2.2. Cuadro NO 08: Índice De Serviciabilidad Módulo De La Resiliencia Capacidad De Soporte De La Subrasante. Se obtiene de la correlación MR con los CBR:  Para CBR = 8%  Esb=MR (PSI) = 11591.23595 (psi)  Para los CBR< 10% Tipo de superficie de rodadura pi pt psi Carpeta asfáltica 4.2 2.0 2.2
  • 9. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 10 Mr. = 1500 * CBR (psi)  Para los CBR de 10% a 20% Mr. = 3000 * CBR0.65 (psi)  Para los CBR > 20% Mr. = 4326 * lnCBR+241 (ps Capacidad de Soporte De La Base Granular Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo Resiliente  Para CBR = 80%  EB=MR (PSI) = 28400 (psi) Figura A-2: Ábaco para estimar el número estructural de la capa base granular “a2”.
  • 10. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 11 Capacidad de Soporte De La SUB BASE Granular
  • 11. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 12 Se mide mediante los ensayos de C.B.R. y Módulo Resiliente  Para CBR = 40%  ESB= MR (PSI) = 18000 (psi)
  • 12. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 13 Figura A-3: Ábaco para estimar el número estructural de la sub-base granular “a3”.
  • 13. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 14 Determinación De Espesores Por Capas Coeficientes De Capa Se tienen los siguientes coeficientes estructurales para cada una de las capas del pavimento:  Carpeta  Estabilidad de Marshall =1700 (lb)  a1 =0.4 pulg.(in) (Figura A-1).
  • 14. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 15  Base Granular: a2 = 0.132 pulg EB=Mr.(base)=28400 (psi) (FiguraA-2)  Subbase Granular: ESB=Mr.(sub base)=18000 (psi) a3 = 0.127 pulga (in) (Figura A-3) Coeficientes de Drenaje
  • 15. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 16 Considerando una calidad del drenaje Regular y del 1% al 5% (Tabla N016) los valores de los coeficientes de drenaje asumidos son los siguientes:  Base Granular: De acuerdo a las especificaciones para materiales de base y de las condiciones de drenaje, podemos asumir un valor de m2=1.30  Subbase Granular: De acuerdo a las especificaciones para materiales de subbase y de las condiciones de drenaje, podemos asumir un valor de m3=1.30
  • 16. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 17 ESTUDIO DE TRÁFICO El tránsito vehicular que circula por la vía de acceso de Santa hasta Pampa La Grama está compuesto por el paso de vehículos ligeros: autos, camionetas, combis, coaster camiones y vehículos pesados. El flujo vehicular es principalmente de camiones y camionetas, Horas picos por las mañanas de 9 am a 5, Del análisis de transito tenemos en el cuadro Nº 09 los valores de ESAL, determinados en el estudio de tráfico, y los factores necesarios en el diseño del pavimento para el periodo de diseño de (10años y 15años y20 años). Cuadro Nº 09: Estudios De Trafico FUENTE: Elaboración Propia Obtenidos los parámetros que intervienen en el método AASHTO se presentan los resúmenes de los cálculos realizados mediante la ayuda de un programa de cómputo. (Hoja de cálculo en Excel) ESAL 10 AÑOS ESAL 15 AÑOS ESAL 20 AÑOS 18.8x106 31.4x106 46.6x106
  • 17. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 18 En el presentan los valores de los números estructurales obtenidos y de diseño correspondientes a los periodos de diseño de (10…15….20) años.  PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS Numero Estructural PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal 3.3 3.88 4.4 18.8x106 Resuelto por formula:
  • 18. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 19 PERIODO DE DISEÑO PARA 10 AÑOS NSCA=1 NSSB=2 NSSR=3 Esal 3.2 3.9 4.2 18.8x106 Resuelto por ábaco
  • 19. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 20  PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal 3.57 4.18 4.84 31.4x106 Resuelto por formula
  • 20. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 21 PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal 3.5 3.9 4.7 31.4x106 Resuelto por ábaco
  • 21. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 22  PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal 3.79 4.43 4.98 46.6x106 Resuelto por formula
  • 22. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 23 PERIODO DE DISEÑO PARA 20 AÑOS SNCA=1 SNBG=2 NSSR=3 Esal 3.6 4.2 4.9 46.6x106 Resuelto por ábaco
  • 23. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 24 PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS  Espesor de la carpeta asfáltica 𝐷1 = 𝑆𝑁1 𝑎1 𝐷1 = 3.3 0.4 = 8.25𝑖𝑛 ≈ 𝟖𝒊𝒏 𝑆𝑁 .1 ∗ = 𝐷1 × 𝑎1 𝑆𝑁 .1 ∗ = 8 × 0.4 = 3.2𝑖𝑛  Espesor de base 𝐷 2 = 𝑁𝑆2 − 𝑆𝑁 .1 ∗ 𝑎2 × 𝑚2 𝐷2 = 3.88 − 3.2 0.132 × 1.3 = 3.96𝑖𝑛 ≈ 𝟒𝒊𝒏 𝑆𝑁 .2 ∗ = 𝐷2 × 𝑎2 × 𝑚2 𝑆𝑁 .2 ∗ = 4 × 0.132 × 1.3 = 0.6396𝑖𝑛  Espesor de sub base 𝐷3 = 𝑆𝑁3−( 𝑆𝑁1 ∗ +𝑆𝑁 .2 ∗ ) 𝑎3× 𝑚3. 𝐷3 = 4.4−(3.2+0.64) 0.127 ×1.3 = 3.39 ≈ 4𝑖𝑛 𝑆𝑁 .= 𝐷3 × 𝑎3 × 𝑚33 ∗ 𝑆𝑁 .=3 ∗ 4 × 0.127 × 1.3 = 0.6604𝑖𝑛
  • 24. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 25 Número estructural indicativo del espesor PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 8in 4in 4in 20.32 cm 10.16 cm 10.16cn 4in=10.16cm 8in=20.32 cm 𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 SN= 𝑆𝑁 .1 ∗ +𝑆𝑁 .2 ∗ + 𝑆𝑁 .3 ∗ SN=3.2+0.639+0.6604=4.4994 𝑆𝑁3=4.4 𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 4.49 ≥ 4.4 𝑜𝑘𝑘 4in=10.16cm
  • 25. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 26 ESAL=18802252.38 4” 0.5” 3.5” 0.5 × 𝑎1× 𝑚2 𝑎2 = 0.5 × 0.4 × 1.3 0.132 = 2𝑖𝑛 3.5 × 𝑎1× 𝑚3 𝑎3 = 3.5× 0.4× 1.3 0.127 = 14𝑖𝑛 =4+2=6” =4” =4+14=18” 4” 4” 4”
  • 26. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 27 PERIODO DE DISEÑO PARA 15AñOS  Espesor de la carpeta asfáltica 𝐷1 = 𝑆𝑁1 𝑎1 𝐷1 = 3.57 0.4 = 8.925𝑖𝑛 ≈ 𝟖𝒊𝒏 𝑆𝑁 .1 ∗ = 8 × 0.4 = 3.2𝑖𝑛  Espesor de Base CAMBIOS DE INGENIERO PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURADEL PAVIMENTO Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 4in 6in 18in
  • 27. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 28 𝐷2 = 𝑁𝑆2 − 𝑆𝑁 .1 ∗ 𝑎2 × 𝑚2 𝐷2 = 4.18 − 3.2 0.132𝑥1.3 = 5.7𝑖𝑛 ≈ 𝟔𝒊𝒏 𝑆𝑁 .2 ∗ = 1.3 × 0.132 × 6 = 1.0𝑖𝑛  Espesor de sub base 𝐷3 = 𝑆𝑁3 − (𝑆𝑁 .1 ∗ + 𝑆𝑁 .2 ∗ ) 𝑎3× 𝑚3 . 𝐷3 = 4.8−(3.6+1) 0.127 ×1.3 = 1.25 ≈ 1.5𝑖𝑛 𝑆𝑁 . = 𝐷3 × 𝑎3 × 𝑚33 ∗ 𝑆𝑁 .=3 ∗ 1.5 × 0.127 × 1.3 = 0.24𝑖𝑛 Número estructural indicativo del espesor 𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 SN= 𝑆𝑁 .1 ∗ +𝑆𝑁 .2 ∗ + 𝑆𝑁 .3 ∗ SN=0.24+1+3.7=4.4 𝑆𝑁3=4.8 𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 4.9 ≥ 4.8𝑜𝑘𝑘
  • 28. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 29 PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO (cm.) Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 8 in 6in 1in 20.32cm 15.24cm 2.54cn 8 in=20.32cm 6in=15.24cm ESAL=31358086.72 1in=2.54cm
  • 29. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 30 4” 6” 1” CAMBIOS DE INGENIERO PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO Carpeta Asfaltic a Base Granular Sub Base Granular 4in 6in 17in = 4 × 𝑎1× 𝑚3 𝑎3 = 4 × 0.4 × 1.3 0.127 = 15.72𝑖𝑛 ≈ 16𝑖𝑛 =4” =16+1=17” +4” 4”” =6”
  • 30. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 31 PERIODO DE DISEÑO PARA 20 Años  Espesor de la carpeta asfáltica 𝐷1 = 𝑆𝑁1 𝑎1 𝐷1 = 3.79 0.4 = 9.475𝑖𝑛 ≈ 𝟗𝒊𝒏 𝑆𝑁 .1 ∗ = 9 × 0.4 = 3.6𝑖𝑛  Espesor de Base 𝐷2 = 𝑁𝑆2 − 𝑆𝑁 .1 ∗ 𝑎2 × 𝑚2 𝐷2 = 4.43− 3.6 0.132 × 1.3 = 4.8𝑖𝑛 ≈ 𝟒𝒊𝒏 𝑆𝑁 .2 ∗ = 4 × 0.132 × 3.6 = 1.9𝑖𝑛 ≅ 1.3"  Espesor de sub base 𝐷3 = 𝑆𝑁3 − (𝑆𝑁 .1 ∗ + 𝑆𝑁 .2 ∗ ) 𝑎3× 𝑚3 .
  • 31. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 32 𝐷3 = 4.98−(3.6+1.3) 0.127 ×1.3 = 0.48 ≈ 1𝑖𝑛 𝑆𝑁 . = 𝐷3 × 𝑎3 × 𝑚33 ∗ 𝑆𝑁 .=3 ∗ 1 × 0.127 × 1.3 = 0.1651𝑖𝑛 Número estructural indicativo del espesor PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO (cm.) Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 9 in 4in 1in 22.86cm 10.16cm 2.54 𝑆𝑁 = 𝑎1 × 𝐷1 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 + 𝑎1 × 𝐷1 × 𝑚2 SN= 𝑆𝑁 .1 ∗ +𝑆𝑁 .2 ∗ + 𝑆𝑁 .3 ∗ SN=3.6+1.3+0.1651=5.0561 𝑆𝑁3=4.98 𝑆𝑁 ≥ 𝑆𝑁3 → 5.056 ≥ 4.98𝑜𝑘𝑘
  • 32. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 33 4 in=10.16cm 9in=22.86cm ESA=46634179.02 4.5" = 3.5 × 𝑎1× 𝑚1 𝑎3 = 4.5 × 0.4 × 1.3 0.127 = 18𝑖𝑛 4” 1” 4” +5 1in=2.54cm 0.5 = 1.5 × 𝑎1× 𝑚2 𝑎2 = 0.5 × 0.4 × 1.3 0.132 = 2𝑖𝑛
  • 33. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 34 CAMBIOS DE INGENIERO PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURADEL PAVIMENTO Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 4in 6in 18in =4” =6” =18”
  • 34. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 2 Espacio de la vía a diseñar el pavimento flexible 1000m 6.6m
  • 36. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 2 DISEÑO INICIAL 10 DISEÑO INICIAL 15 DISEÑO INICIAL 20 DESCRIPCÍON UNIDAD PRECIO PARCIAL CANTIDAD PRECIO TOTAL CANTIDAD PRECIO TOTAL CANTIDAD PRECIO TOTAL CARPETA ASFÄLTICA 0.0508M3 S/24.50 26400 646800 26400 646800 29700 727650 BASE M3 S/30.00 670.56 20116.80 1005.84 30175.20 670.56 20116.80 SUB BASE M3 S/25.00 670.56 16764 167.64 4191 167.64 4191 ∑ = S/683680.80 ∑ = S 681166⁄ . 2 ∑ = 751957.8 PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS METOD O AASHT O ESTRUCTURADEL PAVIMENTO ESPESORES Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 8in 4in 4in 20.32cm 10.16 cm 10.16 PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS METOD O AASHT O ESTRUCTURADEL PAVIMENTO ESPESORES Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 8 in 6in 1in 22.32cm 15.24 2.54 PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS METOD O AASHT O ESTRUCTURADEL PAVIMENTO ESPESORES Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 9in 4in 1in 22.86cm 10.16cm 2.54cn
  • 37. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 2 CAMBIOS DE INGENIERO PERIODO DE DISEÑO PARA 10AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 4in 6in 18in 10.16 cm 15.24 cm 45.72 cm CAMBIOS DE INGENIERO PERIODO DE DISEÑO PARA 20AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 4in 6in 18in 10.16 15.24 cn 45.72cn CAMBIOS DE INGENIERO PERIODO DE DISEÑO PARA 15AÑOS METODO AASHTO ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO Carpeta Asfaltica Base Granular Sub Base Granular 4in 6in 17in 10.16 cm 15.24 cm 43.18 cm . Diseño del ingeniero Diseño del ingeniero Diseño de ingeniero DESCRIPCÍON UNIDAD PRECIO PARCIAL CANTIDAD PRECIO TOTAL CANTIDAD PRECIO TOTAL CANTIDAD PRECIO TOTAL CARPETA ASFÄLTICA 0.0508M3 S/24.50 13200 323400 13200 323400 13200 323400 BASE M3 S/30.00 1005.84 30175.2 1005.84 30175.20 1005.84 30175.20 SUB BASE M3 S/25.00 3017.52 75438 2849.88 71247 3017.52 75438 ∑ = 𝑆/429013.2 ∑ = 𝑆/ 424822.2 ∑ = 𝑆/ 429013.2 10años 15años 20años
  • 38. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 3 Conclusiones: En conclusiones se descuenta enormemente los precios DISEÑO INICIAL 10años ∑ = 𝑆/683680.80 DISEÑO INICIAL MODIFICADO 10años ∑ = 𝑆/ 429013.2 DISEÑO INICIAL 15años ∑ = 𝑆/ 681166.2 DISEÑO INICIAL MODIFICADO 15años ∑ = 𝑆/424822.2 DISEÑO INICIAL 20 años ∑ = 𝑆/751957.8 DISEÑO INICIAL MODIFICADO 20 años ∑ = 𝑆/429013.2
  • 39. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 4 RECOMENDACIONES Para que el pavimento pueda alcanzar la vida útil para el periodo que ha diseñado, se recomienda un adecuado sistema de drenaje.
  • 40. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 5 ANALISIS DE TRAFICO El Tráfico es una de las variables más significativas del diseño de pavimentos y sin embargo es una de las que más incertidumbre presenta al momento de estimarse. Es importante hacer notar que debemos contar con la información más precisa posible del tráfico para el diseño, ya que de no ser así podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de sobre diseño. Para el análisis de tráfico se hizo por medio de censos de volumen y clasificación. Por lo cual obtuvimos la cantidad de vehículos circulantes en diversos periodos de tiempo, y el tipo de vehículos que circula por esta vía así mismo cuales son las horas punta. Las zonas de ubicación para el conteo fue en varios puntos estratégicos en resumen podemos apreciar en el cuadro a continuación:
  • 41. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 6 TIPO DE VEHICULO EJE DE CARGA FACTOR EQUIVALE REPETICIODIARI AS EJES EQUIVALE AUTO 1 0.000527 628 0.330956 1 0.000527 0.330956 CAMIONETA 1 0.000527 250 0.13175 1 0.000527 0.13175 MICRO 7 1.2654 480 607.392 11 3.3291 1597.968 B2 7 1.2654 819 1036.3626 11 3.3291 2726.5329 B3-1 7 1.2654 2 2.5308 16 1.6359 3.2718 C2 7 1.2654 257 325.2078 11 3.3291 855.5787 C3 7 1.2654 191 241.6914 18 2.5167 480.6897 C4 7 1.2654 1 1.2654 23 1.5236 1.5236 T2S2 7 1.2654 15 18.981 11 3.3291 49.9365 18 2.5167 37.7505 T2S3 7 1.2654 1 1.2654 11 3.3291 3.3291 25 1.7165 1.7165 T3S1 7 1.2654 4 5.0616 18 2.5167 10.0668 11 3.3291 13.3164 T3S2 7 1.2654 4 5.0616 18 2.5167 10.0668 18 2.5167 10.0668 T3S3 7 1.2654 28 35.4312 18 2.5167 70.4676 25 1.7165 48.062 C2R3 7 1.2654 2 2.5308 11 3.3291 6.6582 11 3.3291 6.6582 18 2.5167 5.0334 C3R2 7 1.2654 2 2.5308
  • 42. UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL PERÜ 7 18 2.5167 5.0334 11 3.3291 6.6582 11 3.3291 6.6582 C3R3 7 1.2654 5 6.327 18 2.5167 12.5835 11 3.3291 16.6455 18 2.5167 12.5835 C2R2 7 1.2654 9 11.3886 11 3.3291 29.9619 11 3.3291 29.9619 11 3.3291 29.9619 ESAL0 8581.1362