Este documento presenta el estudio de suelos y diseño de pavimento para una carretera en Shiquip Huaripampa. Se realizaron ensayos de laboratorio en muestras de suelo que arrojaron un CBR de 80%. Usando el método AASHTO y considerando un tráfico estimado de 200 vehículos diarios con crecimiento anual de 2.8% durante 15 años, se determinó un número estructural requerido de 1.41. El diseño propuesto consiste en una carpeta asfáltica de 2 pulgadas sobre una base granular

1. DISEÑO DE PAVIMENTO
1.0 ESTUDIO DE SUELOS
1.1 Trabajo de campo
Los trabajos de campo, del presente proyecto fueron llevados a cabo por el
responsable del Proyecto en tal sentido han tomado, identificado y remitido
al laboratorio las muestras de suelos provenientes de la vía, para los
respectivos análisis.
1.2 Ensayos de laboratorio
ENSAYOS ESTÁNDAR
- Análisis Granulométrico por tamizado (ASTM C-136)
- Límites de Consistencia (ASTM D-4318)
. Límite Líquido
. Límite Plástico
. Índice de Plasticidad
- Clasificación SUCCS (ASTM D-2487)
- Clasificación AASHTO (ASTM D-3282)
Contenido de Humedad (ASTM D-2216)
ENSAYOS ESPECIALES
- Próctor Modificado (ASTM D-1557)
- CBR (ASTM D-1883)
1.3 Labores de gabinete
En base a información obtenida de los resultados de los ensayos de
laboratorio, se efectuó la clasificación de suelos de los materiales, para ello
se ha empleado los sistemas SUCS y AASHTO.

2. 2.0 DISEÑO DEL PAVIMENTO
En conformidad con lo requerido se estructurará el pavimento con la metodología
AASHTO. Así mismo la estructuración del pavimento acorde al tráfico que circulará
durante el periodo de diseño; conlleva a tener como superficie de rodadura una
carpeta con mezcla asfáltica en frío.
2.1 Método AASHTO
2.1.1 Descripción del método
La metodología AASHTO es reconocida a nivel mundial porque se basa en
valiosa información experimental; consiste en determinar un Número
Estructural (SN) requerido por el pavimento a fin de soportar el volumen de
tránsito satisfactoriamente durante su periodo de diseño. El procedimiento
desarrollado es conforme con lo expuesto en Guide for Design of Pavement
Structures – 1993.
Dentro de las consideraciones del método están:
 El Módulo Resilente (Mr) es una medida de las propiedades
elásticas de los suelos. Debido a la escasa información local, este
parámetro se ha establecido en función a algoritmos reconocidos
internacionalmente.
 El Coeficiente de Drenaje toma en cuenta el efecto de los distintos
niveles de eficiencia del drenaje en el comportamiento de la
estructura. Este parámetro modifica el coeficiente estructural de las
capas granulares (subbase y base granular).
 El método incorpora la estadística para establecer un cierto grado de
confiabilidad durante el proceso de diseño. Este aspecto es
incorporado en el diseño mediante un Nivel de Confiabilidad (R),
éste se basa en la distribución normal y es función de la desviación
estándar (S0). La guía AASHTO ubica el valor S0 entre 0,4 y 0,5 para
pavimentos flexibles.

3.  El Índice de Serviciabilidad Final deberá ser tal que culminado el
periodo de diseño, la vía (superficie de rodadura) ofrezca una
adecuada serviciabilidad.
Los números estructurales SN, del pavimento son obtenidos mediante la
siguiente expresión:
07
.
8
log
32
.
2
)
1
(
1094
40
.
0
)
5
.
1
2
.
4
log(
20
.
0
)
1
log(
36
.
9
log
19
.
5
18 









 R
O
R M
SN
PSI
SN
S
Z
W
La expresión que relaciona el número estructural con los espesores
de capa es:
SN = a1 D1 + a2 m1 D2 + a3 m2 D3
Donde:
a1 a2 a3 = Coeficientes estructurales o de capa
m1 m2 = Coeficientes de drenaje
D1 D2 D3 = Espesores de capa
2.1.2 Parámetros de diseño
Módulo resilente
La “capacidad relativa de soporte de los suelos”, se definió los CBRs de
diseño.
Para acceder a los Ábacos de diseño AASHTO 93, es necesario que estos
valores de CBR sean traducidos a Módulo Resilente (Mr). Dada la escasa
información existente en el medio sobre estos ensayos, se ha empleado una
correlación entre CBRs versus Módulos de Resilencia publicada en FHWA-
PL-98-029:
Mr = 1885,205*CBR^0,69387 Metodo Van Till (*)

4. CUADRO N° 01
SECTOR CBR (%)
MODULO
RESILENTE
CARRETERA SHIQUIP HUARIPAMPA 80.0 24865
Tráfico
El pavimento debe ser diseñado para que sirva a las necesidades del tráfico
durante un cierto número de años (período de diseño); por lo tanto, se debe
predecir su crecimiento para determinar las necesidades estructurales del
pavimento indicado.
Por las razones expuestas se ha visto conveniente la aplicación de un
método aproximado para el análisis de tráfico, siendo el método a aplicar
para el análisis y diseño de este Proyecto, el desarrollado para carreteras de
bajo de volumen por la T.R.B en su manual “Synthesis 4. Structural Design
of Low Volume Roads”, donde el Tráfico Promedio Diario (TPD) es afectado
por un factor (M) de trafico mixto de acuerdo a tres categorías de porcentaje
de caminos (bajo, medio y alto) y tres categorías de carga (ligero, medio y
pesado).
Los valores del factor de tráfico Mixto, están tabulados en el siguiente
cuadro:
CUADRO Nº 02
Distribución de Carga
(N18 por Camión)
Porcentaje de Vehículos
Bajo
(Menos de
15%)
Medio
(15% - 25%)
Alto
(más de 25%)
Ligero (menos de 0.75) 9 18 27
Medio (0.75 – 1.5) 23 46 69
Pesado (más de 1.5) 37 73 110
Una vez estimado el factor de tráfico M, el cálculo del número de ejes
equivalentes a 18 kips previsto durante el período de diseño, en función de
la tasa de crecimiento, se realiza en forma convencional.

5. Para el cálculo del Número de Ejes Equivalentes durante el período de
diseño considerado se dispone de la siguiente información.
- Tráfico promedio diario : 200 (Estimado)
- Tasa de crecimiento : 2.8 %
- Período de Diseño : 15 años
Para emplear el cuadro N° 02 se deben definir las características del tráfico
en función de los parámetros y rangos establecidos, considerándose en este
caso:
- Porcentajes de Vehículos : Bajo (Menos de 15%)
- Distribución de cargas : Medio
El factor de tráfico que corresponde será entonces M = 23.
El número total acumulado de ejes equivalentes de 18 kips (N18), durante el
período de diseño se calcula con la siguiente expresión:
N18 (n años) = (TPD x M) x [(1+i)n
- 1)]
Ln (1+i)
Donde:
TPD : Tráfico Promedio Diario
M : Factor de Composición de Tráfico
i : Tasa de Crecimiento
n : Periodo de diseño
Reemplazando la información disponible:
N18 (15 años) = (200 x 23) x [(1+0.028)10
–1)]
Ln (1+0.028)
N18 (15 años) = 5.30 x 104
repeticiones

6. CUADRO N° 03
SECTOR EAL 2024 (15
años)
CARRETERA SHIQUIP HUARIPAMPA 5.30 x 10^4
Confiabilidad
Se está tomando una confiabilidad de 90%, con el cual se obtiene una
Standard Normal Deviate (ZR):
ZR = -1,282
Desviación estándar total
S0 = 0,45
Serviciabilidad
Serviciabilidad Inicial (pi) = 4,2
Serviciabilidad Final (pt) = 2,2
Coeficientes estructurales de capas
Basado de la Guía de Diseño AASHTO, los coeficientes estructurales de
capa considerados para el cálculo del número estructural de diseño son los
siguientes:
a1 = 0,44/pulg. ó 0,17/cm (para carpeta asfáltica en frio)
a2 = 0,133/pulg. ó 0,06/cm (para agregados de CBR = 80%)
Coeficientes de drenaje
Para la elección del Coeficiente de Drenaje (Tabla 2.4 Valor de mi
recomendado para la modificación de coeficientes estructurales de base y
subbase – AASHTO) se han tomado las siguientes consideraciones:
 Exposición en agua de las estructuras de drenaje, entre 1 y 5%.

7.  La condición de los sistemas de drenaje es Regular.
Por lo tanto se asume un Coeficiente de Drenaje mi = 1,25
2.3 Diseño del pavimento para 15 años
La estructura propuesta de pavimento ha sido diseñada para soportar el
peso de la densidad de tráfico proyectado para su ciclo de vida, altas
presiones y esfuerzos, de tal manera que éstas lleguen satisfactoriamente a
los suelos bajo el nivel de Base. Se consideró las características
geotécnicas de los materiales que conformarán la estructura vial, con
propiedades de resistencia y valor de soporte creciente a partir del suelo de
fundación y de allí a la superficie del pavimento.
Aplicando el Nomograma y/o la Ecuación de Diseño se obtiene para los
parámetros indicados y un periodo de diseño de 15 años, lo siguiente:
Zr = Standard Normal Deviate = -1,282
So = Overall Standard Deviation = 0,45
Pi = Serviciabilidad Inicial = 4,2
Pt = Serviciabilidad Final = 2,0
a1 = Coeficiente estructural de C.A. = 0,165
a2 = Coeficiente estructural de B.G. = 0,06
W18 = 2.01 x 105
Mr = 14007 psi
CUADRO N° 04
SECTOR SN
CARRETERA SHIQUIP HUARIPAMPA 1.41
Con los parámetros indicados y aplicando el método de diseño AASHTO 1993,
se ha propuesto el siguiente diseño de pavimento,

8. CUADRO Nº 05
ESTRUCTURA
ESPESOR
pulg. cm.
CARPETA ASFÁLTICA EN FRIO 2.0 5.0
BASE GRANULAR 8.0 20.0
6.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
 Los ensayos de C.B.R. (ASTM D-1883) ejecutados con la finalidad de
conocer la Capacidad de Soporte de los suelos del terreno de fundación ,
los cuales arrojan un CBR de diseño (al 95% de la Máxima Densidad
Seca) para el pavimento de la vía en estudio igual a 80.0 %.
 Los valores considerados en el cálculo del tráfico, garantizarán un
pavimento duradero en el tiempo, considerando ante cualquier
eventualidad un aumento en volumen y carga del tráfico.
 Aplicando el método de diseño AASHTO 1993 y los parámetros de diseño,
se ha propuesto el siguiente diseño de pavimento,
ESTRUCTURA
ESPESOR
pulg. cm.
CARPETA ASFÁLTICA EN FRIO 2.0 5.0
BASE GRANULAR 6.0 15.0
 Por lo expuesto anteriormente, y bajo responsabilidad de los ejecutores de
la obra, se recomienda efectuar el control permanente de las
características físico-mecánicas de los materiales empleados como factor
predominante en el comportamiento y permanencia de la vía.

9.  Para cumplir adecuadamente con el Control de Calidad de la Obra
(materiales y proceso constructivo), es indispensable el cumplimiento
irrestricto de las Especificaciones Técnicas adjuntas.
 Cabe mencionar que los puntos no contemplados en las Especificaciones
del mencionado proyecto, deben estar en concordancia con las
Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del
MTC (EG – 2000).