Evaluación de pavimentos de adoquín en vías rurales nic. 01196 con-n

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
RECINTO UNIVERSITARIO PEDRO ARAUZ PALACIOS
FACULTAD DE TECNOLOGIA DE LA CONSTRUCCION
MAESTRIA EN INGENIERIA DE TRANSPORTE
TEMA:
ANALISIS Y EVALUACION DE LAS
CARACTERISTICAS GEOMETRICAS DE LOS
PAVIMENTOS DE ADOQUIN EN LAS VIAS
RURALES DE NICARAGUA
Trabajo de Tesina para optar el Grado de Master en Ingeniería de
Transporte
Elaborado por:
ING. LUBINA CANTARERO ZEAS
ING. DOUGLAS MENDEZ TALAVERA
Tutor:
MSC. ING. NOEL HEREDIA VERANES
Managua, Nicaragua
AGOSTO 2003

AGRADECIMIENTO
A Dios nuestro Señor, por atender las peticiones de nuestra Santa Madre, la
Siempre Virgen María, Auxiliadora de los pecadores.
A mi flaco, por su incondicional apoyo, siempre estuvo presente en todos los
momentos que le necesité.
Muchas Gracias, Ing. Noel Heredia Veranes, además de tutor, encontré en él,
un gran amigo.
Al Ing. Gustavo Vásquez, por toda la información que nos consiguió y por todo
el apoyo brindado para hacer posible la realización de éste trabajo.
Al eterno maestro, consejero y amigo, Ing. Peter Sprätz.
Al Ingeniero Carlos Morice Martinez, nunca olvidaré sus gestiones al inicio de
la Maestría.
A Carlos Silva, Roberto Morales, Marthita Torrez, a Gerald, a la Angelita
Senovia, a Carlitos Montiel, Alvaro Flores y a todas aquellas personas que de
una forma u otra hicieron posible la realización de esta tesina.

DEDICATORIA
A Dios Nuestro Señor y a Nuestra Madre Celestial, la Siempre Virgen María.
A mi esposo, Julio Cesar Vanegas C, a los tesoros más grandes de mi vida,
mis hijas: María Mercedes y Luby Gisselle
A Doña Gloria, Don Saúl, Doña Coco y la Chilita.
A Imelda, María Auxiliadora, Leslie Nazarena, Saúl Alfredo y Maria Cecilia.
Quiero sientan propia la satisfacción de haber alcanzado esta meta.

Análisis y Evaluación de las Características Geométricas de los Pavimentos de Adoquín en las vías rurales de Nicaragua
Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T i
CONTENIDO
TUListado de AbreviaturasUT ........................................................................................................ vi
TUResumenUT ...............................................................................................................................vii
TUIntroduccionUT ..........................................................................................................................ix
TUObjetivosUT ........................................................................................................................................ x
TUObjetivo GeneralUT ....................................................................................................................................... x
TUObjetivos EspecíficosUT................................................................................................................................ x
TUMetodología de InvestigaciónUT...................................................................................................... xi
TUProcedimiento para la recolección de la InformaciónUT .............................................................................. xi
TUAnálisis de Información y ResultadosUT .......................................................................................xii
TUHipótesisUT .......................................................................................................................................xii
TU1UT TUEstado del Arte de los Pavimentos de AdoquinUT ............................................................1
TU1.1UT TUHistoria de los Pavimentos de AdoquínUT ......................................................................... 1
TU1.2UT TULos AdoquinesUT .................................................................................................................. 3
TU1.3UT TUComportamiento de los Pavimentos de AdoquínUT .......................................................... 4
TU1.3.1UT TUExperiencias de J. Knapton.UT........................................................................................................ 6
TU1.4UT TUAnálisis Teórico de los Pavimentos de AdoquínUT ............................................................ 9
TU1.4.1UT TUAnálisis por Placa.UT ...................................................................................................................... 9
TU1.4.2UT TUAnálisis ElásticoUT ......................................................................................................................... 9
TU1.4.3UT TUAnálisis por Elementos FinitosUT ................................................................................................. 10
TU1.4.4UT TUOtros Estudios realizadosUT ......................................................................................................... 10
TU1.5UT TUTransmisión de Esfuerzos de los Pavimentos de AdoquínUT ......................................... 11
TU1.5.1UT TUTrabazón de los adoquinesUT........................................................................................................ 12
TU1.5.2UT TUTrabazón VerticalUT ..................................................................................................................... 12
TU1.5.3UT TUTrabazón rotacionalUT .................................................................................................................. 13
TU1.5.4UT TUTrabazón horizontalUT .................................................................................................................. 13
TU2UT TUCaracterización de los Pavimentos de Adoquín en NicaraguaUT ..................................14
TU2.1UT TUAntecedentes Históricos del Transporte en NicaraguaUT .............................................. 14
TU2.2UT TUDesarrollo Histórico De La Red VialUT ........................................................................ 16
TU2.3UT TUCaracterización De La Red Vial De NicaraguaUT ....................................................... 16
TU2.3.1UT TUCaracterización del TráficoUT....................................................................................................... 16
TU2.3.2UT TUCaracterización del Suelo de SubrasanteUT .................................................................................. 18
TU2.4UT TUPavimentos Adoquinados en NicaraguaUT ...................................................................... 19
TU2.4.1UT TUPeríodo de 1970 a 1980:UT ........................................................................................................... 19
TU2.4.2UT TUPeríodo de 1980 a 1990UT ............................................................................................................ 22
TU2.4.3UT TUPeríodo de 1990 al 2002UT ........................................................................................................... 23
TU2.4.4UT TUPavimentos de adoquines en etapa de diseñoUT ........................................................................... 25
TU2.5UT TUMétodos de DiseñoUT ........................................................................................................ 27
TU2.5.1UT TUPeríodo de 1970 a 1980 y de 1980 a 1990UT ................................................................................ 27
TU2.5.2UT TUPeríodo de 1990 a 2002UT ............................................................................................................ 27
TU2.6UT TUNormas de Construcción y ConservaciónUT .................................................................... 27
TU2.6.1UT TUNormas de ConstrucciónUT .......................................................................................................... 27

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T ii
TU2.6.2UT TUNormas de ConservaciónUT .......................................................................................................... 29
TU2.6.2.1UT TULA RENOVACION DE ADOQUINESUT ......................................................................... 29
TU2.6.2.2UT TUREMATESUT ...................................................................................................................... 29
TU2.6.2.3UT TUARENACION DE ADOQUINESUT ................................................................................... 29
TU2.7UT TUDescripción de los Trabajos de ConstrucciónUT ........................................................... 30
TU2.7.1UT TUAdoquinesUT ................................................................................................................................. 30
TU2.7.2UT TUManejo de los AdoquinesUT ......................................................................................................... 30
TU2.7.3UT TUFase de CampoUT ......................................................................................................................... 32
TU2.7.3.1UT TUConstrucción del DrenajeUT ................................................................................................ 32
TU2.7.3.2UT TUMovimiento de tierra para la obtención de la subrasanteUT ................................................ 33
TU2.7.3.3UT TUConstrucción de las capas de base y subbaseUT .................................................................. 33
TU2.7.3.4UT TURiego de la Capa de ArenaUT .............................................................................................. 34
TU2.7.3.5UT TUColocación del AdoquínUT .................................................................................................. 36
TU2.7.3.6UT TULleno de JuntasUT................................................................................................................ 37
TU2.7.3.7UT TUCompactación de Adoquines de ConcretoUT ...................................................................... 39
TU2.7.3.8UT TULimpiezaUT ......................................................................................................................... 40
TU2.8UT TUDescripción de los Trabajos de MantenimientoUT .......................................................... 40
TU2.9UT TUPrincipales Problemas en las Vías AdoquinadasUT ........................................................ 41
TU2.9.1UT TUFallas de DiseñoUT ....................................................................................................................... 42
TU2.9.2UT TUFallas de ConstrucciónUT .............................................................................................................. 46
TU2.9.3UT TUFallas de los MaterialesUT ............................................................................................................ 47
TU2.9.4UT TUFallas de aplicación del productoUT ............................................................................................. 47
TU2.9.5UT TUFallas comunes en los pavimentos de adoquín de NicaraguaUT ................................................... 48
TU3UT TUAnálisis de la Configuración de los Pavimentos de AdoquinesUT .................................53
TU3.1UT TULa Subestructura, Base, Subbase y Explanada.UT .......................................................... 53
TU3.2UT TUTipos, formas y resistencia de los adoquinesUT ............................................................... 54
TU3.2.1UT TUForma de los adoquines.UT ........................................................................................................... 54
TU3.2.2UT TUTipos y patrón de colocación del AdoquínUT ............................................................................... 54
TU3.2.3UT TUEspesor de los adoquinesUT .......................................................................................................... 57
TU3.2.4UT TUResistencia MecánicaUT ............................................................................................................... 58
TU3.2.5UT TUJuntas entre adoquinesUT .............................................................................................................. 58
TU3.2.6UT TUDeformación.UT ............................................................................................................................ 59
TU3.3UT TUVentajas De Los Pavimentos De Adoquines De Hormigón.UT ....................................... 59
TU3.3.1UT TUFabricación.UT .............................................................................................................................. 59
TU3.3.2UT TUEjecución.UT ................................................................................................................................. 59
TU3.3.3UT TUComportamiento.UT ...................................................................................................................... 60
TU3.3.4UT TUMantenimiento.UT ......................................................................................................................... 60
TU3.3.5UT TUCostos.UT ...................................................................................................................................... 61
TU3.3.6UT TUPosibilidades expresivas.UT .......................................................................................................... 61
TU3.3.7UT TUComparación De Los Adoquines Prefabricados De Hormigón Con Otras Formas De
Pavimentación.UT ........................................................................................................................................ 61
TU4UT TUMétodos usados para el diseño de pavimentos de AdoquínUT .......................................63
TU5UT TUFundamentación de la nueva propuesta para NicaraguaUT .........................................65
TU5.1UT TUFuncionamiento del PavimentoUT .................................................................................... 65
TU5.2UT TUCálculo del daño producido en los pavimentos de adoquínUT ....................................... 67
TU5.2.1UT TUCaracterísticas mecánicas de los materialesUT ............................................................................. 71
TU5.2.1.1UT TUAdoquines de concretoUT .................................................................................................... 72
TU5.2.1.2UT TUMateriales tratados con ligantes hidráulicosUT ................................................................... 72
TU5.2.2UT TUModelos de deterioro estructuralUT .............................................................................................. 72

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T iii
TU5.2.2.1UT TUFisuración estructural por fatiga:UT..................................................................................... 72
TU5.3UT TUCálculos y analisis realizadosUT ........................................................................................ 74
TU5.3.1UT TUTramo Masaya – Las FloresUT ..................................................................................................... 75
TU5.3.2UT TUTramo Santa Cruz – San NicolásUT .............................................................................................. 79
TU6UT TUAnálisis tecnico economico de los pavimentos adoquinadosUT .....................................85
TU6.1UT TUCosto Unitario de los Pavimentos AdoquinadosUT ........................................................ 85
TU6.1.1UT TURendimiento en la colocaciónUT ................................................................................................... 85
TU6.1.2UT TUComponentes del Presupuesto de un proyecto de adoquinadoUT ................................................. 85
TU6.1.3UT TUCostos de los proyectos ejecutados en NicaraguaUT ..................................................................... 86
TU7UT TUCONCLUSIONESUT .......................................................................................................89
TU8UT TURECOMENDACIONESUT ..............................................................................................91
TUBIBLIOGRAFIAUT .................................................................................................................93
TANEXOS
I. Caracterización de la Red vial, en términos de vehículos pesados.
II. Fotografía de Masaya – Las Flores
III. Datos técnicos de Adoquines, Ladrillería San Pablo
IV. Resultados del estudio de dimensionamiento y aspecto físico de adoquines
V. Diagrama de Cargas Permisibles MTI
VI. Ecuaciones para el cálculo de Módulos
VII. Tablas resumen de los resultados con los programas ALIZE III y EVERSTRESS 5.0
VIII. Resultados de los ensayes a compresión
IX. Salidas de los estudios con el programa ALIZE III
X. Salidas de los estudios con el programa EVERSTRESS 5.0

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T iv
Listado de Tablas
UTabla 2-1 Clasificación de la Red Vial EstudiadaU ........................................................................................... 16
UTabla 2-2 Factores de Daño, Encuesta de 1996U .............................................................................................. 17
UTabla 2-3 Comportamiento del Tránsito en la Red Vial AnalizadaU ................................................................. 17
UTabla 2-4 Caracterización del Suelo de SubrasanteU ....................................................................................... 18
UTabla 2-5 CBR de Subrasante. Tramos con TPDA<300U ................................................................................ 19
UTabla 2-6 Tramos construidos en el periodo 1970-1980U ................................................................................ 19
UTabla 2-7 Registros Históricos. Santa Rita - MasachapaU ................................................................................ 21
UTabla 2-8 Tramos construidos en el Período 1980-1990U ................................................................................ 22
UTabla 2-9 Tramos Construidos en el período 1990-2002U ................................................................................ 23
UTabla 2-10 Especificaciones de Resistencia a Compresión de los AdoquinesU ................................................ 28
UTabla 2-11 Tipos de Adoquines utilizados en NicaraguaU ................................................................................ 29
UTabla 2-12 Valores de CBR para diferentes tipos de sueloU .............................................................................. 42
UTabla 2-13 Datos para el calculo de CBR diseño San Lucas - Las SabanasU ................................................... 43
UTabla 2-14 Medidas de AhuellamientoU ............................................................................................................. 44
UTabla 5-1 Solicitaciones del Pavimento a analizarU .......................................................................................... 68
UTabla 5-2 Valores de KUBU
1UBU y KUBU
2UBU para Modelo de DeterioroU................................................................................ 70
UTabla 5-3 Resumen del comportamiento del tráfico en la red vial básicaU ....................................................... 74
UTabla 5-4 Datos de Tráfico de los Tramos analizadosU ..................................................................................... 75
UTabla 5-5 Valores de CBR, tramo: Masaya - Las FloresU ................................................................................. 76
UTabla 5-6 Análisis tramo Masaya - Las Flores, Deformación VerticalU ........................................................... 78
UTabla 5-7 Resistencia a la Compresión Santa Cruz-San NicolásU..................................................................... 79
UTabla 5-8 Análisis al tramo Santa Cruz - San Nicolás. Deformación vertical y repeticiones de cargaU .......... 82
UTabla 5-9 Análisis al tramo Santa Cruz - San Nicolás, Tensión por tracción y repeticiones de cargaU ........... 83
UTabla 6-1 Costos en los tramos adoquinados en NicaraguaU ............................................................................ 86
UTabla 6-2 Análisis de alternativas con adoquín de 8 y 10 cm de espesorU ........................................................ 87
Listado de Gráficos
UGráfico 2-1 Curva granulométrica, capa de arena. Santa Cruz - San NicolásU ................................................ 35
UGráfico 2-2 Curva Granulométrica. Arena de sello. Santa Cruz - San NicolásU ............................................... 39
UGráfico 2-3 CBR diseño. San Lucas - La SabanaU ............................................................................................ 43
UGráfico 2-4 Curva Granulométrica del Adoquín colocado en el tramo Santa Cruz - San NicolásU .................. 52
UGráfico 3-1 Influencia del Espesor de los Adoquines en la Deformación del PavimentoU ................................ 58
UGráfico 5-1Influencia del Espesor de la Capa de ArenaU .................................................................................. 66
Listado de Figuras
UFigura 0-1 Medición de Deformaciones con regla de 3 metrosU ........................................................................xii
UFigura 1-1 Subestructura de un pavimento de adoquínU ..................................................................................... 3
Figura 1-2 Estructuras comparativas de pavimento
UFigura 1-3 Dispositivo para aplicación de carga para un pavimento de Adoquín. Diseñado por J. KnaptonU . 6
UFigura 1-4 Lectura de las celdillas para diversas presiones de placaU ............................................................... 7
UFigura 1-5 Presión en función de la cargaU ........................................................................................................ 8
UFigura 1-6 Gráfico N° 7 Road Note 29U ............................................................................................................. 8
Figura 1-7 Sin trabazón vertical
Figura 1-8 Sin trabazón Rotacional
Figura 1-9 Con trabazón Rotacional
UFigura 3-1 Adoquines dentados en cuatro costadosU ........................................................................................ 55
UFigura 3-2 Patrón Espina de PezU ..................................................................................................................... 55
UFigura 3-3 Adoquines dentados en dos costadosU ............................................................................................. 56
UFigura 3-4 Patrón de colocación. Categoría 2U ................................................................................................ 56
UFigura 3-5 Categoría 2, patrón en hilerasU ....................................................................................................... 56
UFigura 3-6 Adoquines de diversas formas geométricasU ................................................................................... 57
UFigura 3-7Adoquines comúnmente utilizados en NicaraguaU............................................................................ 57
UFigura 3-8 Patrón de colocación Categoría 3U ................................................................................................. 57

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T v
UFigura 5-1 Esfuerzos en una estructura de pavimento de adoquín con capas granularesU ............................... 71
UFigura 5-2 Esfuerzos en una estructura de pavimento de adoquín con capas estabilizadasU ........................... 71
Listado de Fotos
UFoto 2-1 Etapas de la Construcción del Tramo: Santa Rita -MasachapaU........................................................ 21
UFoto 2-2 Desgaste de los Adoquines. La Paz Centro-León ViejoU .................................................................... 30
UFoto 2-3 Descargue de los adoquines. Santa Cruz - San NicolásU .................................................................... 31
UFoto 2-4 Manejo de Adoquines Santa Cruz - San NicolásU ............................................................................... 31
UFoto 2-5 Manejo inadecuado de los Adoquines. Santa Cruz -San NicolásU ...................................................... 32
UFoto 2-6 Cunetas. Santa Cruz - San NicolásU .................................................................................................... 32
UFoto 2-7 Cunetas en Construcción Santa Cruz - San NicolásU .......................................................................... 33
UFoto 2-8 Conformación de subbase estabilizada con cemento. Santa Cruz-San NicolásU .............................. 34
UFoto 2-9 Compactación de subbase estabilizada. Santa Cruz - San NicolásU ................................................... 34
UFoto 2-10 Preparación de la Capa de Arena con ayuda de la raquetaU............................................................ 35
UFoto 2-11 Capa de arena lista para la colocación de los adoquines Santa Cruz-San NicolásU ........................ 36
UFoto 2-12 Adoquinado en estacionamiento de AGRENICU ............................................................................... 36
UFoto 2-13 Proceso de colocación de los adoquines. Santa Cruz - San NicolásU ............................................... 37
UFoto 2-14 Colocación de los Adoquines. Santa Cruz - San NicolásU................................................................. 37
UFoto 2-15 Relleno de Juntas. Santa Cruz - San NicolásU ................................................................................... 38
UFoto 2-16 Juntas de adoquines. Santa Cruz - San NicolásU .............................................................................. 38
UFoto 2-17 Adoquines que se están colocando en Santa Cruz - San NicolásU .................................................... 39
UFoto 2-18 Proceso de compactación. Santa Cruz - San NicolásU ...................................................................... 40
UFoto 2-19 Tramo Santa Rita – MasachapaU ...................................................................................................... 41
UFoto 2-20 Tramo La Paz Centro - León ViejoU .................................................................................................. 41
UFoto 2-21 Ahuellamiento tramo La Paz Centro - León ViejoU ........................................................................... 44
UFoto 2-22 Ahuellamiento. Tramo La Paz Centro - León - ViejoU ...................................................................... 44
UFoto 2-23 Bordillo en construcción. Santa Cruz - San NicolásU ....................................................................... 45
Foto 2-24 Adoquines Ladrilleria San Pablo
Foto 2-25 Depresión, tramo que comunica a Ticuantepe con la carretera Managua - Masaya
UFoto 2-26 Ahuellamiento. Santa Rita - MasachapaU ......................................................................................... 50
Foto 2-27 Adoquinado del tramo Quebrada Honda en el que se observa la separación entre adoquines
UFoto 2-28 Adoquines partidos. Dos Montes - El SauceU .................................................................................... 52

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T vi
LISTADO DE ABREVIATURAS
MTI Ministerio de Transporte e Infraestructura
DGV Dirección General de Vialidad
PMS “Sistema de Administración de Pavimentos”
CERIB Centro Experimental de Investigación para la Industria de Concreto
Manufacturado
DIN Normas Alemanas
NEN Normas Holandesas
SVP Simulador de vehículos pesados
BM Banco Mundial
BID Banco Interamericano para el Desarrollo
PNUD Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo
AASHTO American Association of State Highway and Trasportation Officials
CBR California Bearing Ratio
vpd Vehículos por día
TPDA Tránsito Promedio Diario Anual
USAID Agencia de los Estados Unidos para el Desarrollo Internacional
SIECA Secretaría de Integración Económica de Centroamérica
NTON Normas Técnicas Obligatorias Nacionales
NIC-2000 Especificaciones Generales para la Construcción de Caminos, Calles
y Puentes.
ICPC Instituto Colombiano de Productores de Cemento
IRI Indice de Regularidad Internacional
UNSW University of New South Wales, Sydney Australia
TRRL Transport and Road Research Laboratory
CEA Cement and Concrete Association
PCA Portland Concrete Association
ICPI Interlocking Concrete Paving Institute

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T vii
RESUMEN
En el trabajo que se presenta se realiza una descripción del estado del arte de los
pavimentos de adoquín a nivel mundial. Se realiza una síntesis de los estudios
realizados a nivel internacional con respecto a la utilización y comportamiento de
los adoquines una vez sometidos al tráfico, la transmisión de esfuerzos en éste
tipo de pavimentos y los métodos para analizar su comportamiento.
Se caracterizan los pavimentos de adoquín en Nicaragua, los antecedentes
históricos, considerando tres etapas de desarrollo, los métodos de diseño que se
han utilizado. Adicionalmente se describen las normas de construcción y
conservación, las técnicas de construcción y los trabajos de mantenimiento, así
como los principales problemas encontrados en los proyectos ejecutados.
Se le dio una especial atención a la configuración de los pavimentos, los tipos,
formas y resistencia de los adoquines, las ventajas de éste tipo de pavimentos, en
cuanto a fabricación, ejecución, comportamiento, mantenimiento y costos
Finalmente, se presenta una nueva propuesta de reducir el espesor de los
adoquines, basados en una caracterización de la red previamente definida en
términos del tráfico y suelo de subrasante. La factibilidad de ésta propuesta quedó
comprobada mediante análisis del estado tensional a que son sometidos los
pavimentos de adoquín. Además, se presenta el análisis económico donde se
demuestra que dicha propuesta produce importantes ahorros en la economía del
país.

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T viii
SUMMARY
The present study makes a description of the state-of-the-art of the pavements of
paving stone at world-wide level. It is made a synthesis of the studies made at
international level with respect to the use and behavior of paving stones once
submissive the traffic, the transmission of efforts in this one type of pavements and
the methods to analyze its behavior.
The paving stone pavements in Nicaragua, the historical antecedents are
characterized, considering three stages of development, the design methods that
have been used. Additionally to the construction and conservation norms are
described, the techniques of construction and the works of maintenance, as well as
the main problems found in the executed projects.
A special attention to the configuration of the pavements, the types, forms and
resistance of paving stones occurred him, the advantages of this one type of
pavements, as far as manufacture, execution, behavior, maintenance and costs
Finally, appears a new proposal to reduce the thickness of paving stones, based
on a characterization of the network previously defined in terms of the traffic and
ground of sub grazing. The feasibility of this proposal was verified by means of
analysis of the tensional state that the paving stone pavements are put under. In
addition, the economic analysis appears where it demonstrates that this proposal
produces important savings in the economy of the country.

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T ix
INTRODUCCION
La historia de los pavimentos de adoquín se da con la aparición de los primeros
pavimentos construidos, con superficie limpia y duradera, en el año 3000 AC, con
la construcción en Creta de pisos de piedras seccionadas con juntas selladas con
algún tipo de aglomerante natural o tierra, estos se conocen con el nombre de
empedrados y podría considerarse el “ancestro” más antiguo de los pavimentos de
adoquín.
Entre los medios de transporte existentes a principios del siglo pasado,
predominaban los carruajes para personas, las bestias de carga, carretas de
bueyes y carretas de mulas. El automóvil comenzó a utilizarse. Los trazos de
carreteras eran sinuosos e irregulares y en los lugares montañosos muchas de las
pendientes eran pronunciadas, pues tenían valores entre el 10 y 20%, y en época
lluviosa eran casi intransitables.
En el período comprendido entre 1898 y 1944 ocurrieron cambios en el mundo, así
como en el sistema de transporte, aumentando la comunicación entre las
personas y el intercambio de productos promovidos por los nuevos caminos. Esto
conllevó a pensar en una mayor consistencia al piso de los caminos existentes, lo
que se consiguió con la colocación en forma continua de la piedra recortada. Esta
técnica de cortar roca y colocarla fue mejorando hasta la aparición del adoquín,
piedra tallada en forma de prisma para empedrados.
Surgió la industria de la prefabricación de los adoquines de concreto, con el que
se logró obtener una superficie más uniforme, durable y resistente. Últimamente
se han desarrollado diferentes tipos de adoquines de concreto, diferenciándose en
la forma, dimensiones y dispositivos de transferencia de carga cuya ventaja
técnico económica es manifiesta.
En Nicaragua, la utilización de los adoquines en la pavimentación de las vías
rurales ha venido incrementándose en los últimos años, retomando la experiencia
que inició en 1972, después del terremoto de Managua. Esta modalidad de
pavimentos se inicia con el diseño y la construcción de los 31.70 kms., de la
carretera Empalme Santa Rita – Empalme Masachapa, realizada en el lapso de
seis años (1972 – 1977); fue diseñada, construida y supervisada de forma directa
por el entonces Ministerio de Obras Publicas, actualmente Ministerio de
Transporte e Infraestructura. (MTI)
Hasta la fecha se han construido un total de 163Km, y en el presente año el MTI
está en proceso de construcción de aproximadamente 360 km de vías de adoquín
y en proceso de formulación 500 km adicionales.
Se observó que los pavimentos de adoquín construidos recientemente, han
reflejado una serie de problemas que no presentaron los primeros tramos

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T x
adoquinados, además de que los costos por kilómetro con que se formularon
estos proyectos se incrementaron, lo que obligó a una revisión de los estudios y
diseños ya finalizados, así como de los diferentes aspectos que intervienen en
proceso de formulación.
Ante tal situación, como un aporte al desarrollo de la ingeniería vial en Nicaragua,
se presenta éste documento, en el cual los autores reflejan los resultados de sus
investigaciones y una síntesis de los estudios realizados a nivel internacional con
respecto a la utilización y comportamiento de los adoquines una vez sometidos al
tráfico, la transmisión de esfuerzos y los métodos para analizar su
comportamiento.
La parte fundamental de nuestros análisis e investigaciones, se realizaron
mediante la utilización del método empírico-mecanicista para el diseño de
pavimentos. Con los resultados de los análisis fundamentamos que los adoquines
de 8 cm de espesor son suficientes para los niveles de tráfico de Nicaragua.
Apoyados en la literatura existente y disponible, se realizó una revisión de la
configuración de los pavimentos de adoquín, los tipos, la forma y patrones de
colocación, así como su resistencia y ventajas en la fabricación y ejecución de los
proyectos.
Con respecto a la forma del adoquín, se aborda la conveniencia de experimentar
con adoquines de diferentes formas, se presenta una descripción de los diferentes
métodos de diseño que se han utilizado en Nicaragua y resto del mundo, las
técnicas de construcción y mantenimiento.
Para realizar nuestras investigaciones nos plantemos los objetivos siguientes:
OBJETIVOS
Objetivo General
Evaluar y analizar las características geométricas de los adoquines utilizados
actualmente en los pavimentos de Nicaragua.
Objetivos Específicos
Revisar, analizar y evaluar la experiencia de otros países en cuanto a la
forma de los adoquines de hormigón.
Identificar porque en Nicaragua se utilizan adoquines con forma y espesor
únicos para la pavimentación de carreteras rurales.
Analizar la posibilidad de reducir los espesores del adoquín que
actualmente se utilizan en Nicaragua, garantizando que su aporte
estructural como capa de rodamiento esté en concordancia con las
solicitaciones de carga a que este sometido.

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T xi
METODOLOGÍA DE INVESTIGACIÓN
El procedimiento que se siguió en éste estudio para alcanzar los objetivos
planteados, se describe a continuación.
En vista de que nos habíamos propuesto considerar los pavimentos de adoquín ya
construidos y los que durante la realización de nuestra investigación están en
proceso de ejecución, podemos afirmar que éste es un estudio retro-prospectivo
según el tiempo de ocurrencia.
Para alcanzar los resultados, el presente estudio combina estudios descriptivos
con analíticos. Previamente se realizaron investigaciones sobre el tema,
consideradas muy necesarias para el desarrollo de la Ingeniería Vial en
Nicaragua, las cuales constituyen el soporte de la investigación.
Se tomó en cuenta toda la experiencia internacional acumulada hasta el presente
y desde el punto de vista teórico, fundamentamos las aseveraciones hechas en
nuestras hipótesis. Se realizaron los ensayos necesarios, sobre todo posibles y
comprobamos técnicamente la factibilidad de los cambios propuestos.
El universo considerado en éste estudio para fundamentar algunas características
muy relacionadas con las variables involucradas, se limitó únicamente a aquellos
tramos adoquinados ya construidos y los que están por construirse en un corto
plazo.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, una gran parte de los datos que
se utilizaron se obtuvieron por medio del análisis de la experiencia internacional,
para lo cual se ejecutaron un sin numero de actividades encaminadas a recopilar,
analizar y procesar la información relacionada, lo que nos permitió contar con los
elementos que sustentan los resultados obtenidos.
Procedimiento para la recolección de la Información
De manera general, se describen las actividades realizadas durante nuestro
estudio:
• Caracterización del tráfico predominante en las vías rurales, en términos de
vehículos pesados.
• Evaluación del comportamiento estructural del pavimento de adoquín, a
través de la medición de deformaciones con la regla de 3 metros.

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T xii
Figura 0-1 Medición de Deformaciones con regla de 3 metros
• Investigación de los valores reales del rendimiento en la colocación de los
adoquines en los diferentes proyectos de adoquinado.
• Investigación de los costos de fabricación de adoquines con diferente
espesor.
• Investigación de los costos de transporte del adoquín a las diferentes
zonas de nuestro país.
ANÁLISIS DE INFORMACIÓN Y RESULTADOS
Una vez obtenida la información necesaria se procedió al análisis de la misma. Se
compararon los resultados obtenidos en las diferentes pruebas realizadas,
permitiéndonos valorar la veracidad de nuestra hipótesis.
HIPÓTESIS
“Si se demuestra mediante análisis, para los adoquinados de Nicaragua, que
existen influencias notables en el comportamiento general de la estructura de tales
pavimentos, teniendo en cuenta en primer lugar, las características geométricas
de los que actualmente se utilizan en el país, el tráfico pesado, su modo de
colocación y el estado tensional a que estarán sometidos; entonces puede ser
factible la reducción de espesores de los adoquines actualmente en uso con
resultados favorables para la economía del país”.

Tesis de maestría presentada por los Ings. Lubina Cantarero y Douglas Méndez T 1
1 ESTADO DEL ARTE DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUIN
1.1 HISTORIA DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUÍN
La historia de los pavimentos de adoquín coincide prácticamente con el inicio de
nuestra civilización. Cuando los romanos construyeron la Vía Apia, en el año 312
AC, utilizaron trozos de piedra canteada colocados de manera de proporcionar
una superficie lisa. Esta historia ha estado estrechamente
ligada a la evolución de las vías urbanas. En la época
medieval, las calles servían tanto para permitir el acceso
de peatones, carros, animales, etc.
A medida que se fueron perfeccionando los carros de
tracción animal se buscaron superficies de rodadura más
continua, que permitiera un tránsito más cómodo; sin
embargo, para lograr esto, se abandonó la práctica de
colocar las piedras en estado natural y se comenzó a
tallarlas en forma de bloques para obtener un mejor
ajuste entre ellas. Puede decirse que con esto aparece el
primer pavimento de adoquines. Foto 1-1, Foto 1-2
La palabra adoquín proviene del árabe «ad-dukkån» que
quiere decir “piedra escuadrada”.
No obstante, el proceso acelerado de urbanización en el
siglo XIX y la aparición del automóvil con motor de
combustión interna a finales del mismo, hacía poco
práctico y poco económico tallar la gran cantidad de
piedras que requería el ritmo de pavimentación acorde
con las necesidades de esa época. Por esto, el
pavimento de adoquines de piedra comenzó a ser
reemplazado por pavimentos de adoquines de arcilla
cocida, de bloques de madera y se desarrollaron las
técnicas de pavimentación con concreto y con asfalto;
éstas últimas de uso corriente y predominante en la
actualidad.
Los adoquines de concreto aparecieron en Alemania a finales del siglo XIX.
Después de la Segunda Guerra Mundial, por la escasez de arcilla, los Países
Bajos iniciaron la sustitución de adoquines de arcilla por adoquines de concreto,
ya que los primeros eran utilizados solo para la construcción de viviendas.
La industrialización de los adoquines de concreto nace con la aparición de las
Normas de Producto Alemanas en 1964 y en los Países Bajos en 1966. Estas se
basaron en la producción uniforme y controlada con diversos grados de
Foto 1-1 Via Apía
Foto 1-2 Primeros
Adoquinados

automatización y controles de calidad, impulsados también por el desarrollo de
equipos de fabricación en Alemania.
Dichas tecnologías rápidamente fueron introducidas a otros países como Reino
Unido, Sudáfrica, Australia, Nueva Zelanda y Japón a finales de los años 60 e
inicio de los 70. Estos países han sido pioneros en el desarrollo y la investigación
de los pavimentos de adoquín.
En este período también se introdujo este tipo de
pavimentos en el Continente Americano. Costa Rica
introdujo el producto por la experiencia del uso de este
material en Nicaragua, investigaciones del Ing. Max
Sittenfeld Roger y por el interés de la empresa Productos
de Concreto. Sin duda alguna, el crecimiento y la
proyección de este tipo de pavimentos en los últimos años
ha sido de los más rápidos y exitosos. (27)
Los pavimentos de adoquines de concreto tienen un
campo de aplicación casi tan amplio, como el de los otros
tipos de pavimento, limitado casi únicamente por la
imaginación. Foto 1-3. Comúnmente se utilizan en
andenes peatonales, estacionamientos, vías internas de
urbanizaciones, ciclo-vías, calles, accesos, campamentos,
estaciones de servicio, pisos industriales, revestimiento de taludes y cauces,
puertos, terminales de carga, e inclusive tráfico de vehículos montados sobre
orugas. Ha sido comprobado que su utilización puede ser la solución ideal en
países donde el mantenimiento de carreteras es ineficiente debido a la escasez de
fondos.
Las ventajas del adoquín respecto a otros tipos de pavimentos en el proceso
constructivo son: manejo, apariencia, seguridad y durabilidad.
Con respecto a la apariencia, permiten que se pueda incluir en ellos señalización,
utilizando adoquines de diversos colores.
El tamaño del adoquín hace que este pavimento se adapte fácilmente a trazos
complicados y que adicionalmente, no se requieran juntas de dilatación y
contracción.
Su construcción no requiere el empleo de equipos sofisticados, ni de mano de
obra especializada, lo que lo hace adaptable a países en vías de desarrollo donde
existe buena disponibilidad de mano de obra no calificada.
En zonas propensas a hundimientos diferenciales en los pavimentos, y en
localidades donde no se hayan construido las redes de acueducto y/o
alcantarillado los pavimentos se pueden reparar fácilmente y reutilizar
Foto 1-3 Zona de Carga

aproximadamente el 95% de todo el material. Además el pavimento se puede dar
al servicio inmediatamente que se reconstruya.
La alta resistencia de los adoquines, al intemperismo y a los derrames de ácidos y
aceites hacen que éste pavimento tenga una gran durabilidad y que requiera poco
mantenimiento.
El avance tecnológico de la industria de la prefabricación permite producir
adoquines con un buen control de calidad en grandes volúmenes y a bajo costo.
Los pavimentos de concreto se siguieron construyendo hasta principios del siglo
XX y el hecho de que gran cantidad de ellos aún se encuentren en servicio y en
buen estado, atestigua su durabilidad y buen comportamiento, por lo que puede
afirmarse que los adoquines hoy constituyen una solución aplicada en todas las
partes del mundo.
1.2 LOS ADOQUINES
Los adoquines son elementos macizos, piedras prefabricadas de espesor uniforme
e iguales entre sí con forma de prisma rectangular, que al colocarlos sobre una
superficie encajan unos con otros de manera que solamente quede un pequeño
espacio entre ellos. Geométricamente deben tener una longitud nominal entre 50
y 250 mm, un ancho nominal no menor de 50mm y un espesor estándar no menor
de 60mm, en múltiplos de 20mm, es decir, 60, 80 y en algunos casos 100mm. La
relación entre la longitud nominal y el ancho nominal no deber ser mayor de 4 y la
relación entre la longitud nominal y el espesor estándar no debe ser mayor de 4.
Figura 1-1
Figura 1-1 Subestructura de un pavimento de adoquín
Históricamente, los cuatro tipos de adoquines que se han utilizado para
pavimentar áreas urbanas son los adoquines de piedra, los de madera, los
cerámicos y los de hormigón.
Los primeros adoquines de piedra que se utilizaron fueron guijarros de río
colocados sobre una capa de arena sellándose las juntas con una argamasa de
cal y arena.

Los adoquines de madera se usaron en la primera mitad del Siglo XIX, como una
alternativa a los adoquines de piedra, para intentar reducir así, el nivel de ruido
que provocaban las ruedas de acero y las herraduras de los animales.
Normalmente, tenían una longitud comprendida entre los 12 y los 25 cm y entre
los 7 y los 10 cm de anchura, con una separación entre ellos de 3 mm, que se
rellenaba con residuos bituminosos. De todos modos, aunque el nivel sonoro era
inferior a los de piedra, se degradaban rápidamente a la intemperie y tras la
aparición de los neumáticos se abandonaron.
Los ladrillos cerámicos utilizados como material de pavimentación se han estado
utilizando durante los últimos 5000 años, desde Mesopotamia, habiéndose
demostrado su aptitud para usos peatonales o de bajos requerimientos.
Los ladrillos cerámicos en pavimentación se colocaban sobre una capa de arena
que también servía para rellenar las juntas, siendo su principal problema el rápido
desgaste de su superficie, con la consiguiente reducción de su vida útil y de su
resistencia al deslizamiento.
Por último, llegamos a los adoquines de hormigón, que comenzaron a fabricarse
por primera vez, a finales del Siglo XIX. Rápidamente se comprobó que
proporcionaban una mayor uniformidad y unos costos más reducidos que los
adoquines de piedra y los cerámicos.
Ha sido comprobado que su utilización puede ser la solución ideal en países
donde el mantenimiento de carreteras es muy poco, debido a la escasez de
fondos.
1.3 COMPORTAMIENTO DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUÍN
Las leyes que rigen la transmisión de las presiones ejercidas por cargas
superficiales a través de suelos homogéneos, se ajustan bastante a las teorías de
Boussinesq y de Froehlich.(10)
La primera supone un módulo de deformación “E” constante en las capas que
conforman la calzada y el terreno de fundación. El segundo admite la presencia de
capas con módulos de elasticidad diferentes, especialmente en las capas
superiores, donde este valor suele ser varias decenas de veces más elevado que
en el terreno. En este caso, la repartición de presiones se efectúa a través de un
área más extensa y los valores de las presiones son menores. Sin embargo
ambas teorías suponen las capas formadas por materiales sin o con muy poca
cohesión.
Cuando aparecen una o varias capas que hacen perder esta homogeneidad, estas
teorías ya no tienen aplicación. Es lo que sucede con los pavimentos rígidos,
donde la losa de concreto, por su capacidad de absorber esfuerzos de flexo-
tracción, distribuye las presiones superficiales a un área mucho más extensa en

las capas inferiores, siguiendo una ley de distribución totalmente distinta a las
antes mencionadas. Figura 1-2
Los pavimentos flexibles, si bien debido a algunas capas superficiales
bituminosas, producen algún “efecto de losa”, éste es muy pequeño por el bajo
límite de fluencia de estos materiales, que al fin fallan por tracción en sus fibras
inferiores, aun bajo el efecto de cargas livianas, en particular si éstas son estáticas
y de acción prolongada. Pero se ha comprobado que son las cargas pesadas las
que producen el deterioro de los pavimentos. Bajo la acción de estas cargas, el
“efecto de losa” desaparece y el material bituminoso pasa a ser considerado como
material homogéneo. Por ese motivo, para los pavimentos flexibles se pueden
aplicar las teorías clásicas de distribución de presiones en los suelos. (10)
De ellas se deduce que el valor de las presiones en un punto dado dentro de un
terreno homogéneo depende del espesor de la calzada y de la carga y no de la
calidad de las capas que componen el pavimento.
Los pavimentos de adoquines no pueden considerarse rígidos, pues si bien se
producen momentos de flexión locales en la extensión de cada adoquín, esos se
anulan en la junta con el adoquín vecino. Sin embargo, los adoquines no actúan
independientemente. Existe una transmisión de esfuerzos a los adoquines vecinos
por esfuerzo de corte. Esto existirá en la medida que no supere en magnitud al
esfuerzo de fricción generado entre las paredes de los adoquines por la arena
fuertemente comprimida entre ellas. Quizás uno de los trabajos investigativos más
completos llevados a cabo en este sentido, se deben a las experiencias del
profesor J. Knapton, quién analizó este fenómeno y llegó a conclusiones que se
detallarán más adelante y como parte de nuestras investigaciones transcribimos
del Manual de Diseño y Construcción del Instituto Chileno del Cemento y
Hormigón,(11) que corresponden a la segunda edición del libro presentado por el
Sr. Jorge Barthou (10). Estas investigaciones sirvieron de base para determinar la
distribución de presiones a través de este elemento, y por ende llevan a diseñar
las diversas capas que conforman un pavimento de adoquines.
Figura 1-2 Estructuras comparativas de pavimento

El conjunto inseparable adoquín-arena constituye la parte superficial del
pavimento y es la que está expuesta en forma más directa al efecto de las
solicitaciones externas. Es por eso que su correcta instalación, no solo es
importante en la duración que se espera de la calzada, sino que es determinante
en la distribución de las presiones a las capas inferiores de modo que se cumplan
las hipótesis que han dado forma al sistema de cálculo de estos pavimentos. En el
proceso de vibración posterior a la colocación de los adoquines, la arena debe
penetrar en los intersticios entre adoquines contiguos y quedar fuertemente
comprimida de modo de extender el radio de acción de las presiones aplicadas en
la superficie, por el progresivo aumento de la fricción que allí se genera.
1.3.1 Experiencias de J. Knapton.
Las experiencias realizadas por el profesor J. Knapton resumidas en su informe
"Design of Concrete Block Roads" (28) constituyen hasta la fecha, el estudio más
profundo y fidedigno del comportamiento del conjunto adoquín-arena, por lo que
estimamos necesario dar a conocer una breve síntesis de sus experiencias y de
las conclusiones más importantes que de ellas se desprenden.
Figura 1-3 Dispositivo para aplicación de carga para un pavimento de Adoquín. Diseñado por J.
Knapton
Mediante el sistema indicado en la Figura 1-3, compuesto de una sub-base de
concreto sobre la cual se tendió un pavimento de adoquines confinado en sus
cuatro costados, se instalaron unas celdillas de presión en la base de la arena de
colocación de los adoquines, vale decir en la parte superior de la sub-base. Este

pavimento se sometió a presión exterior mediante la aplicación de una carga
ejercida a través de una placa circular de 125 mm de radio.
A medida que la carga iba aumentando, se iban registrando las presiones en las
celdillas ubicadas en un área más amplia que el área de aplicación, pero
dispuestas en un orden bien determinado. Las presiones correspondientes a
diversas presiones de placa, están graficadas en Figura 1-4. Knapton aplicó
cargas de hasta 25 KN (presiones de hasta 510 KN/m2) y registró las presiones en
las celdas correspondientes a cada carga aplicada. Esta experiencia fue realizada
con varias formas y patrones de colocación de los adoquines.
Figura 1-4 Lectura de las celdillas para diversas presiones de placa
El resultado de esta experiencia se puede observar en el gráfico de Figura 1-5. A
medida que la presión superficial aumenta en intensidad, la presión media en las
celdillas, medida como un porcentaje de la presión superficial, va bajando
progresivamente hasta llegar a un valor cerca del 60% para la mayor presión
ejercida. Esta presión máxima es superior a la ejercida aún por los vehículos de
mayor tonelaje. Es importante hacer notar que solamente se conoce el valor de la
presión entre la superficie de rodamiento y la parte superior de la subbase, no así
la ley que rige la variación de presiones.

Figura 1-5 Presión en función de la carga
Una segunda deducción de Knapton, se refiere a la vida estructural del conjunto
adoquín-arena. Para ello lo compara con el conjunto capa de rodado y capa de
base de un pavimento asfáltico, a través de la variación de presiones axiales a
diversas profundidades del pavimento, en función de los módulos de deformación
relativos.
Knapton, llegó a la conclusión de que una capa combinada de adoquín (80 mm) y
arena (50 mm) es equivalente a una capa asfáltica de 16O mm. (10) para la cual,
de acuerdo a gráfico 7 de la ROAD NOTE 29 que se muestra en la Figura 1-6, se
puede esperar una vida estructural de poco más de 1,5 millones de pasadas de
ejes estándar.
Figura 1-6 Gráfico N° 7 Road Note 29

Otra deducción que formula Knapton es que el espesor del adoquín no tiene
influencia apreciable en la curva de presiones de gráfico. Sin embargo, en el
documento: Pavimentos de Adocretos, Manual de Diseño (10), se admite que esta
curva es válida para un adoquín de 80 mm de espesor, debido a que el promedio
sensible de los adoquines empleados en los experimentos es cercano a ese valor.
1.4 ANÁLISIS TEÓRICO DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUÍN
A partir de 1960, producto de perfeccionadas tecnologías de prefabricación de
hormigón, se encuentra el adoquín como elemento básico constitutivo de los
pavimentos articulados.
A pesar de que la utilización de los pavimentos de adoquín tiene una larga historia,
la investigación sobre su comportamiento estructural y el desarrollo de métodos de
diseño apoyados en datos experimentales, es reciente.
Para el análisis de las características de este tipo de pavimentos se han
desarrollado varios métodos, tales como: Métodos de Análisis Teóricos, por
Modelos o Criterios de Diseño Práctico. A continuación se describen los métodos
para el Análisis Teórico de los Pavimentos de adoquines de hormigón.
1.4.1 Análisis por Placa.
Trabajos realizados por el Instituto del Cemento Portland en Johannesburgo y del
CERIB en Francia (8, Capítulo 5) han estudiado las características de un
pavimento de adoquines de hormigón modificando el análisis por placas y
determinando las propiedades de las piezas mediante el ensayo de carga con
placa.
El principal inconveniente de este tipo de análisis es que no se pueden deducir
fácilmente el comportamiento de la base y la sub-base sobre la explanada.
Despreciando esta limitación, los trabajos de dicho Instituto, han mostrado que es
posible obtener una información provechosa de la modificación de la teoría de
placas.
1.4.2 Análisis Elástico
La teoría del análisis elástico es el procedimiento más ampliamente utilizado para
el estudio de pavimentos flexibles. El pavimento es representado como una
sucesión de capas con unas propiedades elásticas, la distribución de esfuerzos a
través del pavimento son calculadas en función de las magnitudes de la carga, su
colocación, el espesor de las capas y sus propiedades.
Antes de la llegada de las computadoras de alta velocidad en los años 60 se
habían hecho pequeños progresos en el análisis de los sistemas de capas. No
obstante desde hace tiempo una variedad de soluciones elásticas han sido
publicadas incluyendo un amplio número de programas conocidos como
EVERSTREES, ALIZE, CHEVRON, ELSYM, BISTRO y CIRCLY. Tales programas
sirven únicamente para analizar la distribución de los esfuerzos y deformaciones
en un pavimento, para un espesor determinado, independientemente del
procedimiento de diseño. En nuestro análisis, reflejado en el Capítulo 5, fueron

utilizados el EVERSTRESS 5.0 y el ALIZE III para el chequeo del estado tensional
del pavimento de adoquín.
Debido a la lentitud del método se usan simplificaciones que son aproximadas.
Entre estas simplificaciones se destaca el método de espesores equivalentes
(MET) originalmente desarrollado por Odemark y que ha sido gradualmente
mejorado en Europa y utilizado en variedad de análisis de pavimentos flexibles.
Esencialmente el método MET reemplaza los espesores de cada capa por un
espesor equivalente, de forma que el pavimento pueda ser posteriormente
diseñado como un medio elástico. Dado que el método es aproximado es
necesario incorporar factores de corrección en el cálculo de los espesores
equivalentes, factores que han sido determinados obteniendo una excelente
correspondencia entre el MET y otro tipo de métodos. El MET ha sido aplicado con
éxito en el análisis de pavimentos de adoquines de hormigón.
1.4.3 Análisis por Elementos Finitos
El uso de las teorías de placas y capas elásticas ignora la naturaleza discontinua
de los pavimentos de adoquines, pero asume que pueden ser modelados en
términos de una capa elástica continua equivalente cuyas propiedades pueden ser
determinados por el ensayo de carga con placa, estudio del tráfico acelerado o por
los fallos de peso en el deflector.
Una alternativa es utilizar las técnicas de los elementos finitos para los pavimentos
de adoquines, definiéndolos como una superficie articulada, conociendo las cargas
o la incidencia de los desplazamientos en las juntas entre unidades vecinas.
Este tipo de estudios han sido realizados en Japón y Países Bajos, demostrando
que el análisis por elementos finitos es capaz de expresar el comportamiento
observado en los pavimentos de adoquines según la relación carga/flecha con
más precisión que la teoría de las capas elásticas.
Estas técnicas de análisis han sido introducidas para el estudio de pavimentos de
adoquines de hormigón en zonas industriales y puertos por Knapton & Meletiou en
el libro "The Structural Design of Heavy Duty Pavements for Ports and Other
Industries". En él se utiliza el Programa de Elementos Finitos Lusas, obteniendo
gráficos en los que se muestra la incidencia de diversas cargas sobre el pavimento
y la distribución de esfuerzos según el tipo de explanada.(8 Capítulo 5)
1.4.4 Otros Estudios realizados
Hasta mediados de la década del 70, el diseño de pavimentos de adoquines se
asimilaba casi completamente al diseño de pavimentos flexibles, es decir, de tipo
asfáltico. Las propiedades mecánicas tomadas como un conjunto no habían sido
consideradas, incluso en países que ya contaban con normas sobre pavimentos
de adoquines como Alemania con su “Pflastersteine aus Beton”, DIN 18501 de
1964 y Holanda con su “NEN 7000” de 1966.

Ambas normas pusieron énfasis solo en las propiedades físicas de los adoquines,
sin justificar con antecedentes tecnológicos los métodos de diseño propuestos.
Recién en 1976 en Inglaterra, el profesor J. Knapton investigó las propiedades
mecánicas adicionales de estos pavimentos, para establecer algún método de
diseño y, eventualmente hacerlos más competitivos con las soluciones
tradicionales. Para ello diseño un aparato experimental que simula un pavimento
sometido a carga vertical.
Esta experiencia, realizada con varias formas y patrones de colocación de los
adoquines, demostró que las presiones en las celdas aumentaban en menor
proporción porcentual que las presiones aplicadas en la superficie.
Comparando estos resultados con la capacidad teórica de disipación de carga en
pavimentos bituminosos, esto le permitió establecer un método de diseño
asimilado al de pavimentos flexibles.
Sin embargo, aun persistía la duda acerca de si estos métodos de diseño
reflejaban el comportamiento real de los pavimentos de adoquines bajo tráfico. Por
ello, la Concrete Masonry Association y la Cement and Concrete Association de
Australia (11), patrocinaron en 1978 un exhaustivo programa de ensayos a escala
natural sometidos a cargas móviles dirigido por el profesor B. Schackel, el que
posteriormente fue ratificado por el mismo investigador en el National Institute of
Transport and Road Research de Pretoria, Sudáfrica, empleando un simulador de
vehículos pesados (S.V.P.)
1.5 TRANSMISIÓN DE ESFUERZOS DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUÍN
Estudios realizados han mostrado que los pavimentos de adoquín se van
rigidizando con el tiempo, aumentando con ello su capacidad de disipación
de carga y que las deformaciones permanentes se acumulan,
fundamentalmente, al principio de la vida del pavimento. Hasta que se alcanza
un estado de trabazón total, más allá del cual la deformación del pavimento es
muy pequeña. (8, 10,11,16,23,38)
También se vio en estos ensayos, que el comportamiento de los pavimentos
depende fuertemente de la forma de los adoquines. Más aun, la forma de los
adoquines tiene una influencia significativa en la velocidad con que el pavimento
alcanza el estado de trabazón total y determina la magnitud de carga por rueda
que el pavimento puede resistir sin fallar.
Los resultados y conclusiones de estas experiencias han servido de base a los
métodos de diseño utilizados en Australia, Sudáfrica y otros países, y han
permitido comprender mejor el comportamiento de los pavimentos de adoquines
sometidos a tráfico.
Recientemente se han desarrollado métodos de diseño computacionales, que
modelan el comportamiento de los pavimentos de adoquines y permiten incluir una
amplia gama de variables en el diseño. Esto les otorga un carácter más general y
los hace aplicables a un mayor número de casos que los métodos tradicionales.
Sin embargo, su utilización aun no se ha generalizado.

Estudios realizados por diversos autores, han demostrado que los pavimentos de
adoquines exhiben un comportamiento similar a los pavimentos flexibles
tradicionales, fundamentalmente en lo que se refiere a las propiedades de
distribución de tensiones y desarrollo de deformaciones.
Por ello, el modo de falla típico de estos pavimentos es la acumulación de
deformaciones permanentes (ahuellamiento), provocada por la repetición de
cargas que sobrepasan la capacidad elástica de las capas del pavimento.
En el caso de los pavimentos de adoquines, la capacidad estructural de la
superficie de rodado esta dada fundamentalmente por la transmisión de esfuerzos
entre elementos vecinos.
Los ensayos de Knapton y otros investigadores han mostrado que por efecto de la
transmisión de esfuerzos verticales entre adoquines, las presiones aplicadas sobre
la superficie del pavimento pueden llegar a reducirse en un 40% a nivel de la
subbase, haciendo evidente con esto la capacidad estructural de esta capa.
1.5.1 Trabazón de los adoquines
El mecanismo que permite la transmisión de esfuerzos entre los adoquines se
denomina “trabazón” y se le define como la capacidad de estos elementos para
resistir un desplazamiento relativo con respecto a sus vecinos.
Una buena trabazón le confiere a los adoquines la capacidad de transmitir las
cargas superficiales aplicadas en áreas pequeñas, ampliándolas a áreas más
extensas de la capa de subbase manteniendo las presiones en la subrasante
dentro de límites admisibles.
La propiedad de distribución de cargas va mejorando con el uso, produciéndose
progresivamente un estado de trabazón total llamado “hermeticidad”, la capa de
rodadura va adquiriendo mayor rigidez y los adoquines dejan de constituir una
capa de desgaste para transformarse en una capa estructural.
Una vez lograda esta “hermeticidad”, el pavimento adquiere una condición de
equilibrio que no es afectada, significativamente, ni por el volumen de transito ni
por la magnitud de las cargas por rueda, dentro de un rango de 2.4 a 7 t.
1.5.2 Trabazón Vertical
La trabazón vertical se consigue a través
de la arena que rellena las juntas entre
adoquines. Este material proviene, en
primer lugar, de la cama de arena desde la
cual asciende durante la vibración de los
adoquines rellenando el perímetro inferior
de los bloques, y en segundo lugar del
material de sello esparcido y compactado
al finalizar la construcción del pavimento.
Figura 1-7 Sin trabazón vertical

Una vez obtenida esta trabazón la carga de un adoquín puede trasmitirse por
esfuerzos de corte a sus vecinos. En la Figura 1-7, se observa una sección donde
no se hay trabazón vertical.
1.5.3 Trabazón rotacional
Una carga vertical aplicada asimétricamente sobre un adoquín tiende a hacerlo
rotar. Para que ello suceda, es necesario que dicho bloque desplace lateralmente
a sus vecinos. Figura 1-8.
Sin embargo, si estos están impedidos de desplazarse mediante una restricción en
los bordes del pavimento, se consigue la trabazón rotacional. Figura 1-9
1.5.4 Trabazón horizontal
Las fuerzas horizontales de aceleración o frenaje pueden producir un lento
desplazamiento horizontal de los adoquines a lo largo de la huella principal de la
calzada y las presiones generadas, pueden llegar a romper las esquinas de los
adoquines. Este fenómeno puede reducirse en gran medida aparejando los
adoquines en “espina de pescado”, y más aun si se emplean adoquines de cara
dentada.
El “corrimiento” no puede ser eliminado totalmente en sectores de frenaje severo,
pero las medidas propuestas minimizan sus efectos evitando la rotura de
adoquines y una mala impresión visual.
Figura 1-8 Sin trabazón Rotacional Figura 1-9 Con trabazón Rotacional

2 CARACTERIZACIÓN DE LOS PAVIMENTOS DE ADOQUÍN EN
NICARAGUA
2.1 ANTECEDENTES HISTÓRICOS DEL TRANSPORTE EN NICARAGUA
El transporte como actividad organizada para servicio público data de fines del
Siglo XIX, con la introducción del ferrocarril en 1879/1881, ya que anteriormente
por iniciativa de particulares, sólo existía el servicio de diligencias (tipo de
carretones tirados por mulas), que funcionaba a discreción de emprendedores y el
tráfico se hacía por trochas con superficies más o menos estables, conocidas
como “Caminos Reales”, que fueron abiertas desde la época colonial y que eran
usadas por el correo y los agricultores.
El desarrollo del transporte en Nicaragua ha estado ligado a ciertos
acontecimientos históricos y a su posición geográfica en el continente como parte
del Istmo Centroamericano. La “Ruta por Nicaragua” fue una de las preferidas (la
otra fue la de Panamá) durante la “fiebre del oro” a partir de 1848 año del hallazgo
en los Estados Unidos de América, cuando los buscadores de oro, los
aventureros, pioneros y oportunistas buscaron como trasladarse de Nueva York a
San Francisco de California, sin correr los peligros que enfrentaban al querer
desplazarse hacia el Oeste. La ruta Nueva York, San Juan del Norte, San Carlos,
Granada (por vía marítima, fluvial y lacustre) y continuando por tierra hasta El
Realejo (en la cercanía de Corinto), y volver a embarcarse con destino a San
Francisco de California. La “Ruta del Tránsito” (así conocida) llegó a incluir
posteriormente el cruce del Lago Xolotlán en “vapores” hasta llegar al Puerto
Momotombo (La Paz Vieja) y seguir por tierra hasta El Realejo. Este último trecho
se hizo luego por ferrocarril al construirse el ramal Puerto Momotombo – León - El
Realejo.
La “Ruta del Tránsito” adquirió cierto atractivo al punto de despertar el interés de
inversionistas norteamericanos que la dotaron de buques que surcaron el Gran
Lago y el Lago Xolotlán. Buques menores hicieron la travesía del Río San Juan
hasta San Juan del Norte.
Posteriormente, se desarrolló un sistema rudimentario de navegación entre
Granada y San Carlos y otros puertos lacustre que, en combinación con el
ferrocarril servían a los propósitos del transporte en la Costa del Pacífico. Este
sistema fue poco a poco perdiendo clientela a medida que entraban las carreteras
en la competencia. El ferrocarril dejó de competir en la década de los 80 y dejó de
funcionar y existir a principio de los 90; por su parte, la navegación comercial en el
Lago Cocibolca disminuyó por las mismas causas que afectaron al ferrocarril, a
pesar de que se hicieron algunas mejoras en los puertos principales.

Este intento de integración de modos de transporte, que estuvo bajo la
administración del ferrocarril como “ente autónomo”, fracasó por errores en la
planificación y administración y sobre todo, porque su autonomía no era real.
El primer automóvil llegó a Nicaragua en 1902; en 1904 se reporta un total de 50,
pero ni las calles ni los caminos facilitaban un transporte terrestre confiable y
eficiente. En 1940, la red vial de Nicaragua contaba apenas con 201 kilómetros de
caminos, de los cuales sólo 52 kilómetros eran pavimentados; 24 kilómetros de
caminos de todo tiempo, y el resto estaban transitables sólo en estación seca.
Sin embargo, otro acontecimiento la II Guerra Mundial, urgió a los Estados Unidos
de América a promover la construcción de la carretera Panamericana a lo largo de
todo el Continente. Cooperaron con P
2
P/B
3B del costo y en Centroamérica, dirigieron
los trabajos de ingeniería con personal estadounidense y empresas contratistas de
ese país. En Nicaragua organizaron el Departamento de Carreteras, adscrito al
Ministerio de Obras Públicas, el cual llegó a ser el bastión de la vialidad en el país.
Nicaragua construyó por administración directa, las carreteras más importantes,
fuera de la Panamericana. En la carretera a Rama, parte del proyecto fue
construido directamente por el Departamento de Carreteras.
El Banco Mundial permitió esta modalidad de construcción en las carreteras del
Programa del Préstamo concedido en 1951, así como el BID accedió a financiar la
construcción de vías con el préstamo concedido en 1965.
Años más tarde, la construcción fue realizada por contrato, mientras el
mantenimiento se hizo directamente por el Ministerio de Obras Públicas. Por
muchos años, Nicaragua era mencionada en los Congresos Panamericanos de
Carreteras como el país que mejor mantenía su red vial.
Entre 1940 y 1970, Nicaragua llegó a desarrollar una red de transportes mucho
mejor que la del resto de los países centroamericanos, impulsada por
financiamientos adecuados y la existencia de un equipo de Ingenieros y
Administradores de alta clasificación, que con sus obras lograron mantener un
equilibrio concordante con las necesidades de un rápido crecimiento económico.
En los años 80, la contracción económica, producto del estallido de la guerra civil y
de un bloqueo económico, produjo tales daños a la infraestructura, que hasta
1998 no había sido posible su recuperación.
En Octubre de 1998, ocurrió el fenómeno natural conocido como huracán Mitch,
que además de ocasionar serios daños a la infraestructura del país, produjo la
pérdida irreparable de 3,000 vidas humanas. La destrucción causada a la
infraestructura de transporte asciende a unos US$326 millones, de acuerdo a
estimaciones de PNUD. De un total de 18,000 Km de la red vial unos 12,600 Km
recibieron daños a diferentes niveles, incluyendo la destrucción de 29 puentes.

2.2 DESARROLLO HISTÓRICO DE LA RED VIAL
En todo el contexto histórico explicado en el inciso 2.1 y según la última cifra
publicada (45) el crecimiento de la red vial ha tenido un comportamiento que
puede resumirse de la forma siguiente:
• En 1940 Nicaragua tenía 201 Kms.,
• A 1979 esta red alcanza 18,137 Kms.,
• A 1989 esa red perdió más de 4,600 Kms., llegando a 15,287 Kms.,
• Al 2000 alcanza 19,032 Kms.,
• Al 2002, la red posee 18,418 Kms. Tomando en cuenta el tipo de superficie
de rodamiento, de los 18,418 kms., 16,237 kms., son caminos no pavimentados y
2,181 kms., corresponden a caminos pavimentados, de estos últimos 163 kms.,
son adoquinados.
2.3 CARACTERIZACIÓN DE LA RED VIAL DE NICARAGUA
2.3.1 Caracterización del Tráfico
Durante la realización de nuestra investigación hicimos una serie de análisis,
básicamente a la red vial denominada por el MTI como mantenible, o sea a
8,212.73 km. Tomando como base la longitud de los caminos con al menos un
registro de volúmenes de transito, disponibles en la Unidad del Sistema de
Administración de Pavimentos del Ministerio de Transporte e Infraestructura, los
que conforman aproximadamente el 89% de la red vial básica, clasificamos la red
en función de la superficie de rodamiento. Tabla 2-1.
Tabla 2-1 Clasificación de la Red Vial Estudiada
Superficie de Rodamiento
Longitud
Km
Pavimentada 1780.63
Adoquinada 115.22
No Pavimentada 5366.43
Total 7,262.28
Del estudio de pesos por eje en diferentes puntos de la red vial, realizada con
financiamiento de la Agencia Danesa para el Desarrollo Internacional del Gobierno
Real de Dinamarca (DANIDA) para el MTI, en 1996, durante la implantación de la
Unidad del Sistema de Administración de Pavimentos, se tomaron los factores de
daño por tipo de vehículo. (46). Tabla 2-2

Tabla 2-2 Factores de Daño, Encuesta de 1996
Bus
2 - 3
Camión
C2
Camion
C3
Remolque
4-
Remolque
5+
Semiremolque
4-
Semiremolque
5+
Bus
Pequeño
Camión
Liviano
Nic - 1 1.05 0.87 0.68 1.29 2.11
Nic - 1 0.83 0.81 1.29 0.07 1.65
NIc - 2 0.38 0.62 1.2 0.26 1.68
Nic - 2 0.93 0.66 0.68 1.2 2.16
Nic - 3 0.92 0.93 0.76 0.4 0.17 2.58
Nic - 4 0.97 0.7 1.32 0.26 2.14 2.29
Nic - 7 0.87 0.91 0.82 2.83 1.45 2.03
Nic - 11 0.5 0.75 0.94 1.1 2.19
Nic - 12 0.57 0.73 1.08 0.13 0.5 2.06
Nic - 12 0.57 0.87 1 1.58
Nic - 26 0.44 0.88 0.86 1.05 1.6
Nic - 28 0.75 1.05 0.99 0.35 1.35 1.83
Promedio 0.731666667 0.815 0.968333333 0.73 1.15 0.77375 1.98
Promedio 0.75 0.85 1 1 1.15 1.25 2 0.003 0.003
Las cifras que están en rojo, están basadas en muestras pequeñas, menor a 15 valores
Tipo de Vehículo
Carretera
N
o
e
s
t
u
d
i
a
d
o
N
o
e
s
t
u
d
i
a
d
o
Estos factores se aplicaron a la composición vehicular correspondiente a cada
tramo que compone la red vial analizada, lo que nos permite convertir el volumen
de tránsito a ejes equivalentes de una carga de 8.2 ton por eje. Un resumen de los
resultados es presentado en la Tabla 2-3 y el listado completo en Anexo I.
Tabla 2-3 Comportamiento del Tránsito en la Red Vial Analizada
Rangos de Tráfico
Longitud
Km
Porcentaje
Veh.
Promedio
por tramo
% Promedio
Veh. Liv.
% Promedio
Veh. Pesados
Ejes Equiv.
Prom. 15 años
TPDA Menor de 100 2994.15 41.23% 52 63.78% 36.22% 104,165
T¨PDA entre 101 y 300 2141.09 29.48% 166 63.68% 36.32% 328,444
TPDA entre 301 y 500 617.34 8.50% 378 63.23% 36.77% 854,659
TPDA entre 501 y 1000 493.4 6.79% 768 66.25% 33.75% 1,548,583
TPDA entre 1001 y 3000 647.88 8.92% 1,764 68.02% 31.98% 3,618,142
TPDA mayor de 3001 368.42 5.07% 9,920 78.57% 21.43% 10,125,444
TOTAL 7262.28 100.00% 67.25% 32.75%
Se puede observar que aproximadamente el 70% de la red vial analizada mueve
menos de 300 vpd., y solamente el 5% mueve más de 3000 vpd. Con relación a la
composición de vehículos livianos y pesados, se observa un comportamiento más
o menos similar en toda la red, el promedio general es de 67.2% para los
vehículos livianos y el 32.75% para vehículos pesados.
Una vez convertidos los volúmenes de tránsito a ejes equivalentes, se obtuvo la
cantidad de solicitaciones de cargas en el año base, lo que nos permite
proyectarla a un período de diseño, que en este caso definimos de 15 años,
utilizando una tasa de crecimiento del 5%, un poco superior a la que se utiliza en
los diferentes estudios que se realizan para las diferentes direcciones del
Ministerio de Transporte e Infraestructura, que generalmente es del 4%.

Por otro lado es importante aclarar que para efectos de este estudio se utilizó el
tráfico en ambos sentidos, o sea que este se consideró como total para el carril de
diseño. La expresión utilizada es la siguiente:
( )
( )rLn
r
TT
n
iAcumulado
+
−+
×=
1
11
donde:
TB
iB : Tránsito en el año inicial
r : Tasa de Crecimiento anual del tránsito
n : Periodo de diseño
Según el resumen presentado en Tabla 2-3, categóricamente se puede afirmar
que los volúmenes de tránsito en las carreteras de Nicaragua son “bajos”, y si nos
concentramos en las vías rurales consideradas en los programas de adoquinados,
que son las que tiene volúmenes menores a 300 vpd, es suficiente diseñar para un
período de 15 años, en el cual se acumularan aproximadamente 500,000 ejes
equivalentes.
2.3.2 Caracterización del Suelo de Subrasante
Utilizando como fuente de información los valores de CBR de subrasante
disponibles en la base de datos de la Unidad del Sistema de Administración de
Pavimentos, se caracterizó el suelo de subrasante para el 88% de la red vial
básica, o sea 6036.06Km. Anexo I
Los resultados se presentan en la Tabla 2-4, clasificándola según los valores
encontrados.
Tabla 2-4 Caracterización del Suelo de Subrasante
Rangos de CBR
Longitud
Km
Porcentaje Tipo
CBR ≥ 30 188.34 3.12% Excelente
30 > CBR ≤ 20 308.22 5.11% Buena
20 > CBR ≤ 10 1918.17 31.78% Regular
10 > CBR ≤ 6 1748.24 28.96% Mala
CBR ≤ 5. 1873.09 31.03% Muy mala
TOTAL 6036.06 100.00%
La tabla anterior tiene algunos inconvenientes, ya que en algunos tramos solo se
dispone de un solo sondeo en distancias mayores a 20 km, pero al no disponer de
otra información, estamos tomando estos datos como válidos.
Analizado solamente los tramos que tienen un TPDA menor de 300 vpd,
(5135km), se extrajeron 4,149.24 km, que corresponden a tramos con valores de
CBR de subrasante disponible, obteniendo los resultados que se muestran en la

Tabla 2-5. Se observa que aproximadamente el 28.60% de estos tramos
presentan valores de CBR de subrasante mayores a 10, que el Manual de Diseño
y Construcción de pavimentos de adoquines (11) los clasifica de bueno a
excelente, el 33.91% con valores que oscilan entre 6 9, clasificados como suelos
con capacidad soporte regular y 37.48% con valores menores que 6, clasificados
como suelos con capacidad resistente mala o pésima. Específicamente, para los
suelos con valores de CBR menores a 3%, dicho manual sugiere que sean
mejorados antes de la construcción del pavimento, ya sea de adoquines o
cualquier otro tipo, asfáltico o de hormigón.
Tabla 2-5 CBR de Subrasante. Tramos con TPDA<300
Rangos de CBR
Longitud
Km
Porcentaje Tipo
CBR ≥ 20 279.17 6.73% Excelente
10 ≥ CBR ≤ 19 908 21.89% Buena
6 ≥ CBR ≤ 9 1407 33.91% Regular
3 ≥ CBR ≤ 5 1092.31 26.33% Mala
CBR < 3 462.84 11.15% Muy mala
TOTAL 4149.24 100.00%
2.4 PAVIMENTOS ADOQUINADOS EN NICARAGUA
En nuestras investigaciones se hizo énfasis en los pavimentos de adoquín en las
vías rurales, ámbito de aplicación y gestión del Ministerio de Transporte e
Infraestructura. Considerando las influencias políticas a que ha estado sometido el
país, se puede dividir el crecimiento de dicha red vial adoquinada en tres periodos
de tiempo:
2.4.1 Período de 1970 a 1980:
En 1972, teniendo como ejemplo los excelentes resultados obtenidos por otros
países, se implementa la pavimentación con adoquines en las vías rurales del
país, en este lapso de tiempo se construyeron 38.95 kms., los tramos que se
detallan en la Tabla 2-6.
Tabla 2-6 Tramos construidos en el periodo 1970-1980
Vía
Longitud
km
Período de
Construcciópn
U1970-1980
Sta Rita – Emp. Masachapa
Acceso Presa Sta. Bárbara
Acceso a Posoltega
Emp. Xiloá – Xiloá
TOTAL
31.70
5.94
0.50
0.81
U38.95U
1972-1977
1976-1977
1976
1976

Esta modalidad de pavimentos se inicia con el diseño y la construcción de los
31.70 kms., de la carretera Empalme Santa Rita – Empalme Masachapa, realizada
en el lapso de seis años (1972 – 1977); fue diseñada, construida y supervisada de
forma directa por el entonces Ministerio de Obras Publicas, actualmente Ministerio
de Transporte e Infraestructura. Se caracteriza por tener una zona de influencia
agrícola, ganadera, turística y está clasificada funcionalmente como colectora
principal. Tiene una longitud de 31.70 kms., y las actividades que generó dicha
construcción fueron la ampliación del derecho de vía, mejoramiento de cercos,
cortes y rellenos en terracería para ampliar la superficie de rodamiento, mejoras
en el alineamiento horizontal y vertical, restauración del drenaje menor y mayor,
construcción de la subbase y base.
UCaracterísticas del Tramo
Clasificación Funcional : Colectora Principal
Derecho de Vía : 24 mts.
Ancho de Rodamiento : 6.70 mts.
Velocidad de Diseño : 45 a 60 kph.
Pendiente : 3% al 7%
Peralte Máximo : 10%
Bombeo Máximo : 3%
Carga de Diseño : HS - 20 - 44
Rodamiento : Adoquines tipo tráfico
Costo por Kilómetro : 460,457 C$/km (U$ 92,000)
Método de Diseño : Murillo López de Souza
Carga por rueda de 5 toneladas
Tipo de Tránsito Pesado
800 a 1500 mm anuales de lluvia
UEspesores de la Estructura de Pavimento
Adoquín : 10 cms.
Arena : 3 cms.
Base : 11cms. (material de banco de préstamo)
Subbase : 16 cms.(material de banco de préstamo)
Terracería : 61 cms. (terreno natural)
Los materiales de la estructura de pavimento se clasifican según AASHTO, en
arena no plástica, la base A–2–4 (0) y A-1-b (0) con plasticidad de cero, la
subbase A–2–4 (0) y A-1-b (0) con plasticidad de cero, la Terracería A-7-5 (8) con
plasticidad de once a dieciséis, arena de sello del cauce Chiquilistagua no plástica,
y actualmente presenta una superficie de rodamiento regular. La Foto 2-1
presentan varias etapas de la construcción del tramo: Santa Rita – Masachapa.
De la información recopilada y el comportamiento en sus 25 años de operación,
con mantenimiento casi nulo, merece comentarse que esta carretera fue muy bien
diseñada, construida y supervisada, esto se refleja en la calidad de sus materiales,
el nivel de servicio que presta y su condición actual.

Foto 2-1 Etapas de la Construcción del Tramo: Santa Rita -Masachapa
Para efectos de nuestras investigaciones, se revisaron los registros históricos de
los volúmenes de tránsito desde 1965 hasta el 2002, con el cual calculamos la
tasa de crecimiento utilizando la estimación logarítmica, que nos arrojó un valor de
5.7%. Posteriormente, considerando que la carretera adoquinada ha estado en
operación desde 1975, se estimaron los ejes equivalentes soportados hasta la
fecha utilizando el factor de daño de la Tabla 2-2 para el C2, resultando un total
aproximado de 2 millones de ejes. El análisis se presenta en la Tabla 2-7.
Tabla 2-7 Registros Históricos. Santa Rita - Masachapa
Año Mes TPDA
Veh.
Pesados
Registrados
%
del
total
Veh. Pesados
Calculados
1965 Junio 76
1966 Marzo 152
1967 Junio 146
1968 Marzo 166
1969 Enero 242 149 67.4 163
1970 Abril 390 204 52.4 204
1971 Junio 151 54 48.7 74
1972 Diciembre 173 99 48.5 84
1974 Diciembre 335 151 49.19 165
1975 Septiembre 265 71 40.5 107
1976 Mayo 240 94 47.72 115
1977 Abril 712 184 49.8 355
1978 Abril 551 235 46.1 254
1979 Enero 690 263 55.6 384
1996 1065 46.1
1997 720 35.7
1999 1202 31.78
2001 897 23.72
2002 959 21.76
Tasa de
Crecimiento 5.7% Promedio 39.9%
Ejes Equivalentes
8.2Ton. Acumulados 1,991,579

2.4.2 Período de 1980 a 1990
Este periodo se caracterizó por la disminución en las inversiones viales y esto fue
extensible a los pavimentos de adoquines, registrándose solamente la
construcción de 11.42 kms, que son los que presentamos en la Tabla 2-8:
Tabla 2-8 Tramos construidos en el Período 1980-1990
Vía
Longitud
km
Periodo de
Construcción
U1980-1990
Emp. Pta Nic – El Velero
Acceso Villa Carlos Fonseca
El Arroyo – Ticuantepe
TOTAL
5.95
1.72
3.75
U11.42U
1980
1982-1983
1983-1984
En este período se seleccionó El Arroyo – Ticuantepe, esta ruta se caracteriza por
tener una zona de influencia agrícola, turística y está clasificada funcionalmente
como colectora principal.
Clasificación de la carretera : Colectora Principal (funcional)
Velocidad de Diseño : 45 a 75 kph.
Pendiente : 3% al 7%
Peralte Máximo : 10%
Bombeo Máximo : 3%
Rodamiento : Adoquines tipo tráfico
Costo por Kilómetro : DATO NO DISPONIBLE
Método de Diseño : Murillo López de Souza
Carga por rueda de 5 toneladas
Tipo de Tránsito Pesado
800 a 1500 mm anuales de lluvia
UEspesores del Pavimento
Adoquín : 10 cms.
Arena : 3 cms.
Base : 7 cms. (material de banco de préstamo)
Subbase : 28 cms. (material de banco de préstamo)
Terracería : 52 cms. (terreno natural)
Los materiales de la estructura de pavimentos se clasifican según AASHTO, en
arena no plástica, la base A-1-b (0) con plasticidad de cero, la subbase A-1-b (0)
con plasticidad de cero, la Terracería A-1-b (0) con plasticidad de cero y
actualmente presenta una superficie de rodamiento regular.

De la información recopilada y el comportamiento en sus 19 años de operación,
con mantenimiento casi nulo, merece comentarse que esta carretera, al igual que
la construida en el periodo 1970-1980, fue muy bien diseñada, construida y
supervisada, esto se refleja en la calidad de sus materiales, el nivel de servicio
que presta y su condición actual.
2.4.3 Período de 1990 al 2002
Es en este periodo que realmente los pavimentos de adoquines han tenido un
repunte extraordinario al construirse 76.34 kms., debido al financiamiento logrado
con el Banco Mundial, los tramos construidos se presentan en la Tabla 2-9.
Tabla 2-9 Tramos Construidos en el período 1990-2002
Vía
Longitud
km
Período de
Construcción
U1990-2002
Rivas – Tola
Nic – 2 - El Puente – Guisquiliapa
Proyecto PILOTO
Shell Palacaguina –Pueblo Nuevo
Shell Palacaguina – Palacaguina
Dos Montes – El Guacucal
Emp. Guanacaste – Mombacho
Emp. Tepeyac- Tepeyac
Emp. Malpaisillo-Pto. Momotombo
EMERGENCIA DE MASAYA
Nic 4 – Valle La Laguna
Sabogales – Plan de Hule
Rpto. CO – Pacayita – Valle La
Laguna
TOTAL
U1.83
1.63
0.20
U58.00U
12.94
3.56
18.03
7.64
1.50
14.33
U16.51
4.28
4.60
7.63
U76.34U
1998-1999
1999
1999-2001
2000-2001
2000-2001
2000-2001
2000-2001
2000-2001
2001
2000-2002
2000-2002
Dada la importancia de retomar con ímpetu la construcción de pavimentos de
adoquines a partir de 1999, se logra un financiamiento con la Asociación
Internacional de Fomento, mediante el crédito número CR – 3085 – NI, para
ejecutar un Proyecto Piloto de Estabilización de Carreteras Secundarias con
adoquines, ampliado por causa del terremoto en Masaya al denominado “Plan de
Emergencia Terremoto Masaya”, ambos ejecutados bajo la administración del
Ministerio de Transporte e Infraestructura por medio de una Unidad Coordinadora
desde su fase de concepción y que contó con la asesoría de la empresa LABIAL.

Como tramo representativo de éste período se escoge para su análisis el tramo
Dos Montes – Guacucal, subtramo de El Sauce – Dos Montes.
Clasificación Funcional : Colectora Principal
Velocidad de Diseño : 60 kph.
Pendiente : 1%
Bombeo Máximo : 3%
Rodamiento : Adoquines tipo tráfico de mortero
Costo por Kilómetro : 1,962,594.59 C$/km (U$ 150,000).
Método de Diseño : NO DISPONIBLE
UEspesores del Pavimento
Adoquín : 10 cms.
Arena : 3 cms.
Base : 15 cms. (material de banco de préstamo)
Súbase : 15 cms.(material de banco de préstamo)
Terracería : 60 cms. (material de banco de préstamo)
Los materiales de la estructura de pavimentos se clasifican según AASHTO, en
arena no plástica, base A-2-4 (0) con plasticidad de cero y A-1-b (0) con
plasticidad de seis, la subbase A-2-4 (0) con plasticidad de siete a nueve, la
Terracería A-2-6 (0) con plasticidad de dieciséis, Actualmente presenta una
superficie de rodamiento buena, pero con algunos problemas puntuales, que si la
comparamos con los tramos construidos en los periodos descritos anteriormente,
se puede afirmar que están en igual condición.
De la información recopilada y el comportamiento observado en sus 2 años de
operación, con mantenimiento casi nulo, merece comentarse que esta carretera
esta incompleta (falta de obras de protección, señalamiento, etc) y lo empieza a
mostrar en su rodamiento con baches, juntas entre adoquines mayores a 5
milímetros, fallas en el confinamiento lateral, no tiene hombros, que ha su vez
proporcionan soporte a la estructura, etc.
Se puede afirmar que en gran medida las fallas señaladas se han observado en
casi todos los tramos construidos en el proyecto piloto y de acuerdo a la
información recabada en este estudio, en sus inicios fue concebido sin tomar en
cuenta un diseño de pavimento y en la marcha se fue mejorando, motivado por su
comportamiento ante el clima y el tráfico, de hecho los alcances de obras y costos
iniciales de estos caminos se vieron incrementados en más del 85%, lo que
demuestra una formulación deficiente del mismo. A manera de ejemplo se puede
señalar un resumen breve de una visita de evaluación a un tramo del proyecto
piloto que presentó problemas en 1999, (29)

URESULTADO DE LA INSPECCION:
“En el recorrido del camino se observó que la superficie ya terminada con adoquín
presenta deformaciones, a tal punto que la estructura colapsó en parte de los
tramos construidos por diversas empresas constructoras. También se observó que
se están efectuando trabajos de reparación total de todos los tramos, con la
construcción de una estructura de sub-base, base y levantamiento de la superficie
de rodamiento conformada con adoquines”, fue lo que expresó el supervisor y el
representante del MTI.
Revisando las especificaciones que se estipulan contractualmente para el
desarrollo de estos trabajos, se puede comentar que son incompletas y muy
generales, más bien son procedimientos descriptivos de los trabajos a efectuarse,
esto influye decididamente en el producto final.
De hecho la concepción del proyecto de adoquinado, no se basa en estudios
geotécnicos, ni diseño geométrico, mucho menos hidráulicos, únicamente en la
condición existente del camino a ser adoquinado con cierta mejora, es decir que
sobre el terreno existente se construye el adoquinado.
Revisamos toda la información disponible en las oficinas del Programa de
Adoquinado del MTI, y no existe algún documento que señale al MTI que las obras
realizadas no eran las adecuadas para la pobre condición del camino. El Ingeniero
Representante del MTI en el proyecto, aportó señalamientos concretos al
respecto, desafortunadamente las autoridades competentes no se pronunciaron
para mejorar la calidad de los trabajos. Al final, en la época lluviosa las obras se
destruyeron parcialmente.
Por el comportamiento en estación lluviosa y los diferentes estudios de suelos de
ciertos tramos (Usuelos A-2-6 (1), A-7-5 (12) y A-7-6 (14) con índice de plasticidad
de 19% y 22%),U se puede concluir que la condición del camino existente no
cumplía con el requisito de ser una superficie de macadam y que solo se mejoraría
para luego colocar los adoquines, condición con que se concibió el programa
piloto.
El resumen anterior refleja en gran medida las consideraciones y resultados en el
inicio del proyecto piloto, sirvieron para mejorar los estándares en los 16.51 kms.,
del Plan de Emergencia Terremoto Masaya
2.4.4 Pavimentos de adoquines en etapa de diseño
Los tramos incluidos en el Programa de Estabilización de Caminos Rurales están
siendo diseñados por dos consultores diferentes, suman una longitud total de 360
kms. Una primera etapa con 300 kms de longitud, son tramos localizados en su
gran mayoría en la zona norte de nuestro país, fue diseñada utilizando la Guía
AASHTO 93 para el diseño de Pavimentos, con las siguientes consideraciones:

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