Propuesta de diseño de pavimento rígido, Diseño del espesor de pavimento rígido por los métodos AASHTO-93 y PCA-84

UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI
ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
“PROPUESTA DE DISEÑO DE PAVIMENTO RÍGIDO EN ELTRAMO
COMPRENDIDO POR LA CALLE SUCRE, PUENTE MONAGAS, Y LA
AVENIDA FUERZAS ARMADAS HASTA LA REDOMA DE LOS PÁJAROS
EN LA CIUDAD DE BARCELONA, ESTADO ANZOÁTEGUI”
PRESENTADO POR:
MORA CASTILLO SANEZ CUBERO
DANIEL ALEJANDRO JOSUE ALEJANDRO
C.I.:24.447.013 C.I.:19.721.183
Trabajo De Grado Presentado Ante La Universidad De Oriente Como Requisito
Parcial Para Optar Por El Título De:
INGENIERO CIVIL
BARCELONA, 25 DE JUNIO 2015

JURADO CALIFICADOR:
Prof. José Sosa Prof. MariaRamirez
AsesorAcadémico Jurado
Prof. Marielba Padrón
Jurado Principal
BARCELONA,25 DE JUNIO 2015

Ing. José Sosa
Asesor Académico
BARCELONA, 25 DE JUNIO 2015

iv
RESOLUCIÓN
De acuerdo al artículo 41 del reglamento del trabajo de grado:
“Los Trabajos de Grado son de la exclusiva propiedad de la Universidad de
Oriente y sólo podrán ser utilizados para otros fines con el consentimiento del
Consejo de Núcleo respectivo, quién deberá participarlo previamente al Consejo
Universitario, para su autorización”.

v
DEDICATORIA
A DIOS nuestro señor, por estar conmigo en todos los caminos que me han
traído hasta aquí. A mi Madre, por ser mi mejor amiga. A mi Tía Luisa, por sus
buenos y siempre recordados consejos. A mi bella hermana Dayana, por ser parte
importante de mi día a día y a todas las personas que amo y siempre han estado
conmigo.
Que este logro sirva para recordar todos los buenos momentos que
pasamos juntos, mi hermano, amigo, compadre y compañero universitario ING
Víctor Romero.
Esta dedicatoria es muy extensa en mi corazón, para esas personas que con
pequeños y buenos gestos lograron motivarme a lo largo de esta inolvidable vida
universitaria… ¡Muchas Gracias!
SANEZ, JOSUÉ

vii
AGRADECIMIENTOS
A nuestro DIOS, a nuestros padres, a nuestros familiares. ¡Gracias!
Este trabajo debe casi el 85,99% de su éxito al asesoramiento de nuestra
querida y respetada profesora Ingeniero MaríaRamírez. Gracias por todos sus
consejos y su disposición a darnos los mejores consejos que de manera muy
profesional nos ofreció. ¡Nuestro título de Ingeniero Civil tiene que llevar su firma!
A Enmanuel Vargas por su valiosa ayuda y trabajar con nosotros.
A Branda Millan por su paciencia y consejos para la realización de la
maqueta.
A nuestro Arquitecto Corina Ramos, por el apoyo ofrecido a cualquier hora en
cualquier momento.
A Xenel Veliz y los amigos de SERVIPLOT ALIXEN, C.A. por fiarnos toda
la impresión de los planos y hojas que necesitamos durante la realización de la tesis.
A nuestra escuela de Ingeniería Civil, a la Universidad de Oriente, que nos
cobijó durante toda nuestra carrera. Siempre estaremos orgullosos de resaltar que
venimos de¡La Casa Más Alta!
A todos nuestros profesores, por ofrecernos todos sus conocimientos,
incentivarnos en cada momento y no perder la fe en que nosotros finalizáramos el
proyecto que emprendimos hace más de 5 años, con la idea de ser algún día futuros
profesionales.
MORA C. DANIEL A. y SANEZ C. JOSUÉ A.

viii
AGRADECIMIENTOS
A DIOS nuestro señor, siempre agradeceré y resaltare ese apoyo y fuerza que
siempre me impulso a recorrer de manera exitosa todo este bonito camino. “Mira que
te mando que te esfuerces y seas valiente, no temas ni desmayes, porque tu DIOS
estará contigo a donde quieras que vayas”… ¡Seguirá siendo así!
A la Virgen y todos los Santos que siempre están conmigo.
A Diana Cuberos, por ser todo a lo que una persona puede llamar MAMÁ. En
esta celebración ves reflejado tu éxito como madre.
A Luisa Cuberos ¡Mi Tía!, por esos buenos consejos que se convirtieron en
una parte fundamental de mi personalidad, por tu cariño y… ¡Claro! Por siempre
tener mi almuerzo y ropa bien limpia para poder ir a la universidad. ¡Te quiero
mucho!
DayanaSanez, siempre quise ser un buen ejemplo para ti, gracias por ser mi
amiga y a la vez mi pequeño dolor de cabeza. ¡Hermana, te quiero!
A mi familia, por siempre estar conmigo.
Todos los recuerdos de mi carrera universitaria siempre estarán relacionados
con mi hermano ING. Víctor Romero. Aunque ya no estas presente, siempre te
agradeceré todo el apoyo y buenos momentos que compartimos juntos. Demostraste
ser una persona especial, gracias por siempre estudiar con nosotros, gracias por ser un
gran amigo, gracias por ser parte de nuestra familia, gracias por cuidarnos… Que
lastima que no estés físicamente celebrando la meta que siempre tuvimos en común.
¡Que DIOS te tenga en su gloria!...
En estos años en mi querida UDO pude confirmar que la universidad hace
hermanos. Una prueba de esta afirmación es Luis Febres, con quien curse casi el 90%
de la carrera. Gracias por soportarme y ser mi fiel hermano y compañero de clases,
gracias a tu familia por siempre apoyarnos.

ix
A Romer Silva, por ser mi gran amigo y por tu apoyo cuando entre en la
universidad, nunca olvidare todos esos días estudiando matemáticas escuchando
SODA STEREO.
A mi hermano Xenel Veliz, por ser uno de mis primeros amigos en la
universidad. A Daniel Mora, por el esfuerzo realizado y tolerar ser mi compañero de
tesis. A Paulino Ochoa, por estudiar conmigo las materias más complicadas de la
carrera, gracias por ofrecer tu casa cuando realizamos aquel inolvidable proyecto.
A Corina, Carlos Sánchez, Alibert, Génesis, Raúl, Miguelanguel, Enmanuel
Vargas, Douglas, Daniel Meaño, por ser excelentes compañeros de clases.
A todos mis compañeros de clases en Ingeniería Civil, conté con ayuda de
muchas personas en nuestra bella escuela, en muchas clases y jornadas demostramos
porque la escuela de Ingeniería Civil es ¡La Mejor Cara de la UDO!
A mi amada Universidad de Oriente, por ser el mejor dolor de cabeza que un
joven puede tener en el oriente del país, por prestar tus espacios y talento humano
para formar gente de bien, pese al calor y alguna otra deficiencia no puedo negar que
será un gusto demostrar porque soy un egresado de <La Casa Más Alta> ¡Del Pueblo
Venimos Y Hacia El Pueblo Vamos!
¡Gracias a todos!, de verdad ¡muchas gracias! ¡Gracias Totales!
SANEZ C. JOSUÉ A.

x
AGRADECIMIENTOS
MORA, DANIEL

xi
CONTENIDO
RESOLUCIÓN ________________________________________________________iv
DEDICATORIA _______________________________________________________ v
DEDICATORIA _______________________________________________________vi
AGRADECIMIENTOS _________________________________________________ vii
AGRADECIMIENTOS _________________________________________________viii
AGRADECIMIENTOS __________________________________________________ x
CONTENIDO_________________________________________________________ xi
INDICE DE TABLAS___________________________________________________ xix
INDICE DE FIGURAS__________________________________________________ xxi
INDICE DE GRAFICAS________________________________________________ xxiv
INDICE DE FORMULAS _______________________________________________xxv
CAPITULO I ________________________________________________________ 26
1.1. Planteamiento Del Problema__________________________________________26
2.2 OBJETIVOS _________________________________________________________28
2.3 Objetivo General ____________________________________________________28
Objetivos Específicos ________________________________________________________________ 28
CAPITULO II________________________________________________________ 29
MARCO TEORICO ___________________________________________________ 29
2.4 2.1 Definición la Red Vial Nacional _____________________________________32
2.2 DEFINICIÓN POR IMPORTANCIA DE LA VÍA ______________________________32
2.2.1 Carreteras Troncales ________________________________________________________ 32
2.2.2 Carreteras Locales___________________________________________________________ 32
2.2.3 Carreteras Ramales__________________________________________________________ 32

xii
2.2.4 Carreteras Sub-Ramales _____________________________________________________ 33
2.3 DEFINICIONES DE ACUERDO AL TIPO DE SUPERFICIE DE RODAMIENTO ______33
2.2.1 Carreteras De Concreto ______________________________________________________ 33
2.2.2 Carreteras De Asfalto________________________________________________________ 33
2.2.3 Carreteras De Tierra Tratada _________________________________________________ 34
2.2.4 Carreteras De Tierra_________________________________________________________ 34
2.4 DRENAJE VIAL_______________________________________________________34
2.4.1 Drenaje longitudinal_________________________________________________________ 35
2.5 Brocales ___________________________________________________________35
2.6 DESCRIPCION Y EMPLEO DE LAS BROCALES TIPO M.O.P.___________________36
2.6.1 Tipo A _____________________________________________________________________ 36
2.7 CUNETAS___________________________________________________________36
2.8 DRENAJE TRANSVERSAL ______________________________________________38
2.9 ACERAS ____________________________________________________________39
2.10 DEFENSA DE CONCRETO ______________________________________________39
2.11 SEÑALES VERTICALES_________________________________________________40
2.11.1 CLASIFICACIÓN DE LAS SEÑALES VERTICALES DE ACUERDO A SU FUNCIÓN ______ 40
 Señales De Reglamentación: ____________________________________________________ 41
 Señales De Prevención:_________________________________________________________ 41
 Señales de información: ________________________________________________________ 41
2.11.2 DEMARCACIONES ________________________________________________________ 41
2.11.3 FUNCIÓN DE LAS DEMARCACIONES_________________________________________ 41
2.11.4 LEYENDAS, SÍMBOLOS Y FLECHAS __________________________________________ 42
2.11.5 LÍNEAS DIVISORIAS _______________________________________________________ 42
2.11.6 LÍNEAS DE SEPARACIÓN DE RAMPAS DE SALIDA ______________________________ 42
2.11.7 LÍNEAS DE SEPARACIÓN DE RAMPAS DEENTRADA. ___________________________ 43
2.11.8 INTERSECCIONES _________________________________________________________ 45
2.12 PAVIMENTOS_______________________________________________________46
2.12.1 CARACTERÍSTICAS DE UN PAVIMENTO ______________________________________ 47

xiii
2.12.2 CLASIFICACIÓN DE LOS PAVIMENTOS _______________________________________ 48
2.12.2.1 PAVIMENTOS FLEXIBLES___________________________________________________ 48
2.13 FUNCIONES DE LAS CAPAS DE UN PAVIMENTO RÍGIDO____________________49
2.13.1 Sub-Base:________________________________________________________________ 49
2.13.2 Facilitar Los Trabajos De Pavimentación: ____________________________________ 49
2.13.3 Losa De Concreto Hidráulico. ______________________________________________ 50
2.13.4 El diseño de pavimentos está conformado por dos grandes fases:______________ 50
2.14 CONSIDERACIONES,CONCEPTOS Y METODOLOGÍAS PARA EL DISEÑO DE
PAVIMENTOS______________________________________________________________51
2.15 DISEÑO DE PAVIMENTOS _____________________________________________51
2.24.1 Factores Para El Diseño ___________________________________________________ 51
2.24.2 Estudio De Suelos ________________________________________________________ 52
2.24.3 Estudio De Transito_______________________________________________________ 53
2.24.4 Estudio Y Calidad De Los Materiales ________________________________________ 53
2.24.5 Clima ___________________________________________________________________ 54
2.16 SUELOS ____________________________________________________________54
2.17 PLASTICIDAD _______________________________________________________54
2.18 Límite Líquido_______________________________________________________55
2.19 Límite Plástico ______________________________________________________55
2.20 PRUEBA PROCTOR___________________________________________________56
2.21 PRUEBA PORTER ESTÁNDAR __________________________________________59
2.22 VALOR RELATIVO DE SOPORTE ________________________________________60
2.23 MÓDULO DE REACCIÓN (k) ___________________________________________60
2.24 TRÁFICO ___________________________________________________________62
2.24.1 Ingeniería De Tránsito_____________________________________________________ 62
2.25 Volumen De Tránsito ________________________________________________62
2.25.1 Volúmenes de Tránsito____________________________________________________ 63
2.25.2 Volúmenes de Tránsito____________________________________________________ 64

xiv
2.25.3 Volúmenes a Futuro ______________________________________________________ 65
2.25.4 Pronóstico del volumen de tránsito futuro. __________________________________ 67
2.25.5 Tránsito actual. __________________________________________________________ 68
2.25.6 Incremento del tránsito. __________________________________________________ 69
2.26 Métodos para Diseño de PavimentosRígidos_____________________________70
2.27 Método de diseño PCA_______________________________________________71
2.27.1 Criterios de Análisis_______________________________________________________ 72
2.27.2 Análisis de esfuerzos por fatiga ____________________________________________ 72
2.27.3 Análisis de esfuerzos por erosión___________________________________________ 73
2.27.4 Parámetros de Diseño _____________________________________________73
Transito: ___________________________________________________________________________ 73
Resistencia del concreto:_____________________________________________________________ 74
Periodo de diseño: __________________________________________________________________ 74
Tipo de juntas y bermas:_____________________________________________________________ 75
2.28 DISEÑO DE ESPESORES CON EL MÉTODO PCA ____________________________75
2.28.1 Bases Granulares _________________________________________________________ 75
2.28.2 Exigencia De Compactación________________________________________________ 76
2.28.3 Exigencia De Juntas Y Refuerzos ____________________________________________ 77
2.28.4 Dimensiones De La Losa. __________________________________________________ 77
2.28.5 Juntas Longitudinales _____________________________________________________ 78
2.28.6 Uso De Juntas Machihembradas.___________________________________________ 78
2.28.7 Empleo De Cabillas De Amarre O Unión _____________________________________ 79
2.29 METODO DE DISEÑO AASHTO _________________________________________80
2.30 ANTECEDENTES – PRUEBA AASHO _____________________________________80
2.31 Formulación________________________________________________________81
2.31.1 Espesor _________________________________________________________________ 82
2.31.2 Serviciabilidad ___________________________________________________________ 82
2.31.3 Tráfico __________________________________________________________________ 84
2.31.4 Transferencia De Cargas___________________________________________________ 84
2.31.5 Drenaje _________________________________________________________________ 91
2.31.6 Confiabilidad_____________________________________________________________ 92

xv
2.32 MÉTODO DE LA ASOCIACION DEL CEMENTO PORTLAND (PCA). _____________94
2.33 FACTORES DE DISEÑO ________________________________________________94
2.35.1 Resistencia a la Flexión del Concreto________________________________________ 94
2.35.2 Terreno de Apoyo ó Base__________________________________________________ 95
2.35.3 Período de Diseño ________________________________________________________ 98
2.35.4 Número de repeticiones esperadas para cada eje ____________________________ 98
2.35.5 Factor de Seguridad de Carga ______________________________________________ 99
2.34 Procedimiento DE DISEÑO ____________________________________________99
2.35 ASPECTOS COMPLEMENTARIOS AL DISEÑO_____________________________110
2.35.1 BARRAS DE AMARRE_____________________________________________________ 110
2.35.2 Pasajuntas______________________________________________________________ 111
2.35.3 Recomendaciones Generales _____________________________________________ 112
2.35.4 Pozos De Visita Y Alcantarillas_____________________________________________ 113
2.36 Proceso Constructivo _______________________________________________114
2.36.1 PRELIMINARES __________________________________________________________ 114
2.36.2 Terracerías _____________________________________________________________ 114
2.36.3 Base Estabilizada Con Cemento ___________________________________________ 115
2.36.4 Base De Relleno Fluido___________________________________________________ 115
2.36.5 Riego De Impregnación __________________________________________________ 115
2.36.6 Bacheo De Caja _________________________________________________________ 116
2.37 FRESADO DE PAVIMENTO ASFÁLTICO__________________________________117
2.38 CIMBRA DESLIZANTE________________________________________________118
2.39 PROCESO DE PAVIMENTACIÓN _______________________________________119
2.39.1 Tendido De Línea Guía ___________________________________________________ 119
2.39.2 Preparación De Equipos __________________________________________________ 121
2.39.3 Inicio De Los Trabajos ____________________________________________________ 121
2.39.4 Acabado superficial del pavimento ________________________________________ 122
2.39.5 Micro texturizado Longitudinal____________________________________________ 124
2.39.6 Macro texturizado Transversal ____________________________________________ 124
2.39.7 Curado Del Concreto_____________________________________________________ 125
2.39.8 Juntas Frías _____________________________________________________________ 126

xvi
2.39.9 Corte De Juntas En El Concreto____________________________________________ 126
2.39.10 Ensanche De Juntas______________________________________________________ 127
2.39.11 Limpieza Y Sello De Juntas ________________________________________________ 127
2.40 DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE JUNTAS _________________________________133
2.41 CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE JUNTAS ________________________134
2.41.1 Contracción_____________________________________________________________ 136
2.41.2 Gradientes______________________________________________________________ 137
2.41.3 FACTORES QUE CONTRIBUYENA LA TRANSFERENCIA DE CARGA_______________ 139
2.41.3.4 TIPOS DE JUNTAS ________________________________________________________ 142
2.41.4 SELLADO DE JUNTAS _____________________________________________________ 150
2.42 Especificaciones De Materiales _______________________________________156
2.42.1 Cemento _______________________________________________________________ 156
2.42.2 Agua ___________________________________________________________________ 157
2.42.3 Materiales Pétreos ______________________________________________________ 158
2.42.4 Aditivos ________________________________________________________________ 162
2.42.5 Concreto _______________________________________________________________ 163
CAPITULO III ______________________________________________________ 169
MARCO METODOLÓGICO____________________________________________ 169
3.1. Tipo de Investigación _______________________________________________________ 169
3.2. Diseño de la Investigación___________________________________________________ 168
3.3. Etapas De La Monografía____________________________________________________ 168
3.4. Técnicas Y Herramientas A Utilizar ___________________________________________ 169
CAPITULO IV ______________________________________________________ 341
DESARROLLO DEL PROYECTO_________________________________________ 341
4..1. EVALUACIÓN DEL TRAMO EN ESTUDIO _______________________________________ 341
4..2. ASPECTOS TÉCNICOS DEL PROYECTO._________________________________________ 341
4.2.1. Topografía ________________________________________________________________ 341
4.2.2. Geología Y Geotecnia_______________________________________________________ 341
4.2.3. Climatología_______________________________________________________________ 172
4..3. Diseño Geométrico_________________________________________________________ 173

xvii
4..4. DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO. (MÉTODO AMERICAN CONCRETE INSTITUTE (ACI)).
175
4.4.2. Tamaño Máximo Del Agregado ______________________________________________ 175
4.4.3. Cálculo De Agua De Mezclado _______________________________________________ 175
4.4.4. Cálculo De La Relación Agua/Cemento (Α)_____________________________________ 176
4.4.5. Cálculo Del Contenido De Cemento __________________________________________ 177
4.4.6. Cálculo De Contenido De Agregado Grueso____________________________________ 177
4.4.7. Cálculo De Arena Por Método De Pesos Unitarios ______________________________ 178
4.4.8. Cálculo De Arena Por Método De Volumen Absoluto ___________________________ 179
4..5. MÉTODO DEL CONCRETO FRESCO_____________________________________180
4..6. ANÁLISIS DE DATOS Y RESULTADOS ___________________________________190
4..7. MÉTODO AASHTO-93 _______________________________________________190
4.7.1. Ecuación General de Diseño: ________________________________________________ 190
4.7.2. Variables a Analizar ________________________________________________________ 191
4.7.3. Tiempo de Diseño y Serviciabilidad___________________________________________ 191
4.7.1. Índice De Serviciabilidad Inicial (Po) __________________________________________ 192
4.7.2. Índice de Serviciabilidad Final (Pt)____________________________________________ 192
4.7.3. Perdida de Serviciabilidad (∆PSI) _____________________________________________ 193
4.7.4. Cargas Equivalentes Acumuladas (EE18) o (W18) ________________________________ 193
4.7.5. Confiabilidad (R) ___________________________________________________________ 193
4.7.6. Área Bajo La Curva De Distribución (ZR) _______________________________________ 194
4.7.7. Desviación Estándar (So)____________________________________________________ 195
4.7.8. Coeficiente De Drenaje (Cd) _________________________________________________ 195
4.7.9. Coeficiente de Transferencia de Carga (J) _____________________________________ 196
4.7.10. Módulo De Ruptura (MR) ó (S´c) ___________________________________________ 197
4.7.11. Módulo De Elasticidad ___________________________________________________ 197
4.7.12. Módulo De Reacción De La Sub-Rasante (K) ________________________________ 198
4.7.13. Espesor De La Losa (D) ___________________________________________________ 199
4..8. MÉTODO PCA-84 PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS._____________202
4.8.1. Módulo De Reacción De La Sub-Rasante (K) ___________________________________ 203
4.8.2. Módulo De Ruptura (MR) ó (S´c) _____________________________________________ 203
4.8.3. ADTT _____________________________________________________________________ 204

xviii
4.8.4. Periodo De Diseño _________________________________________________________ 205
4.8.5. Transferencia de Carga _____________________________________________________ 206
4.8.6. Factor De Seguridad De La Carga (LSF) ________________________________________ 206
4.8.7. Carga Por Eje ______________________________________________________________ 206
4.9. AGUAS DE LLUVIA __________________________________________________208
4.9.1 CALCULO DEL GASTO DE PROYECTO __________________________________________ 208
4.10. DISEÑO GEOMETRICO DEL TRAMO EN ESTUDIO_________________________214
4.10.1. CARACTERISTICAS PRINCIPALES DEL TRAMO EN ESTUDIO:____________________ 214
4.10.2. INTERSECCIONES ENTRE LAS AVENIDAS ____________________________________ 215
4.11. DISEÑO DE JUNTAS _________________________________________________218
4.12. TIPO DE JUNTA Y ACOTAMIENTO._____________________________________221
4.15.1 Pasajuntas______________________________________________________________ 222
4.13 FORMATO DE EJECUCION DE OBRA ___________________________________222
4.14. ESTRUCTURA DE COSTOS DE LOS DETALLES SELECCIONADOSDE ACUERDO A
LOS PRECIOS REFERENCIALES PARA EL SECTOR PÚBLICO EN LA ACTUALIDAD _______223
4.15. ELABORACION DE LA ESTRUCTURA DE COSTOS DE LOS DETALLES
SELECCIONADOS:__________________________________________________________244
4.15.1 Presupuesto De La Obra: _________________________________________________ 245
CAPITULO V_______________________________________________________ 244
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES_________________________________ 244
5.1 Conclusiones:______________________________________________________244
5.2 Recomendaciones: _________________________________________________252
Bibliografía _______________________________________________________ 254

xix
INDICE DE TABLAS
Tabla N° 2.1 Secciones de cunetas. ............................................................................37
Tabla N° 2. 2 Recomendaciones prácticas para la selección de la Barra....................87
Tabla N° 2. 3 Modulo de Ruptura Recomendado .......................................................89
Tabla N° 2. 4 Tabla de valores típicos de la desviación estándar ...............................89
Tabla N° 2. 5 Confiabilidad recomendada por AASHTO válidaspara EEUU y México
.....................................................................................................................................93
Tabla N° 2. 6 Factor de seguridad AASHTOO Confiabilidad R................................93
Tabla N° 2. 7 Incremento en el valor k del suelo, según el espesor de una base
granular........................................................................................................................96
Tabla N° 2. 8 Incremento en el valor de k del suelo, según el espesor de una base
granular cementada .....................................................................................................96
Tabla N° 2. 9 k Suelo – sub-base (pci)........................................................................97
Tabla N° 2. 10 Incremento en el valor de k del suelo, según el espesor de una base
granular comentada .....................................................................................................98
Tabla N° 2. 11Esfuerzo equivalente – sin berma de concreto ..................................104
Tabla N° 2. 12Esfuerzo equivalente – con berma de concreto .................................104
Tabla N° 2. 13 Factor de erosión – Juntas con Dowels, sin berma de concreto .......106
Tabla N° 2. 14 Factor de erosión – Juntas con Dowels, sin berma de concreto .......106
Tabla N° 2. 15 Factor de erosión – Juntas con Dowels, con berma de concreto ......108
Tabla N° 2. 16Factor de erosión – juntas de trabazón de agregado, con berma de
concreto Fuente: Pavimentos De Concreto Cemex...................................................108
Tabla N° 2. 17Diámetros y longitudes recomendadas en pasajuntas........................112
Tabla N° 2. 18 Sustancias perjudícales en el agua. ...................................................158
Tabla N° 2. 19Granulometría de la grava. ................................................................159
Tabla N° 2. 20 Sustancias perjudícales en grava ......................................................159
Tabla N° 2. 21Granulometría de la arena..................................................................160
Tabla N° 2. 22Ajuste granulométrico de la arena .....................................................161

xx
Tabla N° 2. 23 Sustancias perjudícales de la arena...................................................162
Tabla N° 2. 24 Resistencia de concreto recomendada ..............................................165
Tabla 4 1 Tabla de los parámetros climatológicos promedio de la ciudad de
Barcelona, Venezuela................................................................................................173
Tabla 4 2. Periodo de diseño según el tipo de vía. [Fuente: AASHTO, 1993] .........192
Tabla 4 3Guía AASHTO “Diseño de estructuras de pavimento, 1993” ...................193
Tabla 4 4Niveles de confiabilidad recomendados por la AASHTO para diferentes
si
stemas de carreteras y/o autopistas. [Fuente: Guía AASHTO, 1993].
1
94
Tabla 4 5Valores de ZR para diversos porcentajes de confiabilidad. [Fuente: Guía
AASHTO, 1993]. ......................................................................................................195
Tabla 4 6Valores para la desviación estándar. [Fuente: Guía AASHTO, 1993]. .....195
Tabla 4 7Valores recomendados de Coeficiente de Drenaje (Cd), para pavimentos
rígidos. [Fuente: Guía AASHTO, 1993]. ..................................................................196
Tabla 4 8Coeficiente de Transferencia de la junta para diseños típicos. [Fuente: Guía
AASHTO, 1993]. ......................................................................................................197
Tabla 4 9Módulos de Ruptura recomendados para distintos tipos de pavimentos.
[Fuente:......................................................................................................................197
Tabla 4 10 tabla de datos seleccionados del método.................................................199
Tabla 4 11Módulos de Ruptura recomendados para distintos tipos de pavimentos.
[Fuente: Guía AASHTO, 1993]. ...............................................................................204
Tabla 4 12Categoría de Cargas por Eje.....................................................................205
Tabla 4 13Periodo de diseño según el tipo de vía. [Fuente: AASHTO, 1993] .........206
Tabla 4 14Diámetros y longitudes recomendadas en pasa juntas .............................222
Tabla 4 15 Presupuesto de la obra.............................................................................247

xxi
INDICE DE FIGURAS
Figura N° 2.1Sistema de drenaje en una vía ...............................................................35
Figura N° 2.2 Fuente: Detalles típicos de obras civiles (1987)...................................36
Figura N° 2.3 Sistema de Drenaje de una vía. ............................................................38
Figura N° 2. 4 Alcantarilla ..........................................................................................39
Figura N° 2. 5 Defensas Centrales ..............................................................................40
Figura N° 2. 6 Sistema unificado de clasificación de suelos ......................................61
Figura N° 2. 7 Transferencia de cargas.......................................................................85
Figura N° 2. 8 Soporte Lateral ....................................................................................86
Figura N° 2. 9 Confinamiento con Guarniciones o Banquetas ...................................86
Figura N° 2. 10 Con Acotamientos Laterales .............................................................86
Figura N° 2. 11Representación de las Propiedades del Concreto.........................88
Figura N° 2. 12 Esquema de la prueba de placa .........................................................90
Figura N° 2. 13Correlación 2 con SUCS y VRS ........................................................91
Figura N° 2. 14 Terreno de apoyo o Base...................................................................95
Figura N° 2. 15Módulos de reacción de la sub-rasante (k), para los valores de CBR
(%)...............................................................................................................................97
Figura N° 2. 16 Formato para el diseño de espesor por el método PCA .................103
Figura N° 2. 17 Detalle de juntas de aislamiento de alcantarillas y pozos de visita .113
Figura N° 2. 18 Fresado De Pavimento Asfáltico.....................................................118
Figura N° 2. 19 Limpieza y sello de juntas...............................................................132
Figura N° 2. 20 Agrietamiento inicial en un pavimento de concreto sin juntas .......136
Figura N° 2. 21 Alabeo de las losas de los pavimentos de concreto.........................138
Figura N° 2. 22Patrón de agrietamiento provocado por el medio ambiente y los
esfuerzos de las cargas en un pavimento de concreto sin juntas (b) Diseño adecuado
de las juntas para controlar la ubicación y geometría de las grietas en un pavimento de
concreto, ....................................................................................................................139
Figura N° 2. 23 Junta transversal de contracción......................................................143

xxii
Figura N° 2. 24Relación largo – Ancho de losa........................................................144
Figura N° 2. 25Sección de una junta transversal de contracción con y sin pasajuntas.
...................................................................................................................................146
Figura N° 2. 26 Secciones de juntas longitudinales, para cuando se pavimenta por
franjas y a todo lo ancho del área..............................................................................147
Figura N° 2. 27 Secciones estándar para juntas longitudinales ................................148
Figura N° 2. 28Sección de un sellador a compresión de cinco celdas. .....................152
Figura N° 2. 29 Corte y sellado de junta de contracción longitudinal (con barra de
amarre) ......................................................................................................................153
Figura N° 2. 30 Corte y sellado de junta de contracción transversal (con pasajuntas
tipo B)........................................................................................................................153
Figura N° 2. 31 Corte y sellado de junta de contracción transversal ........................154
Figura N° 2. 32 Corte y sellado de junta de contracción transversal de construcción
(con pasajuntas Tipo D). ...........................................................................................155
Figura N° 2. 33Canastaspasajuntas en juntas transversales de contracción..............156
Figura 4 4Módulos de reacción de la sub-rasante (K), para los valores de CBR (%).
...................................................................................................................................198
Figura 4 5 Inicio del programa WIN PAS 12............................................................200
Figura 4 6 Programa WIN PAS 12............................................................................200
Figura 4 7 Programa WIN PAS 12............................................................................201
Figura 4 8 Colocación de datos en el programa WIN PAS 12..................................201
Figura 4 9 Programa PCAPAV .................................................................................202
Figura 4 10Módulos de reacción de la sub-rasante (K), para los valores de CBR (%).
...................................................................................................................................203
Figura 4 11 Programa PCAPAV ...............................................................................207
Figura 4 12 Colocación de datos en el programa PCAPAV .....................................207
Figura 4 13 Resultados PCAPAV .............................................................................208
Figura 4 14 Resultados PCAPAV .............................................................................208

xxiii
Figura 4 17 Interseccion canalizada que permite la conexión entre la Calle Sucre,
Puente Monagas y la Avenida Intercomunal o Jorge Rodríguez ..............................216
Figura 4 18 Interseccion canalizada que permite la conexión entre Puente Monagas,
Avenida Fuerzas Armadas y la Avenida Country Club ............................................216
Figura 4 19 Insterseccion entre la Calla Sucre, Puente Monagas y la avenida F.F.A.A.
...................................................................................................................................217
Figura 4 20 Intersección Canalizada en Forma de “T” que permite la conexión entre
la Avenida Algimiro Gabardon y la Calla Sucre: .....................................................217
Figura 4 21 Relacion Ancho – Profundidad del sellador ..........................................219
Figura 4 22 Detalle de Juntas en Curvas...................................................................220
Figura 4 23Detalle de juntas en el Pavimento..........................................................221

xxiv
INDICE DE GRAFICAS
Grafica N° 2. 1 ............................................................................................................57
Grafica N° 2. 2Servicialidad .......................................................................................82
Grafica N° 2. 3Fuente: Pavimentos De Concreto Cemex ...........................................83
Grafica N° 2. 4Factor de seguridad AASHTOO Confiabilidad R ..............................94
Grafica N° 2. 5Análisis de fatiga (Repeticiones permisibles basadas en el factor de
relación de esfuerzo, con o sin apoyo lateral. ...........................................................105
Grafica N° 2. 6Análisis de erosión (Repeticiones permisibles basadas en el factor de
erosión, sin apoyo lateral). ........................................................................................107
Grafica N° 2. 7Análisis de Erosión. (Repeticiones permisibles basadas en el factor de
erosión con apoyo lateral). ........................................................................................109
N

xxv
INDICE DE FORMULAS
Fórmula 2. 1 Limite Plástico.......................................................................................56
Fórmula 2. 2Peso volumétricohúmedo para cada contenido de humedad ..................57
Fórmula 2. 3peso volumétrico seco correspondiente a la curva de saturaciónteórica
para la humedad ..........................................................................................................58
Fórmula 2. 4 Volumen de huecos llenos de aire .........................................................59
Fórmula 2. 5Vehículos que pasan por unidad de tiempo ............................................63
Fórmula 2. 6 Transito promedio diario anual, transito promedio mensual y transito
promedio diario semanal. ............................................................................................65
Fórmula 2. 7Estimación de la desviación estándar poblacional..................................67
Fórmula 2. 8desviación estándar.................................................................................67
Fórmula 2. 9 Transito actual .......................................................................................68
Fórmula 2. 10 Incremento del transito ........................................................................70
Fórmula 2. 111986-93 Ecuación de Diseño de Pavimentos Rígidos ..........................81
Fórmula 2. 12Area requerida de acero por unidad de longitud de la losa.................110
Fórmula 2. 13Longitud de la barra de amarre. ..........................................................111
Fórmula 2. 14Longitud de la barra de amarre. ..........................................................111

CAPITULO I
EL PROBLEMA
1.1Planteamiento Del Problema
A través del tiempo se han desarrollado diferentes métodos para la
construcción de carreteras, en la búsqueda de un mayor confort al conductor y
también de una mayor vida útil a la misma. Una carretera se puede definir como la
adaptación de una faja sobre la superficie terrestre, la cual tendrá como finalidad
conectar dos o más zonas, localidades o sectores, a través de la cual transitaran
vehículos libremente. Esta faja también llamada pavimento está compuesta por un
conjunto de capas de material seleccionado que reciben en forma directa las cargas
del tránsito, y las trasmiten a los estratos inferiores en forma disipada, que llene las
condiciones de ancho, alineamiento y pendiente para permitir el rodamiento adecuado
de los vehículos para los cuales ha sido acondicionada
Actualmente en Venezuela observamos dos tipos de pavimentos para la
construcción de carreteras, el pavimento flexible y el pavimento rígido. El pavimento
flexible es aquel que está elaborado por una carpeta asfáltica, construida sobre una
capa de base y una capa de sub-base aplicando el método aashto-93 o el método mtc-
83, por su parte el pavimento rígido es aquel que está constituido por una losa de
hormigón que se apoya en una capa de sub-base y ella descansa sobre el suelo, y este
se diseña con el método aashto-93 y el método de diseño PCA-84.
En la época de la colonia la ciudad de Barcelona no conto con planificadores
urbanos que previeran el gran crecimiento poblacional ocasionado por la explotación
petrolera, desarrollo turístico y la masa universitaria que se presentaría durante el
siglo XX. Sus calles estrechas y diseño no acorde a los nuevos tiempos presentan un

27
gran inconveniente al exponencial crecimiento del parque vehicular que ha
experimentado la zona.
La ruta que está compuesta por la Calle Sucre, Puente Monagas, y la Avenida
Fuerzas Armadas hasta la redoma de Los Pájaros, conecta la Avenida
AlgimiroGabaldón, bordea el centro de la ciudad y a través de la redoma de Los
Pájaros vincula la principal entrada y salida de la ciudad y el aeropuerto internacional
José Antonio Anzoátegui. Esta ruta tiene una gran importancia porque atraviesa una
zona comercial fundamental para el crecimiento de la economía de la ciudad.
Considerando que el pavimento rígido amerita menos mantenimiento y
representa mayor durabilidad, es el planteado para ser aplicado en este tramo de la
vía, ya que con él, el gran flujo vehicular no se verá afectado por el continuo
mantenimiento que requiere el pavimento flexible, lo que trae como consecuencia una
mayor fluidez de la economía. Este diseño se realizara utilizando los
métodosAASHTO-93 y PCA-84.
Para satisfacer las condiciones del flujo vehicular a lo largo de todo el tramo
se propone la creación de una avenida con dos canales, más un carril de servicio por
sentido que conecte las avenidas AlgimiroGabardón y Jorge Rodríguez a la altura de
Barrio Sucre de Barcelona. De igual forma para la avenida Fuerzas Armadas se
propone la misma sección transversal de la vía y además en todo el tramo en una
ubicación eficiente de paradas para el transporte público, semáforos, iluminación e
intersecciones.

28
OBJETIVOS
Objetivo General
Proponer un diseño de pavimento rígido en el tramo comprendido por la Calle Sucre,
Puente Monagas, y Avenida Fuerzas Armadas hasta la redoma de Los Pájaros en la
ciudad de Barcelona, estado Anzoátegui.
Objetivos Específicos
1. Diseñar el espesor de pavimento rígido por los métodos AASHTO-93 y PCA-
84.
2. Proponer mejoras en la sección transversal y en las intersecciones.
3. Analizara la rentabilidad económica del diseño propuesto, incluyendo
presupuestos, cómputos métricos, análisis de precio unitario.
4. Elaborar el diseño de mezcla de concreto por el método A.C.I y el método del
Manual del Concreto Fresco.
5. Presentación en una maqueta del tramo vial en estudio.

CAPITULO II
MARCO TEORICO
Descripcion De La Zona En Estudio
En el norte de Latinoamérica se encuentra ubicada frente al mar Caribe
Venezuela, limitando con Colombia, Brasil y Guyana Francesa, como se muestra en
la Figura 1 1Mapa de
Figura 1 1Mapa de Sudamérica
En la región nororiental de Venezuela está Situado el estado Anzoátegui,
Cuyo territorio es comprendido entre los estados Monagas y Sucre al Este, Bolívar al
Sur, Guárico al Oeste y Miranda al Noroeste, Limita al norte con el Mar Caribe.

30
El estado Anzoátegui posee una superficie de 43.000 Km2 y representa un
4,75% del territorio nacional de Venezuela. Siendo Barcelona la capital del Estado tal
como lo indica la Figura 1 2Ubicación del estado Anzoátegui en el mapa de
Venezuela
Figura 1 2Ubicación del estado Anzoátegui en el mapa de Venezuela
Anzoátegui

31
La capital del Estado, está ubicada en el extremo norte del estado y situada a
13 m de altitud y a 3Km. de la costa del Mar Caribe, en las riberas del río Neverí.
Perteneciente al Municipio Simón Bolívar, el cual es el más poblado de la entidad,
tiene una superficie de 1.706 km2 y una población de 421.424 habitantes (censo
2011).
En este municipio se ubica nuestra zona en estudio, como se puede ver en la
Figura 1 3Ubicación del eje en estudio
Figura 1 3Ubicación del eje en estudio

32
2.1 Definición la Red Vial Nacional
Con el fin de lograr un cabal entendimiento, y la correcta interpretación de la red
vial existente en Venezuela, al ser asociada esta con los pavimentos, es conveniente
conocer la manera como ella se ha dividido, ya sea en función de la importancia de la
vía, o del tipo de su superficie de rodamiento.
2.2 Definición Por Importancia De La Vía
De acuerdo a la importancia de la vía, la red de carreteras y autopistas de
Venezuela se Clasifican en:
2.2.1 Carreteras Troncales
Sistema de carreteras que contribuyen, o contribuirán en el caso de que no estén
aun construidas, a la integración nacional y al desarrollo económico del país, a la vez
que proveen la interconexión regional y la comunicación internacional. Las carreteras
dentro de esta clasificación absorben altos volúmenes de tráfico entre los centros
poblados de mayor importancia.
2.2.2 Carreteras Locales
Son carreteras de interés regional, pues permiten la comunicación desde centros
poblados a vías de mayor importancia y reciben el transito proveniente de ramales y
sub-ramales.
2.2.3 Carreteras Ramales
Conforman el sistema vial que complementan otros medios de comunicación tales
como carreteras principales, ferrocarriles y aeropuertos. Intercomunican centros
poblados de menor importancia y permiten su acceso a la red primaria. Su interés es

33
estrictamente estadal. Se identifican en los mapas de vialidad por estar encerradas
dentro de una figura en forma de rectángulo.
2.2.4 Carreteras Sub-Ramales
Conforman, junto a las ramales, el sistema secundario, y su función básica es la
de permitir el acceso a fundos y centros de muy baja densidad poblacional. Permiten
también la incorporación de las regiones aisladas. Al igual que los ramales, se
identifican en los mapas de vialidad por estar encerradas dentro de una figura en
forma de rectángulo.
2.3. Definiciones De Acuerdo Al Tipo De Superficie De Rodamiento
De acuerdo al tipo de materiales que conforman la superficie de rodamiento, la
red vial se divide en los tipos que se mencionan a continuación:
2.3.1 Carreteras De Concreto
Se agrupan dentro de este tipo aquellas vías cuya superficie de rodamiento está
constituida por la mezcla de concreto-cemento.
2.3.2 Carreteras De Asfalto
En este tipo de pavimento se agrupan aquellas vías cuya superficie de rodamiento
está formada por una mezcla asfáltica, ya sea en frio o caliente, sea cual sea la base
sobre la cual están construidas.
Dentro de este grupo se incluyen también las vías de concreto-cemento que
han repavimentadas con mezclas asfálticas.
Prácticamente toda la red vial de pavimentada en Venezuela es de superficie
asfáltica, ya que de los 29.991,30 Km pavimentados, un 99,80% de ellos
corresponden a este tipo
Carreteras engrazonadas.

34
Se clasifican dentro de este grupo a aquellas vías que tienen como carpeta de
rodamiento un material granular grueso o fino.
2.3.3 Carreteras De Tierra Tratada
Dentro de este tipo de carreteras quedan incluidas todas aquellas vías que
presentan como carpeta de rodamiento a una mezcla estabilizada de suelo y agregado.
El agregado puede estar constituido por arena, grava, piedra picada o escoria como
cementante se emplea asfalto, cal o cemento, aceite sulfonado, o cualquier otro agente
estabilizante.
2.3.4 Carreteras De Tierra
Se incluyen en este renglón todas aquellas vías que presentan una superficie de
rodamiento constituida por el suelo natural compactado, para el año 1997, en esta
tabla las “carreteras de tierra” y las de “tierra tratada” se incluyen dentro de un mismo
grupo.
2.4 Drenaje Vial
Las obras de drenaje son elementos estructurales cuyo objetivo principal es
evacuar el agua acumulada por efecto de las precipitaciones y de la escorrentía a otras
fuentes que ocasionen daños en los diferentes elementos que componen una vía. Las
dos funciones principales de las estructuras de drenaje son:
-Control: colectar y manejar el agua para propósitos que beneficien al hombre.
-Protección: defender los intereses del hombre contra los ataques del agua.
Las estructuras de drenaje vial que trabajan directamente sobre la carretera se
consideran longitudinales (cunetas, canales o bordillos), transversales (alcantarillas) y
el mismo bombeo de la superficie de la vía, según la posición que estas guarden con
respecto a la vía. Las obras para el control de erosión de taludes conducen las aguas a
zonas seguras donde no se afecte la estabilidad de los taludes. En estas obras se
encuentran las zanjas de coronación o cuneta, los canales colectores y los disipadores

35
Figura N° 2.1Sistema de drenaje en una vía
2.4.1 Drenaje longitudinal
Por medio del drenaje longitudinal y el bombeo se captan las aguas superficiales,
y así se mejoran las condiciones de accesibilidad y seguridad de esta. Entre las
estructuras relevantes de este tipo de se tienen:
 Brocales.
 Canales.
 Cunetas.
 Canales rápidos.
 Torrenteras.
 Baberos.
2.5 Brocales

36
Losbrocales cumplen una función importante, tanto en seguridad del usuario de
la vía, como en el sistema de drenaje longitudinal. Su función principal en la
seguridad es evitar que los vehículos se salgan de la vía, en los puentes cumplen este
objetivo cuando se colocan formando parte de una baranda.
2.5.1 Brocales Cunetas
Cumplen funciones de las cunetas, confinando las aguas de lluvia, además, evitan
que el hombrillo como canal de circulación a menos de que su pendiente transversal
tenga poca diferencia con la pendiente transversal de la vía.
2.6 Descripcion Y Empleo De Las Brocales Tipo M.O.P.
2.6.1 Tipo A
Se denominan brocales barrera, por la pendiente de la cara, 1:4 y la altura de 20
cm. Las cuales desaniman a los vehículos a sobrepasarlos.
Figura N° 2.2 Fuente: Detalles típicos de obras civiles (1987).
2.7 Cunetas
El diseño a seleccionar de una cuneta depende de la velocidad del flujo del agua,
tipo de suelo, inclinación y forma de la cuneta. Se puede usar hierba como
recubrimiento, excepto en terrenos de pendientes fuertes, donde la velocidad de flujo

37
excede la velocidad permisible de este tipo de recubrimiento, en cuyo caso se usa
recubrimientos de concreto, asfalto o piedras.
Las funciones principales de una cuneta son:
 Recoger las aguas escorrentías procedentes de la calzada, para evitar
encharcamientos en la vía, que disminuyen su nivel de servicio y que pueden
causar problemas por infiltración a las capas subyacentes.
 Recoger las aguas de escorrentías procedentes de los taludes de corte y
laderas adyacentes.
Las secciones típicas de cunetas que se pueden encontrar en campo, se muestran en la
tabla 2.1
Tabla N° 2.1 Secciones de cunetas.
Fuente: Figueroa, Flores y León (2006)

38
Figura N° 2.3 Sistema de Drenaje de una vía.
2.8 Drenaje Transversal
Los sistemas de drenaje transversal están constituidos por elementos que
transportan el agua y cruzan el eje de la carretera. Por lo general, el cruce se realiza
de manera perpendicular al eje y transportan el aporte de la cuenca que se encuentra
aguas arriba de la vía en dirección aguas abajo. Entre estos se encuentran las
alcantarillas. Las alcantarillas son estructuras de evacuación de las aguas de
escorrentías y su función es drenar corrientes de agua permanentes o estacionales.
La finalidad de este tipo de drenaje es permitir el paso transversal del agua
que cruza el eje de la vía, para que perturbe lo menos posible la circulación del agua
por el cauce natural, sin excesivas sobre elevaciones del nivel del agua, que
provoquen el estancamiento aguas arriba o aumentos de la velocidad, que pueden
inducir erosiones aguas abajo. Todo lo anterior permite el desagüe normal de las
corrientes de agua interrumpidas por la infraestructura.
Existen alcantarillas en concreto simple, reforzado o metálico y de diferentes
secciones; circular, cuadrada, rectangular y abovedadas. Las partes principales de una
alcantarilla son: aletas, muro cabezal o cabezote y tubería

39
Figura N° 2. 4 Alcantarilla
2.9 Aceras
Las aceras son elementos vaciados en concreto de cemento Portland con o sin
armadura metálica, ubicados en los bordes de las vías que permiten el tráfico de los
peatones y el acceso a las viviendas y edificaciones urbanas.
2.10 Defensa De Concreto
La defensa de concreto es una protección que tiene por objeto tanto separar
calzadas que sirven de tránsitos de sentidos opuestos como limitar zonas de tránsito
en los accesos a puentes y calzadas de caminos elevados con respecto al terreno
natural. En resumen, para que, en cualquier caso, los vehículos no se salgan
accidentalmente del carril de la avenida por el que están circulando. Las defensas
pueden ser defensas centrales y laterales.
Las defensas centrales de concreto son dispositivos de seguridad que se
emplean para dividir los carriles de circulación contraria, cuando la vía incluye los

40
dos sentidos de circulación, con el fin de incrementar la seguridad de los usuarios de
la carretera, evitando en lo posible que los vehículos invadan los carriles de sentido
contrario, normalmente son de concreto simple o reforzado (NCTR CAR 102003,
2010).
Figura N° 2. 5 Defensas Centrales
Fuente: Empresa TrafficMéxico (2012).
Una defensa lateral es un dispositivo longitudinal, ubicado a la orilla del
camino, cuyo objetivo es proteger a los automovilistas de obstáculos naturales o
artificiales, localizados en las zonas laterales de la vía. Puede, en algunos casos,
instalarse como un elemento de protección a los peatones y ciclistas.
2.11 Señales Verticales
Las señales verticales son dispositivos que mediante símbolos o leyendas
determinadas, reglamentan las prohibiciones o restricciones respecto al uso de las
vías, previenen a los usuarios sobre la existencia de peligros y su naturaleza, así como
proporcionan información necesaria para guiar a los usuarios.
2.12 Clasificación De Las Señales Verticales De Acuerdo A Su Función

41
 Señales De Reglamentación: notifican a los usuarios de las vías, las
limitaciones, prohibiciones o restricciones que gobiernan el uso de ellas y
cuya violación constituye una infracción penada por la ley de Tránsito y
Transporte Terrestre y el reglamento correspondiente en vigencia.
 Señales De Prevención: advierten a los usuarios de las vías, la existencia de
un peligro, su naturaleza o situaciones imprevistas presentes en la vía o en sus
zonas adyacentes.
 Señales de información: notifican a los usuarios de las vías, las rutas,
destinos, direcciones, kilometrajes, distancias, servicios y puntos de interés
turístico. [7]
2.12.1 Demarcaciones
Son las líneas, los símbolos y las letras que se pintan sobre el pavimento, en
brocales y en estructuras de las vías de circulación o adyacentes a ellas, así como los
objetos que se colocan sobre la superficie de rodamiento con el fin de regular o
canalizar el tránsito o indicar la presencia de obstáculos”.
2.12.2 Función De Las Demarcaciones
La demarcación, al igual que las señales verticales, se emplea para regular la
circulación vehicular, advertir de situaciones de riesgo o guiar a los usuarios de la vía,
por lo que constituye un elemento indispensable para la seguridad y la gestión del
tránsito. En algunos casos, son usadas para suplementar las órdenes o advertencias de
otros dispositivos, tales como señales y semáforos. En otros, transmiten instrucciones
que no pueden ser presentadas mediante el uso de ningún otro dispositivo. En
diversas situaciones, son el medio más eficaz para comunicar instrucciones a los
conductores.

42
2.12.3 Leyendas, Símbolos Y Flechas
Las demarcaciones de leyendas, símbolos y flechas sobre el pavimento deben
ser usadas con el fin de guiar, advertir o regular el tránsito. Nunca deben emplearse
más de tres palabras en el mensaje marcado sobre el pavimento.
2.12.4 Líneas Divisorias
Las líneas divisorias de canal ayudan a la organización de tránsito e
incrementan la eficacia del uso de la vía en sitios de alto volumen vehicular. Estas
líneas separan flujos de tránsito en la misma dirección, indicando la senda que deben
seguir los vehículos. Generalmente son segmentadas, pudiendo ser continuas donde
no se permite el cambio de canal. Deben usarse en todas las vías con más de un canal
por sentido de circulación. Las líneas divisorias de canal deben ser líneas blancas de
no menos de 10 cm ni más de 15 cm de ancho. La relación entre el tramo demarcado
y la brecha de una línea divisoria de canal, varía según la velocidad máxima de la vía.
Figura 2 1Relación trazo / Brecha en líneas divisorias de canal.
Fuente: Manual Venezolano de Dispositivos Uniformes para el Control de Tránsito 2011.
2.12.5 Líneas De Separación De Rampas De Salida
En la rampa de salida, las líneas deben ubicarse a ambos lados de la zona
neutral entre la calzada principalmente y el canal de rampa de salida. Deberá
demarcarse una línea blanca continua de por lo menos 12 centímetros de ancho a lo
largo del triángulo del área neutral formada en la conjunción de la vía directa y la
entrada de la rampa a esta. Si existe un canal de desaceleración o aceleración
paralelo, debe demarcarse con línea continua desde el vértice del triángulo del área
Velocidad máxima de la vía
(km/h)
Ancho de la línea
(cm)
Patrón
(m)
Relación Trazo / Brecha
(m)
Mayor a 80 12 mínimo 12 3 / 9
Avenidas con velocidad
menor o igual a 80
10 mínimo 8 3 / 5
Calles con velocidad menor o
igual a 40
10 mínimo 5 2 / 3

43
neutral hasta un tercio de la longitud del canal y los dos tercios faltantes con línea
segmentada, con una relación trazo/brecha de 1/2; es decir, un metro demarcado y dos
metros sin demarcar.
Figura 2 2Líneas de rampa de salida.
2.12.6 Líneas De Separación De Rampas Deentrada.
El uso de la línea de separación en la rampa de entrada, facilita una
incorporación eficiente y segura a la corriente de tránsito. Si existe un canal de
desaceleración o aceleración paralelo, debe demarcarse con línea continua desde el
vértice del triángulo del área neutral hasta un tercio de la longitud del canal y los dos
tercios faltantes con línea segmentada, con una relación trazo/brecha de 1/2; es decir,
un metro demarcado y dos metros sin demarcar.

44
Figura 2 3Líneas de rampa de entrada.
2.13 Líneas De Aproximación A La Línea De Pare
Son líneas continúas entre 20 y 30 metros de largo hasta la línea de PARE,
que se utilizarán para separar los flujo de circulación vehicular en la intersección.

45
Figura 2 4Líneas de aproximación a la línea de PARE.
2.14 Ancho De Las Líneas
Las líneas centrales y las líneas de canal tendrán un ancho de 10 a 15 cm y las
líneas de barrera tendrán un ancho entre 20 y 30 cm. El ancho más común es de 12
cm, pero la línea cuyo ancho es de 15 cm proporciona más visibilidad. La línea
sencilla continua de 15 cm de ancho, puede usarse en vez de la línea central de ancho
normal en calles urbanas, para distinguirla mejor en sitios donde se requiera dar
mayor énfasis por razones de seguridad. También se emplea para demarcar el borde
izquierdo de calzada en aproximación a obstrucciones y para definir isletas de
tránsito. Las líneas del borde del pavimento deben tener como mínimo un ancho de
10 cm. Las líneas transversales sobre el pavimento deben ser mucho más anchas que
las líneas longitudinales para que sean igualmente visibles, por lo general entre 30 y
60 cm.
2.15 Intersecciones
De acuerdo al ministerio de transporte y comunicaciones, se denomina
intersección al sitio donde concurren dos o más vías. En dicha área, ocurre una
disposición de los canales de circulación en los cuales los vehículos se mueven de
dirección y se entrecruzan. Las intersecciones también son componentes importantes
de una carretera, ya que una buena parte de la seguridad de la vías, costo de
operación, capacidad y velocidad que se pueden desarrollar, depende de la forma
como la circulación de los vehículos se desenvuelve en ellas.

46
2.15.1 Tipos De Intersecciones
Las existencias de numerosas intersecciones a nivel las cuales, pueden estar
constituidas por dos o más brazos, cruzar en ángulo recto, en ángulo oblicuo y ser
intersecciones simples (cruces, bifurcaciones, empalmes) rotatorias, canalizadas o no
canalizadas, ensanchadas, etc., las más frecuentes se muestran a continuación:
 Intersecciones en T o Y: conformadas por tres brazos.
 Intersecciones en cruz o cruces: conformada por cuatro brazos q semejan una
cruz.
 Intersecciones múltiples: Compuestas por más de cuatros brazos, constituyen
el caso muy difícil de tratar. Por lo general, es preferible suprimir una de las
ramas, si es posible, empalmándola con otra afuera de la intersección, si ello
es posible.
 Rotondas: Este tipo de solución consiste en empalmar los brazos sobre un
anillo circular, elíptico o similar, por el que los vehículos giran hasta llegar a
la rama de salida. Para esto, pueden tener.
2.16 Pavimentos
El pavimento es la estructura integral de capas superpuestas, generalmente
horizontales denominadas sub-rasante, sub-base, base y carpeta, colocadas hasta
coronar la rasante y destinada a permitir el tránsito vehicular. Se diseñan y construyen
técnicamente con materiales apropiados y adecuadamente compactados. Una vez
definido este aspecto básico, se presenta una exposición de criterios y conceptos que
servirán de ayuda en el proceso de revisión. Una de las primeras decisiones que debe
tomar el ingeniero especialista en pavimentos es la de cómo manejar una gran seria
de variables, y transformarlas en “parámetros y valores de diseño”, que le permitan
usarlas en el método seleccionado, como parte del proceso total.

47
El diseño de un pavimento es esencialmente distinto al de otra estructura de
ingeniería: el pavimento, en su totalidad se apoya sobre el material de fundación y es,
por lo tanto, altamente influenciado por las condiciones ambientales. Una carretera,
por otra parte, atravesara a lo largo de su recorrido una multiplicidad de depósitos de
suelos, cada uno con propiedades diferentes.
Cada uno de estos suelos, que son la fundación del pavimento, y también los
materiales y mezclas que formaran la estructura propiamente dicha del pavimento, se
ven afectados por muchos factores, entre los que pueden citarse: densidad, humedad,
textura y estructura de sus componentes, y grado de confinamiento. A todos estos
hechos debe añadir las a características y variables propias del tránsito vehicular que
actuara sobre el pavimento. Tales características hacen del diseño de pavimentos una
tarea compleja, y para facilitar el manejo de tal volumen y tipo de pavimentos podría
determinar en los casos de proyectos nacionales lo que se denomina “Unidades de
Diseño”. Estas unidades pueden definirse como: “tramos de la vía que presentan
condiciones similares de topografía, drenaje, clima, trafica esperado, suelos
existentes, y materiales de construcción”. Como una sugerencia hecha en otros países
por las facilidades de construcción se establece que las “Unidades de Diseño” tengan,
como regla general, una longitud mínima de dos (2) kilómetros.
2.16.1 Características De Un Pavimento
La mayor parte de los autores consideran que un pavianamente debe reunir los
siguientes requisitos:
 Resistente a las cargas provocadas por el tránsito. Ministerio de Transporte e
Infraestructura Manuel para la Revisión de Estudios y Diseños de Pavimentos.
 Capacitado para las circunstancias impuestas por el medio ambiente y la
exposición a los agentes climatograficos especialmente a la lluvia y las
variaciones de temperatura.

48
 Presentar una relación que combine la textura superficial, el desgaste
provocado por la abrasión de las llantas, maximizando el adecuado nivel de
seguridad de los vehículos. Superficie + Textura= seguridad.
 Minimizar las afectaciones del drenaje. El peor enemigo del pavimento es el
agua.
 Un pavimento debe ser eficiente y eficaz.
 Debe tener una sensación agradable cuando se conduzca sobre ella
maximizando la comodidad de conducir.
2.16.2 Clasificación De Los Pavimentos
Siendo que prevalecen dos vertientes en el diseño de pavimentos como el caso
de carreteras y el de aeropuertos, para ambos casos debe tomarse entre otras variables
y consideraciones de gran importancia, el que existen dos tipos de pavimentos: el tipo
flexible y el tipo rígido, estas denominaciones se establecen en la necesidad de
diferenciar el pavimento de concreto asfaltico (naturaleza flexible) del pavimento de
concreto de cemento portland (naturaleza rígida). De manera general los pavimentos
se clasifican atendiendo lo que se denomina una clasificación mecánica de su función,
de esta manera:
 Pavimentos flexibles
 Pavimentos rígidos.
2.16.3 Pavimentos Flexibles
“Un pavimento flexible es una estructura que mantiene un contacto íntimo con
las cargas y las distribuye a la sub-rasante; su estabilidad depende del entrelazamiento
de los agregados, de la fricción de las partículas y de la cohesión”. Este pavimento
está constituido por una carpeta bituminosa apoyada generalmente sobre dos capas no
rígidas, la base y la sub-base.

49
2.16.4 Pavimentos Rígidos
Funcionalmente está constituido por una losa de concreto hidráulico, apoyado
sobre la sub-rasante o sobre una capa de material seleccionado, la cual se denomina
sub-base del pavimento rígido (Figura 4).
Debido a la alta rigidez del concreto hidráulico, así como de su elevado coeficiente de
elasticidad, la distribución de los esfuerzos se produce en una zona muy amplia.
Además, como el concreto es capaz de resistir, en cierto grado, esfuerzos a la
tensión, el comportamiento de un pavimento rígido es suficientemente satisfactorio
aun cuando existan zonas débiles en la sub-rasante.
La capacidad estructural de un pavimento rígido depende de la resistencia de las losas
y, por lo tanto, el apoyo de las capas subyacentes ejerce poca influencia en el diseño
del espesor del pavimento.
2.17 Funciones De Las Capas De Un Pavimento Rígido
2.17.1 Sub-Base:
Impedir la acción del bombeo en las juntas, grietas y extremos del pavimento.
Se entiende por bombeo a la fluencia de material fino con agua fuera de la estructura
del pavimento, debido a la infiltración de agua por las juntas y bordes de las losas. El
agua penetra a través de las juntas, erosiona el suelo fino de la sub-rasante y la base
de apoyo, así esta no es resistente a este efecto, y facilita así su salida a la superficie
baja la presión ejercida por las cargas vehiculares repetidas.
Servir como capa de transición y suministrar uniforme, estable y permanente del
pavimento.
2.17.2 Facilitar Los Trabajos De Pavimentación:
Mejorar el drenaje para reducir la acumulación de agua bajo el pavimento.
Controlar el cambio volumétrico de la sub-rasante y disminuir al mínimo su acción
superficial sobre el pavimento. Mejorar en parte la capacidad de soporte del suelo de
la sub-rasante.

50
2.17.3 Losa De Concreto Hidráulico.
Las funciones de la losa en el pavimento rígido son las mismas de la carpeta
flexible, más la función estructural de soportar y transmitir en nivel adecuado los
esfuerzos que le apliquen.
2.17.4 El diseño de pavimentos está conformado por dos grandes fases:
i. La definición de los factores objetivos o externos: Estos aspectos no dependen
directamente del método de diseño o del analista y están relacionados con las
circunstancias o ambiente del proyecto. Los más importantes son los
siguientes:
A. Caracterización del material sub-rasante, fundaciones o calidad de los suelos.
B. Tránsito y su cuantificación.
C. Materiales y mezclas disponibles que serán empleados en el pavimento
D. El clima.
ii. La determinación de los espesores de ambas capas deben ser desarrolladas
simultáneamente. Cada una depende de la otra; los espesores resultantes serán
función de las características de los materiales y mezclas empleadoras en la
construcción, y los espesores podrán condicionar las exigencias del clima y
calidad que se interpongan sobre los materiales a ser empleados en el
pavimento.
iii. Otros aspectos ligados al diseño y que forman parte del todo de un pavimento
son los componentes de la sección transversal del camino.
Estos son los principales:
 Los hombros o bermas.
 Las obras de drenaje.

51
 Las obras de sub-drenaje.
2.18 Consideraciones, Conceptos Y Metodologías Para El Diseño De Pavimentos
Para el ingeniero que diseña pavimentos debe quedar claramente establecido
que deben tomarse en consideración los siguientes elementos, relacionados con el
procedimiento de diseño seleccionado:
i. Los conceptos teóricos empleados para predecir los parámetros que pueden
causar la falla de la estructura.
ii. Los métodos de evaluación de las propiedades de los materiales o mezclas que
participaran / coadyuvaran en la definición de la estructura del pavimento.
iii. La determinación de la relación entre los criterios de falla y del
comportamiento esperado del pavimento.
2.19 Diseño De Pavimentos
A continuación, después de exponer los principales elementos y conceptos
sobre pavimentos se hará una exposición general sobre los métodos de diseño más
caracterizados y usados en el país haciendo una revisión conceptual del tema. Por lo
general cuando se piensa en diseños en general se tienen que fijar los aspectos
relacionados con el aspecto de diseño, otro de los aspectos a considerar sobre las
variables de tiempo y calidad y factores externos.
2.19.1 Factores Para El Diseño
De los factores externos se habían descrito:
 Caracterización del material de la sub-rasante, (fundaciones) o calidad-
estudios de los suelos.

52
 Tránsito y su cuantificación.
 Materiales y mezclas disponibles que serán empleados en el pavimento.
 El clima.
2.19.2 Estudio De Suelos
Para fines de diseño es conveniente que un ESTUDIO DE SUELOS abarque
los siguientes temas:
La exploración del suelo tiene por finalidad definir el tipo y capacidad de
soporte de los suelos de fundación.
i. Caracterización de los Suelos. Visualmente se clasifican a los suelos en
grupos básicos tales como: grava, arena, limos y arcillas. Generalmente el
método empleado es la observación directa de propiedades en campo, tales
como: textura y forma de los granos.
ii. Propiedades Físico - Mecánicas: Estas se determinan con los siguientes
ensayes: Análisis granulométrico ASTM D-422, Constantes Físicas ASTM D-
4318, clasificación de los suelos SUCS Y AASHTO, Capacidad de soporte
(CBR) y Perfil Estratigráfico. El perfil Estratigráfico es confeccionado con los
datos que se obtiene de los análisis granulométricos.
iii. Capacidad de soporte de los suelos: Estos valores se obtienen a través de los
siguientes indicadores:
a) Ensayo de California Bearing Ratio (CBR)
b) Norma ASTM-1883.

53
2.19.3 Estudio De Transito
Para el dimensionamiento de un pavimento es necesario determinar los efectos
que las cargas de los vehículos causaran sobre el pavimento, por lo cual se debe
conocer el número y tipo de vehículos que circulan por una vía, así como la
intensidad de la carga y la configuración del eje que la aplica. Para los aspectos de
diseño de pavimentos se necesita conocer: La composición de los vehículos de carga
es un aspecto muy importante.
2.19.4 Estudio Y Calidad De Los Materiales
La construcción de pavimentos es muy exigente en cuanto al control de
calidad que se debe aplicar desde el diseño, fabricación y construcción de ellos. En el
diseño de pavimentos la calidad de los materiales para la base, la sub base t la carpeta
(las mezclas para estabilización) debe ser una preocupación especial para el
diseñador. Los daños en pavimentos flexibles se deben a múltiples causas, entre las
cuales se encuentran las debidas a la mala calidad de las mezclas asfálticas,
ocasionadas por fallas en los procesos industriales de su fabricación o a los materiales
usados en la producción de las mismas, ya sean los áridos o los ligantes.
Últimamente, debido a las continuas fallas presentadas en los pavimentos en
el país, se ha culpado de ellas a la calidad de los asfaltos usados en las mezclas, sin
embargo, no se ha demostrado que sea cierto. En los estudios de diseños debe haber
un informe especial o una sección especial donde se aborde la calidad de los
materiales que serán usados en el pavimento incluyendo los procesos de
estabilización.
Se ha demostrado que una de las causas más incidentes en la calidad de los
pavimentos está asociada a diferenciales de temperatura en las mezclas, encontrando
que la falta de homogeneidad de la temperatura en ellas, genera las principales fallas,
pese a que se haya sido riguroso en los diseños, control de calidad de materiales y en
los procesos constructivos.

54
La búsqueda de materiales es una labor fundamental dentro del diseño de
pavimentos por lo tanto demanda mucha rigurosidad. Los aspectos más importantes
del estudio respectivo de suelos son:
i. Identificación de banco.
ii. Identificación y reconocimiento en planos topográficos y planos constructivos
con el propósito de orientar la búsqueda.
iii. Investigaciones y prospecciones que aseguren los volúmenes requeridos.
iv. Ensayos de Calidad de Materiales.
2.19.5 Clima
Los factores que más afectan en el país son las lluvias, un poco menos que los
cambios de temperatura. Las lluvias por su acción directa tienen una acción
contundente y especial sobre el pavimento especialmente con la base y la sub-base.
También cuando la carpeta está expuesta de manera constante a la acción del agua se
manifiesta un deterioro sustancial en las propiedades del asfalto.
2.20 Suelos
En el diseño de pavimentos, es fundamental conocer algunas propiedades de los
suelos que nos permiten conocer sus características generales y sus comportamientos.
Algunas de estas propiedades se obtienen mediante las pruebas que se describen a
continuación:
2.20.1 Plasticidad
La plasticidad es la propiedad que presentan los suelos de poder deformarse, hasta
cierto límite, sin romperse. Por medio de ella se mide el comportamiento de los
suelos en todas las épocas. Las arcillas presentan esta propiedad en grado variable.

55
Para conocer la plasticidad de un suelo se hace el uso de loslímites de Atterberg.
Estos límites son: Limite Líquido (LL), Limite Plástico (LP) y Límite de
Contracción(LC) y mediante ellos se puede conocer el tipo de suelo en estudio. Todos
los límites de consistencia sede terminan empleando suelo que pasa por la malla No.
40. La diferencia entre los valores del límitelíquido y del límite plástico da como
resultado el índiceplástico (IP) del suelo.
2.20.2 Límite Líquido
El límite líquido se define como el contenido de humedad expresado en por ciento
con respecto al peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia del estado líquido
al plástico. De esta forma, los suelos plásticos tienen en el límite líquido una
resistencia muy pequeña al esfuerzo de corte y según Atterberg es de 25 g/cm2
2.20.3 Límite Plástico
Es el contenido de humedad, expresado en por ciento con respecto al peso seco de
la muestra secada al horno, para el cual los suelos cohesivos pasan de un estado
semisólido a un estado plástico. El límiteplástico se determina con el material
sobrante del límitelíquido y al cual se le evapora humedad por mezclado hasta
obtener una mezcla plástica que sea moldeable. Se forma una pequeña bola que
deberáredilarse enseguida aplicando la suficiente presión a efecto de formar
filamentos.

56
Fórmula 2. 1 Limite Plástico
2.20.4 Prueba Proctor
La prueba Proctor se refiere a la determinación del peso por unidad de volumen
de un suelo que ha sido compactado por el procedimiento definido para diferentes
contenidos de humedad. Su objetivo es:
Determinar el peso volumétrico seco máximoMax que puede alcanzar un
material, así como la humedad optima que deberá hacerse la compactación.
Determinar el grado de compactación alcanzado por el material durante la
construcción o cuando ya se encuentran construidos los caminos, relacionando el
peso volumétrico obtenido en el lugar con el peso volumétricomáximoProctor. La
prueba Proctorestá limitada a los suelos que pasen totalmente la malla No 4, o que
cuando mucho tengan un retenido de 10 % en esta malla, pero que pase dicho
retenido totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla
3/8” debe determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la
prueba de Porterestándar. Tambiéndebe efectuarse la prueba Porter estándar en arenas
de rio, arenas de minas, arenas producto de trituración, tezontles arenosos y en
general en todos aquellos materiales que carezcan de cementación.

57
Grafica N° 2. 1
Fórmula 2. 2Peso volumétricohúmedo para cada contenido de humedad
El peso volumétrico seco para cada peso volumétricohúmedo y su
correspondiente humedad se calculan por la siguiente fórmula:
γs = γh
1+ w
100
w = Contenido de la humedad en porcentaje
Pw = Peso de la muestra húmeda, en gramos

58
Ps = Peso de la muestra seca, en gramos
γs = Peso volumétrico seco, en g/cm3
γh = Peso volumétricohúmedo, en g/cm3
Los peso volumétrico secos y las humedades correspondientes se utilizan para
trazar la curva peso volumétrico seco - humedad, marcando en el eje de las abscisas
los contenidos de humedad. La humedad que genera mayor peso volumétrico es la
que permite la mayor compactación del material y se le conoce como humedad
optima de compactación.
En la misma grafica se dibuja la curva de saturaciónteórica. Esta curva
representa la humedad para cualquier peso volumétrico, que sería necesaria para que
todos los vacíos que dejan entre si las partículas sólidas estuvieran llenos de agua.
El peso volumétrico seco correspondiente a la curva de saturaciónteórica para
la humedad dada se calcula con la fórmula:
Fórmula 2. 3peso volumétrico seco correspondiente a la curva de saturaciónteórica para la humedad

59
La curva de saturaciónteórica tiene por objeto comprobar si la prueba Proctor
fue correctamente efectuada, ya que la curva de saturación y la curva Proctor nunca
deben cortarse dado que es imposible en la práctica llenar totalmente con agua los
huecos que dejan las partículas del suelo compactado.
La curva de saturaciónteórica sirve para determinar si un suelo, en el estado en
que se encuentra en el lugar, es susceptible de adquirir mayor humedad o mayor peso
volumétricofácilmente.
Así, una vez hecha la determinación del peso volumétrico y humedad en el
lugar se calcula el porciento de huecos llenos de aire con la siguiente fórmula:
Fórmula 2. 4 Volumen de huecos llenos de aire
2.20.5 Prueba Porter Estándar
Esta prueba tiene como finalidad determinar el peso volumétricosecomáximo de
compactaciónPorter y la humedad óptima en los suelos con material mayor de 3/8” y
los cuales no se les pueden hacer la prueba Proctor. Esta prueba sirve también para
determinar la calidad de los suelos en cuanto a valor de soporte se refiere, midiendo
la resistencia a la penetración del suelo compactado y sujeto a un determinado
periodo de saturación.

60
2.20.6 Valor Relativo De Soporte
Es un índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas de
compactación y humedad, y se expresa como el tanto por ciento de la carga necesaria
para introducir un pistón de sección circular en una muestra de suelo, respecto a la
profundidad de penetración del pistón en una piedra tipo triturada. Por lo tanto, si P2
es la carga en kg necesaria para hacer penetrar el pistón en el suelo en estudio, y
Px=1360 kg, la precisa para penetrar la misma cantidad en la muestra tipo de piedra
triturada, el valor Relativo de Soporte del suelo es de
VRS = (P2/1360) * 100
2.20.7 MÓDULO DE REACCIÓN (K)
Es una característica de resistencia que se considera constante, lo que implica
elasticidad del suelo. Su valor numérico depende de la textura, compacidad, humedad
y otros factores que afectan la resistencia del suelo. La determinación de k se hace
mediante una placa circular de 30” de diámetro bajo una presión tal que produzca una
deformación del suelo de 0.127 cm (0.05”). En general se puede decir que el módulo
de reacción k es igual al coeficiente del esfuerzo aplicado por la placa entre la
deformación correspondiente producida por este esfuerzo. Más adelante se hace
referencia a esta propiedad tan importante para el diseño de pavimentos.

61
Figura N° 2. 6 Sistema unificado de clasificación de suelos
Fuente: Pavimentos De Concreto Cemex

62
2.21 Tráfico
2.21.1 Ingeniería De Tránsito
El Instituto de Ingenieros del Transporte (ITE) define a la Ingeniería del
Transporte y la Ingeniería de Transito de la siguiente manera: Ingeniería de
Transporte: Es la aplicación de los principios tecnológicos y científicos a la
planeación, al proyecto funcional, a la operación y a la administración de las diversas
partes de cualquier modo de transporte, con el fin de proveer la movilización de
personas y mercancías de una manera segura, rápida, confortable, conveniente,
económica y compatible con el medio ambiente.
Ingeniería de Transito: Es aquella fase de la ingeniería de transporte que tiene que
ver con la planeación, el proyecto geométrico y la operación del tránsito por calles y
carreteras, sus redes, terminales, tierras adyacentes y su relación con otros modos de
transporte.
Es decir que la Ingeniería de Transito es un subconjunto de la Ingeniería de
Transporte, y a su vez el Proyecto Geométrico es una etapa de la Ingeniería de
Transito.
El Proyecto Geométrico de calles y carreteras, es el proceso de correlación entre sus
elementos físicos y las características de operación de los vehículos, mediante el uso
de las matemáticas, la física y la geometría.
En este sentido, vialidad queda definida geométricamente por el proyecto de su
eje en planta (alineamiento horizontal) y en perfil (alineamiento vertical), y por el
proyecto de su sección transversal.
2.21.2 Volumen De Tránsito
Al proyectar una calle o carretera, la selección del tipo de vialidad, las
intersecciones, los accesos y los servicios, dependen fundamentalmente del volumen
de tránsito o demanda que circulara durante un intervalo de tiempo dado, de su
variación, de su tasa de crecimiento y de su composición.
Los errores que se cometan en la determinación de estos datos, ocasionara que
la carretera o calle funcione durante el periodo de proyecto, bien con volúmenes de

63
transito muy inferiores a aquellos para los que se proyectó, o mal con problemas de
congestionamiento por volúmenes de transito altos muy superiores a los proyectados.
Los estudios sobre volúmenes de transito son realizados con el propósito de
obtener información relacionada con el movimiento de vehículos sobre puntos o
secciones especificas dentro de un sistema vial. Estos datos de volúmenes de transito
son expresados con respecto al tiempo, y de su conocimiento se hace posible el
desarrollo de estimaciones razonables de la calidad de servicio prestado a los
usuarios.
Se define como volumen de transito al número de vehículos que pasan por un punto o
sección transversal dados, de un carril o de una calzada, durante un periodo
determinado y se expresa como:
Fórmula 2. 5Vehículos que pasan por unidad de tiempo
2.21.3 Volúmenes de Tránsito
Absolutos ó totales.
Es el número total de vehículos que pasan durante el lapso de tiempo
determinado, dependiendo de la duración del lapso de tiempo determinado, se tienen
los siguientes volúmenes de transito totales o absolutos:
- Transito anual (TA).

64
Es el número total de vehículos que pasan durante un año, en este caso T = 1 año.
- Transito mensual (TM).
Es el número total de vehículos que pasan durante un mes, en este caso T = 1 mes.
- Transito semanal (TS).
Es el número total de vehículos que pasan durante una semana, en este caso T = 1
semana.
- Transito diario (TD).
Es el número total de vehículos que pasan durante un día, en este caso T = 1 día.
- Transito horario (TH).
Es el número total de vehículos que pasan durante una hora, en este caso T = 1 hora.
- Tasa de flujo o flujo (q).
Es el número total de vehículos que pasan durante un periodo inferior a una hora, en
este caso T < 1 hora.
2.21.4 Volúmenes de Tránsito
Promedio Diarios
Se define el volumen de transito promedio diario (TPD), como el número total
de vehículos que pasan durante un periodo dado (en días completos) igual o menor a
un año y mayor que un día, dividido entre el número de días del periodo.
De acuerdo al número de días de este periodo, se presentan los siguientes volúmenes
de transito promedio diarios, dados en vehículos por día:

65
Fórmula 2. 6 Transito promedio diario anual, transito promedio mensual y transito promedio diario
semanal.
2.21.5 Volúmenes a Futuro
Relación entre los volúmenes de transito promedio diario, anual y semanal.
El comportamiento de cualquier fenómeno o suceso estará naturalmente mucho mejor
caracterizado cuando se analiza todo su universo. En este caso, el tamaño de su
poblaciónestálimitado en el espacio y en el tiempo por las variables asociadas al
mismo.
Con respecto a volúmenes de tránsito, para obtener el transito promedio diario
anual, TPDA, es necesario disponer del número total de vehículos que pasan durante
el año por el punto de referencia, mediante aforos continuos a lo largo de todo el ano,
ya sea en periodos horarios, diarios, semanales o mensuales. Muchas veces esta
información anual es difícil de obtener, al menos en todas las vialidades por los
costos que ello implica, sin embargo se pueden obtener datos en las casetas de cobro
para las carreteras de cuota y mediante contadores automáticos instalados en
estaciones maestras de la gran mayoría de las carreteras de la red vial primaria de la
nación.

66
En estos casos, muestras de los datos sujetas a las mismas técnicas de análisis
permiten generalizar el comportamiento de la población. No obstante, antes de que
los resultados se puedan generalizar, se debe analizar la variabilidad de la muestra
para así estar seguros, con cierto nivel de confiabilidad, que esta se puede aplicar a
otro número de casos no incluidos, y que forman parte de las características de la
población.
Por lo anterior, en el análisis de volúmenes de tránsito, la media poblacional o
transito promedio diario anual, TPDA, se estima con base en la media muestra o
transito promedio diario semanal, TPDS, según la siguiente expresión:
El valor de A, sumado o restado del TPDS, define el intervalo de confianza
dentro del cual se encuentra el TPDA. Para un determinado nivel de confianza, el
valor de A es:
A = K E
Donde:
K = Numero de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad
deseado.
E = error estándar de la media
Estadísticamente se ha demostrado que las medias de diferentes muestras,
tomadas de la misma población, se distribuyen normalmente alrededor de la media
poblacional con una desviación estándar equivalente al error estándar.
Por lo tanto también se puede expresar que:

67
Fórmula 2. 7Estimación de la desviación estándar poblacional
Fórmula 2. 8desviación estándar
2.21.6 Pronóstico del volumen de tránsito futuro.
El Pronóstico del volumen de transito futuro, por ejemplo el TPDA del ano de
proyecto, en el mejoramiento de una carretera existente o en la construcción de una
nueva carretera, deberá basarse no solamente en los volúmenes normales actuales,
sino también en los incrementos del tránsito que se espera utilicen la nueva carretera.

68
2.21.7 Tránsito actual.
El transito actual (TA) es el volumen de transito que usara la carretera mejorada o
la nueva carretera en el momento de quedar completamente en servicio.
En el mejoramiento de una carretera existente, el transito actual se compone del
tránsito existente (TE) antes de la mejora, más el transito atraído (Tat) a ella de otras
carreteras una vez finalizada su reconstrucción total. En el caso de la apertura de una
nueva carretera, el transito actual se compone completamente de transito atraído.
El transito actual (TA) se puede establecer a partir de aforos vehiculares sobre
las vialidades de la región que influyan en la nueva carretera, estudios de origen y
destino, o utilizando parámetros socioeconómicos que se identifiquen plenamente con
la economía de la zona. En áreas rurales cuando no se dispone de estudios de origen y
destino ni datos de tipo económico, para estudios preliminares es suficiente la
utilización de las series históricas de los aforos vehiculares en términos de los
volúmenes de transito promedio diario anual (TPDA) representativos de cada año. De
esta manera, el transito actual (TA) se expresa como:
TA = TE + TAt
Fórmula 2. 9 Transito actual
Para la estimación del tránsitoatraído (TAt) se debe tener un conocimiento
completo de las condiciones locales, de los orígenes y destinos vehiculares y del
grado de atracción de todas las vialidades comprendidas. A su vez, la cantidad de
transito atraído depende de la capacidad y de los volúmenes de las carreteras
existentes, así por ejemplo, si están saturadas o congestionadas, la atracciónserá
mucho más grande. Los usuarios, componentes del tránsito atraído a una nueva
carretera, no cambian ni su origen, ni su destino, ni su modo de viaje, pero la eligen
motivados por una mejora en los tiempos de recorrido, en la distancia, en las

69
característicasgeométricas, en la comodidad y en la seguridad. Como no se cambia su
modo de viaje, a este volumen de transito también se le denomina transito desviado.
2.21.8 Incremento del tránsito.
El incremento del tránsito (IT) es el volumen de transito que se espera use la
nueva carretera en el ano futuro seleccionado como de proyecto. Este incremento se
compone del crecimiento normal del tránsito (CNT) del tránsito generado (TG) y del
tránsito desarrollado (TD).
El crecimiento normal del tránsito (CNT) es el incremento del volumen de
transito debido al aumento normal en el uso de los vehículos. El deseo de las personas
por movilizarse, la flexibilidad ofrecida por el vehículo y la producción industrial de
másvehículos cada día, hacen que esta componente del tránsito siga aumentando.
Sin embargo, deberá tenerse gran cuidado en la utilización de los indicadores del
crecimiento del parque vehicular nacional para propósitos de proyecto, ya que no
necesariamente reflejan las tasas de crecimiento en el área local bajo estudio, aunque
se ha comprobado que existe cierta correlación entre el crecimiento del parque
vehicular y el crecimiento del TPDA.
El transito generado (TG) consta de aquellos viajes vehiculares, distintos a los del
transporte público, que no se realizarían si no se construye la nueva carretera. El
transito generado se compone de tres categorías: el transito inducido, o nuevos viajes
no realizados previamente por ningún modo de transporte; el transito convertido, o
nuevos viajes que previamente se hacían masivamente en taxi, autobús, tren, avión o
barco, y que por razón de la nueva carretera se harían en vehículos particulares; y el
transito trasladado, consistente en viajes previamente hechos a destinos
completamente diferentes, atribuibles a la atracción de la nueva carretera y no al
cambio en el uso del suelo. Al tránsito generado se le asignan tasas de incremento
entre el 5 y el 25 % del tránsito actual, con un periodo de generación de uno o dos
añosdespués de que la carretera ha sido abierta al servicio.

70
El transito desarrollado (TD) es el incremento del volumen de transito debido a
las mejoras en el suelo adyacente a la carretera. A diferencia del tránsito generado, el
transito desarrollado continua actuando por mucho añosdespués que la nueva
carretera ha sido puesta al servicio. El incremento del tránsito debido al desarrollo
normal del suelo adyacente forma parte del crecimiento normal del tránsito, por lo
tanto, este no se considera como una parte del tránsito desarrollado. Pero la
experiencia indica que en carreteras construidas con altas especificaciones, el suelo
lateral tiende a desarrollarse másrápidamente de lo normal, generando valores del
orden del 5 % del tránsito actual.
El incremento del tránsito (IT) se expresa así:
Fórmula 2. 10 Incremento del transito
Tránsito a futuro.
Los volúmenes de transito futuro (TF), para efectos de proyecto se derivan a
partir del tránsito actual (TA) y del incremento del tránsito (IT), esperado al final del
periodo o ano meta seleccionado. De acuerdo a esto, se puede plantear la siguiente
expresión:
TF = TA + IT
Sustituyendo en la ecuación del tránsito futuro (TF), encontramos que:
TF = TA + IT
TF = (TE + TAt) + (CNT + TG + TD)
2.22 Métodos para Diseño de Pavimentos Rígidos

71
2.22.1 Método de diseño PCA
Este método se basa en dos criterios específicos, uno relativo a la resistencia a la
fatiga del hormigón y el otro a la erosión de la base. En el primer caso, se supone que
la carga máxima se aplica en medio de la losa justo sobre la junta longitudinal que da
la tensión máxima con la losa. En el segundo caso, se supone que la carga máxima se
aplica en una esquina de la losa para generar deflexión máxima a la losa. Cuando se
usa este método de diseño, hay que conocer cuatro parámetros fundamentales:
i. El módulo de rotura del hormigón.
ii. El módulo de reacción de la fundación
iii. El periodo de diseño
iv. Las características del tráfico.
De manera que para el caso de pavimentos usando cemento Portland y/o concreto
hidráulico los siguientes casos:
i. Pavimentos de concreto Hidráulico Simple (PCH S)
a) Sin elementos de transferencia de carga.
b) Con elementos de transferencia de carga.
ii. Pavimentos de concreto hidráulico con refuerzo de acero (PCH RA)
iii. Pavimentos de concreto Hidráulico con Refuerzo Continuo (PCH RC)
a) Con refuerzo de acero no estructural.
b) Con refuerzo de acero estructural.
iv. Pavimentos de concreto Hidráulico Pre o Pos tensado (PCH PP)
v. Pavimentos de Concreto Hidráulico Reforzado con Fibras (PCH RF)

72
2.22.1.1 Criterios de Análisis
i. Análisis por fatiga para evaluar el daño acumulado al pavimento inducido por
los esfuerzos producidos por la acción repetida de las cargas.
ii. Análisis por erosión para limitar los efectos de la deflexión del pavimento en
las zonas críticas, orillas, juntas y esquinas, inducidas por la potencial erosión
de la capa de apoyo.
iii. Se debe efectuar un análisis para controlar los efectos de bombeo, desnivel
entre losas y deterioro de las bermas, aspectos que son independientes de la
fatiga, así como también para limitar problemas de fracturamiento en zona de
juntas, especialmente en pavimentos sin pasa juntas.
2.22.1.2 Análisis de esfuerzos por fatiga
Este análisis influye principalmente en el diseño de pavimentos para tráfico ligero
y pavimentos para tráfico mediano con pasa juntas en las juntas.
i. Se debe efectuar un análisis de esfuerzos-deflexiones críticos debido a las
posiciones de carga empleando el método de los elementos finitos, dando
lineamientos respecto al tipo, a la densidad y al modelo de los elementos
finitos.
ii. En esta metodología se deben considerar losas finitas, en donde actúan cargas
en posiciones diferentes, y se modelan transferencias de carga losa – losa
entre juntas, losa – acotamientos y entre grietas.
iii. En el caso de pavimentos sin pasa juntas, la transmisión de cargas entre
grietas, en juntas machihembradas o en grietas del tipo continuamente
reforzado, de debe modelar mediante la introducción de resortes con rigideces
conocidas, basándose en las características carga-deflexión.

73
iv. Los resortes deben incluirse en cualquier análisis.
v. Se debe considerar el factor esfuerzo de orilla equivalente debido a posiciones
incrementales de carga hacia el interior de la losa.
2.22.1.3 Análisis de esfuerzos por erosión
2.1 Este análisis influye principalmente en el diseño de pavimentos con trafico
mediano a pesado con transferencia de carga por trabazón de agregados (sin
pasa juntas) y pavimentos de tráfico pesado con pasa juntas.
2.2 Se debe efectuar el análisis de los esfuerzos críticos de orilla y de esquina del
pavimento debido a la transferencia de cargas hacia las juntas transversales. Las
deflexiones mayores ocurren cuando las cargas se colocan encima de o en las
proximidades de las juntas de control, provocando que los resultados afecten y
definan los criterios de erosión (o de deflexiones permisibles) en el diseño de
pavimentos.
2.3 La opción de construcción de acotamientos ligados al pavimento hace que se
reduzcan los espesores finales ya que se reducen substancialmente los esfuerzos
resultantes de los bordes.
2.4 Se debe considerar el porcentaje de daño o consumo por erosión que establece el
método PCA.
2.22.1.4 Parámetros de Diseño
Deben establecerse los parámetros de diseño indicados a continuación:
Transito:Se debe conocer el número de repeticiones esperadas durante todo
el periodo de diseño de cada tipo de eje, partiendo del Transito Promedio
Diario Anual (TPDA), el % que representa cada tipo de eje en el TPDA, el

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