Marco Metodologico - Mejoramiento Carretera
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CAPITULO I: MARCO METODOLÓGICO
“DISEÑO PARA EL MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA A NIVEL DE
AFIRMADO ENTRE LOS TRAMOS: BALCON – LALAQUISH – YERBA BUENA – LANCHECONGA – CALLANCAS – PROVINCIA DE SAN PABLO - CAJAMARCA”
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I. MARCO METODOLÓGICO 1.1. EL PROBLEMA 1.1.1. Realidad Problemática La infraestructura de la vía actual entre Balcón – Callancas, es una trocha carrozable, con deficiencias de Transitabilidad, debido a que su superficie de rodadura se encuentra sin afirmado y ningún tipo de obras de arte, presentando en toda su longitud baches de diferentes dimensiones, aspecto que se agrava en las épocas de precipitaciones pluviales llegando a formarse cárcavas por el medio de la superficie de rodadura y en algunos casos se acumulan material producto de la erosión y derrumbe de los taludes, impidiendo el acceso de los vehículos, así mismo hace la falta de ensanchamientos de la vía en algunos tramos. En épocas de estiaje el acceso vehicular es muy caro y los productos de primera necesidad incrementan su precio hasta en 2 veces, no hay un mantenimiento permanente, por lo que la Infraestructura actual no garantiza una adecuada circulación vial ni dinamiza la economía de la comunidad. La provincia de San Pablo, cuentan con producción agropecuaria y artesanal; hasta la fecha muchas localidades no cuentan con caminos vecinales de integración vial y los caminos vecinales existentes se encuentran deteriorados lo que dificulta la dinamicidad del flujo comercial de productos agropecuarios y artesanales; por lo que es necesario hacer el estudio de la vía en mención.
1.1.2. Formulación del Problema ¿Qué características debe de tener el Mejoramiento de la carretera para obtener
una transitabilidad adecuada
en las comunidades beneficiadas,
obteniendo una mejor calidad de vida para los habitantes de la zona Balcón – Lalaquish – yerba buena – Lancheconga – Callancas (conectarse a la red vial) en la Provincia de San pablo – Cajamarca.
1.2. OBJETIVOS 1.2.1. Objetivo General Realizar estudio para el Mejoramiento de la carretera a nivel afirmado entre los tramos: Balcón – Lalaquish – Yerba buena – Lancheconga - Callancas en la Provincia de San pablo –Cajamarca de acuerdo a la Manual de Diseño “DISEÑO PARA EL MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA A NIVEL DE
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Geométrico de Carreteras DG-2013 establecidos por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones, logrando una mejor transitabilidad en la zona.
1.2.2. Objetivos Específicos
Realizar el levantamiento topográfico del área de estudio.
Elaborar el estudio de Mecánica de Suelos.
Realizar estudio hidrológico.
Realizar el mejoramiento geométrico de la carretera.
Elaborar el estudio de impacto ambiental
Elaborar el presupuesto general en base al Análisis de Costos y Presupuestos.
1.2.3. Antecedentes del Problema Para la realización de este proyecto se está tomando en cuenta una diversidad de información de trabajos de investigación donde se muestran las experiencias de la aplicación de diferentes métodos sobre vías afirmadas. Luna Burgos, Jorge - Seminario Guarnís, Joan; 2012; Provincia de San Pablo – Cajamarca.
Diseño de la carretera entre los caseríos Cuchanga – Callunchas, del Provincia de San Pablo – Cajamarca. Define el diseño de la carretera como en la velocidad de diseño, pendientes, bombeo, carriles, bermas, sobre ancho, etc. Como también características hidráulicas para el diseño de alcantarillas en la carretera. Gallardo Lezama, Jose Miguel – Rudos Calva Ángel Fidel: 2012; LluchubambaCajabamba; La Libertad. Mejoramiento y construcción de la carretera de penetración Tramo: Cajabamba-Lluchubamba; Cajamarca. Incluye parámetros de escalas de planos, escoger adecuadamente la equidistancia según el tipo de topografía (llana- ondulada- accidentada), y la escala en la que se va a trabajar. Urtecho Velasquez L inde (2011) “Diseño de la trocha carrozable a nivel afirmado San Ignacio – La Florida, Sinsicap – Otuzco – La Libertad”
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Condiciones para el Diseño geométrico de la Vía: Velocidad Directriz, Visibilidad de parada y paso, pendiente máxima, capa de afirmado, peralte, radio mínimo, talud de corte, entre otros. Flores Acuña & Salvatierra Nontol Agusto (2010). “Mejoramiento de la trocha
carrozable Quien Quien – Suyubamba – Pataz” Estudio del Impacto Ambiental, metrados, análisis de costos unitarios, insumos, presupuesto.
1.2.4. Justificación del Problema Las comunidades de Balcón – Lalaquish – yerba buena – Lancheconga Callancas cuentan con una trocha carrozable la cual presenta deficiencias de transitabilida; lo cual con el Diseño para el
Mejoramiento de la trocha
carrozable traerá muchos beneficios para todos los habitantes de estas comunidades como en la producción agrícola, textil, de productos lácteos, entre otros. Esto se puede realizar en menor tiempo de viaje y en mayores cantidades lo cual causa mayores ingresos para las familias de las comunidades beneficiadas. Por lo cual la Municipalidad Distrital de San Pablo decidió realizar el Mejoramiento de la trocha carrozable, con lo cual ayudara a que los Habitantes transporten su variedad de productos que producen en la zona, contribuyendo en mejorar la calidad de vida de los habitantes de las comunidades y a su vez aportar en el desarrollo económico y social de la zona o área de influencia beneficiada del proyecto.
1.3.
MARCO REFERENCIAL CIENTÍFICO
1.3.1. Marco Teórico Referencial
Peña y Sanz. (2005), “Manual Práctico de Topografía y Cartografía”.
Utilización la estación total para el levantamiento topográfico, utilizando métodos planímetros y altimétricos, así mismo el manejo de software para el cálculo topográfico.
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Rico y del Castillo (1999) “La Ingeniería de Suelos en Vías Terrestres”.
Relación de Parámetros para determinar las características de los suelos, en su texto dice que los parámetros para los estudios son: Granulometría, permeabilidad, relaciones esfuerzo-deformación, clasificación de suelos, estabilidad de taludes.
Cárdenas (2008) “Diseño Geométrico de Carreteras”
Para el diseño geométrico de la carretera este texto nos permitirá encontrar el D.G Horizontal (curvas circulares simples, compuestas, espirales de transición y sobreancho en las curvas), D.G Vertical (curvas verticales parabólicas, visibilidad en carreteras), D.G. Transversal (secciones, áreas y volúmenes). Clasificación de carreteras, trazado de línea de pendiente.
Villón (2005).”Diseño de Estructuras Hidráulicas”
En su texto explica los parámetros para el diseño de alcantarillas que se debe tener en cuenta de acuerdo a las características de la carretera, volumen de precipitación registrado en la zona durante los últimos años.
Pino. (2000) “Diseño, Construcción y su Impacto Ambiental de la
carretera Huarincha - Yuragpacha” De acuerdo al autor podemos encontrar dos tipos de impactos ambientales: Impacto Ambiental Positivo, Impacto Ambiental negativo.
Ministerio de Transportes y Comunicaciones “Manual para el Diseño
de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito” En el texto nos muestra la metodología para el estudio de la demanda de tránsito, velocidad de diseño, distancia de visibilidad, topografía, impacto ambiental.
1.3.2. Marco Conceptual Alcantarilla: Es una obra de arte del sistema de drenaje de una carretera, construida en forma transversal al eje. Por lo general se ubica en quebradas, cursos de agua y en zonas que se requiere para el alivio de cunetas.
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Ancho de Calzada: Distancia transversal al eje de la carretera, destinada a circulación de vehículos.
Asfalto: Material viscoso, pegajoso y de color negro, usado como aglomerante en mezclas asfálticas para construir carreteras, autovías o autopistas. Utilizado también en impermeabilizantes.
Badén: Estructura construida con piedra y/o concreto, permite el paso del agua, piedras y otros elementos sobre la superficie de rodadura. Se construyen en zonas donde existen quebradas cuyos flujos de agua son de tipo estacional.
Base: Es la capa de material selecto y procesado que se coloca entre la parte superior de una sub-base o sub rasante y la capa de rodadura.
Berma: Franja longitudinal paralela y adyacente a la calzada del camino que se utiliza como zona de seguridad para estacionamiento de vehículos en emergencia y de confinamiento del pavimento.
BM (Bench Mark): Referencia topográfica de coordenada y altimetría de un punto marcado en el terreno, destinado a servir como control de la elaboración y replanteo de los planos del proyecto de un camino.
Bombeo: Inclinación transversal de la superficie de rodadura del camino, que facilita el drenaje superficial.
Calzada: Superficie de la vía sobre la que transitan los vehículos, puede estar comprendida por uno o varios carriles de circulación.
Carga de Diseño: Peso que, para el diseño, debe soportar la estructura. Carpeta: Capa de rodadura. Carril: Parte de la calzada destinada a la circulación de una fila de vehículos en un mismo sentido de tránsito.
Cuneta: Canal generalmente triangular o rectangular localizado al lado de la berma destinada a recolectar las aguas de lluvia o de otra fuente, que caen sobre la plataforma del camino.
Curva Horizontal: Curva circular que une los tramos rectos de un camino o carretera en el plano horizontal.
Curva Horizontal de Transición: Trazo de una línea curva de radio variable en planta, que facilita el transito gradual desde una trayectoria rectilínea a una curva circular o entre dos curvas circulares de radio diferente.
Curva Vertical: Curva parabólica o similar en elevación que une las líneas rectas de las pendientes de un camino en el plano vertical.
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Dren: Cada una de las zanjas o tuberías con que se efectúa el avenamiento de una obra o terreno.
Diseño Vial: parte más importante dentro de un proyecto de construcción o mejoramiento de una vía, pues allí se determina su configuración tridimensional, es decir, la ubicación y la forma geométrica definida para los elementos de la carretera; de manera que ésta sea funcional, segura, cómoda, estética, económica y compatible con el medio ambiente.
Eje: Línea que define el trazado en planta de una carretera, y que se refiere a un punto determinado de su sección transversal.
Emulsiones Asfálticas: Suspensiones de pequeñas partículas de un producto asfáltico en agua o en una solución acuosa, con un agente emulsionante de carácter anicónico o catiónico, lo que determina la denominación de la emulsión.
Ensayo CBR: Ensayo que mide la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada, para poder evaluar la calidad del terreno para sub rasante y base de pavimento.
Estudio de Mecánica de Suelos: Ensayos realizados con la finalidad de determinar las características del terreno donde se va a ejecutar un proyecto.
Estudios Topográficos: Se realizan para determinar las características topográficas de la zona, el alineamiento, ancho, pendientes y secciones transversales de la carretera, de esto dependerá los resultados que se obtengan en el cálculo de volúmenes de movimiento de tierras.
Línea de Gradiente: Procedimiento de trazado directo de una poligonal estacada en el campo, como eje preliminar con cotas que configuran una pendiente constante, hasta alcanzar un punto referencial de destino, de un trazo nuevo.
Material de Cantera: Es aquel material de características apropiadas para su utilización en las diferentes partidas de construcción de obra, que deben estar económicamente cercanas a las obras y en los volúmenes significativos de necesidad de las mismas.
Mejoramiento: Consiste básicamente en el cambio de especificaciones y dimensiones de la vía o puentes; para lo cual, se hace necesaria la construcción de obras en infraestructura ya existente, que permitan una adecuación de la vía a los niveles de servicio requeridos por el tránsito actual y proyectado. “DISEÑO PARA EL MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA A NIVEL DE
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Muestra: Porción pequeña de un suelo que permite considerarla como representativa del mismo.
Muro de Contención: Estructura de retención que se utiliza para estabilizar taludes de corte y terraplenes.
Obras de Arte: Conjunto de estructuras destinadas a cruzar cursos de agua, sostener terraplenes y taludes, drenar las aguas que afectan el camino, evitar las erosiones de los terraplenes, etc.
Pavimento: Estructura colocada encima de la plataforma de una carretera. Sirve para dar soporte, confort y seguridad al tránsito de vehículos.
Perfil: Representación gráfica del corte o sección perpendicular del terreno o trazo.
Pontón: Puente de longitud menor a 10 metros. Subrasante: Capa superior de la plataforma a nivel de subrasante, sobre la que se construirá la estructura de la capa de rodadura.
Subrasante: Representación altimétrica (cota) del eje del camino, antes de la colocación de la estructura de la capa de rodadura.
Terraplén: Cuerpo completo de la explanación sobre la que se desarrolla la plataforma del camino.
Tránsito: Vehículos que circulan por el camino. Velocidad de Diseño: Es la velocidad máxima a que un vehículo puede transitar con seguridad por una carretera trazada con determinadas características.
1.4. HIPÓTESIS Con el Diseño de la vía se dará el mejoramiento de la carretera a nivel afirmado entre los tramo: Balcón san pablo – Lalaquish – yerba buena – Callancas en la Provincia de San pablo – Cajamarca, utilizando la norma de diseño geométrico de carreteras DG-2013, se dará una adecuada transitabilidad para dar beneficio a los habitantes de las comunidades, dándoles oportunidad de mejorar en su economía, salud, y educación, y por consiguiente mejorar su calidad de vida.
1.5. VARIABLES a)
Variable: Diseño de la carretera
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Definición: El diseño de una carretera consiste en determinar su configuración tridimensional, es decir, la ubicación y la forma geométrica definida para los elementos de la carretera; de manera que ésta sea funcional, segura, cómoda, estética, económica y compatible con el medio ambiente. Características que se exponen en función a:
-
Topografía del Terreno: elaborada en base a medidas obtenidas en el campo y el procesamiento de la información para obtener perfiles y secciones.
-
Calidad del terreno de fundación: obtenidas mediantes el análisis de los resultados de pruebas realizadas con equipos de laboratorio de suelos.
-
Estudio hidrológico: realizar estudio de parámetros para determinar avenidas máximas y mínimas por lo cual determinaremos base a las estaciones y precipitaciones.
-
Características Geométricas de la carretera: elaborado en base a parámetros establecidos en la norma del Ministerios de Transporte y Comunicaciones.
-
Costos y Presupuestos: cálculos en base a los metrados, utilizando costos acorde al mercado
b)
Operación de variables
Variabl e
Definición Conceptual
al
El mejoramiento de una carretera consiste en determinar su configuración tridimensional, es decir, la ubicación y la forma geométrica definida para los elementos de la carretera; de manera que ésta sea funcional, segura, cómoda,
e d ot
ar ei er
et n r m a ar c oj e M
Definición Operacional
Trazo, Nivel El mejoramiento de y Replanteo. la carretera se logrará mediante La representación Perfil del terreno, que se Levantamiento Longitudinal. elaborará en base Topográfico a medidas obtenidas en Secciones campo y el Transversales. procesamiento de la información para obtener perfiles y Contenido Estudio de de Humedad. secciones. Se obtendrá el Mecánica de Granulomet Suelos estudio de suelos ría.
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Escal Dimensione a de Indicadores s medic ión
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M M
M3
%
%
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estética, mediante el económica y análisis de los compatible con el Resultados de medio ambiente. estudio realizados con equipos de laboratorio. El Diseño estructural se elaborará en base a parámetros establecidos y los cálculos en base a los metrados, utilizando costos acorde al mercado
Peso Gr/cm3 Específico. % Límite Líquido. % Límite Plástico. % CBR Gr/cm3 PROCTOR
MODIFICADO
Caudal
M3
Precipitació
mm
Velocidad Directriz. Visibilidad de Parada. Visibilidad de Paso. Pendiente Máxima. Capa de Afirmado. Peralte.
Km/h
M
M
%
M2
%
Estudio Hidrológico
n.
Diseño Geométrico
Radio Mínimo.
M
% Talud de Corte. M, M2, Metrados. M3; Km, Glb, Und S/. Análisis de Costos unitarios. S/. Insumos. S/. Presupuesto
Costos y Presupuestos
c)
Población, muestra y muestreo La población, es el estudio de la carretera en los tramos Balcón – Lalaquish – yerba buena – Lancheconga - Callancas en la Provincia de San pablo – Cajamarca. Muestra: No se trabaja con muestra.
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Muestreo: no existe muestreo
d)
Método de investigación Cuantitativo
e)
Técnicas de recolección de datos Técnicas: Observación y entrevistas Instrumentos: Guía de Observación, se usaran equipos topográficos e instrumentos de laboratorio de suelos, software computacional.
f)
Procedimientos de recolección de datos Los datos se recogerán en campo siguiendo la Guía de Observación con apoyo de equipos topográficos y herramientas para la obtención de muestras.
g)
Métodos de análisis de datos Los datos se procesarán mediante el uso de tablas, gráficos y la utilización de programas especializados como: AutoCAD, AutoCAD Civil 3D, S10, Ms Proyect.
h)
Consideraciones éticas El proyecto está elaborado de acuerdo con sólidos valores de; responsabilidad, honestidad, de acuerdo los principios morales y éticos.
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