Reporte TcnicoEstudio Geotcnico

Proyecto: Proyecto vialidad del carril norte-sur del boulevard Ruz Cortines, Facultad de Ingeniera, municipio de Boca del Ro, Veracruz

Diseo de Pavimentos

Boca del Ro, Veracruz. 16 de Marzo del 2015

CONTENIDO1. Introduccin(3)2. Objetivo...(4)3. Alcances y limitaciones(4)4. Descripcin de la zona de estudio..(4)5. Sismicidad..(4)6. Inspeccin visual del sitio.(5)7. Exploracin y muestreo en campo.....(5)8. Trabajos de laboratorio....(6)9. Estratigrafa....(6)10. Calidad del terreno natural..(7)11. Diseo de la estructura de pavimento para carriles de desaceleracin...(7)12. Conclusiones(13)

Boca del Ro, Veracruz, a 15 de marzo del 2015.

A quien correspondaPresente1.- IntroduccinSe pretende la construccin de una estructura de pavimentos para el proyecto Ruz Cortines, Facultad de Ingeniera, Municipio de Boca del Ro, Veracruz. En este informe incluye las caractersticas fsicas del suelo, estratigrafa, propiedades ndices y el diseo de la estructura de pavimento flexible, rgido y propuesta de pavimento especial (adoquines). En la Figura 1 se muestra la zona de estudio. Las coordenadas geogrficas de la zona de estudio es 19 9'59.18" Norte y 96 6'49.65" Oeste.

Figura 1. Imagen satelital de la zona de estudio.

2.- ObjetivoAnalizar las caractersticas fsicas y estructurales de los estratos que componen el predio mediante la exploracin de campo y ensayes de laboratorio realizando una serie de tipo a pozos a cielo abierto y el diseo de la estructura de pavimento de tipo flexible, rgido y propuesta pavimento especial (adoqun).3.- Alcances y limitacionesEl alcance del estudio es plantear una serie de sugerencias para la construccin de la cimentacin en funcin de los resultados de mecnica de suelos. El presente informe ha sido elaborado con base en los resultados obtenidos de las muestras extradas por los sondeos de exploracin directa.4.- Descripcin de la zona de estudioBoca del Rio es una localidad del estado de Veracruz, Mxico. Est situada en la costa del Golfo de Mxico en la desembocadura del Rio Jamapa, al sur de la localidad de Veracruz con la cual esta conurbada y forma parte de la Zona Metropolitana de Veracruz. Colinda al norte con el municipio de Veracruz, al sur con el municipio de Alvarado, al este con el Golfo de Mxico y al oeste con los municipios de Medelln y Veracruz.5.- SismicidadLa zona en donde se ubica el municipio de Boca del Ro, Veracruz, est considerada dentro de la zona B, en la regionalizacin ssmica de la Comisin Federal de Electricidad, es decir, zona de sismicidad intermedia. Segn los Reglamentos de construcciones, el suelo del sitio es del tipo II y el coeficiente ssmico es c=0.45, el espectro que arroja este coeficiente es el mismo para todo el municipio. Informacin extrada del Manual de diseo de Obras Civiles (Diseo por Sismo) de la Comisin Federal de Electricidad.

6.- Inspeccin visual al sitio Previo al desarrollo de los trabajos de campo, se realiz un recorrido al predio, cuya finalidad fue de conocer desde el punto de vista geotcnico las caractersticas de la zona. En general, se tiene un terreno plano, colindante con construcciones. Las coordenadas geogrficas de localizacin del predio son 19 9'59.18" Norte y 96 6'49.65" Oeste. En la Figura 2 se muestran las condiciones actuales de la zona en estudio.

Figura 2. Condiciones actuales de la zona de diseo de pavimentos.

7.- Exploracin y muestreo en campoCon objeto de obtener las caractersticas estratigrficas del subsuelo superficial de manera directa se realizaron sondeos representativos por cada 500m de superficie de rodamiento. De los sondeos se extrajeron muestras alteradas e inalteradas para determinar las propiedades fsicas y mecnicas as como para realizar su correspondiente clasificacin con base en el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS). Durante la excavacin se realizaron tomas de muestras alteradas e inalteradas de los estratos tpicos del predio y posteriormente se determin la estratigrafa. Los trabajos de exploracin y muestreo fueron realizados de forma manual con pico y pala. Los sondeos se realizaron a los costados de la vialidad existente.

8.- Trabajos de laboratorioLas muestras de tipo alterado representativas de los estratos fueron sometidas a los ensayes siguientes: Contenido de humedad. Anlisis granulomtrico Pruebas de lmites de Atterberg o de plasticidad. Lmite lquido. Lmite plstico. ndice plstico. Valor Relativo de Soporte (VRS)

9.- Estratigrafa Arena con limo: La granulometra simple nos permiti determinar el comportamiento del suelo, obteniendo un porcentaje de arenas de 76.60% y 23.40% de finos, el material que predomina es la arena y por lo tanto, su comportamiento es friccionante. Adems cuenta con las siguientes caractersticas: humedad optima 8.4%, lmite lquido 16.4%, lmite plstico 14.2%, ndice de plasticidad 2.2%.

10.- Calidad del terreno naturalDel terreno natural se realiz ensayes para obtener su calidad: Los valores obtenidos son: se obtuvo un VRS de 21%. De los resultados granulomtricos, se tiene: gravas 0%, arenas 76.60% y finos 23.40%. De los ensayes fsicos: lmite lquido 16.4%, lmite plstico 14.2%, ndice plstico 2.2%, clasificado segn el SUCS como SM. Norma de referencia: M MMP 1 09/06.11.- Diseo de la estructura de pavimento para carriles de desaceleracinLas estructuras de pavimento se disean para resistir los esfuerzos de un nmero determinado de pasadas de un eje 8.2 ton. Se intenta calcular el nmero de ejes durante el perodo de diseo de acuerdo a la composicin del trnsito esperado. Aforo vehicularPara el diseo de la estructura de pavimentos se consider el aforo vehicular realizado en un estudio de impacto vial. En estos aforos se consider el sentido de la vialidad de Boulevard Adolfo Ruz Cortines, Boca del Ro, Ver, sentido Norte-Sur, a las horas de 08:00-09:00, 12:00-13:00, 16:00-17:00 y 19:00-20:00 los das del 23 al 27 de febrero del 2015. Los resultados se muestran en el Anexo 2. Se tienen 4 horas picos y para las horas no picos se consider los nmeros de vehculos ms bajos registrados, quedando finalmente como se muestra en la Tabla 1.Tabla 1. Aforo vehicular.

Tipo de vehculoCantidadComposicin del trnsito (%)

A Y AP3087195.26

B14694.53

C2460.14

C3200.06

TPDA32406100.00

Anlisis estructural de daos de pavimentoPartiendo del mtodo de la UNAM, se dise el cuerpo del pavimento usando el programa Dispav-5 del Instituto de Ingeniera de la UNAM versin 3.0; se parti del aforo propuesto en la seccin anterior y el clculo de ejes equivalentes dado por el mismo programa. Se emple un nivel de confianza del 90%. Se tomaron las siguientes consideraciones: El tiempo propuesto para que la estructura de pavimento funcione con la conservacin normal, pero sin reconstruccin es de 15 aos. El nivel de confianza empleado es del 0.90, por las variables de calidad y disponibilidad de materiales, compactacin y equipo de construccin

Al ser la vialidad de 4 carriles utilizaremos un 50% del ESAL para el carril de diseo, con una tasa anual de crecimiento del 2% y un periodo de diseo de 15 aos, lo que nos da un trfico promedio en millones de ejes de 8.2 ton de:

z (cm)Millones de ejes (8.2 ton)

515.8

1512

309.7

6011

9011.3

12011.5

Estimacin del valor relativo de soporte, VRSCon los resultados obtenidos en el laboratorio de terreno natural y VRS propuestos de las capas que compondrn las capas del pavimento, se tienen los siguientes valores mostrados en la tabla:CapaVRS %

Base100

Sub-base50

Subrasante20

Terracera8

Clculo de los espesores de las capas usando Dispav-5El tipo de camino que se desea construir en funcin de su trnsito de diseo ser un camino tipo A segn la clasificacin de la SCT, el cual conservar un nivel de servicio alto al final de su vida de proyecto (1.2 cm de deformacin en la rodada y agrietamiento ligero a medio)El trnsito de diseo quedar de la siguiente manera: Para dao superficial se usar el trnsito equivalente a una profundidad de 15 cm: 12 millones de ejes estndar Para dao profundo se usar el trnsito equivalente a una profundidad de 90 cm: 11.3 millones de ejes estndar.De los VRS enunciados anteriormente se usarn para el diseo:CapaVRS %VRS % utilizado

Base100100

Sub-base5030

Subrasante2020

Terracera88

Lo anterior debido a que existe un rango de valores mnimos y mximos permitidos por la norma de la SCTEl nico mdulo de rigidez que se conoce con anterioridad es el da la carpeta asfltica, el cual es de 30,000 kg/cm2, los mdulos de los dems materiales se calcularon con base a la frmula:

Dando los siguientes resultados:

Material VRS %Mdulo de Rigidez (kg/cm2)Poisson

Carpeta300000.35

Base10032650.35

Sub-base3020100.45

Subrasante2010580.45

Terracera85570.45

Utilizando el programa Dispav-5 y metiendo los datos obtenidos anteriormente nos arroja los espesores de carpeta:

Dado que la sub-base y subrasante son menores al mnimo que da la norma de la SCT, se cambiarn dichos espesores por los que dice dicha norma

El espesor proyectado es adecuado para el dao por deformacin, pero no as por el causado por la fatiga, por lo que se proceder a recalcular los espesores de las capas. Se propuso ahora un espesor de carpeta de 15 cm, con el cual ahora si cumple con las condiciones de diseo

Otra solucin que podramos emplear sera la de reemplazar la base granular por una base asfltica, lo que aumentara considerablemente la capacidad de esta capa

Como podemos observar, existen varios diseos que podramos utilizar para nuestro proyecto, la eleccin final se basar principalmente en la disponibilidad de los materiales y en el costo de estos; a continuacin se presentan las dos propuestas de diseo:

CapaEspesores, en cm

Carpeta asfltica159

Base asfltica-12

Base granular25-

Sub-base1515

Subrasante4040

12.- CONCLUSIONES

ANEXO

AFORO VEHICULARTOMADO DE REFERENCIA AL ESTUDIO DE IMPACTO VIAL REALIZADO

Aforos realizados el da lunes 23 de febrero del 2015 durante las horas de demanda mxima (HDM) de 08:00-09:00, 12:00-13:00, 16:00-17:00 y de 19:00-20:00 horas de Boca del Ro Veracruz. Mximo aforo vehicular HMD: 1462 vehculos Periodo de mximo aforo vehicular: 12:00-13:00 Mximo aforo vehicular en intervalo de 15 minutos: 380 vehculos Intervalo de tiempo: 12:30-12:45 Composicin de transito: 364 tipo A y Ap, 15 tipo B, y 1 tipo C2

Aforos realizados el da martes 24 de febrero del 2015 durante las horas de demanda mxima (HDM) de 08:00-09:00, 12:00-13:00, 16:00-17:00 y de 19:00-20:00 horas de Boca del Ro Veracruz. Mximo aforo vehicular HMD: 1532 vehculos Periodo de mximo aforo vehicular: 12:00-13:00 Mximo aforo vehicular en intervalo de 15 minutos: 399 vehculos Intervalo de tiempo: 12:30-12:45 Composicin de transito: 382 tipo A y Ap, 17 tipo B.

Aforos realizados el da mircoles 25 de febrero del 2015 durante las horas de demanda mxima (HDM) de 08:00-09:00, 12:00-13:00, 16:00-17:00 y de 19:00-20:00 horas de Boca del Ro Veracruz. Mximo aforo vehicular HMD: 1584 vehculos Periodo de mximo aforo vehicular: 12:00-13:00 Mximo aforo vehicular en intervalo de 15 minutos: 414 vehculos Intervalo de tiempo: 12:30-12:45 Composicin de transito: 397 tipo A y Ap, 14 tipo B y3 tipo C2.

Aforos realizados el da jueves 26 de febrero del 2015 durante las horas de demanda mxima (HDM) de 08:00-09:00, 12:00-13:00, 16:00-17:00 y de 19:00-20:00 horas de Boca del Ro Veracruz. Mximo aforo vehicular HMD: 1370 vehculos Periodo de mximo aforo vehicular: 12:00-13:00 Mximo aforo vehicular en intervalo de 15 minutos: 356 vehculos Intervalo de tiempo: 12:30-12:45 Composicin de transito: 342 tipo A y Ap, 14 tipo B.

Aforos realizados el da viernes 27 de febrero del 2015 durante las horas de demanda mxima (HDM) de 08:00-09:00, 12:00-13:00, 16:00-17:00 y de 19:00-20:00 horas de Boca del Ro Veracruz. Mximo aforo vehicular HMD: 1491 vehculos Periodo de mximo aforo vehicular: 12:00-13:00 Mximo aforo vehicular en intervalo de 15 minutos: 386 vehculos Intervalo de tiempo: 12:30-12:45 Composicin de transito: 376 tipo A y Ap, 10 tipo B.

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