DERECHOS RESERVADOS

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
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CATÁLOGO DE DISEÑO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS
FLEXIBLESPARA LOS SUELOS DEL ESTE DEL MUNICIPIO
MARACAIBO
D
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
Autores:
Br. Sofía Carolina González Ávila.
.
Br. Jorge Nicolás Mattar Fernández.
.
Tutor: Prof. Herbert Lynch Blackman
Maracaibo, abril de 2015
CATÁLOGO DE DISEÑO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS
FLEXIBLESPARA LOS SUELOS DEL ESTE DEL MUNICIPIO
MARACAIBO
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E
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S
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______________________
______________________
González Ávila, Sofía Carolina
Mattar Fernández, Jorge Nicolás
C.I. 22.259.624
C.I. 23.746.822
Res. Isla, Edificio Santa Isabel
Av. 23 Calle 72, Edificio Santa Bárbara
Telf.: (0412) 7885861
Telf.: (0424) 6666398
[email protected]
[email protected]
___________________________
Prof. Herbert Lynch Blackman
Tutor Académico
AGRADECIMIENTOS
Al profesor Herbet Lynch y a la profesora Ángela Finol, por su proceso de
enseñanza, guía y asesoría para el desarrollo y culminación de este trabajo.
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A los profesores Claret de Tarre,Jesús Urdaneta y LorettaSantilli, por su
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colaboración y aporte en el desarrollo de esta investigación.
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de este Trabajo especial
DERde grado.
Y a todas las personas que de una u otra manera colaboraron con la realización
Sofía González y Jorge Mattar
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN
ABSTRACT
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INTRODUCCIÓN………………………………………………………………………….3
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A
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1. CAPÍTULO I. EL PROBLEMA…………………………………………………….…5
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1.1. Planteamiento del problema……………………………………………………..5
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1.2. Objetivos de la investigación………………………………………...…………..6
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E
1.2.1. ObjetivosD
general…………………………………………………………............6
pág.
1.2.2. Objetivos específicos………………………………………………………….….6
1.3.
Justificación de la investigación……………………………………………...….7
1.4.
Delimitación………………………………………………………………………..7
1.4.1. Delimitación temporal…………………………………………………………….7
1.4.2. Delimitación espacial………………………………………………………….….7
1.4.3. Delimitación Científica………………………………………………………....…8
2. CAPITULO II. MARCO TEÓRICO……………………………………………….….9
2.1.
Antecedentes de la investigación…………………………………………….…9
2.2.
Bases Teóricas…………………………………………………………………..14
2.2.1. Suelos……………………………………………………………………………..14
2.2.1.1.
Tamaño de las partículas del suelo……………………………………..…14
2.2.1.2.
Forma de las partículas del suelo……………………………………….....14
2.2.1.3.
Consistenciadel suelo………………………………………………………15
2.2.2. Clasificación de los suelos…………………………………………………...…17
2.2.2.1.
Sistema de clasificación AASTHO (HRB)…………………………………17
2.2.2.2.
Sistema unificado de clasificación de los suelos (SUCS)…..…………...17
2.2.3. Capacidad soporte del suelo……………………………………………….…..20
2.2.4. Pavimento………….…………………………………………………………..…21
pág.
2.2.5. Pavimentos flexibles…………………………………………………………..…22
2.2.6. MétodoAASHTO………………………………………………………………...23
2.2.7. Factores que influyen en el diseño de pavimentos…………………………..27
S
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A
V
2.2.10.
Métodos de diseño de espesores de refuerzo………………………..31
R
SdelEAsfalto (IDA) de los
E
2.2.10.1. Procedimiento del Espesor Efectivo.R
Instituto
S
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Estados Unidos de Norteamérica……………………………………….....31
C
E
R
E
2.2.10.2. Método
DAASHTO-93…………………………………………………………34
2.2.8. Catálogo de secciones estructurales de pavimentos flexibles……………...30
2.2.9. Rehabilitación de pavimentos…………………………………………………..31
2.3.
Términos básicos……………………………………………………………...…37
2.4.
Sistema de variables…………………………………………………………….37
2.4.1. Definición nominal…………………………………………………………….…37
2.4.2. Definición conceptual…………………………………………………………....37
2.4.3. Definición operacional………………………………………………………......38
2.4.4. Operacionalización de la variable…………………………………………...…39
3. CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO………………………………………40
3.1.
Tipo de investigación……………………………………………………………40
3.2.
Diseño de la investigación………………………………………………………41
3.3.
Población y muestra…………………………………………………………..…41
3.4.
Técnicas e instrumentos de recolección de información………………….…48
3.5.
Procedimiento metodológico………………………………………………..….49
3.5.1. Fase I: Recopilación de estudios de suelos realizados por la Universidad del
Zulia y la Universidad Rafael Urdaneta en el este del municipio
Maracaibo…………………………………………………………………………49
3.5.2. Fase II: Diseño de los espesores de los pavimentos flexibles para los suelos
del este del municipio Maracaibo utilizando el método A.A.S.H.T.O. 93
considerando los estudios de suelos realizados en esta zona……………..51
pág.
3.5.2.1.
Selección de los parámetros necesarios para el diseño de los
pavimentos flexibles mediante el método ASSTHO 93………………….51
3.5.2.2.
Cálculo de los números estructurales SN para cada rango de tráfico y
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rango de CBR………………………………………………………………...60
ER
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Maracaibo……………………………………………..………………...…….…60
S
HO
4. CAPÍTULO IV. ANÁLISIS
DE
C
E
DER
RESULTADOS……………………………………………………………………….61
3.5.3. FASE III: Elaboración del catálogo de espesores de pavimentos flexibles
para los suelos del este municipio
4.1.
Recopilación de estudios realizados por la Universidad del Zulia y la
Universidad Rafael Urdaneta en el este del municipio Maracaibo…………60
4.2.
Diseño de los espesores de los pavimentos flexibles para los suelos del
este del municipio Maracaibo utilizando el método
AASHTO93…………………………………………………………………………
….……64
4.3.
Elaboración del catálogo de espesores de pavimentos flexibles para los
suelos del este municipio Maracaibo………………………………………….67
5. CAPITULO V. CATÁLOGO DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS
FLEXIBLES PARA LOS SUELOS DEL ESTE DEL MUNICIPIO
MARACAIBO…………………………………………………………………………68
CONCLUSIONES……………………………………………………………..………..115
RECOMENDACIONES…………………………………………………..……………116
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………....117
ANEXOS………………………………………………………………………..………118
ÍNDICE DE TABLAS
pág.
2.1.
HRB-Clasificación de los suelos para subrasantes (con subgrupos)……..18
2.2.
Clasificación de suelos para explanadas………………………………....…..19
2.3.
Valores recomendados para mi………………………………………..……….26
2.4.
Niveles sugeridos de confiabilidad para diferentes clasificaciones
2.5.
2.6.
S
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ER
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R
funcionales………..…..…………………………………………………………..28
S
HdeOsuperficie………………………………….32
Evaluación de las condiciones
C
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ER sugeridos para diferentes capas de materiales,
Destructurales
Coeficientes
en pavimentos de concreto asfaltico existentes………………………..….....35
3.1.
Datos de suelos correspondientes a la zona I……………………………..…49
3.2.
Datos de suelos correspondientes a la zona II……………………………….50
3.3.
Datos de suelos correspondientes a la zona III………………………………50
3.4.
Datos de suelos correspondientes a la zona IV………………………………51
3.5.
Tiempo de retención según su calidad de drenaje…………………………...57
4.1.
Calidades de drenaje de la zona I……………………………….……………..61
4.2.
Calidades de drenaje de la zona II……………………………….…………….62
4.3.
Calidades de drenaje de la zona III…………………………….………………62
4.4.
Calidades de drenaje de la zona IV……………………………………………63
4.5.
Parámetros de diseño…………………………………………………………...64
4.6.
Diseños Full-depth……………………………………………………………….65
4.7.
Diseño de pavimentos flexibles con base y rodamiento….……………...….65
4.8.
Diseño de pavimentos flexibles con sub-base, base y rodamiento………..66
ÍNDICE DE FIGURAS
pág.
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2.1.
Prueba del límite liquido: (a) dispositivo para la prueba; (b) ranurador…...16
2.2.
Diagrama de diseño de la AASHTO para pavimentos flexibles…………….25
2.3.
Variación del coeficiente (a2) de la capa base granular con diferentes
2.4.
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parámetros de resistencia de la base…………………………..……………..26
S
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H
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Variación del coeficiente
R (a ) de la capa sub-base granular con diferentes
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parámetros de resistencia de la sub-base…………………………………….27
3
2.5.
Full-DepthAsphalt Concrete………………………………………...…….……34
3.1.
Muestra delimitada para la investigación……………………………………...43
3.2.
Sectores zona I……………………………………………………………….….44
3.3.
Sectores zona II………………………………………………………………….45
3.4.
Sectores zona III...……………………………………………………………….46
3.5.
Sectores zona IV…………………………………………………………………47
3.6.
Coeficiente estructural a1 para capa de rodamiento de concreto asfaltico.54
3.7.
Distribución de los suelos venezolanos según la condición de humedad...59
4.1.
Tipos de drenaje de según lo obtenido en las muestras de suelo………....63
González Ávila, Sofía Carolina y Mattar Fernández, Jorge Nicolás.
CATÁLOGO DE DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS FLEXIBLES PARA
LOS SUELOS DEL ESTE DEL MUNICIPIO MARACAIBO. Trabajo Especial de
Grado para obtener el título de ingeniero civil presentado ante la Universidad
Rafael Urdaneta. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil.
Maracaibo. Venezuela. 2015. 130 p.
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RESUMEN
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En esta investigación se elaboró un catálogo de diseño estructural de pavimentos
flexibles destinado a su utilización en la zona este del municipio Maracaibo, para
ello se recopiló información de estudios de suelos que han sido realizados en el
área los cuales reflejan las características y propiedades físicas de los suelos,
siendo en su mayoría suelos tipo SM-SC lo cual indica una alta incidencia de
arcillas y limos; y presentando valores soporte CBR entre el 2% y el 32%. Con
dicha información se procedió a elaborar el cálculo de las secciones de
pavimentos flexibles utilizando los seguimientos establecidos por el método
AASHTO 93, para ello se utilizaron rangos de valores de tráfico que varían entre
1x105 y 5x108 de cargas equivalentes. Para cada combinación de tráfico y CBR se
generaron dos soluciones de pavimentos flexibles; una estándar en la cual se
aprecian las capas de base, sub-base y rodamiento, que van desde los 38cm
hasta los 117cm; una formada por una capa de base y rodamiento que varía entre
los 29 y los 58cm y una Full-Depth, conformada por una capa de concreto
asfáltico que va desde los 12cm hasta los 45cm.De los resultados obtenidos se
puede observar la dimensión de las capas es elevado debido a las características
de drenaje de los terrenos de fundación, así mismo se observa una tendencia que
los espesores de las capas tienden a disminuir a medida que el CBR de los suelos
aumenta y a partir de un CBR mayor de 17 los espesores tienden a normalizarse.
Estos resultados fueron presentados en forma de catálogo el cual puede ser
utilizado como referencia para ser aplicada a las construcciones viales en el este
del municipio Maracaibo.
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Palabras clave: pavimentos flexibles, catálogo, diseño estructural.
Correos electrónicos:
[email protected]
[email protected]
González Ávila, Sofía Carolina and Mattar Fernández, Jorge Nicolás.
STRUCTURAL DESIGN CATALOG OF FLEXIBLE PAVEMENTS FOR THE
SOILS OF THE EAST MARACAIBO MUNICIPALITY. Special work of degree
presented to the Rafael Urdaneta University for the degree of civil engineer.
Universidad Rafael Urdaneta. Faculty of Engineering. School of Civil
Engineering. Maracaibo, Venezuela. 2015. 130 p.
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In this investigation there was made an structural design catalog
forA
the soils of the
V
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east Maracaibo municipality, for it, it was collected information
soils studies made
S properties
E
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in the area, which reflects the characteristics
and
physical
of the soils,
S
O
being in their majority soils type SM-SC
which
indicates
a
high
incidence
of clays
H
C
E
and silts; and reflecting
between 2 and 32 percent. With said
ER CBRto values
Dproceeded
information it was
elaborate the design of the sections of flexible
ABSTRACT
pavements following the steps from the AASHTO 93 method, for it were used
traffic ranges between 1x105 y 5x108 ESAL’s. For each combination of traffic and
CBR there were made two solutions of flexible pavements; one standard making
use of the presence of a base, a sub-base and asphaltic concrete, which go from
38 to 117cm; one with a base and a asphaltic concrete layer which goes from the
29 to 58cm and one Full-Depth, conformed with a layer of asphaltic concrete which
goes from 12 to 45cm. From these results we could observe that the dimension of
the layers seems high because of the drain conditions of the foundation soils,
same way we could observe that the thickness of the layers tends to reduce as the
CBR grows higher, and after they surpass the 17 they tend to normalize. These
results were presented in the form of a catalog which can be used as a reference
to be applied to the vial constructions in the east of the Maracaibo County.
Keywords: flexible pavements, catalog, structural design.
E-mails:
[email protected]
[email protected]
INTRODUCCIÓN
El pavimento es la estructura encargada de soportar la carga del tránsito vehicular,
es llamado pavimento flexible cuando la capa de rodamiento de la estructura, está
compuesta por material asfáltico y posee una o varias capas por debajo de esta,
S
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denominadas bases y sub-bases, las cuales todas en conjunto son capaces de
R
recibir y transmitir la carga de forma acampanada disminuyendo la incidencia de la
misma al terreno de fundación.
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información necesaria
ERpara realizar los diseños estructurales de pavimentos
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flexibles, que satisfagan las condiciones de los suelos y el tráfico que se presentan
En el presente trabajo de investigación se recolectó,procesó y clasificóla
en la zona este del Municipio Maracaibo, para disponer dichos diseños en un
catálogo que sirva como herramienta para la construcción de pavimentos flexibles
nuevos y mantenimiento de los existentes, ya que en los últimos años se ha
observado, como los pavimentos flexibles deesta área, presentan fallas al poco
tiempo de su construcción, considerando como una de las causas de este
problema, que los diseños estructurales del pavimento son concebidos, sin la
realización previa de los estudios requeridos.
Para llevar a cabo el catálogo, se realizó una investigación estructurada en cinco
capítulos, los cuales se describen a continuación:
Capítulo I, se expresa el planteamiento del problema, así como los objetivos
generales y específicos que se persiguen, las delimitaciones temporales,
espaciales y científicas de la investigación y su justificación.
Capítulo II, se describen los trabajos que sirvieron de antecedentes y las teorías
que dieron fundamento a esta investigación. También se explican los conceptos y
procedimientos planteados por expertos, que guiaron a dar una respuesta
acertada a la problemática expuesta.
Capítulo III, se define el tipo de investigación
y los diseñosaplicados en el
presente trabajo especial de grado. Así mismo, se establece la población y la
muestra del estudio, las técnicas e instrumentos de recolección de datos, y
también el procedimiento metodológico seguido para el cumplimiento de los
objetivos planteados.
S
O
D
Ade suelo, en
muestran toda la información recolectada de caracterizaciones
V
R
E de soluciones de
Sgama
trabajos anteriormente realizados y finalmenteEla
R
S estudiada.
pavimentos flexibles encontrados H
paraO
el área
C
E
R
Capítulo V, en este
se dispone el producto final de la investigación: el catálogo de
DE
Capítulo IV, presenta el análisis de resultados dispuestos en tablas y figuras que
diseños estructurales de pavimentos flexibles para los suelos del este del
municipio Maracaibo, con la información teórica recolectada de los capítulos
anteriores y las recomendaciones para su uso.
Finalmente, se concretan una serie de conclusiones derivadas de la investigación
y recomendaciones que se deben tomar en cuenta para la utilización de la
herramienta y para realizar futuras investigaciones acerca de temas similares.
5
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
En este capítulo se expresa el planteamiento del problema, así como los objetivos
generales y específicos que se persiguen, las delimitaciones temporales,
S
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VA
espaciales y científicas de la investigación y su justificación.
1.1.
Planteamiento del problema
R
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E
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E
deterioro prematuro
los pavimentos, donde se presentan fallas al poco tiempo
DEdeR
En el municipio Maracaibo, en los últimos años se ha venido observando un
de su construcción y en algunos casos el estado crítico de las vías influye de
manera negativa sobre el tránsito vehicular. Analizando las posibles causas de
esa situación se ha podido determinar que influyen varios factores como lo son, la
falta de planificación y proyecto de obras, la ejecución de construcciones por
empresas que no son idóneas, la falta de recursos como tiempo y dinero, y fallas
en la construcción y mantenimiento de las mismas.
Dentro del proyecto uno de los factores más importantes es el diseño estructural
del pavimento flexible, para el cual se deben hacer una serie de estudios, que
generalmente no son realizados, como lo son los análisis de suelos y de tráfico.
Esto conlleva a que los espesores de pavimentos que son colocados no sean
adecuados, lo que es una de las causas principales por lo que las vías de la
ciudad presentan fallas al poco tiempo de su construcción.
En la búsqueda de minimizar ese tipo de situaciones y facilitar el trabajo,
específicamente a nivel de proyecto, se deseó aportar como herramienta un
catálogo, donde conociendo previamente los diferentes suelos existentes en el
municipio Maracaibo, se encontró la solución de pavimento flexible a colocar que
satisfaga las condiciones de tráfico y del medio ambiente.
6
En esta oportunidad, la investigación estuvo sustentada en unos trabajos que se
han llevado a cabo en la Universidad del Zulia, donde se ha hecho la
caracterización de suelos de casi toda la región zuliana, así como también se han
incluido ensayos de Proctor y CBR (California Bearing Ratio) en algunos sectores
del municipio Maracaibo. Se creyó conveniente tomar varias de las zonas que han
sido analizadas, identificadas como zonas I, II, III y IV para razones de estudio,
que conforman la parte este del municipio Maracaibo; para que en conocimiento
S
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A obras de
de tráfico y condiciones de suelo, de manera que las diferentes
V
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SE en esa zona, puedan
construcción o de mantenimiento de pavimentos
flexibles,
E
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ser realizadas correctamente.
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DEla problemática anteriormente planteada. ¿Cómo serán los
Tomando en cuenta
de las características de esos suelos, elaborar un catálogo basado en variaciones
diseños estructurales de los pavimentos flexibles en el este del municipio
Maracaibo, tomando en cuenta los diferentes tipos de suelos?
1.2.
Objetivos de la investigación
1.2.1. Objetivo general
Elaborar un catálogo de espesores de pavimentos flexibles, para los suelos del
este del municipio Maracaibo.
1.2.2. Objetivos específicos
•
Recopilar estudios de suelos realizados por la Universidad del Zulia y la
Universidad Rafael Urdaneta en el este del municipio Maracaibo.
•
Diseñar los espesores de los pavimentos flexibles para los suelos del este
del municipio Maracaibo utilizando el método AASHTO 93, considerando los
estudios de suelos realizados en esta zona.
7
•
Elaborar un catálogo de espesores de pavimentos flexibles, para los suelos
del este municipio Maracaibo.
1.3.
Justificación de la investigación
La realización de un catálogo
de pavimentos flexibles, para el municipio
Maracaibo, facilitará la construcción y el mantenimiento de las vías de esa zona,
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disminuyendo la cantidad de obras viales mal elaborados a nivel de proyecto, y las
R
fallas que se generan debido a estas, con el aporte de una herramienta con
SE
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S
sustento de información verídica, que estará disponible para los ingenieros
1.4.
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encargados del desarrollo de la obra.
D
Delimitación
1.4.1. Delimitación temporal
Octubre de 2014 hasta abril de 2015.
1.4.2. Delimitación espacial
Esta investigación estuvo destinada a la zona este de la ciudad de Maracaibo la
cual estará delimitada de la siguiente manera:
•
Límite norte: Av. 27 Sector Las Cabrias, Calle 32, Av. 16 Vía el Moján, Av.
Lago Mara, Av. Milagro Norte, Calle 38 Barrio Santa Rosalía.
•
Límite sur: Circunvalación 2, desde la Intersección con la calle 100,
Sabaneta, hasta la Plaza Las Banderas.
•
Límite oeste: Circunvalación 2, desde la intersección con la calle 100,
Sabaneta, hasta la Av. 27 Sector Las Cabrias.
•
Límite este: Calle 38 Barrio Santa Rosalía, Av. 2 El Milagro, Av. Libertador,
Av. 17 Los Haticos hasta Plaza Las Banderas.
8
1.4.3. Delimitación científica
Se aplicaron conocimientos en el área de la ingeniería civil, específicamente de
mecánica de los suelos y pavimentos, se utilizaron los resultados de ensayos
Proctor y CBR de los suelos en el área de estudio; para posteriormente diseñar la
estructura de pavimento flexible según lo establecido por el método AASHTO 93 y
el Método venezolano de diseño estructural de pavimentos. En esta investigación
S
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no se desarrollaron estudios de caracterización de suelos tales como ensayos de
R
granulometría, hidrómetro, Proctor ni CBR, ya que esta data fue tomada de
SE
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S
trabajos ya realizados para los suelos del este del municipio Maracaibo.
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1
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO
En este capítulo se describen los trabajos que sirvieron de antecedentes y las
teorías que dieron fundamento a esta investigación. También se explican los
S
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VA
conceptos y procedimientos planteados por expertos, que guiaron a dar una
respuesta acertada a la problemática expuesta.
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2.1.Antecedentes de la investigación
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Asslan; Marín. “Análisis de la relación humedad-densidad y valor soporte de los
suelos de la zona I del municipio Maracaibo”. Universidad Rafael Urdaneta.
Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil. Trabajo Especial de Grado.
2014.
En esta investigación se realizó un estudio geotécnico sobre la relación humedad
densidad y valor soporte de los suelos de la zona I del municipio Maracaibo, este
se basó en la recopilación de información de estudios ya existentes de la zona I y
se incrementó con la información de nuevas muestras por medio de sondeos de
tipo calicata. Dichas muestras se llevaron al laboratorio y se le realizaron ensayos
de clasificación, Proctor y CBR (California Bearing Ratio), los cuales dieron como
resultado 9 tipos de suelos según el método SUCS distribuidos como 77.57%
arenas limosas (SM), 7.48% limos inorgánicos(ML), 3.74% arcillas inorgánicas de
baja comprensibilidad (CL), 2.80% arenas arcillosas (SC), 2.8% arenas limo
arcillosas (SM-SC), 2.80% Arcillas y limos inorgánicos (CL-ML), 0.93% limos
inorgánicos con arcillas inorgánicas (ML-CL), 0.93% arcillas inorgánicas de
plasticidad elevada(CH), 0.93% Arenas arcillosas arenas limosas (SC-SM).
A su vez según el método HRB resultaron tres tipos de suelo distribuidos con el
72% arenas limosas y arcillosas A-2-4(0), 7% como suelos limosos con índice de
grupo tres A-4 (3) y el 21% como suelos limosos con índice de grupo uno A-4(1).
2
Igualmente se concluyó, que existe una relación inversamente proporcional entre
la humedad óptima y densidad máxima seca, ya que los suelos desectores con
mayores valores de densidad seca coinciden con los suelos de los sectores con
menores valores de humedad óptima. A su vez, los resultados sobre los valores
soportes, obtenidosmediante el ensayo CBR en la zona, variaron en un rango
comprendido entre 2.2% y 20.8%. Asimismo, se observó que no existe una
relación entre la humedad y el valor soporte de los suelos clasificados como
S
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A
mientras la humedad óptima alcanza valores alrededor del 9%, los
valores de CBR
V
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Ssu efecto lubricante en el
se encuentran alrededor del 3%, ya que el agua
con
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suelo, disminuye la resistencia, dada
su
condición de suelos plásticos.
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DERivero. “Relación Humedad Densidad y Valor Soporte de los
Barriento; Pacheco;
arenas limosas; sin embargo, para los suelos cohesivos existe una relación clara,
Suelos de la Zona IV del Municipio Maracaibo”. Universidad del Zulia. Facultad de
Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil. Departamento de Vías de Comunicación.
Trabajo especial de grado. 2014.
El propósito de esta investigación consistió en relacionar la humedad óptima, la
densidad máxima seca y el valor soporte en los suelos de la Zona IV del Municipio
Maracaibo. Para ello se hizo una recopilación de información geotécnica obtenida
mediante estudios de suelos anteriormente realizados en dicha zona y se
ejecutaron nuevos sondeos caracterizando estas muestras por el SUCS y el HRB
y obteniendo sus respectivos valores de humedad – densidad y CBR.
Se realizaron visitas de campo para ubicar los puntos muestrales, teniendo como
criterio de selección aquellas zonas donde no existía información; y el uso de
suelo y facilidad de acceso al área. Se realizaron 9 sondeos obteniendo 10
muestras de suelo. Dichas muestras se evaluaron mediante ensayos de
laboratorio y los resultados obtenidos fueron analizados con la finalidad de lograr
los objetivos de investigación trazados, en función de incrementar la información
geotécnica existente y de demostrar la relación entre las propiedades de los
suelos planteadas.
3
Se obtuvo como resultado que las arenas limosas (SM) predominan en la Zona IV
del Municipio Maracaibo, en todos los sectores y en todos los estratos y que,
dentro del contexto de estudio, los valores de CBR resultaron ser inversamente
proporcionales al índice de plasticidad, a la humedad óptima y a la cantidad arcilla.
Carrascal; Palmar; Quintero. “Relación humedad-densidad y valor soporte de los
suelos de la zona II del municipio Maracaibo”. Universidad del Zulia. Facultad de
S
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A entre la
La presente investigación tuvo como objetivo establecer laV
relación
R
SdeEla zona II del municipio
humedad – densidad y el valor soporte de los suelos
E
R
S geotécnica importante a entidades
O
Maracaibo. Esto otorgó información
preliminar
H
ECa la construcción de obras civiles, lo cual facilitóla
R
públicas y privadas E
dedicadas
D
Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil. Trabajo Especial de Grado. 2014.
toma de decisiones en proyectos que fomenten el desarrollo de la ciudad. Para
ello se realizaron una serie de sondeos exploratorios directamente sobre una
muestra de suelos de la zona mediante calicatas hasta dos metros de profundidad
donde se obtuvieron 15 muestras; éstas se analizaron en el laboratorio de
Mecánica de los suelos de la Universidad del Zulia, mediante los ensayos de
caracterización a través del sistema de clasificación SUCS obteniendo que el 40%
son arenas limo-arcillosas (SM-SC) y mediante el sistema HRB el 53,33% de los
suelos son tipo A-2-4(0), los cuales son arenas limosas y arcillosas, y el 47,67%
como A-4, correspondientes a suelos limosos, considerados como suelos con
características de buenas a excelentes para terreno de fundación, además se les
practicó el ensayo de Proctor modificado T-180, encontrándose que no existe una
clara tendencia entre la densidad máxima seca, la humedad óptima y el valor
soporte de los suelos, debido a los diferentes suelos caracterizados en la zona, así
como que la relación entre el valor de los suelos y la humedad óptima, es
inversamente proporcional, ya que la humedad actúa como lubricante,
disminuyendo la fricción de los suelos
4
Jatem; Romero. “Análisis de la relación humedad-densidad y valor soporte de los
suelos del municipio Maracaibo (Zona III)”. Universidad Rafael Urdaneta. Facultad
de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Civil. Trabajo Especial de Grado. 2013.
Esta investigación se basó en la información de estudios geotécnicos realizados a
los suelos y a la extracción de muestras en la zona III del Municipio Maracaibo,
este estudio se realizó por dos metodologías diferentes, en primer lugar se
la
S
caracterizaciones de la zona en estudio y agregándole a cada sectorD
la O
muestra
A
V
R predominando
tomada, obteniéndose como resultado 8 tipos de suelos E
diferentes,
S
E
R
los SM con 67.5%, SC con 11.1%, CL con
12.2%,
SM-SC con 3.4%, SC-SM con
S
O
H
Ccon 1.7%, CH con 1.7% y GC-GM con 0.2%.
2.1%, SM-SC con 1.7%, SP-SM
E
R
DE
recopiló
información de
los diferentes trabajos de
investigación
de
En segundo lugar, las muestras extraídas de suelo por medio de calicatas de 2
metros de profundidad, se les realizaron los siguientes ensayos de laboratorio:
granulometría, gravedad específica y límites de consistencia para la clasificación
de los suelos por el método HRB (HighwayResearchBoard), obteniéndose como
resultado, que los suelos estudiados son 55.5% gravas y arenas limosas o
arcillosas A-2-4(0) del sector IV al VIII; un 11.1% suelos limosos A-4-0 en el sector
I; un 11.1% suelos limosos A-4(1) en el sector II; un 11.1% suelos arcillosos A-7-5
16 en el sector III; con 11.1% suelos arcillosos A-6-5 en el sector IX.
Por último, para la determinación de la capacidad soporte del suelo por el método
CBR, se obtuvieron valores entre 2%
y 18.2%, para luego plasmar esta
información en un plano digital, logrando así una herramienta de gran utilidad para
organismos que requieran de información preliminar.
Estos trabajos fueron de vital importancia para el desarrollo del catálogo, ya que
aportaron datos que reflejan las condiciones existentes de los suelos de la zona,
los cuales fueron utilizados para el desarrollo de la investigación.
5
“Catálogo de secciones estructurales de pavimentos para las carreteras de la
república Mexicana”. Secretaria de Comunicaciones y Transportes. Dirección
General de Servicios Técnicos. S.f.
En el artículo se pretendió cubrir de manera práctica, la necesidad de una guía útil
para recomendar y verificar que se proponga una estructura de pavimento, con
espesores mínimos que satisfagan las condiciones de tránsito para la proyección
S
O
D
A a tipos de
Para realizar el catálogo se regionalizó la república Mexicana en
cuanto
V
R
E
materiales que componen el suelo y en cuanto a E
lasS
fluctuaciones del clima. Esta
R
S
información sirvió de partida paraH
losO
diseños de los espesores estructurales de
C
E
R
pavimentos. Para los
valores
DE de carga, fueron analizados estudios de tránsito ya
de pavimentos nuevos y la rehabilitación de los existentes.
existentes, y en función del peso de los ejes sencillos, estos fueron divididos en
rangos de valores para facilitar el diseño. Los parámetros de cálculo como el
módulo resiliente de mezclas asfálticas y suelos fueron obtenidos en ensayos
previos. Las secciones estructurales para los pavimentos fueron diseñados
utilizando el método del Instituto de la Ingeniería de la UNAM para pavimentos
flexibles y el método AASHTO 1993 para pavimentos rígidos y semirrígidos.
Este catálogo de secciones estructurales de pavimentos tuvo como finalidad, ser
una guía rápida de consulta para la todos los ingenieros involucrados en la
realización de estudios y proyectos de pavimentos.
Este trabajo permitió definir el alcance de un catálogo de diseños estructurales de
pavimentos, ya que está aprobado por los entes gubernamentales de un país en
vías de desarrollo. El mismo fue utilizado como referencia al momento de hacer el
diseño y presentar los resultados de la investigación.
2.2. Bases teóricas
2.2.1. Suelos
Sowers (1986) define suelo como cualquier material no consolidado compuesto de
distintas partículas sólidas con gases o líquidos incluidos. El tamaño máximo de
6
las partículas que pueden clasificarse como suelo no es fijo, pero lo determina la
función en que ellas están implicadas. El suelo contiene una gran cantidad de
materiales como la grava, la arena, y las mezclas arcillosas de los depósitos
aluviales de los ríos.
2.2.1.1. Tamaño de las partículas del suelo
S
O
D
VA
El tamaño de las partículas es casi ilimitada, sin embargo, se emplean métodos
ER
S
E
las partículas por su tamaño, entre S
másR
pequeñas estas partículas más
O
H
C Para granos más grandes, se emplean tamices
lentamente ocurrirá ese proceso.
E
R
E desde 10,16 cm hasta 0,074 mm.Sowers (1986).
Dvarían
con aberturas que
para para determinar el tamaño de los granos y separar los más gruesos de los
finos. Uno de los métodos es la sedimentación, está basado en el asentamiento de
2.2.1.2. Forma de las partículas del suelo
Las formas de las partículas del suelo pueden ser de tres clases. Estas están
descritas por Sowers (1986) como, redondeadas cuando su largo y ancho son del
mismo orden de magnitud, laminares cuando uno de sus lados es muy fino con
respecto al otro, o aciculares cuando estas son demasiado alargadas y se rompen
con facilidad. Los suelos compuestos de granos redondeados soportan cargas
estáticas pesadas especialmente si los granos son angulosos pero se desplazan
fácilmente, mientras que los de granos laminares se comprimen y deforman
fácilmente bajo esas cargas, sin embargo son relativamente estables a choques y
vibraciones.
2.2.1.3. Consistencia del suelo
Los suelos según Das (2001), tienen una naturaleza cohesiva cuando existen
minerales arcillosos en el suelo de granos finos, debido al agua absorbida por las
partículas, lo que hace que estos sean fácilmente remodelados en presencia de
alguna humedad sin desmoronarse. A muy bajo contenido de agua, el suelo se
7
comporta como un sólido frágil. Cuando el contenido de agua es muy alto, el suelo
y el agua fluyen como un líquido. El científico sueco Albert Atterberg desarrolló un
método para describir la consistencia de los suelos de grano fino con contenidos
de agua variables, estableciendo límites entre los estados básicos denominados
sólido, semisólido, plástico y líquido. El método para determinar el límite líquido
consta de una copa de bronce y una base de hule duro. La copa de bronce se deja
caer sobre la base, por una leva operada por una manivela como se muestra en la
S
O
D
A de corte
corta una ranura en el centro de la pasta del suelo, usando la herramienta
V
R
SseElevanta la copa y se deja
estándar. Luego, con la leva operada por la manivela,
E
R
S
caer desde una altura de 10 mm. HO
C
E
R
DesEel contenido de agua, en porcentaje requerido para cerrar
Limite líquido (LL),
figura 2.1. Para la prueba del límite líquido, se coloca una pasta en la copa. Se
una distancia de 12,7 mm a lo largo del fondo de la ranura a los 25 golpes.
Limite plástico (PL), se define como el contenido de agua, en porcentaje, con el
cual el suelo, al ser enrolladlo en rollitos de 3.2 mm de diámetro, se desmorona. El
límite plástico es el límite inferior de la etapa plástica del suelo. La prueba es
simple y se lleva a cabo enrollando repetidamente a mano sobre una placa de
vidrio, una masa de suelo de forma elipsoidal.
Índice de plasticidad (PI), es la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico
de un suelo.
PI=LL-PL(Ec. 2.1.)
Límite de concentración (SL) es el contenido de agua, en porcentaje, bajo el cual
el cambio de volumen de la masa del suelo cesa.
Índice de liquidez (LI) es la razón que define la consistencia relativa de un suelo
cohesivo en un estado natural.
=
(Ec. 2.2.)
8
Donde, w se define como el contenido de agua del suelo in situ.
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 2.1. Prueba del límite liquido: (a) dispositivo para la prueba; (b)
ranurador. (Das, 2001)
2.2.2. Clasificacion de suelos
Los suelos con propiedades similares se clasifican en grupos y subgrupos,
basados en su comportamiento ingenieril. Los sistemas de clasificación
proporcionan un lenguaje común, para expresar en forma concisa, las
características generales de los suelos, que son infinitamente variadas sin una
descripción detallada. Das (2001).
9
2.2.2.1. Sistema de clasificación AASTHO (HRB)
Este sistema de clasificación fue desarrollado en 1929 como el Public Road
AdministationClassificationSystem (Sistema de Clasificación de la Oficina de
Caminos Públicos). Ha sufrido varias revisiones, con la versión actual propuesta
por
el
CommitteonClassification
of
MaterialsforSubgrades
and
Granular
TypeRoads of theHighwayReshearchBoard (Comité para la Clasificacion de
S
O
D
VA
Materiales para Subrasantes y caminos Tipo Granulares del Consejo de
R
Investigaciones Carreteras) en 1945 (Prueba D-3282 de la ASTM; método
AASTHO M145).
SE
E
R
S
HO
C
E
la tabla 2.1., de los cuales
ERlos tres primeros son materiales granulares, donde 35%
D
o menos de las partículas pasan por el tamiz #200. Los suelos de los que más del
Este sistema clasifica a los suelos en 7 grupos del A-1 al A-7, como se muestra en
35% o menos de las partículas pasan por el tamiz #200, son clasificados en los
grupos que están entre el A-4 y el A-7. La mayoría están formados por materiales
tipo limo y arcilla. Los criterios que utiliza este método, son el tamaño y forma del
grano y la plasticidad.
2.2.2.2. Sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS)
En la publicación de Das (2001), el autor explica que la forma original de este
sistema, fue propuesto por Casagrande en 1942 para usarse en la construcción de
aeropuertos, emprendida por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército durante la
Segunda Guerra Mundial. En cooperación con la Oficina de Restauración de los
Estados Unidos, el sistema fue revisado en 1952. Este sistema clasifica los suelos
en dos categorías como se muestra en la tabla 2.2., los suelos de grano grueso y
los suelos de grano fino. Para esta clasificación, es necesario conocer el
porcentaje de grava, es decir, la fracción que pasa la malla de 76.2 mm y es
retenida en el tamiz #4; el porcentaje de arena, es decir, la fracción que pasa la
malla #4 y es retenida en el tamiz #200; el porcentaje de limo y arcilla, es decir, la
fracción de finos que pasan la malla #200; los coeficientes de uniformidad y
10
curvatura Cu y Cv y por último el limite liquido e índice de plasticidad de la porción
de suelo que pasa el tamiz #40.
Tabla 2.1. HRB-Clasificación de los suelos para subrasantes (con
subgrupos).
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
(Garibay, Torres y Angelone, 2014)
Tabla 2.2. Clasificación de suelos para explanadas
11
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
d: LL<25 LP< 6
u:Restantes casos
(Kraemer et al.,2004)
2.2.3. Capacidad soporte del suelo
12
La capacidad soporte del suelo es la máxima deformación que puede resistir dicho
suelo bajo las cargas del tránsito. Esta capacidad soporte puede ser variable
aunque se trate del mismo material el que compone el suelo, ya que el grado de
compactación y su contenido de humedad
es altamente variable.
En
consecuencia, el pavimento debe ser diseñado de tal manera que las cargas de
tránsito que vaya a soportar el terreno de fundación no sobrepasen la capacidad
soporte del mismo.
S
O
D
VA
ER
S
E
R
constituyen, que depende a su vez de la densidad
alcanzada y de su humedad de
S
O
H
C existente en cada momento, los suelos
puesta en obra, y de laE
humedad
R
E
saturados tienenD
una capacidad de soporte inferior a los suelos no saturados, por
Kraemer et al. (2004) señala que los factores principales que intervienen en esta
capacidad son: la resistencia al esfuerzo cortante de los materiales que lo
lo que en general, a mayor humedad el suelo presenta una menor capacidad de
soporte.
Esta capacidad soporte del suelo se puede obtener mediante el ensayo de CBR
(California Bearning Ratio) en laboratorio, que trata de un ensayo en el cual el
suelo se somete a penetración de un vástago cilíndrico a una velocidad, peso, y
altura de caída normalizada, el suelo compactado es sumergido en agua, con lo
cual se mide su hinchamiento y su saturación. El resultado del ensayo es el índice
CBR, que es la capacidad soporte del suelo compactado con la de una grava
patrón, en porcentaje.
El valor CBR que debe considerarse en los proyectos viales debe ser siempre
mayor o igual al considerado a modo de seguridad, para esto se realiza una curva
considerando los valores del ensayo Proctor y los valores CBR y en el punto
máximo de la curva se encuentra el valor máximo soporte del suelo compactado.
2.2.4. Pavimento
13
Según Montejo (1998) un pavimento es una estructura constituida por capas de
materiales y espesores apropiados, destinada a resistir las cargas del tránsito
vehicular para un periodo de vida específico. Estos pavimentos pueden ser
pavimentos flexibles, que son los compuestos por varias capas y materiales
bituminosos y pavimentos rígidos, que son los compuestos por una capa de
rodamiento de concreto de cemento portland.
S
O
D
A
Ser resistente a la acción de las cargas impuestas por el tránsito.
V
R
SE
E
Ser resistente ante los agentes de intemperismo.
R
S a las velocidades previstas de
O
Presentar una textura superficial
adaptada
H
C
E
R
circulación de
DlosEvehículos, por cuanto ella tiene una decisiva influencia en la
Un pavimento debe cumplir con las siguientes características:



seguridad vial. Además, debe ser resistente al desgaste producido por el efecto
abrasivo de las llantas de los vehículos.

Debe presentar una regularidad superficial, tanto transversal como longitudinal,
que permitan una adecuada comodidad a los usuarios en función de las
longitudes de onda de las deformaciones y de la velocidad de circulación.

Debe ser durable.

Presentar condiciones adecuadas respecto al drenaje.

El ruido de rodadura, en el interior de los vehículos que afectan al usuario, así
como en el exterior, que influye en el entorno, debe ser adecuadamente
moderado.

Debe ser económico.

Debe poseer el color adecuado para evitar reflejos y deslumbramientos, y
ofrecer una adecuada seguridad al tránsito.
2.2.5. Pavimentos flexibles
14
Garber y Hoel (2005) establecen que los pavimentos flexibles son estructuras
compuestas de varias capas destinadas a recibir y transmitir la carga del tránsito
de forma acampanada para el soporte del terreno de fundación. La superficie de
rodamiento de los pavimentos flexibles está constituida por materiales bituminosos
y puede o no tener capas subyacentes de material granular y/o bituminoso.
En la misma publicación de Garber y Hoel (2005) se presenta que:
S
O
D
VA
Los pavimentos flexibles se subdividen en tres grupos: tipo alto, tipo
intermedio y tipo bajo. Los pavimentos de tipo alto, tienen superficies de
rodamiento que soportan en forma adecuada la carga esperada de
tránsito, sin deterioro visible debido a desgaste, y no son susceptibles
condiciones del tiempo. Los pavimentos de tipo intermedio, tienen
superficies de rodamiento que van desde las de superficie tratada hasta
aquellos cuyas calidades son un poco inferiores a las de los pavimentos
tipo alto. Los pavimentos de tipo bajo, se utilizan principalmente en
caminos de bajo costo y sus superficies de rodamiento van desde las no
tratadas, pasando por materiales naturales sueltos, hasta tierra con
superficie tratada. (p. 989)
O
H
C
E
ER
D
R
SE
E
R
S
Las capas que conforman la estructura del pavimento son las siguientes:

Sub-rasante
Es la capa del terreno de fundación, sirve como cimiento de la estructura del
pavimento, esta puede estar previamente tratada para mejorar sus condiciones
iniciales.

Capa sub-base
Se encuentra por encima del terreno de fundación, este es de material granular de
una calidad superior al material con el que está compuesta la capa subyacente,
esta se puede omitir cuando la calidad del terreno de fundación lo permite. Su
función principal es servir de drenaje a la estructura del pavimento y proporcionar
resistencia.

Capa base
15
Esta queda por encima de la sub-base o por encima del terreno de fundación si la
sub-base fue omitida, esta capa puede ser de materiales granulares o mezclas
con cemento portland, asfalto o cal, dependiendo de la calidad del material que se
necesite. Esta capa tiene que ser de mejor calidad que la capa sub-base y le da
resistencia a la estructura el pavimento.

Capa de rodamiento
S
O
D
A calidad que
cargas del tránsito, está compuesta por una mezcla asfáltica deV
mejor
R
SE
el material de la capa inferior, debe ser capaz
de
resistir las presiones de
E
R
S
neumáticos, esta tiene que ser confortable
HO para el tránsito vehicular y se encarga
C
E
de impermeabilizar para
DERque el agua no penetre a la estructura del pavimento
Es la capa de rodamiento de la estructura encargada de recibir directamente las
2.2.6. Método AASHTO
El método AASHTO es un método empírico de dimensionamiento de pavimentos
tanto flexibles como rígidos, que toma como criterio de diseño el valor soporte del
terreno de fundación y de los materiales a utilizar. Se basa principalmente en los
resultados de pruebas, en puentes cortos y en secciones de pavimentos flexibles y
rígidos, construidos sobre terraplenes de suelos A-6, efectuadas por la AASTHO
en conjunto con el gobierno de los Estados Unidos en el año 1961.
Según Garber y Hoel (2005) estas secciones consistían de un conjunto sucesivo
de tramos de pavimento de diferentes espesores, y cada tramo tenía una longitud
mínima de 100 pies. Las secciones principales para los pavimentos flexibles
fueron construidas con una sub-base de granulometría uniforme de material areno
gravoso, una base de caliza triturada y bien gradada, y un manto de rodamiento
de concreto asfáltico. Por estas pistas se hacían rodar vehículos de un solo eje y
eje tándem, con diferentes combinaciones de eje y carga; a partir de esto se
tomaron datos de las condiciones del pavimento, respecto al grado de
agrietamiento y la cantidad de bacheo requerida para mantener las condiciones de
la vía. A esto se agrega la deflexión superficial causada por los vehículos
16
cargados, la curvatura del pavimento a varias velocidades, esfuerzos impuestos
sobre la superficie del pavimento y la distribución de la temperatura en las capas
del pavimento. Luego de ser analizados estos datos, los resultados forman la base
del método AASHTO para diseño de pavimentos.
Wright y Dixon (2011, p. 643) establecen que “el método incorpora diferentes
parámetros de diseño incluyendo: el tránsito, la confiabilidad, la propiedad del
S
O
D
VA
suelo de la sub rasante, los efectos ambientales y la pérdida de capacidad de
servicio”.
R
SE
E
R
S
O
El método AASHTO 93 suministra una carta de diseño, figura 2.2, para determinar
H
C
E
requiere para un pavimento
DER dado.
el número estructural, que es una capacidad estructural combinada que se
El nomograma se construye a partir de la siguiente ecuación:
log
W
= Z ∗ S + 9,36 ∗ log (SN + 1) − 0,20 +
log
0,40 + (
∆
,
,
)∗ ,
+ 2,32 ∗ log
M − 8,07
(Ec. 2.3)
Donde:
W18 = Tránsito futuro estimado.
R = Confiabilidad.
S0 = Desviación estándar.
SN = Número estructural.
MR = Modulo resiliente efectivo de la subrasante.
∆PSI = Perdida de diseño de la capacidad de servicio.
17
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 2.2. Diagrama de diseño de la AASHTO para pavimentos flexibles.
(Wright y Dixon, 2011)
Con el nomograma que proporciona el método, se puede encontrar el número
estructural. Una vez determinado, es necesario calcular el espesor de las
diferentes capas de un pavimento flexible que suministre la capacidad de carga
requerida que corresponda a este número estructural de diseño, de acuerdo a la
ecuación 2.4.
(Ec. 2.4)
N= a D +a D m +a D m
Dónde:
ai = coeficiente estructural de capa para la capa i
Di = espesor de la capa i
mi = factor de modificación del drenaje para la capa i
El coeficiente de capa para pavimento flexible de la AASHTO, es una medida de la
efectividad relativa de un material dado, para funcionar como un componente
estructural de los pavimentos, para cada material existe un ábaco que depende de
las características físicas del mismo, y a partir de estas tablas se obtienen los
coeficientes de capa, figuras 2.3. y 2.4.
18
El factor de modificación de drenaje son coeficientes que dependen de la calidad
del drenaje y del porcentaje de tiempo de saturación de la estructura del
pavimento. La calidad del drenaje se mide por el tiempo que toma la remoción del
agua de la base o la sub-base. En la tabla 2.3.se muestran los valores
recomendados en la guía de la AASHTO para materiales de base y sub-base sin
tratar para pavimentos flexibles.
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 2.3.Variación del coeficiente (a2) de la capa base granular con
diferentes parámetros de resistencia de la base. (Wright y Dixon, 2011).
Tabla 2.3. Valores recomendados para mi.
Calidad del drenaje
Excelente
Bueno
Regular
Malo
Impermeable
1%
1-5%
5-25%
Región del País
XII
IX
II, VII, VIII, X, XI
1.20
1.20
1.20
1.20
1.20
1.10
1.20
1.10
0.90
1.10
0.90
0.80
1.00
0.85
0.80
(Corredor, s.f.)
25%
I, III, IV, V, VI
1.20
1.00
0.80
0.80
0.80
19
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 2.4.Variacion del coeficiente (a3) de la capa sub-base (Wright y Dixon,
2011)
2.2.7. Factores que influyen en el diseño de pavimentos

Tránsito (W 18)
Es la carga total debida al tránsito que circulará en la vía durante el periodo de
diseño, se calcula a partir de factores de equivalencia de carga por eje para cada
grupo dependiendo si los ejes son simples o tándem. Si el tránsito estimado que
va a usarse en el diseño puede descomponerse en grupos por carga de eje, el
número de aplicaciones de carga en cada grupo puede multiplicarse por un factor
de equivalencia para determinar el número de cargas por eje de 18000lb que
tendrían un efecto equivalente sobre la estructura del pavimento.

Confiabilidad (R)
El factor de diseño de confiabilidad explica las variaciones debidas al azar tanto en
la predicción del tránsito como en la predicción del comportamiento del asfalto a
futuro, por lo tanto, suministra un nivel predeterminado de aseguramiento (R) de
20
que las secciones del pavimento durarán en buenas condiciones durante el
periodo para el cual fueron diseñados.
El factor de confiabilidad es una función de la desviación estándar (So), que
explica la variación estándar de los materiales y la construcción, la variación en la
predicción del tránsito y la variación normal en el desempeño de la estructura del
pavimento. Para el diseño de los pavimentos se utilizan desviaciones estándar de
S
O
D
VA
0,45 y 0,35 para pavimentos flexibles y rígidos respectivamente. El método
R
AASHTO recomienda diferentes niveles de confiabilidad dependiendo de la
SE
E
R
S
clasificación de la vía a pavimentar (Tabla 2.4.)
O
H
C
E
ER
Tabla 2.4.Niveles sugeridos de confiabilidad para diferentes clasificaciones
funcionales.
D
Nivel recomendado de confiabilidad (R)
Clasificación Funcional
Urbano
Rural
85-99,9
80-99,9
Arterias principales
80-99
75-95
Colectoras
80-95
75-95
Locales
50-80
50-80
Autopistas interestatales y otras
(Wright y Dixon, 2011)

Efectos ambientales
En el diseño del pavimento es de vital importancia el conocimiento de los efectos
que tendrá el medio ambiente sobre el pavimento, y como influirán estos sobre el
comportamiento del mismo, ya que el método AASHTO no incluye en sus
resultados las consecuencias a largo plazo del envejecimiento del pavimento, así
como tampoco las variaciones de temperatura, humedad que se puedan
presentar. Otros factores que pueden incidir durante el periodo de diseño de los
pavimentos serían efectos causados por la expansión de arcillas nocivas, la tasa
de congelación del suelo que conforma la subrasante, o sobrecargas causadas
por las nevadas; todos estos elementos deben ser tomados en cuenta al momento
21
de estimar la perdida de la capacidad de servicio para el periodo de diseño y las
sobrecargas deberán ser adicionadas a las cargas de tránsito.

Numero estructural (SN)
Es el número que necesita la estructura de pavimento para soportar las
solicitaciones del tráfico en el periodo de diseño, con las características
particulares de la subrasante, se expresa en la ecuación 2.1 y se obtiene mediante
S
O
D
VA
el nomograma de diseño de la figura 2.2.proporcionado por el método AASHTO.
log

W
HOS
= Z ∗ S + 9,36 ∗ log (SN + 1) − 0,20 +
REC
DE
ER
S
E
R
log
0,40 + (
∆
,
,
)∗ ,
+ 2,32 ∗ log
M − 8,07
(Ec. 2.3)
Módulo resiliente efectivo de la subrasante (MR)
Según Wright y Dixon (2011, p.628) “el módulo de resiliencia es el “módulo de
elasticidad” equivalente de los materiales en la estructura del pavimento”. Los
materiales que comprenden los pavimentos flexibles no son elásticos; sin
embargo, si el esfuerzo ejercido sobre el material es pequeño comparado con su
resistencia y este se repite muchas veces,
la deformación después de cada
aplicación es casi la misma y viene siendo proporcional al esfuerzo, por lo tanto se
puede considerar elástico.
El módulo resiliente de un suelo se puede encontrar mediante ecuaciones que el
Instituto del Asfalto ha publicado, las cuales dependen de los resultados de la
prueba estándar de CBR.
= 1500 ∗ CBR para CBR ≤ 7,2%
= 3000 ∗ (CBR)

,
para CBR entre 7,2% y 20%
= 4326 ∗ ln(CBR) + 241 para CBR ≥ 20%
Pérdida de diseño de la capacidad de servicio (∆PSI)
(Ec. 2.6)
(Ec. 2.7)
(Ec. 2.8)
22
El índice de capacidad de servicio es una función de la calidad de la construcción
del pavimento. Los valores comunes provenientes de la prueba de la AASHTO
fueron 4,2 y 4,5 respectivamente para pavimentos flexibles y rígidos. El índice
terminal de la capacidad de servicio es el índice más bajo tolerable para un
pavimento antes de que requiera mantenimiento. La guía de la AASHTO
recomienda un índice terminal de 2,5 para los principales pavimentos de
carreteras y un valor de 2 para pavimentos urbanos y rurales.
S
O
D
A
2.2.8. Catálogo de secciones estructurales de pavimentos flexibles
V
R
SE
E
R
Kraemer et al. (2004) establece que un S
catálogo de pavimentos no es más que
O
H
Cen los que se elaboran y agrupan soluciones
una recopilación de diseños
E
R
E
estructurales deD
pavimentos que dependen de intervalos de valores de tráfico y de
la capacidad soporte de los suelos. Para cada combinación de factores básicos de
dimensionamiento se generan una serie de combinaciones de espesores y queda
a discreción del proyectista elegir la solución que mejor se adapte a las
circunstancias de la obra.
Los catálogos permiten estimar los parámetros de entrada dentro de intervalos de
valores lo suficientemente amplios para no estar afectados por su imprecisión.
Esto no quiere decir que no se deban fijar con la mayor precisión posible, sino que
si se han evaluado correctamente las posibles desviaciones quedaran, por lo
general, dentro de lo admisible.
Un catálogo permite unificar en gran medida los criterios sobre dimensionamiento
y materiales a usar en la obra, lo que facilita la supervisión de los proyectos, el
control de obra y la gestión de la conservación.
2.2.9. Rehabilitación de pavimentos
23
Para llevar a cabo este proceso, según el manual de evaluación de pavimentos
flexibles creado por los ingenieros Corredor, Corros y Urbáez (2009) se debe
considerar principalmente como parámetro de diseño, el estado y valor estructural
remanente del conjunto de materiales que han sufrido un deterioro por efecto del
tránsito, agentes climáticos y tiempo que conforman el pavimento existente.
Las actividades necesarias para realizar la evaluación estructural de un pavimento
S
O
D
VA
existente son, la evaluación superficial de la condición del pavimento, la
R
evaluación del sistema de drenaje, la determinación de espesores y tipos de
SE
E
R
S
materiales constituyentes de la estructura de pavimento y la medición de las
O
H
C
E
ER
deflexiones superficiales del pavimento.
D
2.2.10. Métodos de diseño de espesores de refuerzo
2.2.10.1. Procedimiento del Espesor Efectivo. Instituto del Asfalto (IDA) de
los Estados Unidos de Norteamérica
Según Corredor, Corros y Urbáez (2009) los principios fundamentales en los
cuales se basa la metodología del Espesor Efectivo del Instituto del Asfalto son,
que un pavimento se diseña para un determinado periodo de tiempo, es decir,
para soportar un número determinado de cargas y este se deteriora bajo el efecto
del paso de los vehículos y condiciones ambientales, como consecuencia de este
deterioro su vida útil se va reduciendo y a la vez van apareciendo signos de
deterioro en su superficie, a medida que un pavimento va consumiendo su vida
útil, este se comporta como un pavimento de menor espesor y este es llamado
espesor efectivo. El espesor de refuerzo será la diferencia del espesor de refuerzo
total y el efectivo.
El procedimiento para determinar el Espesor Efectivo es el siguiente:
1. Determinar la estructura existente. Esto significa conocer el número de capas
queconforma la estructura de pavimento, sus espesores, los tipos de material
24
quelas
conforman
(mezclas
asfálticas,
materiales
granulares,
materiales
cementados, etc.)
2. Evaluar la condición de cada capa del pavimento. En este sentido se deben
realizar evaluaciones visuales del pavimento con la finalidad de determinar las
fallas presentes en la estructura, tanto en magnitud como en severidad, de esta
forma es posible definir los factores de conversión de espesores empleando la
S
O
D
Ala estimación
3. Conocer la calidad de la sub-rasante. Este aspecto considera
V
R
E
S
del CBR saturado del suelo y el empleo del concepto
del “percentil de diseño”.
E
R
S
O
H
C Se deben estimar las Repeticiones de Ejes
4. Estimar las cargas deE
diseño.
R
DEAcumuladas (REE) en el período de diseño, con la finalidad
Equivalentes Totales
tabla 2.5.
de considerarlas en el nuevo período de vida del pavimento rehabilitado.
5. Calcular el espesor de refuerzo total requerido mediante el gráfico del
Método IDA. Para ello se hace uso de un gráficode la figura 2.5.,que está en
función de las Cargas Equivalentes TotalesAcumuladas y de la capacidad de
soporte de la sub-rasante.
6. Calcular el Espesor de Refuerzo Requerido (Er) que es igual a la diferencia
entre el Espesor Total de Refuerzo (Et) y el Espesor Efectivo (Ee).
Tabla 2.5. Evaluación de las condiciones de superficie
Clasificación
factores de
descripción del material
del material
conversión
I
Suelo natural en todos los casos.
0.0
a. terreno de función mejorado predominante granular
0.0-0.2
contenido un poco de limo y arcilla pero con IP < 10
II
b. Terreno de fundación de alta plasticidad estabilizado
0.0-0.2
con cal IP < 10
a. Base o sub-base granular bien gradada con CBR >
III
20. si IP < se toma rango superior, y si IP > 6 se toma
0.2-0.3
rango inferior
clasificación descripción del material
factores de
25
del material
III
IV
V
VI
VI
VII
conversión
b. Base o sub-base de suelo Cemento. suelos
modificados de IP< 10
a. Base granular no plástico de agregado de alta
calidad use la parte superior del rango
b. Superficie asfáltica con grietas bien definidas y
presentando desmenuzamientos a lo largo de las
grietas y exhibiendo apreciables deformaciones e
inestabilidad
c. pavimento de concreto que se ha partido en
pequeños pedazos. Se usa la parte superior si existe
una sub-base y la parte inferior si no existe.
a. superficies asfálticas y bases asfálticas que exhiben
grietas apreciables pero sin desmenuzamiento a lo
largo de ellas y que se mantiene estable
b. pavimento de concreto apreciablemente agrietado y
fallado que no puede ser sellado con efectividad
c. bases de suelo cemento con pocas grietas reflejadas
en el pavimento y que se encuentra bajo capas
estables de superficie
a. concreto asfaltico de rodamiento que exhibe grietas
finas, con deformaciones muy suaves, pero que se
mantiene aún estable
b. mezclas con asfalto líquido que generalmente no
presenta grietas y están estables sin presentar
exudación y exhibe una muy pequeña deformación
c. bases tratadas con asfalto, distintas a concreto
asfaltico, como son macadam de penetración, bases
mezcladas en plantas, mezclas en sitio)
d. pavimento de concreto que se encuentra estable y
pueden ser selladas con efectividad aun cuando
aparezcan pequeñas grietas
a. concreto asfaltico, incluyendo bases que
generalmente no presentan grietas y con muy
pequeñas deformaciones en la trayectoria de las
ruedas
b. pavimento de concreto que se encuentra estable,
selladas y generalmente sin grietas
c. base de pavimento de cemento portland bajo una
capa de rodamiento asfaltica estable, sin sugerencia o
bombeo y reflejando muy pequeñas grietas en la
superficie
(Corredor, Corros y Urbáez, 2009)
O
D
H
C
E
ER
0.3-0.5
0.3-0.5
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
0.2-0.3
0.3-0.5
0.3-0.5
0.5-0.7
0.5-0.7
0.7-0.9
0.7-0.9
0.7-0.9
0.7-0.9
0.9-1.0
0.9-1.0
0.9-1.0
26
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura2.5. Full-Depth Asphalt Concrete. (Corredor, Corros y Urbáez, 2009)
2.2.10.2. Método AASHTO-93
El procedimiento de diseño de espesores de refuerzo presentado en la guía
titulada: AASHTO GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENT STRUCTURES (1993),
lo describen Corredor, Corros y Urbáez (2009), y está basado en el concepto que
el tiempo y las repeticiones de ejes equivalentes reduce la habilidad del pavimento
para soportar las cargas impuestas por el tráfico y el refuerzo estructural debe ser
diseñado utilizandola de tal manera, que permita recuperar la estructura de
pavimento para soportar un nuevo período de diseño. Este refuerzo estructural
SN(R), está dado por la diferencia entre el numero estructural total requerido para
la vida esperada de pavimento SN(T), y el número estructural efectivo del
pavimento al momento de ser rehabilitado SNeff.
Para la estimación del valor SN(T), se utiliza la ecuación de diseño ASSHTO 93, y
para el valor SNeff, se debe considerar la condición de los diferentes materiales
27
que constituyen la estructura de pavimento, así como su futuro comportamiento
ante las solicitaciones de carga. El Método presenta tres procedimientos para
estimar la capacidad estructural actual o efectiva (SNeff) del pavimento existente:

Capacidad Estructural basada en la medición de deflexiones superficiales del
pavimento con equipo FWD.

Capacidad Estructural basada en la fatiga debido a las solicitaciones de carga
S
O
D
VA
a través de la determinación del “Condition Factor (CF)” o Factor de Condición.

R
SE
E
R
S
Capacidad Estructural basada en la evaluación visual de fallas valorada a
través de coeficientes estructurales efectivos (aeff)
HO
C
E
capa, con el coeficiente
DERestructural efectivo según su material y el coeficiente de
El valor SNeff, está dado por la sumatoria de la multiplicación de cada espesor de
drenaje en el caso de ser capa granular suelta. Para conseguir el coeficiente
estructural efectivo el método AASHTO 93 incluye la tabla 2.6.,que presenta
valores sugeridos para coeficientes estructurales de pavimentos existentes, los
cuales incluyen una reducción en su valor original debido a las fallas presentes en
el mismo. Para el uso de este procedimiento es necesario realizar una evaluación
visual del pavimento, con la finalidad de identificar sus fallas, tanto en tipo como
en severidad y magnitud. Este es un método más subjetivo y depende de la
experiencia del proyectista involucrado en el diseño. Los coeficientes estructurales
obtenidos de ésta metodología son utilizados para calcular directamente el
Número Estructural Efectivo (SNeff), aplicando los coeficientes a los respectivos
espesores de capas considerados. Corredor, Corros y Urbáez (2009).
Tabla 2.6. Coeficientes estructurales sugeridos para diferentes capas de
materiales, en pavimentos de concreto asfaltico existentes.
MATERIAL
CONDICION DE LA SUPERFICIE
COEFICIENTES
Rodamiento
de concreto
asfaltico
Ningunao pequeñas grietas de piel de cocodrilo
0.35 a 0.40
y/o grietas transversales de baja severidad
28
MATERIAL
Rodamiento
de concreto
asfaltico
CONDICION DE LA SUPERFICIE
<10 % grietas piel de cocodrilo de baja
severidad y/o <5% grietas transversales de
media y alta severidad
>10% grietas piel de cocodrilo de baja
estabilidad y/o
<10% piel de cocodrilo de severidad media y/o
>5-10% grietas transversales de media y alta
severidad
>10% piel de cocodrilo de severidad media y/o
<10%piel de cocodrilo severidad alta
>10% grietas transversales de severidad media
y alta
>10% piel de cocodrilo de alta severidad y/o
>10% grietas transversales de alta severidad
Sin evidencias de bombeo, degradación o
contaminación por finos
D
Base o subbase granular
0.25 a 0.35
0.20 a 0.30
S
O
D
VA
R 0.14 a 0.20
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
COEFICIENTES
0.08 a 0.15
0.10 a 0.14
Con alguna evidencia de bombeo, degradación
0.00 a 0.10
o contaminación por finos
Ningunao pequeñas grietas de piel de cocodrilo
0.20 a 0.35
y/o grietas transversales de baja severidad
Base
estabilizada
<10 % grietas piel de cocodrilo de baja
severidad y/o
<5% grietas transversales de media y alta
severidad
0.15 a 0.25
>10% grietas piel de cocodrilo de baja
estabilidad y/o
<10% piel de cocodrilo de severidad media y/o
>5-10% grietas transversales de media y alta
severidad
0.15 a 0.20
>10% piel de cocodrilo de severidad media y/o
<10%piel de cocodrilo severidad alta y/o
0.10 a 0.20
>10% grietas transversales de severidad media
y alta
>10% grietas piel de cocodrilo de alta
severidad y/o
>10% grietas transversales
de alta severidad
(Corredor, Corros y Urbáez, 2009)
0.08 a 0.15
29
2.3. Términos básicos

Concreto asfáltico
Es una mezcla en caliente, de alta calidad, perfectamente controlada, compuesta
de cemento asfaltico y agregados de buena calidad, bien gradados, producidos en
plantas procesadoras y que al ser extendida en sitio, es compactada para formar
una masa densa y uniforme, por la cual transitan vehículos.

O
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Material bituminoso
Son sustancias de color negro, solidas o viscosas, dúctiles, que se ablandan por el
H
C
E
ER
calor. Son denominados asfaltos cuando provienen de la destilación del petróleo.

D
Serviciabilidad
Es la habilidad de un pavimento en un periodo de observación para servir altos
volúmenes de tráfico, bajo un régimen razonable de alta velocidad.

Suelo
Es un material poroso, terroso y heterogéneo, que compone la capa superficial de
la tierra y cuyo comportamiento es altamente afectado por
los cambios del
contenido de humedad y densidad.
2.4. Sistema de variables
2.4.1. Definición nominal
Catálogo de diseño estructural de pavimentos flexibles
2.4.2. Definición conceptual
Catálogo de diseño estructural de pavimentos flexibles: es una recopilación de
diseños en los que se elaboran y agrupan soluciones estructurales de
30
pavimentos,que dependen de intervalos de valores de tráfico y de la capacidad
soporte del suelo.
2.4.3. Definición operacional
Un catálogo de diseño estructural de pavimentos flexibles es una herramienta en
donde se agrupan diferentes secciones estructurales de pavimentos, para el este
S
O
D
VA
del municipio Maracaibo, los cuales surgen a partir de métodos de diseño, que
requieren del valor soporte del suelo y de valores de tráfico.
O
D
H
C
E
ER
R
SE
E
R
S
31
2.4.4. Operacionalización de la variable
Objetivo General: Elaborar un catálogo de espesores de pavimentos flexibles para los
suelos del este del municipio Maracaibo.
Objetivo Especifico
Recopilar
estudios
Variables
-Ubicar trabajos anteriores.
de
información.
Diseñar los espesores de
los pavimentos flexibles
para los suelos del este
del municipio Maracaibo
el
método
A.A.S.H.T.O.
93
considerando los estudios
de suelos que han sido
realizados en el este del
municipio Maracaibo.
Elaborar un catálogo de
espesores de pavimentos
flexibles para el este del
municipio Maracaibo.
Catálogo de diseño estructural de pavimentos flexibles
C
E
R
DE
municipio Maracaibo.
-Identificar los valores CBR
E
R
S
HO
Rafael
Urdaneta en el este del
S
O
D
para cada
sector.
A
V
R
SE
Recopilación
Universidad del Zulia y la
utilizando
Indicadores
de
suelos realizados por la
Universidad
Dimensiones
-Cargas debido al tráfico.
-Coeficientes
estructurales
de rodamiento, base y subbase.
Diseño
estructural de
- Confiabilidad.
los
-Desviación estándar.
pavimentos
- (∆PSI)
flexibles.
- Modulo resiliente
-Valor Soporte del suelo.
- información recopilada de
Elaborar
el caracterización de suelos
catálogo
de -Secciones estructurales de
diseño
de pavimentos.
pavimentos.
- información recopilada del
trabajo de investigación
40
CAPÍTULO III
MARCO METODOLÓGICO
En este capítulo se define el tipo de investigación y los diseños aplicados en el
presente trabajo especial de grado. Así mismo, se establece la población y la
S
O
D
VA
muestra del estudio, las técnicas e instrumentos de recolección de datos, y
R
también el proceso de cumplimiento de los objetivos planteados.
SE
E
R
S
HO
C
E
Hernández, Fernández
ERy Baptista (2006) señalan, que una investigación se
D
clasifica de acuerdo a su alcance, que puede ser, exploratorio, descriptivo,
3.1.
Tipo de investigación
correlacional o explicativo. En particular un estudio descriptivo busca especificar
las propiedades, características y perfiles de cualquier proceso, elemento o
fenómeno sometido a análisis. Es decir, miden, evalúan o recolectan datos sobre
diversos conceptos, dimensiones o componentes del fenómeno a investigar,
basado en una serie de criterios y recolectando información sobre cada una de
ellas, para lograr una descripción detallada de aquello que se investiga.
Los mismos autores indican, que las investigaciones descriptivas miden o evalúan
diversos aspectos, dimensiones o componentes del fenómeno a investigar, al
efecto se selecciona una serie de cuestiones y se mide cada una de ellas
independientemente o conjuntamente y con base a ello describir lo que se
investiga.
De acuerdo a lo expuesto anteriormente, la presente investigación puede
considerarse de carácter descriptiva, ya que senecesitaron una serie de
características y rasgos que fueron medidos y visualizados en la zona de estudio,
tales como valores soporte del suelo, identificación del tipo de vías que comprende
la zona, materiales constructivos utilizados comúnmente para la construcción de
41
las capas del pavimento, entre otros, con el fin de obtener las diferentes
condiciones presentes en el área de estudio, para de esta manera poder realizar el
diseño de los pavimentos flexibles según las características del sitio.
3.2.
Diseño de la investigación
Según Hurtado (2005) el diseño de la investigación es el conjunto de decisiones
S
O
D
VA
estratégicas que toma el investigador, relacionadas con el dónde, el cuándo y el
ER
S
E
R
son aquellos en los cuales se obtienen los
datos
a partir de documentos, ya sea
S
O
H
porque esa información yaE
fueC
recogida y registrada por otras personas, o porque
R
E
las unidades de D
estudio son el mismo documento.
cómo y así mismo señalar como recolectar los datos necesarios para garantizar la
validez de su investigación. El mismo autor define que los diseños documentales
Hernández, et al., (2006) definen el diseño de investigación no experimental, como
aquel que consiste en observar fenómenos tal como se dan en su contexto natural
para después analizarlos. No se construye ninguna situación, si no que se
observan situaciones ya existentes, no provocadas intencionalmente en la
investigación por el realizador de la misma. En este diseño de investigación las
variables independientes ocurren, sin posibilidad de ser manipuladas en el
proceso del diseño, porque en el momento que el estudio se realiza ya han
sucedido, junto con sus efectos.
Siguiendo las definiciones previamente explicadas, se puede entonces afirmar que
la investigación desarrollada corresponde con un diseño no experimental, ya que
las variables para el diseño de los pavimentos flexibles no fueron manipuladas por
los investigadores. Y también como un diseño documental, debido a que la base
de datos que se utilizó, se recolectó de diferentes trabajos especiales de grado de
la Universidad del Zulia y la Universidad Rafael Urdaneta, donde se definen las
propiedades y características a nivel de suelos, parámetros necesarios para la
realización de los diseños de los pavimentos flexibles de la zona.
42
3.3. Población y muestra
La población es el conjunto de objetos, individuos, documentos, entre otros a
estudiar en la investigación. Es un conjunto finito o infinito de elementos con
características comunes, para los cuales serán extensivas las conclusiones de la
investigación. La población accesible también denominada población muestrada,
S
O
D
VA
es la porción finita de la población a la que se tiene acceso y de la cual se extrae
una muestra significativa. (Arias, 2006).
R
SE
E
R
S
HO
C
E
delimitarse de antemano
ERcon precisión, éste deberá ser representativo de dicha
D
población.”, por lo tanto lo más importante al momento de muestrear es que sea
Según Hernández, et al. (2006, p.173), “la muestra es un subgrupo de la población
de interés sobre el cual se recolectarán datos, y que tiene que definirse o
tomada de una forma tal, que en ella se reflejen todas las características y
cualidades de la población.
La población a estudiar en esta investigación, serán todas aquellas secciones de
pavimentos flexibles para los suelos del municipio Maracaibo,mientras que la
muestra es el este del municipio Maracaibo, delimitadocomo se muestra en la
figura 3.1. en cuatro zonas las cuales a su vez están divididas en sectores como
se muestran en las figuras 3.2-3.5.
43
S
O
D
VA
R
SE
E
R
IIOS
I
H
EC
DER
III
IV
V
Figura 3.1. Muestra delimitada para la investigación
44
II
SE
E
R
S
HO
C
E
R
DE
III
V
VI
VIII
IX
R
S
O
D
VA
IV
VII
X
Figura 3.2. Sectores zona I.
XI
45
I
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
D
II
IV
R
III
V
VI
Figura 3.3. Sectores zona II
S
O
D
VA
46
O
H
C
E
ER
D
SE
E
R
S
R
Figura 3.4. Sectores zona III.
S
O
D
VA
47
I
D
VI
VII
VIII
IX
Figura 3.5. Sectores zona IV.
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S III
O
H
C
V
E
ER
II
IV
48
3.4. Técnicas e instrumentos de recolección de información
Para efectos de la presente investigación, fue necesario estructurar las técnicas de
recolección de datos con el fin de obtener los instrumentos que permitiesen
extraer los conocimientos de la realidad. A este respecto, según Hurtado (2012)
las técnicas tienen que ver con los procedimientos utilizados para la recolección
de datos, es decir, el cómo se obtienen, y pueden ser de revisión documental,
S
O
D
VA
observación, encuestas, entre otras. Por otro lado, los instrumentos representan la
ER
S
E
R
relacionadas con el tipo de eventos que permiten
captar el fenómeno de estudio.
S
O
H
C
E
De acuerdo con Hernández,
ER et al. (2006), una fuente muy valiosa de datos son, los
D
documentos, materiales y artefactos diversos, los cuales pueden ayudar a
herramienta a utilizar para recoger, filtrar, y codificar la información, estos están en
correspondencia con las técnicas a emplear en una investigación y están
entender el tema central del estudio, la cual definió como observación documental.
Arias (2006) define las técnicas de recolección de datos empleadas en el diseño
de investigación documental como el análisis documental, cuyos instrumentos son
las fichas, computadoras, libros y unidades de almacenaje, y el análisis
de
contenido, el cual tiene por instrumento el cuadro de registro y clasificación de las
categorías.
Con base a lo expuesto anteriormente, esta investigación utilizó la observación
documental como principal técnica de recolección de información, ya que los datos
utilizados para el desarrollo y diseño de la misma, fueron obtenidos a partir de los
trabajos especiales de grado, acerca de la caracterización de los suelos de
Maracaibo, de la Universidad del Zulia y la Universidad Rafael Urdaneta; y las
tablas, figuras y ecuaciones del método AASTHO extraídas de diferentes libros ya
mencionados en el capítulo II de esta investigación.
49
3.5 Procedimiento metodológico
A continuación,el desarrollo metodológico de la investigación dividido en fases, en
las cuales se explica detalladamente de donde provienen los parámetros utilizados
para los diseños que se muestran en el catálogo.
3.5.1. Fase I: recopilación de
estudios de suelos realizados por la
Universidad del Zulia y la Universidad Rafael Urdaneta en el este del
S
O
D
VA
municipio Maracaibo.
ER
S
E
de grado de la Universidad del Zulia S
y laR
Universidad Rafael Urdaneta, de
O
H
caracterización de suelos E
delC
este del municipio Maracaibo, los cuales fueron
DER a partir de las zonas y sus sectores, estos valores
organizados y catalogados
Se extrajeron los datos de la búsqueda y revisión de todos los trabajos especiales
están representados en las tablas 3.1-3.4.
Tabla3.1. Datos de suelos correspondientes a la zona I
Zona I
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SM
A-2-4(0)
9,8
-
-
2A
SM
A-4(3)
2,2
22
5.49
2B
ML-CL
A-2-4(0)
7,9
-
-
3
SM
A-4(1)
19
-
-
4
SM
A-2-4(0)
20,8
-
-
5
SC
A-2-4(0)
2,4
22
6
6
SM
A-2-4(0)
11
-
-
7
SM
A-2-4(0)
14
-
-
8
SM
A-2-4(0)
5,5
-
-
9
SM
A-4(1)
5,3
19
3.26
10
SC
A-4(1)
2,9
22
6
11
SM
A-2-4(0)
13,3
-
-
50
Tabla 3.2. Datos de suelos correspondientes a la zona II
Zona II
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SC
A-4(1)
9.00
17,4
8,13
2
SM
A-2-4(0)
16.50
14,2
-
3A
SM-SC
A-2-4(0)
13.90
14,98
3B
SM
A-2-4(0)
15.00
-
4
SM
A-2-4(0)
17.00
-
5A
SM-SC
16.80
16,62
4,69
A-2-4(0)
19.50
-
-
A-4(3)
4.00
21,1
8,98
5B
C
E
R
E
D
6
HOS
SM
CL
A-2-4(0)
ER
S
E
R
S
O
D
VA
-
Tabla 3.3. Datos de suelos correspondientes a la zona III
Zona III
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SM
A-4(1)
12,5
-
-
2
SM
A-4(1)
7,7
16
-
3
CL
A-7-5(16)
2
43
28.9
4
SM
A-2-4(0)
10
-
-
5
SM
A-2-4(0)
17,5
-
-
6
SM
A-2-4(0)
15,4
-
-
7
SM
A-2-4(0)
18,2
-
-
8
SM
A-2-4(0)
14,8
-
-
9
CL
A-6(5)
2,5
27.8
11.5
51
Tabla 3.4. Datos de suelos correspondientes a la zona IV
Zona IV
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SM
A-2-4(0)
28.9
-
-
2
SC
A-4(0)
6.3
23
9.80
3
SM
A-2-4(0)
19.8
-
-
4
CL
A-4(8)
4.2
28.20
5
SM
A-2-4(2)
15.9
6
SM-SC
A-4(1)
H
C
E
R
4.30
SM
A-4(2)
SM
8B
9
7
DE
8A
SER
S
O
D
VA
E
R
S
O
-
10.78
-
21.77
6.10
8
14.60
2.58
A-2-4(0)
32
-
-
SM
A-2-4(0)
17.5
-
-
SM
A-2-4(0)
9.4
-
-
3.5.2. Fase II: Diseño de los espesores de los pavimentos flexibles para los
suelos del este del municipio Maracaibo utilizando el método AASHTO 93,
considerando los estudios de suelos realizados en esta zona.
3.5.2.1. Selección de los parámetros necesarios para el diseño de los
pavimentos flexibles mediante el método AASTHO 93
Los parámetros necesarios para la utilización del método son: El tráfico futuro
estimado para el periodo de diseño, en cargas equivalentes a 18.000lb; el valor de
la confiabilidad que se le aporta a la vía, en porcentaje; la pérdida de
serviciabilidad en el diseño, la cual depende de parámetros en función del
pavimento y del tipo de zona donde se construye; el módulo resiliente del suelo,
que depende del valor soporte del mismo; así como también los coeficientes
estructurales y de drenaje de los diferentes materiales,que se recomiendan para la
construcción.
52

Tráfico (W 18)
Para el cálculo de los espesores es necesario, tomar en consideración la carga
que se espera de tránsito para el periodo de diseño, por lo general este período
para obras urbanas, donde se esperen manejar altos volumenes de tráfico como lo
es el municipio Maracaibo, se ubica entre los 20 y los 50 años; esta data, para
fines de cálculo se debe manejar en número de ejes equivalentes sencillos de
S
O
D
VA
18.000 libras (8,2 toneladas). Para fines de diseño de este catálogo, se utilizaron
R
SE
E
R
S
diferentes rangos de valores, que fueron definidos para representar valores de
tráfico liviano, tráfico medio-liviano, tráfico medio, tráfico medio-pesado y tráfico
HO
C
E
R
Valor promedio de
(R)
DEconfiabilidad
pesado.

Se escogió el valor de R en función a la confiabilidad de los datos que se
manejaron para la realización de los diseños y al control de calidad durante la
construcción que normalmente se tiene en el país. Se recurrió a la tabla 2.4 para
la selección del nivel recomendado de confiabilidad, y se seleccionó un valor
tomando en cuenta que el diseño es para zonas urbanas dentro del municipio
Maracaibo.

Desviación estándar (So)
La desviación estándar es un valor que depende del nivel de confiabilidad de la
obra, así mismo el método AASHTO 93 establece que para desarrollar el diseño
de una estructura de pavimento flexible se recomiendan valores entre 0,40 y 0,50.
Para razones del cálculo se utilizó un valor promedio para el procesamiento de
datos, indicado en el método ASSTHO 93 para pavimentos flexibles.
53

Módulo resiliente efectivo del terreno de fundación (MR)
El módulo resiliente de un suelo corresponde a la elasticidad del mismo bajo
efectos de repetición de carga, este depende del valor soporte del suelo y se
obtiene mediante las ecuaciones 2.6, 2.7, y 2.8 respectivamente
= 1500 ∗ CBR para CBR ≤ 7,2%
S
O
D
= 4326 ∗ ln(CBR + 241) para CBR ≥ 20%VA
ER
S
E
R
Donde, los valores de CBR fueron obtenidos
a partir de la recopilación de
S
O
H como se explica en la fase I de los
información de investigaciones
previas,
C
E
procedimientos metodológicos
DER de la presente investigación.
= 3000 ∗ (CBR)
,
para 7,2% <
< 20%
Para el diseño se dividieron los valores CBR en rangos de calidad de suelo, y de
esta manera poder generar distintas secciones estructurales que cumplan con las
necesidades de cada vía tratada.
Niveles sugeridos de confiabilidad para diferentes clasificaciones
funcionales
Nivel recomendado de confiabilidad (R)
Clasificación Funcional
Urbano
Rural
Autopistas interestatales y otras
85-99,9
80-99,9
Arterias principales
80-99
75-95
Colectoras
80-95
75-95
Locales
50-80
50-80

Perdida de serviciabilidad de diseño (∆PSI)
La serviciabilidad de una vía se refiere a la calidad del pavimento evaluado
tomando en cuenta su funcionalidad y sus propiedades estructurales. El método
54
AASHTO recomienda un nivel de serviciabilidad inicial de 4,2 para pavimentos
flexibles, sin embargo en Venezuela utilizando referencias de investigadores
anteriores, se utilizó para la serviciabilidad inicial (Po) un valor de 4, tomando en
cuenta que debido a los controles de calidad de la construcción y la calidad
estructural de los materiales utilizados dentro del país para pavimentar, este es el
valor máximo de servicio que puede alcanzar una vía nueva en Venezuela. Y
debido a que la zona estudiada se encuentra dentro de un ámbito urbano la
S
O
D
VA
serviciabilidad final (Pf) debe ser como mínimo 2,5 debido a lo establecido en el
método.
R
SE
E
R
S
HO
C
E
Se seleccionaron tres
materiales estándares para el diseño de las capas de la
ER
D
estructura del pavimento, estos a su vez son los más utilizados para la

Materiales a utilizar para el diseño
construcción a nivel de obras viales. Para la capa de rodamiento se utilizó
concreto asfaltico con una estabilidad Marshall de 1700lb, una base granular con
un CBR mínimo de 80 y una sub-base granular que reporte un CBR mínimo de 20
teniendo como características de estos materiales los señalados en la norma
COVENIN 2000: 1987. Sector construcción. Especificaciones. Codificación y
mediciones. Parte I: Carreteras, en el capítulo de bases y sub-bases para
pavimentos flexibles.

Coeficientes estructurales de rodamiento, base y sub-base
Para la obtención del coeficiente estructural para la capa de rodamiento, se utilizó
la gráfica mostrada en la figura 3.6. decoeficientes estructurales para la capa de
rodamiento de concreto asfaltico, tomada del Método Venezolano
(MDV). De
donde se extrajo el valor de coeficientea 1 para una estabilidad Marshall de 1700
lbs.
55
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 3.6. Coeficiente estructural a1para capa de rodamiento de concreto
asfaltico. (Mogollón, 1982)
El método AASHTO 93 recomienda utilizar un coeficiente a1 que corresponde a
0.43, sin embargo, se decidió utilizar los coeficientes correspondientes al método
venezolano, ya que asemeja más la realidad de las mezclas asfálticas tipo III que
salen de planta en el país.
Para la obtención de los coeficientes estructurales para base y sub base se
utilizan ábacos de diseño del método ASSHTO 93, que dependen del tipo de
material a utilizar y de la capacidad de carga que estos mismos tengan. Para el
material que conformará la base en esta investigación, se trabajó con un material
granular,el cual debe cumplir con las características mínimas venezolanas, para
56
su utilización. El método indica que para poder ser clasificado como base, el
material debe tener un CBR mínimo de 60, con el cual se puede obtener el
coeficiente estructural para el diseño a partir de la figura 2.3.
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Variación del coeficiente a2 de la capa base granular con diferentes
parámetros de resistencia de la base
Por otro lado, para el material que conformará la sub-base en esta investigación,
se trabajó con un material granular que se asumió que debe cumplir con las
características mínimas venezolanas, para su utilización en obras viales, la
normase refiere a que para
poder ser clasificado como sub-base, el material
granular debe de tener un CBR mínimo de 20, con el cual se puede obtener el
coeficiente estructural para el diseño a partir de la figura 2.4. el cual corresponde a
un valor a3 igual a 0,09.
57
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
Variación del coeficiente a3 de la capa sub-base granular con diferentes
parámetros de resistencia de la sub-base

Coeficientes de drenaje de base y sub-base
Los coeficientes de drenaje dependen de la calidad del drenaje y del porcentaje de
tiempo de saturación de la estructura de pavimento. La calidad del drenaje se
mide por el tiempo que toma la remoción de la base y la sub-base.
Este factor depende tanto de los materiales que conforman el suelo, como de la
temperatura y de las condiciones de humedad de la zona a estudiar. Para efectos
de la investigación, se utilizaron los datos recopilados de caracterizaciones de
suelo donde a partir de esta información se puede obtener su calidad de drenaje
entrando a la tabla 2.2., y con ella obtener las características generales del
drenaje de los suelos en el este del municipio Maracaibo.
58
Para la selección del coeficiente de drenaje se debe conocer cuál es el porcentaje
de tiempo en anual en el que los suelos se encuentran saturados, para eso se
debe entrar a la figura 3.7.donde se establece por región las condiciones de
humedad de los suelos en meses
Conociendo el valor de saturación y entrando con la calidad de drenaje (tabla 3.5.)
en la tabla 2.3. con la calidad del drenaje de los suelos, se obtiene el valor de m i a
S
O
D
A
Valores recomendados para m para Venezuela
V
R
SE
Calidad del drenaje
1%
1-5% RE 5-25%
25%
S
del País
HOIX Región
C
XII
II,
VII,
VIII, X, XI I, III, IV, V, VI
E
R
E
Excelente
1.20
1.20
1.20
1.20
D
utilizarse para realizar los diseños de pavimentos flexibles.
i
Bueno
Regular
Malo
Impermeable
1.20
1.20
1.10
1.00
1.20
1.10
0.90
0.85
1.10
0.90
0.80
0.80
1.00
0.80
0.80
0.80
Tabla 3.5. Tiempos de retención según su calidad de drenaje
Calidad del Drenaje
Excelente
Bueno
Regular
Malo
Muy Malo
Tiempo de Retención
2 horas
1 día
1 semana
1 mes
-- El agua no drena -(Montejo, 1998)
59
Clasificación de suelos para explanadas
D
R
SE
E
R
S
O
H
C
E
ER
S
O
D
VA
d: LL<25 LP< 6
u:Restantes casos
60
O
D
H
C
E
ER
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Figura
3.7
Distrib
ución
de los
suelos
venez
olano
s
según
la
condi
ción
de
hume
dad.
(Corre
dor,
s.f.)
61
3.5.2.2. Cálculo de los números estructurales SN para cada rango de tráfico y
rango de CBR
Se procedió al Cálculo del Número Estructural SN, ingresando al programa
winPAS 12 (programa de cálculo de números estructurales de la American
Concrete PavementAssociation), los parámetros de diseño anteriormente
establecidos, como lo son el tráfico futuro estimado, valor promedio de
S
O
D
VA
confiabilidad (R), valor de desviación estándar (So), módulo resiliente efectivo del
ER
S
E
R
drenaje para cada material. Estos datos
fueron
procesados por el programa
S
O
H
C
utilizando el procedimientoE
metodológico
expresado en el Método AASHTO (93),
R
E
arrojando comoD
resultado los números estructurales y mediante un proceso
terreno de fundación (MR), pérdida de serviciabilidad de diseño (∆PSI),
coeficientes estructurales de rodamiento, base y sub-base y coeficientes de
iterativo se obtuvieron los espesores de pavimentos a utilizar en las secciones
expuestas en el catálogo.
3.5.3. FASE III: elaboración del catálogo de espesores de pavimentos
flexibles para los suelos del este municipio Maracaibo
El catalogo se estructuró de la siguiente manera: portada, contraportada, breve
introducción, Índice, Información básica sobre selección de los parámetros de
diseño, figuras, mapas y definiciones básicas.
Para las figuras expuestas en el catálogo se utilizaron los diseños de las
secciones típicas de pavimentos flexibles con los espesores calculados con el
método AASTHO 93 para cada rango de tráfico y de CBR realizados en el paso
3.5.2.2., y se tomó la información más importante de esta investigación para armar
la sección de selección de parámetros de diseño y definiciones básicas que en
conjunto con las figuras y tablas, brindan un mayor entendimiento al usuario para
la utilización del producto final de esta investigación.
61
CAPÍTULO IV
ANÁLISIS DE RESULTADOS
En este capítulo se presenta el análisis de resultados dispuestos en tablas y
figuras, que muestran toda la información recolectada de caracterizaciones de
S
O
D
VA
suelo, en trabajos anteriormente realizados y finalmente, la gama de soluciones de
R
SE
E
R
S
pavimentos flexibles encontrados para el área estudiada.
O
H
C
E
Universidad Rafael Urdaneta
DER en el este del municipio Maracaibo.
4.1. Recopilación de estudios realizados por la Universidad del Zulia y la
En las tablas 4.1.-4.4. se muestran los datos obtenidos de la recopilación de
estudios de suelos realizados anteriormente.
Tabla 4.1. Calidades de drenaje de la zona I
Zona I
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
Calidad del Drenaje
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SM
A-2-4(0)
9,8
-
-
Mala a Impermeable
2A
SM
A-4(3)
2,2
22
5.49
Aceptable a Mala
2B
ML-CL
A-2-4(0)
7,9
-
-
Impermeable
3
SM
A-4(1)
19
-
-
Mala a Impermeable
4
SM
A-2-4(0)
20,8
-
-
Mala a Impermeable
5
SC
A-2-4(0)
2,4
22
6
Mala a Impermeable
6
SM
A-2-4(0)
11
-
-
Mala a Impermeable
7
SM
A-2-4(0)
14
-
-
Mala a Impermeable
8
SM
A-2-4(0)
5,5
-
-
Mala a Impermeable
9
SM
A-4(1)
5,3
19
3.26
Aceptable a Mala
10
SC
A-4(1)
2,9
22
6
Mala a Impermeable
11
SM
A-2-4(0)
13,3
-
-
Mala a Impermeable
62
Tabla 4.2. Calidades de drenaje de la zona II
Zona II
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
Calidad del Drenaje
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SC
A-4(1)
9.00
17,4
8,13
Mala a Impermeable
2
SM
A-2-4(0)
16.50
14,2
-
Mala a Impermeable
3A
SM-SC
A-2-4(0)
13.90
14,98
-
Mala a Impermeable
3B
SM
A-2-4(0)
15.00
-
-
Mala a Impermeable
4
SM
A-2-4(0)
17.00
-
-
Mala a Impermeable
5A
SM-SC
A-2-4(0)
16.80
16,62
4,69
Aceptable a mala
5B
SM
A-2-4(0)
19.50
-
-
Mala a Impermeable
4.00
21,1
8,98
Mala a Impermeable
6
D
CL
A-4(3)
R
ESE
R
S
HO
C
E
R
E
S
O
D
VA
Tabla 4.3. Calidades de drenaje de la zona III
Zona III
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
Tipo de Drenaje
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SM
A-4(1)
12,5
-
-
Mala a Impermeable
2
SM
A-4(1)
7,7
16
-
Mala a Impermeable
3
CL
A-7-5(16)
2
43
28.9
Impermeable
4
SM
A-2-4(0)
10
-
-
Mala a Impermeable
5
SM
A-2-4(0)
17,5
-
-
Mala a Impermeable
6
SM
A-2-4(0)
15,4
-
-
Mala a Impermeable
7
SM
A-2-4(0)
18,2
-
-
Mala a Impermeable
8
SM
A-2-4(0)
14,8
-
-
Mala a Impermeable
9
CL
A-6(5)
2,5
27.8
11.5
Impermeable
63
Tabla 4.4. Calidades de drenaje de la zona IV
Zona IV
Sector
Tipo de Suelo
CBR
LL
IP
Tipo de Drenaje
S.U.C.S.
H.R.B.
1
SM
A-2-4(0)
28.9
-
-
Mala a Impermeable
2
SC
A-4(0)
6.3
23
9.80
impermeable
3
SM
A-2-4(0)
19.8
-
-
Mala a Impermeable
4
CL
A-4(8)
4.2
28.20
10.78
Impermeable
5
SM
A-2-4(2)
15.9
-
-
Mala a Impermeable
6
SM-SC
A-4(1)
4.30
21.77
6.10
Mala a Impermeable
7
SM
A-4(2)
8
14.60
2.58
Mala a Impermeable
R
ESE
R
S
HO
C
E
R
E
S
O
D
VA
8A
D
A-2-4(0)
32
-
-
Mala a Impermeable
8B
SM
A-2-4(0)
17.5
-
-
Mala a Impermeable
9
SM
A-2-4(0)
9.4
-
-
Mala a Impermeable
SM
Teniendo en cuenta que el 89% como muestra la figura 4.1. de las muestras de
suelo fueron suelos con alta presencia de arcillas y limos, se adoptó una condición
general de mal drenaje en el terreno de fundación para la realización de los
diseños.
Tipo de Drenaje
[PORCENTA
JE]
Malo a Impermeable
Aceptable a malo
[PORCENTA
JE]
64
Figura 4.1 Tipos de drenaje de según lo obtenido en las muestras de suelo
4.2. Diseño de los espesores de los pavimentos flexibles para los suelos del
este del municipio Maracaibo utilizando el método AASHTO 93
A continuación se presentan en la tabla 4.5. un resumen de los parámetros
utilizados para el diseño de los pavimentos flexibles, seguida de las tablas 4.6, 4.7
y 4.8 donde se muestran las soluciones de pavimentos flexibles conuna capa de
S
O
D
VA
rodamiento (Full-Depth), una capa de rodamiento y una base; y una capa de
ER
S
E
R
Tabla 4.5. Parámetros
de diseño
S
O
H
C
E
DER
rodamiento, una base y una sub-base,respectivamente.
PARÁMETRO
SIMBOLOGÍA
ESPECIFICACIÓN
Liviano
Tráfico
(W18)
< 500.000
Confiabilidad
Desviación estándar
R
So
Capacidad soporte
del suelo
CBR
modulo resiliente
MR
Suelos
Pobres
3–6
Suelos
Pobres
4500-9000
MedioLiviano
500.000
1.000.000
Coeficiente de
drenaje
1.000.000
5.000.000
80
0.45
Suelos
Suelos Buenos
Medios
6 – 12
12 – 20
Suelos
Suelos Buenos
Medios
9000-15086 15086-21028
Pérdida de
serviciabilidad de
diseño
Coeficiente
estructural
Medio
MedioPesado
5.000.000
10.000.000
Pesado
>10.000.000
Suelos Excelentes
20-30
Suelos Excelentes
21028-24072.
1.5
a1, a2, a3
mi
rodamiento
base
sub-base
concreto asfaltico con
estabilidad marshall 1700
lb
Material
granular
Material granular
0.40
0.13
0.09
0.80
Se obtuvieron 50 soluciones de pavimentos flexibles de los cuales 20 son diseño
Full-Depht, 20 con una capa de rodamiento, una base y una sub-base y 10
diseños con una capa de rodamiento y una capa de base. Se observó que el
espesor de las capas es elevado debido a la baja capacidad reinante en los
65
terrenos de fundación en la zona de estudio. Igualmente se observó que a partir
de valores CBR igual o mayor a 17, los resultados no tienen variaciones
significativas en los espesores.
Las estructuras del pavimento flexible con una capa y dos capas de concreto
asfaltico son de espesores pequeños con respecto a las de tres capas, sin
embargo estas pueden resultar menos factibles según sea el costo de los
S
O
D
VA
materiales, por lo cual se debe hacer un análisis económico para obtener la
R
solución óptima dentro de las soluciones presentadas en el catálogo.
SE
E
R
S
Tabla 4.6. Diseños Full-depth
03 a 06
06 a 12
CBR
CHO
ERE
100.000-500.000
23
SN 3.58
D
e
e
TRAFICO
500.000-1.000.000
e
26
SN 4.04
e
1.000.000-5.000.000
33
SN 5.18
18
SN
2.71
e
20
SN 3.06
e
26
SN 4.04
12 a 20
e
15
SN
2.24
e
16
SN 2.49
e
21
SN 3.28
20 a 30
e
12
SN
1.88
e
14
SN 2.20
e
18
SN 2.80
03 a 06
e
5.000.000-10.000.000
37
SN
5.7
e
06 a 12
e
29
SN
4.52
e
37
SN
5.8
12 a 20
e
24
SN
3.7
e
31
SN
4.8
20 a 30
e
20
SN
3.08
e
26
SN 4.08
10.000.000-50.000.000
45
SN 7.08
e
SN
Tabla 4.7. Diseño de pavimentos flexibles con rodamiento y base
TRÁFICO
CBR
e1
7
e2
23
17-20
e1
6
e2
23
20-30
TRÁFICO
CBR
17-20
e1
10
20-30
30
e
29
e
46
36
e1
10
e2
28
TRÁFICO
CBR
17-20
e
SN1
1.08
SN2
0.94
SN1
0.92
SN2
0.94
SN 2.02
17-20
SN 1.86
20-30
e
38
SN1
1.57
SN2
1.46
SN1
1.58
SN 3.03
17-20
SN 2.73
20-30
SN2 1.15
10.000.000-50.000.000
e1
e2
e1
e2
18
40
16
38
e
e
58
54
SN1
SN2
500.000-1.000.000
e1
8
e2
25
e1
7
e2
24
TRÁFICO
CBR
1.000.000-5.000.000
e2
20-30
TRÁFICO
CBR
CB
100.000-500.000
2.8
SN 4.44
1.63
SN1 2.52
SN 4.08
SN2 1.56
e
e1
SN1 1.26
e
33
e
31
SN2 1.02
SN 2.28
SN1 1.10
SN2 0.98
SN 2.08
5.000.000-10.000.000
e1
12
e2
37
e1
10
e2
37
e
49
SN1 1.88
SN 3.39
SN2 1.51
e
47
SN1 1.56
SN 3.07
SN2 1.51
SN1
SN
e2
SN2
66
Tabla 4.8. Diseño de pavimentos flexibles con rodamiento, base y sub-base
TRÁFICO
CBR
TRÁFICO
CBR
100.000-500.000
500.000-1.000.000
03 a 06
e1
e2
e3
10
26
38
e
74
SN1
SN2
SN3
1.52
1.04 SN 3.64
1.08
03 a 06
e1
e2
e3
12
26
38
e
76
SN1 1.92
SN2 1.04 SN 4.04
SN3 1.08
06 a 12
e1
e2
e3
9
15
26
e
50
SN1
SN2
SN3
1.38
0.62 SN 2.72
0.72
06 a 12
e1
e2
e3
9
21
31
e
61
SN1 1.38
SN2 0.83 SN 3.07
SN3 0.86
12 a 20
e1
e2
e3
7
13
26
46
SN1
SN2
SN3
1
0.52 SN 2.24
0.72
12 a 20
e1
e2
e3
8
13
26
e
47
SN1 1.26
SN2 0.52 SN 3.64
SN3 0.72
20-30
e1
e2
e3
5
11
22
20-30
e1
e2
e3
6
13
23
e
42
SN1 0.92
SN2 0.52 SN 2.09
SN3 0.65
TRÁFICO
CBR
e
38
SER
E
R
S
HO
C
E
R
DE
e
SN1
SN2
SN3
0.8
0.42 SN 1.83
0.61
1.000.000-5.000.000
TRÁFICO
CBR
S
O
D
VA
5.000.000-10.000.000
03 a 06
e1
e2
e3
14
38
51
e
SN1
103 SN2
SN3
2.18
1.56 SN 5.18
1.44
03 a 06
e1
e2
e3
17
38
51
e
SN1 2.30
106 SN2 1.56 SN 5.7
SN3 1.44
06 a 12
e1
e2
e3
12
26
38
e
76
SN1
SN2
SN3
1.92
1.04 SN 4.04
1.08
06 a 12
e1
e2
e3
14
31
38
e
81
SN1 2.18
SN2 1.25 SN 4.51
SN3 1.08
12 a 20
e1
e2
e3
10
21
31
e
62
SN1
SN2
SN3
1.60
0.83 SN 3.29
0.86
12 a 20
e1
e2
e3
10
25
38
e
73
SN1 1.6
SN2 1.02 SN 3.70
SN3 1.08
20-30
e1
e2
e3
8
16
31
e
55
SN1
SN2
SN3
1.24
0.62 SN 2.72
0.86
20-30
e1
e2
e3
9
20
30
e
59
SN1 1.42
SN2 0.82 SN 3.09
SN3 0.85
03 a 06
e1
e2
e3
25
40
52
06 a 12
e1
e2
e3
20
35
41
e
12 a 20
e1
e2
e3
17
30
35
e
20-30
e1
e2
e3
15
21
30
e
5.000.000-10.000.000
SN1 3.94
e 117 SN2 1.64
SN3 1.47
SN
7.05
5.73
SN1
SN2
SN3
3.15
1.42
1.16
SN
82
SN1
SN2
SN3
2.68
1.23
0.99
SN
4.90
66
SN1
SN2
SN3
2.36
0.86
0.85
SN
4.07
96
e1
e
e2
e3
SN1
SN2
SN3
SN
67
4.3. Elaboración del catálogo de espesores de pavimentos flexibles para los
suelos del este municipio Maracaibo
Los resultados de este objetivo, se señalan a continuación en el capítulo V, donde
se encuentran detalladamente las soluciones de pavimentos flexibles para cada
sector de las cuatros zonas en las cuales está dividido el este del municipio
Maracaibo.
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
Universidad Rafael Urdaneta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil
CATÁLOGO DE
DISEÑO
ESTRUCTURAL DE
S
O
PAVIMENTOS
D
A
V
R
SE
E
FLEXIBLES PARA
R
S
O
H
C DEL
E
LOS SUELOS
R
DE
ESTE DEL
MUNICIPIO
MARACAIBO
González Sofía
Mattar Jorge
ABRIL 2015
MARACAI
Universidad Rafael Urdaneta
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Civil
D
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
S
O
D
VA
CATÁLOGO DE DISEÑO
ESTRUCTURAL DE
PAVIMENTOS FLEXIBLES
PARA LOS SUELOS DEL ESTE
DEL MUNICIPIO MARACAIBO
Autores
Sofía González
Jorge Matttar
Asesor académico
Ing. Herbert Lynch Blackman
Maracaibo, Venezuela
Abril de 2015
ÍNDICE
1.
Introducción……………………………………….………………….…….….....1
2.
Parámetros de diseño……………………………………….………………......2
2.1. Tráfico…………………………………………………………….…..……2
2.2. Valor promedio de confiabilidad…………..…………………..….……..2
2.3. Desviación estándar…………………………………..………………....2
2.4. Módulo resiliente efectivo del terreno de fundación……….……….…3
2.5. Pérdida de serviciabilidad de diseño……………….…………...…..….3
2.6. Materiales a utilizar en el diseño…………………….....………….…...4
2.7. Coeficientes de drenaje de base y sub-base……………….………….6
S
O
D
VA
R
3.
Metodología de uso……………………………………………………………..11
4.
Delimitación espacial del este de Maracaibo…………………………….…..12
5.
Delimitación espacial de la zona I…………………………………………….13
SE
E
R
S
7.
HO
C
E
Características
EdelRsuelo de la zona I..…………………………………..…..14
D
Delimitación espacial Zona II….................................................................20
8.
Características del suelo de la zona II………………………………………..21
9.
Delimitación espacial Zona III……………………………………………..…..24
6.
10. Características del suelo de la Zona III……………………………….………25
11. Características del suelo de la zona IV…………………..………….……….29
12. Delimitación espacial de la zona IV………………………………….……….30
13. Secciones de pavimento flexible……………………………………………...35
13.1. Rodamiento…………………………………………………………….35
13.2. Rodamiento y Base…………………………………………..……….35
13.3. Rodamiento, Base y Sub-base…………………………………..…..36
14. Espesores de refuerzo…………………………………………………………37
14.1. Procedimiento del espesor efectivo. Instituto del Asfalto (IDA) de los
Estados Unidos de América…………………………………….……..37
14.2. Método AASHTO-93…………………………………………….……..39
14.3. Ejemplo………………………………………………………………….41
1
INTRODUCCIÓN
En el municipio Maracaibo en los últimos
años se ha venido observando un
deterioro prematuro de los pavimentos,
donde se presentan fallas al poco tiempo
de su construcción y en algunos casos el
estado crítico de las vías influye de
manera negativa sobre el tránsito
vehicular. Analizando las posibles causas
de esa situación se ha podido determinar
que influyen varios factores como lo son
la falta de planificación y proyecto de
obras, la ejecución de construcciones por
empresas que no son idóneas, la falta de
recursos como tiempo y dinero, y fallas
en la construcción y mantenimiento de
las mismas.
deseó aportar como herramienta, un
catálogo, donde conociendo previamente
los diferentes suelos existentes en el
municipio Maracaibo, se determinó la
solución de pavimento flexible a colocar
que satisfaga las condiciones de tráfico y
del medio ambiente
S
O
D
A
En esta oportunidad,
la investigación
V
R
E
S en unos trabajos que
estuvoE
sustentada
R
HOSse han llevado a cabo en la Universidad
C
E
R
DE
Dentro del proyecto, uno de los factores
más importantes es el diseño estructural
del pavimento flexible, para el cual se
deben hacer una serie de estudios, que
generalmente no son realizados, como lo
son los análisis de suelos y de tráfico.
Esto conlleva a que los espesores de
pavimentos que son colocados no sean
adecuados, lo cual constituye una de las
causas principales por lo que las vías de
la ciudad presentan fallas, al poco tiempo
de su construcción.
En la búsqueda de minimizar ese tipo de
situaciones y facilitar el trabajo,
específicamente a nivel de proyecto, se
del Zulia, donde se ha hecho la
caracterización de suelos de casi toda la
región zuliana, así como también se han
incluido ensayos de Proctor y CBR
(California Bearing Ratio) en algunos
sectores del municipio Maracaibo. Se
creyó conveniente tomar varias de las
zonas que han sido analizadas, que para
razones de los estudios fueron
identificadas como zonas I, II, III y IV,
que conforman la parte este del
municipio Maracaibo; para que en
conocimiento de las características de
esos suelos, elaborar un catálogo
basado en variaciones de tráfico y
condiciones de suelo, de manera que las
diferentes obras de construcción o de
mantenimiento de pavimentos flexibles,
en esa zona, puedan ser realizadas
correctamente.
2
PARÁMETROS DE DISEÑO
Tráfico (W18)
Para fines de diseño el número de ejes equivalentes sencillos utilizado es de 18.000
libras (8,2 toneladas). Los rangos de valores, que fueron definidos para representar
valores de tráfico liviano, tráfico medio-liviano, tráfico medio, tráfico medio-pesado y
tráfico pesado (tabla 1).
Tabla 1. Rangos de valores de transito utilizados para el diseño
Liviano
Medio-Liviano
Medio
Medio-Pesado
Pesado
< 500.000
500.000
1.000.000
1.000.000
5.000.000
5.000.000
10.000.000
>10.000.000
D
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
Valor promedio de confiabilidad (R)
S
O
D
VA
Se escogió el valor de R en función a la confiabilidad de los datos que se manejaron
para la realización de los diseños y al control de calidad durante la construcción, que
normalmente se tiene en el país. Se recurrió a la tabla 2 para la selección del nivel
recomendado de confiabilidad, y se seleccionó un valor tomando en cuenta, que el
diseño es para zonas urbanas dentro del municipio Maracaibo.
Tabla 2. Niveles sugeridos de confiabilidad para diferentes clasificaciones funcionales
Nivel recomendado de confiabilidad (R)
Clasificación Funcional
Urbano
Rural
Autopistas interestatales y otras
85-99,9
80-99,9
Arterias principales
80-99
75-95
Colectoras
80-95
75-95
Locales
50-80
50-80
R = 80
Desviación estándar (So)
el método AASHTO 93 establece que para desarrollar el diseño de una estructura de
pavimento flexible. se recomiendan valores entre 0,40 y 0,50. Para razones del
cálculo se utilizó un valor promedio para el procesamiento de datos, indicado en el
método ASSTHO 93 para pavimentos flexibles.
So 0.45
3
Módulo resiliente efectivo del terreno de fundación (MR)
depende del valor soporte del suelo y se obtiene mediante las ecuaciones 1, 2., y 3
respectivamente
• 𝑀𝑅 = 1500 ∗ CBR para CBR ≤ 7,2%
• 𝑀𝑅 = 3000 ∗ CBR 0,65 para 7,2% < CBR < 20%
• 𝑀𝑅 = 4326 ∗ ln(CBR + 241) para CBR ≥ 20%
Ec. 1
Ec. 2
Ec. 3
Donde, los valores de CBR fueron obtenidos a partir de la recopilación de información
de investigaciones previas, como se explica en la fase I de los procedimientos
metodológicos, de la presente investigación.
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
Para el diseño se dividieron los valores CBR en rangos de calidad de suelo como se
muestra en la tabla 3., y con base a ello poder generar distintas secciones
estructurales que cumplan con las necesidades de cada vía tratada
HO
C
E
ER
D
Tabla 3. Rangos de valores CBR y MR utilizados para el diseño
CBR
MR
Suelos
Pobres
3–6
4500-9000
Suelos
Medios
6 – 12
9000-15086
Suelos Buenos
Suelos Excelentes
12 – 20
15086-21028
20-30
21028-24072.
Pérdida de serviciabilidad de diseño (∆𝐏𝐒𝐈)
El método AASHTO recomienda un nivel de serviciabilidad inicial de 4,2 para
pavimentos flexibles, sin embargo en Venezuela utilizando referencias de
investigadores anteriores, se utilizó para la serviciabilidad inicial (Po) un valor de 4,
tomando en cuenta que debido a los controles de calidad de la construcción y la
calidad estructural de los materiales utilizados dentro del país para pavimentar, este
es el valor máximo de servicio que puede alcanzar una vía nueva en Venezuela. Y
debido a que la zona estudiada se encuentra dentro de un ámbito urbano la
serviciabilidad final (Pf) debe ser como mínimo 2,5 debido a lo establecido en el
método.
(∆𝐏𝐒𝐈)=1.5
Materiales a utilizar para el diseño
Se seleccionaron tres materiales estándares (tabla 4.) para el diseño de las capas de
la estructura del pavimento, estos a su vez son los más utilizados para la construcción
4
4
a nivel de obras viales. Para la capa de rodamiento se utilizó concreto asfaltico
con una estabilidad Marshall de 1700 lb, una base granular con un CBR mínimo
de 80 y una sub-base granular que reporte un CBR mínimo de 20, teniendo
como características de estos materiales los señalados en la norma COVENIN
2000: 1987. Sector construcción. Especificaciones. Codificación y mediciones.
Parte I: Carreteras, en el capítulo de bases y sub-bases para pavimentos
flexibles.
S
O
D
VA
Tabla 4. Materiales utilizados para el diseño
rodamiento
concreto asfaltico con estabilidad
marshall 1700 lb
base
sub-base
R
SE
E
R
S
Material granular
Material granular
HO
C
E
ER
Coeficientes estructurales de rodamiento, base y sub-base
D
Para la obtención del coeficiente estructural para la capa de rodamiento, se utilizó
la gráfica mostrada en la figura 1, de coeficientes estructurales para la capa de
rodamiento de concreto asfaltico, tomada del Método Venezolano (MDV). De
donde se extrajo el valor de a1 para una estabilidad Marshall de 1700 lb. El
método AASHTO 93 recomienda utilizar un coeficiente a1 que corresponde a
0.43, sin embargo, se decidió utilizar los coeficientes correspondientes al método
venezolano, ya que asemeja más la realidad de las mezclas asfálticas tipo III
que se elaboran en plantas en el país.
Para la obtención de los coeficientes estructurales para base y sub base se
utilizan ábacos de diseño del método ASSHTO 93, que dependen del tipo de
material a utilizar y de la capacidad de carga que estos mismos tengan y se
pueden observar en la figura 2 y figura 3.
Tabla 5. Coeficientes estructurales
a1, a2, a3
rodamiento
base
sub-base
concreto asfaltico con
estabilidad marshall 1700 lb
Material
granular
Material granular
0.40
0.13
0.09
5
D
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 1. Coeficiente estructural a1 para capa de rodamiento de concreto asfaltico. (Mogollon,
1982)
Figura 2. Variación del coeficiente a3 de la capa sub-base granular con diferentes parámetros
de resistencia de la sub-base
6
D
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
S
O
D
VA
Figura 3. Variación del coeficiente a2 de la capa base granular con diferentes parámetros de
resistencia de la base
Coeficientes de drenaje de base y sub-base
Este factor depende tanto de los materiales que conforman el suelo, como de la
temperatura y de las condiciones de humedad de la zona a estudiar. Para efectos de
la investigación, se utilizaron los datos recopilados de caracterizaciones de suelo,
donde a partir de esta información se puede obtener su calidad de drenaje entrando a
7
la tabla 6, y con ella obtener las características generales del drenaje de los suelos en
el este del municipio Maracaibo.
Para la selección del coeficiente de drenaje se debe conocer, cuál es el porcentaje de
tiempo en anual en el que los suelos se encuentran saturados, para eso se debe
entrar a la figura 4. donde se establece por región las condiciones de humedad de los
suelos en meses.
S
O
D
VA
Conociendo el valor de saturación y entrando en la tabla 7. con la calidad del drenaje
,definida en la tabla 8, de los suelos, se obtiene el valor de mi a utilizarse para realizar
los diseños de pavimentos flexibles.
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
Tabla 7. Valores recomendados para mi para Venezuela
Calidad del drenaje
1%
1-5%
Excelente
Bueno
Regular
Malo
Impermeable
XII
1.20
1.20
1.20
1.10
1.00
IX
1.20
1.20
1.10
0.90
0.85
D
5-25%
25%
Región del País
II, VII, VIII, X, XI I, III, IV, V, VI
1.20
1.20
1.10
1.00
0.90
0.80
0.80
0.80
0.80
0.80
Tabla 8. Tiempos de retención según su calidad de drenaje
Calidad del Drenaje
Tiempo de Retención
Excelente
Bueno
Regular
Malo
Muy Malo
2 horas
1 día
1 semana
1 mes
-- El agua no drena --
8
Tabla 6. Clasificación de suelos para explanadas
D
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
S
O
D
VA
d: LL<25 LP< 6
u: Restantes casos
9
Figura 4. Distribución de los suelos venezolanos según la condición de
D
HO
C
E
ER
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
10
Tabla 9. Resumen de parámetros de diseño
SIMBOLOGÍ
A
PARÁMETRO
ESPECIFICACIÓN
Liviano
Tráfico
(W 18)
Medio –
Liviano
500.000
< 500.000
modulo resiliente
So
CBR
MR
Suelos
Pobres
0.45
R
Suelos
Medios
Suelos
Buenos
Suelos Excelentes
3–6
6 – 12
12 – 20
20-30
Suelos
Pobres
Suelos
Medios
Suelos
Buenos
Suelos Excelentes
Pérdida de
serviciabilidad de
diseño
Coeficiente de
drenaje
>10.000.000
5.000.000 10.000.000
4500-9000 9000-15086 15086-21028
Coeficiente
estructural
Pesado
S
O
D
VA
-
0.80
HO
C
E
ER
D
Capacidad soporte
del suelo
-
SE
E
R
S
R
Desviación
estándar
MedioPesado
1.000.000 5.000.000
1.000.000
Confiabilidad
Medio
21028-24072.
1.5
a1, a2, a3
mi
rodamiento
base
sub-base
concreto asfaltico con
estabilidad marshall 1700
lb
Material
granular
Material granular
0.40
0.13
0.09
0.80
11
METODOLOGÍA DE USO
En la sección que esta a continuación, se señalan las diferentes secciones de
pavimentos flexibles que pueden ser utilizadas para cada sector de las zonas I, II, III y
IV del Municipio Maracaibo. Para escoger la sección de pavimento flexible adecuada
se recomienda seguir los siguientes pasos:
1. Realice un estudio de la zona para saber en que rango de trafico esta ubicado.
S
O
D
Adel suelo de la
V
2. Utilice los planos de ubicación para conocer las características
R
SE
E
zona del proyecto.
R
S
O
H
C
E
R
3. Escoja las soluciones
DE de pavimentos flexibles de las tablas 11, 12 y 13.
4. Seleccione la sección de pavimento flexible que genere menor costo, de las 2 o 3
que escogió según sea el caso.
Notas:
• Diseñar pavimentos flexibles para la zona este del municipio Maracaibo con esta
herramienta, no excluye la realización de estudios de suelo y tráfico para la zona
para la cual se hará el proyecto.
• No se buscaron soluciones de pavimentos flexibles para aquellos suelos con
valores de CBR menor al 3%, ya que este valor indica que hay abundante
presencia de material orgánico y debe utilizarse un método de estabilización de
suelos antes de realizar cualquier proyecto en este terreno.
• Se pueden utilizar las soluciones de pavimentos flexibles para valores de CBR
entre 20 % y 30 % en las zonas que presenten suelos con valores, que exceden
este rango.
12
DELIMITACION ESPACIAL
ESTE DEL MUNICIPIO MARACAIBO
•Límite norte: Av. 27
Sector Las Cabrias, Calle
32, Av. 16 Vía el Moján,
Av. Lago Mara, Av.
Milagro Norte, Calle 38
Barrio Santa Rosalía.
•Límite sur:
Circunvalación 2, desde
la Intersección con la
calle 100, Sabaneta,
hasta la Plaza Las
Banderas.
•Límite oeste:
Circunvalación 2, desde
la intersección con la
calle 100, Sabaneta,
hasta la Av. 27 Sector
Las Cabrias.
S
O
D
A
V
R
II RESE
I
HOS
C
E
R
DE
•Límite este: Calle 38
Barrio Santa Rosalía, Av.
2 El Milagro, Av.
Libertador, Av. 17 Los
Haticos hasta Plaza Las
Banderas.
III
IV
13
DELIMITACION ESPACIAL
ESTE DEL MUNICIPIO MARACAIBO
ZONA I
•Límite norte:
Calle 40 Milagro Norte.
I
•Límite sur:
Calle 77 Av. 5 de Julio.
•Límite este:
Av. 2 El Milagro.
II
•Límite oeste:
Av. 15 Fuerzas
armadas.
S
O
D
VA
R
SE
E
III
R
S
IV
V
VI
VII
VIII
IX
HO
C
E
ER
D
X
XI
14
ZONA I
SECTOR I
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Costa Lago de Maracaibo.
•Límite sur:
calle 25.
•Límite este:
Calle 13.
Zona I
Sector
1
•Límite oeste:
Barrio Santa Rosa y Barrio
Los Pescadores.
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
CBR
9,8
A-2-4(0)
LL
Calidad del
Drenaje
IP
-
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
Mala a
Impermeable
S
O
D
VA
Zona I
Sector
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
2A
SM
A-4(3)
2B
Sector
2A
ML-CL
CBR
2,2
A-2-4(0)
LL
22
2B
7,9
Sector
IP
2A
5.49
Calidad del
Drenaje
Aceptable a
Mala
2B
-
•Límite norte:
Av. 40 Milagro Norte.
•Límite sur:
Calle 41.
Impermeable
• Para suelos con CBR
menor a 3% se
recomienda estabilizar
•Límite este:
Calle 22 y Av. 11B.
SECTOR II
•Límite oeste:
Av. Fuerzas Armadas.
15
ZONA I
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR III
•Límite norte:
Calle 25, Costa Lago de
Maracaibo.
•Límite sur:
Calle N, Calle 45.
•Límite este:
Av. 5 y Av. 61.
Zona I
Sector
3
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
CBR
19
A-4(1)
LL
Calidad del
Drenaje
IP
-
Sector
4
•Límite oeste:
Av. 11B y Av. 40 Milagro
Norte.
Tipo de Suelo
Mala a
Impermeable
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
CBR
20,8
A-2-4(0)
LL
Calidad del
Drenaje
IP
-
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Lago de Maracaibo
•Límite sur:
Av. Milagro Norte y Calle
Calle 44.
•Límite este:
Costa Lago de
Maracaibo.
•Límite oeste:
Av. 61 y Av. 5.
SECTOR IV
16
ZONA I
SECTOR V
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Calle 41 y Calle N.
•Límite sur:
Av. Universidad.
•Límite este:
Av. 5 y Av. 10.
•Límite oeste:
Av. 15 Las Delicias y Av. 40
Milagro Norte.
Zona I
Tipo de Suelo
Sector S.U.C.S
H.R.B.
.
SC
A-2-4(0)
CBR
LL
2,4
22
5
Calidad del
IP
Drenaje
6
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
Mala a
Impermeable
S
O
D
VA
Zona I
Sector
6
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
11
-
IP
Calidad del
Drenaje
•Límite norte:
Calle N.
-
Mala a
Impermeable
•Límite sur:
Av. Universidad
•Límite este:
Av. 5 y Av. 10.
• Para suelos con CBR
menor a 3% se
recomienda estabilizar
•Límite oeste:
Av. 7, Av. 6 y Av. 4 Bella
Vista.
SECTOR VI
17
ZONA I
SECTOR VII
•Límite norte:
Av. 6B y calle 45.
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite sur:
Av. Universidad.
•Límite este:
Costa Lago de Maracaibo.
Zona I
•Límite oeste:
Calle 13.
Tipo de Suelo
Sector
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
14
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
7
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona I
Tipo de Suelo
Sector
8
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
5,5
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Av. Universidad.
•Límite sur:
Calle 77 Av. 5 de Julio.
•Límite este:
Av. 10.
•Límite oeste:
Av. 15 Las Delicias.
SECTOR VIII
18
ZONA I
SECTOR IX
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Av. Universidad.
•Límite sur:
Calle 77 5 de Julio.
•Límite este:
Av. 3F.
•Límite oeste:
Av. 10.
Zona I
Tipo de Suelo
Sector
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-4(1)
CBR
LL
5,3
19
IP
Calidad
del
Drenaje
3.26
Aceptable
a Mala
9
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona I
Sector
10
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SC
CBR
2,9
A-4(1)
LL
22
Calidad
del
Drenaje
Mala a
Imperme
able
IP
6
•Límite norte:
Av. Universidad
•Límite sur:
Calle 77 Av. 5 de Julio.
• Para suelos con CBR
menor a 3% se
recomienda estabilizar
•Límite este:
Av. 3C.
SECTOR X
•Límite oeste:
Av.3F.
19
ZONA I
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR XI
•Límite norte:
Av. 3C con Av. 2 El Milagro.
•Límite sur:
Calle 75 y Calle 77 Av. 5 de
Julio
•Límite este:
Costa Lago de Maracaibo.
Zona I
Sector
S.U.C.S. H.R.B.
SM
CBR
13,3
11
•Límite oeste:
Av. 3C
Tipo de Suelo
IP
-
A-2-4(0)
LL
Calidad
del
Drenaje
Mala a
Imperme
able
D
HO
C
E
ER
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
20
DELIMITACION ESPACIAL
ESTE DEL MUNICIPIO MARACAIBO
ZONA II
•Límite norte:
Calle 32 ( Barrio Ajonjolí),
Av. 16 Vía el Mojan y Av.
16 A (Zona Industrial).
•Límite sur:
Calle 77 Av. 5 de Julio.
•Límite oeste:
Calle 65 (Cuartel
libertador), Calle 78
8Estadio Alejandro
Borges), Calle 78
(Ciudadela Faria) y calle
27 (Nueva Democracia).
S
O
D
A
V
I
R
SE
E
R
S
HO
C
E
R
DE
•Límite este:
Av. 15 Las Delicias y
Fuerzas Armadas.
III
II
IV
V
VI
21
ZONA II
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR I
•Límite norte:
Av. Isla Dorada, calle 13
•Límite sur:
Calle 05.
•Límite este:
Av. 15 Fuerzas Armadas.
Zona II
•Límite oeste:
Av. 16 Vía el Mojan, Av. 16
A Zona Industrial
Tipo de Suelo
Sector S.U.C.S
H.R.B.
.
1
SC
A-4(1)
CBR
LL
9.00
17,4
IP
Calidad del
Drenaje
8,13
Mala a
Impermeable
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona II
Sector
2
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
16.50
14,2
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Av.30 , calle 32.
•Límite sur:
Calle 52
•Límite este:
Av. 16 Guajira
•Límite oeste:
Av. 27.
SECTOR II
22
ZONA II
SECTOR III
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Calle 05.
•Límite sur:
Circunvalación 2
•Límite este:
Av. 15 Fuerzas Armadas.
Zona II
Sector
•Límite oeste:
Av. 16 Guajira.
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
3A
SM-SC
A-2-4(0)
3B
SM
A-2-4(0)
Sector
CBR
LL
3A
13.90
14,98
3B
15.00
-
Sector
IP
Calidad del
Drenaje
3A
-
Mala a
Impermeable
3B
-
Mala a
Impermeable
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona II
Sector
4
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
17.00
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Av.30 , calle 52.
•Límite sur:
Calle 61 Universidad.
•Límite este:
Av. 16 Guajira.
SECTOR IV
•Límite oeste:
Av. 60.
23
ZONA II
•Límite norte:
Circunvalación 2.
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR V
•Límite sur:
Calle 61A.
•Límite este:
Av. 15 Las Delicias.
Zona II
Sector
Tipo de Suelo
•Límite oeste:
Av. 16 Guajira.
S.U.C.S.
H.R.B.
5A
SM-SC
A-2-4(0)
5B
SM
A-2-4(0)
Sector
CBR
LL
5A
19.50
-
5B
4.00
21,1
Sector
IP
Calidad del
Drenaje
5A
-
5B
8,98
Mala a
Impermeabl
e
Mala a
Impermeabl
e
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona II
Sector
6
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
CL
A-4(3)
CBR
LL
4.00
21,1
IP
Calidad del
Drenaje
8,98
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Calle 61 Universidad.
•Límite sur:
Calle 77 5 de Julio.
•Límite este:
Av. 15 Las Delicias.
•Límite oeste:
Av. 22 A y Av. 22
SECTOR VI
24
DELIMITACION ESPACIAL
ESTE DEL MUNICIPIO MARACAIBO
ZONA III
•Límite norte:
Av. Universidad y Calle
77 Av. 5 de Julio.
•Límite sur:
circunvalación 1 y 2.
I
•Límite este:
Av. 15 Las Delicias y
Circunvalación 1.
R
SE
E
R
S
•Límite oeste:
Circunvalación 2.
HO
C
E
ER
D
S
O
II
D
VA
III
IV
V
VI
VII
VIII
IX
25
ZONA III
•Límite norte:
Av. 22.
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR I
•Límite sur:
Calle 91 y Calle 93.
•Límite este:
Av. 41 Paraíso, Av. 40 y
Calle 60.
•Límite oeste:
Circunvalación 2.
Zona III
Sector
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-4(1)
CBR
LL
12,5
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
1
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona III
Sector
2
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-4(1)
CBR
LL
7,7
16
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Av. 22 y Calle 77 5 de Julio.
•Límite sur:
Calle 89D.
•Límite este:
Av. 15 Las Delicias.
•Límite oeste:
Av. 28 y Calle 60.
SECTOR II
26
ZONA III
SECTOR III
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Av. 27 y Av. 26.
•Límite sur:
Circunvalación 1 y Calle 95.
•Límite oeste:
Calle 95, Av. 41 Paraíso y
Av. 40.
•Límite este:
Av. 26 y Circunvalación 1
Zona III
Sector
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
CL
CBR
A-7-5(16)
LL
2
43
IP
Calidad del
Drenaje
28.9
Impermeable
3
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona III
Tipo de Suelo
Sector
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
10
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
4
•Límite norte:
Calle 92.
•Límite sur:
Calle 99 B y Calle 89.
• Para suelos con CBR
menor a 3% se
recomienda estabilizar
•Límite este:
Av. 48 y Av. 52.
SECTOR IV
•Límite oeste:
Circunvalación 2
27
ZONA III
•Límite norte:
Calle 94 y Calle 93.
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR V
•Límite sur:
Calle 93 y Calle 95.
•Límite oeste:
Calle 97 y Av. 52
•Límite este:
Circunvalación 1.
Zona III
Sector
5
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
17,5
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona III
Sector
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
15,4
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
6
•Límite norte:
Calle 99.
•Límite sur:
circunvalación 2 y Av. 47.
•Límite oeste:
Circunvalación 2.
•Límite este:
Av. 47 y Av. 49
SECTOR VI
28
ZONA III
SECTOR VII
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Calle 98, 99.
•Límite sur:
Calle 108D.
•Límite oeste:
Av. 47 y Av. 49.
•Límite este:
Av. 22 A y Circunvalación 1.
Zona III
Tipo de Suelo
Sector
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
18,2
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
7
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona III
Tipo de Suelo
Sector
8
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
14,8
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Circunvalación 1.
•Límite sur:
Circunvalación 2.
•Límite este:
Calle 115.
SECTOR VIII
•Límite oeste:
Av. 22A, Circunvalación 2 y calle 108D
29
ZONA III
•Límite norte:
Av. 19C y Calle 115
SECTOR IX
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite sur:
Circunvalación 2.
•Límite este:
Calle 115
•Límite oeste:
Circunvalación 1.
Zona III
Tipo de Suelo
Sector
9
S.U.C.S.
H.R.B.
CL
A-6(5)
CBR
LL
2,5
27.8
IP
Calidad del
Drenaje
11.5
Impermeable
• Para suelos con CBR
menor a 3% se
recomienda estabilizar
D
HO
C
E
ER
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
30
DELIMITACION ESPACIAL
ESTE DEL MUNICIPIO MARACAIBO
ZONA IV
•Límite norte:
Calle 77 Av. 5 de Julio.
•Límite sur:
Circunvalación1.
•Límite este:
Av. 2 El Milagro, Av.
Libertador y la Av. 15 Los
Haticos desde el
distribuidor Lossada
hasta la Plaza Las
Banderas.
I
II
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER V
•Límite oeste:
Circunvalación 1 y Av. 15
Las Delicias .
D
VI
III
VII
VIII
IX
S
O
D
VA
IV
31
ZONA IV
SECTOR I
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Calle 77 5 de Julio.
•Límite sur:
Calle 89.
•Límite este:
Av. 4 Bella Vista.
•Límite oeste:
Av. 15 Las Delicias.
Zona IV
Sector
1
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
28.9
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermea
ble
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona IV
Sector
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SC
A-4(0)
CBR
LL
6.3
23
IP
Calidad del
Drenaje
9.80
impermeable
2
•Límite norte:
Calle 77 5 de Julio
•Límite sur:
Calle 86 Pichincha.
•Límite este:
Costa Lago de Maracaibo.
SECTOR II
•Límite oeste:
Av. 4 Bella Vista.
32
ZONA IV
SECTOR III
•Límite norte:
Calle 89 Nueva Reforma.
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite sur:
Calle 100 Libertador.
•Límite este:
Av. 4 Bella Vista.
•Límite oeste:
Av.15 Las Delicias.
Zona IV
Sector
3
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
19.8
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona IV
Sector
4
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
CL
A-4(8)
CBR
LL
4.2
28.20
IP
Calidad del
Drenaje
10.78 Impermeable
•Límite norte:
Calle 86 Pichincha.
•Límite sur:
Av. 2 El Milagro y Calle 100
Libertador.
•Límite este:
Costa Lago de Maracaibo.
•Límite oeste:
Av. 4 Bella Vista
SECTOR IV
33
ZONA IV
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR V
•Límite norte:
Circunvalación 1.
•Límite sur:
Calle 100 Sabaneta.
•Límite este:
Av. 15 Las Delicias.
•Límite oeste:
Circunvalación 1.
Zona IV
Sector
5
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(2)
CBR
LL
.
15.9
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
S
O
D
VA
Zona IV
Sector
6
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM-SC
A-4(1)
CBR
LL
4.30
21.77
IP
Calidad del
Drenaje
6.10
Mala a
Impermeable
•Límite norte:
Calle 100 Sabaneta
•Límite sur:
Calle 106 A.
•Límite este:
Av. 19, Av. 19D, Av. 18 y Calle 102.
•Límite oeste:
Circunvalación 1.
SECTOR VI
34
ZONA IV
SECTOR VII
Características
ZONA IV
del suelo
•Límite norte:
Calle 100 Sabaneta.
•Límite sur:
Calle 113, Calle 114 y 106B.
•Límite este:
Av. 17 Los Haticos.
•Límite oeste:
Av.18, Av. 19 D, Av. 19 y
Calle 102.
Zona IV
Sector
S
O
D
VA
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-4(2)
CBR
LL
8
14.60
IP
Calidad del
Drenaje
2.58
Mala a
Impermeable
7
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
D
Zona IV
Sector
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
8A
SM
A-2-4(0)
8B
SM
A-2-4(0)
Sector
CBR
LL
8A
32
-
8B
17.5
-
Sector
IP
8A
5.49
8B
-
Calidad del
Drenaje
Aceptable a
Mala
Impermeabl
e
•Límite norte:
Calle 106 A, Calle 106B, Calle 114 y
Calle 113.
•Límite sur:
Calle 106, Calle 106B, Calle 125 y
Av. 20C.
•Límite este:
Av. 17 Los Haticos.
•Límite oeste:
Calle 106 A y Calle 106B.
SECTOR VIII
35
ZONA IV
Características
ZONA IV
del suelo
SECTOR IX
•Límite norte:
Calle 105 B, Calle 105, Av.
20c, y Calle 125.
•Límite sur:
Circunvalación 2.
•Límite oeste:
Circunvalación 1.
•Límite este:
Av. 17 Los Haticos.
Zona IV
Sector
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
SM
A-2-4(0)
CBR
LL
9.4
-
IP
Calidad del
Drenaje
-
Mala a
Impermeable
9
D
HO
C
E
ER
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
.
36
SECCIONES DE PAVIMENTO
FLEXIBLE
RODAMIENTO - BASE
TRÁFICO
CBR
e1
7
SN1
17-20
e2
23
e1
6
20-30
e2
23
TRÁFICO
CBR
17-20
e
30
e
29
1.08
SN2
0.94
SN1
0.92
SN2
e1
10
e
36
46
0.94
e1
10
e2
28
TRÁFICO
CBR
17-20
SN 1.86
20-30
1.57
SN2
1.46
38
SN1
1.58
SN2 1.15
8
e2
25
e1
7
e2
24
TRÁFICO
CBR
SN 3.03
17-20
SN 2.73
20-30
10.000.000-50.000.000
17-20
e1
e2
18
40
e
58
SN1
SN2
2.8
SN 4.44
1.63
20-30
e1
e2
16
38
e
54
SN1 2.52
SN 4.08
SN2 1.56
SN1 1.26
e
33
e
31
e
SN2 1.02
SN 2.28
SN1 1.10
SN2 0.98
SN 2.08
S
O
D
VA
5.000.000-10.000.000
R
ESE
R
S
HO
C
E
R
E
D
e
SN1
500.000-1.000.000
e1
SN 2.02
1.000.000-5.000.000
e2
20-30
TRÁFICO
CBR
CB
100.000-500.000
e1
12
e2
37
e1
10
e2
37
e
e
49
SN1 1.88
SN 3.39
SN2 1.51
47
SN1 1.56
SN 3.07
SN2 1.51
e1
SN1
SN
e2
SN2
RODAMIENTO
CBR
100.000-500.000
23
SN 3.58
TRAFICO
500.000-1.000.000
e
26
SN 4.04
e
1.000.000-5.000.000
33
SN 5.18
03 a 06
e
06 a 12
e
18
SN
2.71
e
20
SN 3.06
e
26
SN 4.04
12 a 20
e
15
SN
2.24
e
16
SN 2.49
e
21
SN 3.28
20 a 30
e
12
SN
1.88
e
14
SN 2.20
e
18
SN 2.80
03 a 06
e
5.000.000-10.000.000
37
SN
5.7
e
06 a 12
e
29
SN
4.52
e
37
SN
5.8
12 a 20
e
24
SN
3.7
e
31
SN
4.8
20 a 30
e
20
SN
3.08
e
26
SN 4.08
10.000.000-50.000.000
45
SN 7.08
e
SN
SECCIONES DE PAVIMENTO
FLEXIBLE
37
RODAMIENTO - BASE - SUBBASE
TRÁFICO
CBR
TRÁFICO
CBR
100.000-500.000
500.000-1.000.000
03 a 06
e1
e2
e3
10
26
38
e
74
SN1
SN2
SN3
1.52
1.04 SN 3.64
1.08
03 a 06
e1
e2
e3
12
26
38
e
76
SN1 1.92
SN2 1.04 SN 4.04
SN3 1.08
06 a 12
e1
e2
e3
9
15
26
e
50
SN1
SN2
SN3
1.38
0.62 SN 2.72
0.72
06 a 12
e1
e2
e3
9
21
31
e
61
SN1 1.38
SN2 0.83 SN 3.07
SN3 0.86
12 a 20
e1
e2
e3
7
13
26
46
SN1
SN2
SN3
1
0.52 SN 2.24
0.72
47
SN1 1.26
SN2 0.52 SN 3.64
SN3 0.72
20-30
e1
e2
e3
42
SN1 0.92
SN2 0.52 SN 2.09
SN3 0.65
TRÁFICO
CBR
e
e
38
SN1
SN2
SN3
0.8
0.42 SN 1.83
0.61
20-30
1.000.000-5.000.000
TRÁFICO
CBR
S
O
D
VA
SER
E
R
S
HO
C
E
R
DE
5
11
22
12 a 20
e1
e2
e3
8
13
26
e
e1
e2
e3
6
13
23
e
5.000.000-10.000.000
03 a 06
e1
e2
e3
14
38
51
e
SN1
103 SN2
SN3
2.18
1.56 SN 5.18
1.44
03 a 06
e1
e2
e3
17
38
51
e
SN1 2.30
106 SN2 1.56 SN 5.7
SN3 1.44
06 a 12
e1
e2
e3
12
26
38
e
76
SN1
SN2
SN3
1.92
1.04 SN 4.04
1.08
06 a 12
e1
e2
e3
12
31
38
e
81
SN1 2.18
SN2 1.25 SN 4.51
SN3 1.08
12 a 20
e1
e2
e3
10
21
31
e
62
SN1
SN2
SN3
1.60
0.83 SN 3.29
0.86
12 a 20
e1
e2
e3
10
25
38
e
73
SN1 1.6
SN2 1.02 SN 3.70
SN3 1.08
20-30
e1
e2
e3
8
16
31
e
55
SN1
SN2
SN3
1.24
0.62 SN 2.72
0.86
20-30
e1
e2
e3
9
20
30
e
59
SN1 1.42
SN2 0.82 SN 3.09
SN3 0.85
03 a 06
e1
e2
e3
25
40
52
06 a 12
e1
e2
e3
20
35
41
e
12 a 20
e1
e2
e3
17
30
35
e
>20
e1
e2
e3
15
21
30
e
5.000.000-10.000.000
SN1
3.94
e 117 SN2
1.64
SN3
1.47
SN
7.05
5.73
SN1
SN2
SN3
3.15
1.42
1.16
SN
82
SN1
SN2
SN3
2.68
1.23
0.99
SN
4.90
66
SN1
SN2
SN3
2.36
0.86
0.85
SN
4.07
96
e1
e
e2
e3
SN1
SN2
SN3
SN
38
ESPESORES DE REFUERZO
Procedimiento del Espesor Efectivo. Instituto del
Asfalto (IDA) de los Estados Unidos de
Norteamérica
1. Determinar la estructura existente. Esto significa conocer el número de
capas que conforma la estructura de pavimento, sus espesores, los tipos de
S
O
D
VA
material que las conforman (mezclas asfálticas, materiales granulares,
ER
S
E
2. Evaluar la condición de cada capa delR
pavimento. En este sentido se
S
O
H del pavimento con la finalidad de
deben realizar evaluaciones
visuales
C
E
R en la estructura, tanto en magnitud como en
DEpresentes
determinar las fallas
materiales cementados, etc.)
severidad, de esta forma es posible definir los factores de conversión de
espesores empleando la tabla 10.
3. Conocer la calidad de la sub-rasante. Este aspecto considera la estimación
del CBR saturado del suelo y el empleo del concepto del “percentil de diseño”.
4. Estimar las cargas de diseño. Se deben estimar las Repeticiones de Ejes
Equivalentes Totales Acumuladas (REE) en el período de diseño, con la
finalidad de considerarlas en el nuevo período de vida del pavimento
rehabilitado.
5. Calcular el Espesor de Refuerzo Requerido (Er) que es igual a la
diferencia entre el Espesor Total de Refuerzo (Et) y el Espesor Efectivo
(Ee).
39
ESPESORES DE REFUERZO
Tabla 10. Evaluación de las condiciones de superficie (Procedimiento del Espesor Efectivo.
Instituto del Asfalto (IDA) de los Estados Unidos de Norteamérica)
Clasificación
del material
I
II
factores de
conversión
descripción del material
Suelo natural en todos los casos.
0.0
a. terreno de función mejorado predominante granular contenido un poco de limo y arcilla
pero con IP < 10
0.0-0.2
b. Terreno de fundación de alta plasticidad estabilizado con cal IP < 10
0.0-0.2
S
O
D
VA
III
a. Base o sub-base granular bien gradada con CBR > 20. si IP < se toma rango superior, y si
IP > 6 se toma rango inferior
III
b. Base o sub-base de suelo Cemento. suelos modificados de IP< 10
IV
V
VI
R
SE
E
R
S
0.2-0.3
0.2-0.3
a. Base granular no plástico de agregado de alta calidad use la parte superior del rango
0.3-0.5
b. Superficie asfáltica con grietas bien definidas y presentando desmenuzamientos a lo largo
de las grietas y exhibiendo apreciables deformaciones e inestabilidad
0.3-0.5
c. pavimento de concreto que se ha partido en pequeños pedazos. Se usa la parte superior
si existe una sub-base y la parte inferior si no existe.
0.3-0.5
a. superficies asfálticas y bases asfálticas que exhiben grietas apreciables pero sin
desmenuzamiento a lo largo de ellas y que se mantiene estable
0.3-0.5
b. pavimento de concreto apreciablemente agrietado y fallado que no puede ser sellado con
efectividad
0.5-0.7
c. bases de suelo cemento con pocas grietas reflejadas en el pavimento y que se encuentra
bajo capas estables de superficie
0.5-0.7
a. concreto asfaltico de rodamiento que exhibe grietas finas, con deformaciones muy suaves,
pero que se mantiene aún estable
0.7-0.9
b. mezclas con asfalto líquido que generalmente no presenta grietas y están estables sin
presentar exudación y exhibe una muy pequeña deformación
0.7-0.9
c. bases tratadas con asfalto, distintas a concreto asfaltico, como son macadam de
penetración, bases mezcladas en plantas, mezclas en sitio)
0.7-0.9
d. pavimento de concreto que se encuentra estable y pueden ser selladas con efectividad
aun cuando aparezcan pequeñas grietas
0.7-0.9
a. concreto asfaltico, incluyendo bases que generalmente no presentan grietas y con muy
pequeñas deformaciones en la trayectoria de las ruedas
0.9-1.0
b. pavimento de concreto que se encuentra estable, selladas y generalmente sin grietas
0.9-1.0
c. base de pavimento de cemento portland bajo una capa de rodamiento asfaltica estable,
sin sugerencia o bombeo y reflejando muy pequeñas grietas en la superficie
0.9-1.0
HO
C
E
R
DE
VI
VII
40
ESPESORES DE REFUERZO
Método AASHTO-93
Este procedimiento requiere el empleo de la ecuación del número estructural
(SN), la cual se indica a continuación:
SNeff = Σ aeff *ei *mi
donde:
SN: Número estructural.
ai: Coeficiente estructural “efectivo” de cada material.
ei: Espesor de la capa “i”.
mi: Coeficiente de drenaje de las capas granulares sueltas.
S
O
D
VA
ER
S
E
R
Dependiendo de los tipos y la cantidad
de
fallas
presentes en el pavimento, los
S
O
H
valores del coeficiente estructural
a cada material, en la mayoría de los
C asignado
Eusados
R
casos, es menor queE
aquellos
en el diseño original.
D
Este procedimiento permite estimar valores de coeficientes estructurales o aporte
estructural de los materiales que conforman la estructura del pavimento para vías
en servicio en función de las fallas presentes en el mismo. Para ello el Método
AASHTO-93 incluye una tabla, la cual presenta valores sugeridos para
coeficientes estructurales de pavimentos existentes, los cuales incluyen una
reducción en su valor original debido a las fallas presentes en el mismo.
Para el uso de este procedimiento es necesario realizar una evaluación visual del
pavimento, con la finalidad de identificar sus fallas, tanto en tipo como en
severidad y magnitud. Este es un método mas subjetivo y depende de la
experiencia del proyectista involucrado en el diseño. Los coeficientes estructurales
obtenidos de ésta metodología son utilizados para calcular directamente el
Número Estructural Efectivo (SNeff), aplicando los coeficientes a los respectivos
espesores de capas considerados.
SN(R)=SN(T)-SNeff
donde:
SN(R): Número estructural de rehabilitación.
SN(T): Número estructural total requerido para la vida esperada del pavimento.
SNeff: Número estructural efectivo del pavimento al momento de ser rehabilitado.
41
ESPESORES DE REFUERZO
Tabla 11. Coeficientes estructurales sugeridos para diferentes capas de materiales, en
pavimentos de concreto asfaltico existentes.
MATERIAL
CONDICION DE LA SUPERFICIE
COEFICIENTES
Rodamiento de
concreto asfaltico
Ningunao pequeñas grietas de piel de cocodrilo y/o grietas transversales de baja
0.35 a 0.40
severidad
<10 % grietas piel de cocodrilo de baja severidad y/o <5% grietas transversales
0.25 a 0.35
de media y alta severidad
Rodamiento de
concreto asfaltico
S
O
D
VA
>10% grietas piel de cocodrilo de baja estabilidad y/o
<10% piel de cocodrilo de severidad media y/o >5-10% grietas transversales
de media y alta severidad
R
SE
E
R
S
HO
C
E
ER
0.20 a 0.30
>10% piel de cocodrilo de severidad media y/o <10%piel de cocodrilo severidad
0.14 a 0.20
alta
>10% grietas transversales de severidad media y alta
D
>10% piel de cocodrilo de alta severidad y/o
alta severidad
>10% grietas transversales de
0.08 a 0.15
Sin evidencias de bombeo, degradación o contaminación por finos
0.10 a 0.14
Con alguna evidencia de bombeo, degradación o contaminación por finos
0.00 a 0.10
Ninguna o pequeñas grietas de piel de cocodrilo y/o grietas transversales de
baja severidad
0.20 a 0.35
<10 % grietas piel de cocodrilo de baja severidad y/o
<5% grietas transversales de media y alta severidad
0.15 a 0.25
>10% grietas piel de cocodrilo de baja estabilidad y/o
<10% piel de cocodrilo de severidad media y/o >5-10% grietas transversales
de media y alta severidad
0.15 a 0.20
Base o sub-base
granular
Base estabilizada
>10% piel de cocodrilo de severidad media y/o <10%piel de cocodrilo severidad
0.10 a 0.20
alta
y/o
>10% grietas transversales de severidad media y alta
>10% grietas piel de cocodrilo de alta severidad y/o
transversales de alta severidad
>10% grietas
0.08 a 0.15
42
Ejemplo
Determine el espesor de refuerzo para una estructura de pavimento tri-capa, en
una vía con trafico medio-liviano, ubicada en el sector IV de la zona IV,
constituida por las siguientes materiales:
10 cm de Rodamiento de Concreto asfáltico
26 cm de base granular
38 cm de sub-base granular
Condición de las capas:
S
O
D
base: afectada por bombeo y pérdida de soporte en los bordes.VA
R
E
S
E
Sub-base: no afectada por bombeo y bien gradada.
R
S
HO
Utilizando el Procedimiento
del
Espesor Efectivo. Instituto del Asfalto
C
E
R
(IDA) de los Estados
DE Unidos de Norteamérica
rodamiento: Piel de cocodrilo severa y grietas transversales.
Factores de conversión:
Capa de rodamiento, 0.5
Capa Base, 0.3
Capa Sub-base, 0.2
Espesor Efectivo:
Ee= 0.5 x 10 cm + 0.3 x 26 cm +
0.2 x 38 cm = 20.4 cm
En el sector IV de la zona IV, el terreno
de fundación posee un CBR entre 03
y 06 %, para un tráfico medio-liviano,
Et = 26 cm
Er= 26 cm – 20.4 cm = 6 cm
43
Ejemplo
Utilizando el Método AASHTO-93
Coeficientes:
Capa de rodamiento, 0.2
Capa Base, 0.1
Capa Sub-base, 0.14
SNeff = Σ aeff *ei *mi
SNeff = 0.2 x 10 cm x (1 cm / 2.54 pulg) +
0.1 x 26 cm x (1 cm / 2.54 pulg) x 0.8 +
0.14 x 38 cm (1 cm / 2.54 pulg) x 0.8
= 3.28
S
O
D
VA
R
SE
E
R
S
HO
C
E
R IV, el terreno
En el sector IV de E
Dla zona
de fundación posee un CBR entre 03
y 06 %, para un trafico medio-liviano, el SN(T) = 4.04
SN(R)= SN(T )- SNeff
SN(R)= 4.04 – 3.28 = 0.76
e = 0.76 / 0.40 = 1.68 pulg x 2.54 cm / 1 pulg = 5 cm
El espesor requerido, de concreto asfáltico con estabilidad Marshall 1700 lb, es
de 5 cm con el Metodo ASSHTO-93 y 6 cm con el Procedimiento del Espesor
Efectivo. Instituto del Asfalto (IDA) de los Estados Unidos de Norteamérica.
Zona IV
Sector
4
Tipo de Suelo
S.U.C.S.
H.R.B.
CL
A-4(8)
CBR
LL
4.2
28.20
IP
Calidad del
Drenaje
10.78 Impermeable
CBR
100.000-500.000
23
SN 3.58
TRAFICO
500.000-1.000.000
e
26
SN 4.04
e
1
03 a 06
e
06 a 12
e
18
SN
2.71
e
20
SN 3.06
e
12 a 20
e
15
SN
2.24
e
16
SN 2.49
e
20 a 30
e
12
SN
1.88
e
14
SN 2.20
e
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Reconocimiento%20de%20suelos%202014_2s.pdf
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Universidad Nacional de Ingeniería. Recuperado de
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DAS, B. (2001). Fundamentos de la ingeniería geotécnica. Mexico, D.F. Thomson Learning.
GARBER, N; HOEL, L. (2005). Ingeniería de tránsito y carreteras. 3° Ed. Bogotá, Colombia.
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KRAEMER, C; PARDILLO, J; ROCCI, S; ROMANA, M; SANCHEZ, V; DEL VAL, M. (2004).
Ingeniería de carreteras Volumen II. Madrid, España. McGraw-Hill.
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Universidad Católica de Colombia, Ediciones y Publicaciones.
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SOWERS, G. (1962). Introducción a la mecánica de los suelos y cimentaciones. México, D.F.
Limusa Wiley S.A.
CORREDOR, G; CORROS, M; URBÁEZ, E. (2009). Manual de herramientas para la evaluación
funcional y estructural de Pavimentos Flexibles. Universidad Nacional de Ingeniería.
CONCLUSIONES

Un 89% de los suelos estudiados presentan características de drenaje malas y
solo un 11% pueden ser considerados como aceptables para el diseño,
generando como condición general del suelo una calidad de drenaje muy mala.

Para los rangos de CBR y tráfico utilizados, se obtuvieron cincuenta secciones
S
O
D
Ala estructura
los suelos del este del municipio Maracaibo, los espesores
de
V
R
E Full-Depth, entre
Sestructura
total están en un rango de 12 cm a 45 cm paraE
una
R
Sconformada por una capa base y de
O
29 cm y 58 cm para una estructura
H
C117 cm utilizando una capa de rodamiento, una
E
R
rodamiento, y de
38
cm
a
E
D
base y una sub-base.
de pavimentos flexibles que son aptas para las condiciones ambientales y de

En el catálogo están dispuestas soluciones para
pavimentos nuevos, sin
embargo, sirve también para proyectos de mantenimiento vial a las estructuras
existentes, calculando los espesores de repavimentación utilizando los
espesores y números estructurales obtenidos en conjunto con los métodos
sugeridos en el catálogo.

Con la elaboración de este catálogo, no se pretende eliminar la realización de
los diseños de pavimentos flexibles utilizando las metodologías, recomendadas
por las diferentes instituciones, ligadas al área de pavimentación. En
Venezuela, generalmente los métodos, que al efecto se recomiendan son:
AASHTO 1993, Instituto del Asfalto Norteamericano y el Método Venezolano o
MTC 1982.
RECOMENDACIONES



Realizar un catálogo de diseño estructural de pavimentos flexibles para los
suelos del oeste del municipio Maracaibo utilizando el resto de los trabajos
especiales de grado de caracterización de suelos realizados en la Universidad
del Zulia.
Utilizar los números estructurales Sn, de las soluciones expuestas en el
catálogo, en conjunto con los métodos de diseño de espesores para
repavimentación sugeridos para mantenimiento vial en el este del municipio
Maracaibo.
Hacer entrega del catálogo en las instituciones encargadas de la construcción
de obras viales y repavimentación de las mismas en la zona perteneciente al
este del municipio Maracaibo, como lo son el Instituto de Vialidad del Zulia
(INVEZ), y los departamentos afines de la alcaldía de Maracaibo y la
gobernación del Zulia
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ANGELONE, S; GARIBAY, M; TORRES, P. (2014). GeologÍa y Geotécnia.
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uelos%202014_2s.pdf
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ARIAS, F. (2006). El Proyecto de Investigacion: Introducción a la
Metodología Científica. Caracas, Venezuela. Editorial Episteme. p. 110.
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CORREDOR, G. (s.f). Maestría en módulos terrestres. Módulo III. Diseño
de pavimentos I. Universidad Nacional de Ingeniería. Recuperado de
H
C
E
ER
O
D
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S
https://sjnavarro.files.wordpress.com/2008/08/aashto-931.pdf








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CORREDOR, G; CORROS, M; URBÁEZ, E. (2009). Manual de
herramientas para la evaluación funcional y estructural de Pavimentos
Flexibles. Universidad Nacional de Ingeniería.
DAS, B. (2001). Fundamentos de la ingeniería geotécnica. Mexico, D.F.
Thomson Learning. p. 27-41.
GARBER, N; HOEL, L. (2005). Ingeniería de tránsito y carreteras. 3° Ed.
Bogotá, Colombia. Thomson Learning. p. 989-1040.
HERNANDEZ, R; FERNÁNDEZ, C; BAPTISTA, M. (2006). Metodología de
la Investigación. 4° Ed. México D.F., México. McGraw-Hill. p. 76-194.
HURTADO, J. (2005). Metodología de la Investigación. 3° Ed. Caracas,
Venezuela. Ediciones Quiron. p. 399-438.
KRAEMER, C; PARDILLO, J; ROCCI, S; ROMANA, M; SANCHEZ, V; DEL
VAL, M. (2004). Ingeniería de carreteras Volumen II. Madrid, España.
McGraw-Hill. p. 67-79; 378-382.
MONTEJO, A. (1998). Ingeniería de pavimentos para carreteras. 2° Ed.
Bogotá, Colombia. Universidad Católica de Colombia, Ediciones y
Publicaciones. p. 2-5.
WRIGHT, P; DIXON, K. (2011). Ingeniería de carreteras. 2° Ed. México,
D.F. Limusa Wiley S.A. p. 621-658.
SOWERS, G. (1962). Introducción a la mecánica de los suelos y
cimentaciones. México, D.F. Limusa Wiley S.A. p. 20-23; p. 41-44.
118
ANEXO 1
Reportes de diseño estructural de pavimentos flexibles, del programa WinPAS 12
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
119
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
120
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
121
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
122
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
123
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
124
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
125
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
126
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
127
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
O
D
VA
128
D
H
C
E
ER
O
SE
E
R
S
R
S
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