Diseño Integral de Infraestructura Vial Cutervo-Cullanmayo

FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la
transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470, tramo CutervoCullanmayo, Cajamarca.
TESIS PARA OBTENER EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO CIVIL
AUTOR
Diaz Acuña, Jesús Alonso (https://orcid.org/0000-0003-3776-2597)
ASESOR:
Mg. Cubas Armas, Marlon (https://orcid.org/0000-0001-9750-1247)
LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Diseño de infraestructura vial.
CHICLAYO, 2021
ÍNDICE
Índice
ii
RESUMEN
iv
I.
1
Realidad problemática
1
1.2 Problema de investigación:
2
1.3 Objetivos de investigación
2
Objetivo general.
2
Objetivo específico.
2
OE1
1.4
2
3
1.5 3
II.
4
2.1 Antecedentes
4
Antecedentes internacionales.
4
Antecedentes nacionales.
5
2.2 Teorías conceptuales que enmarcan la investigación
III.
7
12
3.1 Tipo y diseño de la investigación.
12
3.2 Variables y operacionalización.
12
Variable independiente:
-
12
12
Definición conceptual:
Variable dependiente:
12
14
2
3.3. Población y muestra.
15
Población:
15
Vías de caminos vecinales no pavimentados con transitabilidad mal en el
departamento de Cajamarca.
15
Muestra:
15
3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos.
15
3.5 Procedimientos.
17
3.6 Métodos de análisis de datos.
17
3.7 Aspectos éticos.
17
IV.
19
4.1. Recursos y presupuesto.
19
4.2. Financiamiento.
20
4.3. Cronograma de ejecución.
20
Referencias
22
ANEXOS
24
3
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Cuadro de operacionalización de la variable independiente.
13
Tabla 2. Cuadro de operacionalización de la variable dependiente.
15
Tabla 3. Validez del instrumento por expertos
16
Tabla 4. Detalle del presupuesto de la investigación.
19
Tabla 5. Cronograma de actividades de la investigación.
20
4
5
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
I.
INTRODUCCIÓN
Realidad problemática
Actualmente, la transitabilidad vehicular en el tramo Cullanmayo – Cutervo,
se caracteriza por una trocha carrozable, la cual presenta una superficie
“encalaminado” y genera mucho polvo al paso de los vehículos que superan la
velocidad límite, la cual, no se controla. Además, durante la época de lluvia, hay
puntos en dicho tramo que se inundan, lo cual imposibilita el paso vehicular. La
ciudad de Cullanmayo, tiene un potencial agrícola que puede ser aprovechado,
debido a su producción de tres tipos de papas: amarilla, morada y Yungay, como
comúnmente se le conoce, por lo tanto, el hecho descrito, representa una
problemática para el desarrollo de la ciudad.
La BBC News (2019)manifiesta que la percepción sobre el desarrollo de los
países de Latinoamérica se aprecia en su infraestructura vial. Chile es la nación
con mejor desarrollo en infraestructura vial, mientras que Haití este situado como
el país con más problemas en sus vías, mientras que en Paraguay y Colombia hay
una amplia insatisfacción de los usuarios por la mala transitabilidad vehicular
(Tapia, 2018). Picado (2016) describe la problemática de la infraestructura vial en
Costa Rica a nivel de caminos vecinales, concluyó que el insuficiente inventario
vial, diagnósticos situacionales y deficientes diseños de este tipo de vías genera un
acelerado deterioro en los caminos vecinales.
(PROVÍAS, 2016), nos relata en su informe anual que a fines del 2019 en
Perú presenta un incremento en su red vial con 28,859 km donde el 18% son de
red vial se encuentran pavimentadas y el 16% se encuentran en pésimo estado, el
mayor obstáculo que tiene el país para incrementar la diversificación económica es
mal estado de la red vial departamental, en las que impiden el incremento la
producción y exportación lo cual viene afectando de manera directa el costo del
transporte.
Según (NUÑEZ, 2021), cuya investigación sobre el tramo Cabracancha Lingan Pata (Chota), elaboró el diseño de una carretera de una longitud de 7350
km, para resolver las necesidades por las que están pasando los pobladores, ya
que no cuentan con un acceso en perfectas condiciones de manera que ellos
1
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
dependen de la agricultura, lo cual el estudio de tráfico que se realizó en la vía, la
clasifico en una carretera de tercera clase, debido a que el terreno es escarpado,
con una pendiente longitudinal mayor al 8% y una transversal mayor al 50% en toda
la vía.
Según el MTC (2018), el porcentaje de red vial nacional no pavimentas se
encuentran el en un mal estado el 62.4 %. El mejoramiento vial del tramo
Cullanmayo-Cutervo, es una trocha carrozable que se encuentra con unos niveles
de servicio lamentable, debido al mal mantenimiento que se le da y a las constantes
precipitaciones, generando deslizamientos, gran cantidad de barro y charcos de
agua en toda la vía, lo cual esto es un grave problema para los pobladores de la
zona, ocasionando que los vehículos no puedan transitar por la vía, afectando a los
pobladores, a no poder tener acceso a los servicios públicos, ni a comercializar sus
productos que son producidos en el campo con las diferentes ciudades, generando
así un gran atraso para los pobladores
1.2 Problema de investigación:
La formulación de la pregunta de investigación es:
¿Con el diseño integral de infraestructura vial se podrá mejorar la
transitabilidad vehicular del km 00+000 - 4+470, Cutervo - Cullanmayo, Cajamarca?
1.3 Objetivos de investigación
Objetivo general.
Diseñar integralmente la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad
vehicular del km 0+000 - 4+470, Cutervo - Cullanmayo, Cajamarca.
Objetivo específico.
OE1: DIAGNOSTICAR el estado situacional existente con fines de diseño de
la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular del km 0+000 - 4+470,
Cutervo - Cullanmayo, Cajamarca.
OE2: DESCRIBIR los estudios básicos de topografía, características del
suelo e hidrología de la zona de estudio, con fines de diseño de la infraestructura
vial para mejorar la transitabilidad vehicular del km 0+000 - 4+470, Cutervo Cullanmayo, Cajamarca.
2
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
OE3: DISEÑAR la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad
vehicular del km 0+000 - 4+470, Cutervo - Cullanmayo, Cajamarca.
OE4: ESTIMAR la evaluación económica de todos los componentes que
intervienen en el diseño de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad
vehicular del km 0+000 - 4+470, Cutervo - Cullanmayo, Cajamarca.
OE5: EVALUAR la mejora de la transitabilidad después del diseño de la
infraestructura vial del tramo km 0+000 - 4+470, Cutervo - Cullanmayo, Cajamarca.
I.4 Hipótesis de investigación
Con el diseño integral de infraestructura vial es posible mejorar la
transitabilidad vehicular del km 00+000 - 4+470, Cutervo -Cullanmayo, Cajamarca.
I.5 Justificación.
En la justificación académica, debido a las constantes precipitaciones
presenta diferentes daños la vía lo cual nos permite tener nuevos conocimientos,
en la justificación Técnica el proyecto de investigación se basa en la utilización del
manual diseño geométrico de carreteras (D.G.-2018), norma técnica peruana
(NTP). Justificación Social tenemos que la presente investigación será un gran
aporte para el caserío de Cullanmayo, Cutervo, dado que los pobladores de esta
zona podrán acceder a los servicios públicos, impulsar su desarrollo económico,
reducir el tiempo en trasladarse con las diferentes ciudades aledañas, Justificación
Ambiental, ayudara a mitigar daños como la disminución del polvo, lo cual evitara
enfermedades respiratorias y oculares a los pobladores de la zona.
3
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
II.
MARCO TEÓRICO.
2.1 Antecedentes.
Antecedentes internacionales.
Según Robalino (2016). En su investigación en el sector Teligote San
Francisco Mazabacho, Cantón Pelileo - Ecuador, teniendo como principal
resultado. Con el estudio topográfico se pudo observar que existe pendientes
profundas ya que se encuentran en una zona montañosa, mientras que en es
estudio de suelos se pudo determinar que el suelo compone arena limosa (SM) con
datos del CBR que varían entre 13% y 16%, en el estudio de tráfico se planteó que
sea un diseño de 20 años teniendo un IMDA de 251 veh/día, clasificándolo como
una carretera clase IV. Al presentarse un bajo flujo vehicular se colocará un
pavimento flexible de 6.00m de ancho de vía.
Según Prada (2021) en su investigación sobre la variante del municipio de
Armero Guayabal tuvo como principales resultados que en su sus vías con transito
inferior a 500 vehículos/día, ya no era necesario realizar un estudio por que al
presentar un bajo IMDA la vía no tendría problemas de capacidad por su bajo
volumen de tránsito, pero si hubiese niveles de servicios nefastos para el transito
actual y futuro en la geometría, rodadura, estabilidad, seguridad y limitantes que
presenten en la actualidad. Se diseñará el pavimento flexible en una arteria principal
en zona rural, teniendo como dato el valor de 507.540 ejes equivalentes proyectado
para un diseño a 20 años, con un valor de CBR de 16.6 que cuenta con una
confiabilidad de 70% con un ESAL de 253770 ejes equivalentes y PSI final de 2.0.
Según Cardona (2019) en su investigación sobre la vía Doima – Buenos
Aires k 0+000 al k 2+000, en el municipio de piedras departamento del Tolima
Obteniendo como resultados en los parámetros de diseño siendo una autopista
proyectada en términos de ejes equivalentes a 8.2 toneladas con un IMDA 85
vehículos/día, con un periodo de diseño proyectado a 10 años, considerando una
tasa anual de 3% con una confiabilidad de 95%. La propuesta que esta diseñada
con 7.5 cm de carpeta asfáltica, 20 cm de base granular y 24 cm de sub-base
granular, lo cual fue determinada por el método de AASTHO 93.
4
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
Según Salamanca Y Zuluaga (2014). En su investigación que evalúa el tramo
de vía la Ye - Santa Lucia barranca Lebrija entre las abscisas k19+250 a k25+750
ubicada en el departamento del Cesar donde determino que la estructura vial
presente un periodo de diseño de 10 años. En su estudio de suelos encontró que
en su mayoría los suelos son de arenas – limosas y limos – arcillosos,
correspondientes a 6.5 kilómetros de vía; la subrasante presenta 2 condiciones, un
CBR sumergido menor a 3% con características de hinchamiento y CBR 95% de la
densidad máxima mayor a 6%.
Antecedentes nacionales.
Según Núñez (2021). En su investigación sobre el tramo Km 0+000 de
Cabracancha y el Km 7+370 de la comunidad de Lingán Pata. Los principales
resultados obtenidos al realizar el levantamiento topográfico la vía tiene una
longitud de 7.350 km de trazo, con pendientes mayores a 8 %. Realizando el diseño
por el método de la AASHTO 93, con un periodo de 10 años y un reajuste
equivalente de ejes ESAL a 2.3x105, se concluyó que el diseño presentará 8 metros
de franja de vía, del EMS se obtuvo 2 valores mínimos de CBR al 95% la cual el
primer valor mínimo es de 6.30% (condición mayor desfavorable) y 23.50%
(condición menos desfavorable) con un IMDA mayor a 200 veh/día; con el estudio
hidrológico y obras de arte obtenido con el estudio pluviométricos definiendo que
se bombeará a la superficie calculando las dimensiones de la infraestructura de
drenaje con una caudal de 0.56 m3/s. De su evaluación económica se estimó un
costo de S/ 3,580 189.41 con un periodo de ejecución de 5 meses.
Según Cubas y Guevara (2020). En su investigación sobre el tramo el
granero km 0+000, Surumayo y Cutaxi km 8+450, en el cual obtuvo los siguientes
resultados. Obteniendo como resultado en el estudio de tráfico un IMD de 146
veh/dias, en el estudio topográfico se determinó que presenta una orografía muy
accidentada por ser una cordillera, en el estudio de mecánica de suelos nos
muestra que presenta una variación en el contenido de humedad de 13,18% a
24,34%, con un límite liquido de 29,31%, y limite plástico presenta una variación
entre15,10% y 23,62% con ello se determina que presenta un suelo arcilloso en
5
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
todo el tramo. En el ensayo de Proctor modificado se concluye que el óptimo
contenido de humedad es de 9,30%, teniendo como dato que la máxima densidad
seca de un Proctor de 95% es de 1,792 gr/cm2; en el estudio hidrológico presenta
precipitaciones que alcanzan los 500 mm/s.
Según Barreto (2018). En su investigación sobre el tramo km 1+200 – 4+500
de la carretera Tarica - Marcara – 2018”. En la que presenta sus principales
resultados, en el estudio de tráfico se obtuvo un IMDA 856 veh/día, clasificando
como una vía de segunda clase, cuyo ESAL obtuvo 678,595.371 EE encontrando
un tramo de pavimento con un módulo de resiliencia 16,148.33551, para una
Confiabilidad de 80%, cuyo Número Estructural Requerido fue de 2.24 y el Numero
Estructural Resultado de 2.34, para espesores de Carpeta Asfáltica de 5 cm, Base
15 cm y Sub Base 15 cm, cuyas capas soportan camiones de 3 ejes, con un radio
mínimo de 125 m, con una velocidad de diseño de 60 km/h, con dos carriles, con
cada carril de 3.60 m y con una pendiente máxima en la curva vertical de 12%.
Según Bustamante y Vázquez (2020) en su investigación sobre la autopista
Choros - La Sacilia en la región de Cajamarca. Los principales resultados obtenidos
al realizar el estudio topográfico son de 6% de pendiente, a la vez se análisis de los
impactos ambientales se consideran actividades necesarias para mitigar sus
efectos cuyo costo de implementación es de S/. 508,832.90. Se cumplieron todos
los objetivos marcados y se clasificó la vía como de tercera clase, con calzada de
6 m, terraplenes de 0.50 m, zanjas triangulares adyacentes a la calzada de 0.90 m
x 0.40 m, canales de drenaje de 1,00 m x 1,00 m, 36 "TMC relieve subterráneo, con
una estructura de pavimento de 5 cm de capa de asfalto y 20 cm de base,
alcanzando un costo total de S / 13'332,398.05.
Según Pérez (2020) en su investigación sobre el tramo La Iraca GrandeCadmalca, distrito de Chota, Cajamarca. Realizando estudio topográfico con
estación total obteniendo como dato un tramo de 9+175.241 km clasificando como
terreno accidentado tipo tres, con pendientes transversales entre 69.9% y 60.76%
por lo que demanda importantes movimientos de tierra, razón por la cual presenta
muchos problemas en el trazo. Manual DG–2018. El estudio de mecánica de suelos
nos muestra que el suelo es arcilla de baja plasticidad (CL) y arcilla de alta
plasticidad (CH), con un índice promedio de 11.83%.
6
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
2.2 Teorías conceptuales que enmarcan la investigación.
Derecho de vía:
Según la DG (2018) nos define las características geométricas y clases de
la carreteras en las que se va a intervenir, se fijara la faja en la superficie del terreno
denominando “Derecho de Vía”, dentro de esta encontramos la carretera, los
servicios, las obras complementarias, zonas para posteriores obras de
mejoramientos o ensanches y áreas de seguridad, para futuras obras de ensanche
o mejoramiento y zona de seguridad, para proseguir con el saneamiento físico legal
que corresponde.
Estudio de tráfico
Según la DG (2018) presenta los indicadores que deberá tener el estudio de
tráfico.
Estudio hidrológico
Según la DG (2018) nos menciona que los estudios hidrológicos y de
hidráulica, son de mucha importancia ya que estos proporcionan al proyectista los
datos requeridos para el diseño de obras viales y que cumplan con los siguientes
parámetros.
Estudio de Mecánica de suelos
Según la DG (2018) Comprenderán los trabajos de campo, laboratorio y
gabinete que permitan evaluar y establecer las características físico-mecánicas de
los suelos de fundación que abarque el estudio, de acuerdo con los requerimientos
de la entidad contratante.
Estudio topográfico
Según la DG (2018) Contendrá la información de los trabajos topográficos
realizados, en forma directa e indirecta de acuerdo con los requerimientos de la
entidad
contratante.
Incluirá
la
información
cartográfica
georeferenciada
correspondiente, a las escalas requeridas, considerando las áreas levantadas,
longitud de poligonales, magnitud de los errores de cierre, puntos de control
7
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
enlazados a la Red Geodésica Nacional GPS en el sistema WGS84, estableciendo
en cada uno de ellos sus coordenadas UTM y geográficas.
Estudio de impacto ambiental
La DG (2018) nos menciona que en el pasado la geometría de una carretera
estaba estrechamente adaptada a la topografía, con una franja de vía angosta con
mínimos cuidados al medio ambiente.
En el desarrollo de un Estudio de Impacto Ambiental (EIA) u otra herramienta
de evaluación, se deben revisar aquellos aspectos que siempre estarán presentes
y que influirán directamente en el nivel o grado de impacto de una determinada
obra.
Diseño geométrico
Según la DG (2018)
El diseño geométrico del proyecto deberá cumplir con las disposiciones del
presente Manual de Diseño Geométrico, conteniendo la memoria de cálculo, planos
y demás documentos, según corresponda y teniendo en consideración
básicamente lo siguiente:
• Criterios técnicos generales adoptados para el diseño geométrico en
planta, perfil y sección transversal del proyecto.
• Clasificación del proyecto.
• Velocidades de diseño del proyecto por tramos homogéneos.
• Visibilidad, curvas horizontales y verticales, tangentes, pendientes,
peraltes, sección transversal, taludes, intersecciones, etc.
• Verificación de la funcionalidad, operatividad y consistencia de los
elementos de la infraestructura vial efectuando simulación en 2D y 3D utilizando un
software especializado.
• Memoria de cálculo, planos y otros, de acuerdo a los requerimientos de la
entidad contratante.
Diseño hidráulico
8
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
Según el Manual de Hidrología, Hidráulica y Drenaje (2018) nos menciona
que la hidráulica es una rama de la física y la ingeniería que estudia las propiedades
mecánicas de los fluidos. Todo depende de las fuerzas que se interponen en el
camino de la masa (fuerza) y su empuje.
Su aplicación en el manual se da en la determinación de los tramos
hidráulicos de las obras de drenaje. Todo esto y muchas otras aplicaciones hacen
del especialista en hidrología una figura importante en cualquier equipo
multidisciplinar que se ocupe de los problemas ambientales y de la obra civil en
general.
Diseño estructural
La DG (2018) nos define como el diseño de estructuras de proyectos, como
muros, puentes túneles, obras de drenaje, etc. Cumpliendo los parámetros
estipulados en la Norma Vigente sobre el contenido de cálculo, materia, planos y
documentos similares.
Diseño del pavimento flexible
Según la DG (2018) El diseño del pavimento del proyecto deberá cumplir con
las disposiciones del Manual de Carreteras: Sección Suelos y Pavimentos vigente,
conteniendo la memoria de cálculo, planos y demás documentos, según
corresponda y teniendo en consideración básicamente lo siguiente:
• Resumen de los parámetros de diseño de la estructura de pavimento.
• Presentación de los análisis de laboratorio efectuados, sustentando
adecuadamente las metodologías usadas.
• Estrategia de mantenimiento o conservación, en función a la evolución de
daños en el tiempo y las medidas correctivas correspondientes.
• Resumen de las distintas acciones que deberán efectuarse desde el inicio
hasta el final de la vida útil del proyecto.
Diseño del pavimento flexible
Según la DG (2018) El diseño del pavimento del proyecto deberá cumplir con
las disposiciones del Manual de Carreteras: Sección Suelos y Pavimentos vigente,
9
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
conteniendo la memoria de cálculo, planos y demás documentos, según
corresponda.
Señalización vial
Según la DG (2018) Comprenderá el diseño de los dispositivos de control
del tránsito vehicular y los elementos de seguridad vial del proyecto, incluyendo los
planos de dispositivos y los procedimientos de control, en concordancia con el
Manual de Seguridad Vial y el Manual. de Dispositivos de Control de Tránsito
Automotor para Calles y Carreteras vigentes, y demás dispositivos normativos
sobre la materia.
Diseños alternativos
Según la DG (2018) Diseño de drenaje: Comprenderá los resultados del
diseño hidráulico de las obras de drenaje requeridas por el proyecto, tales como
alcantarillas, cunetas, zanjas de coronación, subdrenes, disipadores de energía,
badenes, etc., cumpliendo con las disposiciones del Manual de Carreteras:
Hidrología, Hidráulica y Drenaje, vigente y contendrá la memoria de cálculo, planos
y demás documentos, según corresponda
Metrado de planos
Según la DG (2018) Este capítulo contendrá las cantidades de las
actividades o partidas del proyecto a ejecutar, tanto en forma específica como
global precisando su unidad de medida y los criterios seguidos para su formulación,
en concordancia con lo establecido en el “Glosario de Partidas” aplicables a obras
de rehabilitación mejoramiento y construcción de carreteras y puentes, vigente,
abarcando básicamente lo siguiente:
• Trabajos preliminares
• Movimiento de tierras
• Pavimentos
• Drenaje y obras complementarias
• Transporte
• Señalización y seguridad vial
10
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
• Protección ambiental
• Puentes y túneles
• Otros
Los metrados deberán estar sustentados por cada partida, con la planilla
respectiva y con los gráficos y/o croquis explicativos que el caso requiera.
Presupuesto del proyecto
Según la DG (2018) Constituye la determinación del costo total del proyecto,
y comprenderá las partidas genéricas y específicas, alcances, definiciones y
unidades de medida acorde a lo establecido en el “Glosario de Partidas” aplicables
a obras de rehabilitación mejoramiento y construcción de carreteras y puentes,
vigente; asimismo, será determinado en base a los metrados y precios unitarios
correspondientes e incluirá los gastos generales, utilidades, impuestos y demás
requeridos por la entidad contratante.
Cronograma
Según la DG (2018) nos describe que el cronograma de obras comprende la
programación de la ejecución secuencial y ordenada de las partidas genéricas y
específicas
establecidas
en
el
estudio,
estableciendo
la
Ruta
Crítica
correspondiente, con la finalidad de alcanzar los objetivos del proyecto. Incluye,
además, los cronogramas de utilización de materiales y equipos. Los cronogramas,
serán elaborados de acuerdo con el método de programación que establezca la
entidad contratante.
Brecha económica de la región
Según La brecha de la infraestructura en el Perú (2019) largo plazo estimada
para el sector carreteras reflejaba el acceso básico a carreteras pavimentadas
primordialmente a través del precio utilizado para su cálculo. Como se indicó en la
sección 3.1, el costo por km de una carretera se obtuvo como un promedio
ponderado del costo de asfaltado y el costo de pavimentar a través de una solución
básica, según la relación de carreteras a pavimentar de acuerdo con el Programa
de Pavimentado de la Red Nacional.
11
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
METODOLOGÍA.
III.
3.1 Tipo y diseño de la investigación.
El enfoque de la presente investigación es cuantitativo, de tipo aplicada
(propositivo).
El diseño de la investigación es de no experimental transversal con
causalidad, porque a partir del diseño integral de la infraestructura vial sobre una
muestra en su estado natural, se pretende mejorar la transitabilidad sobre la vía.
OX
M
OY
M: Muestra de una población conformada por vías de caminos vecinales con
transitabilidad mala en Cajamarca, 0+000-4+470 km tramo Cutervo Cullanmayo.
OX: Diseño de la infraestructura vehicular.
OY: Transitabilidad vehicular.
3.2 Variables y operacionalización.
Variable independiente:
-
Diseño de la infraestructura vial.
Definición conceptual:
Constituye la vía y todos sus soportes que conforman la estructura de las
carreteras y caminos (Reglamento Nacional de Gestión de Infraestructura Vial,
(2006).
Definición operacional:
Es aquella que constituye mediante sistema de interconexión vial, diseño de
nivelación y alineamiento una vía para el funcionamiento adecuado (MTC, 2018).
12
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
Tabla 1. Cuadro de operacionalización de la variable independiente.
VARIABLES
DIMENSIONES
Independiente
1. Diagnóstico del
estado situacional
DISEÑO DE LA
INFRAESTRUCTUR
A VIAL
2. Descripción de los
estudios básicos con
fines de diseño.
INDICADORES
Escala
a) Derecho de vía:
-Plataforma vial existente (m2)
-Caracterización del estado (valoración)
Nominal
b) Infraestructura de la vía existente
-Plataforma (km)
-Caracterización (adimensional)
Razón
c) Infraestructura complementaria:
-Puentes (und)
-alcantarillas (und)
-badenes (und)
-taludes por reforzar (und)
Razón
d) Valoración de la transitabilidad según MTC:
-Estado (bueno, regular, malo)
Nominal
e) Estudio de tráfico:
-Estaciones de conteo (und)
-IMD (und)
-ESAL (# EE)
Razón
f) Estudio hidrológico.
-PM24h (mm)
-Periodo de retorno (T)
-Tiempo de concentración (min)
-Intensidad de diseño (mm/h)
-Área de cobertura (km2)
-Coeficiente de escorrentía (adimensional)
-Caudal Q (m3/s)
-Ancho de diseño (m)
-Pendiente (o/oo)
Razón
g) Estudio de Mecánica de suelos
-Clasificación (SUCS)
-Ip (%)
-CBR (%)
Razón
h) Estudio topográfico:
-Pendientes (m/m)
-Cotas (msnm)
-Radio de curvas (m)
-Ancho de sección (m)
-Volumen de corte y relleno (m3)
Razón
i) Estudio de impacto ambiental
-EIA (escala)
Razón
13
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
3. Diseño de la
infraestructura vial.
4. Proyección de la
inversión económica y
planificación del
diseño
j) Diseño geométrico:
-Perfil de rasante (km, m/m)
-Curvas, radio (P.I., m)
- Trazo (plano de ubicación)
-Altimetría (msnm-curvas de nivel)
Razón
k) Diseño hidráulico:
-Inventario de estructuras hidráulicas (km,
und, m)
-Q diseño (m3/s)
Razón
l) Diseño estructural:
-Momento de flexión (kg-m)
-Cuantía (%)
-Acero (cm2)
-Espesor (m)
Razón
m) Diseño del pavimento flexible
-Número estructural según AASHTO (SN)
-Estabilización de suelos (%)
-Dimensión de espesores (cm, m)
-Distancia de canteras al punto de obra (km)
Razón
n) Señalización vial
-Ubicación y cantidad (und)
Razón
o) Diseños alternativos
-Taludes (glb)
-Terraplenes (glb)
Razón
p) Mitigación ambiental:
-Infraestructura alternativa para reducción de
impacto y riesgos (global)
Intervalo
q) Metrado de planos
-Metrados (m, m2, km, und, etc.)
Razón
- Metrados del proyecto (varias)
-Análisis de costo unitario (S/)
-Presupuesto estimado (S/.)
-Planificación de obra (días)
Razón
Variable dependiente:
-
Transitabilidad vehicular
Definición conceptual:
14
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
Nivel de servicio de la infraestructura vial que asegura un estado tal de la
misma que permite un flujo vehicular regular durante un determinado período
(Atarama, 2015)
Definición operacional:
La transitabilidad es aquel nivel de servicio que para su funcionamiento
adecuado es necesario señalizar y rotular las zonas de mayor peligro (PROVÍAS,
2016).
Tabla 2. Cuadro de operacionalización de la variable dependiente.
VARIABLES
DIMENSIONES
Dependiente
5. Evaluación de la mejora de la
transitabilidad vehicular
TRANSITABILIDAD
VEHICULAR
INDICADORES
Escala
s) Derecho de vía proyectado:
-Plataforma vial aumentada(m2)
-Caracterización del estado proyectado
(valoración)
Razón
t) Infraestructura de la vía
-Tramo pavimentado (km)
-Tramo con drenaje (km)
-Caudal de precipitaciones cubierto (m3/s)
Razón
u) Brecha económica de la región:
-Reducción de brecha (%)
Nominal
3.3. Población y muestra.
Población:
Vías de caminos vecinales no pavimentados con transitabilidad mal en el
departamento de Cajamarca.
Muestra:
Muestra de una población conformada por vías de caminos vecinales con
transitabilidad mala en Cajamarca, 0+000-4+470 km tramo Cutervo Cullanmayo.
3.4 Técnicas e instrumentos de recolección de datos.
Técnica de recolección de datos
La recolección de datos comprende realizar un plan proyecto especificado
de procedimientos que nos ayude agrupar los datos con una finalidad especifica
15
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
(Hernández, 2014, p.198) Entonces, en las citas mencionadas nos dicen que
tenemos que especificar como recopilaremos la información para realizar proyecto
de investigación, debido que es primordial desarrollar en forma observadora y
ordenada para proporcionar su análisis. Lo cual, la técnica a manejar para el
desarrollo es la observación. ¬ Técnica de la Observación Para Hernández et al.
(2014) declara que la observación es la recolección de datos adecuadamente y con
un orden terminante, […] que favorezca la realización de lo que ocurre en su
entorno (p. 91).
Según lo señalado, la técnica que se manejará es la de observación directa,
porque se realiza un registro de la información, posteriormente se pasaran los datos
en el Excel; también el estudio de suelos que se realizaron en el laboratorio para
conseguir datos para el diseño del pavimento
Instrumento de recolección de datos
Para Palella y Martins (2012) se basa como guía de almacenamiento de
datos mediante formatos que se elaboran de forma libre según el tipo de trabajo (p.
155). Por lo mencionado, se entiende que se tiene que diseñar fichas para registrar
los datos conseguidos en campo, laboratorio y de los ingenieros.
Validación del instrumento
Arias (2012) nos dice, lo importante es demostrar si el instrumento mide lo
que se pretende medir, además de cotejar su pertinencia o correspondencia con
los objetivos específicos y variables de la investigación. Este procedimiento puede
ser realizado a través del juicio de expertos (p.135).
Tabla 3. Validez del instrumento por expertos
En la Tabla N°3 se puede observar el resumen del juicio de experto aplicado
a la presente investigación en donde su totalidad se expone que el instrumento es
16
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
aplicable en pertinencia, 30 relevancia y claridad a las variables diseño de la
infraestructura vial y transitabilidad.
Confiabilidad de resultados:
Confiabilidad Según Hernández (2018) lo define así, “la confiabilidad de un
instrumento de medición se refiere al grado en que su aplicación repetida al mismo
individuo y objeto produce resultados iguales” (p. 220). Entonces la confiabilidad
está vinculada con las máquinas que se usarán en los laboratorios del centro de
estudios de la Universidad César Vallejo para los ensayos de mecánica de suelos,
es decir, los instrumentos estarán equilibradas, ya que con la calibración se podrá
autenticar que los resultados son verídicos, sin ningún margen de error.
3.5 Procedimientos.
Primeramente, se realizó la visita al representante del caserío de
Cullunmayo, para poder explicarle el proyecto de investigación y así me brinde los
permisos para elaborar los estudios de campo. Posteriormente se realizó el
levantamiento topográfico para conocer lo existente y luego se hizo el estudio de
suelos, donde se ejecutó dos calicatas y realizar los estudios mencionados
anteriormente. Ya con los datos obtenidos del laboratorio se realizó el diseño de la
infraestructura vial y por último se realizará los planos a detalle.
3.6 Métodos de análisis de datos.
Trata de realizar un plan preciso de los procedimientos que nos lleven a
juntar los datos con un objetivo específico (Hernández, 2018, p.198). En el análisis
de los datos se utilizarán la Norma del ASTM, las del MTC, software AutoCAD y
ecuación AASHTO 1993, el método 93. Para la elaboración del diseño de la
infraestructura vial.
17
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
3.7 Aspectos éticos.
La calidad ética de la investigación se garantiza aplicando los siguientes
principios éticos:
Beneficencia
No Maleficencia
Autonomía
Justicia
• Cullanmayo es una
ciudad que sufre por el
deterioro constante de
la vía en épocas de
lluvias o falta de
mantenimiento. Es
imperativo contribuir
con la ciudad y
extender esta
investigación hacia las
autoridades locales
para tomar acciones
concretas.
• Para el desarrollo de la
recolección de datos,
atentó contra ningún
usuario de la vía de
estudio o poblador de
la zona, así mismo, se
aseguró la tranquilidad
del personal de apoyo
para los estudios
básicos de sitio.
• Esta investigación es
un trabajo de interés
particular para el
beneficios de la ciudad
de Challanmayo y con
el fin de trasladar los
resultados a
estudiantes de la
región. Se ha
respetado en la
redacción el estilo ISO.
• La selección de la
muestra se ha
seleccionado
considerando criterios
que no atenta contra la
justicia. Se ha
respetado el principio
de justicia
reconociendo la
contribución a la
investigación de
expertos en este tipo
de estudios.
18
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
IV.
ASPECTOS ADMINISTRATIVOS.
4.1. Recursos y presupuesto.
Tabla 4. Detalle del presupuesto de la investigación.
ITEMS
2.3
2.3.1
2.3.1.5
2.3.1.5.1
2.3.1.5.1.2
2.3.2
2.3.2.1
2.3.2.1.2
2.3.2.1.2.1
2.3.2.2
2.3.2.2.2
2.3.2.2.2.1
2.3.2.2.2.3
2.3.2.7
2.3.2.7.1
2.3.2.7.1.2
DESCRIPCIÓN
BIENES Y SERVICIOS
COMPRA DE BIENES
MATERIALES Y ÚTILES
DE OFICIA
Laptop Asus Core i7
Impresora HP
Calculadora Casio
PAPELERIA EN GENERAL,
UTILES Y MATERIALES DE
OFICINA
Papel bond A4 75 gr
Archivador
Folder Manila A4
Micas
Lapiceros
Memoria USB SanDisk 64 GB
CONTRATACIONES DE
SERVICIOS
VIAJES
VIAJES DOMESTICOS
PASAJES Y GASTOS DE
TRANSPORTE
Pasajes varios
UNIDAD
CTD.
C. U. (S/)
COSTO
TOTAL (S/.)
unidad
unidad
unidad
1
1
1
4500.00
700.00
95.00
4500.00
700.00
95.00
Millar
unidad
unidad
unidad
unidad
unidad
2
1
10
5
3
1
25.00
5.00
1.00
5.00
3.00
40.00
50.00
5.00
10.00
25.00
9.00
40.00
Global
1
400.00
400.00
Mes
8
29.90
239.20
Mes
8
39.90
319.20
unidad
unidad
unidad
2
30
1
350.00
35.00
800.00
700.00
1050.00
800.00
SERVICIOS BASICOS,
COMUNICACIONES,
PUBLICIDAD Y DIFUSIÓN
SERVICIOS DE TELEFONÍA E
INTERNET
SERVICIO DE TELEFONÍA
MÓVIL
Telefonía móvil Movistar
SERVICIO DE INTERNET
Servicios de internet Movistar
SERVICIOS PROFESIONALES Y
TÉCNICOS
SERVICIOS DE CONSULTORIAS
Y
SIMILARES
DESARROLLADOS
POR
PERSONAS JURIDICAS
ESTUDIO E INVESTIGACIONES
Ensayo de agregados
Ensayo de rotura de probetas
Ensayos varios
19
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
2.3.2.7.11
OTROS SERVICIOS
TRANSPORTE Y TRASLADO DE
2.3.2.7.11.2
CARGA, BIENES Y
MATERIALES
Transporte y traslado de materiales
Global
a Laboratorio
SERVICIOS DE IMPRESIONES,
2.3.2.7.11.6
ENCUADERNACIÓN Y
EMPASTADO
Empastado
unidad
Espiralado de borradores
unidad
Rotulado de CD
unidad
1
350.00
350.00
5
3
1
25.00
5.00
4.00
125.00
15.00
4.00
TOTAL (S/)
9436.40
4.2. Financiamiento.
El presente proyecto de investigación será financiado por el propio
investigador.
4.3. Cronograma de ejecución.
En el diagrama de Gantt se presenta las actividades de las etapas, fases de
investigación, duración estimada. (En años meses, semanas).
Tabla 5. Cronograma de actividades de la investigación.
SEMANAS
ACTIVIDADES
1
1
2
3
2
4
3
5
4
6
5
7
6
8
7
9
8
9
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
2
3
4
5
6
Presentación
1
de la estructura
1
del proyecto de Investigación a
los estudiantes.
Elaboración
2
del Capítulo I.
2
Envió
3
3
de
Registro
1
de
investigaciones.
20
1
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
Elaboración
4
del Capítulo II. –
4
operacionalización de variable
Presentación
4
y exposición del
5
primer Informe.
Elaboración
6
del Capítulo II. –
6
Instrumentos y validación
Elaboración
7
del Capítulo III.
7
Presentación
8
y Exposición del
8
proyecto de Investigación.
Evaluación
9
9
proyecto
de
investigación por el comité de
investigación.
Levantamiento
10
de
observaciones
Presentación
1
final del proyecto
11
de investigación.
21
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
REFERENCIAS
BARRETO, Jeancarlos. 2018. “PROPUESTA DE MEJORAMIENTO Y
REHABILITACIÓN DEL TRAMO KM 1 + 200 – 4 + 500 DE LA CARRETERA
TARICA - MARCARA – 2018”. ANCASH, UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO.
MARCARA : s.n., 2018. pág. 143.
BBC News. 2019. Estudio de las economías en América Latina: 20102019. [En línea] 2019.
BRECHA DE INFRAESTRUCTURA EN EL PERU. 2019. Estimación de la
brecha de infraestructura de largo plazo 2019-2038. 2019. pág. 121.
BUSTAMANTE, Lenin y VASQUEZ, Wilder. 2020. “Diseño de la carretera
Choros - La Sacilia, distrito de Toribio Casanova - Cutervo,. Cajamarca,
Universidad Cesar Vallejo. Pimentel : s.n., 2020. pág. 59, TESIS.
CARDONA, Tomas. 2019. ESTUDIO Y DISEÑO DE LA ESTRUCTURA
DE PAVIMENTO PARA ELMEJORAMIENTO Y PAVIMENTACION DE LA VIA
DOIMA – BUENOS AIRESK0+000 AL K2+000, EN EL MUNICIPIO DE PIEDRAS
DEPARTAMENTO DEL TOLIMA . TOLIMA , UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE
COLOMBIA-SEDE IBAGUÉ . 2019. pág. 240, TESIS.
CUBAS, Jairo Y GUEVARA, Jose. 2020. Diseño de infraestructura vial
para accesibilidad de las localidades El Granero km 0+000, Surumayo y Cutaxi
km 8+450, Conchán, Chota, Cajamarca. 2018. s.l. : UNIVERSIDAD CESAR
VALLEJO, 2020. pág. 37, TESIS.
DIRECCIÓN GENERAL DE CAMINOS Y FERROCARRILES. 2018.
MANUAL DE CARRETERAS. s.l. : MINISTERIO DE TRANSPORTES Y
COMUNICACIONES, 2018. pág. 285.
MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES. 2018. MANUAL
DE HRIDROLOGIA, HIDRAULICA Y DRENAJE. LIMA : MINISTERIO DE
TRANSPORTES Y COMUNICACIONES, 2018. pág. 222.
MTC. 2018. Manual de suelos y pavimentos. [En línea] 2018.
22
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
MVCS. 2019. Vivienda/Normas legales. gob.pe Plataforma digital única del
Estado Peruano. [En línea] 11 de febrero de 2019. [Citado el: 06 de septiembre de
2021.] https://cdn.www.gob.pe/uploads/document/file/299950/d289856_opt.pdf.
NUÑEZ, Hernan. 2021. Diseño de la infraestructura vial entre la comunidad
de Cabracancha y Lingan Pata, distrito de Chota, provincia de Chota,
departamento de Cajamarca. Cajamarca, Universidad Cesar Vallejo. Chota : s.n.,
2021. pág. 92, Tesis.
PARADA, Richad. 2021. DISEÑO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE POR
EL MÉTODO AASHTO YRACIONAL, APLICADO EN LA VARIANTE DEL
MUNICIPIO DE ARMERO GUAYABAL. UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE
COLOMBIA. GUAYABAL : s.n., 2021. pág. 123, TESIS.
PÉREZ, Wilson. 2020. “Diseño de la carretera vecinal tramo La Iraca
Grande-Cadmalca, distrito de Chota, Cajamarca 2018". CAJAMARCA,
UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO. CHOTA : s.n., 2020. pág. 393, TESIS.
PROVÍAS. 2016. Manual de inventario manual. [En línea] 2016.
ROBALINO. 2016. “LA INFRAESTRUCTURA VIAL EN EL SECTOR
TELIGOTESAN FRANCISCO MAZABACHO DE LA PARROQUIA BENÍTEZ,
CANTÓN PELILEO, PROVINCIA DE TUNGURAHUA Y SUINCIDENCIA EN EL
DESARROLLO LOCAL” . UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO.
TUNGURAHUA : s.n., 2016. pág. 194, TESIS.
SALAMANCA, Maria Y ZULUAGA, Santiago. 2014. DISEÑO DE LA
ESTRUCTURA DE PAVIMENTO FLEXIBLE POR MEDIO DE LOSMÉTODOS
INVIAS, AASHTO 93 E INSTITUTO DEL ASFALTO PARA LA VÍA LA YE SANTA LUCIA BARRANCA LEBRIJA ENTRE LOS ABSCISAS K19+250 A
K25+750 UBICADA EN EL DEPARTAMENTO DEL CESAR. COLOMBIA :
UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA, 2014. pág. 289, TESIS.
Tapia, M. 2018. Estudio de la realidad en las vías de Latinoamérica. [En
línea] 2018.
23
Diseño integral de la infraestructura vial para mejorar la transitabilidad vehicular km 0+000 - 4+470,
tramo Cutervo-Cullanmayo, Cajamarca
ANEXOS.
24