SES Instituto Tecnológico de Tijuana División de Estudios de Posgrado e Investigación
TESIS: “CALLE INTELIGENTE” Diagnóstico y Análisis de Propuesta de pavimentación con concreto Hidráulico con cortes predeterminados sin requerir CARTA DE FACTIBILIDAD DE SERVICIOS para la Ciudad de TIJUANA BC.
Que presenta:
Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
Como requisito para obtener el título de la Maestría en Ciencias de Ingenieria de la Construcción Director de Tesis M.C. Arq. Jaime Valdés Guzmán
Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SEP
SES SES
Tijuana, Baja California
DGIT Mayo de 2011
Instituto Tecnológico de Tijuana División de Estudios de Posgrado e Investigación
TESIS: “CALLE INTELIGENTE” Diagnóstico y Análisis de la Propuesta de pavimentación con concreto Hidráulico con cortes predeterminados sin requerir CARTA DE FACTIBILIDAD DE SERVICIOS para la Ciudad de TIJUANA BC.
Que presenta:
Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
Como requisito para obtener el título de la Maestría en Ciencias de Ingenieria de la Construcción Director de Tesis M.C.Arq. Jaime Valdés Guzmán
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Mayo de 2011
“Calle Inteligente” INDICE
Portada del empastado……………………………………………………………………………i Portada Interior ……………………………………………………………………………………..ii Oficio de autorización de impresión……………………………………………………iii Portada del empastado……………………………………………………………………………i.......3 DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS:.....................................................................5 1.-RESUMEN EJECUTIVO................................................................................................6 2.-OBJETIVO......................................................................................................................7 3.-INTRODUCCION ........................................................................................................8 3.1-Drenaje:.....................................................................................................................9 3.2-Agua Potable:............................................................................................................9 3.4-Electricidad:.............................................................................................................10 3.5-Gas Natural:.............................................................................................................10 3.6-Nuevas tecnologías:.................................................................................................10 4.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA......................................................................11 5.-ANTECEDENTES.......................................................................................................13 5.1-Geometría de la calle:..............................................................................................13 5.2-Registros y marcajes................................................................................................14 5.3-Flujo de agua o solución pluvial .............................................................................14 6.-HIPOTESIS /Preguntas de Investigación......................................................................16 6.1-OBJETIVO..................................................................................................................16 6.2-Tratamiento de Agua:..............................................................................................17 6.3-Separación de sólidos:.............................................................................................17 Un ejemplo de lo que se puede hacer con agua pluvial:............................................18 7.-MARCO TEORICO......................................................................................................19 8.-MARCO CONCEPTUAL.............................................................................................21 8.1-El principio básico del manejo de pavimento..........................................................21 8.2-Agua de lluvia y Drenaje.........................................................................................24 9.-MARCO HISTORICO..................................................................................................26 9.1-Antecedentes Históricos: de los Pavimentos...............................................................27 9.2-Materiales:...............................................................................................................28 9.3-Pavimentos de calzadas:..........................................................................................30 9.4-Pavimentos de aceras:..............................................................................................34 9.5-Conservación:..........................................................................................................35 Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES 10.-MARCO REFERENCIAL..........................................................................................36 10.1-Tipos de pavimentos:.................................................................................................36 10.2-Suelos:...................................................................................................................36 Plasticidad: ................................................................................................................37 1.-LímiteLíquido........................................................................................................37 2. Límite Plástico: .....................................................................................................38 Prueba Proctor: .........................................................................................................39 Procedimiento: ..........................................................................................................39 Prueba Porter Estándar:.............................................................................................42 Valor Relativo de Soporte VRS CBR:.......................................................................44 Módulo de Reacción (k): ..........................................................................................44 Índice de Expansión IE:............................................................................................44 11.-PROCESO CONSTRUCTIVO:..................................................................................45 11.1- Peliminares ..........................................................................................................45 a). Terracerías ...........................................................................................................45 b). Base Estabilizada con Cemento ...........................................................................45 c). Base de Relleno Fluido ........................................................................................46 d). Riego de Impregnación ........................................................................................46 e). Bacheo de Caja ....................................................................................................46 f). Fresado de Pavimento Asfáltico ...........................................................................48 12,- MARCO REFERENCIAL.........................................................................................49 14.- ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CIUDAD DE TIJUANA ................................53 14.1-Descripción física:.................................................................................................53 14.2-Topografía.............................................................................................................54 14.5-Geología y suelos:.................................................................................................56 14.5-Geomorfología.......................................................................................................56 14.6-Climatología y lluvias:...........................................................................................57 16.-OBRAS DE ARTE MAYOR.....................................................................................72 17.-ANOTACIONES GEOTÉCNICAS............................................................................82 18.-DISEÑO ALTERNATIVO Y SIMPLIFICADO........................................................85 18.1-Determinación de caudales;...................................................................................87 18.2-Análisis numérico: ................................................................................................89 18.3-Datos de diseño:....................................................................................................90 18.4-Parámetros básicos:..............................................................................................90 a) Pendiente absoluta del terreno:..............................................................................90 b) Coeficiente de escurrimiento ................................................................................90 c) El tiempo de concentración ...................................................................................90 d) La intensidad de la lluvia según ecuación Nº 1.....................................................90 18.5-Determinación del diámetro de tubería de concreto:.............................................91 18.6.-Análisis Simplificado:..........................................................................................92 18.7-Solución Simplificada: .................................................................................95 18.8.-Solución Aproximada:..........................................................................................95 21.-CONCLUCIONES:...................................................................................................100 22.-LINK RECOMENDADOS:......................................................................................102 Ing. 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SES DEDICATORIA Y AGRADECIMIENTOS: Agradezco a mi esposa Elsa e hija Tiina Mishel. Al apoyo incondicional de mis padres Leandro Muñoz y Ma. Dolores Escudero de Muñoz. Y la de mis hermanos Leandro, Ana María, Jesús Ricardo y Mercedes. Mil gracias.
A todos por inspirar, comprender y tolerar mis inquietudes, pero sobretodo por apoyar mi decisión de estudiar esta Maestría.
Pero MAS agradezco a toda persona que Cree, apoya y tiene la paciencia de ensenar, pavimentando el camino en la vida de otros, no poniendo piedras en el camino.
“Dale un pescado a alguien y comerá un día, enséñale a pescar y comerá toda la vida “
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SES 1.-RESUMEN EJECUTIVO El crecimiento poblacional de Tijuana es de un 6% anual, lo que equivale a tres hectáreas diarias, es decir tres manzanas de zonas urbanas. De esta situación deviene la necesidad de un proyecto vial que pudiera solucionar la problemática y crear accesos fáciles y eficientes a las colonias. A raíz de esto nace el proyecto Calle Inteligente, cuyo fin es planear anticipadamente el crecimiento de servicios derivado del crecimiento poblacional. Para explicar esto, La calle se pavimentara con concreto hidráulico en tableros hechos a la medida que pueden levantarse tapas donde se instalarán los futuros (tubos) servicios de agua potable, drenaje y en futuros mantenimientos de este pavimento podrán colocarse revestimientos cosméticos (asfalto) que mejorara el aspecto, utilizando el concreto hidráulico como una base muy estable, y calafateando las juntas para mayor durabilidad. La Inteligencia de esta calle, es mediante el diseño y planeación, hechas por Ingenieros que se preocupen por mejorar los aspectos básicos de ella; para esto, la ciudad debe planear zonas de inundación, rasante de la ciudad, para no dejar las casas con nivel más bajo que las calles, esto se comentara más ampliamente, todo esto basado en un plan maestro de desarrollo urbano, que puede y debe ser actualizado ante las necesidades de la ciudad, de corto, mediano y largo plazo.
Para lograr una buena planeación se requiere diseñar y recopilación de datos e información que en cuanto sea más accesible la información al público general, podrán tomar mejores decisiones, con base de datos planos de dominio público, por Internet o en las dependencias y algo que es obligatorio Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES son los planos de lo que va a ejecutar por lo que, esto debe de implementarse y vigilar que se lleve de acuerdo a los lineamentos mínimos de diseño
2.-OBJETIVO Esta Propuesta de proyecto dirigida para futuros proyectistas o personas que tienen poder de decisión en, Municipio OBRA PUBLICA para cambiar el criterio de cómo se hacen, hacían o harán la obra pública y ejercer criterios que puedan, en un futuro, ser la norma, por una necesidad particular de la ciudad de Tijuana y su crecimiento exponencial, y déficit en Infraestructura de una ciudad funcional, que también sirva de consulta para diseño. Hacer las calles Viables funcionales y seguras, si se calcula el porcentaje de área que ocupan las calles contra, la mancha Urbana Total, es un número superior al 45 porciento y no tomando en cuenta áreas verdes y parques que debería ser más alto.
La funcionalidad es sencilla, siguiendo el sentido común, por lo que sería recomendada la difusión de este criterio de construcción. No se pretende poder cambiar de la noche a la mañana la manera de pensar de los dirigentes y favores políticos y/o políticas de 3 o 6 años por desempeñar obras, pero si; despertar en los individuos que intervienen en diseño y construcción, participar en hacer cambios módicos que impactan a la ciudadanía con la mentalidad de que se pueden lograr objetivos reales, sin afectar TIEMPO, COSTO Y CALIDAD siendo estas las características que voy a enfatizar en mi propuesta de TESIS, además, de los otros factores de ORDEN, LIMPIEZA Y sobre todo SEGURIDAD.
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Crear calles viables, funcionales y seguras. Crear un diseño que permita incluir áreas verdes.
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Crear un proyecto que ahorre lo más posible tiempo y costos, sin sacrificar calidad para hacerlo viable, y posiblemente considerado por las autoridades de la ciudad para llevarse a cabo.
3.-INTRODUCCION El concepto de calle inteligente viene de los edificios inteligentes ya que traen al usuario o persona que utiliza dicho espacio, sea beneficiado de servicios y/o prefiérales de inteligencia prevista por el diseñador. Un encuentro de la construcción de una calle con la tecnología. El concepto de calle inteligente se deriva de los conocidos como edificios inteligentes. Dichos edificios traen al usuario del espacio beneficios El concepto básico de calle o vialidad, comunicación vital para llegar al hogar, lugar de seguridad básica de familia y bienes, requiriendo infraestructura básica, que las ciudades más antiguas han heredado hasta hoy en día utilizadas sin explotar todas las tecnologías descubiertas a través de los años. El concepto básico de esta propuesta es cambiar la manera de pensar de personas que se dedican a urbanizar ciudades, con un cambio de mentalidad de no querer hacer obras monumentales, de costos muy altos y presupuestos que ponen en deuda a cualquier ciudad, el propósito es hacer obras pequeñas en muchos lugares, de la ciudad, claro en lugares estratégicos, que por lo regular no deberían ser habitados por ser, puntos bajos y o vías de flujo de agua pluvial. A continuación descripción de los servicios básicos de una población:
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SES 3.1-Drenaje: En el principio del hombre, tenía que ser nómada razón obvia ya que hacer sus necesidades cerca de donde vivía se acumulaba eses fecales y aromas no deseados, obligándolo a mover su hogar de localización periódicamente, además de factores de salud; por lo que requería inventar, el canal abierto siguiendo los riachuelos de drenaje, haciéndolo al hombre y su familia sedentario. Hoy en día el drenaje entubado. Los Ciudadanos tratan de vivir en tierras altas, arriba de los demás. O bien cercano a ríos o playa, con evacuación inmediata al mar. Aguas abajo no es buen lugar para vivir, en ninguna clase social, por lo que se busca el lugar mas estratégico con panorama, esto se popularizo en las calles de los griegos que aun existen. Este concepto se pretende capitalizar en la calle inteligente, que posteriormente se detallara. Después del canal vino la tubería de: barro, concreto, plástico, PVC, asbesto cemento etc., algunos aciertos otros fracasos, pero continúan, los más eficientes de barro ya que el gas de sulfatos es muy agresivo en tubos de concreto y de plástico solo que nos hace dependientes del proveedor, lo mejor es según los recursos y regiones para acceso a los materiales disponibles.
3.2-Agua Potable: Agua es vida, todos conocemos lo necesario que es para la infraestructura de una ciudad pero desperdiciamos 70% de este vital liquido y curiosamente pasa sobre la calle donde vivimos, la demás recarga en acuíferos y posiblemente se reutilice, la calle inteligente, capta y separa con selección discriminativo el agua potable y gris o reciclable para irrigación, tomando la que requiere y redirigiendo a zonas áridas (más secas) los excesos si la topografía lo permite, cercano al lugar. Este tema requiere de mucha más profundidad en diseños de captación colección, tratamiento y reciclaje que será discutido más adelante además de dibujos de proyectos fáciles de ejecutar.
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SES 3.4-Electricidad: Después del descubrimiento de corriente alterna y directa, además de las nuevas tecnologías se conoce que todas estas, mas son por comercialización y crear dependencias de los usuarios por lo que la calle inteligente puede generar corriente eléctrica. Solo que se dejara para uso domestico de los usuarios.
3.5-Gas Natural: Otro Energético requerido para consumo del usuario y beneficios mutuos de la comercialización, aunque este puede ser subsistuido por gas metano que posteriormente se hablara, que también se dejara al usuario independiente.
3.6-Nuevas tecnologías: Que se están haciendo necesarias y para algunos, vitales la telefonía, televisión, etc. antes eran aéreos después para poder crear dependencias se hicieron por cable y después aéreos de nuevo debido a los lazos satelitales que pueden tener hoy contacto y localización individual. Este es cambiante en un ritmo exponencial por lo que se menciona algunas posibilidades futurísticas. Todo esto nos lleva a tener que vivir cerca de los lugares de trabajo y vivir en el espacio y rodeado de lo que podemos considerar bello y seguro para nuestras familias, por lo que es importante la vialidad que nos lleva y trae. Al igual que las nuevas tecnologías, nuestros trabajos o modus vivendi, ya no va ser requisito transportarnos diario a, el pero si la caza o proveer alimentos y eliminación de basura de nuestros domicilios; hasta la fecha se requiere camiones recolectores y transporte grande de carga, como avanza la tecnología cada día son más grandes los camiones y largos, ya que no somos responsables de la ecología totalmente. El vehículo cada día es más accesible de tener y mas autómata, tiene todo lo que requiere una persona con todas las comodidades que brinda la tecnología transponiendo la pregunta que si pronto viviremos en un automóvil que brinde los satisfactores, lo cual hoy tenemos que construir casa para este futuro hogar móvil. Con independencia total. Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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4.-PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Tomando todo este preámbulo de ideas y tratando de integrarlos a servir una calle frente a nuestra casa y hacerlas trabajar en un sistema integral con beneficencia común, nació este concepto de la Calle Inteligente
4.1-Primero: Existe una explosión demográfica y un déficit conocido de vivienda en la ciudad de TIJUANA, según INEGI, diario aumenta la mancha urbana tres hectáreas por lo que no puede la infraestructura, ni la edificación formal con el crecimiento de esta ciudad, es por ello que construir calles pavimentadas sin carta de factibilidad de servicios no es lógico hacerlo, pavimentar y luego colocar los servicios no es racional. Se propone un procedimiento utilizado con la construcción de pavimentos de concreto donde se sabe que se colocaran tuberías u otro servicio bajo la losa de concreto y se bloquea dicha área para continuar construyendo, esto no es fácil de entender lo explico de la siguiente manera: Hay que pavimentar una calle pero no tiene drenaje o servicios agua gas electricidad etc. por lo general raspan, colocan asfalto delgado no durable “ECONOMICO” y al pasar los años entran los servicios poco a poco rompiendo, reemplazando asfalto y mantenimientos subsiguientes. Esto ha sido el paradigma a través de los años y modelo a seguir, las economías de la ciudad se ven mermadas teniendo que aplicar recursos a las mismas calles dos o más veces para satisfacer los estándares de infraestructura que los ciudadanos requieren. Este concepto pretende pavimentar con concreto hidráulico y dejar pre cortado tapas de concreto que podrán ser levantadas y recolocadas cuando Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES se instale tuberías de agua gas y drenaje. Se dice fácil pero requiere de inteligencia y diseño previo para prever un plan maestro de corto y largo plazo hasta aquí entra lo básico más otros beneficios que la calle inteligente puede dar.
4.2-Segundo: El ciudadano requiere vialidades buenas y seguras por lo que se reúnen entre vecinos y ellos mismos pavimentan por supuesto el material de elección es concreto hidráulico, con cemento Portland y en ocasiones los pavimentan sin permiso de las autoridades ya que es necesario hacerlo. El porqué seleccionan concreto hidráulico, es porque ellos están convencidos de que no habrá posteriores mantenimientos hechos por las autoridades. Uno de los problemas de esta acción ciudadana es que no todos los vecinos participan y queda la calle como tablero de ajedrez unos si otros no causando otro tipo de problema vial, esto se ve cada ciclo de lluvias donde por experiencia propia no se puede acezar a las colonias que no tienen pavimento, en vehículo y a veces ni a pie, que inclusive se han desarrollado técnicas para poder transitar en lodo como: bajar el aire de las llantas hasta casi pegar el rin caminar con botas de hule y a veces descalzo es mejor todo por el tipo de suelo altamente reactivo con agua. Hasta la ciudad de Tijuana compro un vehículo especial para poder accesar dichos lugares, con orugas dando fácil acceso pero es un mejoral en la gran problemática social. Esta demanda de pavimentar y dotar de servicios básicos no es nuevo, solo CFE tiene primer acceso a los vecinos con sus connotaciones como los famosos diablitos pero al tener líneas en postes su comunicación y censo de usuarios es mejor que el del Municipio, otro de los problemas es drenajes superficiales letrinas y fosas sépticas sin campos de oxidación ocasionando problemas de salud, bueno a grosso modo se establece la preocupación de cualquiera que se dedica a la ingeniería o desarrollo social de una ciudad.
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5.-ANTECEDENTES Por todo lo anterior desarrollo de procesos ingenieriles que faciliten la implementación de la infraestructura de una ciudad de crecimiento demográfico tan grande,
5.1-Geometría de la calle: Conocemos la geometría común de estas épocas pero realmente la calle más eficiente es la del pasado como de los griegos, tipo canal que por lo que sabemos trabajan mejor que la convencional con corona central como muestra la Fig. Siguiente:
Corona central
Calle Canal
Todas las instalaciones deben estandarizarse por profundidad y por separación del lote y cordón de banqueta, por lo que se menciona una recomendación: Deben de llevar cinta metálica para detección al excavado. Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES Agua potable 1.0 MT bajo nivel de rasante Gas natural 1.5 m. bajo nivel de rasante Drenaje varía no menor de 1.6 Separación entre tubos de cruce 30 cm. Conduits de corriente eléctrica en concreto con cinta de peligro y rastreador Telefonía cable y banda ancha. Fibra Óptica de mucha precaución por lo regular en banquetas Irrigación por lo regular a orillas de anqueta Prof. 50 cm.
5.2-Registros y marcajes Son vitales para orientación de dirección de la instalación por lo que pide que en este tipo de calle inteligente marque en el registro dirección, profundidad y distancia del cableado y/o tubería, El municipio será controlador de dichas instalaciones y por consiguiente responsable de ubicarlas en un futuro para mantenimientos etc... El control por base de datos y planos que los constructores deberán someter como construcción definitiva o así construidos. Esto por razón de que los anteproyectos, proyectos ejecutivos siempre tienen modificaciones por lo que al final deberá entregar todas las modificaciones hechas en planos definitivos. Existe equipo muy sofisticado de detección de instalaciones subterráneas con cintas metálicas o cable en zanja, solo que pienso sea mejor prevención y marcar superficialmente en los registros toda la información posible para un futuro trabajo.
5.3-Flujo de agua o solución pluvial Es un tema difícil de resolver mas en una ciudad como Tijuana que es un valle pluvial y la topografía accidentada bajando de aproximadamente 250m. a 2m. Sobre nivel del mar. Aprovechar esta caída o carga hidráulica seria fabulosa para la generación de electricidad entre otras posibilidades, esto porque los ingenieros nos preocupamos por las obras de arte o como disipar la energía de esta agua para no erosionar destruir los caminos y circunvecinos, esto encausando el agua y conduciéndola para:
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SES 1. Colectar y reusar agua 2. Sedimentadores selectivos de arena limos y arcillas 3. Eliminadores de materia orgánica Pensaría uno que solo serviría en épocas de lluvia pero la verdad es de que trabajaría todos los días debido a que Tijuana tiene sistema de drenaje combinado o bien no hay separación de pluvial y drenaje, si es mejor separado pero dadas las circunstancias se puede utilizar continuamente, hay un concepto de tratamiento de aguas en una planta grande general para toda la ciudad pero el sistema que yo planteo es pequeño y por áreas donde se separan los sólidos y luego filtra las aguas para uso de irrigación y posiblemente potabilizado. El agua residual, pluvial puede ser conducida por las calles hacia el colector central de la calle trabajando como canal abierto con tapas en parte superior de fácil acceso y mantenimiento. El uso de canal abierto en centro de calle canal, como muestra la siguiente figura:
La ventaja de hacerlo de esta manera se puede pavimentar primero luego excavar el drenaje utilizando método de cimbra deslizante ubicando niveles de acuerdo a pavimento superficial. Para describir esto a mas detalle se puede pensar en una lamina doblada en forma semi-circular, colocar concreto a los lados de la lamina dentro de zanja y ya casi endurecido el concreto deslizar la lamina para continuar fabricación de canal abierto aguas arriba. Para el lector se utilizaran muchos conceptos ingenieriles en esta tesis donde el concepto principal de CALLE INTELIGENTE requiere apoyos adicionales para funcionar como un sistema o un todo manejo de infraestructura húmeda y seca denominada así por ser unas de conducción de agua y otras por alambre o fibra Óptica Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES Se hará mención histórica y actual de los sistemas de infraestructura de una ciudad desde físicamente la calle y otros de tratamiento superficial reciclaje filtrado o selectivo etc. Apoyos técnicos y dibujos ilustrativos que facilitara al lector visualizar los conceptos tratados para poder difundirlos y algún día utilizarlos en todas las calles del país, llegar a todo el mundo será muy difícil más no imposible. Las características de cada ciudad son diferentes pero lo básico si se puede implementar en casos particulares solo tener el concepto presente para cuando se requiera.
6.-HIPOTESIS /Preguntas de Investigación Puede pavimentarse de otra manera y/o cuando los vecinos tienen manera de patrocinarse su calle ya sea por asociación o privadamente no se les permite ya que no tienen servicios de agua y drenaje, por esto es un requerimiento encontrar otra forma de hacerlo.
6.1-OBJETIVO Esta tesis se escribe no para cumplir con un requisito escolar, debería ser leída por público en general con finalidad de hacer conciencia a directores de obras públicas, diseñadores y ciudadanos, sobre la utilización del sentido común, en construcción de la infraestructura básica de una ciudad, dándole un panorama mayor de todas las ciencias aplicadas para beneficio de la familia, unidad básica de una sociedad. El compendio ha llevado varios años y solo par de meses en escribirlo, utilizando combinaciones de técnicas y procesos de varias industrias solo que simplificándolo a un funcionamiento básico. Utilizare términos sencillos de la ingeniería para difundir lo ya entendido por muchos pero no a detalle por todos. Un punto clave es preparación y anticipación del trabajo, planeando cada paso antes de que se ejecute, suena sencillo pero hasta en las mejores obras, constructoras, planos y constructores se olvidan algunos detalles y eso cuesta regresar a colocarlos después, por esto hay que planear y diseñar con Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES mucha anticipación antes de proceder a construir, esto no les gusta a los atrabancados, los que quieren dinero rápido y sencillo. Daré los lineamientos básicos para evitar retrasos.
Antiguamente los ranchos tenían sus infraestructuras básicas resueltas por si solos hoy dependen de Ayuntamientos y paraestatales que resuelvan sus necesidades básicas, haciéndolos dependientes, a su vez colaboradores patrocinando con impuestos, para utilización de esos recursos, lo más seguro no en ellos, sino en otros requerimientos de la ciudad. No es malo participar en un poco mal, para un bien mayor si es bien canalizado.
6.2-Tratamiento de Agua: Elaborar una planta es muy caro pero muchas chicas no es difícil el concepto es fácil de entender digamos: Para calentar a hervir agua 1 lt. En una olla bajo flama cuesta mucha energía y tiempo para lograrlo, sin embargo el concepto de cafetera hoy en día es muy sencillo y eficiente por utilizar una resistencia eléctrica en una tubería que al paso del agua la lleva a hervor, puesto solo pasa 1 cm3 a la vez siendo más eficientemente calentado y económico. Por lo mismo pensar que tratar las aguas de una ciudad y centralizar su tratamiento es virtualmente prehistórico a mi punto de ver además de tener que regresar producto agua para reúso. El transporte y bombeo es lo más caro de cualquier producto,
6.3-Separación de sólidos: Sedimentadores, desarenadores, sólidos en suspensión además de olores todo esto es imitado de la naturaleza pasando agua por gravas arenas cascadas para airear y quitar todas las impurezas del ciclo natural del agua. Superficialmente conducido a tanques desarenadores donde se puede colectar arena para construcción, lodos para utilización en rellenos artificiales, fuentes que pueden actuar como aireadores, la dotación de drenaje será preseleccionada procesada de manera que los sólidos serán utilizados en combinación con tierra, aserrín y/o algunos químicos que Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES mejoren la producción de humus o composta que puede ser utilizado para sembrado, producción de gas metano y el agua gris para irrigación no potable. Con campos de oxidación y recolección de pequeña escala, todo este sistema marcado con Tuberías y válvulas de color distintivo de no tomar solo agua de irrigación y se verá la ciudad verde como merece además protegiendo control de erosión y sedimentos que lastiman al progreso de la ciudad. …. El conducir agua a gravedad no es difícil en la ciudad de Tijuana por la topografía accidentada en ocasiones caídas tan grandes que se requiere de disipadores para bajar la velocidad del agua y separadores de sólidos (arena) existe hoy una ciencia nueva llamada sedimentología derivada de la hidrológica pero es auxiliado por las protecciones de cubrir suelo expuesto a viento y flujo de agua, claro si está sembrado e irrigado tiene la protección adecuada y en cuanto el mantenimiento de las plantas requiere corte podadas y agua necesaria sin exceder, este tema también se detallara algunos cuidados y métodos eficientes de irrigación como el tipo de planta regional adecuada. Llevar agua por gravedad no cuesta pero subir bombear y transportarla con camiones es muy caro y no eficiente, esta es la manera que nos llega el agua a Tijuana bombeada y acareada de otras ciudades (Mexicali), para hablar de este problema se requiere utilizar más presas y esto parece ser tema tabú en baja California, ya que hacer una presa tarda 20 años en hacerse y 10 para llenarse, sin embargo la vecina ciudad de San Diego tiene 9 presas y cuatro distritos de administración del agua, no es comparable pero si una realidad que debe haber agua y potable de buena calidad, ya que son las mismas lluvias en los mismos suelos e inclusive utilizan agua de drenaje para ser potabilizado, además de tratarla antes de tirarla al mar que es donde le sacan lo aun bueno y reciclan. Lo que hacen con sólidos es confidencial.
Un ejemplo de lo que se puede hacer con agua pluvial: La utilización de cuencas pequeñas para cálculos hidrológicos no difícil inclusive es una exigencia en USA por los municipios al igual que estudio de suelos y calculo estructural, todo estos prerrequisitos para construcción no los hacen aplicables a trabajos hechos de urbanización a lo mucho tanques de agua potable elevados, calculo de drenaje y colectores. Esto por ser Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES requerimiento básico de fraccionamientos e INFONAVIT ya anteriormente se construía las viviendas dejando el problema de infraestructura a los Municipios. El gran problema de esto es que no se puede proyectar un plan maestro con solución pluvial y captación para uso de parques y reciclado con posibilidad de potabilización, esto asusta a muchos ya que potabilizar cuesta mucho pero a la vez ya existen muchos negocios de potabilizado con filtros de osmosis inversa solo seria conectarlos a influentes controlados y monitorear su calidad. Zonificación y sincronización del uso del agua y tipo de agua, presas represas y diques son una manera muy eficiente de retener momentáneamente el agua que saldrá eventualmente al mar esto es muy evidente al termino de un periodo de lluvias como los litorales se tornan café debido a la cantidad de sedimentos arrastrados al mar esto significa que es mucha más la cantidad de agua desperdiciada y no captada para reúso.
7.-MARCO TEORICO La CALLE INTELIGENTE tratará de dirigir y separar basuras drenajes y sedimentos de manera eficiente usando métodos básicos como decantación mantos filtrantes e invertidos lo único que al parecer seria un obstáculo a vencer es el mantenimiento del sistema en donde las colonias tendrán que auto mantener sus recursos, un ejemplo de esto es el CLUB CAMPESTRE donde reutilizan agua de cuenca Hipódromo Chapultepec y tratan para irrigación y mantienen eficientemente sus prados verdes, Otro concepto es la recarga de acuíferos cercano a los ya existentes posos de CESPT
Aunado a otro problema burocrático si burocrático llamado coordinación de dependencias, Obras Publicas Municipales, Estatales, CFE, CESPT, Teléfonos, gas Z, etc. Cablemas, habido varios intentos de coordinación Juntas locales Consejos Topando con pared cada vez, El plan maestro de urbanización es una herramienta muy poderosa, mal implementado los consejos de vecinos y otros intentos UMU (unidad municipal de urbanización) son la manera de seguir solo Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES que requieren de mayor planeación dirigida a un plan maestro, se hacen actas constitutivas de vecinos se les otorga un cheque para pavimentación y ellos eligen pavimentados ,,,,,, (diseño, servicios, participación de todos los vecinos) comprometiéndolos a continuar pagando en cómodas mensualidades dicha construcción, deslindando responsabilidades.
Existen muchos intentos de controlar el crecimiento formal e informal de vivienda en la ciudad de TIJUANA adoptando y adaptando métodos y tácticas de otras ciudades, solo que, Tijuana es una ciudad única, por su situación geográfica topográfica y demográfica, bueno así somos los ingenieros tocando el tema planeación hasta para eso.
Usando la metodología de la Investigación ordenando todas estas ideas en una manera fácil de comprender, e implementar en cada calle de la ciudad, entiendo la complejidad de corregir lo ya construido y construir lo nuevo de acuerdo a política y no sentido común, pero el reto esta y propuesta de solución existe en la CALLE INTELIGENTE, claro cada calle es un proyecto diferente pero estableciendo de antemano que puede unirse a un sistema para beneficio de la ciudad hacerla funcionar. Proyecto piloto en tres calles al término de una cuenca y parque proyectado se establecerá en conjunto con las dependencias y proveedores de materiales para construcción, dando ejemplo físico de los atributos del planteamiento, el hecho es que se invertiría muy poco de lo que ya se está utilizando solo un poco más de diseño e ingeniería, brindando un valor agregado a un servicio existente. La tenencia de la tierra es un tema tabú además de construir ya no regresar a reconstruir, proyectos incompletos y planificación no terminada debido a cambios cada tres y seis años, por lo que esto debe ser una ideología permanente, hasta que crezcan las delegaciones y se independicen en municipios y se auto controlen como los antiguos ranchos.
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SES Rellenos sanitarios no se capitalizan reciclando la basura y producción de gas metano entre otros recursos. Ríos y riachuelos donde no deberían establecerse viviendas por el riesgo que presentan en la periocidad de lluvias el Niño cada 10 años la SARH Secretaria de Recursos Hidráulicos deberá tomar los temas tabú y hacerlas valer al igual que todas las dependencias ya que, la filosofía de para lo que me pagan y lo que hago estamos a mano. No es la manera de proyectar una sociedad. Sabemos que la educación es la manera de salir adelante, cultura de ciudadanos con valor civil de todos colaborar y no dejar que solo papá gobierno se responsabilice de nuestros actos, capaz que se le culpa hasta por el clima. La propuesta de calle inteligente resuelve uno de los problemas con anticipación y planeación de muchos que vendrán en cadena de construcción, por lo que Tijuana no puede continuar sin servicios básicos en colonias donde no se puede ni caminar en días de lluvias mucho menos utilizar un carro viendo que los servicios están, muy retirado de construirse. Lo primero que existe es luz luego el camino. Vendrán los otros cinco días de la creación para el séptimo poder descansar.
La presa Rosarito y pequeñas represas que pueden ser futuros parques que se proponen y otras pequeñas represas, diques que deberán plantearse a construcción en corto mediano y largo plazo, como la canalización de pluviales con desvíos a retención y sedimentado.
8.-MARCO CONCEPTUAL 8.1-El principio básico del manejo de pavimento Con concreto hidráulico es sencillo de entender, cuando existe algo en el pavimento como un registro o una área que no se puede colar en ese momento se bloquea (encajona) para después regresar a detallar y colar otro DIA, Bueno así de fácil es solo que se planea futuros cortes para tuberías bajo dicho pavimento por lo que la cimbra permite seccionar el concreto en forma de tapas, como muestra la siguiente figura. Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES El pre cortado del concreto es muy sencillo se utiliza cimbra de plástico, metálica o madera. Tipo silla como muestra la figura siguiente: (mi derecho de patente)
Futura tubería
Pudiendo en futuro separar y abrir como tapa para excavar zanja de tubería ya sea de agua potable, drenaje, eléctrico, gas, fibra óptica etc. Claro existe también el área de banqueta para futuros servicios pero siempre habrá cruces que por lo regular se dejan tubos de gran diámetro como camisas para futuras instalaciones pero esto libera ese costo inicial.
Un croquis común de una calle seria así:
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SES LOTES
LOTES
En cuanto a los cortes o secciones constructivas es bien sabido que golpetean las llantas si están a noventa grados por lo que estoy proponiendo cortes y líneas de construcción de pavimento sesgado a un ángulo para que las llantas de los autos no se sienta golpe tan fuerte, para describirlo mejor tanto los tableros serán rombos no rectángulos, tanto en los futuras zanjas de tomas domiciliarias y descargas al colector de drenaje y en cuanto a las lluvias se colectaran vía calle canal dirigida a zonas verdes o bacines de almacenamiento.
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SES 8.2-Agua de lluvia y Drenaje La figura siguiente muestra un campo de oxidación y captación para reciclaje se puede ampliar o reducir el área y o el numero de tubos de acuerdo a necesidades. Pendiente mínima obligada.
AGUA NEGRA
TERRENO NATURAL
FILTRO DE GRAVA Y ARENA
Campo de oxidación y filtración natural manteniendo zonas verdes.
Encontrar una solución básica para todas las calles es difícil pero siguiendo un criterio que cambiara la manera de pensar de los urbanistas donde solución de las necesidades básicas de los ciudadanos podrá hacerse con mayor facilidad ya que los tamaños de los lotes áreas de tierra pueden ser optimizadas por las donaciones obligadas y utilización de áreas verdes taludes además de control de erosión y sedimentos bajo mantenimiento y conservaciones mínima el uso de agua ya que nuestra ciudad o localidad de 3 a Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES 4 meses de la año de lluvia con aproximada 5’’ al año y esto no incluye la brisa diaria del mar siendo un escurrimiento acumulativo significativo; Pero el agua de consumo humano y drenaje semi conducido es un flujo continuo todo el año por lo que es factible utilizarlo para hacer energía y reciclaje en uso de aguas grises. La captación de esta agua tiene relación a un tratamiento natural y retención por medio de diques lagos artificiales y riachuelos que sirven como aria de esparcimiento ejemplo de esto club campestre parque de la amistad y parque Morelos que gracias a su topografía de punto bajo no apto para vivir por ser zona de inundación esa misma filosofía urbanística debe aplicarse a todos los proyectos de fraccionamientos y proyectos municipales de mejoramiento vial. Es de todos conocidos la necesidad de agua y Tijuana utiliza sistema de drenaje y pluvial combinada que en realidad sabemos no sirve así y no se puede reutilizar la lluvia para irrigación etc... Por esto se debe subdividir las calles como colector principal de la lluvia y hacer represas pequeñas por toda la ciudad pudiendo estar en parques o fuentes etc... Es fácil hablar de soluciones generales y no a casos particulares pero por eso entra este concepto de cambiar la filosofía de pensar a los que deciden y aceptan proyectos que son caprichos políticos y no mejoras funcionales a los ciudadanos. Ingeniería e infraestructura debe de ser de los expertos. Proyectos piloto son necesarios para afinar detalles, lecciones por aprender existen pláticas con funcionarios del UMU PIRE y Cemex además de poder conseguir fondos de Banco Mundial y CESPTT. Existen asociaciones mundiales internacionales sobre Urbanismo que es una necesidad básica retomar las calles ya que se hacen difíciles para vivir en ellas deben ser seguras y con posibilidad de realmente vivir a través de ellas que tengan como ya existe los niños juegan los restaurantes aprovechan con mesas sillas y parasoles (sombrillas) los comerciantes venden (publicidad) y aprovechan la rapidez y flujo de ciudadanos transitando Fast food es casi lo que pretendemos realizar en una Calle Inteligente.
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SES Desgraciadamente las usan para tirar basura, como baños, reuniones de pandillas, hacer protestas demostraciones políticas, bloqueos, en resumen debemos utilizar las calles para BIEN. Como parques, vías de comunicación y transmisión aptas para brindar seguridad en cualquier evento, fuego sismo etc. Que protección civil pueda accesar con facilidad y en tiempo máximo de 15 minutos (camiones bomberos). Igual en época de lluvias para evitar inundaciones tiene que regularse la aportación de agua a las calles de los lotes, con una retención en Bassin de 10 segundos, esto utilizando el método de cuencas pequeñas Q=CIA manejado a un tiempo de retorno de 50 o 100 años. Se anexa estudio hidrológico de Tijuana. De manera que no provoque una acumulación de agua repentina, esto motiva arrastres de basuras y sedimentos tapando las bocas de tormenta y como ya se mencionó en Tijuana se manda todo por drenaje y a calles que desembocan al canal principal Río Tijuana. El problema se aumenta mandando a USA por el Delta de Imperial Beach, donde existen convenios internacionales del BID (Banco Intencional de Desarrollo) para resolver dicho problema, Bombeándolo hasta Punta Bandera donde se trata con lagunas de oxidación y posteriormente se envía al mar, se construirán las Torres TRUMP, y existe cabildeo para el tratamiento más eficiente por parte de Ciudad de SAN DIEGO. Dicha agua puede ser tratada, procesada y almacenada en lagos útiles para irrigación, parques ecológicos, ya que no serian de consumo humano, pero ornamentan y crean áreas verdes donde pueden los ciudadanos recrear, si vemos a Tijuana por satélite, existen muy pocas áreas verdes, esto se justifica solo.
9.-MARCO HISTORICO
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SES 9.1-Antecedentes Históricos: de los Pavimentos
Calles hidráulicas y el cemento Portland. Durante varios siglos se siguieron empleando estos tipos de cemento con mejor o peor acierto. La primera patente del cemento Portland data de 1824 y se le atribuye a Joseph Aspdin, constructor de Leeds. En el proceso de fabricación, se obtenía un producto de baja calidad debido a un defecto en la cocción. Charles Johnson, contemporáneo de Aspdin, mejoró las proporciones de caliza y arcilla elevando la temperatura de cocción de los hornos hasta llegar a la sinterización, el producto una vez molido fraguaba mejor que el anterior y se le dio el nombre de cemento Pórtland, porque una vez fraguado tenía un color parecido a la piedra natural que se encuentra en la península de Pórtland al sur de Inglaterra. Este proceso de fabricación, se basaba en métodos empíricos. El avance fundamental fue el resultado de las investigaciones llevadas a cabo por Vicat, demostrando que la sílice de la arcilla era la principal causante del endurecimiento en los cementos. Tanto W. Michaelis como H. LeChatelier, contribuyeron a dar soluciones a los mayores problemas a finales del siglo XIX, siendo en Estados Unidos donde se realizan trabajos sistemáticos y científicos sobre la composición del cemento Pórtland. Los progresos continuaron por Alemania, Francia, etc. Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES 9.2-Materiales: La piedra fue uno de los primeros materiales que utilizó el hombre debido a sus extraordinarias características, tales como resistencia, decoración, etc., y también como materia prima para la fabricación de otros materiales de construcción. Es muy probable que los griegos fueran los primeros en utilizar las cales para revestimientos de muros, siendo más tarde los romanos los que perfeccionaron el proceso de fabricación, seleccionando con gran cuidado las materias primas que llegaban de Etruria, estudiando aunque rudimentariamente, las propiedades de la cal después de cocida. A la cal una vez obtenida, le añadían arena para la fabricación de morteros. Tanto en tiempos de los romanos como en los siglos siguientes, consideraron como caliza impura las que contenían arcilla para la fabricación de la cal. A mediados del siglo XVIII se produce un gran avance en el conocimiento de las cales, con la investigación realizada por John Smeaton en Inglaterra, al encargarle la reconstrucción de un faro en Eddyston Roock que había sido destruido por el fuego. Para realizar esta obra marítima, tuvo Smeaton que buscar materiales adecuados para experimentar con varios tipos de cales. Observó, que con las cales fabricadas a partir de las calizas que contenían una determinada proporción de arcilla en su composición, se obtenían morteros más resistentes que los fabricados con cales puras y que además esos morteros fraguaban bajo el agua, circunstancia que no ocurría con los morteros de cal tradicionales en aquella época. Este descubrimiento progresó muy poco y durante mucho tiempo se emplearon las viejas mezclas de cal grasa y puzolana (base de los morteros romanos). La teoría de la hidraulicidad data de la segunda década del siglo XIX, siendo Vicat quien la define y afirma que, calcinando una mezcla íntima de caliza y arcilla molidas conjuntamente en húmedo, se obtiene una cal hidráulica. Los estudios de Vicat y las sucesivas modificaciones posteriores que se realizaron, sirvieron de base para la fabricación del cemento Pórtland, que hoy en la actualidad tiene una gran importancia en el campo de los conglomerantes. Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES El empleo de los cementos naturales en la construcción, se remonta a los tiempos del antiguo Egipto, seguido posteriormente por griegos y romanos. Estos cementos eran productos naturales que en algunos casos se sometían a tratamientos térmicos imperfectos y pueden considerarse, como los materiales intermedios entre las El empleo del concreto es muy antiguo. En las ciudades de Troya y Micenas se utiliza un concreto rudimentario de piedras aglomeradas con arcilla. A partir del siglo I, los romanos comienzan a estudiar las posibilidades nuevas que ofrecía un material que poco a poco se había ido imponiendo; el empleo del concreto (opus caementicium), hecho de morrillo mezclado con durísimo cemento de arena volcánica (puzolana) y arcilla, permitiendo a la arquitectura romana, superar los límites y las formas que a la arquitectura griega le impuso el uso exclusivo de la piedra. Durante varios siglos se utilizó el hormigón como material de relleno hasta la aparición del Cemento Pórtland, que es cuando comienza un estudio más detallado del comportamiento de este material y de sus propiedades, como las de aumentar su resistencia con el tiempo, tomar la forma que en cada caso convenga al proyectista etc., siendo en la actualidad, uno de los materiales de mayor utilidad en la construcción. Posteriormente se asocia el acero al hormigón para mejorar sus propiedades, dando lugar al concreto armado, material de extraordinaria importancia para la construcción en la actualidad. Excavaciones arqueológicas indican el amplio uso del asfalto natural hacia el año 3.800 a. de C. en Mesopotámia, valle del Indo y en Egipto. Los habitantes de estas regiones lo utilizaron Para impermeabilizar estanques y depósitos de agua o como mortero para unir ladrillos o piedras. Las rocas asfálticas, que son simplemente rocas porosas que se han saturado de asfalto natural a lo largo de su vida geológica, se utilizan Hacia el 1.880 d. de C., en Francia, Inglaterra y en Filadelfia para pavimentar suelos, puentes y aceras. Los materiales bituminosos obtenidos de la destilación del petróleo son los que más se utilizan en la actualidad. Nació del deshecho del petróleo y no sabían qué hacer con tanto y lo emplearon en pavimentos. Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES 9.3-Pavimentos de calzadas: La primera vez que se emplea el firme es en Asia, en las vías que construyó el Imperio Hitita. En Creta en el Minoico Medio (2.300 – 1.700 a. de C.), se utilizó como pavimento en la vía procesional que discurre desde las proximidades del mar hasta el palacio de Knossos, grandes losas de piedra asentadas sobre capas de arcilla, piedra y yeso. Generalmente la piedra utilizada es caliza por su abundancia en la zona y trabajabilidad aunque en contadas ocasiones se emplea la arenisca. (Fig. 0). En Babilonia (600 a. de C.), en la avenida procesional de Aibur-Shabu, se emplean también losas como pavimento. La base del firme consta de varias hiladas de bloques de terracota unidos por asfalto natural y como pavimento losas de piedra caliza achaflanadas en su parte inferior, selladas también con asfalto natural, incluso las juntas. En Egipto, para la construcción de las pirámides, fue necesario construir caminos que además de ser resistentes tuvieran una superficie lisa e indeformable para transportar los materiales pesados, empleando para ello losas de piedra toscamente labradas asentadas sobre terreno firme. Las vías griegas eran de carácter muy localizado, normalmente religioso y para facilitar el acceso a los templos utilizaron también losas de piedra como pavimento. Estas calzadas tenían como característica especial, el de disponer de hendiduras de unos centímetros de profundidad en las losas de piedra para que sirvieran de guía a las ruedas de los carros. ¿Fue éste el origen remoto del carril del ferrocarril? El sistema de urbanización y de comunicaciones más perfecto de la Edad Antigua corresponde al Imperio Romano por sus grandes detalles técnicos y funcionalidad de sus vías. Los técnicos romanos construyeron vías con grandes alineaciones rectas, utilizando distintos firmes en función de la categoría de la vía y de su funcionalidad. Podemos considerar tres tipos:
• Vías urbanas (Stratis lapidibus). • Caminos con firme (Iniecta Glarea). Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES • Caminos de tierra (Terrenae). Las vías urbanas de más categoría, se construían con un gran firme. En primer lugar se efectuaba una excavación de tierras hasta encontrar una capa dura de cimentación, sobre la que se preparaba un lecho formado por arcillas y bolos o gravas de gran tamaño ( statumen); sobre esta capa se extendía otra de concreto de cal ( rudus) y en otros casos piedra machacada con materiales sueltos de grano fino ( nucleus), para sobre ésta, colocar como pavimento losas o lajas de piedra ( summa crusta) colocadas con el máximo cuidado formando un extraordinario pavimento continuo, donde las juntas se cuidaban mucho. Las vías urbanas de inferior categoría, se construían con un firme algo inferior y constaba de una base formada por grandes bolos y materiales sueltos de grano fino y a veces cemento rudimentario de puzolanas, para después colocar como pavimento losas o lajas de piedra. En otros casos, estas vías urbanas estaban formadas por dos bandas longitudinales de piedra y varias transversales para contener el empedrado concertado de los huecos centrales. Todos los firmes urbanos disponían de un enlosado final como pavimento, para comodidad del peatón, servir al tráfico lento de animales y carros y por razones de higiene. A las vías principales interurbanas se les daba otro tratamiento, al considerar que el tráfico era más rápido, normalmente no peatonal, suponiendo un gran peligro los enlosadados. Estas vías estaban construidas sobre cimientos de piedra de gran espesor, terminados superficialmente con piedra caliza de menor tamaño. El ancho de estas vías era de 5 a 6 m., 4,50 de calzada central para que pudieran cruzarse dos vehículos y el resto para dos paseos laterales. La mano de obra empleada en la construcción estaba formada por legionarios que eran a la vez terraplenadores y soldados y siempre lo siguieron siendo. El material básico utilizado en la mayoría de los casos, con preferencia a otros materiales, era la zahorra natural de granulometría muy variada. Los tamaños mayores se empleaban como cimiento del firme y sobre esa capa se colocaban otras de materiales sueltos de grano fino y en otros casos se estabilizaban con cal ya que la compactación era prácticamente nula. La Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES presencia del agua en el firme y los daños que ésta podía causar en el mismo, eran conocidos por los técnicos romanos, que trataron de evitarlos empleando una capa de arena entre la explanada y el resto del firme. Tanto las aguas sobrantes de las fuentes públicas como las de lluvia las canalizaban hasta las cloacas contribuyendo así a la salubridad pública. Las cloacas de sección rectangular, generalmente situadas en el eje de la calle, disponían de losas de cierre en la coronación con juntas a tope dejando un hueco entre una y otra a una distancia determinada para absorber el agua de lluvia. En este continente, los mayas, construyen caminos (Sache) para el acceso a los templos, empleando como cimiento piedras calizas blancas, apisonadas con cilindros de piedra, y como pavimento un enlosado de la misma naturaleza, conservándose en perfecto estado al no tener que soportar estos pavimentos la acción de las cargas de carros y caballerías etc. Otros caminos eran el Nohbe con gran ancho y las veredas (Colbe). Los aztecas construyeron calzadas locales y cortas situadas en los alrededores de México como empedrados apostillados, que aun existen uno de los más famosos es el Camino Real. La caída del Imperio Romano, supone su segregación en pequeñas naciones, despareciendo en parte la comunicación entre los pueblos. En aquellos siglos, las órdenes religiosas son las que fomentan la comunicación a través de los caminos peregrinos en España, Francia, etc., encargándose los señores feudales, de la conservación y mejora de los caminos de sus cercanías. En la Edad Media aunque en menor escala es frecuente la pavimentación con losas de piedra más o menos concertadas y también el empleo de piedras de tamaño más reducido como pavimento ( empedrados) para el tránsito de caballerías y ganados. A finales del siglo XVIII se inicia una nueva visión tecnológica de los pavimentos urbanos por razones de higiene, mejora del transporte, etc. La tipología de los pavimentos de piedra en las ciudades españolas es muy variada. Los más característicos son los siguientes:
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SES Pavimento de adoquín rodeno de 20 x 30 cm. y de 18 ó 20 cm. de espesor asentando sobre lecho de arena. Registro formado por bordillos de rodeno. Pavimento de adoquín mosaico de 10 x 18 cm. de pórfido de 6 a 8 cm. de espesor, tomado con mortero de cemento sobre base de concreto hidráulico de 20 a 30 cm. de espesor Pavimentos de concreto blindado de unos 20 cm. de espesor. Pavimento (firme blanco) que consistía en 20 cm. de piedra triturada y recebo con árido de machaqueo o tierra seleccionada. A principios del siglo XIX se comienzan a pavimentar calles utilizando alquitrán en riegos. Las primeras mezclas con alquitrán in situ se extendieron en algunas calles de Londres y más tarde en zonas peatonales de la Puerta del Sol, (Madrid). Posteriormente, en Estados Unidos se emplearon mezclas fabricadas a partir de rocas asfálticas y de asfaltos naturales. Como consecuencia del desarrollo de la industria del petróleo, se comenzó a emplear los betunes asfálticos para la fabricación de mezclas asfálticas, siendo el norteamericano Richardson el que estableció las bases de la tecnología de las citadas mezclas, que en la actualidad son básicas para la pavimentación. Sin embargo, el desarrollo tecnológico de estos materiales se produce durante la II Guerra Mundial por las urgentes necesidades de construcción de pistas de aeropuertos militares. Como pavimentos más característicos de aquella época podemos citar: Pavimento de losetas de asfalto comprimido de 20 x 20 x 4 cm. colocadas con mortero de cemento o con riego asfáltico en algunos casos, sobre una base de hormigón de unos 20 cm. de espesor Pavimento de asfalto fundido en capa de 5 cm. sobre base de concreto de unos 20 cm. de espesor. Pavimento Warren, llamado así por ser Warrenite la casa especializada en la construcción de estos pavimentos en los que se empleaban grandes dotaciones de betún. La sección de este firme era la siguiente: •30 cm. de zahorras naturales •10 cm. de piedra triturada
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SES •Riego profundo de 7 Kg. /m2 de betún 180/200 y extensión de árido rodado. •Riego superficial de 3 Kg. /m2 de betún 180/200 y extensión de árido rodado. A mediados del siglo XX, en las vías urbanas se comienzan a cubrir los antiguos pavimentos de piedra con capas de mezcla asfálticas, a pesar de su durabilidad y capacidad de soporte en algunos casos para resistir cargas pesadas, siendo entre otras causas las siguientes: •Refuerzos necesarios por aumento de las cargas de tráfico •Por ser su rodadura incomoda y ruidosa. •Convertirse en un peligro al hacerse deslizantes. •Su elevado coste de conservación tanto de materiales como de mano de obra. Hacer más visible la señalización horizontal, etc. A finales del último tercio del siglo XX, se emplean a gran escala innovaciones particularmente adaptadas a las necesidades urbanas, como son el micro aglomerado, pavimentos drenantes, fonoabsorbentes, etc.
9.4-Pavimentos de aceras: Parece ser que la primera vez que se construyeron aceras es en la ciudad de Pompeya donde la aristocracia romana tenía sus fincas de recreo. Como se observa en la, las aceras se encuentran elevadas respecto a la calzada y delimitadas lateralmente por un bordillo de piedra que sirviera de contención de las mismas, impidiendo o dificultando a las caballerías y carruajes, invadir las zonas reservadas a los peatones y encauzar las aguas de lluvia en su encuentro con la calzada. El pavimento era la piedra muy similar al utilizado para la calzada. Después de la caída del Imperio Romano, los anglosajones son los que comienzan a desarrollar las vías peatonales por el aumento del tráfico de carruajes y caballos y es alrededor del año 1.550, aproximadamente, cuando se comienza a apartar al peatón de la vía.
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SES En el transcurso de los siglos realmente se evoluciona muy poco en la construcción de aceras, hasta la aparición del automóvil que plantea la necesidad de establecer en las ciudades, calzadas para circulación de vehículos y vías para peatones. Estas pueden emplazarse junto a la calzada o ser independientes de la misma como es el caso de las zonas peatonales, pero elevadas respecto a la calzada. En cuanto al pavimento se emplea la piedra más o menos concertada. Actualmente, los guarniciones de delimitación acera-calzada son de piedra (granito, rodeno, calizo, etc.) o de concreto prefabricado de distintas formas y tamaños, asociados a éstos y para canalizar el agua de lluvia, se emplean rigolas, piedra natural, concreto prefabricado, etc., o caces en las calles de escasa pendiente longitudinal. En cuanto a los pavimentos empleados para vías peatonales con condicionantes distintos a los empleados en calzadas. Actualmente en las ciudades y poblaciones importantes se dispone de procedimientos (sistemas de gestión) consistentes en administrar el presupuesto asignado a la conservación de la red viaria urbana y que basándose en una información básica (características geométricas, secciones estructurales, tipos de tráfico, etc.) En la información del estado de los pavimentos, evolución de sus deterioros y en el comportamiento de los firmes, permite a los técnicos de conservación, definir los tratamientos adecuados para cada caso, orden de prioridad (actuación inmediata o a medio o largo plazo), valorar las correspondientes operaciones de conservación, coordinar y controlar las mismas, para así poder obtener el mayor aprovechamiento de los recursos disponibles.Fig.: 19. Fig.: 20. Fig.: 21. Pavimento de asfalto fundido
9.5-Conservación:
La conservación de las vías, data de los tiempos de Roma con grandes detalles técnicos, considerándose un servicio fundamental al Imperio, el mantener la red viaria que fue la más perfecta de la Edad Antigua. César Augusto fue nombrado curador y comisario de los grandes caminos de los alrededores de Roma y Julio César fue curador de la Vía Apia. El mantenimiento en las provincias dependía del gobernador y en cada municipio de los magistrados Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES locales. En los siglos siguientes existe un gran abandono de la conservación de las vías. En España, fue Carlos III y su Ministro el Conde de Floridablanca los que comenzaron la mejora de la red viaria. En Inglaterra, la Ley de pavimentación de Westminster, estableció un nuevo cuerpo funcionarial responsable de las mejoras de las calles,
10.-MARCO REFERENCIAL 10.1-Tipos de pavimentos:
Existen muchos. Antiguamente solo se dividían en rígidos y flexibles solo que se deben tomar en cuenta semi rígidos y semi flexibles, para describirlos más fácilmente se usara la tabla siguiente: Concreto Hidráulico con cemento Pórtland Concreto Asfáltico con Emulsión Adoquines naturales y artificiales Combinados Bases tratadas Revestimientos Cementaciones del terreno natural con polímeros Aglutinantes La combinación y futuros materiales como procedimientos de construcción que avanzan con la tecnología nos plantean una pregunta cómo será el transporte dentro de corto mediano y largo plazo, ya que se puede hoy volar El transporte tendrá que planearse para carga comercial únicamente ya que se puede trabajar desde casa.
10.2-Suelos:
En el diseño de pavimentos, es fundamental conocer algunas propiedades de los suelos existentes además de los traídos al lugar que nos permiten conocer sus características generales y sus comportamientos. Algunas de estas propiedades se obtienen mediante las pruebas que se describen a continuación: Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES Plasticidad: La plasticidad es la propiedad que presentan los suelos de poder deformarse, hasta cierto límite, sin romperse. Por medio de ella se mide el comportamiento de los suelos en todas las épocas. Las arcillas presentan esta propiedad en grado variable. Para conocer la plasticidad de un suelo se hace el uso de los límites de Atterberg. Estos límites son: Limite Líquido (LL), Limite Plástico (LP) y Límite de Contracción (LC) y mediante ellos se puede conocer el tipo de suelo en estudio. Todos los limites de consistencia se determinan empleando suelo que pasa por la malla No. 40. La diferencia entre los valores del límite líquido y del límite plástico da como resultado el índice plástico (IP) del suelo.
1.-LímiteLíquido. El límite líquido se define como el contenido de humedad expresado en por ciento con respecto al peso seco de la muestra, con el cual el suelo cambia del estado líquido al plástico. De esta forma, los suelos plásticos tienen en el límite líquido una resistencia muy pequeña al esfuerzo de corte y según Atterberg es de 25 g/cm2. Para determinar el límite líquido de un suelo se hace el siguiente procedimiento. 1a) Se toman unos 100 g de material que pasa la malla No 40, se colocan en una cápsula de porcelana y con una espátula se hace una mezcla pastosa, homogénea y de consistencia suave agregándole una pequeña cantidad de agua durante el mezclado. 2b) Se coloca una poca de esta mezcla en la copa de Casagrande, formando una masa alisada de un espesor de 1 cm en la parte de máxima profundidad. 3c) El suelo colocado en la copa de Casagrande se divide en la parte media en dos porciones, utilizando un ranurador. 4d) Se acciona la copa a razón de dos golpes por segundo, contado el número de golpes necesarios para que la parte inferior del talud de la ranura hecha se cierre precisamente a 1.27 cm (1/2”). Si no se cierra entre los 6 y 35 golpes, se recoge el material y se le añade agua y se vuelve a mezclar.
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SES 5e) Cuando se ha obtenido un valor consistente del número de golpes, comprendido entre 6 y 35 golpes, se toman 10 g aproximadamente de suelo de la zona próxima a la ranura cerrada y se determina el contenido de agua de inmediato. Se repite el ensaye y si se obtiene el mismo número de golpes que el primero o no hay diferencia en más de un golpe, se repite el ensaye hasta que tres ensayes consecutivos den una conveniente serie de números. 6f) Se repiten los pasos del 2 al 5, teniendo el suelo otros contenidos de humedad. De este modo se deben tener, por lo menos, dos grupos de dos a tres contenidos de humedad, uno entre los 25 y 35 golpes y otro entre los 6 y los 10 golpes con el fin de que la curva de fluidez no se salga del intervalo en que puede considerarse recta, según lo indica Casagrande. 1g) Se unen los tres puntos marcados para el intervalo de 6 a 20 golpes con una línea recta y se señala el punto medio. Se repite para los dos o tres puntos dentro del intervalo de 25 a 35 golpes. 2h) Se conectan los puntos medios con una línea recta que se llama curva de fluidez. El contenido de humedad indicado por la intersección de esta línea a 25 golpes es el límite líquido del suelo.
2. Límite Plástico: Es el contenido de humedad, expresado en por ciento con respecto al peso seco de la muestra secada al horno, para el cual los suelos cohesivos pasan de un estado semisólido a un estado plástico. El límite plástico se determina con el material sobrante del límite líquido y al cual se le evapora humedad por mezclado hasta obtener una mezcla plástica que sea moldeable. Se forma una pequeña bola que deberá arrodillarse enseguida aplicando la suficiente presión a efecto de formar filamentos. Cuando el diámetro del filamento resultante sea de 3.17 mm (1/8”) sin romperse, se debe de continuar hasta que cuando al rodillar la bola de suelo se rompa el filamento al diámetro de 1/8” se toman los pedacitos, se pesan, se secan al horno en un vidrio, vuelven a pesarse ya secos y se determina la humedad correspondiente al límite plástico. LP.=Ph-PsX100 Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES Ps L.P. = Humedad correspondiente al límite plástico en % Ph = Peso de los filamentos húmedos en gramos Ps = Peso de los filamentos secos en gramos.
Prueba Proctor: La prueba Proctor se refiere a la determinación del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por el procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad. Su objetivo es: Determinar el peso volumétrico seco máximo γ máx que puede alcanzar un material, así como la humedad optima wo que deberá hacerse la compactación. Determinar el grado de compactación alcanzado por el material durante la construcción o cuando ya se encuentran construidos los caminos, relacionando el peso volumétrico obtenido en el lugar con el peso volumétrico máximo Proctor. La prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente la malla No 4, o que cuando mucho tengan un retenido de 10 % en esta malla, pero que pase dicho retenido totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” debe determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de Porter estándar. También debe efectuarse la prueba Porter estándar en arenas de río, arenas de minas, arenas producto de trituración, tezontles arenosos y en general en todos aquellos materiales que carezcan de cementación.
Procedimiento: Se obtienen 3 Kg. de material previamente secado al sol. Se tamiza por la malla No 10, y los grumos que se hayan retenido se disgregan perfectamente y se vuelve a tamizar por la misma malla, continuándose este proceso hasta que las partículas que se retengan en la malla no se puedan disgregar. Terminada esta operación se mezcla perfectamente todo el material y se adiciona el material y se adiciona la cantidad de agua necesaria para iniciar la prueba. La cantidad de agua que se adiciona deberá ser la necesaria para que Ing. Jorge Alberto Muñoz Escudero
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SES una vez repartida uniformemente presente el material una consistencia tal que al ser comprimido en la palma de la mano no deje partículas adheridas a ella ni la humedezca, y que a la vez el material comprimido pueda tomarse con dos dedos sin que se desmorone. El material que contiene ya la humedad necesaria para iniciar la prueba se tamiza por la malla No 4, se mezcla para homogeneizarlo y se compacta en el molde cilíndrico en tres capas aproximadamente iguales. El pisón metálico de 2.5 Kg. se deja caer desde una altura de 30 cm. Deberán de darse 30 golpes repartidos uniformemente para apisonar cada capa. Una vez apisonada la última capa se remueve la extensión y se elimina el excedente de material del molde cilíndrico y se pesa éste con todo y su contenido. A continuación se extrae la muestra compactada del cilindro y se pone a secar una pequeña cantidad del corazón de la muestra para determinar su humedad. La muestra que ha sido removida del molde cilíndrico se desmenuza hasta que pasa la malla No 4, se añaden 60 CC (2% en peso de agua) y se repite el procedimiento descrito. Esta serie de determinaciones continúan hasta que la muestra esté muy húmeda y se presente una disminución apreciable en el peso del suelo compactado.
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El peso volumétrico húmedo para cada contenido de humedad se calcula con la siguiente fórmula: γ h = Ph Vt γ h = Peso volumétrico húmedo en g/cm3 Ph = Peso del material húmedo compactado en el molde, en gramos. Vt = Volumen del molde en cm3 El contenido de humedad se calcula con la siguiente fórmula w = Ph –Ps X 100 Ps El peso volumétrico seco para cada peso volumétrico húmedo y su correspondiente humedad se calculan por la siguiente fórmula: γ s = γh 1+ w w = Contenido de la humedad en porcentaje Pw = Peso de la muestra húmeda, en gramos Ps = Peso de la muestra seca, en gramos γs = Peso volumétrico seco, en g/cm3 γh = Peso volumétrico húmedo, en g/cm3 Los peso volumétrico secos y las humedades correspondientes se utilizan para trazar la curva peso volumétrico seco - humedad, marcando en el eje de las abscisas los contenidos de humedad. La humedad que genera mayor peso volumétrico es la que permite la mayor compactación del material y se le conoce como humedad óptima de compactación. En la misma gráfica se dibuja la curva de saturación teórica. Esta curva representa la humedad para cualquier peso volumétrico, que sería necesaria para que todos los vacíos que dejan entre sí las partículas sólidas estuvieran llenos de agua. El peso volumétrico seco correspondiente a la curva de saturación teórica para la humedad dada se calcula con la fórmula: γscs = 100 D a X 100 (kg / m3) 100 + wDr
γscs = Peso volumétrico seco de la curva de saturación (kg / m 3) Da = Densidad absoluta del material que pasa la malla No 400 en g/cm 3 Dr = Densidad relativa del material que pasa por la malla No 40 La curva de saturación teórica tiene por objeto comprobar si la prueba Proctor fue correctamente efectuada, ya que la curva de saturación y la curva Proctor nunca deben cortarse dado que es imposible en la práctica llenar totalmente con agua los huecos que dejan las partículas del suelo compactado. La curva de saturación teórica sirve para determinar si un suelo, en el estado en que se encuentra en el lugar, es susceptible de adquirir mayor humedad o mayor peso volumétrico fácilmente. Así, una vez hecha la determinación del peso volumétrico y humedad en el lugar se calcula el porciento de huecos llenos de aire con la siguiente fórmula: Va = γscs - γs X 100 γs Va = Volumen de huecos llenos de aire % γscs = Peso volumétrico seco de suelo compactado correspondiente a la humedad w γs = peso volumétrico de la curva de saturación teórica correspondiente a la humedad w Si este valor es mayor de 6.5%, el suelo se encuentra en condiciones de adquirir un peso volumétrico mayor con la humedad que contiene, o bien, sin variar su peso volumétrico seco, incrementar su humedad.
Prueba Porter Estándar: Esta prueba tiene como finalidad determinar el peso volumétrico seco máximo de compactación Porter y la humedad óptima en los suelos con material mayor de 3/8” y los cuales no se les pueden hacer la prueba Proctor. Esta prueba sirve también para determinar la calidad de los suelos en cuanto a valor de soporte se refiere, midiendo la resistencia a la penetración del suelo compactado y sujeto a un determinado periodo de saturación. Esta prueba se lleva a cabo de la siguiente forma: La humedad óptima de Porter es la humedad mínima requerida por el suelo para alcanzar su peso volumétrico seco máximo cuando es compactado con una carga unitaria de 140.6 Kg. /cm 2. Para obtener la humedad óptima y el
peso volumétrico seco máximo se obtiene una muestra de 4 kg de material secado, disgregado y cuarteado. Cuando se ha logrado la disgregación de los grumos se tamiza la muestra por la malla ¾”. Se le incorpora cierta cantidad de agua, cuyo volumen se anota, y una vez lograda la distribución homogénea de la humedad se coloca en tres capas dentro del molde de prueba, y cada una de ellas se les da 25 golpes con la varilla metálica. Al terminar la colocación de la última capa se compacta el material aplicando cargas uniformes y lentamente procurando alcanzar la presión de 140.6 kg/cm 2 en un tiempo de 5 minutos, la que debe mantenerse durante 1 minuto, e inmediatamente hacer la descarga en otro minuto. Si al llegar a la carga máxima no se humedece la base del molde, la humedad de la muestra es inferior a la óptima. A otra porción de 4 kg de material se le adiciona una cantidad de agua igual a la anterior más 80 cc y se repite el proceso. Si al aplicar la carga máxima se observa que se humedece la base del molde, el material muestra una humedad ligeramente mayor que la óptima de Porter. Para fines prácticos es conveniente considerar que el espécimen se encuentra con su humedad óptima cuando se inicia el humedecimiento de la base del molde, siendo esta la más adecuada para su compactación. Se determina la altura del espécimen restando la altura entre la cara superior de éste y el borde del molde de la altura total del molde, y con este dato se calcula el volumen del espécimen. Se pesa el espécimen con el molde de compactación, se le resta el peso del molde y se calcula el peso volumétrico. γh = Ph Vt γh = Peso volumétrico húmedo, en g/cm3 o kg/m3 Ph = Peso del material húmedo compactado dentro del cilindro Porter, en gr. o Kg Vt = Volumen del espécimen en cm3 o m3 Se extrae el material del molde y se pone a secar a una temperatura constante de 100 a 110 °C hasta peso constante. Se deja enfriar el material y se pesa y se calcula la humedad y el peso volumétrico seco máximo. w = Ph –Ps X 100 Ps
γ s = γh 1+ w
Valor Relativo de Soporte VRS CBR: Es un índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas de compactación y humedad, y se expresa como el tanto porciento de la carga necesaria para introducir un pistón de sección circular en una muestra de suelo, respecto a la profundidad de penetración del pistón en una piedra tipo triturada. Por lo tanto, si P2 es la carga en kg necesaria para hacer penetrar el pistón en el suelo en estudio, y Px=1360 kg, la precisa para penetrar la misma cantidad en la muestra tipo de piedra triturada, el valor Relativo de Soporte del suelo es de VRS = (P2/1360) * 100
Módulo de Reacción (k): Es una característica de resistencia que se considera constante, lo que implica elasticidad del suelo. Su valor numérico depende de la textura, compacidad, humedad y otros factores que afectan la resistencia del suelo. La determinación de k se hace mediante una placa circular de 30” de diámetro bajo una presión tal que produzca una deformación del suelo de 0.127 cm (0.05”). En general se puede decir que el módulo de reacción k es igual al coeficiente del esfuerzo aplicado por la placa entre la deformación correspondiente producida por este esfuerzo. Más adelante se hace referencia a esta propiedad tan importante para el diseño de pavimentos.
Índice de Expansión IE: Un valor muy importante ya que este índice nos dice si expande el volumen de suelo ante la presencia de agua y se determina no mayor de 30 milésimas de pulgada como límite de confianza mas de este producirá fallas grietas y deformaciones que deterioran la superestructura ( pavimento)
Todas estas pruebas nos dan información para toma de decisiones ya que tenemos que ser sensibles con la construcción de pavimentos y hacer una decisión duradera, factible además de ser para alcanzar a darle al ciudadano una calidad de vida mayor al límite de sus posibilidades
11.-PROCESO CONSTRUCTIVO: Las nuevas tecnologías de construcción de pavimentos rígidos, se han desarrollado para cubrir diferentes necesidades de pavimentación y mejorar sustancialmente el comportamiento y confort de los caminos. Estas technologies las po démos clasificar de la siguiente manera: 1 2- Pavimentación con Cimbra Deslizante 3- Pavimentación con Cimbra Fija Ambos esquemas de pavimentación se pueden utilizar indistintamente, sin embargo, es más común que las Autopistas, Carreteras y Avenidas Urbanas Importantes utilicen primordialmente la cimbra deslizante y que en pavimentos urbanos en calles se utilice con mayor frecuencia la pavimentación con cimbra fija.
11.1- Peliminares En la construcción de pavimentos de concreto se requieren de algunas actividades previas que son necesarias para el desarrollo del proyecto. Estas actividades pueden corresponder tanto para un pavimento nuevo como para una sobre carpeta de concreto. A continuación se describen de manera breve algunas de las actividades previas a la colocación del pavimento de concreto.
a). Terracerías Para el caso de pavimentos nuevos es normal que se requiera de la formación de cuerpos de tercerías como la construcción de un terraplén y capa subrasante. Estos elementos deberán apegarse a las Normas de Construcción vigentes de la Entidad Especificadora.
b). Base Estabilizada con Cemento Sobre la capa subrasante debidamente terminada, y según indiquen los planos del proyecto se podrá construir una capa de base estabilizada del espesor
indicado en planos, compactada al 100% de su PVSM. La construcción de la base estabilizada se ejecutará con las características y materiales indicados en las Especificaciones para Bases del Especificador. La proporción de cemento Portland a utilizar deberá determinarse mediante pruebas de laboratorio esto con el fin de obtener una resistencia a la compresión axial simple de 21 Kg./cm2 como mínimo a los 7 días. El porcentaje de cemento Portland será como mínimo 4% en peso del PVSM del material pétreo.
c). Base de Relleno Fluido De acuerdo con la especificación en planos en los sitios donde corresponda se colocará una base de relleno fluido de resistencia, tiempo de apertura, revenimiento y espesor especificada en planos. La colocación de la base se hace directamente del camión revolvedor sobre la subrasante ayudando a su colocación con herramientas manuales, no deberá ser vibrado para evitar que salga el aire incluido que tiene la mezcla, no requiere ser compactado con medios mecánicos ya que es auto compactable al 100%, así mismo no requiere de curado. Dependiendo del revenimiento especificado se requerirán cimbras para darle la forma especificada. En Rellenos Fluidos convencionales la apertura al tráfico se deberá dar hasta después de 24 horas de haberlo colocado.
d). Riego de Impregnación Sobre la base estabilizada debidamente terminada, superficialmente seca y barrida, se aplicará en todo el ancho de la corona y en los taludes del material que forme dicha capa, un riego de imprimación con emulsión asfáltica catiónica de rompimiento lento o súper estable a razón de 1.0 lts/m2 aproximadamente. El producto asfáltico deberá cumplir con las Normas de Calidad establecidas por la Entidad Especificadora.
e). Bacheo de Caja Para la ejecución del trabajo se requieren taladros neumáticos, picos, escarificador de moto conformadora u otro equipo apropiado para remover las capas de la estructura existente, cargador, vehículos de transporte de materiales, elementos adecuados para la compactación del fondo de la excavación y herramientas menores.
La excavación deberá tener bordes verticales bien definidos, sus caras longitudinales y transversales deberán ser paralelas y perpendiculares al eje de la vía, respectivamente; su fondo deberá ser plano, uniforme y firme. El fondo de la excavación deberá ser compactado en un espesor no menor de 15 cm. de acuerdo con los niveles de compactación que se indican a continuación. Si la superficie expuesta corresponde a una subrasante o una sub-base granular, ningún ensayo podrá dar lugar a un porcentaje de compactación inferior al noventa y cinco por ciento (95%) con respecto a la densidad máxima del ensayo proctor modificado. Cuando se trate de una capa de base granular, la exigencia se incrementará al cien por ciento (100%). Deberán retirarse todos los materiales inadecuados, los cuales deberán ser cargados en camiones cubriéndolos con lonas u otros protectores adecuados, debidamente asegurados a la carrocería y transportados a los sitios de disposición indicados en los documento del proyectos o definidos por el Especificador. Los materiales deberán disponerse de manera que cumplan todas las reglamentaciones legales vigentes al respecto, en especial las referentes a la protección del medio ambiente. Una vez terminada la compactación de la capa del fondo se deberá reponer el material desalojado con Relleno Fluido auto-compactable con una resistencia a la compresión no menor a los 30 Kg./cm2. El relleno fluido deberá colocarse con las recomendaciones descritas anteriormente en el tema de Bases de Relleno Fluido y se deberá rellenar con este material hasta el nivel original del pavimento existente. El relleno fluido se podrá colocar en una sola capa. El bacheo se debe realizar en los sitios en donde existen huecos que comprometan la integridad de la base. El procedimiento es el siguiente: 1- Identificación de la falla 2- Demarcación de la caja, alrededor del bache 3- Demolición y retiro de la carpeta asfáltica, excavación y retiro del material de base, hasta encontrar material sano. 4- Compactación de la base remanente 5- Colocación de Relleno Fluido hasta el nivel superior de la carpeta asfáltica.
f). Fresado de Pavimento Asfáltico Este trabajo consiste en la obtención de un nuevo perfil longitudinal y transversal de un pavimento asfáltico existente, mediante su fresado en frío, de acuerdo con los alineamientos y dimensiones indicados en los documentos del proyecto y las especificaciones pero hoy existen maquinaria especializada para fresado y ya no se requiere de golpeteo con martillo neumático y cortadoras además de levantar material al dompe esto es automático.
Instrucciones del Especificador, para lograr la colocación de un espesor de pavimento constante que es más fácil de cuantificar. El equipo para la ejecución de los trabajos deberá ser una máquina fresadora cuyo estado, potencia y capacidad productiva garanticen el correcto cumplimiento del plan de trabajo. Si durante el transcurso de los trabajos el Supervisor observa deficiencias o mal funcionamiento de la máquina, ordenará su inmediata reparación o reemplazo. Cuidado de donde se reciclan dichos desperdicios que son potencialmente cancerígenos por lo que recomiendo sean reutilizados en bases y pavimentos lo más pronto posible. Inmediatamente antes de las operaciones de fresado, la superficie de pavimento deberá encontrarse limpia y, por lo tanto, deberán adelantarse las operaciones de barrido y/o soplado que se requieran para lograr tal condición.
El fresado se efectuará sobre el área que determine el Especificador, a temperatura ambiente y sin adición de solventes u otros productos ablandadores que puedan afectar la granulometría de los agregados o las propiedades del asfalto existente. El espesor del mismo será el indicado en las especificaciones del proyecto. El material extraído deberá ser transportado y acopiado en los lugares que indiquen los documentos del proyecto. Durante la manipulación del material fresado, deberá evitarse su contaminación con suelos u otros materiales extraños. En caso de requerirse el fresado en proximidades de guarniciones y en otros sitios inaccesibles al equipo de fresado, el pavimento deberá removerse empleando otros métodos que den lugar a una superficie apropiada. Para esto se puede hacer uso de herramienta conocida como YOUTUBE.COM Recomendado para ver videos de cómo de lleva acabo dichas prácticas de AASHTO ASTM o ACI etc... Hechos por la Universidad de La Loya muy interesantes y utilizados por mí en la impartición de mis clases dentro del Tecnológico de Tijuana es sencillo su utilización poco lento la metodología pero tiene la ventaja de Fast foward para llegar al grano (LMPP) Lo Mas Pronto Posible. Estará el link en las hojas finales y una relación de las más utilizadas.
12,- MARCO REFERENCIAL 12.1 Referencias en pavimentos. Pavimentos existen en dos grandes grupos los Rígidos (con cemento gris Portland) y Flexibles de aglutinante asfáltico y/o emulsiones por esto se requiere diferenciar que para esta propuesta de tesis, ya que anteriormente se explicó como surgió la necesidad de buscar otra opción de pavimentar con concreto hidráulico, razón de que en ocasiones se pavimentaba con una capa delgada de asfalto para posteriormente cuando pasara el tiempo y llegaran los servicios de drenaje y agua
potable no fuera una perdida de inversión subtanciable al cortar el asfalto y zanjear para la colocación de los tubos, es por este motivo que queda en Tijuana el concepto de que se pavimenta y luego se daña para la colocación de servicios y dicho conocido por todos los Ti juaneses. Es por esto, que se busca otra opción de mayor eficiencia con menores afectaciones a los vecinos, usuarios y parte involucrados en el destino del servicio de su, calle con todo lo que implica, descrito anteriormente. El pavimentar con concreto hidráulico de cemento gris Portland en espesores de 10 cm o mayor, garantiza mayor durabilidad y al aplicar el concepto de tapas o precortes garantiza menor costo de colocación de instalación de los servicios en futuras mejoras a los vecinos, ya que no tendrán que invertir en cortar el concreto con disco o martillos neumáticos que deterioran el pavimento existente. 12.2.- Limitantes. Este concepto de pavimentación con precortes en concreto hidráulico no es para colonias con recursos o construcción formal donde existen desarrolladores (constructoras) y financiamiento bancario créditos puente u otro tipo donde se construyen bajo régimen legal, este proyecto de solución a una problemática social donde esta rebasado la responsabilidad social del gobierno a dotar de servicios básicos a los ciudadanos que se están haciendo cada día mas los que posesionan colonos reubicados, reacomodados y/o paracaidistas que carecen de calidad de vida minima. 12.3.- Programas Sociales. Existen varios programas sociales del gobierno para lograr mitigar o reducir el impacto social através de los tiempos, trataremos de enunciar algunos programas memorables en la ciudad de Tijuana y nacionales: • SOLARIDAD
• • • • • • •
UMU Unidad Municipal de Urbanización Consejo Local de Urbanización Municipal Promotora Estatal PRODEUR Promotora de desarrollo Urbano Rubro 20 Rubro 33 Otros
Solo algunos donde se tiene financiamiento Federal Estatal y Municipal además de algunos apoyos Internacionales como el BID Banco Internacional de Desarrollo etc. Todos estos son apoyos financieros para lograr mejoras sociales, donde posteriormente podrán recuperar por medio de pago de impuestos por el predial y en casos difíciles se toman a fondo perdido ya que implican vialidades de crecimiento o acceso a colonias donde nadie puede justificar su propiedad legal y por ende no tendrá manera de pagar impuestos y tendrá que esperar hasta que se le normalice su situación legal de su predio.
13.- MARCO LEGAL 13.1.- Proyecto Existe una necesidad de normar y legislar este concepto de “CALLE INTELIGENTE” requiere de la elaboración de Manual y procedimiento de construcción además de varias reuniones con técnicos, consejos, Colegios, cabildeo y otras maneras de que pueda aceptarse como una forma nueva de pensar e intentar proyecto piloto, pudiéndose ofertar a proveedores de concreto en conjunto con el gobierno en zonas de conflicto social. No es nuevo esta manera de pensar ya que se han intentado pavimentos similares en Tijuana con proyectos piloto como CCR Concreto
compactado con Rodillo en acceso Camino Verde de la colonia Sánchez Taboada, otro proyecto piloto fue el UTW Pavimento Whitetoping Ultra Delgado en Calle Novena, Colonia Independencia, y Boulevard Agua Caliente de Fundadores a Calete, estos concretos fueron donados por el proveedor y mano de obra pagado por el ayuntamiento de 1991. Como hoy ya vemos que floreció en un macro proyecto nacional de Cemex, donde se puede ver que sale mejor invertir en nuestro país. 13.2-Legislación. Existen varias Normas, Leyes, Códigos, Referencias, Especificaciones y otros conceptos que legislan este tipo de pavimentación. Razón de evitar que el consumidor sea gobierno o particulares afectado por falta de información y no sea un pleito de que yo dije o tú dijiste. Por esto dichas Reglas son descritas con anterioridad para poder vivir en estado de derecho, y no ser arbitrario en los criterios de planeación construcción, mantenimiento y conservación, a continuación mencionare las mas comunes y nos rigen nacional e internacionalmente. • • • • • • • • •
NOM Normas Oficiales Mexicanas. SCT Secretaria de Comunicaciones y Transportes ACI American Concrete Institute AASHTO American Association Standards Highway Transportation Officials IMT Instituto Mexicano del Transporte Reglamentos de Vialidades Municipales y Estatales Ley de Edificaciones del Estado Reglamento de vivienda de INFONAVIT, CONAVI, FOVISSTE Otros
14.- ESTUDIO HIDROLOGICO DE LA CIUDAD DE TIJUANA 14.1-Descripción física: La cuenca cubre 4430 Km2 (1750 millas cuadradas) de las Montañas Laguna en los EE.UU. a las de montañas Sierra de Juárez en el sur. Las tributarias más importantes son el Arroyo Cottonwood (EE.UU.), Arroyo Pine (EE.UU.) y el sistema del Río Las Palmas (México). Esta área se caracteriza por terreno montañoso escarpado y por un clima Mediterráneo. La cubierta de la vegetación es dominada por chaparral y matorrales de salvia costera, así como pantanos (piscinas vernales y zonas ribereñas) y coníferos en las montañas. La temperatura varía entre 8 y 18 grados centígrados y la precipitación entre 150 a 650 mm por año. Ver. (Wakida 1998) (Wright 1999).
14.2-Topografía
14.3-Inundaciones: Los problemas causados por la topografía accidentada y colonización ilegal desorganizada en las laderas incluyen erosión, inundaciones, y deslaves. Precipitaciones intensas provocaron las inundaciones severas de 1980, 1983, y 1993. Estos efectos fueron devastadores en el hábitat natural, las construcciones, la propiedad privada y en los servicios de transporte del Valle del Río de Tijuana. Se anticipa que estas inundaciones continuarán ocurriendo en la cuenca debido al incremento de urbanización, la pérdida de vegetación en las laderas, la acumulación de sedimento y otros escombros en canales de desagüe, así como el sistema inadecuado de desagüe de tempestad. Ver. (CNA 1995).
14.4-Cantidad y calidad de agua:
El agua es escasa en la cuenca, con lluvia variable promediando solamente 250 Mm. (10 pulgadas) por año. El agua importada del Río de Colorado sirve gran parte de esta área. Ver (Gángster, Sweedler, and Clement 2001). El Río Tijuana descarga en el Estuario de Río Tijuana en los EE.UU. Expertos han medido algunas de las concentraciones más altas de sólidos suspendidos, Cd, Cu, Ni, Pb, Zn y PCB de California Sur. Estos metales pesados pueden bioacumularse en las personas y animales causando daño a la salud humana. Ver (SCCWRP 1992). A medida que el agua se hace más escasa y costosa convendría considerar aumentar el uso de agua subterránea de la cuenca de Río Tijuana. La contaminación de acuíferos por desagüe de aguas residuales, abonos, y uso de pesticidas causa preocupación por la salud de los residentes que usan posos. La descarga ilegal de elementos tóxicos por industrias y negocios en México es difícil de controlar. Por el lado de EE.UU., los desechos de agricultura (fuentes de nitrógeno, el fósforo, el potasio y pesticidas) y los desechos industriales contribuyen a la contaminación de la cuenca. Los hospitales en el Condado de San Diego y en México han registrado un aumento en tuberculosis y defectos de nacimiento tales como deformidades, retrazo mental, o niños nacidos sin cerebros (anencefálicos). (EPA 2000) (TED 1997).
14.5-Geología y suelos:
El suelo de la subrasante está constituido al inicio por un estrato grueso de carácter arcilloso que según el Sistema Unificado de Clasificación del Suelo “ SUCS “, se los identifica como GC, gravas arcillosas, y según el sistema AASHTO, se los determina como A 2 – 4, con índice de grupo 0, luego se puede determinar un suelo fino de carácter arcilloso, que según el Sistema Unificado de Clasificación del Suelo, se lo identifica como SC, arenas arcillosas y según el sistema AASHTO, se lo determina como A 7 – 6, con índice de grupo 5, posteriormente se presenta un suelo MH, limos inorgánicos y según el sistema AASHTO A 7 – 5, con índice de grupo 17, finalmente aparece un suelo ML, limos inorgánicos, y según el sistema AASHTO A 7 – 5, con índice de grupo 13.
14.5-Geomorfología.
14.6-Climatología y lluvias: La información relativa acerca de los aspectos climáticos de la zona, proviene de los registros meteorológicos de la estación localizada La Presa que se ubica a 5 kilómetros al sureste de frontera.
Predomina el clima cálido. La formación ecológica predominante corresponde a la conocida como desértica climáticas típicas son la presencia de temperaturas medias anuales de 28AC. Máx. 42°C min. De 2°C.
Los vientos son moderados en la zona, con una velocidad de máx. 140 Km. /hr, con esporádicos vientos Santanas en cuanto a la dirección son cambiantes, habiéndose registrado un predominio de vientos en la dirección sur – sureste. La época de mayores lluvias coincide con la temporada conocida como estación invernal, durante los meses de Noviembre a Abril, la cual aporta el 90% de las precipitaciones anuales (máximo mensual registrado 50 milímetros mensuales). La humedad relativa del ambiente es alta, presentándose casi constante durante todo el año, con una media anual del 70%. El sistema hidrográfico de la zona está constituido por la presencia del río Tijuana, arroyo Alamar y Arroyo Tecate y por los numerosos riachuelos existentes contaminados por (drenajes).
14.7-Resumen de las caracterĂsticas de diseĂąo:
Durante el proceso de diseño se procuró armonizar las normas y secciones típicas adoptadas con las características topográficas prevalecientes en cada uno de los tramos. Especial atención se dio a la solución de interferencias entre la localización de la vía e instalaciones, tales como las líneas de transmisión de energía, viviendas, etc. En todos los casos, se mantuvo siempre como criterio básico, la necesidad de armonizar los intereses particulares con los del proyecto. Ya se movieron líneas de alta tensión y postes de electricidad además de señalamientos. Recomendación de poner importante interés en verificación de los pins e hilo que norma el espesor y el confort del usuario que transita dicha vía.
Procurando corregir la rasante existente y lograr mejor superficie de rodamiento verificable con perfilo grafo y prueba de evacuación de agua. El no hacer bien los trabajos nos llevara a tener este tipo de problemas….
Problemas más caros de repararon que otras alternativas. Por esto se recomienda Supervisión más proactiva y uso del capitulo siguiente de Ideología e hidráulico ya que cualquier tipo de pavimento existe 3 causas que deterioran y acortan la vida útil del pavimento y son: 1. 2. 3.
DRENAJE DRENAJE DRENAJE
15.-CALCULOS Y SUGERENCIAS PARA ESTUDIOS HIDROLÓGICOS E HIDRÁULICOS 15.1-Generalidades:
Dentro de la documentación precontractual del contrato para el diseño de la vía, no constan los estudios hidrológicos e hidráulicos, sin embargo se establecerán algunos parámetros que servirán para el diseño de alcantarillas y puentes pequeños, así como se anexarán planos tipo que podrían ser utilizados para este propósito. A lo largo del proyecto se pueden identificar cauces de esteros, ríos y pequeñas quebradas, las mismas que en época invernal conducen un volumen significativo de agua, sitios en donde serán ubicadas alcantarillas y estructuras de puentes. Obras Publicas Municipales de Tijuana, deberá contratar todos los estudios que se han mencionado anteriormente para efectos de la óptima ejecución de vía y obras hidráulicas, obra de magnitud a la cual se debe darle la importancia del caso. Un estudio hidrológico está destinado a disponer del régimen hídrico de la región por donde cruza la carretera y la determinación de los desagües en los lugares por donde se construirán las obras de arte. Hidrología (ver anexo de hidrología de Tijuana)
15.2-Metodología: Las investigaciones hidrológicas deben ser orientadas a la determinación de parámetros de apoyo para los cálculos respectivos, con la ayuda de observaciones de campo complementarias a los datos obtenidos en el cálculo hidrológico. La secuencia de actividades es la siguiente: o Acopio de información o Procesamiento de la información o Determinación de caudales de diseño
15.3-Recopilación de la información: La identificación de los principales cauces que son interceptados por la vía debe ser realizada a través de inspecciones de campo y la medición de áreas de aportaciones mediante el empleo de fotografías aéreas.
La información hidrológica de la zona debe ser obtenida de estaciones que suministren datos del caudal o escorrentía superficial. Se debe disponer de datos para la precipitación máxima registrada durante 24 horas, curvas intensidad – duración, caudales de crecida para períodos de retorno de 50 y 100 años, longitud y desnivel de los cursos de agua. USA existe inflo.
15.4-Procesamiento de la información: Con la información obtenida, para el caso de cuencas hidrográficas pequeñas, se podrían calcular los caudales mediante la aplicación de la fórmula racional, cuya expresión es la siguiente: Q = C x I x A/360 Donde: Q
=
Caudal de diseño (m3/seg)
C
=
Coeficiente de escorrentía
I
=
Intensidad de precipitación (milímetros/hora)
A
=
Area de drenaje (Ha)
Los parámetros de intensidad de precipitación y coeficiente de escorrentía deben ser estudiados separadamente.
15.5-Intensidad – Duración – frecuencia: Estos datos pueden ser obtenidos en base a registros efectuados en estaciones meteorológicas cercanas al centro de gravedad del proyecto o que sean representativas de la zona en estudio.
El método empleado para el análisis estadístico, corresponde a Ven The Chow, quien proporciona la definición, en base a los datos registrados, de la siguiente expresión analítica: I
=
KTm x Pmax 24 tn
Donde: I
=
Intensidad de precipitación (milímetros por hora)
T
=
Período de retorno (años)
t = (minutos)
Tiempo de duración de la tormenta o tiempo de concentración
K,m,n =
Constantes de ajuste de las ecuaciones
Pmax=Precipitación máxima en 24 horas
15.6-Período de retorno: El período de retorno puede ser definido de la siguiente manera: Tipo de drenaje
Período de retorno Tr (años)
Estructuras menores de drenaje (alcantarillas) Estructuras de drenaje superficial (cunetas)
25 5
15.7-Tiempo de concentración: El tiempo de concentración, o tiempo que se demora una partícula de agua en recorrer desde el punto más alejado de la cuenca hasta el punto donde intercepta la vía, se calcula por medio de fórmulas, siendo la más utilizada en carreteras la expresión de Clark: 0.385
tc
=
0.0195
L3
H Donde: tc
=
Tiempo de concentración (minutos)
L
=
longitud del cauce máximo (metros)
H = (metros)
Diferencia de nivel entre los puntos extremos del curso de agua
Para las áreas de reducidas dimensiones se deben asumir valores mínimos de concentración, de acuerdo con los siguientes criterios: Tipo de drenaje
Tiempo de concentración Tc (minutos)
Para alcantarillas (los valores que se adoptan dependen de la forma, gradiente y extensión del área de drenaje)
10 – 20
Para cunetas (los valores que se adoptan dependen de las Gradientes longitudinales de la vía y de las alturas de corte)
5 – 10
15.8-Coeficiente de escurrimiento: Este coeficiente o porcentaje, que representa la cantidad de escurrimiento superficial que efectivamente se desplaza (el resto se pierde por filtración, evaporación y otros factores) se debe establecer en base a observaciones directas de campo, correlacionadas con los factores establecidos en tablas existentes mismas que varían de acuerdo a factores como: topografía del terreno (pendiente), tipo de suelo (permeable, semipermeable o impermeable) y cobertura vegetal (sin vegetación, cultivos, hierbas, bosques, pastos).
Se asume para el presente caso un valor de C = 0,30
15.9-Determinación de caudales de diseño: Empecemos calculando el valor correspondiente a Intensidad Para un tiempo de concentración entre 5 < t < 40 minutos: I
=
KTm x Pmax 24
=
tn
1,63 x 250,135 x 194,50
= 187,20 m/hora
150,355
Conocemos que Pmax 24 horas = 194,50 mm/hora Se asume: o T = 25 años o t = 15 años o Luego: Q = C x I x A/360 Para el diseño consideramos un valor de A = 20 Ha. Q=
0,30 x 187,20 x 20
=
3,12 m3/sg.
360
15.10-Cálculo de caudales para alcantarillas: Las secciones mínimas de los conductos para evacuar los caudales de diseño, pueden ser obtenidas en base a la fórmula de Manning que es la siguiente: V
=
1 R2/3 J1/2 n
Donde: V
=
Velocidad (m/s)
N = 0,012 )
Coeficiente de rugosidad del material ( para el caso de hormigón =
R
Radio hidráulico = A
=
P J
=
= Area mojada Perímetro mojado
Pendiente de la alcantarilla
Realizado los cálculos determinamos y adoptamos la sección de 1,00 x 1,20 metros, los cuales serán colocados cada 500 metros y en los lugares en donde la topografía del terreno así lo requiere.
15.11-Cálculo de caudales para cunetas longitudinales: No se considera la construcción de cunetas longitudinales, sin embargo en caso de requerirlas, las mismas deben transportar un caudal máximo que no desborde sobre la vía, en una longitud máxima que depende directamente de su capacidad hidráulica y sección aportante. Para el cálculo de la longitud de descarga se deben aplicar las fórmulas descritas anteriormente en el presente capítulo.
15.12-Cunetas longitudinales: Las cunetas longitudinales en caso de ser consideradas deben descargar en la alcantarilla luego de recorrer la longitud máxima calculada.
15.13-Cunetas de coronación: No son consideradas para este proyecto, sin embargo durante la construcción de la vía podría definirse ciertos tramos que el Ingeniero constructor con sentido común solucione es campo con Tiempo costo y calidad.
15.14-Criterios de diseño para obras de drenaje: El sistema de drenaje se puede clasificar en: o Obras de drenaje menor (alcantarillas)
o Obras de drenaje superficial del camino (cunetas y alcantarillas de paso) A continuación se exponen en detalle los criterios adoptados para establecer los diseños de las obras de drenaje, tanto menor como superficial
15.15-Diseño de alcantarillas: Estas estructuras permiten resolver el flujo superficial que en forma esporádica atraviesa la faja del camino, caudal que es acumulado por las áreas de aportación. El diseño procurará tomar en consideración los siguientes criterios: o No alterar en lo posible los patrones de drenaje natural o Evitar cambios de pendiente que ocasionen variaciones de velocidad con provocación del fenómeno de erosión u opuestamente sedimentación o Impedir la erosión a la salida de las alcantarillas o Procurar que las velocidades impidan el depósito de sedimentos. Las obras de drenaje menor o alcantarillas se han clasificado de acuerdo a las funciones que desempeñan en: o Alcantarillas de Drenaje, Pluvial y hondonadas (Charcos), como su dimensionamiento estará condicionado a los caudales calculados utilizando las fórmulas descritas anteriormente. o Alcantarillas de drenaje del agua proveniente de cunetas laterales, de la calzada y taludes, casos en los cuales los reducidos caudales permiten adoptar secciones mínimas por exigencias de mantenimiento. Estas dimensiones corresponden a un diámetro de 1.22 metros en el caso de alcantarillas metálicas y sección de 1.00 x 1.20 metros en el caso de alcantarillas de concreto armado. El resumen de alcantarillas se puede observar en referencia de apoyo SDRSD que se anexa:
Algo importante es que no se considere calle de asfalto como de concreto hidr谩ulico puesto el criterio de cuneta o guarnici贸n es totalmente diferente para la conducci贸n de agua, L铆nea de flujo.
16.-OBRAS DE ARTE MAYOR
Correcta
Incorrecta
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17.-ANOTACIONES GEOTÉCNICAS 17.1-Introducción: El presente trabajo no tiene como objetivo realizar investigaciones geológicas, Existen zonas ya localizadas con estudios de estabilidad de talud como el LLANTAPLEN en Rosas Margallón a la altura del tanque de almacenamiento CESPTT y otro numero de fallas de inestabilidad de talud pero no existen estudios hidrológicos en zona por rehabilitar pavimento. El objeto del estudio de suelos, de ésta como de otras vías, es el conocimiento de las propiedades físico – mecánicas de los mismos ya que, especialmente la capacidad de soporte es uno de los parámetros fundamentales que determinan los espesores de la estructura del pavimento. El tramo en donde se emplazará la vía, al estar ubicado en la ciudad de Tijuana, presenta topografía accidentad de un valle aluvial con pendiente natural inferior al 60%. La altitud desciende desde 350 m.s.n.m hasta 20 m.s.n.m Esta zona dispone de un buen drenaje, ayudado en gran parte por la infiltración de las aguas lluvias en razón de que los materiales son semipermeables. Se sugiere hacer pruebas de percolación en cada zona. En virtud de que en su mayor parte se aprovecharía las cañones y caminos existentes con pequeñas rectificaciones, no existirán cortes importantes, sin embargo los volúmenes que se obtengan por cortes serán aprovechados para el mejoramiento de la subrasante, pues los materiales que componen la plataforma actual tienen una capacidad portante media a alta, con buenas y regulares características como subrasante. En forma general se pudo establecer que los suelos que conforman la subrasante corresponden a GC, gravas arcillosas, SC, arenas arcillosas, MH y ML, limos inorgánicos de regular a buena capacidad de soporte.
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Para los rellenos se utilizarán taludes con pendiente 2 (H) : 1 (V) Para la adecuada protección contra los agentes erosivos e infiltración de las aguas de lluvia, se recomienda que las caras de los taludes sean protegidas con vegetación.
17.2-Resumen del estudio de suelos del terreno existente: Será necesaria la utilización de suelos del lugar evitando bancos de préstamo y acarreos largos por lo que se determinara caso por caso para formaciones de terraplenes de formación de estructura del pavimento considerando en cada caso la evacuación, conducción y percolación natural del agua fluvial.
17.3-Metodología utilizada: La metodología utilizada es método Racional Hidrológico y en análisis mecánico y propiedades índice de los suelos se establecerá criterio de selección y almacenamiento de materiales por apilado de piedra bola o de pepena (rip rap) esto con finalidad de su posterior utilización en gaviones muros , bermas, disipadores, filtro etc.. En cuanto a material arenoso y fino se clasificara su potencial de expansión y reactividad al agua para su mejor empleo constructil.
17.4-Muestreo: Se obtuvieron muestras para la clasificación de suelos en lugares donde se pueda observar cambios en el tipo de suelo, se ejecutaran pozos a cielo abierto de 1.50 metros de profundidad o mayor según se requiera.
17.5-Ensayos de laboratorio: Los ensayos por ejecutar en las muestras serán clasificadas por SUCS sistema unificado de clasificación de suelos, determinando su humedad natural y CBR o VRS valor relativo de soporte en todas ellas.
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17.6-Perfil del suelo: Deberá incluir planos de doble sección la parte de arriba con cuadricula milimétrica, donde se graficara el perfil de la vía con escala vertical exagerada de 1:10 y horizontal 1:1000 para determinar líneas de flujo de la vía dibujando ejes central, línea de flujo izquierda y derecha como parte alta de la guarnición. Y en parte baja del plano se dibujara la planta del vía acotando puntos críticos referidla al perfil vertical.
17.7-Recomendaciones: En caso de que se decida disponer de estudios geológicos, estos deben seguir el siguiente orden: o Introducción o Objetivos del estudio o Metodología o Generalidades o Geología Regional o Descripción kilométrica de los materiales existentes a lo largo del proyecto o Estructura geológica o Características de los suelos de subrasante o Comportamiento general de los suelos para cortes o Criterios generales para diseño de taludes o Clasificación de los materiales para excavación o Geología de detalle o Materiales de construcción o Conclusiones o Recomendaciones de inclinación de taludes
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18.-DISEÑO ALTERNATIVO Y SIMPLIFICADO
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18.1-Determinación de caudales; Si consideramos la figura Nº 2 y pretendemos encontrar el gasto que llega al punto "a", bajo la lluvia máxima que se presenta con una frecuencia de F = 5 años, apreciaremos lo siguiente:
Durante los primeros minutos de la lluvia, la intensidad de ésta es muy alta, pero como el tiempo es corto, no se ha alcanzado a drenar toda la cuenca, por lo que el gasto que pasa por el punto ¨a ¨ no es muy grande. A medida que transcurre el tiempo, la cuenca comienza a aportar más agua por efecto de que es mayor el área que se drena, pero por otro lado la intensidad de la lluvia va disminuyendo poco a poco. Si graficamos el gasto que pasa por el punto ¨a¨ en función del tiempo de duración de la lluvia, obtendremos una figura de la siguiente naturaleza:
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El tiempo T1, correspondiente al gasto máximo y es el tiempo mínimo en el cual se drena toda la cuenca. Valor que coincide con el tiempo de concentración tc. Por lo tanto, el tiempo de concentración de la lluvia (tc) es el valor que se emplea como (t) en la ecuación Nº 1, para la obtención de la intensidad promedio para de la lluvia de MÁXIMA intensidad. El valor numérico del gasto se determina mediante el método racional: Q = K C I A donde: Q = Gasto máximo en litros por segundo. C = Coeficiente de escurrimiento. I = Intensidad de la lluvia en cm/hr. A = Hectáreas drenadas. K = Coeficiente de unidades. Si se emplea un sistema homogéneo de unidades (m.k.s.) el valor K debe ser igual a 1.00. En nuestro caso, donde usamos un sistema híbrido, el valor de K = 27.78 para hacer compatibles las unidades. La ecuación del gasto queda como: Q = 27.78 C I A
(Ecuación Nº 3)
* El coeficiente de escurrimiento C se obtiene de las tablas 4 y 5.
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* Para obtener el valor de la intensidad de la lluvia es necesario primero, determinar el tiempo de concentración tc, según la ecuación Nº 2. E igualar ese valor con el del tiempo de duración de la lluvia. t = tc Para aplicarse en la ecuación Nº 1. Conociendo el valor de frecuencia de diseño (F), según Tabla Nº 4, se despeja el valor de la intensidad promedio para la lluvia MÁXIMA (I). El gasto se obtiene mediante la aplicación de la ecuación Nº 3 y de los parámetros previamente calculados. Notas: - Para los diseños de sistemas de Drenaje Pluvial, el valor mínimo del tiempo de duración de la lluvia es de 5 minutos y su valor máximo es de 120 minutos. Para azoteas y bajantes pluviales se recomienda un valor de 5 minutos. - El área drenada se obtiene de los planos topográficos y se refiere a la superficie de la cuenca tributaria del punto ¨a ¨.
18.2-Análisis numérico:
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Datos conocidos: Área drenada = 14 hectáreas Longitud de la cuenca a lo largo de la cañada mayor: 500 m. Nivel del punto ¨a ¨: 98 m. Nivel del punto ¨b¨: 128 m. Uso de suelo: Urbano: Residencial muy baja densidad.
18.3-Datos de diseño: Frecuencia de presentación de la lluvia de máxima intensidad F = 5 años.
18.4-Parámetros básicos: a) Pendiente absoluta del terreno: P = (125 m - 100 m) / 500 m = 0.05
b) Coeficiente de escurrimiento * Pendiente 5% * C = 0.35 X 0.80 = 0.28
c) El tiempo de concentración * De la tabla Nº 7: K o = 0.20 * Según ecuación Nº 2-------t c = 7.09 minutos
d) La intensidad de la lluvia según ecuación Nº 1. I= 14.53 cm/hr. Obtención del caudal en el punto a, según ecuación Nº 3: Q = 27.78 X 0.28 X 14.53 cm/hr X 14 hrs. = 1583 litros /seg.
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18.5-Determinación del diámetro de tubería de concreto: Pendiente del tubo 2% o Mayor con disipador de energía. Según; tuberías de concreto¨.Diámetro interior del tubo = 91 cm. nota: La SSDP exige diámetro mínimo de tubería = 1.20 m. para cruces bajo la vía pública. EXISTEN TUBOS EN EL PROYECTO QUE NO SE CAMBIARAN SOLO SE PIDE REVESTIR CAUDAL SEGUN DETALLE EN UNA AREA DE CUATRO DIAMETROS DE TUBO CON CONCRETO Y CABEZAL REFORZADO PARA TENER DURABILIDAD COMO AUTO MANTENIMIENTO POR RETROLAVADO.
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18.6.-Análisis Simplificado: Para quienes no tienen mucha afinidad con las ecuaciones, se ha incluido éste se proporciona un procedimiento simplificado de diseño, que además de ser sencillo, es casi tan preciso como el método exacto,
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18.7-Solución Simplificada: Características de la cuenca: Zona urbanizada de muy baja densidad. Área drenada = 14 hectáreas. Pendiente promedio de la cuenca a lo largo de su cañada principal = 5 %. Longitud de la cañada principal = 500 metros. Frecuencia de diseño = 5 años. (Tabla Nº 4) * De la gráfica Nº 4 Tiempo de concentración = 7.1 minutos. Intensidad de la lluvia: ( De la tabla Nº 3 ) I = 14.61 cm/hr. Coeficiente de escurrimiento: (De las tablas Nº 5 y Nº 6 ) C = 0.35 X 0.80 = 0.28 Gasto = 27.78 C I A Q = 27.78 X 0.28 X 14.61 cm/hr X 14 hectáreas = 1590 litros/seg.
18.8.-Solución Aproximada: Si se requiere solamente una solución para anteproyecto, se puede hacer uso de las gráficas de este capítulo, las cuales proporcionan el valor del gasto directamente, con una aproximación del 90 % del valor exacto y del lado de la seguridad. - Para el ejemplo del inciso 6.1, se hace uso de la gráfica tercera de este capítulo.Tipo de suelo: Urbanización residencial de muy baja densidad. Frecuencia de presentación de la lluvia 5 años. Área drenada = 14 hectáreas Pendiente de la cuenca = 5 % Gasto de la gráfica 1900 litros/seg. Ajuste de la tabla Nº 6 para zona de muy baja densidad = 0.8 Q = 0.8 X 1900 litros/seg. = 1520 litros/seg
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19.- RESULTADOS Se encontraron varias opciones de pavimentación antiguas y la propuesta de “CALLE INTELIGENTE” con un mayor costo beneficio a tecnicas e inversion en tratamientos superficiales temporales con asfaltos dado a la volatilidad del precio del petroleo, es una de las razones que varian en pavimentar con asfalto o concreto hidraulico devido a los precios tan cambiantes de la economia, hoy es mas factible hacerlo de cemento gris portland debido al precio del petroleo que anda arriba de los 100 dollares por barril y la guerra del persico. 19.1- Hallazgos. Durante la investigación de este proyecto de tesis se encontró varias áreas de oportunidad, para mejorar e implementar el concepto de “CALLE INTELIGENTE” en la mente de mayor cantidad de personas afines a la construcción de calles con poder de decisión, como proyecto piloto, cursos de capacitacion con tecnicas nuevas de desarrollo urbano en zonas marginadas, programas sociales de gobierno Federal, Estatal, Municipal o Privado con patrocineos por proveedores de cemento y concreto. 19.2- Analisis y evaluacion de resultados. Para poder hacer una evaluacion efectiva de costo beneficio no se podra hacer teorico debera efectuarse mediante un tiempo de valuación considerarando la factivilidad de los tiempos y costos presentes, futuros, valores de rescate, capacidad instalada, ademas de impactos sociales, que se cree sera relevante a el desarrollo de una ciudad a largo plazo.
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20.0-PREVISIÓN DE OBRAS COMPLEMENTARIAS 20.1-Generalidades Señalización, Iluminación, nomenclaturas, relleno y limpieza de hombros de vialidad, retiros de escombros, posibilidad de bahías para subida y bajada de pasajeros de camión urbano. Banquetas etc...
20.2-Complementación de estudios El presente estudio Hidrológico se limita a datos recopilados en gabinete sin embargo se ha tratado de entregar un diseño para la superficie de rodamiento obras de arte menor, trabajos que han sido ejecutados en base a información obtenida. De considerarlo necesario, la Dirección de Obras Públicas deberá pronunciarse sobre la necesidad de complementar los mismos y si fuera del caso modificar los diseños que correspondan.
20.3-Anotaciones a tomar en cuenta Al momento de programar los trabajos previos al inicio de los mismos, se analizará la necesidad de incluir lo siguiente: o o o o o
Impactos ambientales Drenes y subdrenes Remoción de alcantarillas y puentes Reubicación y readecuación de sistemas eléctricos Señalización
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Perfil Rosas magallon se requiere estar en línea para visualizar relieve Resulta coordenadas GPS y elevación sobre el nivel del mar también en mts.
21.-CONCLUCIONES: Este tipo de pavimentación con premeditación de todos, los servicios por hacer, se deberá planear con mucho detalle, para permitir facilidad de continuidad por otras personas, que participen en dicho proceso constructivo por lo que deberá, dejarse testigos e identificación permanente, de los trabajos hechos y por hacer. Los vecinos serán los primeros que deberán ser informados de estos planes futuros del proyecto global. RECUERDEN LAS VIALIDADES TRANSPORTAN VEHICULOS Y AGUA APROVECHEMOS LOS RECURSOS AL MAXIMO.
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22.- BIBLIOGRAFÍA 11..AASHTO. “AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993” American Association of State Highway and Transportation Officials, 1993. 22..PCA. “Thickness design for Concrete Highways and street Pavements”. Portland Cement Association 1984. 33..PIARC. “Memorias del Octavo Simposium Internacional de Pavimentos de Concreto”. Permanent International Association of Roads Congress, Portugal, Lisboa 1998. 44..PURDUE. ”Proceedings of Sixth International Purdue Conference on Concrete Pavement - Design and Materials for High Performance” Purdue University Indianapolis, USA 1997. 55..Yang. H. Huang. “Pavement Analysis and Design” Prentice Hall Inc., New Jersey 1993. 66..TAC. “Pavement Design and Management Guide” Transportation Association of Canada. Ontario 1997. 77..IMCYC – FICEM. “Primer Foro Interamericano de Pavimentos de Concreto Hidráulico” Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto – Federación Interamericana del Cemento. México 1998 88..Salazar, Aurelio. “Guía para el diseño y construcción de pavimentos rígidos” IMCYC México 1998. 99..ACPA. “Pavement Analysis Software” American Concrete Pavement Association” Illinois 1993. 1010. ASTM. “Road and Paving Materials” American Society for Testing and Materials. Volume 04.03 USA 1997. 1111. ACPA. “Pathways of the future” American Concrete Pavement Association. Concrete Paving Restoration, Resurfacing and Reconstruction. 1994. 1212. Darter, Michael “Avances en la Guía de Diseño AASHTO del 2002” ERES Consultant Inc. México 1999. 1313. PIARC. “Memorias del Vigésimo-primer Congreso Internacional de Carreteras”. Permanent International Association of Roads Congress, Kuala-Lumpur, Malaysia 1999.
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NOAA CLIMA NASA IRIS MONITOR SISMICO
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TERREMOTOS SOMEROS
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SERVICIOS DE DESASTRE
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http://map.sdsu.edu/group2001/group5/trw.html CUENCAS HIDROLOGICA DE TIJUANA http://www.dot.ca.gov/hq/oppd/hdm/hdmtoc.htm MANUAL PAV CALTRANS http://www.dot.ca.gov/hq/esc/techpubs/ MANUALES DE CALTRANS
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