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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ CENTRO DE ESTUDIOS DE POSGRADO

TESIS Previo OBTENCIÓN DEL GRADO ACADÉMICO DE: MAGÍSTER EN CONSTRUCCIÓN DE OBRAS VIALES

TEMA:

ANÁLISIS DE ALTERNATIVA PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS EN EL PROYECTO PROLONGACIÓN DE VARIAS CALLES EN EL SECTOR LAS VEGAS DE LA CIUDAD DE PORTOVIEJO – MANABÍ – ECUADOR.

AUTOR: Ing. Civ. Pedro Enrique Villavicencio Loor TUTOR: Dr. Ing. Civ. Luís Emilio Serrano Rodríguez Portoviejo – Manabí – Ecuador 2011 1

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR

La Habana; 31 de Octubre de 2011

Señores Miembros: CONSEJO ACADÉMICO DEL INSTITUTO DE POSTGRADO DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ – ECUADOR.

De mi consideración:

En calidad de tutor del presente trabajo de grado, y cumpliendo con los preceptos que establece la Ley de Universidades del Ecuador y el Instituto de Postgrado de la Universidad Técnica de Manabí; CERTIFICO: que esta cumple con los parámetro académico propuesto, ajustándose a los enfoque y esquema de la guía técnica establecida para su elaboración, con el tema titulado: ANÁLISIS DE ALTERNATIVA PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS DEL PROYECTO PROLONGACIÓN DE VARIAS CALLES EN EL SECTOR LAS VEGAS DE LA CIUDAD DE PORTOVIEJO; el que me fuera asignado por la Comisión Académica del Instituto de Postgrado de la U.T.M. en sesión del Consejo Académico realizada el día 2 de Septiembre del 2009, por lo que considero que este informe investigativo reúne los requisitos y méritos suficientes para ser sometido a la evaluación del jurado examinador que el Consejo Académico del Centro de Postgrado designe.

Dr. Ing. Civ. Luís Emilio Serrano Rodríguez EL TUTOR

AUTORÍA DE TESIS

Se ha hecho posible que el texto contenga la información, conclusión y recomendación que se ajuste al proyecto; considerando que los resultados para su aplicación dependerá también del buen juicio que tenga el lector, siendo este, de única y exclusiva responsabilidad del autor.

ING. CIV. PEDRO E. VILLAVICENCIO LOOR AUTOR

DEDICATORIA

Quiero dedicar este trabajo a mis padres, esposa, hijos, hermanos y a mi primer nietecita; que son un grandioso motivo por seguir adelante, como ejemplo de superaci贸n profesional, teniendo en consideraci贸n que en nuestra familiar siempre se nos inculco, dejar el mayor esfuerzo para mejorar aptitudes y ser un buen ciudadano dentro del convivir Provincial y Nacional.

EL AUTOR

AGRADECIMIENTO Quiero agradecer a Dios que me ha dado vida y fortaleza para continuar con este nuevo escaño de capacitación profesional.

A cada uno de los colegas maestros del Instituto Técnico Superior Politécnico “JOSÉ A. ECHEVERRÍA” (C.U.J.A.E.) de nuestra hermana República de Cuba, quienes conjuntamente con catedráticos Ecuatorianos, supieron exponer sus conocimientos aplicados en el campo de la Ingeniería vial; y con especial reconocimiento para quien considero un especial amigo, maestro y director de esta tesis:

SR. DR. ING. CIV. LUÍS EMILIO SERRANO RODRIGUEZ De quien quisiera confesar los momentos agradables y hasta emocionantes, cuando nos entregaba con mucha sabiduría, sus altísimos conocimientos en la cátedra que le correspondió dictar en esta maestría, por lo que concluyó diciendo: “que si lo he logrado, entonces tengo que reconocer que no soy más que un simple imitador de él”.

ÍNDICE TEMÁTICO CONTENIDO

PAGS.

CAPITULO I

PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN

1.1.

Planteamiento del problema

1.1.1. Análisis crítico

1.1.2. Prognosis

1.2.

Formulación del Problema a Investigar

1.2.1. Preguntas Directrices de Investigación

1.3.

Delimitación del Problema

1.3.1. Campo

1.3.2. Área

1.3.3. Aspectos

1.3.4. Espacio

1.3.5. Tiempo

1.4.

Justificación

1.5.

Objetivos

1.5.1. General

1.5.2. Específicos

CAPITULO II

MARCO TEÓRICO

2.1.

Antecedentes investigativos

2.2.

Fundamentación filosófica

2.3.

Categorías Fundamentales: Variables

2.4.

Fundamentación legal

2.5.

Hipótesis y variables

2.5.1. Hipótesis general

2.5.2. Hipótesis específicas

2.5.3. Variables dependientes

2.6.

Definición de Términos

CAPITULO III

MATERIAL, EQUIPO Y MÉTODO CONSTRUCTIVO

3.1.

Los materiales de construcción vial

3.1.1. Características de los agregados de canteras Picoaza

3.1.2. Prueba de laboratorio a materiales de canteras

3.1.3. Los asfaltos

3.2.

Equipos y maquinarias para pavimentación

3.3.

Tipo de investigación para el diseño

3.3.1. La investigación aplicada

3.3.2. La investigación de campo

3.4.

Población y muestra

3.4.1. Población

3.4.2. Muestra

3.5.

Técnicas e instrumentos de recolección de datos

3.6.

Instrumentos

3.7.

Levantamiento de la información

CAPITULO IV

RESULTADOS

4.1.

Resultados en mezcla asfáltica modificada con polímeros

4.2.

Definición del área objeto de este estudio

4.3.

Análisis de datos

4.3.1. Estudio de origen y destino

4.4.

Parámetro de diseño del pavimento seleccionado

4.5.

La estructura del pavimento

4.6.

El método AASHTO en pavimentos flexible

4.7.

Valores normativos de diseño

4.8.

Consideraciones generales para el cálculo del pavimento

4.9.

Presupuesto

4.10.

Discusión de resultados

4.11.

Verificación de hipótesis

4.11.1. Hipótesis general

4.11.2. Hipótesis específicas

CAPITULO V

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1.

Conclusiones

5.2.

Recomendaciones

BIBLIOGRAFÍA

ANEXOS

TEMA

“ANÁLISIS

ALTERNATIVA

PARA

DISEÑO

PAVIMENTOS EN EL PROYECTO PROLONGACIÓN DE VARIAS CALLES EN EL SECTOR LAS VEGAS DE LA CIUDAD DE PORTOVIEJO”

FOTOGRAFÍA AÉREA DE LA ZONA DEL PROYECTO

RESUMEN Los pavimentos en la ciudad de Portoviejo, generalmente están formados por: Subrasante, Sub-base, Base y Carpeta, entre los que podemos mencionar:  Pavimento Flexible: Concreto Asfáltico (60%).  DTSB (20%) Por favor escribe completo.  Pavimento Rígido: (10%).  Pavimento Mixto: (5%), y  Pavimento Articulados: (5%).

Los citados en muchos de los casos, especialmente en pavimentos de tipo flexible, se han presentado una importante acumulación de deformaciones permanentes, por lo que esto será un valor importante en la caracterización de la alternativa para el tipo de pavimento que se adoptará en la construcción de la prolongación de calles de esta ciudad, por lo que nuevos ensayos en la caracterización de materiales y maquinarias, escogeremos una alternativa que cumpla con un eficiente comportamiento como lo es, rigidez y resistencia a la deformación permanente, mediante la aplicación de un racional método de diseño, que nos permita en esta alternativa, tener una sección estructural, suficientemente segura para que las acciones cumplan el periodo de diseño establecido hasta su conservación, asociado al crecimiento del tránsito de una manera simple y económica.

El estudio analiza a través de distintos indicadores, costo beneficio y durabilidad del proyecto, los resultados se expresan en índices que permiten tener conclusiones cuantificables; tomándose como modelo metodológico la guía de diseño AASHTO - 2002 con las características para aplicarlo en un pavimento flexible modificado.

INTRODUCCIÓN Durante los últimos años la ciudad de Portoviejo, como capital de la Provincia de Manabí, quien fue fundada un 12 de Marzo de 1535 por el español Francisco Pacheco, ha experimentado un acelerado crecimiento de la movilidad urbana especialmente de vehículos, lo que ha generado aumento en su parque automotor, requiriéndose desde el punto técnico, que sea administrado y regulado en base a funciones estratégicas para el desarrollo urbano de Portoviejo, pensando en la preservación del medio ambiente de la ciudad.

Datos actualizados en el departamento de Ingeniería de Tránsito, de la Policía Nacional del Ecuador, calculan que la circulación diaria en el centro de la ciudad de Portoviejo, está cerca de 10 mil vehículos diarios, tomando en cuenta que son 28 mil vehículos los que convergen en su malla urbana.

En el contexto vial, la actual Corporación Municipal de cantón Portoviejo, ha incorporado entre sus proyectos estratégicos la construcción del llamado “PROYECTO PUERTO REAL” cuyo principal objetivo es resolver de manera adecuada el problema del tránsito de la ciudad, con lo que se propenderá a mejorar la operatividad de los pavimentos y la caótica circulación vehicular del sector comercial y bancario, por lo que se consideró necesario, realizar la prolongación de la calle Ricaurte y otras paralelas como la Morales, Olmedo, Chile y 18 de Octubre que enlazadas con la González Suárez, unirán la ciudad a través del Puente Puerto Real con la malla urbana sur de Portoviejo.

Con este proyecto, se plantea una tesis que propone un tipo pavimento que cumpla con las condiciones normales de diseño y plantee como alternativa: resistencia al tráfico, durabilidad y economía, sostenidos en base a la misma norma de construcción y control del Ministerio de Transporte y Obras Públicas de la República del Ecuador 2002.

Las condiciones que presenta la infraestructura vial para estas calles, tendrá características físicas de tránsito continuo, sin control de accesos, la que debe cumplir con las características de la red vial de la ciudad, previéndose que dispondrá de una calzada y 2 carriles en cada sentido, confinados por aceras laterales, conservando las dimensiones de sección de calzada de 10 mt, asociándose la geometría de la vía, al tipo de terreno en forma natural para no interrumpir el meandro del río Portoviejo.

CAPITULO I 1. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN. Se afirma que el deterioro de las calles de la ciudad de Portoviejo es derivado principalmente de la mala calidad de los materiales de construcción, sumado al acelerado crecimiento del parque automotor con nuevas cargas sobre sus ejes, que acentúan los problemas de movilidad y la destrucción de pavimentos por donde frecuentemente circulan, motivado al autor de esta tesis a proponer una alternativa de pavimentación para el nuevo sistema vial central que propone la Municipalidad de Portoviejo, con la finalidad de conseguir una movilidad urbana más segura, equitativa, eficiente y ambientalmente sostenible.

Este nuevo trazo vial que nos conduce hacia el sector conocido como “Las Vegas” se lo identifica como una solución del entorno social y económico, de vehículos y peatones que día a día se movilizan y trasladan desde la zona sur, denominada “Puerto Real” hacia el centro económico y político de esta ciudad capital provincial y viceversa, optimizando las condiciones físicas de sus calles circundantes, y minimizando los efectos de contaminación del aire y ruido, así como la demora a los usuarios, reduciendo en su desplazamiento el consumo de combustible, tiempo, y fundamentalmente de la conservación de los automotores que sufren graves impactos por el deterioro de los pavimentos. 1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. La investigación se desarrolla en la ciudad de Portoviejo, capital de una de las 5 Provincias que conforman la región litoral del Ecuador, su zona central tiene una altitud promedio de 40 mt. sobre el nivel del mar, y se sitúa geográficamente en el paralelo 1 3' y 8“ de latitud sur y en el meridiano 8027’2’' de longitud oeste, con temperaturas que fluctúan normalmente entre los 20 C en las noches y hasta 40 C durante los días de invierno. Su topografía en general es plana con sectores poblados en colinas que la rodean en pendientes mayores del 20%. Una de las características principales que posee la ciudad de Portoviejo, es su topografía, donde observamos la presencia de 3 cauces naturales que la atraviesan de Sur

a Norte bañada por el río de su mismo nombre; y de Oeste a Este por los esteros: Monte Santo y Río de Oro.

De acuerdo a datos del último Censo del año 2010, la población urbana de la ciudad de Portoviejo es de 280.029 habitantes, superando al puerto internacional de Manta que se ubica en el octavo puesto del casillero nacional con 226.478, constituyéndose Portoviejo en la séptima ciudad en población, pero donde lamentablemente su pésimo estado vial la ha situado como una de las ciudades del País, con la mayor destrucción de su infraestructura interna, ya ejecutada en muy corto tiempo.

Su población y parque automotor, incrementados en los últimos años, han provocado un grave congestionamiento vehicular especialmente en horas pico, comprobándose que el explosivo crecimiento urbano de Portoviejo no ha sido acompañado de un proceso ordenado y suficiente en su infraestructura vial, lo que demanda urgentes acciones planificadas, con la dotación de una eficiente estructura vial, que proyecte el mismo sistema de circulación ordenada y jerarquizado, que en algún momento también lo aplicaron a su debido momento otras ciudades importantes del Ecuador.

La importancia del estudio radica en buscar una alternativa en la construcción de un pavimento, que permita ofrecer calidad y economía durante su periodo de diseño, teniéndose como punto de partida en este nuevo eje vial, calles que va desde el centro urbano de Portoviejo hacia el sector sur de la ciudad o viceversa; permitiéndose reducir los índices de congestionamiento vehicular, que finalmente producirá ahorros significativos en distancias de viajes, tanto vehicular como peatonal. 1.1.1. ANÁLISIS CRÍTICO. La ciudad de Portoviejo actualmente cuenta con una infraestructura vial compuesta por diferentes tipos de capa de rodadura, la que se encuentra destruida cerca de un 70%, de su malla urbana, lo que hace que su volumen de tránsito vehicular aumente exageradamente, caotizando la

ciudad, y el problema esta ahí, sus pavimentos no resisten las repeticiones de cargas que cada día son mayores, situación que ha evidenciado la falta de coordinación entre los departamentos de Planificación, Construcción y Mantenimiento vial municipal, sumándose a la carencia de una señalización y trazado de calles ineficientes, de una semaforización en mal estado y todo esto agravado por la presencia de talleres de mecánicas y comerciantes informales que se permiten invadir aceras y calzadas, destruyéndolas por el uso inapropiado de estas.

1.1.2. PROGNOSIS. Los problemas presentados, son consecuencias de no contar con vías o calles bien construidas, con accesos rápidos, y que brinde seguridad, disminuyendo puntos de conflicto de tránsito como elevación de niveles de congestión, que eviten accidentes de tránsito y pérdida de tiempo en el traslado de un lugar a otro con menor consumo de combustible reduciendo sustancialmente los niveles de contaminación ambiental. 1.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA A INVESTIGAR. Con la formulación del problema planteado, dispondremos de una guía que incidirá en tener pavimentos de calidad en las nuevas calles del sector “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo. 1.2.1.

PREGUNTAS

DIRECTRICES

INVESTIGACIÓN.

Con

esta

Investigación conoceremos posteriormente cuáles serán los resultados que se obtendrá para la ciudad de Portoviejo, si se aplica esta alternativa de pavimento en el trazado vial en este sector.

¿Cómo repercutirá los pavimentos en la calidad de vida de la población y su entorno con la construcción de una nueva estructura vial? ¿Con la construcción de esta nueva técnica de pavimentación flexible modificado, se lograra solucionar y mejorarla circulación vehicular y peatonal?

1.3. DELIMITACIÓN DEL PROBLEMA. El tema propuesto se enmarca como estudio, para establecer una nueva alternativa de pavimento en nuevas calles de la ciudad de Portoviejo, teniéndose como antecedente cierto, que ha funcionado la pavimentación hidráulica de dos calles muy transitadas y que perduran hasta la actualidad, pero que luego debido a los escasos recursos económicos municipales fueron aplicándose otras alternativas como la de tipo flexible, y en muchos callejones de menor importancia el D.T.S.B. y el articulado, que en la mayoría de los casos, a medias funciono.

Hoy con la ampliación de la malla urbana de la ciudad hacia el sector de la Vegas,

busca tener

una nueva alternativas de

construcción

pavimentación, teniendo en consideración una nueva propuesta de diseño en su trazo geométrico, su tránsito, los parámetros de circulación, la demanda de lugares de parqueo, todo para lograr el ordenamiento del tránsito de la ciudad, en fin, se dará importancia a todos los aspectos necesarios y que la investigación realizada en cada uno de los aspectos, sirva para determinar la solución definitiva de los problemas existentes en la construcción de calles y avenidas para la ciudad, dándose un paso importante al trazo vial del sector “Las

Vegas”

ciudad

Portoviejo,

que

finalmente

tendrá

recomendaciones y conclusiones, para construir un pavimento flexible con la modalidad de aplicar en su mezcla asfáltica, polímeros que le darán características como “Modificados”.

1.3.1. CAMPO. Ingeniería vial.

1.3.2. ÁREA. Este Proyecto se ha dividido en siete ramales los cuales son: 1. Calle Ricaurte de 589.80 mts. de longitud 2. Calle Gonzales Suarez de 319.85 mts. de longitud 3. Calle 18 de Octubre de 272.59 mts. de longitud 4. Calle Olmedo de 229.31 mts. de longitud 5. Calle Morales de 180.38 mts. de longitud

6. Calle Mejía de 192.63 mts. de longitud 7. Ramal de la calle Ricaurte de 157.66 mts. de longitud, todos los cuales abarcan una longitud de diseño de 1942.22 metros las cuales se muestran en la siguiente figura.

MAPA 1. LA ZONA DEL PROYECTO

1.3.3. ASPECTOS. Se considera que para tener una eficiente estructura, se analiza independientemente lo referente a temas como terraplenes drenajes y muros de contención, complementado con caracterización de los mismos equipos de ultima tecnología, así como del control de calidad de los materiales de construcción, para realizar una eficiente y correcta construcción, supervisión y fiscalización del proyecto, teniéndose en consideración la señalización de las vías, la mitigación del impacto al medio ambiente embelleciendo el aspecto paisajístico del sector. 1.3.4. ESPACIO. La Prolongación de las calles de la ciudad hacia el sector “Las Vegas” une el sector norte y central de la ciudad de Portoviejo, con su

zona sur, la misma que posee un alto promedio de tráfico proveniente de densos poblados barriales así como de varios cantones del sur de Manabí. 1.3.5. TIEMPO. 6 meses.

1.4. JUSTIFICACIÓN. Es de considerar que el sector “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo, durante varios periodos invernales extraordinarios, ha sido afectado por inundaciones debido al aumento del caudal de portaciones hacia el río Portoviejo, todo esto debido a la ausencia de un eficiente sistemas de control de escorrentías y erosión, así como de los encauzamientos de las quebradas que bajan de las colinas adyacentes al rio Portoviejo, teniéndose con esto grave incidencia en los pavimentos del centro de la ciudad.

Con la construcción de este nuevo eje de la malla urbana de la ciudad, es importante y necesario ejercer un buen planeamiento y solución del trazado vial, y poder construir una estructura que garantice fundamentalmente el estado de repetición de cargas, del ingreso y salida hacia la zona sur de la ciudad por este sector en cualquier época del año, reduciéndose el tiempo de traslado, mejorando su entorno paisajístico y con la posibilidad de poder contribuir en gran medida, con la solución del problema de estacionamiento que existe en el centro administrativo, bancario y comercial de la capital Provincial.

El proyecto como alternativa en pavimentación modificada, es factible de ejecutarlo ya que existe en la zona, los mismos equipos y materiales de una pavimentación convencional lista para usarse, y además contar con profesionales capacitados para ejecutar el proyecto. Encuestas en diversos sectores advierten que existen recursos y el interés ciudadano de querer vivir en una ciudad donde los pavimentos ya no sea un hecho que les haya causado tanto perjuicio económico, material y hasta con la pérdida de vidas humanas, apoyando todo proyecto que venga en el mejor sentido por implementarse en la ciudad de nuevas técnicas en pavimentación para ser usadas a largo plazo.

1.5. OBJETIVOS. 1.5.1. OBJETIVO GENERAL. Con la implantación de una Pavimentación Flexible Modificada (PFM) propone como objetivo plantear una nueva alternativa en la región, la misma que ya ha dado excelente resultados en diferentes zonas de países de similar característica ambiental en malla de intersección de ejes viales hacia el sector “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo, cuyo propósito será cumplir con las expectativas de tener buenos pavimentos para el intenso tráfico entre los principales accesos hacia y desde la parte sur de la ciudad.

1.5.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS. Entre los objetivos específicos del

proyecto se encuentra:



Determinar mediante un estudio de origen-destino las características de los viajes en cuanto a su inicio y su fin, en los principales accesos hacia la parte sur de la ciudad de Portoviejo.



Determinar mediante una encuesta ciudadana, la aceptación de construir nuevas alternativas de pavimentaciones en el sector “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo.



Evaluar el entorno natural y arquitectónico de este sector con relación al aspecto paisajístico.



Considerar las características de equipos y materiales de construcción vial, mediante la utilización de buenos ensayos de laboratorio que determinaran la calidad del trabajo que se ejecuta.



Utilizar equipo moderno en la medición de las condiciones: de clima, de suelo, de materiales, de eficiencia de equipos y demás aspectos que merezca durante la ejecución de la obra.

Los pavimentos modificados tienen sus ventajas y desventajas, y es muy importante conocerlos para llegar a los objetivos trazados. VENTAJAS:  Disminuye la susceptibilidad térmica.  Se obtienen mezclas más rígidas a altas temperaturas de servicio reduciendo el ahuellamiento.  Se obtienen mezclas más flexibles a bajas temperaturas de servicio reduciendo el fisuramiento.  Disminuye la exudación del asfalto: por la mayor viscosidad de la mezcla, su menor tendencia a fluir y su mayor elasticidad.  Mayor elasticidad: debido a los polímeros de cadenas largas.  Mayor adherencia: debido a los polímeros de cadenas cortas.  Mayor cohesión: el polímero refuerza la cohesión de la mezcla.  Mejora la trabajabilidad y la compactación: por la acción lubricante del polímero o de los aditivos incorporados para el mezclado.  Mejor impermeabilización: en los sellados bituminosos, pues absorbe mejor los esfuerzos tangenciales, evitando la propagación de las fisuras.  Mayor resistencia al envejecimiento: mantiene las propiedades del ligante, pues los sitios más activos del asfalto son ocupados por el polímero.  Mayor durabilidad: los ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio, demuestran su excelente resistencia al cambio de sus propiedades características.  Mejora la vida útil de las mezclas: menos trabajos de conservación.  Fácilmente disponible en el mercado.  Permite mayor espesor de la película de asfalto sobre el agregado.  Mayor resistencia al derrame de combustibles.  Reduce el costo de mantenimiento.  Disminuye el nivel de ruidos: sobre todo en mezclas abiertas.  Aumenta el módulo de la mezcla.  Permite la reducción de hasta el 20% de los espesores por su mayor módulo. 20

 Mayor resistencia a la flexión en la cara inferior de las capas de mezclas asfálticas.  Permite un mejor sellado de las fisuras.  Buenas condiciones de almacenamiento a temperaturas moderadas.  No requieren equipos especiales.

DESVENTAJAS:  Alto costo del polímero.  Dificultades del mezclado: no todos los polímeros son compatibles con el asfalto base (existen aditivos correctores).  Deben extremarse los cuidados en el momento de la elaboración de la mezcla.  Los agregados no deben estar húmedos ni sucios.  La temperatura mínima de distribución es de 145ºC por su rápido endurecimiento.

Evidente es que la mayor desventaja de estos es el alto costo inicial del asfalto modificado, sin embargo, si hacemos un análisis del costo a largo plazo (es decir, la vida útil de la vía); podemos concluir que el elevado costo inicial queda sobradamente compensado por la reducción del mantenimiento futuro y el alargamiento de la vida de servicio del pavimento.

CAPITULO II 2. EL MARCO TEÓRICO. La ciudad de Portoviejo a inicios de los años 70 empieza un crecimiento acelerado sin considerar una planificación acorde a nuevas décadas que vendrían para sus habitantes, con una trama generatriz que divide a la ciudad en dos segmentos diferenciados por el rio Portoviejo y articulados a través de varios puentes, denominándoselo como Portoviejo en la margen derecha y Andrés de Vera, en la izquierda. A más de las dos zonas diferenciadas entre Portoviejo y Andrés de Vera, la expansión urbana se ha dirigido hacia el norte, en el valle de la carretera Portoviejo - Crucita, y SurOeste en la vía que conduce al eje Portoviejo – Montecristi - Manta, denominada como Avenida Metropolitana Eloy Alfaro.

De acuerdo a estos parámetros de análisis, podemos identificar que en el interior de la ciudad la estructura vial está definida por las calles Pedro Gual que la atraviesa de Este a Oeste; la calle Rocafuerte que lo hace de Sur a Norte y en Andrés de Vera por la calle 15 de Abril que atraviesa el sector de Sur a Norte. Alrededor de estos ejes viales, es donde se ha desarrollado y expandido la ciudad comercial, teniéndose actualmente otras avenidas como la 5 de Junio, la Reales Tamarindos y la Urbina o Universitaria, que han tenido una expansión urbana bastante importante hacia el Norte de la ciudad, encontrándose que la nueva malla urbana de la ciudad ya ha traspasado el sector de la parroquia urbana de Picoaza hacia el Oeste, hasta llegar por el sitio el Milagro al sector del sitio Mejía.

El sector del proyecto “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo, tiene un área de influencia directa de aproximadamente 16 Has. urbanas, involucra a una población local estimada de 500 hab. y un área de influencia mediata constituida principalmente por los barrios ribereños del río, con una población estimada de 5.000 habitantes; la ocupación urbana aledaña al proyecto, se caracteriza por una baja ocupación y uso de suelo edificado, sin embargo es

previsible que se producirá una densificación importante de todo el sector con lo que se generará mayores demanda de tráfico.

Este crecimiento urbano sostenido en Portoviejo, es un factor importante a considerar en su transportación, porque se han incrementado unidades que desarrollan importantes cargas en el pavimento urbano que no han resistido junto la inclemencia de otros factores ambientales, para periodos de diseño de pavimentos flexibles o de doble tratamiento superficial bituminoso, que eran los que más se recomendaba, debido a que se podía así ofrecer políticamente más oportunidades de expansión en la obra pública. 2.1.

ANTECEDENTES INVESTIGATIVOS. Con la construcción de una

infraestructura vial rígida en la ciudad, los suelos soportaron el intenso tránsito en varias calles, situación que actualmente con el nuevo programa de repavimentación,

esta

misma

metodología

encuentra

seriamente

cuestionada, debido al agrietamiento del pavimento que han sufrido prematuramente la mayoría de las avenidas donde se ha reconstruido con pavimento rígido, y que sumado esto a la mala calidad de los asfaltos, nos impulsa la idea de plantear una nueva alternativa como lo es la pavimentación modificada.

Fue menester estudiar los principales parámetros del tráfico en la ciudad de Portoviejo se obtuvo información que presenta datos útiles como el tráfico actual; volúmenes de carga; tipo de vehículos entre otros; con el objeto de comparar estos, con la capacidad máxima de carga que soportara la estructura del pavimento que la calidad de la vía puede absorber.

El estudio de tráfico revela la importancia de fortalecer e incrementar la capacidad vial de articulación de los dos sectores urbanos localizados a lado y lado del río Portoviejo. La información del TPDA y los niveles de servicio de los puentes a lado y lado del proyecto puerto real, muestra su proximidad de operación en condiciones de saturación crítica, así mismo revela en la

asignación del tráfico un importante flujo vehicular que tendrá la prolongación de la calle González Suárez que aporta un gran número de vehículos llegados desde la avenida Rocafuerte. 2.2.

FUNDAMENTACIÓN

FILOSÓFICA.

Como

alternativa

para

conformación de una estructura con pavimento modificado en el sector “Las Vegas”, se debe tomar en consideración otros aspectos, como es el tipo de suelo de la subrasante, el material para conformar el terraplén, la compactación de los suelos, los drenajes, y el impacto que se produciría en el medio ambiente tras el desarrollo de este proyecto. 2.3. CATEGORÍAS FUNDAMENTALES: VARIABLES. Habiéndose adoptado para esta tesis la propuesta de utilizar asfalto modificado, se debe considerar las propiedades de los ligantes tradicionales para cumplir con éxito la función para la cual fueron recomendadas, es decir, que si en las mezclas los polímeros modifican las propiedades reológicas de los asfaltos, estos deben mostrar las ventaja en servicio; los campos de aplicación más frecuentes son:



LAS MEZCLAS DRENANTES.- Tienen un porcentaje muy elevado de huecos en la mezcla (superior al 20%) y una proporción de áridos fino muy baja (inferior al 20%), por lo que el ligante debe tener una muy buena cohesión para evitar la disgregación de la mezcla. Además que el ligante necesita de una elevada viscosidad para proporcionar una película de ligante gruesa envolviendo los áridos y evitar los efectos perjudiciales del envejecimiento y de la acción del agua (dado a que este tipo de mezclas es muy abierta).



LAS MEZCLAS RESISTENTES Y RUGOSAS PARA CAPAS DELGADAS.La utilización de polímeros en este tipo de mezclas es para aumentar la durabilidad de la mezcla. Estos tipos de mezclas de pequeño espesor surgen dada la rapidez de aplicación, lo que reduce al mínimo los tiempos de corte de tráfico, se utilizan para trabajos de conservación de rutas y vías

urbanas, que exigen mezclas con alta resistencia y buena textura superficial. La resistencia de estas mezclas se consigue con áridos de buena calidad, elevado porcentaje de fuller (8 a 10%) y un asfalto modificado con polímeros. Una buena textura superficial para mejorar la adherencia de los vehículos se consigue mediante una granulometría discontinua (discontinuidad 2 – 6mm). En este tipo de mezclas es de vital importancia la adherencia con la capa subyacente (esta también influye en la durabilidad). Estas también deben ser resistentes, para soportar la acción del tránsito y el desprendimiento de los áridos. Estas mezclas son denominadas también como microaglomerados y tienen espesores menores a los 30 mm.

Para un diseño de pavimento, se debe tomar en cuenta el medio natural y el medio construido. El medio natural caracteriza al espacio físico que posibilita la construcción y organización de la ciudad, e imponen condiciones para su posterior desarrollo, crecimiento y posibilidades de expansión.

Los elementos que constituyen el medio natural son:  Relieve y morfología del terreno: Topografía.  Tipos de suelo: Capacidad de soporte.  Cursos de agua: Río, arroyo y lago.  Tipo de vegetación: Arbustales, bosques o pastizales.  Clima y microclimas: Temperatura, lluvia y humedad.  Características ambientales.  Características paisajísticas.

EL CONGESTIONAMIENTO VEHICULAR.- Se refiere tanto a la malla urbana como interurbanamente a la condición de un flujo vehicular que se ve saturado debido al exceso de demanda de las vías, produciendo incrementos en los tiempos de viaje y atascamientos. Este fenómeno se produce comúnmente en la hora pico, y resultan frustrantes para los automovilistas, ya que resultan en pérdidas de tiempo y consumo excesivo de combustible, siendo este uno de los

principales problemas urbanos para mejorar las condiciones ambientales de la ciudad de Portoviejo. Las consecuencias de estas congestiones vehiculares, culminan en accidentes a pesar que los automóviles no pueden circular ni siquiera a mediana velocidad, con automovilistas que pierden la calma al encontrarse estático por mucho tiempo, lo cual deriva en violencia vial.

2.4. FUNDAMENTACIÓN LEGAL. La investigación fundamenta un conjunto de normas para el diseño de estructuras viales, todas adoptadas en el manual del Ministerio de Transporte y Obras Públicas de la República del Ecuador 2002, en la ley de caminos, vialidad y tránsito, así como en las regulaciones locales que posee la Municipalidad del cantón Portoviejo, apoyado para este tema en las ordenanzas del Código Orgánico de la Organización Territorial, Autonomía y Descentralización (COOTAD) que rige en todo el Ecuador.

2.5. HIPÓTESIS Y VARIABLES. 2.5.1. HIPÓTESIS GENERAL. La implementación de un nuevo modelo de construcción de pavimentos en la ciudad de Portoviejo, nos permitirá conocer más este tipo de material, donde fundamentalmente la construcción y fiscalización, jugara un papel muy importante en la calidad de los trabajos ejecutados. Los polímeros para asfaltos modificados se clasifican en: - Elastómeros - Plastómeros y otros según la siguiente tabla:

TABLA 1. CLASIFICACIÓN DE POLÍMEROS

Que según el uso de los asfaltos modificados está destinado para distintos grados:  Grado 45: Mástic asfáltico o capas de bases. (NOTA: El Mástic asfáltico o pasta asfáltica es una mezcla de 50 a 70 partes de asfalto de alta consistencia con polvo de roca; y es utilizado para la realización de juntas y cubrejuntas de adoquinados).  Grado 65: Carpetas de rodamiento, capa drenante, insonorizadas y capas base y rodamientos en aeropuertos.

 Grado 80: Carpetas de rodamiento finas.

TABLA 3. RESULTADOS ASFALTOS MODIFICADOS: POR SHULER Y COLABORADORES

Los polímeros son sustancias de alto peso molecular formado por la unión de cientos o miles de moléculas pequeñas llamadas monómeros (compuestos químicos con moléculas simples). Se forman así moléculas gigantes que toman formas diversas: cadenas en forma de escalera, cadenas unidas o termo fijas que no pueden ablandarse al ser calentadas, cadenas largas y sueltas, etc. Algunos modificadores poliméricos que han dado buenos resultados. Los Homopolímeros: Tienen una sola unidad estructural (monómero).

Los copolímeros: Tienen varias unidades estructurales distintas. (Ejemplos: EVA, SBS). Los plastómeros: Basan su propiedad en que al estirarlos se sobrepasa la tensión de fluencia, no volviendo a su longitud original al cesar la solicitación. Tienen deformaciones pseudoplásticas con poca elasticidad y dentro de estos tenemos: 

EVA: Etileno-acetato de vinilo.



EMA: Etileno-acrilato de metilo



PE: (Polietileno) tiene buena resistencia a la tracción y buena resistencia térmica.



PP: (Polipropileno).



Poliestireno: No son casi usados.



Elastómeros: Al estirarlos, a diferencia de los anteriores, estos vuelven a su posición original, es decir, son elásticos, y dentro de estos tenemos:



Natural: caucho natural, celulosa, glucosa, sacarosa, ceras y arcillas son ejemplos de polímeros orgánicos e inorgánicos naturales.



SBS:(Estireno – butadieno-estireno) o caucho termoplástico. Este es el más utilizado de los polímeros para la modificación de los asfaltos, ya que este es el que mejor comportamiento tiene durante la vida útil de la mezcla asfáltica.



SBR: Cauchos sintéticos del 25% de Estireno y 75% de butadieno; para mejorar su adhesividad se le incorpora ácido acrílico.



EPDM: (Polipropileno atáctico) es muy flexible y resistente al calor y a los agentes químicos.



Termoendurecibles: estos tienen muchos enlaces transversales que impiden que puedan volver a ablandarse al calentarse nuevamente, son ejemplos de estos las resinas epoxi; estas se usan en grandes porcentajes, mayores al 20%, son muy costosas y se utilizan para casos especiales (ejemplo: playa de camiones).

Los asfaltos modificados con polímeros están constituidos por dos fases: una formada por pequeñas partículas de polímero hinchado y la otra por asfalto. En las composiciones de baja concentración de polímeros existe una matriz continua de asfalto, la que se encuentra dispersa en el polímero; pero si se aumenta la proporción de polímero en el asfalto se produce una inversión de fases, estando la fase continua constituida por el polímero hinchado y la fase discontinua corresponde al asfalto que se encuentra disperso en ella. Esta micromorfología bifásica y las interacciones existentes entre las moléculas del polímero y los componentes del asfalto parecen ser la causa del cambio de propiedades que experimentan los asfaltos modificados con polímeros.

El efecto principal de añadir polímeros a los asfaltos es el cambio en la relación Viscosidad-Temperatura (sobre todo en el rango de temperaturas de servicio de mezclas asfálticas) permitiendo mejorar de esta manera el comportamiento del asfalto tanto a bajas como a altas temperaturas, tal como se expresa en el grafico 1.

GRAFICO 1. EFECTO DE RIGIDEZ Y TEMPERATURA ENTRE ASFALTOS

Para que los asfaltos con polímeros consigan las prestaciones óptimas, hay que seleccionar cuidadosamente el asfalto base (es necesario que los polímeros sean compatible con el material asfáltico), el tipo de polímero, la dosificación, la elaboración y las condiciones de almacenaje. Cada polímero tiene un tamaño de partícula de dispersión óptima para mejorar las propiedades teológicas, donde por encima está el polímero, que solo actúa como un fuller; y por debajo de este, pasan a estar muy solubilizados y aumentan la viscosidad, sin mejorar la elasticidad y la resistencia.

Para analizar la compatibilidad de los polímeros con el asfalto base tenemos: a. Criterio del índice de IMAMURA. b. Mediante tablas de solubilidad.

Los polímeros compatibles producen rápidamente un asfalto estable, usando técnicas convencionales de preparación, estos sistemas convencionales de preparación de asfaltos modificados con polímeros son grandes recipientes de mezclado con paletas agitadoras a velocidades lentas, y de recipientes especiales que favorecen la recirculación con agitadores mecánicos de corte de gran velocidad. El polímero puede venir en polvo, en forma de pequeñas bolitas (pellets) o en grandes panes. La temperatura de mezclado depende del tipo de polímero utilizado. En la actualidad muchos fabricantes de asfaltos, han

instalados equipos especializados para la preparación de A.M.P, estas centrales producen asfaltos modificados con polímeros que alcanzan altas prestaciones. 2.5.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICAS. Las condiciones viales para la prolongación de varias calles de la malla urbana, justifican el proyecto en que:

 Más de 40% de la población de la ciudad de Portoviejo se trasladara por este sector desde el centro administrativo y comercial hacia el sector sur de la ciudad, y viceversa  Con las alternativas de planeamiento y solución del trazado vial se generaría un ahorro en tiempo de viaje vehicular y peatonal así como de un ahorro en costos de mantenimiento y operación de los vehículos.

2.5.3.

VARIABLES DEPENDIENTES. El congestionamiento vehicular y

peatonal, se mede a través de la información obtenida del estudio de tráfico, como lo es la encuesta de origen destino, aforos vehiculares, tasas de ocupación vehicular, velocidades, situación actual del tráfico, entre otras.

Hago solo referencia a los asfaltos modificados, ya que este pavimento es la alternativa que recomienda este estudio, caracterizándose como el producto de incorporación en el asfalto, como material para modificar sus propiedades físicas, que aumentara la resistencia de la mezcla asfáltica a la deformación, a los esfuerzos de tensión repetida y reduciendo el agrietamiento del pavimento.

Este modificador se aplica directamente al asfalto antes de mezclarlo con el material pétreo, y los encontramos en las siguientes presentaciones: -

El Polímero tipo I: Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de las mezclas asfálticas a todas las temperaturas, se utiliza en mezclas asfálticas para carpetas delgadas y carpetas estructurales de pavimentos con elevados índices de tránsito en todos los climas.

El Polímero tipo II: Es un modificador de asfaltos que mejora el comportamiento de mezclas asfálticas a bajas temperaturas, se lo utiliza en todo tipo de mezclas asfálticas para pavimentos en los que se requiera mejorar su comportamiento, en climas fríos y templados.

El Polímero tipo III: Es un modificador de asfaltos que mejora la resistencia

ahuellamiento

las

mezclas

asfálticas

comportamiento a altas temperaturas, se lo utiliza en climas calientes en carpetas estructurales con elevados índices de tránsito, y -

El Hule molido de neumáticos: Que es un modificador de asfaltos que mejoran la flexibilidad y resistencia a la tensión de las mezclas asfálticas, reduciendo la aparición de grietas por fatiga o por cambios bruscos de temperatura, se lo utiliza en carpetas delgadas de granulometría abierta.

Es de considerar que además de los asfaltos modificados con polímeros, en algunos países se emplea asfaltos especiales y multigrados, comúnmente denominado de alto índice. Los polímeros del tipo SBS son los más utilizados siguiéndole en las preferencias los blastómeros del tipo EVA.

2.5.4. VARIABLES INDEPENDIENTES. Los pavimentos modificados para el tránsito en la ciudad de Portoviejo, debe medir parámetros como sus materiales, el equipo y maquinaria de trabajo, el tipo de tránsito, la capacidad portante de los diferentes suelos que tiene la ciudad, la velocidad de diseño; su topografía y relieve de la zona, así como de un correcto diseño geométrico, entre otros. 2.6. DEFINICIÓN DE TÉRMINOS. Se mencionara entre los más importantes: Nivel de servicio: Que describe las condiciones de circulación dentro de una corriente vehicular en forma cuantitativa como una medida de la calidad del

flujo, que se traduce en el grado de satisfacción o contrariedad que experimentan los usuarios de la vía. Volumen de tránsito: Número de vehículos o peatones que pasan por un punto de la sección transversal de una vía, calzada o carril, por unidad de tiempo, durante un período de tiempo determinado. Se considera que pasa un vehículo cuando su extremo trasero pasa por el punto considerado. La unidad de tiempo puede ser una hora, un día, una semana, un mes o un año.

Tráfico actual: Está dado por el flujo vehicular existente en la actualidad.

Tráfico futuro: Es el flujo vehicular que existirá dentro de un determinado periodo de tiempo.

Tasa de flujo: Es la frecuencia a la cual pasan los vehículos o personas durante un tiempo específico menor a una hora, expresada como una tasa horaria equivalente.

Estudio origen–destino: Se realiza para obtener datos referidos al número y tipo de viajes que se realizan en el tramo de vía a investigar, incluyendo el movimiento de vehículos, pasajeros y carga desde las zonas de origen a las zonas de destino.

Oferta vial: Es la máxima frecuencia con que pueden pasar por una sección transversal, los vehículos que llegan a ella en un momento y circunstancias dadas. Cuando la demanda excede la oferta se produce congestión. La demanda se mide realizando estudios de volúmenes de tránsito, y la oferta mediante estudios de capacidad. La demanda futura se estima mediante estudios de planeamiento.

Demora: Se nombra por demora al tiempo de recorrido adicional que resulta cuando un vehículo va a menor velocidad que la que esperan ir sus ocupantes

por causas relacionadas con la vía, el tránsito y su regulación. Es decir, que cada vez que un vehículo se detiene o aminora su marcha por una de esas causas ajenas a la voluntad de sus ocupantes, ocurre una demora. También el concepto de demora se puede aplicar a los peatones. La demora es sin duda la variable relativa al tránsito que perciben mejor los usuarios de las vías. En cambio, es de naturaleza subjetiva, lo que dificulta muchas veces su medida. Aspecto paisajístico: Se refiere a cualquier actividad destinada a modificar las características visibles, físicas y anímicas de un espacio, tanto rural como urbano,

está vinculada al medio ambiente, incluye lo referente al aire, el

paisaje, la vegetación y la fauna. Entorno arquitectónico: Son todos los elementos externos al proyecto que definen al mismo, por ejemplo el medio natural y medio urbano, la ideología de la gente de los alrededores del área a proyectar, la economía, el tipo de materiales que hay en la región.

Palabras clave: Asfalto modificado, Polímeros, Pavimento y ligante asfáltico.

CAPITULO III 3. MATERIAL, EQUIPO Y MÉTODO CONSTRUCTIVO. Conoceremos estos tres factores muy importantes para la buena obtención de un pavimento con certificación de calidad.

3.1. LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN VIAL.- La utilización de materiales y maquinarias para la construcción de las nuevas calles en la ciudad de Portoviejo es muy importante en la concepción del proyecto, conocer sus características, teniendo en consideración que se encuentran a distancias muy cercanas; los cerros de ricas minas basálticas que varias empresas se dedican a la explotación, producción y venta de diferente clasificación de piedras o agregados, predominando por su desarrollo tecnológico en la industria de la minería y productos de la construcción en el país, dos minas que explota la empresa HOLCIM ECUADOR S.A. tanto en el Sitio “La Sequita” de la Parroquia Picoazá del cantón Portoviejo como otra ubicada en el sitio “El Chorrillo” del cantón Montecristi, con las mismas características de calidad.

MAPA 2. UBICACIÓN DE LA CANTERA Y PLANTA DE PRODUCCIÓN “PICOAZA”

MAPA 3. UBICACIÓN DE LA CANTERA Y PLANTA DE PRODUCCIÓN “EL CHORRILLO”

3.1.1.

CARACTERÍSTICAS

LOS

AGREGADOS

CANTERAS

PICOAZA. Los materiales que producen estas canteras están normalizados bajo los parámetros INEN y ASTM que regula el Estado Ecuatoriano para la fabricación de materiales pétreos en la región central de la provincia de Manabí, con la obtención de la siguiente tabla granulométrica: De

acuerdo

los

estudios

realizados

estos

materiales,

existe

cuestionamiento para el uso de estos materiales en hormigones hidráulicos de alta resistencia, ya que estos no han logrado adaptarse fácilmente a los diseños propuestos en las mega obras de la provincia de Manabí, variando los criterios en cuanto a la naturaleza de la roca, lo que ha conllevado a un particular estudio para la utilización de estos agregados en la construcción de todo tipo de obras en la región.

GRAFICO 2. CURVA GRANULOMÉTRICA I Y II (MATERIALES TIPO A)

GRAFICO 3. CURVA GRANULOMÉTRICA III (MATERIALES TIPO B)

3.1.2. PRUEBA DE LABORATORIO A MATERIALES DE CANTERAS. Se han realizado pruebas de laboratorio a los materiales de estas canteras, entre las cuales destacamos las siguientes:  En terracerías y capa subyacente: Identificación y clasificación de suelos; límites de consistencia; granulometría; peso volumétrico máximo; expansión y en ocasiones Valor Relativo de Soporte (VRS).  En la capa subrasante: Límites de consistencia; granulometría; peso volumétrico máximo; Valor Relativo de Soporte (VRS) y expansión equivalente de arena.  Diseño: Obtención del VRS; la prueba Hveem; y módulo de resiliencia.  Base y sub-base: Límites de consistencia; granulometría; peso volumétrico máximo; Valor Relativo de Soporte, (VRS); expansión equivalente de arena.

3.1.3. LOS ASFALTOS. Los materiales asfálticos se clasifican en: cementos asfálticos, emulsiones asfálticas y asfaltos rebajados, dependiendo del equipo que emplee para su incorporación o aplicación. Para los estudios técnicos y construcción, hay tres propiedades o características del asfalto que cumplen las siguientes condiciones: 1) Consistencia (llamada también fluidez, plasticidad o viscosidad). 2) Pureza; y, 3) Seguridad. Las emulsiones asfálticas son materiales líquidos estables, constituidos por dos fases no miscibles, en los que la fase continúa de la emulsión está formada por agua y la fase discontinua por pequeños glóbulos de cemento asfáltico.

Se denominan emulsiones asfálticas aniónicas cuando el agente emulsificante proporciona polaridad electronegativa a los glóbulos y emulsiones asfálticas catiónicas, cuando es electropositiva. Para caracterizar a los asfaltos es necesario conocer su consistencia a distintas temperaturas, porque son materiales termoplásticos que se licuan gradualmente al calentarlos.

El cemento asfáltico se compone, casi enteramente de betunes, los cuales, por definición, son solubles en bisulfuro de carbono. Los asfaltos refinados son, generalmente, más de 99,50 % y por lo tanto casi betunes puros. Los asfaltos diluidos según la terminología del "Asphalt lnstitute", se lo define como un material cuya consistencia blanda o fluida hace que se salga del campo en que se aplica el ensayo de penetración, y cuyo límite máximo es 300ºC donde está compuesto por una base asfáltica (cemento asfáltico) y un fluidificante volátil que puede ser bencina, kerosene, aceite o agua con emulsificador. De acuerdo al fluidificante, más o menos volátil, estos asfaltos se dividen en:

a.- Asfaltos cortados de curado rápido: Su fluidificante es bencina, se designan con las letras RC (rapidcuring) seguidas con un número que indica el grado de viscosidad cinemática que tienen, medida en centistokes. De acuerdo a esto, se tienen los siguientes asfaltos RC: Grado

Residuo asfáltico en volumen

RC-70

55%

RC-250

65%

RC-800

75%

RC-3000

80% TABLA 2. ASFALTOS RC

b.- Asfaltos cortados de curado medio: Su fluidificante es kerosene, se designan con las letras MC (médium curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad cinemática que tienen. Los asfaltos MC son los siguientes: Grado

Residuo asfáltico en volumen

MC-30

50%

MC-70

55%

MC-250

67%

MC-800

75%

MC-3000

80%

TABLA 3. ASFALTOS MC

c.- Asfaltos líquidos de curado lento: Su fluidificante era aceite, relativamente poco volátil, se designaban con las letras SC (Slow Curing) seguidas con el número correspondiente a la viscosidad cinemática que tienen, desde el año 1975 prácticamente ya no se usa y las normas AASHTO lo han discontinuado.

d.- Emulsión asfáltica: Su fluidificante es el agua, y como es un sistema heterogéneo de dos fases normalmente inmiscibles, como son el asfalto y el agua, se le incorpora una pequeña cantidad de un agente emulsificador, generalmente de base jabonosa o solución alcalina, el cual mantiene estable el sistema de las fases continuas, que es el agua, y discontinua que está constituida por pequeños glóbulos de asfalto en suspensión, de un tamaño que fluctúa entre 1 y 10 micrones. Las emulsiones se dividen en:

 Emulsión asfáltica de quiebre rápido, la que se designa con las letras RS (Rapid Setting).  Emulsión asfáltica de quiebre medio, la que se designa con las letras MS (Médium Setting), y en  Emulsión asfáltica de quiebre lento, la que se designa con las letras SS (Slow Setting). Como se sabe, existen áridos de polaridad positiva y negativa; por lo tanto, para tener buena adherencia es necesario tener la emulsión eléctricamente afín al árido. Esta cualidad se la confiere el agente emulsificador que puede darles polaridad negativa o positiva, tomando el nombre de aniónicas las primeras, afines a áridos de carga negativa, como lo son de origen calizos, y catiónicas las segundas, afines a áridos de carga positiva como son los de origen cuarzosos o silíceos, que son los que más abundan en nuestras canteras.

Las emulsiones catiónicas se designan con las mismas letras anteriormente dichas y anteponiéndoles la letra “C”, como por ejemplo las CRS-1 y CSS-1. Si el residuo asfáltico de las emulsiones medias y lentas es de penetración 40-90

se le agrega la letra “h” (CSS-1h, MS-2h).Las emulsiones asfálticas pueden ser de los siguientes tipos:

 De rompimiento rápido que generalmente se utilizan para riegos de liga y carpetas por el sistema de riegos.  De rompimiento medio, que normalmente se emplean para carpetas de mezcla en frío elaboradas en planta, así como en trabajos de conservación tales como bacheos, renivelaciones y sobrecarpetas.  De rompimiento lento, que comúnmente se utilizan para carpetas de mezcla en frío elaboradas en planta y para estabilizaciones asfálticas. 3.2.

EQUIPOS Y MAQUINARIAS PARA PAVIMENTACIÓN. En cuanto a

pavimentación flexible, tendremos que ubicar un complejo equipo, para poder elaborar correctamente la mezcla asfáltica, siendo esto, tener una moderna planta mezcladora que cuente con:

 Secador con inclinación ajustable colocado antes de las cribas clasificadoras y con capacidad suficiente para secar una cantidad de material pétreo igual o mayor que la capacidad de producción de la planta.  Un pirógrafo a la salida del secador para registrar automáticamente la temperatura del material pétreo.  Cribas para clasificar el material pétreo por lo menos en tres (3) tamaños, con capacidad suficiente para mantener siempre en las tolvas material pétreo disponible para la mezcla.

FOTOGRAFÍA 1. PLANTA TRITURADORA DE ÁRIDOS

 Tolvas para almacenar el material pétreo, protegidas de la lluvia y el polvo, con capacidad para asegurar la operación continúa de la planta durante quince (15) minutos sin ser alimentadas, y divididas en compartimientos para almacenar los materiales pétreos por tamaños.

FOTOGRAFÍA 2. TOLVA CUÁDRUPLE PARA AGREGADOS

 Dispositivos que permitan dosificar los materiales pétreos por masa. Los dispositivos permitirán un fácil ajuste de la dosificación de la mezcla en cualquier momento para poder obtener la granulometría de proyecto.

 Equipo necesario para calentar el cemento asfáltico en forma controlada, que garantice que éste no se contamine y que esté provisto de un termómetro con rango de veinte (20) a doscientos diez (210) grados Celsius.

FOTOGRAFIA 3. PLANTA DE ASFALTOS COM TAMBOR DE 110 Tph

 Actualmente se utilizan equipos de microondas para este calentamiento. Dispositivos que

permitan

dosificar

cemento

asfáltico

con

una

aproximación de más menos dos (±2) por ciento de la cantidad requerida según el proporcionamiento de la mezcla.  Mezcladora equipada con un dispositivo para el control del tiempo de mezclado.  Recolector de polvo.  Dispositivo para agregar finos. Las pavimentadoras serán autopropulsadas, capaces de esparcir y pre compactar la capa de carpeta que se tienda, con el ancho, sección y espesor establecidos en el proyecto, incluyendo los acotamientos y zonas similares.

FOTOGRAFÍA 4. PAVIMENTADORA ASFÁLTICA

Existen mundialmente tres tipos de tecnologías para la producción de plantas de asfalto:  Las plantas de producción discontinua, conocidas como Batch Plant.  Las plantas de producción continua con mezcla interna y sentido de la llama en flujo paralelo a los agregados, conocidas como Drum Mix Plant; y,  Las plantas de producción continúa con mezcla fuera del tambor secador y sentido de la llama contra el flujo de los agregados conocidos como Counter Flow Plant. Las Batch Plants fueron las primeras en consolidarse como concepto mundial, el sistema de secado en contra flujo, dosificación de agregados

con

zarandeo

preclasificación

granulométrica,

pesaje

independiente y la inyección del líquido asfáltico en pug-mill independiente de ejes gemelos garantizan la producción de mezclas asfálticas que atienden a las más rigurosas especificaciones, aunque actualmente se

emplea alta tecnología para la construcción de pavimentos flexibles, estas son PLANTAS PARA ASFALTOS MODIFICADOS como las que fabrica TRIASO® y PHOENIX INDUSTRIES, que comparten tecnologías y experiencia para ofrecer mezcladoras de asfaltos modificados.

FOTOGRAFÍA 5. MODERNA PLANTA CON ASFALTO MODIFICADO

Ante las orientaciones sobre materiales y maquinarias para trabajos viales, en la ciudad de Portoviejo se deben atraer las nuevas tecnologías constructivas en el afán de mejorar las característica de los asfaltos y lograr un mejor comportamiento de las mezclas y hormigones asfálticos, por lo que se recomienda introducir una de las más efectivas, cual es la denominada de "Asfaltos Modificados" donde su operación en planta se hace removiendo mecánicamente los materiales el tiempo necesario en un mezclador fijado en el piso de la plataforma de mezclado directamente debajo de la tolva de pesaje del agregado. En otras plantas se puede notar varias deficiencias que pueden aparecer en las mezclas, entre las que podemos mencionar las siguientes: 1.- Mezcla demasiado caliente: Los humos azules provenientes de la mezcla en el camión usualmente indican que la mezcla asfáltica está sobrecalentada por lo que se deberá comprobar inmediatamente la temperatura. 2.- Mezcla demasiado fría: Una apariencia muy consistente o un recubrimiento incompleto de las partículas más grandes de agregado, indican que la mezcla está fría y la temperatura se comprobará inmediatamente.

3.- Mezcla con exceso de asfalto: Cuando se ha descargado la mezcla en la extendedora formando una pila y la parte superior tiende a extenderse de inmediato se deberá hacer una inspección minuciosa. 4.- Mezcla con poco asfalto: Una mezcla que contenga poco asfalto, generalmente puede detectarse en el camión o en la tolva de la extendedora debido a su inclinación, a su apariencia granular y a la falta del típico lustre negro brillante.

5.- Mezclado no uniforme: Algunas veces en el camión se puede determinar si una bacha está mal mezclada. Una mezcla no uniforme se notará porque el material presenta zonas pobres, cafés y de apariencia mate, mezcladas con áreas de apariencia lustrosa.

6.- Mezcla con exceso de agregado grueso: Una mezcla con exceso de agregado grueso puede tomarse erróneamente como si tuviera demasiado asfalto, debido a que presentan la misma apariencia. Esta circunstancia puede determinarse por la falta de manejabilidad de la mezcla y su apariencia áspera. 7.- Mezcla con exceso de agregado fino: El exceso de agregado fino puede causar que una mezcla tenga apariencia pobre y café mate tal como sucede con una mezcla con poco asfalto.

8.- Mezcla con exceso de agua: Puede observarse si existe humedad en una mezcla por el vapor que asciende cuando dicha mezcla se descarga en la tolva de la pavimentadora. Si una mezcla está caliente puede burbujear y crepitar como si estuviera en ebullición.

9.- Segregación: La segregación de los agregados en la mezcla puede ocurrir por el manejo incorrecto y puede bastar para justificar la devolución.

10.- Contaminación: Las mezclas se pueden contaminar por múltiples motivos, puede causarse por derrames de gasolina, kerosín o aceite, por trozos

de trapo o papel en la mezcla o en general por la basura y escombros introducidos antes o después del mezclado. 3.3. TIPO DE INVESTIGACIÓN PARA EL DISEÑO. La metodología es la descripción de cómo y con que se va a realizar la investigación. Para la investigación se seleccionó y planteó una metodología que permite maximizar la validez y la confiabilidad de la información recopilada para reducir los errores en los resultados presentados.

3.3.1 LA INVESTIGACIÓN APLICADA. Está encaminada a resolver un problema práctico que se da en la pavimentación de las calles de la ciudad de Portoviejo, y aplicarlo en las nuevas calles, corrigiendo fallas constructivas, así como la de una verdadera selección de los materiales de construcción mediante una alternativa practica y de menor costo que la pavimentación rígida, donde cconoceremos una sección transversal en un punto cualquiera, en un corte vertical normal al alineamiento horizontal que nos permita definir la disposición y dimensión de los elementos que forman el ancho de calles en el punto correspondiente a cada sección y su relación con el terreno natural. Al igual que en la casi totalidad de las aplicaciones de la mecánica de suelos, los materiales de construcción de pavimentos, son de dos tipos claramente diferenciados.

Los que se denominan materiales gruesos (arenas, gravas, fragmentos

de roca, etc.) constituyen un primer grupo; y

Los que están formado por suelos finos, cuyo arquetipo son los

materiales arcillosos. Es bien conocida la gran diferencia que tienen en comportamiento ambos grupos de suelos, debido al mismo origen de los miembros de cada grupo dando atención únicamente a las características de resistencia y deformación, ya que bien se sabe que la diferencia decomportamiento entre los suelos gruesos y finos no es de carácter cuantitativo, sino que es de orden cualitativo, en el sentido de que las

manifestaciones de esas propiedades en el comportamiento ingenieril no son de grado, sino de la naturaleza misma de los mecanismos íntimos operantes.

Estas consideraciones hacen ver lo delicado del proceso de compactación de suelos finos en la vía. Si no se alcanzan en principio condiciones adecuadas, la calzada será inestable; pero si la compactación se extrema por arriba de un límite, la calle llegará a ser inestable con el tiempo, siempre que los materiales puedan tener contacto con agua libre exterior.

La investigación disponible, desarrollada en el marco de la tecnología de la mecánica de suelos para los suelos del margen derecho con respecto al rio de la ciudad de Portoviejo, que hace ver las grandes diferencias que la inclusión de finos arcillosos producen en una matriz de gravas del tipo generalmente utilizado en bases y sub-bases de pavimentos asfálticos, según la actividad y naturaleza de las arcillas incorporadas, a la vez que indica también que finos por abajo del 10% del total no tiene una influencia determinante en resistencia, y deformabilidad del conjunto para mantener un comportamiento que básicamente pueda considerarse como el de suelo grueso. Por lo anterior, debe considerarse necesario que el contenido de material fino de cualquier matriz de suelo grueso que utilice las capas superiores (bases y sub-bases), no exceda un 10% de partícula menor a la malla 200; donde este valor debe reducirse a la mitad en la matriz que utilice fundamentalmente en la formación de la carpeta asfáltica. Cuando el contenido de finos sea superior a estos límites, debe considerarse de alta peligrosidad en una vía de corte moderno, y valores que exceda un 12% de finos en bases y sub-bases tiene que considerarse como indicativo de un comportamiento indeseable. En la subrasante del sector “Las Vegas” existe una mayor tolerancia en relación con el contenido de materiales menores a la malla 200, aceptándose contenidos menores al tamaño mencionado del orden de 15% en las carreteras más transitadas, hasta en 25% en aquellas en las que se asegure niveles de ocupación menos exigentes, no así en las calles a ser prolongadas, donde los

contenidos de finos idóneos para el revestimiento deben considerarse en el orden del 15% como máximo, si bien 10% resulta un límite más prudente. 3.3.2. LA INVESTIGACIÓN DE CAMPO. Se acudió al sector “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo para conocer la problemática que se origina desde la subrasante y se verifico el relleno existente como terraplén en el mencionado sector. Una vez identificada las propiedades del suelo, se procedió a la toma de muestras para llevar a cabo una evaluación cuantitativa de las mismas, por medio de los análisis y ensayos de laboratorio, basando su diseño en los resultados obtenidos. Este es el procedimiento fundamental para todo diseño geotécnico, sin embargo, en la práctica, la aplicación de este procedimiento no es tan simple como pudiera parecer, por ejemplo, es común que se subestime la complejidad del comportamiento del suelo, al evaluar las propiedades ingenieriles necesarias para el diseño, a partir de únicamente de la determinación de algunas propiedades índice, las cuales se escogen por su mayor sencillez y menor costo, sin determinarlas a través de una manipulación técnica apropiada. Por su naturaleza.- El estudio de campo permite tomar decisiones, ya que una vez estudiada la realidad existente en el sector “Las Vegas” se podrán plantear alternativas de solución ante la problemática originada para los terraplenes. Descriptivo.- El proyecto está dirigido a determinar las consecuencias que presente la estructura en el trazo vial existente. Factible.- Permitirá solucionar los problemas detectados luego de un diagnóstico sustentado en una base teórica.

3.4. POBLACIÓN Y MUESTRA. 3.4.1. POBLACIÓN. Para determinar el universo o población del proyecto se recurrió a información proporcionada por la Municipalidad del cantón Portoviejo y la dirección provincial de tránsito de Manabí, ya que es importante conocer la estadística sobre matriculación del ultimo ano de matriculación (2009) de un total de 905.651 a nivel de país, correspondiéndole 60.685 (6.7%) a la

Provincia de Manabí, que la ubica en la cuarta provincia en número de vehículos. 3.4.2. MUESTRA. Los ensayos en pavimentos asfálticos modificados se realizaron sobre muestras de ligante y mezclas bituminosas modificadas con polímeros llegando a la conclusión que los A.M.P, tienen un índice de envejecimiento más bajo que los convencionales. Para las aplicaciones en las cuales se deban soportar tráfico intenso la mezcla bituminosa debe ser resistente al ahuellamiento. Al mismo tiempo, el material debe poder ser mezclado, extendido y compactado a temperaturas normales y no se debe volver frágil cuando la temperatura del pavimento descienda.

FOTOGRAFÍA 5. MUESTRA DE MEZCLA ASFÁLTICA CONVENCIONAL

FOTOGRAFÍA 6. MUESTRA DE MEZCLA ASFÁLTICA CON POLÍMEROS

El ensayo de penetración. Este ensayo se utiliza para la clasificación de los asfaltos, siendo un método antiguo y empírico que consiste en:



Calentar un recipiente con cemento asfáltico hasta llevarlo a una temperatura de 25ºC (77ºF), en un baño de agua a temperatura controlada.



Se apoya una aguja normalizada, de 100 gr. Sobre la superficie del cemento asfáltico durante 5 segundos.



La medida de penetración es la longitud que la aguja penetró en el cemento asfáltico (unidades de medida 0.1 mm).

Existen casos excepcionales donde el ensayo de penetración se realiza para una temperatura distinta, con lo cual cambia el peso de la aguja y el tiempo de penetración. El ensayo del punto de ablandamiento. Los asfaltos de diferentes tipos reblandecen a temperaturas diferentes. El punto de reblandecimiento se determina usualmente por el método de ensayo arbitrario de anillo y bola, frecuentemente para caracterizar los materiales más duros empleados en otras aplicaciones e indica la temperatura en la cual los asfaltos se hacen fluidos, el ensayo consiste en: 

Llenar de asfalto fundido un anillo de latón de dimensiones normalizadas.



La muestra se suspende en un baño de agua. Y sobre el centro de la muestra se sitúa una bola de acero de dimensiones y pesos especificados.



A continuación se calienta el baño a una velocidad determinada.



Se anota la temperatura en la cual la bola de acero toca el fondo del vaso de cristal. Los procedimientos y aparatos necesarios para la realización de este ensayo se describen con detalle en los métodos AASHO T53 y ASTM D36.

El ensayo de la ductilidad. La ductilidad se mide en un cemento asfáltico con un ensayo del tipo "de extensión", el ensayo consiste en: 

Moldear probetas de asfalto en condiciones y medidas normadas.



Se lleva a temperatura de ensayo (generalmente 25º C).



Se separa una parte de la probeta de la otra a una velocidad de 5cm/min. hasta que se rompa el hilo de asfalto que une ambos extremos de la muestra.



La ductilidad es la distancia en cm. a la cual se rompe dicho hilo.

El ensayo de recuperación elástica. Este ensayo está basado en el ensayo de ductilidad, se emplea la misma técnica para la preparación de las muestras y el mismo equipo para realizar el ensayo. 

La muestra es estirada a una velocidad de 5 cm/min, hasta una distancia de 20 cm.



El hilo se corta al medio y al cabo de 30 min. se mide la recuperación elástica.



Se expresa la recuperación elástica como un porcentaje de la deformación aplicada.

El ensayo de acuerdo a las distintas especificaciones, puede realizarse a una temperatura de 7ºC - 13ºC - 25ºC. Si la rotura del hilo se produce antes de los 20 cm, se tomará esta distancia para el cálculo de la recuperación elástica.

Punto fractura de Fraass. Es la medida de las propiedades de quiebre del asfalto a bajas temperaturas. En este ensayo, una lámina metálica es recubierta con una capa de 0,5 mm de espesor de asfalto y es movida de una cierta manera. La temperatura es gradualmente reducida, y el valor al cual se produce la rotura de la capa de asfalto se denomina temperatura Fraass, este ensayo nos da indicaciones del riesgo del craqueo del asfalto a bajas temperaturas. Puede obtenerse variaciones del resultado de este ensayo dependiendo del origen del crudo de petróleo con que se obtuvo el asfalto. El ensayo TFOT o ensayo de película delgada en horno. Esto no es en realidad un ensayo, sino que es un procedimiento destinado a someter a una muestra de asfalto a condiciones e endurecimiento aproximados a aquellas que ocurren durante las operaciones normales de una planta de mezclado en caliente. Para medir la resistencia al endurecimiento del material bajo estas condiciones, se hacen al asfalto ensayos de penetración o de viscosidad antes y después del ensayo, que consiste en: Colocar una muestra de 50 ml de cemento asfáltico en un recipiente cilíndrico de fondo plano de 140 mm de diámetro interno y 10 mm de profundidad.



El espesor de la capa de asfalto debe ser de 3 mm aproximadamente.



El recipiente que contiene la muestra se coloca en un plato que gira alrededor de 5 o 6 revoluciones por minuto durante 5 horas. Dentro de un horno mantenido a 163ºC.



Luego se vuelca el cemento asfáltico dentro de un recipiente normalizado para hacerle el ensayo de penetración y el de viscosidad.

El ensayo RTFOT o ensayo de película delgada en horno. Este ensayo es una variante del ensayo TFOT, el propósito es el mismo, pero cambian los equipos y los procedimientos del ensayo, consiste en: 

Se vuelca cierta cantidad de cemento asfáltico en un recipiente.



Se coloca el recipiente en un soporte que gira a cierta velocidad alrededor de un eje horizontal en un horno mantenido a una temperatura de 163ºC. al rotar el frasco, el cemento asfáltico es expuesto constantemente en películas nuevas, en cada rotación el orificio del frasco de la muestra pasa por un chorro de aire caliente que barre los vapores acumulados. El tiempo requerido para alcanzar determinadas condiciones de endurecimiento en la muestra es menor que para el ensayo TFOT.

El ensayo PAV (Preassure Aging Vassel).Este ensayo se utiliza para determinar el envejecimiento a largo plazo en asfaltos, consiste en: 

Someter al residuo proveniente del RTFOT a un calentamiento adicional de 100ºC durante 20 horas.



Este se realiza en un recipiente a 2,1 MPa

El ensayo STOA (Short Term Oven Aging).Este ensayo se utiliza para determinar el envejecimiento a corto plazo de mezclas asfálticas. El ensayo ha sido adoptado por el SHRP (Strategic Highway Research Program), consiste en someter a una muestra recién preparada y en estado suelto a un calentamiento en estufa con circulación forzada de aire mantenida a 135 ºC durante 4 horas. El ensayo LTOA (Long Term Oven Aging).Este ensayo se utiliza para determinar el envejecimiento a largo plazo en mezclas asfálticas, consiste en

moldear, con la mezcla previamente envejecida durante 4 horas a 135ºC. En probetas con el compactador giratorio y posteriormente someter a la misma a un calentamiento en estufa con circulación forzada con aire durante 5 días a 85ºC.

Ensayo de homogeneidad en el almacenaje en caliente.- La especificación desarrollada por la sociedad de investigaciones viales de Alemania, desarrollo este ensayo para controlar la homogeneidad del asfalto modificado luego de un calentamiento prolongado, tratando de simular lo que ocurre en el almacenaje en obra, verificando de que no haya separación del polímero del asfalto, consiste en:



Colocar la muestra de asfalto modificado en un recipiente de forma cilíndrica.



El recipiente, con la muestra, es mantenido a 180ºC. durante tres días.



Al cabo del período se determina el punto de ablandamiento en el tercio superior y en el tercio inferior del contenido en el recipiente.



La diferencia entre ambas determinaciones no debe ser superior a 2ºC.

3.5. TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. Las técnicas empleadas en la presente investigación para la recolección de datos fueron: 

La observación.



Cuestionario.



Investigación bibliográfica.



Técnicas estadísticas como: - Porcentajes. - Proporciones. - Razones; y, - Tazas.

El estudio de la presente investigación se inició con la recolección de información de asfaltos modificados con experiencia en México, Argentina, Colombia y Chile, en zonas que en determinada época del año, tiene temperaturas similares a las de la ciudad de Portoviejo, donde con éxito ha experimentado su comportamiento, y utilizando otras fuentes secundarias recogidas a través del Internet.

Las técnicas de recolección de datos se la realizaron mediante mediciones de campo y a través de encuestas de origen-destino, las cuales nos permitieron conocer el tráfico actual existente en el sector “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo.

De acuerdo a datos obtenidos en la Ilustre Municipalidad de Portoviejo, se pudo obtener a través de encuestas realizadas a conductores en las estaciones del Puente Mamey y Puente Jaime Roldós, los siguiente criterios generales: 

Conocer el origen y destino del conductor.



Conocer el motivo de viaje.



Conocer el nivel de ingresos promedio.



Caracterizar el tipo de vehículo, marca y modelo.

Se contó con el apoyo de la policía de tránsito, para organizar el tráfico, visibilizar los mejores sitios para realizar las encuestas en todas las estaciones, eliminar congestiones y minimizar demoras de los vehículos; además se contó con el equipo necesario como rótulos de información, conos de seguridad vial, chalecos reflectivos, identificaciones plastificadas, linternas, tableros de apoyo y todo lo relacionado con insumos básicos.

Dentro de los principales parámetros para la información necesaria de la encuesta, se evaluaron los siguientes: 

Tipo de vehículo.



Clase de vehículo.



Origen del viaje.



Destino del viaje.



Motivo del viaje.



Nivel de ingresos

3.6.

INSTRUMENTOS. Entre los instrumentos que se emplearon en el

desarrollo de la presente investigación están:  Cuaderno de notas.  Cuadros.  Cámara fotográfica.  Filmadora, y  Pc, software: Eagle Point y Civil Cad.

3.7.

LEVANTAMIENTO DE LA INFORMACIÓN. El método seleccionado

como alternativa para los pavimentos que se construirá en la prolongación de nuevas calles de la ciudad de Portoviejo, aplica tecnología de asfaltos modificados con polímeros, los que nacen de la intención de disminuir la energía requerida para la producción, almacenamiento y aplicación de cementos asfálticos en las calles a prolongar en el proyecto “Las Vegas” de la ciudad de Portoviejo.

Los principales problemas encontrados en este tipo de modificaciones corresponden a la dificultad para obtener soluciones coloidales, estables de asfáltenos, máltenos, y polímero, puesto que entre sí existen fuerzas que tienden a separar estos compuestos formando superficies incompatibles que resultan en una falla del material, sin embargo, la modificación con polímero es ecológicamente favorable, principalmente al disminuir el uso de energía requerida para el proceso de asfaltos.

La modificación de asfalto es una nueva técnica utilizada para el aprovechamiento efectivo de asfaltos en la pavimentación de vías. Esta técnica consiste en la adición de polímeros a los asfaltos convencionales con el fin de mejorar sus características mecánicas, es decir, su resistencia a las

deformaciones por factores climatológicos y del tránsito (peso vehicular).Los objetivos que se persiguen con la modificación de los asfaltos con polímeros, es contar con ligantes más viscosos a temperaturas elevadas para reducir las deformaciones permanentes (ahuellamiento), de las mezclas que componen las capas de rodamiento, aumentando la rigidez. Por otro lado disminuir el fisuramiento por efecto térmico a bajas temperaturas y por fatiga, aumentando su elasticidad.

Aunque en una mezcla asfáltica, el asfalto sea minoritario en proporción, sus propiedades pueden influir de manera significativa en su comportamiento. El tipo de mezcla será el que en gran medida determine la contribución hecha por el ligante sobre todo el conjunto.

Generalmente, las propiedades de las mezclas con granulometría continua dependen del enclavamiento o trabazón de los áridos, mientras que las preparadas con altos contenidos de mortero asfáltico dependen más de la rigidez de la proporción de ligante, polvo mineral y arena.

A altas temperaturas de servicio, puede que el ligante llegue a reblandecerse, facilitando la deformación de la mezcla (ahuellamiento). El riesgo de aparición de estas deformaciones es aún mayor en pavimentos sometidos a la circulación de vehículos pesados. De manera generalizada y sin tener en cuenta otros factores que pueden influir, se puede disminuir la probabilidad de aparición de estas deformaciones aumentando la rigidez del ligante mediante el empleo de un asfalto más duro.

Por otro lado a temperaturas de servicios, el ligante se vuelve relativamente rígido y va perdiendo poder de resistencia a las tensiones, volviéndose frágil y siendo susceptible de fisuraciones. El grado de susceptibilidad a la fisuración está relacionado con la dureza del asfalto y su capacidad para absorber las solicitaciones inducidas por el tráfico, disminuyendo la dureza del asfalto, se minimizará el riesgo de fallo por fragilidad, entonces, debido a lo dicho

precedentemente a la hora de buscar comportamientos globales satisfactorios de la mezclas bituminosas, la elecci贸n del asfalto adecuado para cada tipo de mezclas se vuelve un compromiso entre ambos extremos; ahuellamiento a altas temperaturas y fisuramiento por fragilidad t茅rmica a bajas temperaturas.

CAPITULO IV 4. RESULTADOS.

4.1.

RESULTADOS DE MEZCLAS ASFÁLTICA MODIFICADA CON

POLÍMEROS. Como puede observarse existe una gran diferencia entre los resultados obtenidos sobre una muestra de mezcla asfáltica convencional y otra con una mezcla asfáltica modificada con polímeros, la mezcla modificada puede hacer frente al ahuellamiento con una marcada diferencia sobre la otra muestra.

En otras aplicaciones, el objetivo puede ser generar una mezcla flexible con el fin de reducir la posibilidad de rotura por fatiga. En estos casos, se necesitarán asfaltos modificados con polímeros, preferentemente de naturaleza elástica, para que la mezcla sea capaz de absorber las tensiones sin que se produzca la rotura.

GRAFICO 4. RELACIÓN TENSIÓN /FATIGA ENTRE ASFALTOS

Se han realizados varios ensayos que han demostrado que los asfaltos modificados con polímeros son capaces de asimilar mayores tensiones iniciales que las mezclas realizadas con una mezcla convencional.



Tratamientos superficiales mediante el riego con gravilla. Los A.M.P y las emulsiones con ellos fabricadas, son adecuados para riegos en vías de

fuerte intensidad de tráfico y/o en zonas climáticas de temperaturas extremas, porque el ligante tiene una buena cohesión en un amplio intervalo de temperatura y una buena susceptibilidad térmica, con el fin de evitar exudación del ligante durante el verano, así como la pérdida de gravilla en el invierno.



Membrana absorbente de tensiones: Estas membranas tienen como misión retardar la propagación de fisuras de un firme a un nuevo refuerzo, por lo que deben estar fabricadas con A.M.P para tener buena resistencia mecánica, resiliencia y flexibilidad para absorber las tensiones provocadas por el movimiento de las fisuras del firme.



Durabilidad de las mezclas asfálticas preparadas con gigantes modificados con polímeros. En función de no contar con experiencias muy válidas en cuanto a la durabilidad de mezclas bituminosas modificadas con polímeros, se hacen necesarios implementar métodos de laboratorio para evaluar el comportamiento a corto y largo plazo de envejecimiento.

Como método para medir el envejecimiento de las mezclas, en laboratorio a corto y largo plazo se emplean los métodos desarrollados por SHRP (Estratégica Highway Research Program).Hay muy poca información de la degradación que sufren los polímeros componentes de los asfaltos durante su funcionamiento en servicio, en general los ensayos que se realizan para determinar la alteración que sufren los A.M.P recuperados del pavimento son muy complicados por el hecho de que el calentamiento de la mezcla y posterior disolución con solvente para obtener la muestra para luego ser ensayada, puede afectar las propiedades de ciertos polímeros y falsear los resultados.

Como es bien conocido el envejecimiento o endurecimiento de los asfaltos ocurre durante los proceso de

mezclado

y colocación de

mezclas

(envejecimiento a corto plazo) durante su vida de servicio en el pavimento (envejecimiento a largo plazo). Para simular el envejecimiento a corto plazo se

usan ensayos: TFOT y RTFOT. Para simular el envejecimiento en servicio, SHRP ha adoptado el envejecimiento PAV. En el caso de las mezclas asfálticas el SHRP ha propuesto para el envejecimiento a corto plazo el ensayo STOA y para el largo plazo el LTOA.

4.2. DEFINICIÓN DEL ÁREA OBJETO DE ESTE ESTUDIO. Para efectuar la recopilación adecuada de datos necesarios para el diseño del pavimento, se lo realiza incluyendo las calles 26 de Septiembre, Francisco Pacheco, Sucre, Chile, Colon y Rocafuerte, con el propósito de dar una suficiente exactitud al movimiento interno y permitir establecer razones adecuadas de generación. 4.3. ANÁLISIS DE DATOS. 4.3.1.

ESTUDIO DE ORIGEN Y DESTINO. Se plantea la realización de

encuestas a conductores en dos estaciones:

 Puente Mamey: - Sentido Centro –Vía Santa Ana - Sentido Santa Ana – Centro

 Puente Jaime Roldós: - Sentido Centro – Santa. Ana - Sentido Santa. Ana - Centro

En el estudio de origen- destino se tomó en cuenta los principales accesos de la parte central de la ciudad a la parte sur que en horas picos se vuelve intransitable, De las 3.397 encuestas de origen y destino realizadas en el estudio de tráfico se determinó que el 67% de los vehículos encuestados fueron vehículos livianos, 12% fueron taxis, 20% motocicletas y 1% camiones de dos ejes. No se encuestaron camiones de tres o cuatro ejes debido a la congestión que esto ocasionaría.

GRAFICO 5. ORIGEN - DESTINO.

4.4. PARÁMETROS DE DISEÑO DEL PAVIMENTO SELECCIONADO. Desde el punto de vista de diseño, los pavimentos flexibles están formados por una serie de capas y la distribución de carga está determinada por la característica propia del sistema de capas. Se pone en consideración un diseño estructural donde se establece un tráfico pesado medio bajo, donde en el suelo el valor soporte de california entre el 6 y el 10% y nunca podrá ser menor al 6% y de ser así, la terracería se deberá sustituir o estabilizar en un espesor mínimo de un metro, de tal manera que se garantice que el VSC, sea al menos de 6% en el espesor referido. El nivel de terracería deberá estar por lo menos entre 0,60 y 1,20 cm dependiendo del tipo de suelo que se utilice, por encima del más alto nivel freático previsible. Para cumplir tales objetivos se adoptaran medidas tales como la elevación del nivel de las terracerías, y la colocación de obras de drenaje, asegurándose que el flujo del agua subterránea, y la evacuación del agua se pueda infiltrar a través del pavimento de la calzada y de los acotamientos. El cálculo realizado para el diseño de la sección estructural del pavimento esta considerado para un periodo de vida útil de 20 años y un crecimiento vehicular del 3,5% anual.

4.5. LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO. Entre las principales razones que se expone para este cambio, es la condición de carga cambiante que existirá sobre la estructura del pavimento, ante la solicitación móvil de vehículos cargados, experimentándose dos tipos de esfuerzos:

Los estáticos por sobrecarga y los dinámicos causados por el movimiento vehicular. Los efectos dinámicos de los vehículos en movimiento se transforman en impactos y vibraciones en los que intervienen el estado superficial del pavimento y el tipo de suspensión del vehículo. En general, los vehículos en marcha transmiten al neumático una carga de magnitud variable, según el movimiento oscilatorio de la masa suspendida, cuya frecuencia varia con la velocidad y tipo de pavimento. Los máximos pueden ser un 40 o 50% superiores a los normales con carga estática.

Este aumento de cargas se refleja sobre el pavimento en forma de presión de contacto y/o incremento de la superficie de huella, donde otro aspecto del vehículo que hay que considerar es la velocidad. Si se utiliza la teoría viscoelástica, la velocidad está directamente relacionada con la duración de la carga. Si se utiliza la teoría elástica, debe seleccionarse adecuadamente el módulo de resiliencia de los materiales para el pavimento, en proporción con la velocidad del vehículo.

Como base en los puntos señalados anteriormente se ha supuesto que los esfuerzos aplicados por una llanta en movimiento se aproximen a una forma senoidal, cuya duración depende de la velocidad del vehículo y de la profundidad del punto al que se está haciendo referencia.

Se investiga sobre los tiempos de pulsación a diferentes profundidades bajo la superficie del pavimento, así como también a diferentes velocidades, y se ha observado que a mayor velocidad del vehículo, el tiempo de aplicación de la carga disminuye; también es evidente que simulando el esfuerzo vertical con una onda triangular, los tiempos de aplicación aumentan, así mismo, se puede apreciar que el tiempo de duración de la carga aumenta con la profundidad.

La prueba de carga repetida en varias calles de la ciudad de Portoviejo que utiliza pavimento flexible, se observó que después de un cierto número de

ciclos de carga, el módulo llega constante y la respuesta del suelo puede asumirse como elástica, donde al módulo que permanece constante se le llama módulo de resiliencia. Este concepto aplica tanto para suelos finos como para materiales granulares, así entonces, el concepto de módulo de resiliencia está ligado invariablemente a un proceso de carga repetida, lo que ha dado como conclusión que el parámetro módulo de resiliencia, a través de las investigaciones, se ha constituido como un elemento fundamental en el diseño de pavimentos y ha despertado gran interés en el desarrollo de procedimientos de diseño con bases mecanicistas; los cuales lo introducen como un elemento que caracteriza de manera racional el comportamiento esfuerzo-deformación de los materiales que conforman la estructura. Es muy importante tener en cuenta las propiedades mecánicas de los materiales que constituyen las capas del pavimento, ya que de ellas depende la obtención del módulo de resiliencia. La técnica para estimar las propiedades resilientes en los materiales son pruebas no destructivas, por lo que se tiene más ventajas ya que la estructura del pavimento no se altera.

4.6. EL MÉTODO AASHTO EN PAVIMENTOS FLEXIBLE. El diseño de la secciones estructural del pavimento flexible modificado para las nuevas calles de la ciudad de Portoviejo, evalúa la condición estructural del pavimento basado en el análisis de la teoría elástica multicapas; este acercamiento ofrece la posibilidad de una solución racional al problema de diseño, considerándoselo finalmente que este se adaptará al de un pavimento asfaltico modificado.

GRÁFICO 6. LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO PROPUESTO

La capacidad estructural del pavimento implica soportar las cargas impuestas por el tránsito y las condiciones ambientales, la capacidad estructural y funcional está íntimamente relacionada. Un deterioro estructural de un pavimento se manifiesta por una disminución de su capacidad funcional ya que hay un incremento en rugosidad, ruido, no obstante hay otros tipos de fallas estructurales que pueden progresar sin que los usuarios lo noten hasta etapas muy avanzadas. También puede haber pérdida de capacidad funcional sin que esto implique pérdida de capacidad estructural. Los materiales pétreos y el cemento asfáltico que forma la base asfáltica, debe cumplir con normas de calidad para pavimentos como tal, dado que sobre la base asfáltica debidamente terminada, se aplica en todo el ancho de la calle, un riego de liga con emulsión asfáltica catiónica, a razón de 0.6 Lit./m2 aproximadamente, y sobre la capa de base asfáltica debidamente terminada, se colocara una nueva carpeta de concreto asfáltico de 0.10 m de espesor, con tamaño máximo del agregado de 3/4", utilizando material procedente del mismo banco de préstamo elegido anteriormente, y para éste fin con cemento asfáltico AC-20, con una dosificación aproximada de 150 Lit./m³ sobre el material pétreo seco y suelto.

La mezcla será elaborada en planta y en caliente y el tendido se efectuará compactándola al 95% de su peso volumétrico determinado en la prueba Marshall.

El proceso constructivo determina que sobre la capa subrasante debidamente terminada se construirá una capa de base hidráulica de 0.20 m de espesor, con tamaño máximo del agregado de 1-1/2” donde esta capa se deberá compactar al 100% de su peso volumétrico seco máximo (PVSM) de la prueba AASHTO modificada. Transito W-18. La aplicación del método AASTHO 2002 requiere transformar a ejes sencillos de 18,000 Lb. (8.2 Ton) los ejes con diferentes pesos y configuraciones (sencillos, tándem y tridem) sobre el pavimento a lo largo del ciclo de proyecto. Los materiales de las capas que conformaran el pavimento

para la prolongación de calles en la ciudad de Portoviejo hacia el sector “Las Vegas” guardara consideraciones para la subrasante que se entiende que es un suelo natural que se encuentra en el lugar, en cuyo caso de acuerdo al estudio que se realiza (ensayo de laboratorios), se emplea para el diseño preliminar el valor de capacidad soporte california. Esta capa en caso de que este suelo sea malo se lo cambia por otro. Si el suelo presenta características arcillosas, deberá exigirse en el campo un mínimo de 95 % de la densidad de laboratorio, determinada según el método AASHO T-180-D. Además, el espesor mínimo del terreno de compactación debidamente compacto, estará relacionado

con

tipo

tránsito,

acuerdo

las

siguientes

consideraciones:

a) Si el "valor del índice de tráfico" es menor que 10, o sea si hay "tráfico reducido", el terreno de fundación habrá de compactarse de 6 a 12 pulgadas (15 a 30 cm.) de espesor como mínimo.

b) Si el "valor del Índice de tráfico", está comprendido entre 10 y 100, es decir que hay un "tráfico mediano", el terreno de fundación se compactará de 12 a 18 pulgadas (30 a 45 cm.) como mínimo.

c) Si el "valor del Índice de tráfico", es mayor de 100, o sea, si hay "tráfico intenso", el terreno de fundación será compactado de 18 a 24 pulgadas (45 a 65 cm.) como mínimo. La capa Sub-base. Es una capa de material pétreo, de buena graduación, construida sobre la subrasante. Esta capa, al igual que la anterior, deberá cumplir con los requisitos de compactación y calidad a que se hace referencia para la capa subrasante. Esta capa es la que subyace a la capa base, cuando esta es necesaria, como es el caso de los pavimentos flexibles. Normalmente, la sub-base se construye para lograr espesores menores de la capa base como el caso de pavimentos flexibles.

La capa base.- Constituye la capa intermedia entre la capa de rodamiento y la sub-base. Generalmente se la usa en los pavimentos flexibles. Se compone de materiales pétreos con buena distribución granulométrica. Esta capa permite reducir los espesores de carpeta, dada su función estructural importante al reducir los esfuerzos cortantes que se transmiten hacia las capas inferiores. Además cumple una función drenante del agua atrapada dentro del cuerpo del pavimento. El realizar proyectos con baja calidad, genera resultados negativos, expresados principalmente en disminución considerable de la vida útil, lo cual lleva a incomodidades a la comunidad y pérdidas económicas cuantiosas.

La causa fundamental de este proceso de construcción vial con pavimentos flexibles es la inexistencia de un plan de aseguramiento de calidad del proyecto, que no ha garantizado satisfactoriamente a las solicitaciones a las cuales se ve sometida la estructura en su vida útil diseñada, siendo las mismas especificaciones técnicas con las cuales se realizó la obra.

La fórmula original deducida del AASHO Road Test era: log W  log Q 

G 

Siendo: W = número de cargas de ejes tipo aplicadas hasta la serviciabilidad final. G = una función (el logaritmo) de la relación de pérdida de serviciabilidad en el tiempo t con respecto a la perdida potencial para una serviciabilidad de 1,5. β = función del diseño y de cargas que influyen en la forma de la curva p (serviciabilidad) vs. W.

  0,40 

0,081( L1  L2 ) 3, 23 ( SN  1) 5,19 L32,23

Donde: SN = número estructural. L1= carga por eje simple o eje tándem. L2 =código de ejes (1 para eje simple, 2 para eje tándem)

p = función del diseño y de Ias cargas que tiene en cuenta el número de aplicaciones de cargas para Ilevar Ia calzada a una serviciabilidad de 1,5.

log Q = 5,93 + 9,36 log(SN+1) - 4,79 log(L1+L2) +4,33 log L2

Para el método de diseño AASHTO 86 y 93 la fórmula de diseño es:  PSI 4 , 2  1,5  Z R S 0  9 ,36 log( SN  1)  0 , 20   2 ,32 log M R  8, 07 1094 0 , 40  ( SN  1) 5 ,19 log

log W 18

Donde: W18 = número de cargas de 18 kips (80 kN) previstas. ZR = abscisa correspondiente a un área igual a la confiabilidad R en la curva de distribución normalizada. S0 = desviación estándar de todas Ias variables. ΔPSI = pérdida de serviciabilidad. MR= módulo resiliente de Ia subrasante

Mediante un nomograma se determina el SN. A partir de ahí, hay que buscar los materiales y espesores que conduzcan a ese valor. Se utiliza la expresión: SN = a1 D1 + a2 D2 M2 + a3 D3 M3 Donde:  a1; a2; a3: Coeficientes de capa del pavimento, base y súbase, respectivamente.

 D1; D2; D3: Espesores del pavimento, base y súbase, respectivamente.

 M2; M3: Coeficientes de drenaje de la base y súbase, respectivamente (capas no tratadas); dependen de la pluviometría de la zona y de la calidad del drenaje que puede proporcionar intrínsecamente la capa en cuestión.

La solución no es única, por lo que será necesario imponer adicionalmente las limitaciones de espesores por razones constructivas y realizar el pertinente análisis de costos que garantice la mejor opción técnica y económica. En el método se incluyen diversos ábacos que permiten una estimación de los valores a a partir del módulo de elasticidad del material o bien a partir de parámetros empíricos (CBR para materiales granulares, estabilidad Marshall para mezclas bituminosas, los rangos normales del coeficiente pueden ser los siguientes: Materiales:

Hormigones bituminosos 0,25 - 0,45

Bases granulares

0,12 - 0,15

Súbase granulares 0,09 - 0,14

Bases tratadas con cemento

0,20 - 0,25

Bases tratadas con betún 0,15 - 0,25 Factores equivalentes de carga.- El concepto de convertir un tránsito mixto en un número de ESALs de 80 kN fue desarrollado en el Road Test de Ia AASHTO. En este ensayo se cargaron pavimentos similares con diferentes configuraciones de ejes y cargas para analizar el daño producido. Así el factor equivalente de carga o LEF es un valor numérico que expresa la relación entre la pérdida de serviciabilidad causada por la carga de un tipo de eje y la producida por el eje estándar de 80 kN en el mismo eje.

Por ejemplo, para producir una pérdida de serviciabilidad de 4,2 a 2,5 son necesarios 100.000 ejes simples de 80 kN ó 14347 ejes simples de 133 kN, por tanto: LEF = 100.000/14347= 6,97

Dado que cada tipo de pavimento responde de manera diferente a una carga, los LEFs cambian de acuerdo al tipo de pavimento. Por ejemplo, si el punto de falla de un pavimento cambia, también lo hace el LEF. Es así que pavimentos rígidos y flexibles tienen diferentes LEFs y que también cambie según el SN (pavimentos flexibles) y que también cambien según el nivel de serviciabilidad adoptada. 4.7. VALORES NORMATIVOS DE DISEÑO.

La velocidad de diseño. Es la velocidad guía o de referencia que permite definir las características geométricas de todos los elementos del trazado en condiciones de comodidad y seguridad. De acuerdo a las características geométricas existente en la vía, en base a las condiciones topográficas y respetando las normas vigentes, se establece una velocidad de diseño equivalente a 40 kilómetros por hora.

Tipo de

Velocidad Pendiente Radio

Coeficiente

“K” curvas

Verticales

Convexas

Cóncavas

Peralte

De diseño

Máxima

mínimo

(KPH)

(%)

(m)

Llano

110

Ondulado

Montañoso

Terreno

Máximo (%)

Radio mínimo de curvas horizontales. El radio de curvas horizontales está generalmente en función de la velocidad directriz, del peralte máximo y del coeficiente de fricción lateral. La determinación del radio mínimo de las curvas horizontales, se ha realizado en base al criterio de la AASHTO, criterio adoptado en las Normas del MTOP. Los radios mínimos de las curvas horizontales por ser un vía de descongestionamiento se han tomado los radios mayores a 80 metros excepto en la intersección de la rampa con la red urbana cuyo radio es de 23 mt. El peralte máximo que indica el manual es 8%, pero teniendo en cuenta que la vía es urbana se decidió no utilizar peraltes.

Pendientes máximas y mínimas.

La pendiente longitudinal máxima

corresponde a 10 % para terreno plano en el sector de la rampa del paso elevado. Determinación de las curvas verticales. Las longitudes de las curvas verticales se han obtenido en base a las siguientes expresiones: Curvas verticales Convexas:

L=K.A

Curvas verticales Cóncavas:

L=K.A

Siendo: A = Diferencia algebraica de las gradientes K = Relación de la longitud de la curva en metros por cada % de la diferencia algebraica de las gradientes.

Se encuentran diversos valores de K para las diferentes velocidades de diseño para curvas verticales convexas y cóncavas. Diseño del proyecto horizontal y vertical. Con los datos de campo se procedió a realizar los respectivos cálculos. Alineamiento horizontal y vertical. El alineamiento horizontal tuvo que acomodarse a las condiciones topográficas existentes. Cabe mencionar que durante el proceso de diseño de las vías, se dio especial atención a la solución de los cruces con las calles existentes, donde se mantuvo una sobreelevación siguiendo las recomendaciones del diseño del puente “Puerto Real” que debe estar sobre la cota de inundación.

4.8.

CONSIDERACIONES

GENERALES

PARA

CÁLCULO

DEL

PAVIMENTO. Para el proyecto se establece una proyección de parámetros que son considerados importantes para el cálculo del pavimento flexible bajo consideraciones del sistema multicapas, tal como lo es: tráfico y sus factores equivalentes de cargas y verificación de fatiga para vehículos con carga simple, tándem y tridem.

4.8. TABLAS DE CÁLCULO PARA EL PAVIMENTO.

4.9. PRESUPUESTO.

GRAFICO 7. LA ESTRUCTURA TIPO

CUADRO 1. COSTO REFERENCIAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

GRAFICO 8. COSTO REFERENCIAL DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

GRAFICO 9. COSTO BENEFICIO REFERENCIAL DE PAVIMENTOS

4.10.

DISCUSIÓN DE RESULTADOS. Una vez culminada la presente

investigación se propone conclusiones y recomendaciones sobre resultados del pavimento seleccionado, considerando parámetros de asfaltos modificados, en aquellos casos específicos en que las propiedades de los ligantes tradicionales son insuficientes para cumplir con éxito la función para la cual fueron encomendados, es decir, en mezclas para pavimentos flexibles modificados que están sometidos a solicitaciones excesivas, ya sea por el tránsito o por otras causas como: temperaturas extremas, agentes atmosféricos, tipología del

firme, etc. Si bien los polímeros modifican las propiedades reológicas de los asfaltos, estos muestran ventajas en servicio; y los campos de aplicación más frecuentes son: Las mezclas drenantes: Que tienen un porcentaje muy elevado de huecos en mezcla (superior al 20%) y una proporción de árido fino muy baja (inferior al 20%), por lo que el ligante debe tener una muy buena cohesión para evitar la disgregación de la mezcla. Además el ligante necesita una elevada viscosidad para proporcionar una película de ligante gruesa envolviendo los áridos y evitar los efectos perjudiciales del envejecimiento y de la acción del agua (dado a que este tipo de mezclas es muy abierta). Las mezclas resistentes y rugosas para capas delgadas: La utilización de polímeros en este tipo de mezclas es para aumentar la durabilidad de las mezclas. Esta mezcla con pequeño espesor, surgen dada a la rapidez de aplicación, lo que reduce al mínimo los tiempos de cortes de tráfico, y se utilizan para trabajos de conservación de rutas y vías urbanas, que exigen mezclas con alta resistencia y con una buena textura superficial. La resistencia de estas mezclas se consigue con áridos de buena calidad, elevado porcentaje de fuller (8 a 10%) y un asfalto modificado con polímeros. Mezclas densas: Para las aplicaciones en las cuales se deban soportar tráfico intenso la mezcla bituminosa debe ser resistente al ahuellamiento, al mismo tiempo, que el material debe poder ser mezclado, extendido y compactado a temperaturas normales y no se debe volver frágil cuando la temperatura del pavimento descienda.

Como se pudo observar, existe una gran diferencia entre los resultados obtenidos sobre una muestra de mezcla asfáltica convencional y otra con una mezcla asfáltica modificada con polímeros, la mezcla modificada puede hacer frente al ahuellamiento con una marcada diferencia sobre la otra muestra.

Para nuestro caso, se necesitará asfaltos modificados con polímeros, preferentemente de naturaleza elástica, y que la mezcla sea capaz de absorber las tensiones sin que se produzca la rotura, ya que se han realizados varios ensayos que han demostrado que los asfaltos modificados con asfaltos modificados con polímeros son capaces de asimilar mayores tensiones iniciales que la mezcla convencional. Durabilidad mezclas asfálticas preparadas con ligantes modificados con polímeros: En función de no contar con experiencias muy válidas en cuanto a la durabilidad de mezclas bituminosas modificadas con polímeros, se hacen necesarios

implementar

métodos

laboratorio

para

evaluar

comportamiento a corto y largo plazo de envejecimiento, como lo es, los métodos de envejecimiento de las mezclas en laboratorio a corto y largo plazo, empleando los métodos desarrollados por SHRP (Strategic Highway Research Program). Como es bien conocido el envejecimiento o endurecimiento de los asfaltos ocurre durante los procesos de mezclado y colocación de las mezclas (envejecimiento a corto plazo) y durante su vida de servicio en el pavimento (envejecimiento a largo plazo). Para simular el envejecimiento a corto plazo se usan los ensayos TFOT y RTFOT y para simular el envejecimiento en servicio, SHRP ha adoptado el envejecimiento PAV. En el caso de las mezclas asfálticas el SHRP ha propuesto para el envejecimiento a corto plazo el ensayo STOA y para el largo plazo el LTOA.

Se han realizado ensayos sobre

muestras de ligante y mezclas bituminosas modificadas con polímeros llegando a la conclusión que los A.M.P, tienen un índice de envejecimiento más bajo que los convencionales.

4.11. VERIFICACIÓN DE HIPÓTESIS

4.11.1. HIPÓTESIS GENERAL. Se pudo comprobar a través de las encuestas de origen - destino y que existiendo una eficiente estructura vial en este sector que garantizara un prolongado periodo de vida útil, ayudara a evitar el gran

congestionamiento vehicular y peatonal existente en el centro de la ciudad de Portoviejo.

4.11.2. HIPÓTESIS ESPECÍFICAS. Se pudo comprobar a través de la encuestas realizadas, que la población beneficiada se traslada desde el centro administrativo y comercial hacia el sector sur de la ciudad por motivos de trabajo (49%), educación (38%), recreación (1%), compras (8%), hogar (1%), trámites (3%), con una frecuencia de traslado de una vez al día (14%), dos veces al día (24%) y más de dos veces al día (72%) y según datos obtenidos de la población el 99% de la ciudadanía está de acuerdo con que se encuentre una nueva alternativa de pavimentación urbana para las calles de la ciudad de Portoviejo, generándose un ahorro en tiempo de viaje vehicular y peatonal así como de un ahorro en costos de operación en sus vehículos.

CAPÍTULO V CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

A.- CONCLUSIONES:

1. Puede verse en el análisis realizado, que el costo del pavimento rígido es más alto que el del pavimento flexible modificado. Para ello debe de tomarse en cuenta que se realizó la comparación tomando en consideración los mismos parámetros de diseño, en cuanto a cargas, tipo de subrasante, especificaciones de materiales y tiempo.

2. Hablar de qué tan económico resulta un pavimento rígido de un flexible modificado, es muy relativo, ya que si se toma en cuenta el costo total, el cual incluye la inversión inicial más el costo de mantenimiento con el caso de pavimento modificado, se podría obtener que este último, es una alternativa económica definitiva, que dependerá de las autoridades encargadas de la toma de decisiones acerca del tipo de pavimento a emplear el proyecto, dependiendo además de fondos para el financiamiento necesario.

3. Hablando en sentido constructivo, todos los pavimentos cumplen con los requisitos para brindar un buen servicio a través de su vida útil; tomando en consideración que la ejecución, nos lleva a tener un estricto control de calidad que garantice durabilidad y buen funcionamiento, siendo además indispensable para que esto se cumpla, un apropiado programa de mantenimiento que garantice su conservación durante el periodo de diseño, lo cual por economía tendrá una ventaja el pavimento flexible modificado..

4. En cuanto a los pavimentos con modificantes se puede concluir que se ha podido demostrar, que la clasificación de ligantes asfálticos modificados por el método de grado de desempeño no solo es suficiente para determinar, cuál tendrá un mejor desempeño en el proyecto, dadas las condiciones de

tránsito y temperaturas propias de éste, aunque con la implementación de estos ligantes han tenido un desempeño exitoso en los ensayos de Creep y fatiga, sin embargo, en el caso particular del ensayo de fatiga se debe realizar el cálculo de la energía disipada por ciclo de carga, donde de momento, el ligante está determinando un mejor desempeño en los ensayos estudiados en el polímero tipo EGA.

5. Con base en los resultados de ensayo, se deben analizar otras mezclas asfálticas patrón para determinar el efecto de las propiedades de desempeño del ligante asfáltico estudiado, respecto de las propiedades de la mezcla asfáltica. Con base en este otro experimento, se podrán calibrar modelos de desempeño a fatiga y deformación permanente, de mezclas asfálticas modificadas con diversos polímeros. B.- RECOMENDACIONES:

1. Para obtener un análisis completo del estudio comparativo de costos realizado en el presente trabajo, deberá tomarse en cuenta, además de los costos de ejecución, costos de mantenimiento.

2. En el caso del constructor que llevara a cabo la ejecución del pavimento, y en especial a los supervisores de la obra desde su inicio; se recomienda aplicar el respectivo control

de calidad, para que a través de los años,

pueda darse una opinión técnica valedera, demostrando qué tan duradero y económico resulta cada cual, bien construido; y para que, con el programa de mantenimiento necesario, se tengan calles siempre en buenas condiciones; sin llegar al extremo de estar efectuando reparaciones que resulten onerosas y que interrumpen el normal desarrollo del tránsito de la ciudad.

3. Una de las razones por las que se produciría el cambio en la manera de ver el diseño del pavimento y en especial los rehabilitados es la magnitud de los costos de construcción y rehabilitación.

4. Además se debe considerar soluciones para cuando ocurren los desbordes del caudal del río por lo que se podrían utilizar bordes de seguridad para evitar inconvenientes.

5. El pavimento estará peraltado desde el centro hasta cada orilla del camino para prevenir el estancamiento del agua, y permitir el escurrimiento en forma expedita. Un 2% de bombeo es suficiente, sin embargo, pudiera utilizarse un valor máximo del 3%.

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ANEXO:  CD: Copia de Tesis original y video del proyecto “Las Vegas” de la Ciudad de Portoviejo.

RESUMEN Los pavimentos en la ciudad de Portoviejo, generalmente están formados por: Subrasante, Sub-base, Base y Carpeta, entre los que podemos mencionar: Pavimento Flexible: Concreto Asfáltico (60%). DTSB (20%) Por favor escribe completo. Pavimento Rígido: (10%). Pavimento Mixto: (5%), y Pavimento Articulados: (5%). Los citados en muchos de los casos, especialmente en pavimentos de tipo flexible, se han presentado una importante acumulación de deformaciones permanentes, por lo que esto será un valor importante en la caracterización de la alternativa para el tipo de pavimento que se adoptará en la construcción de la prolongación de calles de esta ciudad, por lo que nuevos ensayos en la caracterización de materiales y maquinarias, escogeremos una alternativa que cumpla con un eficiente comportamiento como lo es, rigidez y resistencia a la deformación permanente, mediante la aplicación de un racional método de diseño, que nos permita en esta alternativa, tener una sección estructural, suficientemente segura para que las acciones cumplan el periodo de diseño establecido hasta su conservación, asociado al crecimiento del tránsito de una manera simple y económica. El estudio analiza a través de distintos indicadores, costo beneficio y durabilidad del proyecto, los resultados se expresan en índices que permiten tener conclusiones cuantificables; tomándose como modelo metodológico la guía de diseño AASHTO - 2002 con las características para aplicarlo en un pavimento flexible modificado

EXECUTIVE The pavements in the city of Portoviejo, are usually formed by: Subgrade, subbase, Base, and folder, among which we can mention: Flexible pavement: concrete asphalt (60%). DTSB (20%) Please enter full. Rigid pavement: (10%). Mixed pavement: (5%), and Pavement articulated: (5%). Those mentioned in many of the cases, specifically in pavement type flexible, there have been an important accumulation of deformations permanent, so this will be an important value in the characterization of the alternative to the type of flooring that will be adopted in the construction of the prolongation of this city's streets, so that new trials in the characterization of materials and machinery, will choose an alternative that comply with efficient behavior as it is, rigidity and resistance to the permanent deformation, through the application of a rational method of design, which will allow us in this alternative, to have a structural section, safe enough so that actions meet the design period established to preserve, associated with the transit of one growth simple and economic way. The study analyses using different indicators, cost-benefit and durability of the project, the results are expressed in indexes that allow have quantifiable conclusions; taking as a methodological model the Design Guide AASHTO - 2002 with the characteristics to be applied in a modified flexible pavement