Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Efecto de la variación de parámetros fundamentales de la microsimulación en los tiempos de viaje(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-04-09) Aguinaga Mezarina, Carlos Alonso; Cabrera Vega, Félix IsraelLa investigación actual se centra en la evaluación de los impactos de los parámetros fundamentales de la microsimulación en los tiempos de viaje donde los aspectos de simulación bajo análisis incluyen el warm up, los números semilla y los pasos de simulación. De esta manera, esta tesis persigue la mejora del proceso de diseño y análisis en los modelos de microsimulación. Para alcanzar este propósito, se comenzó con un estudio de las distintas escalas de simulación, con un enfoque más profundo en la microsimulación, que abarca los parámetros fundamentales explorados en este trabajo. También, se investigó el funcionamiento del software Vissim, ya que se implementó para observar y extraer datos que faciliten la evaluación de los efectos en las variables de eficiencia. Luego, se empleó el modelo de Vissim de la intersección de las avenidas Salaverry y El Ejército donde se colocaron cuatro contadores de tiempo de viaje (dos para vehículos motorizados y dos para no motorizados) y se realizaron modificaciones en el warm up, los números semilla y los pasos de simulación. En el primer caso, se pensó utilizar periodos de 600 s, 900 s y el warm up del proyecto; sin embargo, al determinar este último, se halló que su magnitud coincidía con los 900 segundos. En el segundo caso, se analizaron números semilla aleatorios y con una diferencia constante. Para el tercer caso, se utilizaron valores de 1 paso de simulación por segundo de simulación (paso/ss), 10 pasos/ss y 20 pasos/ss. Después de determinar los resultados de tiempo de viaje para cada caso, se aplicaron pruebas de hipótesis para identificar si existe una diferencia significativa en los diversos valores encontrados. En conclusión, se determinó que en el presente modelo no se observa una variación sustancial en los resultados de la duración de los viajes; no obstante, se sugiere llevar a cabo un estudio similar con un análisis multivariable en modelos calibrados y validados.Ítem Texto completo enlazado Caracterización del tránsito de vehículos pesados en la Panamericana Norte - sector Serpentín de Pasamayo, para el diseño de pavimentos con el método mecanístico-empírico del AASHTO(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-01-24) Graus Medina, Daniel Angel; Zamora Beyk, Juan PabloActualmente el diseño de pavimentos en el Perú se realiza con métodos empíricos que datan de los años 70. Sin embargo, ya se cuenta con métodos mecanísticos-empíricos que mediante un modelamiento y caracterización realista de la estructura del pavimento y sus solicitaciones, analizan el desempeño que tendrá el pavimento durante su vida útil. El método que más destaca es el método mecanístico-empírico del AASHTO, también conocido como MEPDG, que para ser usado en el Perú requiere la calibración local de los modelos de predicción de deterioro de acuerdo al comportamiento real observado en campo; así como una base de datos de entrada que incluya información climática detallada, información del tránsito de vehículos pesados, espectros de cargas de tráfico, propiedades de los materiales disponibles, entre otros. En el presente trabajo se caracteriza el tránsito de vehículos pesados que circula por la Panamericana Norte, con el fin de estudiar y generar los datos de entrada de tráfico que usa el MEPDG, en base a la información registrada durante tres años en las estaciones de pesaje del sector Serpentín de Pasamayo. Primero, se discute la normativa y el procedimiento con el que se realiza el control de peso en las estaciones de pesaje en el Perú. Luego, se analizan los registros obtenidos del control de peso en las estaciones de pesaje de Serpentín de Pasamayo. Después, se procesan los datos recopilados y se obtienen los parámetros que caracterizan el tránsito de vehículos pesados según el MEPDG. Finalmente, se analizan y comparan los espectros de carga por eje obtenidos de la caracterización, de donde se concluye que la información registrada en las estaciones de pesaje puede ser utilizada para generar la mayoría de los parámetros de entrada. No obstante, todavía se debe mejorar el control de pesaje para tener datos de tráfico más completos y de mejor calidad.Ítem Texto completo enlazado Estabilización de suelos arcillosos con cenizas de bagazo de caña de azúcar(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-07-20) Peralta Tingal, Sandra Paola; Zamora Beyk, Juan PabloLa presencia de suelo arcilloso en la subrasante de un pavimento puede producir deformaciones que afectan al pavimento, ya sea con hundimientos o fisuras en la carretera. Para contrarrestar este problema, es necesario modificar las propiedades de la subrasante y que, estas a su vez, cumplan con las especificaciones técnicas recomendadas por el Manual de Carreteras. Adicionalmente, para el caso de los suelos arcillosos, el Manual recomienda realizar estabilización química, la cual se realiza con la incorporación de aditivos, siendo los más comunes la cal y el cemento Portland. Sin embargo, debido a que estos aditivos producen contaminantes, tanto en su obtención como en su aplicación, en la presente investigación se plantea el uso de las cenizas de bagazo de caña de azúcar, un desecho industrial con alta actividad puzolánica. Además, debido a su composición, las cenizas mejoran las características físicas y mecánicas del suelo arcilloso; esto se verifica por medio de ensayos de laboratorio y se demuestra que el suelo mejora sus propiedades físicas y mecánicas con la incorporación de las cenizas de bagazo. Es por ese motivo que se analizan los cambios de estas propiedades y cómo estos influyen en la mejora del suelo. Finalmente, se planteó el uso de las cenizas de bagazo junto con la cal para obtener un mejor rendimiento, para el cual se obtuvo mayor eficacia al utilizarle ambos aditivos.Ítem Texto completo enlazado Diseño del pavimento de la carretera Chilete – San Pablo – empalme ruta 3N del Km 53+780 al Km 54+780(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-04-19) Ipanaque Lopez, Jose Manuel Rafael; Zamora Beyk, Juan PabloLa carretera Chilete – San Pablo – Empalme Ruta 3N se encuentra ubicada en el departamento de Cajamarca y cuenta con una extensión de 74 kilómetros. Esta carretera fue construida para descongestionar el tránsito de la ciudad, así como también incrementar el turismo y comercio de la región. En la presente tesis, se diseña el pavimento para un kilómetro de esta vía. Concretamente, el subtramo elegido se encuentra comprendido entre las progresivas km. 53+780 y 54+780, que pertenece al tramo tres de la carretera (Maraypampa – Empalme Ruta 3N). En el diseño, se consideran dos tipos de pavimento: rígido y flexible. Para pavimento rígido se diseña bajo las metodologías de la Portland Cement Association (PCA) y de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO). Para pavimento flexible se diseña mediante las metodologías del Instituto del Asfalto (IA) y de la AASHTO. Cabe recalcar que, para el diseño, se emplean datos diferentes para simular un caso distinto al encontrado en la realidad. Se plantean 4 alternativas por metodología de diseño y se efectúa el análisis económico de los costos de construcción de todas las opciones. El trabajo incluye el mantenimiento a lo largo del tiempo de vida útil de la estructura en el programa HDM-4 para la alternativa más económica de pavimento rígido y pavimento flexible. Finalmente, se elige la opción económicamente más favorable y se diseñan las bermas. Los resultados obtenidos muestran que, a pesar de que el costo de construcción de un pavimento flexible es menor que un pavimento rígido, al tomar en cuenta el costo de mantenimiento de ambas estructuras, resulta económicamente más ventajoso construir un pavimento rígido.Ítem Texto completo enlazado Propuesta de diseño geométrico de la carretera Cáclic – Luya, para reducir el tiempo de viaje y mejorar la seguridad de la vía(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-02-27) Zumaeta Jimenez, Lloyd Emmanuel; Campos De la Cruz, Fernando JoséEn el Perú, más del 80% de las vías interprovinciales y vecinales son trocha o afirmado. Estas carreteras constantemente se encuentran interrumpidas debido a problemas de mal diseño geométrico y estabilidad de taludes, lo que genera un incremento en el tiempo de viaje, accidentes de tránsito y alza en los costos de transporte para los usuarios. En la parte nor-oriental del país, las redes de transporte vial se encuentran constantemente interrumpidas por deslizamientos y flujos de masas, así como desprendimientos de rocas. Por lo que esta tesis se desarrolla con el fin de plantear soluciones efectivas a los problemas que existen en la carretera Cáclic-Luya. En la actualidad, esta vía presenta problemas de seguridad y transitabilidad. Asimismo, los taludes son inestables debido a la permanente humedad que es producida por las lluvias, por lo que constantemente interrumpen el flujo vehicular. El ancho de la calzada es inadecuado, lo que produce serias limitaciones en lo que respecta al tamaño de los vehículos que ingresan y salen de esta zona, por lo que solo pueden transitar vehículos menores. La metodología comienza con la identificación de los problemas que existen en esta vía. Luego, se realiza un reconocimiento de la carretera, se obtiene información digital sobre ella (datos topográficos), se realiza el trabajo de gabinete para caracterizar el relieve del terreno, se obtiene información sobre la cantidad de vehículos que transitan por la vía colocando dos puntos de medición para, finalmente, realizar el diseño de la carretera. Adicionalmente, el diseño de la vía incluye la colocación de muros de contención y obras hidráulicas, específicamente cunetas. Se propuso 3 alternativas de diseño, las cuales fueron evaluadas mediante el proceso de análisis jerárquico AHP (Análisis jerárquico de procesos). Este es un proceso de toma de decisiones diseñado para solucionar problemas que tienen múltiples variables. El proceso de jerarquización requiere la toma de decisiones subjetivas para determinar el nivel de importancia de los criterios establecidos. En este caso, se consideraron 6 criterios para poder seleccionar la mejor alternativa. Los criterios que se han tomado en cuenta para realizar el análisis jerárquico son los siguientes: movimiento de masas, longitud de los trazos, cantidad de curvas en el alineamiento horizontal, pendientes longitudinales, superficies de los muros de contención y longitud de las cunetas. Luego del análisis, se determinó que la mejor alternativa tiene la menor longitud de muros de contención, un recorrido de 4.9 km, cuenta con un puente de 150 m y es la segunda mejor opción en lo que respecta a movimiento de tierras.Ítem Texto completo enlazado Concesión del tramo de la carretera regional Pe- 5na, Oxapampa(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-22) Córdova Lavado, Erick Rafael; Benavides Vargas, José Félix AlejandroUno de los grandes problemas que aqueja al Perú es la brecha de infraestructura que permita el desarrollo económico. En el caso de la provincia de Oxapampa, el alto potencial de desarrollo de la ciudad se ha visto limitada por la infraestructura vial que conecta las zonas Oxapampa- Huancabamba-Pozuzo. Mediante un Análisis de Costo Beneficio (ACB), se ha encontrado muchas razones positivas por las cuales podemos indicar que el mejoramiento de la carretera PE-5NA de 73 kilómetros es una de las soluciones idóneas para mejorar la conectividad e impulsar el desarrollo de la región. La primera razón es que se produce un ahorro en el mantenimiento de la vía. La segunda razón es que se produce un ahorro en el tiempo de viaje. La tercera es el ahorro en el costo de operación vehicular COV. La cuarta es la reducción de accidentes vehiculares de la zona. Por último, se potencia el flujo comercial entre ciudades e incrementa el turismo de la región. En este estudio de ACB se han considerado las tres primeras variables y se ha obtenido un VANS de $ 6,168,998.62 y el “TIRS” de 13.40%. Estos valores son aceptables y obtienen el calificativo de “Se realiza el proyecto”. Por otro lado, se ha realizado un estudio de impacto ambiental durante las distintas fases del proyecto. Por medio de una inversión de 67.5 millones de soles (IGV no incluido), se espera que este mejoramiento pueda beneficiar a más de 92 mil habitantes. Se estima que a través de esta vía haya una circulación de alrededor de 249,660 vehículos al iniciar sus operaciones en el año 2027, y esta demanda de vehículos tendrá un incremento del 2.9 % anual. El modelo de contratación elegido en este trabajo es de Asociación Pública Privada (APP) bajo el esquema de Cofinanciamiento durante un periodo de 2 años de construcción y 23 años de mantenimiento. Una de las razones por la cuales se ha optado por esta modalidad es que cumple con el resultado del documento de “Lineamientos para la aplicación de los criterios de elegibilidad de los proyectos APP”, obteniendo un puntaje de 15.9 sobre 20; por otro lado, la modalidad de APP tiene muchas ventajas para la administración, puesto que brinda una mayor eficiencia en desarrollo del proyecto y permite la transferencia de riesgos. Con respecto a la distribución de riesgos, el concesionario asumirá los riesgos de construcción (sobrecostes y plazo), demanda, explotación, mantenimiento, tipo de cambio y financiación. Para asegurar la viabilidad financiera del proyecto, se ha estimado que la administración cofinanciará mediante pagos anuales máximo de 2.5 millón de dólares durante la explotación de la concesión y los usuarios pagarán una tarifa de peaje al concesionario. De acuerdo con el modelo económico-financiero que se ha elaborado bajo ciertas hipótesis financieras, contables, fiscales y macroeconómicas de Perú, se ha obtenido los valores de los indicadores de rentabilidad (TIR del accionista 11.34%, TIR del proyecto 11.48%). El presente trabajo es una primera aproximación del análisis de la viabilidad que exige un proyecto bajo esta modalidad de contrato.Ítem Texto completo enlazado Proyecto constructivo de la variante de la carretera valenciana CV-865 a su paso por los municipios de Elche y Santa Pola, Valencia, en España(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-06-15) Fiestas Quevedo, Diego André; Benavides Vargas, José Félix Alejandro; Lorenzale Grande, RicardoEl objetivo de este investigación, de carácter académico, es el de presentar una alternativo de solución antes una mayor demanda de usuarios en la actual CV-865, la cual conecta las ciudades de Elche y Santa Pola, al sur de la Comunidad Autónoma de Valencia, en España. La presente tesis pretende presentar un proyecto constructivo, el cual incluye cada uno de los documentos de lo que un proyecto real trata. Este asume un Estudio Previo de Alternativas, del cual se decidió una de ellas tras una comparación de carácter económico, social y ambiental. La nueva infraestructura contempla una vía destinada a vehículos ligeros y pesados, cuya longitud aproximada será de 12 km y se desarrollará sobre una orografía prácticamente llana. Dentro del estudio que se va a realizar, se tomarán los condicionantes ambientales, sociales y geográficos de manera que el producto de este tema de tesis pueda asemejarse, en lo más posible, a la realidad. Luego de haber identificado los condicionantes, se realizarán los estudios geológicos, geotécnicos, climatológicos, hidrológicos, de tráfico y demanda y con ello poder realizar el diseño de la nueva carretera. Dentro del diseño de la infraestructura en cuestión, se ha realizado una coordinación entre el alzado y la planta para poder crear un mejor producto, tanto para una visión económica, ambiental y funcional. En ello se ha tomado en cuenta el estudio de movimiento de tierras, el análisis de expropiaciones y un estudio de ordenación ambiental que busque plantear actuaciones que reduzcan el impacto ambiental generado tanto en la construcción como en la explotación de la carretera. Una vez acabado con lo más complejo, se ha determinado la disposición de la señalización, balizamiento y protección con los que debe contar la infraestructura para que pueda ofrecer un nivel de seguridad adecuado para los usuarios.Ítem Texto completo enlazado Proyecto constructivo variante de población de la carretera nacional N-122 a su paso por Tarazona (Zaragoza – España)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-13) Mayhuire Ponce, Hofman; Benavides Vargas, José Félix Alejandro; Núñez Fernández, MiguelLa presente tesis tuvo como objetivo el diseño geométrico de una nueva carretera de índole nacional para aliviar el concurrido tráfico rodado pesado que circula en la actual travesía (carretera N-122) en la localidad de Tarazona en una extensión de poco más de 9 kilómetros; para efectuar dicho propósito se realizó un estudio exhaustivo de los diferentes condicionantes y servicios existentes en el emplazamiento del proyecto, a su vez se hicieron los estudios topográficos, geológicos/geotécnicos e hidrológicos, así como también los cálculos hidráulicos para diseñar las obras de drenaje necesarias. Una vez realizado todos los estudios previos mencionados se procede al diseño geométrico de la carretera para una velocidad de proyecto de 90 km/h siguiendo los parámetros de la normativa española en lo que concierne al transporte y sus infraestructuras tanto para la planta, alzado y sección. A continuación, se realizó un estudio detallado de coordinación planta – alzado y de visibilidad de adelantamiento y parada para evaluar posibles tramos de conflicto que fueron solucionados modificando el trazado levemente. La sección transversal será la misma a las carreteras convencionales de calzada única: arcenes de 1,50m con bermas de 1,00m y carriles de 3.50m de ancho. Más adelante, se realizó el estudio del tráfico y análisis de demanda para el año futuro 2045, considerando un nivel de servicio del tipo “D”; donde se destaca que la mejor opción, resultado del análisis económico y funcional, es el paquete de firmes que está formado por una capa de suelocemento y capas de mezcla bituminosa en caliente. Una vez conociendo la información anterior, se procedió a realizar un balance de masas donde se obtuvo que gran parte del suelo extraído de desmonte se utilizará como terraplén, quedando un déficit de volumen de tierra que se compensará con una cantera cercana al emplazamiento del proyecto. Finalmente, se realizó el análisis de la señalización y balizamiento que se implementaría y ubicará a lo largo de la carretera para garantizar la seguridad vial de los usuarios.Ítem Texto completo enlazado Diseño geométrico y señalización vial de la modificación del sector de vía del km 79 (C.P. Palca) al km 83 (DV. Huachos) de la red vial nacional PE-26, provincia de Castrovirreyna, departamento de Huancavelica(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-05-03) Siguas Bernaola, Juan Enrique; Campos de la Cruz, Fernando JoséLas redes viales del Perú juegan un rol importante en el desarrollo y crecimiento de sus regiones a nivel social y económico. Debido a esta importancia, se debe realizar un adecuado diseño y ejecución de carreteras, en prioridad, las que se encuentran en la sierra peruana. En esa región, es común encontrar carreteras situadas cerca de quebradas, pues así no presentan mayores dificultades en su trazo y son económicas debido a su reducido movimiento de tierras. Sin embargo, esas carreteras pueden sufrir daño debido a la erosión fluvial ocasionada por las corrientes de agua. Este tipo de erosión superficial afecta directamente al talud inferior de una carretera, debilita su estabilidad y limita sus funciones. La red vial nacional PE-26 es una vía de penetración que conecta los departamentos de Ica y Huancavelica. Esa ruta cuenta con un sector de vía de 4 km ubicado en la provincia de Castrovirreyna. El sector de vía presenta zonas críticas donde se identifican deterioros de talud y pérdida de plataforma. La fuente principal de esos daños es la erosión fluvial que causa el río San Juan situado al margen de la vía, pues en épocas de lluvia, el caudal del río aumenta y socava el talud inferior de la carretera. Por tal motivo, existe la necesidad de proponer y evaluar un nuevo trazo más viable y seguro que el actual. El objetivo principal es proponer el replanteo de diseño geométrico y señalización vial de un nuevo trazo, a partir de la modificación del sector de vía del km 79 al km 83 de la red vial nacional PE-26, con la finalidad de mejorar la seguridad de los usuarios de vía y garantizar la funcionalidad de la carretera. El diseño geométrico y la señalización vial se ejecutan bajo las normas peruanas vigentes y establecidas, las cuales son el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras 2018 y el Manual de Dispositivos de Control del Tránsito Automotor para Calles y Carreteras 2016. El presente proyecto evalúa dos propuestas de trazo a nivel anteproyecto. La primera consiste en mantener el trazo de la carretera actual, mientras que la segunda consiste en modificarlo completamente. De acuerdo a la justificación de esta tesis, se elige la segunda propuesta, pues este proyecto prioriza la seguridad de los usuarios de vía y la funcionalidad de la carretera a largo plazo. El nuevo trazo es una carretera de tercera clase que se diseña con una velocidad de 40 km/h. Esta carretera tiene una longitud de 4.6 km, un ancho de calzada de 6 m y una pendiente longitudinal no mayor que 10 %. Asimismo, dicho trazo discurre sobre las laderas de un cerro, lo cual implica un trazo geométrico con mayores curvas sinuosas. Por lo tanto, se opta por usar los apropiados dispositivos de seguridad, con el fin de ayudar y guiar al conductor en su recorrido, y evitar accidentes de tránsito. Finalmente, a partir del diseño geométrico y señalización vial ejecutados, se obtiene un trazo adecuado que mejora la transitabilidad y seguridad de los usuarios de vía. Del mismo modo, la carretera del nuevo trazo ya no peligra de las consecuencias que pueda ocasionar la acción erosiva del río San Juan, por lo cual se garantiza una funcionalidad de 20 años de la vía.Ítem Texto completo enlazado Diseño geométrico de una vía de evitamiento en Máncora de acuerdo al contexto físico y urbano de la ciudad(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-12-16) Chacón Luna, Antonio Ericsson; Campos de la Cruz, Fernando JoséLa presente tesis se basa en el diseño geométrico de una vía de evitamiento en Máncora, a través de una metodología de diseño integrado. Esta metodología considera tanto los parámetros propios de la ingeniería de carreteras, como los parámetros particulares del contexto urbano y físico de la ciudad. El objetivo principal es proponer el diseño de una vía de evitamiento que permita reducir el conflicto entre los usuarios de la carretera Panamericana Norte, y la población local y turistas de la ciudad. Los objetivos específicos planteados, son los siguientes: (1) Justificar la necesidad de una vía de evitamiento en Máncora a través de un diganóstico vial-urbano, (2) diseñar tres alternativas de trazo que cumplan con los requisitos del Manual de Carreteras DG 2018 y con el plan de desarrollo urbano de la ciudad, y (3) elaborar planos de alineamiento horizontal, alineamiento vertical y secciones transversales para la alternativa de diseño final seleccionada. El problema a raíz del cual se plantea esta tesis es la existencia de una tensión entre la ciudad de Máncora y la carretera Panamericana Norte. Actualmente, esta vía atraviesa el centro urbano de la ciudad. Como consecuencia, su población y turistas viven expuestos a accidentes de tránsito, dificultades en materia de accesibilidad y segregación urbana, entre otros. De manera similar, los usuarios vehiculares sufren de congestión vehicular, pérdida de capacidad de la vía y problemas de seguridad La metodología comienza con una revisión de bibliografía sobre las infraestructuras viales, travesías y vías de evitamiento. Posteriormente, se describen los principales aspectos del contexto urbano y físico de la ciudad. Recopilada la información inicial del caso de estudio, se procedió a visitar la zona y realizar un diagnóstico vial urbano de la afectación de la problemática sobre peatones y usarios vehiculares. Con la información recopilada, y justificada la necesidad de proponer una solución, se diseñaron de 3 alternativas de trazo de una vía de evitamiento para Máncora. El trazo finalmente seleccionado fue la alternativa 2: una autopista de segunda clase con dos calzadas de 7.20 m, separadas por una mediana de 2m. En total, dicha alternativa cuenta con una longitud de 5.31 km y contempla la construcción de dos puentes uno de 50 m y otro de 390 m. Se escogió esta alternativa dado que se ubica a una distancia prudente de la travesía y de la ciudad, la zona de ocupación creada alcanza los valores recomendados por la bibliografía, posee un menor recorrido respecto a su travesía, no requiere realizar expropiaciones al incio de la vía, no interfiere con el circuito turístico de la ciudad y no pasa por zonas de riesgo natural.
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