Tesis y Trabajos de Investigación PUCP
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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 Comparación del pavimento permeable con los pavimentos rígidos y flexibles para la mejora del drenaje en el estacionamiento del aeropuerto de Jauja(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-06-27) Artica Salazar, Deyvi Jhonathan; De La Cruz Cruz, Josue Aldair; Zavala Rosell, Guillermo JoséEn la presente tesis de investigación, se identificó un problema medioambiental causado por el tipo de drenaje que se tiene en los pavimentos rígidos y flexibles. Como solución se propone los pavimentos permeables que son parte de la filosofía SuDS. Para poder verificar que el pavimento permeable es viable se desarrolló puntos claves de comparación con los pavimentos rígidos y flexibles en el estacionamiento del aeropuerto de Jauja. Algunos datos tomados en consideración fueron extraídos de tesis con investigaciones similares, para así poder determinar cuál de estos tres pavimentos es el más adecuado para el lugar de estudio. Se empezó revisando los conceptos y características de cada pavimento. Una vez completados todos los conceptos, se pasó a diseñar cada tipo de pavimento basándonos en la Norma AASHTO 93 y ACI 330R - 08. Una vez realizado el diseño, se procedió a evaluar los valores obtenidos de acuerdo a los valores mínimos que nos brinda cada norma para poder tener los espesores correctos. Además, se determinaron puntos de comparación como, por ejemplo, mantenimiento, costos, reciclabilidad, resistencia a la compresión y flexión, entre otros para los tres tipos de pavimento. Estos criterios se evaluaron de acuerdo a un método de puntuación estructurado por los autores, donde se le asignan puntajes a cada pavimento. Estos criterios, a la vez, tiene un peso ponderado según su importancia. Finalmente, se logró determinar qué tipo de pavimento es el que se adecúa mejor a este estacionamiento, obteniendo al pavimento permeable como la mejor opción para dicho lugar. De esta manera se logró evaluar las hipótesis que se planteó.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 Análisis comparativo del diseño de espesor de la capa de rodadura de pavimentos rígidos según las metodologías AASHTO 93 y PCA 84(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2021-09-09) Solano Cahuaya, Luz Daniela; Espinoza Nieto, Lucía Florencia; Zapata Chávez, Renzo Sebastián; Zevillanos Begazo, Francis Joao; Mogollón Rivera, Joao Emanuel; Villagómez Molero, DiegoEn la presente investigación se realiza una comparación teórica-técnica de los métodos AASHTO 93 y PCA 84 para el diseño de los espesores de la capa de rodadura de pavimentos rígidos. El estudio de las metodologías de diseño de pavimentos es necesario para lograr un correcto diseño cumpliendo los estándares de calidad adecuados según los requerimientos de cada vía proyectada. Para lograrlo, la investigación presentada a continuación describirá y comparará los requerimientos y parámetros de los métodos en análisis y diseñará teóricamente, para cada una de las metodologías, espesores de la capa superficial para pavimentos con diferentes características. Con ello, se identifica las ventajas o desventajas de cada uno de estos. De acuerdo a la comparación teórica, a pesar que ambos métodos consideran parámetros muy similares entre sí, se obtiene que los espesores obtenidos con el método AASHTO 93 son mayores que los obtenidos con el PCA y, en consecuencia, se puede considerar a AASHTO 93 como más conservador y a PCA 84 como más económico. Sin embargo, la Norma Peruana E.050 Suelos y Cimentaciones, recomienda ambas metodologías para el diseño de pavimentos rígidos como el analizado en la investigación por lo que se puede usar adecuadamente ambos métodos teniendo en cuenta las consideraciones de cada uno.Ítem Texto completo enlazado Diseño de 1 km. de pavimento, carretera Juliaca - Puno (Km 44+000 – Km. 45+000)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-03-27) Zelada Rojas, Luis Alberto; Olcese Franzero, Manuel AlbertoLa autopista Juliaca – Puno se encuentra en la Provincia de Juliaca. El tramo seleccionado para el diseño se encuentra concesionada a la empresa COVISUR S.A. En la tesis se ejecutó el diseño del pavimento de un kilómetro de la vía, entre las progresivas Km. 44+000 al Km. 45+000, siendo el punto de inicio el Óvalo de Juliaca. Dicho tramo pertenece al desvío de la vía principal a través del borde la ciudad y empalma con la vía Puno – Moquegua. Esta vía servirá como medio de transporte para los vehículos pesados y de esta manera, poder aliviar la saturación de las calles en la ciudad de Puno. El clima de la zona presenta una gran varianza entre el día y la noche, siendo predominante el frío a lo largo de la época de invierno. Durante los meses de junio y julio, se puede llegar a tener una temperatura promedio inferior a los 0°C. Además de esto, se caracteriza por tener poca humedad casi todo el año. Se procedió a efectuar el diseño del pavimento rígido mediante las metodologías propuestas por el AASHTO y la Portland Cement Association, de la misma manera, el pavimento flexible a través de las propuestas por la AASHTO y el Instituto de Asfalto. Para finalizar, después de obtenido los espesores de capa correspondientes, se realizó un análisis de presupuestos entre las alternativas planteadas para seleccionar la opción más rentable en el proyecto.Ítem Texto completo enlazado Diseño de pavimento flexible y rígido en la carretera Carhuaz-Chacas-San Luis (Ancash) km 34 al 35(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-03-27) Rupire Velásquez, Kellyn Rossy; Olcese Franzero, Manuel AlbertoLa carretera asfaltada que se analizará en el siguiente proyecto está ubicada en los distritos de Shilla, Chacas y San Luis, provincias de Carhuaz, Asunción y Carlos Fitzcarrald en la región Ancash, La carretera fue construida por el Consorcio Vial Carhuaz-San Luis. En tramo escogido para desarrollar en este proyecto de tesis fue de 1 km de una longitud total de 100 km, y se encuentra en las progresivas 34+00 y 35+00 de la carretera en mención. Se procederá a realizar el diseño de pavimento flexible y rígido, Para el tipo flexible se utilizará la metodología de la American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO 93) y la del Instituto del Asfalto (IA), mientras que para el Pavimento rígido se utilizará también la de la (AASHTO 93) y la de la Portland Cement Association (PCA). Luego, una vez obtenidos los diseños definitivos se realizará una comparación económica del costo inicial de construcción y de mantenimiento del pavimento Flexible y Rígido. Finalmente, se seleccionará la solución más viable y económica.Ítem Texto completo enlazado Diseño con geosintéticos para la función de separación, filtración y refuerzo en pavimentos flexibles(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-03-26) Sicha Flores, Gino Gabriel; Alza Vilela, Augusto MartínEl presente trabajo consistió en el diseño, análisis técnico y económico del uso de geosintéticos para tres funciones en particular en pavimentos flexibles. Primero, se evaluó la aplicación de un geotextil no tejido punzonado de separación entre el material granular y el suelo de fundación. Luego, se analizó la aplicación de un geotextil no tejido punzonado como envoltura de subdrenes longitudinales cumpliendo la función de filtración. Por último, se evaluó la aplicación de una geomalla triaxial de refuerzo para la optimización del pavimento en estudio. Para la función de separación, el diseño realizado se basó en la norma AASHTO M288-96 y en libro “Designing with Geosynthetics” del Dr. Koerner. Mediante este procedimiento se determinó que el geotextil a especificar para el presente caso de estudio sería el geotextil comercial GT320P. El análisis técnico por su parte, se centró en la comparación del número de ejes equivalentes calculados para dos diseños. Por un lado, un pavimento que mantenga los espesores efectivos de capa, gracias al uso de un geotextil separador y otro con menor espesor efectivo de material granular debido a la mezcla parcial de este con el suelo de la subrasante. Mediante este análisis, se pudo concluir que una contaminación de subbase de sólo 0.5 pulgadas conllevaría a una reducción de más de 10% de serviciabilidad del pavimento en todos los tramos. En cuanto al análisis económico, se comparó el costo de los materiales de dos soluciones para el problema técnico presentado. Una opción consistió en un pavimento que emplee un espesor de material granular adicional llamado “espesor de sacrificio” que asegure la serviciabilidad del pavimento a largo plazo. La otra opción consistió en emplear el diseño convencional inicial, pero añadiendo el geotextil especificado. De este análisis, se determinó que para un espesor de sacrificio mayor a 1 pulgada el uso de un geotextil resultaría más rentable en lugar de emplear un espesor de sacrificio. En cuanto a la función de filtración, el diseño realizado se basó en la norma AASHTO M288-96, en la guía de la FHWA, en el manual de hidrología del MTC y en el libro “Designing with Geosynthetics” del Dr. Koerner. De esta forma, se determinó que el geotextil a especificar para esta función sería el geotextil comercial GT240. El análisis técnico consistió en comparar el tráfico soportado por un pavimento sin sistema de subdrenaje longitudinal respecto a uno que si lo incluyera en el diseño. Para esto, se redujo el coeficiente de drenaje del pavimento inicial para simular su comportamiento sin subdrenes. Se observó que una reducción de 0.1 del coeficiente de permeabilidad disminuiría cerca de un 30% la serviciabilidad del pavimento. Lo cual justificaría el uso de geotextil para esta función. El análisis económico se enfocó en comparar estos diseños respecto a un tiempo de vida estimado. Se concluyó que aquellos pavimentos sin subdrenaje con un tiempo de vida real menor a 6 años serían menos rentables que emplear sistemas de subdrenaje con geotextil. Finalmente, para la función de refuerzo, el diseño preliminar se basó en la norma AASHTO R-50 y se empleó el programa de la empresa TENSAR para efectuar el diseño definitivo correspondiente a la geomalla TX160 para optimización del pavimento. El análisis técnico consistió en comparar de forma porcentual la variación de serviciabilidad entre el diseño con geomalla y el diseño convencional. En este caso, el uso de geomalla aumentó en más de 20% la serviciabilidad del pavimento del sector 3 al 6 aun así tratándose de una optimización de pavimento. Para el sector 1 y 2 se logró superar la serviciabilidad del diseño convencional, pero no significativamente. Luego, mediante el análisis económico se comparó el costo de los materiales de ambos diseños. De esta forma, se determinó que el diseño con geomalla generó un ahorro de más de 10 % respecto al diseño inicial. Para los temas tratados, se desarrolló un programa en Visual Studio en el lenguaje de programación Visual Basic el cual facilitó el diseño y análisis. Además, se realizaron especificaciones técnicas y planos para las tres aplicaciones del material geosintético los cuales forman parte de la información a entregar al momento de realizar un proyecto.Ítem Texto completo enlazado Diseño del pavimento de un aeropuerto internacional de Pisco(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018) Roel Rondo, Karla Alejandra; Olcese Franzero, Manuel AlbertoActualmente, en el Perú se está desarrollando un crecimiento significativo de tráfico aéreo; sin embargo, la infraestructura aeroportuaria muestra un atraso con relación a este crecimiento. Es por ello que se considera necesaria la implementación de nuevas estructuras que den soporte al movimiento aeroportuario. En la presente tesis se plantea la construcción de los pavimentos de un Aeropuerto Internacional, el cual estará ubicado en el distrito de San Andrés, provincia de Pisco, departamento de Ica. Se empleará la geometría del área de movimiento del Aeropuerto Internacional de Pisco, ya que es un aeropuerto de categoría OACI 4E, la misma que la del Aeropuerto Internacional Jorge Chávez (AIJCH), convirtiéndolo en el Aeropuerto alterno más cercano al AIJCH para vuelos internacionales. Para ello, se ha realizado el diseño de pavimentos de un Aeropuerto Internacional en Pisco. Se emplearon las metodologías de la Federal Aviation Administration de los Estados Unidos (FAA), las cuales se encuentran en las circulares AC 150/5320 6D y AC 150/5320 6F. Se decidió trabajar con ambas debido a que la primera (1995) fue la última circular en donde se emplearon curvas de cálculo de diseño, mientras que en la segunda (2016) se usa la versión 1.41 del software FAARFIELD, esta última es la circular vigente. Como se mencionó, el primer diseño está basado en curvas de cálculo, los resultados obtenidos se han usado como valores referenciales para el diseño bajo la segunda metodología. En cada caso se ha hecho el diseño de pavimentos flexibles y rígidos. Se ha realizado un análisis comparativo entre los resultados obtenidos por cada metodología. Para decidir el tipo de pavimento a emplear, se realizó un análisis económico de los diseños; sin embargo, para el caso de los pavimentos de la plataforma, se determinó que estos deberán ser rígidos, al margen del resultado económico, esto debido a que las plataformas se encuentran sometidas a cargas por un tiempo prolongado, lo cual puede generar una deflexión considerable en caso sea un pavimento flexible.Ítem Texto completo enlazado Pavimentos rígidos reforzados con fibras de acero versus pavimentos tradicionales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-07-04) Montalvo Guevara, Marco Eduardo; Zegarra Pellanne, Jorge Víctor JoséEl fin este documento es presentar el concreto reforzado con fibras como alternativa de solución para mejorar el comportamiento del concreto; ya que sus diversas aplicaciones hacen que sea uno de los productos más solicitados por las ventajas que aportan al concreto. Las principales mejoras que proporciona la adición de fibras al concreto son la disminución de fisuras en la contracción plástica como endurecida y la resistencia a tracción aumenta de manera considerable. La necesidad de ahorrar costos, aumentar la calidad y optimizar los materiales hace que se realicen investigaciones sobre distintos aditivos que se le añaden al concreto como acelerantes de fragua, incorporadores de aire, reductores de agua, superplastificantes, impermeabilizantes, entre otros; como también el tipo de refuerzo que complementa al concreto como varillas de acero, mallas electrosoldadas, fibras de acero, entre otros. El uso del concreto fibroreforzado se viene dando cada vez más en nuestro país, se utiliza desde los pavimentos rígidos hasta el reforzamiento de estabilidad en túneles, haciéndolo uno de los materiales con mayor demanda en los diferentes campos de la ingeniería. Este documento se enfocará en realizar comparación entre pavimentos de concreto simple, pavimentos de concreto reforzado con mallas de acero y el pavimento de concreto reforzado con fibras de acero, comparando la metodología de diseño, los esfuerzos teóricos, su procedimiento constructivo y los precios unitarios en cada una de las situaciones. Para finalizar se realizará un ejemplo utilizando un proyecto real, en el cual se verificará que el concreto reforzado con fibras de acero es la mejor opción.