Actualmente, 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.

El presente trabajo consiste en el análisis del uso de geosintéticos, en específico las geomallas, como refuerzo de bases granulares dentro de una estructura de pavimento flexible. Lo que se busca es determinar si son una alternativa económicamente viable sin disminuir la capacidad estructural de la vía proyectada en el proyecto analizado. Con este propósito se realizó un diseño de tres alternativas bajo los mismos parámetros de diseño: la primera alternativa es una sección convencional o no reforzada; mientras que las dos alternativas adicionales consisten en secciones reforzadas con geomallas biaxiales y multiaxiales respectivamente. Para poder obtener un diseño alternativo óptimo es necesario conocer las propiedades de las geomallas disponibles en el mercado actualmente, para ello se hizo una clasificación de las mismas y se mostraron sus aplicaciones típicas. Así mismo, se describieron los mecanismos de refuerzo relacionados con el uso de geomallas dentro de estructuras de pavimento y los beneficios que estos permiten lograr. Luego, se hizo una recopilación de las metodologías de diseño que se utilizaron para el caso de estudio presentado y las investigaciones que permitieron obtener los factores necesarios para realizar el diseño de las secciones reforzadas con geomallas. Con esta información como base se procedió al diseño de las estructuras de pavimentos para nueve diferentes secciones. Esto permitió hacer un análisis más completo de los diferentes factores que influyen en el resultado final obtenido con el uso de las geomallas como refuerzo; así como encontrar las condiciones óptimas donde esta alternativa es económica y técnicamente mejor. Por último, se muestra un modelo de especificación técnica, de acuerdo a los lineamientos de las especificaciones generales presentadas por el MTC, que puede servir como punto de partida para su inclusión dentro de los productos a usarse dentro de los proyectos nacionales bajo su gestión.

El 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. / The following research examines the use of geosynthetics in flexible pavements on three functions. The methods used to examine these include an overview of the design analysis, technical analysis and economic analysis of the use of geosynthetics. The approach used for this research required an evaluation of the following: first, the application of a non-woven needle-punched geotextile between the granular material and the foundation soil; second, the application of a non-woven needle-punched geotextile as a wrap of longitudinal sub-rows fulfilling the function of filtration. Third, the application of a triaxial reinforcement geogrid for the optimization of the pavement. For the separation function, the design was based on the AASHTO M288-96 standard and on the book "Designing with Geosynthetics" by Dr. Koerner. Through this procedure it was determined that the geotextile to be specified for the present case study would be the commercial geotextile GT320P. The technical analysis focused on the comparison of the number of equivalent axes that can support two pavements in particular. On one hand, a design that maintains effective layer thicknesses, thanks to the use of a separating geotextile. On the other hand, a pavement with less effective thickness of granular material due to the contamination of this with the soil of the subgrade. Through this analysis, it was observed that a subbase contamination of only 0.5 inches, would lead to a reduction of more than 10% of pavement serviceability in all sections. In regard to the economic analysis, the cost of the materials of two solutions was compared for the technical problem presented. One of these options consisted of a pavement that uses sacrificial thicknesses that assure the pavement's long-term serviceability. The other option consisted of evaluating the initial conventional design by adding the specified geotextile. Through this analysis it was determined that for a sacrificial thickness greater than 1 inch, the use of a geotextile would be more profitable instead. Regarding the filtration function, the design was based on the AASHTO M288-96 standard, the FHWA guide, the MTC hydrology manual and the book "Designing with Geosynthetics" by Dr. Koerner. In this way, it was determined that the geotextile specified for this function would be the commercial geotextile GT240. The technical analysis consisted in comparing the traffic supported by a pavement without longitudinal subdrain system to one that includes it in the design. For this, the initial pavement drainage coefficient was reduced to simulate the behavior of this without sub-arrays. From this analysis it was observed that a reduction of 0.1 of the permeability coefficient would reduce the pavement's serviceability by about 30%. Which would justify the use of geotextile for this function. The economic analysis focused on comparing these designs with respect to an estimated life time. It was observed that those pavements without subdrainage with a real life time lower than 6 years would be less profitable than using systems of geotextile subdrainage. Finally, for the reinforcement function, the preliminary design was based on the AASHTO R-50 standard and the program of the company TENSAR was used to carry out the final design corresponding to the TX160 geogrid for pavement optimization. The technical analysis consisted in comparing in a percentage way the variation of serviceability between the design with geogrid and the conventional design. In this case, the use of geogrid increased by more than 20% the pavement's serviceability from sector 3 to sector 6, even in the case of pavement optimization. For sector 1 and 2, the serviceability of conventional design was overcome, but not significantly. Then, through the economic analysis, the cost of the materials of both designs was compared. In this way, it was determined that the design with geogrid generated a saving of more than 10% compared to the initial design. For the topics discussed, a program was developed in Visual Studio in the programming language Visual Basic which facilitated the design and analysis. In addition, technical specifications and plans were made for the three applications of the geosynthetic material which are part of the information to be delivered at the time of carrying out a project.

En el contexto globalizado actual, los aeropuertos serán las infraestructuras claves del siglo XXI, ya que viajar en avión trae muchas ventajas en comparación a viajar empleando otro medio de transporte; por ejemplo, una de las principales ventajas es que permite recorrer grandes distancias en un periodo de tiempo mucho menor al que se haría empleando otro medio. Estas ventajas han hecho que el número de usuarios se incremente rápidamente en los últimos años.

En 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.

El 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.

La 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.

La 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.

La 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.

El presente trabajo de tesis consiste en elaborar el diseño geométrico de la 3era etapa de la Vía Expresa de Paseo de la República, conocida como el proyecto “Vía Expresa Sur”, con base fundamental en la normativa del Manual de Carreteras “Diseño Geométrico (DG-2014)”, y con complemento de dos manuales especializados en el diseño de vías urbanas: “Manual de Diseño Geométrico de Vías Urbanas – 2005 – VCHI” y “A Policy on Geometric Design of Highways and Streets - 2011- 6th Edition - AASHTO”. Además se plantea que al concluir el presente trabajo se logre obtener una metodología para el desarrollo de un anteproyecto de una vía pavimentada con base en la normativa mencionada y el empleo de cuatro programas para el diseño automatizado de una vía: Google Earth Pro, Global Mapper, Autocad Civil 3D y 3Ds Max Design. Para lograr ello se ha dividido el desarrollo de la investigación en 5 capítulos: El capítulo 1: Aspectos generales, contiene los objetivos, documentos normativos, software de diseño, antecedentes y características de la zona donde se proyectará la vía en estudio. El capítulo 2: Parámetros y elementos básicos de diseño, detalla un abstracto de la normativa empleada mencionando los factores necesarios para analizar la geometría de las componentes de la vía a partir de su clasificación dentro del sistema vial. El capítulo 3: Diseño geométrico y consideraciones de la vía, detalla el estudio de tránsito, el tipo de pavimento, las obras principales y los parámetros elegidos que se emplearán en el diseño geométrico de la vía. El capítulo 4: Metodología aplicada para el diseño computarizado de la vía, detalla el proceso a seguir para la creación del anteproyecto de la vía en estudio en un modelo digital mediante el uso de programas de diseño vial. El capítulo 5: Conclusiones y recomendaciones, detalla el análisis de los resultados obtenidos y menciona sugerencias para mejorar el proceso de diseño geométrico de una vía.