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Determinación de temperaturas de mezclado y compactado para mezclas asfálticas preparadas en caliente en base al método de viscosidad rotacional ASTM D4402 utilizando ligantes asfalticos convencionales y modificados tipo SBS.
(Facultad de Ingenieria, 2019) Surco Acahuana, Ramon; Moreno Barrenechea, Jhon Antony, asesor
El presente trabajo fue desarrollado para el cálculo de las temperaturas de trabajo en mezclas asfálticas preparadas en caliente a ser controladas durante el proceso constructivo en una obra de pavimentación y con la finalidad de minimizar la ocurrencia de fallas más comunes que se presentan en los pavimentos asfalticos como son: las fallas por deformación permanente y, el agrietamiento por fatiga debido a la acción del tráfico vehicular. El objetivo principal es la determinación de las temperaturas de mezcla y compactación de mezclas asfálticas preparadas en caliente a partir del método de viscosidad rotacional ASTM D4402, utilizando asfaltos convencionales y modificados tipo SBS. Entre los objetivos específicos se pretende, establecer la limitación del método de viscosidad rotacional, abordar el concepto de viscosidad a tasa de corte cero para su aplicación en asfaltos modificados, y determinar la energía de activación de flujo de los mismos, entre otros. Se emplearon para el estudio, asfaltos convencionales y modificados tipo SBS de proveedores internacionales y uno de procedencia nacional, todos utilizados en la pavimentación de las carreteras de la red vial fundamental del país. Los ensayos correspondientes fueron realizados conforme a normas estándares para asfaltos ASTM y AASHTO en el Laboratorio Central de la Administradora Boliviana de Carreteras (ABC) de la ciudad de La Paz. Las temperaturas de mezclado y compactación fueron determinadas por aplicación del modelo matemático de Arrhenius bajo el principio de equiviscosidad del Instituto del Asfalto. La energía de activación de flujo y el factor pre exponencial del modelo de Arrhenius fueron determinadas por ajuste de datos experimentales obtenidos con el viscosímetro rotacional Brookfield. Los resultados obtenidos de temperaturas de trabajo se encuentran en el rango de valores de referencia aceptables del Instituto del Asfalto y otras investigaciones de respaldo.
Diseño de la red vial urbana de la Zona La Merced Japari, en el Municipio de Achocalla
(Facultad de Ingenieria, 2024) Matta Quispe, Christian; Moreno Barrenechea, Jhon Antony, asesor
El objetivo del proyecto es diseñar la Red Vial Urbana de La Merced Japari en Achocalla, mediante levantamientos topográficos con dron, generación de curvas de nivel, diseño geométrico, secciones transversales e intersecciones, y elaboración de planos y cálculos de costos. La zona abarca 168 hectáreas, con una Tasa Anual de Crecimiento del 3.54% (censo de 2012). Dron utilizado Phantom 4Pro V2.0 para capturar imágenes aéreas y generar un modelo 3D, MDT, curvas de nivel y un ortomosaico. El TPDA es de 55 vehículos y los ESALs de 100,666. En el estudio geotécnico, se determinó un CBR al 95% de 19.15%, con taludes de relleno (1.5H:1V) y corte (0.55H:1V). El diseño de pavimentos, siguiendo la norma AASHTO, incluye un Tratamiento Superficial Doble de 25mm, una Capa Base Granular de 100mm y una Capa Subbase Granular de 270mm para pavimentos flexibles. Para pavimentos con adoquines: espesores de 80mm para adoquines, 40mm de arena y 100mm de Capa Base Granular. Las cunetas tienen geometría de y=0.2m, T=0.3m y z2=1.732. El pavimento articulado cuesta Bs.24,967,900.72 y el tratamiento superficial doble Bs.20,675,682.72. Se eligió el pavimento articulado por su durabilidad y fácil mantenimiento. El análisis económico con HDM-4 mostró un VAN negativo, indicando menor rentabilidad.
Evaluación de la capacidad de soporte de geomateriales no cementados en la construcción de carreteras mediante el uso del deflectómetro de impacto liviano (LWD) proyecto Rurrenabaque-Riberalta, tramo 4 (El Triángulo - Riberalta)
(Facultad de Ingenieria, 2022) Callisaya Alvarez, Nelson Rodrigo; Moreno Barrenechea, Jhon Antony, asesor
La investigación se origina en el Proyecto carretero Rurrenabaque – Riberalta, (Tramo 4 con una longitud de 74.87 km, “El Triángulo – Riberalta” entre las progresivas “49+780 a 51+280” km), cuyo objetivo es el uso y operación del Deflectómetro de Impacto Liviano (LWD-Zorn 2000) para el control de calidad de la compactación en campo, mediante una comparación de los valores obtenidos con el LWD y la densidad in-situ de la capa base, donde el % de compactación es la relación del módulo de superficie en campo con respecto al módulo objetivo determinado en laboratorio, tomando de referencia el manual M-MMP-1-16/20 del Instituto Mexicano del Transporte, y la obtención de valores mediante la densidad in-situ donde el grado de compactación es determinado por la relación entre la densidad seca del suelo tomado en campo empleando el método de cono de arena y la densidad máxima obtenida a través de un ensayo proctor (AASHTO T-180) en el laboratorio. Este análisis corresponde a 16 mediciones en 1.5 km de carretera de la capa base donde los resultados obtenidos con el Lwd nos dan a conocer que 6 puntos se encuentran sobre el rango de (99% - 103%) de compactación, 4 puntos están debajo de la compactación establecida en un rango de (90% a 93%), 6 puntos llegan a tener un porcentaje alto entre un rango de (111% a 137%)de compactación, y mediante el método de cono de arena se obtiene un rango de (99% a 101%) de compactación, se comparan los resultados de ambos métodos el cual llegaría en un 40% de afinidad. Como resultado de la investigación, se realizó los ensayos de caracterización de la capa base, se propuso un procedimiento de uso mediante los Módulos (Lwd) obtenidos con el equipo con el uso de fórmulas y conceptos del manual (M-MM-P1-16/20), siendo así una alternativa diferente para encontrar el porcentaje de compactación mediante este método. Haciendo un análisis de los resultados de los puntos que alcanzaron una compactación muy alta y esto debido al tipo de suelo, contacto entre plato de carga y superficie, sobrecompactación. Es necesario dar continuidad al estudio de investigación con la finalidad de mejorar la confiabilidad de los resultados.
Evaluación y caracterización geotécnica para el camino: Cruce Ancoraimes – Aguas Calientes
(Facultad de Ingenieria, 2019) Agudo Ramos, Narda Danitza; Moreno Barrenechea, Jhon Antony, asesor
Realizar la evaluación y la caracterización geotécnica del suelo en el camino existente “CRUCE ANCORAIMES – AGUAS CALIENTES”, información que permitirá tomar decisiones a la hora de implementar diferentes obras civiles. Determinar las características físico–mecánicas del suelo en laboratorio con los siguientes ensayos: Humedad, Granulometría, Límites de Atterberg, Peso Específico, Equivalente Arena, Permeabilidad de Suelos Granulares, Compactación, Densidad, Relación de soporte California (C.B.R.), Consolidación, Resistencia al corte, Hidrometría y Clasificar el suelo mediante el método Unificado SUCS y el método AASHTO además de elaborar un perfil geotécnico. El proyecto contiene: Alcance y limitaciones (en el que se indica el nivel máximo en el que se extrajeron las muestras y la distancia entre pozos) además de una metodología para la ubicación y excavación de pozos (en base al documento base de contrataciones Del Estudio De Diseño Técnico De Preinversión Mejoramiento Carretera Cañaviri – Chilahuala – Rio Mulato – Papelpampa – Limite Departamental Del Camino A La Localidad De Chuquichambi) , toma de muestras (método establecido por el Manual de la Administradora Boliviana de Carreteras -V4c- en el que se establece métodos descritos para la conservación de muestras inmediatamente después de obtenidas en el terreno, así como para su transporte y manejo), realización de diferentes ensayos en laboratorio (ensayos necesarios para la determinación de las características
Modelado, Planificación y simulación de una edificación aplicando la metodología BIM 4D
(Facultad de Ingenieria, 2021) Calsina Churata, Bruno; Moreno Barrenechea, Jhon Antony, asesor
La metodología BIM se está estableciendo a nivel internacional como un trabajo colaborativo entre las distintas especialidades en el mundo de la construcción, sin embargo, su uso en Bolivia es escaso. El proyecto consistió en aplicar la metodología BIM 4D a una edificación ya construida como es la Unidad Educativa Técnico Humanístico José Ballivián, ubicada en ciudad de El Alto-Bolivia. Se comenzó con la realización del Plan de Ejecución BIM para marcar la estrategia a seguir, así como el alcance y los objetivos que se tendrán en el proyecto. Se siguió con el modelado de la edificación en las disciplinas de arquitectura y estructura en el software Revit, se efectúo la coordinación del proyecto en el software Navisworks, además se vieron las interferencias e incongruencias que existen entre las dos disciplinas modeladas, mediante el Clash Detective y a través del recorrido virtual; una vez corregido el modelado se obtuvieron los cómputos métricos. Se desarrolló la planificación del proyecto en el software Microsoft Project y se analizó dos distintos escenarios; se tomó el software Synchro para la simulación del proceso constructivo y verificación de la correcta planificación, así como su seguimiento en obra. Para documentar el proyecto y generar los formularios SABS que nos exigen a la hora de adjudicarnos a alguna licitación, estas se obtuvieron a través del software Prescom. Para concluir el proyecto de grado, se exponen las conclusiones y las futuras investigaciones con relación a la aplicación de la metodología BIM a la ingeniería civil.
Optimización de aforos vehiculares con el uso de inteligencia artificial IA con código python. Estudio de caso: av. Ballivián y calle 23 de Calacoto, acceso a Achumani, zona Calacoto
(Facultad de Ingenieria, 2024) Ramirez Salamanca, Mauricio; Moreno Barrenechea, Jhon Antony, asesor
El presente proyecto tiene como objetivo optimizar el aforo vehicular mediante la red neuronal YOLOv8, adaptándose a la normativa boliviana. Se estableció una clasificación de 15 vehículos, que se re-agrupan en 11 clases diferentes conforme a la Administradora Boliviana de Carreteras. Se generó un banco de imágenes con más de 27,000 fotografías capturadas en 13 estaciones de estudio, superando las 600 imágenes recomendadas por la empresa Ultralytics (desarrolladora de YOLOv8). Las imágenes fueron etiquetadas con el software makesense.ai, sumando más de 80,000 etiquetas. La red YOLOv8 se entrenó con hyperparámetros ajustados por el algoritmo de fuerza bruta tune, alcanzando un rendimiento óptimo en 40 épocas. Se seleccionó un punto de grabación en la Av. Ballivián y Calle 23 de Calacoto, grabando continuamente 24 horas al día, 7 días a la semana. Los datos obtenidos fueron analizados, comparando la precisión de YOLOv8 con el aforo tradicional y los datos reales. YOLOv8 logró precisiones de 98.76% en la estación 1, 97.36% en la estación 2, 99.15% en la estación 3, 98.25% en la estación 4 y 96.33% en la estación 5, superando significativamente al aforo tradicional. El tiempo de generación de resultados con YOLOv8 es de la mitad de la duración del vídeo, comparado con el tiempo real del aforo manual y aproximadamante 1.5 veces el tiempo para el aforo tradicional. En conclusión, se logra optimizar el aforo vehicular en términos de logística, capital humano, financiero y tiempo, demostrando una mayor precisión en la obtención de datos, detectando más de 340,000 vehículos en el estudio de caso.