2.4.3. Suelos-Canteras-Pavimentos

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CONSULTOR: CONSORCIO S y T INGENIEROS 2.4.3. ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS, FUENTES DE AGUA Y DISEÑO DE PAVIMENTOS “MEJORAMIENTO CARRETERA CA-101: TRAMO EMPALME PE-1N F (CONTUMAZÁ) YETÓN” INFORME FINAL CONTENIDO 1. OBJETIVO. 2. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE. 3. TRABAJOS DE CAMPO. 4. TRABAJOS DE LABORATORIO. 5. PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LA SUBRASANTE. 6. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE CANTERAS. 7. TRABAJOS DE CAMPO. 8. TRABAJOS DE LABORATORIO. 9. METODO DE EXPLOTACIÓN. 10. RESTAURACIÓN DEL LUGAR. 11. DISENO DE PAVIMENTOS. 12. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. 13. ANEXOS. Anexo 01: Ensayos generales de subrasante. Anexo 02: Perfiles estratigráficos. Anexo 03: Ensayos de compactación y CBR de subrasante. Anexo 04: Ensayos generales de canteras. Anexo 05: Ensayos de compactación, CBR, abrasión de canteras. Anexo 06: Topografía Canteras.

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INFORME FINAL

CONTENIDO

1. OBJETIVO.

2. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE.

3. TRABAJOS DE CAMPO.

4. TRABAJOS DE LABORATORIO.

5. PERFIL ESTRATIGRAFICO DE LA SUBRASANTE.

6. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE CANTERAS.

7. TRABAJOS DE CAMPO.

8. TRABAJOS DE LABORATORIO.

9. METODO DE EXPLOTACIÓN.

10. RESTAURACIÓN DEL LUGAR.

11. DISENO DE PAVIMENTOS.

12. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

13. ANEXOS. Anexo 01: Ensayos generales de subrasante. Anexo 02: Perfiles estratigráficos. Anexo 03: Ensayos de compactación y CBR de subrasante. Anexo 04: Ensayos generales de canteras. Anexo 05: Ensayos de compactación, CBR, abrasión de canteras. Anexo 06: Topografía Canteras.

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INFORME FINAL

ESTUDIO DE SUELOS Y CANTERAS

1. OBJETIVO.

Para efectos del presente estudio, el objetivo principal ha sido la verificación de la capacidad de soporte donde se diseñará los suelos de subrasante, así como también la posible ubicación de las canteras a emplearse en el presente proyecto de apertura del Mejoramiento Carretera CA – 101: Tramo Empalme PE – 1NF (Contumazá) – Yetón. Para el logro de este objetivo se ha recopilado información existente de estudios anteriores, complementándose además con los resultados obtenidos de las perforaciones que se han realizado con fines de evaluación estructural.

Es en base a toda esta información que se ha elaborado el Perfil Estratigráfico de los suelos. En dicho perfil se muestran los suelos que conforman toda la posible franja vial y las características favorables y desfavorables de ellos, habiéndose determinado los lugares de muestreo cada 500 mts. lineales a fín de establecer parámetros más consistentes para el diseño de la carreta en estudio. Otro objetivo es la búsqueda de depósitos de materiales de construcción, (canteras) apropiados para la conformación de Rellenos, Sub-Bases, Bases, y Mezclas de Concreto con Cemento. Para cubrir este objetivo se ha visitado distintos lugares que por sus vestigios así como por su conformación geológica, puedan ser tomadas en cuenta como canteras, y se efectuarán en estos lugares los muestreos correspondientes para la determinación de sus características físico-mecánicas en el laboratorio de mecánica de suelos y el establecimiento de su idoneidad para la construcción de rellenos, de las distintas capas del pavimento y de concreto.

2. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE.

El presente estudio de suelos tiene como objetivo determinar el perfil del subsuelo y las propiedades físicas y mecánicas del terreno de cimentación mediante ensayos realizados en laboratorio de las muestras obtenidas en campo, para diseñar el espesor de la capa de afirmado.

3. TRABAJOS DE CAMPO.

Mediante un programa de exploración de suelos, se realizaron un total 32 calicatas distribuidas a lo largo de la carretera. En cada una de ellas se han tomado muestras de las diferentes capas que componen el terreno actual del futuro trazo de la carretera, en el caso del material de sub-rasante, se han muestreado los materiales de cada uno de los estratos diferentes del suelo natural, hasta alcanzar 1.50 m de profundidad ubicadas cada medio kilómetro, en cada una de ellas se determinó la potencia de cada uno de los estratos y se obtuvo muestras alteradas representativas las que fueron identificadas y colocadas en bolsas de polietileno, y posteriormente se trasladaron a laboratorio de suelos, para que se realicen los ensayos generales y especiales. Las calicatas se registran en el Cuadro N° 1.

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INFORME FINAL

Desde el Km 00 + 000 hasta el Km 01 + 500 existe suelos arcillosos, areno arcillosos, gravo arcillosos, del cual no se tomó como referencia realizar un ensayo de capacidad de soporte en la calicata, por ser material estable para su configuración como capa subrasante.

Desde el Km 02 + 000 hasta el Km 06 + 500 existe suelos netamente arcillosos, limos orgánicos en una parte, y se tomó como referencia realizar un ensayo de capacidad de soporte en las calicatas C-6 y C-10 por ser de mayor índice de plasticidad, afín de evaluar este tramo en estudio.

Desde el Km 07 + 000 hasta el Km 07 + 500 existe suelos en su mayoría gravo arcillosos pero teniendo en cuenta la estabilidad del presente trabajo no se obtuvo muestras para la realización de un CBR. Por ser material estable.

Desde el Km 08 + 000 hasta el Km 09 + 000 se encontró arcillosos, arcillo limosos y arenas arcillosas y teniendo como precepto el material de menor calidad se eligió la calicata C-18 para la realización del ensayo de capacidad de soporte.

Desde el Km 09 + 500 hasta el Km 12 + 000 Para este tramo se encuentran los materiales estables pasando por una zona rocosa y sus suelos estabilizados para subrasante.

En el Km 12 + 500 se encontró un suelo limoso en su superficie pero a una profundidad de 0.80 mts. Se llega a una zona rocosa.

Desde el Km 13 + 000 hasta el Km 13 + 500 son gravas limosas es su superficie pero a la profundidad de 0.80 mts. Hay zonas rocosas.

En el Km 14 + 000 se encontró un suelo arcillo y se procedió a la realización de un ensayo para determinar la capacidad de soporte en la calicata C-29.

Desde el Km 14 + 500 hasta el Km 15 + 000 son gravas limosas es su superficie hasta una profundidad de 1.50 mts.

En el Km 15 + 500 se encontró un suelo arcillo limoso en toda su superficie hasta la profundidad de estudio de 1.50 mts.

4. TRABAJOS DE LABORATORIO.

Las muestras de suelos tomadas, fueron convenientemente identificadas y

enviadas al Laboratorio para efectuar los siguientes ensayos mediante normas.

Ensayos Generales, estos ensayos nos permiten determinar las principales características de los suelos, para poder clasificarlos e identificarlos adecuadamente. Son los siguientes:

Contenido de humedad, referencia ASTM D 2216-92, MTC E 107 – 1999.

Análisis granulométrico por tamizado, referencia ASTM D 421, AASHTO T88, MTC E107-1999.

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Limites de Consistencia (límite líquido y límite plástico), referencia ASTM D4318, AASHTO T89, T90, MTC E 110-1999 Y E 111-1999

Ensayo de Control o Inspección, se realizan para asegurar una buena

compactación en campo, así mismo para determinar el grado de compactación, este ensayo es:

Compactación próctor modificado, mediante el cual se determina el óptimo contenido de humedad y máxima densidad seca, referencia ASTM D1557, AASHTO T 180, MTC E 115-1999.

Ensayos de Resistencia, Su finalidad es evaluar la capacidad portante del

suelo, mediante los resultados obtenidos en el ensayo de:

Carga – penetración (California Bearing Ratio -CBR), referencia ASTM D1883 y ASTM D4429 –93, MTC E132-1999.

Clasificación de suelos.

Los ensayos generales se presentan en el Anexo 01 Con los datos de los ensayos generales de las muestras de suelos de cada estrato de las calicatas se realiza la clasificación empleándose los sistemas AASHTO (American Association State Highway Transportation Officials) y SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos).

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CUADRO N° 01

UBICACIÓN

PROGRESIVA

(KM)

CALICATA ESTRATOS PROFUNDIDAD

(M.)

CLASIFICACIÓN

ASSHTO SUCS

00+000 C-01 E1 1.50 A-6 (11) CL

00+500 C-02 E1 0.50 A-2 (1) SC

E2 1.50 A-1-B (0) GC

01+000 C-03 E1 1.50 A-2-6 (1) SC

01+500 C-04 E1 1.50 A-1-B (0) GP GC

02+000 C-05 E1 1.60 A-6 (5) CL

02+500 C-06 E1 1.90 A-7-6 (13) CL

03+000 C-07 E1 1.50 A-7 -6(12) CL

03+500 C-08 E1 1.50 A-7 -6(14) CL

04+000 C-09 E1 1.50 A-4 (8) ML

04+500 C-10 E1 1.50 A-7-6 (13) CL

05+000 C-11 E1 1.50 A-7-6 (12) CL

05+500 C-12 E1 1.50 A-7-6 (13) CL

06+000 C-13 E1 1.50 A-7-6 (13) CL

06+500 C-14 E1 1.50 A-7-6 (11) CL

07+000 C-15 E1 1.50 A-6 (4) GC

07+500 C-16 E1 1.50 A-7-6 (4) GC

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INFORME FINAL

UBICACIÓN

PROGRESIVA

(KM)

CALICATA ESTRATOS PROFUNDIDAD

(M.)

CLASIFICACIÓN

ASSHTO SUCS

08+000 C-17 E1 1.50 A-7-6 (10) CL

08+500 C-18 E1 1.50 A-7-6 (13) CL

09+000 C-19 E1 1.50 A-6 (13) CL

09+500 C-20 E1 1.50 A-4 (3) GC

10+000 C-21 E1 0.00 ROCA

10+500 C-22 E1 1.50 A-6 (3) GC

11+000 C-23 E1 0.80 A-2-6 (1) GM

E2 1.50 ROCA

11+500 C-24 E1 1.00 A-1-B (0) GM

E2 1.50 ROCA

12+000 C-25 E1 1.50 A-2-4 (0) GM

E2 1.50 ROCA

12+500 C-26 E1 0.80 A-6 (7) OL

E2 1.50 ROCA

13+000 C-27 E1 0.80 A-1-B (0) GM

E2 1.50 ROCA

13+500 C-28 E1 0.80 A-2-4 (0) GM

E2 1.50 ROCA

14+000 C-29 E1 1.50 A-7-6 (12) CL

14+500 C-30 E1 1.50 A-1-B (0) GM

15+000 C-31 E1 1.50 A-6 (2) GM

15+500 C-32 E1 1.50 A-7-6 (9) CL

5. PERFIL ESTRATIGRÁFICO DE LA SUB-RASANTE.

Descripción General de los Suelos.

Considerando las observaciones en campo de las calicatas y con los resultados de los ensayos generales de las muestras de cada estrato, se procede a realizar la interpretación y elaborar los perfiles estratigráficos, lo que sirve para verificar similitudes y diferencias en el subsuelo. En los perfiles se indica la potencia, las características, y la clasificación de suelo de cada estrato. Los perfiles se presentan en el Anexo 02.

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Determinación de los parámetros de control de compactación.

Con los datos de los ensayos de compactación próctor modificado para cada tipo de suelo de la subrasante se determina los parámetros de control: densidad seca máxima y contenido óptimo de humedad, para que cuando se construya la carretera se pueda determinar el grado de compactación. Los resultados se registran en el Cuadro 02 y los ensayos se presentan en el Anexo 03. Determinación de la capacidad de soporte de la subrasante. Con los datos del ensayo de las muestras representativas de la subrasante se determina el parámetro de resistencia CBR para diseñar el espesor del afirmado.

Los resultados se registran en el Cuadro N° 2 y los ensayos se presentan en el Anexo 03.

CUADRO N° 02

CALICATAS ESTRATO CLASIFICACIÓN COMPACTACIÓN CBR

ASSHTO SUCS WOP (%) MDS 95% 100%

C-06 E1 A-7-6 (13) CL 16.20 1.73 6.85 11.60

C-10 E1 A-7-6 (13) CL 17.00 1.72 6.30 11.90

C-18 E1 A-7-6 (13) CL 16.00 1.71 7.15 11.80

C-29 E1 A-7-6 (12) CL 15.10 1.74 7.30 11.75

6. METODOLOGÍA PARA LA EVALUACIÓN DE CANTERAS.

Previo al estudio de campo de la carretera se efectuó una recopilación de los antecedentes, con la finalidad de tener una idea de la existencia de canteras cercanas que podrán servir al proyecto y/o canteras que actualmente están en explotación o fueron utilizadas en otros proyectos. Por otro lado, se ha hecho una inspección de toda la zona del Proyecto a fin de determinar áreas geológicas apropiadas como depósitos de materiales para las diferentes capas de la estructura del pavimento.

7. TRABAJOS DE CAMPO.

Para el presente trabajo se ha determinado que se puede trabajar con una cantera definida por los ensayos el cual nos ayuda a concluir que la cantera única N° 01 es para firmado es para mezcla de cemento portland. Del reconocimiento en campo se ubicó las siguientes canteras: Cantera ubicada en la carretera que conduce de Contumazá a Guzmango.

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INFORME FINAL

Para determinar las propiedades físico- mecánicas del material se realizaron calicatas a cielo abierto de 3.00 m. de profunidad aproximadamente y se obtuvo muestras alteradas representativas las que fueron identificadas y colocadas en costales, y posteriormente se trasladaron a laboratorio de suelos, para que se realicen los ensayos generales y especiales.

8. TRABAJOS DE LABORATORIO.

Las muestras de suelos tomadas, fueron convenientemente identificadas y enviadas al Laboratorio para efectuar los siguientes ensayos mediante normas.

Ensayos Generales.

Estos ensayos nos permiten determinar las principales características de los suelos, para poder clasificarlos e identificarlos adecuadamente; son los siguientes:

Contenido de humedad, referencia ASTM D 2216-92, MTC E 107 – 1999.

Análisis granulométrico por tamizado, referencia ASTM D 421, AASHTO T88, MTC E107-1999.

Limites de Consistencia (límite líquido y límite plástico), referencia ASTM D4318, AASHTO T89, T90, MTC E 110-1999 Y E 111-1999.

Los ensayos se presentan en el Anexo 04.

Ensayo de Control o Inspección.

Se realizan para asegurar una buena compactación en campo, así mismo para determinar el grado de compactación, este ensayo es:

Compactación próctor modificado, mediante el cual se determina el óptimo contenido de humedad y máxima densidad seca, referencia ASTM D1557, AASHTO T 180, MTC E 115-1999.

Los ensayos se presentan en el Anexo 05.

Ensayos de Resistencia.

Su finalidad es evaluar la capacidad portante del suelo, mediante los resultados obtenidos en el ensayo de:

Carga – penetración (California Bearing Ratio -CBR), referencia ASTM D1883 y ASTM D4429 –93, MTC E132-1999.

Desgaste de los Ángeles, referencia AASHTO T – 96.

Los ensayos se presentan en el Anexo 05.

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INFORME FINAL

Clasificación de suelos.

Con los datos de los ensayos generales de las muestras de suelos de cada estrato de las calicatas se realiza la clasificación empleándose los sistemas AASHTO (American Association State Highway Transportation Officials) y SUCS (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos).

Cantera N°1 : Amanchaloc Ubicación : en el tramo de la carretera. Acceso : Tramo de carretera. Lado : Trazo de línea. Propietario : Distrito de Guzmango. Período de explotación : Épocas de secano

Potencia estimada : 32,000 M3. Material Predominante : Afirmado. Rendimiento : 85 %.

Usos Tratamiento Rendimiento %

R N 95 SBG Z 85 BG Z, T y M 80

Comentarios: Esta cantera, Cuenta con espacio, tanto para el acopio y

procesamiento del material.

LEYENDA

R Relleno. SBG Sub Base Granular. SB Sub Base. BG Base Granular. MACS Mezcla Asfáltica en Caliente de Superficie. MCCP Mezcla de Concreto de Cemento Portland. N Natural, Eliminando Piedras mayores a 3”. E Explosivos. T Triturado. Z Zarandeo. M Mezclado.

F Filler, (cal hidratada). A Aditivo, mejorador de Adherencia. L Lavado. S Secado.

9. METODO DE EXPLOTACION.

Se retirará toda la capa de material orgánico y se depositará en un lugar adecuado, conservándolo para que posteriormente se utilice en la restauración y revegetación

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del lugar, luego la extracción del material será de arranque directo utilizando tractor con ripper y excavadora a la cual se acoplará martillo hidráulico cuando sea necesario, el acopio se realizará con cargador frontal, y la selección se hará mediante zarandeo para obtener material para el afirmado, se apilará en zonas de trabajo y almacenaje adecuados. El material se transportará en volquetes hasta los lugares indicados.

La eliminación de los desechos se realizará hacia los costados de las canteras para su restitución posterior de los relieves.

10. RESTAURACIÓN DEL LUGAR. Se restaurará dando la conformación adecuada al relieve topográfico del terreno con el material excedente de su explotación, compactando por capas de espesor

adecuado, luego se colocará el material orgánico que fue retirado previa explotación de la cantera y de los diferentes tramos del camino, el cual servirá de tierra de cultivo.

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11. DISEÑO DEL PAVIMENTO.

De acuerdo a los resultados del estudio del tráfico de la carretera, se tiene que las características son de una vía de bajo volumen de tránsito, y el diseño de pavimento tendrá como objetivo conseguir una estructura funcional, garantizando una buena transitabilidad, para ese nivel de servicio. El pavimento para una carretera de bajo volumen de tránsito puede ser a nivel de afirmado como superficie de rodadura. Tomando en consideración que las precipitaciones pluviales en la zona son de medianas a altas intensidades, a lo más recomendable es usar una superficie de rodadura con recubrimientos bituminosos; sin embargo de acuerdo a los términos de referencia, la superficie de rodadura deberá consistir en un afirmado.

La capa de rodadura existente presenta fallas, por la falta de la capa de afirmado y sobre todo por la falta de obras de drenaje, ni que hablar del mantenimiento que debe tener toda carretera. El sistema de drenaje es bastante deficiente, cunetas no existen, lo que ha redundado en que el deterioro actual de la vía.

a. CRITERIOS DE DISEÑO.

El pavimento de una carretera, es una estructura conformada por diferentes capas de materiales con funciones específicas preparadas (diseñadas y construidas) para soportar la carga del tránsito durante un tiempo determinado "Período de Diseño" con seguridad, confort y costo de operación vehicular controlados por la calidad del pavimento y por el mantenimiento recibido por él durante su período de diseño. Esas capas son; sub-base, base y capa de desgaste o capa superficial. El suelo ubicado inmediatamente debajo de la estructura de pavimento se denomina sub-rasante.

o La "Sub-rasante".

Es el soporte inmediato del pavimento y como tal es la parte más superficial del suelo natural en corte, o la capa superior del terraplén o en relleno, preparada (regada, batida, compactada y perfilada) para soportar al pavimento. Su "capacidad portante" se mide por el CBR (California Bearing Ratio: Relación soporte de California), para un cierto

grado de compactación, generalmente del 95% de su M.D.S.T.-P.M. (Máxima Densidad Seca Teórica-Proctor Modificado).

o La "Sub-base".

Es la capa más inferior del pavimento y tiene por funciones ser drenante, anticontaminante, y/o resistente. Tradicionalmente, la sub-base ha sido construida con suelos arenosos con CBR mayor de 30% para una compactación del 100% de su M.S.D.T.-P.M. Como regla general, cuando la sub-rasante es granular, no se requiere usar sub-base.

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INFORME FINAL

o La "Base".

Es el principal elemento estructural del pavimento y normalmente es del tipo granular con un CBR mayor de 80% para una compactación del 100% de su Máxima Densidad Seca Teórica Próctor Modificado (M.D.S.T.-P.M). Tradicionalmente (Wills, 1989), se ha construido con materiales granulares de las canteras, aunque podrían llevar ligantes del cemento Pórtland, asfalto o cualquier otro producto industrial; así como geosintéticos (geotextiles y/o geogrillas), para aumentar su capacidad portante y por lo tanto disminuir su espesor.

o La "Superficie de Rodadura".

Conocida también como "Capa de Desgaste" es la capa más superficial del pavimento y tiene por función proteger a sus capas inferiores de las inclemencias del tiempo y del efecto abrasivo del tránsito, a la vez que proporcionar una transitabilidad suave. Tradicionalmente (Hill, 1989), se ha usado piedras chancadas en la superficie de rodaduras de los caminos de acarreo, aunque podrían usarse otros productos aglomerados o sintéticos, como el CCR (concreto compactado con rodillos).

o El terreno ubicado debajo de la sub-rasante.

Se denomina el "Suelo de Fundación", el cual está constituido por el terreno natural en corte o por el cuerpo del terraplén en relleno. Su grado de compactación en caso de terreno natural generalmente está comprendida entre 80 y 85% de su M.S.D.T.-P.M., los materiales usados en los rellenos son tradicionalmente los provenientes de los pits, sin una selección definida de granulometría (Tannant & Regensburg, 2001).

El concepto de rehabilitación en caminos rurales, con índices bajos tráfico y limitados costos de rehabilitación, radica en restablecer la carpeta de rodadura a sus costos iniciales de construcción, no existiendo método definidos de diseño para este tipo de vías, debido principalmente a que una evaluación detallada, como lo propone los métodos existentes, implicaría un costo elevado de ejecución por kilómetro, por lo tanto este, resultaría superior al que razonablemente se podía permitir. En tal sentido se ha tratado de obtener valores representativos de los ensayos efectuados en puntos críticos de la actual superficie de rodadura.

En el país se ha dado poca importancia al estudio de las carreteras de bajo volumen de tránsito a nivel de afirmado por lo que la metodología usada en base a moldeos que se han realizado en el extranjero, acondicionada a nuestro medio en concordancia al servicio que deberá brindar, estableciendo sus características y parámetros de acuerdo a una clasificación realista de los materiales encontrados en las zonas de trabajo.

Los factores que influyen en el diseño implican el conocimiento de:

Tránsito futuro: Tipo de vehículos, cargas y repeticiones de cada uno, así como la estimación del crecimiento probable.

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FFUUEENNTTEESS DDEE AAGGUUAA YY DDIISSEEÑÑOO DDEE PPAAVVIIMMEENNTTOOSS

“MEJORAMIENTO CARRETERA

CA-101: TRAMO EMPALME PE-1N F

(CONTUMAZÁ) – YETÓN”

INFORME FINAL

Los suelos que constituyen la sub-rasante o terreno de fundación.

Los materiales disponibles para la construcción de las capas que constituyen la estructura del pavimento.

Las condiciones ambientales específicas de la zona.

b. MÉTODOS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS.

Generalmente, para pavimentos no asfálticos se pone mayor énfasis en la calidad y elección de materiales que se usarán para la conformación de la superficie de rodadura, que al dimensionamiento estructural. METODO NAASRA (NATIONAL ASSOCIATION OF AUSTRALIAN STATE

ROAD AUTHORITIES) Método que relaciona el valor de soporte del suelo (CBR) y la carga actuante sobre el afirmado, expresada en número de repeticiones de ejes equivalentes. En la proyección del trafico futuro a 10 años de horizonte, se ha usado la tasa de crecimiento de tráfico correspondiente al promedio anual de crecimiento poblacional, de 0.70% para la región Cajamarca para el caso de vehículos de pasajeros (automóvil, camioneta, bus mediano y bus grande) y de 5.50% para los vehículos de carga (camión 2E, camión 3E y articulado), tomando como referencia el PBI de la región Cajamarca.

Con las tasas de crecimiento mencionadas y aplicando los factores de equivalencia de acuerdo a los estimados por eje de los vehículos, se ha calculado el número de ejes equivalentes para el periodo de diseño de 10 años.

De acuerdo al cálculo siguiente, se ha determinado un espesor de afirmado de 0.20 metros, a lo largo de todo el proyecto.

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“MEJORAMIENTO CARRETERA

CA-101: TRAMO EMPALME PE-1N F

(CONTUMAZÁ) – YETÓN”

INFORME FINAL

RUC Nº 10178402809

INDECOPI N° 00849-2007

Jr. Unión 837 - Cel 976-489628

CAJAMARCA ESTUDIO DE GEOTECNIA - MECANICA DE SUELOS Y PAVIMENTOS

PROYECTO : MEJORAMIENTO CARRETERA CA-101: TRAMO EMPALME PE-1N F(CONTUMAZA)-YETON

SOLICITADO : CONSORCIO SyT INGENIEROS

UBICACIÓN : CONTUMAZA-CAJAMARCAREGISTRO N° : 05-GM-10

NORMA AFIN : NATIONAL ASSOCIATION OF AUSTRALIAN STATE ROAD AUTORITIES (AUSTROADS)

ING° RESP : Julio Cesar Quiroz Ayasta

TECNICO : Giovani Alfonso Montoya Lezama.FECHA : NOVIEMBRE-2010

Automóvil.

Camionetas y Combis

Camión 2 ejes 6 Ruedas

Omnibus 2 ejes 6 Ruedas

Camión 3 ejes

Omnibus 3 ejes

T2S1

T2S2

T3S2

T3S3

C2R2

C3R2

donde:

e = espesor de la capa de afirmado en mm.

CBR = Valor del CBR de la subrasante.

Nrep = número de repeticiones de EE para el carril de diseño.

20

20

225.84

234.76

221.39

219.27

50.00

e cm

22

e adopt ado

(cm)

20

20

15,604EAL DE DISEÑO

50.00

184.76

171.39

169.27

Falla y

Clima

22

e total

(mm)

Km. 08 + 500

NAASRA

e (mm)

175.84 50.00

50.00

UBICACIÓN EALCBR

Km. 14 + 000

15,604

15,604

7.15

0

Km. 02 + 500

Km. 04 + 500

15,604

15,604

6.85

6.30

C3R4

23

23

7.30

Superficie de Rodadura

TRAFICO DIARIO INICIAL Cant. % FACT

TABLA Nº 03

NAASRA

VEH.4 21.1

0 %

3 15.8

8 42.1

0 %

4 %

0 %

TOTAL (TDI) 19 78.9

0 %

0 %

0 %

0 %

0 %

0.95

0.95

0.05

0.25

0.33

1.20

Ac

C2

B2

C3

T3S2

0.48

0.73

0.95

0.95

0.95

0.95

T3S3

C2R4

0.95

365

0

0

8

0

0

4

T2S1

0

0

365

365

0T2S2

B2

C3

B3 365 0.95

365

0.95

0.32

0.32

1.20

0.48

0.73

0.17

FACTOR

CAMIONDIASNº

7 365

0.95

0

0

365 0.95 1

3650

1

1

1

1

1

1

1

1

EAL

1

1

2,172

4,672

FACTOR

CREC.

TABLA Nº 04

0

0

0

0

8,760

365 0

365

365

0

365

0

0

0

1

1

0.95

0.95

365

120/*log*log*58log*211219 10

2

1010 NrepCBRCBRe

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12. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. Se restaurará dando la conformación adecuada al relieve topográfico del terreno con el material excedente de su explotación, compactando por capas de espesor adecuado, luego se colocará el material orgánico que fue retirado previa explotación de la cantera y de los diferentes tramos del camino, el cual servirá de tierra de cultivo. CONCLUSIONES.

La subrasante está conformada por dos tipos de suelos predominantes, por los tramos trabajados encontramos que en un primer tramo tenemos arcillas limosas, orgánicas e inorgánicas y en un segundo tramo suelo gravoso; eligiéndose los más desfavorables para los ensayos de CBR sobre los cuales se ha diseñado el espesor del pavimento.

Para determinar el valor del CBR de la subrasante conformado por suelos finos se eligió el suelo A-7-6 (CL) por ser el más desfavorable, con el cual se diseñará el espesor del afirmado, no se eligió el suelo A-6, por existir en menor cantidad, y estos suelos no tienen plasticidad alta, solo en la progresiva Km 05+500 se presenta suelo arcilloso de alta plasticidad.

Para determinar el CBR de la subrasante conformada por suelos granulares se podría elegir el suelo A-6 (SC) por ser el más desfavorable, pero para efectos de diseño y mantener una homogeneidad solo se hará con el material fino.

Los materiales de la cantera según AASHTO son suelos A-1-a (0) y según SUCS son suelos GP- GM. Cabe diferenciar entre las canteras de afirmado y las de concreto

Según los requisitos de calidad emitidos por el Ministerio de Transporte y Comunicaciones, los materiales de las canteras de afirmado, cumple con las características admisibles para ser utilizado como elemento constructivo.

El volumen de la fuente de agregados es suficiente para las obras de afirmado que se van a utilizar.

RECOMENDACIONES:

El tamaño máximo de agregado debe estar entre 2 ½” con el objeto de aumentar la resistencia y la durabilidad de la capa de afirmado.

Colocar sistema de drenaje superficial adecuado, para que las aguas superficiales sean eliminadas inmediatamente con la finalidad de minimizar el deterioro de la carretera.

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Se han ubicado bancos de materiales que, luego de las pruebas de calidad, nos han permitido clasificarlos como Canteras aptas para diferentes usos en las diversas actividades constructivas de la obra.

Dichas canteras son las siguientes:

Para emplearlas en Base Granular. Cantera N°01 : Amanchaloc. Ubicación : en el tramo de la carretera Contumazá-Guzmango.

La pendiente transversal de rasante debe ser la adecuada y tener correctas instalaciones de salida para que drene el agua que se infiltre, por acción de las lluvias, y también el agua que se filtra y evitar el deterioro inmediato

En cuanto a las consideraciones constructivas de compactación, la capa del pavimento deberá tener una densidad mayor del 95% de la densidad máxima obtenida según el ensayo Próctor Modificado.

Por ser el pavimento a nivel de afirmado, este tiene dos aplicaciones:

o Como superficie de rodadura la cual debe tener la suficiente cantidad de finos plásticos que cumplan la función de aglutinar para estabilizar la mezcla de gravas. El 100% del material debe pasar el tamiz de 3/4” y el índice plástico debe estar comprendido entre 4 % y 12 %.

o Como capa inferior tendrá mayor tamaño máximo de piedras que en el caso de la capa de superficie y muy poco porcentaje de arcillas y de materiales finos en general, para cumplir la función de tener buena resistencia para soportar las cargas de tránsito y además debe tener la cualidad de ser drenante. El 100% del material debe pasar el tamiz de 1” y el índice plástico debe tener valores de 0% y 4%.

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ANEXO 01 ENSAYOS GENERALES DE SUBRASANTE

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ANEXO 02

PERFILES ESTRATIGRAFICOS

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ANEXO 03 ENSAYOS DE COMPACTACION Y CBR

SUBRASANTE

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ANEXO 04

ENSAYOS GENERALES DE CANTERAS

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ANEXO 05

ENSAYOS DE COMPACTACION, CBR, ABRASION DE CANTERAS

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ANEXO 06

TOPOGRAFIA CANTERAS