CAPITULO 3: MATERIAL DE PRSTAMO3.1 Introduccin Los agregados empleados en la construccin de carreteras, deben cumplir con requisitos de granulometra y especificaciones tcnicas, que garanticen un buen comportamiento durante su periodo de vida. En este captulo se cubrir el tema de la granulometra y calidad de agregados que conformarn las capas de afirmado, sub base y base. Durante los ltimos 10 aos se han desarrollado nuevas tecnologas y criterios para el diseo de mezclas asflticas, variando los criterios del diseo de mezclas, pero los mtodos de evaluacin de calidad de los agregados no se ha modificado. Las especificaciones granulomtricas de las carpetas asflticas, se vern con detalle en el captulo correspondiente, donde se tratar de los tipos de mezclas asflticas. Sin embargo, en este captulo se consideran los ensayos de calidad de agregados para carpetas asflticas. 3.2 Especificaciones Tcnicas de Material de Prstamo: Afirmado, Sub Bases y Bases Granulares. Mezclas de Suelos y Agregados 3.2.1 Especificaciones Granulomtricas Los materiales granulares que conformaran las capas de afirmado, sub base y base, deben cumplir con rangos granulomtricos especificados por el MTC. La gradacin es una de las ms importantes propiedades de los agregados. Este afecta casi todas las propiedades importantes de una mezcla asfltica en caliente, incluyendo dureza, estabilidad, durabilidad, permeabilidad, trabajabilidad, resistencia a la fatiga, resistencia al rozamiento, y resistencia a la humedad. De esta manera, la gradacin es la primera consideracin en un diseo de mezclas asflticas. Tericamente, es razonable pensar que la mejor gradacin sea la densa o bien gradada; sin embargo, recientes investigaciones han demostrado que las mezclas del tipo Stone Mastic Asphalt, SMA, tienen un mejor comportamiento cuando estn sometidas a la accin de trfico pesado, en zonas de altura. Las especificaciones granulomtricas vigentes en el Per son las Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin de Carreteras EG-2000, del Ministerio deS. MINAYA & A. ORDOEZ

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Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construccin, Oficina de Control de Calidad. En la tabla 3.1 se listan los rangos mximos y mnimos para materiales de afirmado. En la figura 3.1 se grafican los rangos especificados. Tabla 3.1: Huso Granulomtrico para Afirmado Muestra Abertura Tamiz (mm) 2" 50,000 1 37.500 1" 25,000 19.000 3/8" 9,500 N4 4,750 N10 2,000 N40 0,425 N200 0,075 Afirmado (% que pasa) A-1 100 100 90-100 65-100 45-80 30-65 22-52 15-35 5-20 A-2 -.-.100,0 80-100 65-100 50-85 33-67 20-45 5-20

Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin de Carreteras EG2000, Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construccin, Oficina de Control de Calidad

N200

Huso Granulomtrico para Afirmados3/4" N4 3" 2"

100

60 40 20 0 0.01

100

10

1

0.1

Abertura (mm)

Figura 3.1: Rangos Granulomtricos para Materiales de Afirmado, Sub-base y Base Granulares (MTC) Las especificaciones tcnicas para rangos granulomtricos de materiales de sub base y base, son los mismos. Las normas ASTM D 1241 las especifican bajo el ttulo Standard Specification for Materials for Soil-Aggregate Subbase, Base and Surface Courses, staS. MINAYA & A. ORDOEZ31

% acumulado que pasa

A-2 A-1

80

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norma fue revisada por ltima vez en 1994. El Ministerio de Transportes y Comunicaciones la hizo suya y las consider dentro de las especificaciones emitidas en el ao 2000. La tabla 3.2 muestra las especificaciones granulomtricas para materiales de sub base y base granular. En la figura 3.2 se muestran las especificaciones grficamente. Tabla 3.2: Huso para Sub-Base y Base Granular Porcentaje que pasa en peso Tamiz 2" 1" 3/8" N4 N10 N40 N200 Abertura Gradacin A(1) Gradacin B Gradacin C Gradacin D (mm) 50,000 100 100 -.-.25,000 -.75-95 100 100 9,500 30-65 40-75 50-85 60-100 4,750 25-55 30-60 35-65 50-85 2,000 15-40 20-45 25-50 40-70 0,425 8-20 15-30 15-30 25-45 0,075 2-8 5-15 5-15 8-15

Standard Specification for Materials for Soil-Aggregate Subbase, Base and Surface Courses. ASTM D-1241-68 (Reapproved 1994); y Especificaciones Tcnicas Generales para Construccin de Carreteras EG-2000, Ministerio de Transportes, Comunicaciones, Vivienda y Construccin, Oficina de Control de Calidad: (1) la curva gradacin A deber emplearse en zonas con altitud mayor o igual a 3000 m.s.n.m.

3.2.2 Calidad de Agregados Para verificar la calidad de un determinado banco de materiales, estos deben ser sometidos a ensayos de suelos, debiendo cumplir con las especificaciones tcnicas emitidas por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones EG-2000. Los materiales que sern empleados como material de afirmado o sub base podr ser agregado natural, triturado o una combinacin de ambos. Los agregados para bases debern ser chancados. Todos los agregados utilizados como afirmados, sub base y base sern resistentes, sin exceso de partculas chatas o alargadas, no podrn presentar terrones de arcilla ni materia orgnica. Los ensayos a los que estn sometidos los suelos son: Abrasin Los Angeles, Equivalente de Arena, ensayo de proctor modificado, CBR asociados a la mxima densidad seca y al ptimo contenido de humedad del proctor, partculas chatas y alargadas, caras de fractura, sales solubles y contenido de impurezas orgnicas.

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Huso Granulomtrico para Sub Bases y Bases GranularesN200 3/4" N4 3" 2" 100

60 40 20 0 100 10 1 0.1 0.01

Abertura (mm)

Rango Granulomtrico para Sub Bases y Bases GranularesN200 3/4" N4 3" 2" 100

60 40 20 0 100 10

Abertura (mm)

1

0.1

0.01

Figura 3.2: Rangos granulomtricos para materiales de sub base y base granulares (MTC)

Las muestras al llegar al laboratorio se separan, porque sern ensayadas para que verifique diferentes requisitos de calidad. En la tabla 3.3 se muestra en resumen, los ensayos a los que estn sometidas las muestras que conformarn las capas de afirmado, sub base, base o carpeta de rodadura.

% acumulado que pasa

D C

80

% acumulado que pasa

B A

80

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Tabla 3.3: Ensayos de Calidad de Agregados ENSAYOSAnlisis Granulomtrico por Tamizado Lmites de Consistencia Equivalente de Arena Peso especfico y Absorcin Peso unitario suelto Peso unitario varillado Abrasin Proctor Modificado CBR Porcentaje de caras fracturadas % de partculas chatas y alargadas Contenido de impurezas orgnicas Contenido de sales solubles totales Adherencia (entre mallas N3/8" y ") Riedel Weber (segn norma a emplear) Durabilidad

Sub base

Base Afirmado Asfalto Granular Piedra Arena

En la tabla 3.4 se listan las especificaciones tcnicas que deben cumplir los materiales que sern usados como afirmado, sub base y base. 3.2.3 Suelos Estabilizados Las normas del Ministerio de Transportes y Comunicaciones considera dentro de sus especificaciones a los suelos estabilizados con cemento y cal, se harn un breve resumen de ambas combinaciones. a) Estabilizados con Cemento El material a estabilizar con cemento podr ser A-1, A-2, A-3, A-4, A-5, A-6 y A-7, con tamao mximo de 2 y no mayor de 1/3 del espesor de la capa compactada. En la tabla 3.5 se muestran las especificaciones del agregado que ser estabilizado con cemento. El cemento con que ser estabilizado el suelo ser portland, el cual deber cumplir con la Norma Tcnica Peruana NTP 334.009, Norma AASHTO M85 ASTM C 150. El cemento que podr ser empleado es el denominado Tipo I o cemento portland normal.S. MINAYA & A. ORDOEZ34

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Tabla 3.4: Especificaciones Tcnicas para Materiales empleados en Construccin de CarreterasSub base granular Ensayo Norma Afirmado