ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN, …laboratorio y de gabinete del estudio de suelos con...

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FONDO DE INVERSIÓN AGRÍCOLA S.A.C.

ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN, PAVIMENTACIÓN Y DISEÑO DE

PAVIMENTO FLEXIBLE


CONTENIDO

1.0 GENERALIDADES.

2.0 UBICACIÓN Y ACCESO.

3.0 OBJETIVOS DEL ESTUDIO.

4.0 METODOLOGIA DEL ESTUDIO

4.1 Trabajos de Campo.

4.2 Ensayos de Laboratorio.

4.3 Trabajos de Gabinete.

5.0 CONDICIONES CLIMATOLOGICAS.

6.0 CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS Y GEOLÓGICAS LOCALES.

7.0 CARACTERISTICAS ESTRATIGRAFICAS.

8.0 ASPECTOS DE GEODINAMICA EXTERNA.

9.0 ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN.

9.1 Profundidad de Cimentación

9.2 Tipo de Cimentación

9.3 Cálculo de la Capacidad Admisible de Carga.

9.4 Cálculos de asentamientos.

10.0 ASPECTOS DE SISMICIDAD.

11.0 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES.

11.1 Metodología para el Diseño de Pavimentos.

11.2 Método de Diseño AASHTO.

11.3 Determinación del Número Estructural AASHTO

11.4 Método del Instituto del Asfalto.

11.5 Materiales Conformantes del Pavimento.


11.5.1 Especificaciones de Base Granular.

11.5.2 Agregado Grueso.

11.5.3 Agregado Fino.

11.5.4 Equipo.

11.6 Requerimientos de Construcción.

11.7 Materiales.

11.7.1 Agregados Minerales Gruesos.

11.7.2 Agregados Minerales Finos.

11.7.3 Gradación.

11.7.4 Mezcla Asfáltica Normal (MAC).

11.7.5 Mezcla Superpave.

12.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

13.0 ANEXOS:

Perfiles Estratigráficos.

Certificados de Ensayos de Laboratorio.

Panel de Fotografía.

Plano de Ubicación de Calicatas.


ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN, PAVIMENTACIÓN Y

DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

1.0 GENERALIDADES.

El presente informe, de carácter definitivo, es el resultado de los trabajos de campo,

laboratorio y de gabinete del estudio de suelos con fines de cimentación de edificaciones

multifamiliares, pavimentación y diseño de pavimentos de las calles, el mismo que se

efectuó a solicitud de la empresa FONDO DE INVERSIÓN AGRÍCOLA S.A.C. También

abarca aspectos relacionados a Climatología, Geomorfología, Geología, Geodinámica,

Geotecnia, Estratigrafía y Sismología; finalmente las conclusiones y recomendaciones a

que se han llegado, luego de terminadas las fases de campo y gabinete.

El proyecto dispone de un terreno de 30 Has. (1era Etapa), para el proyecto de

edificaciones multifamiliares y/u otras estructuras (Centro Comercial, Oficinas, etc.)

2.0 UBICACIÓN Y ACCESO.

La construcción propuesta se ubica en Hatillo – Chancayllo – Chancay. Su acceso

principal lo constituye la carretera Panamericana Norte a la altura del kilómetro 99 de

la referida vía.

3.0 OBJETIVOS DEL ESTUDIO.

El principal objetivo del presente trabajo es determinar las características físico-

mecánicas de sub-suelo, dentro de la profundidad activa de cimentación de las

edificaciones proyectadas para definir el tipo de cimentación a adoptarse. Así como

también, la obtención de parámetros que servirán de base para tomar criterios en la

estructura del pavimento para el proyecto.


Es propósito del estudio también la delimitación de áreas con terrenos similares y/o

homogéneos para definir su tratamiento específico, de acuerdo a sus características

geotécnicas respectivas.

4.0 METODOLOGIA DEL ESTUDIO.

La metodología empleada en el presente estudio es la que establece el Reglamento

Nacional de Construcciones, en la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, y Norma E.030

Diseño de Sismo Resistente, en lo que corresponde a los fines de cimentación y los

métodos de AASHTO y del Instituto del Asfalto para el diseño de la estructura del

pavimento.

La ejecución del presente estudio de dividió en las siguientes fases:

4.1 Trabajos de Campo

La modalidad adoptada para la determinación de las características del terreno

de cimentación consistió en ejecución de 90 pozos exploratorios (calicatas) con

profundidades de 3.00 m., sin haberse contactado con el nivel freático (aguas

subterráneas).

Los suelos atravesados por los pozos exploratorios fueron descritos de acuerdo

con las especificaciones ASTM D-2488, “Descripción de Suelos” (Procedimiento

Manual – Visual), así como la determinación del perfil estratigráfico con sus

respectivos espesores, densidad y humedad natural.

De cada uno de los horizontes conformantes se extrajeron muestras

representativas, las que debidamente identificadas y embolsadas en sobres de

polietileno fueron remitidas a nuestro laboratorio para los respectivos ensayos

de laboratorio.


Durante las investigaciones de campo se llevó un registro en el que se anotaron

las características físicas de los diferentes estratos atravesados, tales como color,

compacidad, estado de humedad y gradación.

4.2 Ensayos de Laboratorio.

Las muestras seleccionadas en el laboratorio fueron sometidas a los ensayos

siguientes (en aplicación de las Normas ASTM):

Análisis mecánico por tamizado (granulometría), según ASTM D-422.

Contenido de Humedad, según ASTM D-2216 y ASTM D-4643.

Clasificación Unificada de Suelos (SUCS), según ASTM D-2487.

Descripción Visual-Manual, según ASTM D-2488.

Corte Directo, según ASTM D-3080.

Límite Líquido y Plástico, según ASTM D-4318.

Análisis Químico por Agresividad, según MTC 219.

Análisis Químico de Cloruro y Sulfato, según MTC 129.

CBR California Bearing Ratio, según ASTM D-1883.

4.3 Trabajos de Gabinete.

En base a la evaluación Manual – Visual de campo y los resultados obtenidos en

los ensayos de laboratorio se determinaron las características físico – mecánicas

de las muestras extraídas y se confeccionaron el plano de ubicación de calicatas y

los perfiles estratigráficos de las calicatas C-1 al C-90, en los cuales se indican sus

características, profundidades, variación horizontales como verticales de cada

uno de los estratos, los mismos que se incluyen en el anexo del presente informe.

Esta fase se complementó con los diversos cálculos, reajustes de parámetros

geotécnicos y terminó con la elaboración del presente informe.


5.0 CONDICIONES CLIMATOLOGICAS.

El clima de la zona es de tipo cálido y seco. Basándonos en el sistema de clasificación de

Leslie Holdridge, corresponde al tipo Desierto Perárido Montano Bajo Subtropical, muy

propio de la costa peruana; sin embargo la presencia de la cuenca del río Chillón han

propiciado la ocurrencia de microclimas, ésta en la zona se caracteriza por tener una

temperatura media anual de 23.2ºC, su precipitación se ubica en el rango de Humedad

Perárido, con ligeras lluvias muy esporádicas y garúas (lloviznas) y abundantes neblinas

que ocasionan una precipitación anual de 17.9 mm. La vegetación es moderada y

circunscribe a aisladas zonas de cultivo y/o jardines.

6.0 CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS Y GEOLÓGICAS LOCALES.

El área de interés, geológicamente está ubicada en una antigua terraza aluvial del río

Chillón, fisiográficamente conformada por una zona de forma llana y/o con muy ligera

pendiente, que tiene una conformación predominantemente limosa, que evidencian

diferentes fases de sedimentación del río Chillón, en periodos geológicos del Cuaternario.

7.0 CARACTERISTICAS ESTRATIGRAFICAS.

De las noventa calicatas efectuadas se han definido que la estratigrafía en el área

involucrada es homogénea. Predominantemente el terreno está conformado un estrato

de suelo areno- limoso, de coloración beige claro, de consistencia suelta a mediana y en

condición seca, clasificada en el sistema SUCS como SM.

8.0 ASPECTOS DE GEODINAMICA EXTERNA.

La zona de interés no está propensa a la ocurrencia de derrumbes, deslizamientos,

inundaciones, huaycos, etc., por encontrarse en una zona llana y sin presencia de aguas

superficiales. Por otro lado, el subsuelo de cimentación no está expuesto a hundimientos

ni levantamientos del terreno.


9.0 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN.

9.1 Profundidades de Cimentación.

En consideración a las observaciones de campo, ensayos de laboratorio y los

requerimientos del proyecto se recomienda que la transmisión de cargas de la

superestructura mediante la cimentación correspondiente, sea en el horizonte

que corresponde a los suelos arenosos, de consistencia suelta, que se presentan

bien definida a partir de los 1.20 m. (Df), del terreno natural.

9.2 Tipo de cimentación.

La cimentación a adoptarse es de carácter superficial y será directamente en

materiales arenosos. Las características geotécnicas del terreno de fundación

exigen una cimentación corrida armada y zapatas conectadas con vigas de

cimentación en ambas direcciones.

9.3 Cálculo de la capacidad admisible de carga.

En consideración a nuestras observaciones de campo, resultados de laboratorio y

perfiles estratigráficos, los suelos del área de interés son predominantemente

homogéneos, conformados por suelo areno-limoso. Estos suelos ocupan toda el

área que involucra la profundidad activa de fundación.

La ecuación a determinar la capacidad admisible carga de los suelos, es la

presentada por Terzaghi y modificada en sus factores por Vesic, Meyerhof y

Hansen, como sigue:

Qc = c’NcFscFdcFicFgcFbc + qNqFsqFdqFiqFgqFbq + 0.5 BNFsFdFiFg,Fb


Dónde:

Qc = Capacidad última de carga en kg/cm2

Qa = Capacidad portante admisible en kg/cm2

F.S. = Factor de seguridad = 3

= Densidad total en kN/m3.

B = Ancho de zapata o cimiento corrido en m.

Df = Profundidad de la cimentación en m.

Nc, Nγ, Nq = Parámetros que son función del ángulo

C’ = Cohesión en kN/m2

Fsc, Fsq, F = Factores de forma (adim.)

Fdc, Fdq, Fd = Factores de profundidad (adim.)

Fic, Fiq, Fi = Factores de inclinación de la carga (adim.)

Fgc, Fgq, Fg = Factor de inclinación del terreno (adim.)

Fbc, Fbq, Fb = Factor de inclinación de la base (adim.).

Para determinar la capacidad de carga admisible bruta (también conocida como

permisible) se requiere la aplicación de un factor de seguridad. Este frente a una

falla por corte, que estable el Reglamento Nacional de Edificaciones, para cargas

estáticas, es de 3.0. Finalmente se establece la capacidad de carga admisible

como sigue:

Qadm = Qc.

F.S.

Remplazando estos valores y tomando en cuenta el valor mínimo en la capacidad

de carga se tiene para varias profundidades de cimentación, lo siguiente:


Como se puede observar hemos incluido cálculos de capacidades admisibles de

carga a diversas profundidades, los mismos que se incluyen en el anexo del

presente informe.

9.4 Cálculo de asentamientos.

En base a los perfiles estratigráficos y la cota de cimentación señalada, la presión

trasmitida por las estructuras conformantes serán disipadas por los suelos

arenosos, siendo sus características de deformación muy bajas, las mismas que

serán absorbidas por las estructuras correspondientes, parámetro que se ha

obtenido aplicando la teoría de elasticidad (Lambe y Whitman, 1964).

S = qs B (1-µ2)) If

Es

Dónde:

S = Asentamiento (cm).

qs = esfuerzo neto transmisible.

B = Ancho de cimentación

Es = Módulo de elasticidad

µ = Relación de Poisson

If = Factor de influencia (flexible y rígido)

Profundidad

(m)

Capacidad admisible

(Kg./cm2)

Terzaghi Meyerhof Vesic Hansen

1.00 0.94 1.19 1.04 0.98

1.20 1.10 1.45 1.22 116


Reemplazando, estos valores y aplicando las correcciones correspondientes, se

tienen:

Como se puede observar en el recuadro, hemos incluido cálculos de

asentamientos, tanto en el centro de la zapata como en las esquinas, para los

diversos requerimientos del diseño estructural.

10.0 ASPECTOS DE SISMICIDAD.

Para la determinación específica de la respuesta del suelo del área de interés ante las

solicitaciones sísmicas, es necesario considerar que la ciudad de Lima está relacionado

tectónicamente a los efectos de la subducción de la placa continental sudamericana; por

otro lado tomando en consideración al mapa de zonificación sísmica del Perú, la zona

que nos ocupa corresponde a la zona III , conceptuada como de riesgo sísmico elevado,

en la cual existe la posibilidad plena de la ocurrencia de sísmicos que lleguen a

intensidades del orden de grado VIII a IX, en la Escala de Mercalli Modificada.

En la aplicación a la nueva Norma Técnica E-30 del Reglamento Nacional de

Construcciones es adecuado asumir en el diseño sismo-resistente los siguientes valores:

Factores de zona : Z = 0.40 g.

Factor de terreno : S = 1.40

Período que define la

plataforma del espectro : T p = 0.90”

Profundidad

(m)

Asentamiento de la

Esquina de la

Zapata (cm)

Asentamiento en el

Centro de la Zapata

(cm)

1.00 0.06 0.03

1.20 0.07 0.04


11.0 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES.

Los pavimentos flexibles resultan de la mezcla de dos ingredientes: agregados minerales

y su aglutinantes bituminosas, bajo este concepto se incluyen una multitud de tipos de

pavimentos, además de existir una diversidad de métodos. Un diseño apropiado requiere

de una cuidadosa selección de sus componentes, de tal manera que satisfagan costos y

durabilidad.

11.1 Metodología para el Diseño del Pavimento.

Para efectos de determinar el diseño de pavimento en el Proyecto Santa Rosa,

usaremos los métodos de mayor uso y aceptación para estos casos, como son el

método para el desarrollo de pavimentos flexibles de la American Asociation of

State Highway and Transportation Officials (AASHTO) y el método del Instituto

del Asfalto (Asphalt Institute of USA).

11.2 Método de Diseño AASHTO.

Este método es empleado para determinar el espesor de un pavimento basado a

los requerimientos de su localización zonal y de los factores climáticos,

regionales, del grado de confiabilidad, del índice de serviciabilidad, y otros

complementarios que se cubren en el presente método.

Este procedimiento nos facilita el cálculo para encontrar el espesor necesario

que pueda cumplir los parámetros de un valor estructural determinado. Este

valor denominado como número estructura (SN) nos asegura que la estructura

diseñada es capaz de soportar el espectro de tráfico (N18), sin que los esfuerzos

inducidos por este excedan la capacidad de soporte del suelo de la sub-rasante

(S). Un aspecto que se considera en forma muy peculiar en este método es el

requerimiento como uno de los parámetros de diseño, el valor de la

serviciabilidad expresado como serviciabilidad al final del periodo de diseño; por


lo cual el pavimento debe brindar, a lo largo del periodo de diseño considerado,

un servicio adecuado, cuyo nivel final es controlable mediante parámetro citado.

Este método proporciona una expresión analítica, que dada su complejidad, para

efectos prácticos, es remplazada por nomogramas.

Sin embargo, en la ejecución de cálculos computarizados, la solución matemática

es sumamente útil, siendo su fórmula la siguiente:

Gt: Factor de pérdida de Serviciabilidad definido como:

Valor de soporte de la subrasante.

Determinación del CBR.-De acuerdo a los ensayos de laboratorio, se han

encontrado los siguientes valores:

CBR 1 = 11.2 (al 95% MDS)

CBR 2 = 12.3 (al 95% MDS)

CBR 3 = 18.0 (al 95% MDS)

Cumpliendo con la teoría y aplicando la siguiente fórmula:

CBR dis = CBR Promedio – (CBR Máx – CBR Min) / c

Dónde:

n =2; c = 1.41

Gt = Log (4.2- Pt)

2.7

2222222222222

2.7


n =3; c= 1.91

Del desarrollo de la fórmula descrita; hemos logrado establecer el valor del CBR

con lo que se determinará el diseño de pavimento, siendo este valor igual:

CBR = 10.3

Cuya característica del suelo de fundación está determinada en SM.

Para determinar el Valor de soporte de la Sub-rasante en función del C.B.R.

Nos remitimos a la siguiente fórmula:

11.3 Determinación del número Estructural A.A.S.H.T.O. (SN).

Para efectos de determinar el soporte de un pavimento, ello se cuantifica

mediante una relación analítica que nos da el método AASHTO, entre el número

estructural (S.N.), y una composición genérica de capas, que se expresa como el

producto del espesor de las capas componentes de la estructura por los

coeficientes estructurales de resistencia del pavimento.

a1, a2 y a3: Coeficientes Estructurales de Resistencia que están en función de

la calidad de los materiales, tanto para la Carpeta Asfáltica como para la Base y

S = 4.4 * Log (C.B.R.) +1.2

S = 4.4 * Log (10.3) +1.2

S = 5.66


Sub base.

D1, D2 y D3: Representan los espesores de cada capa analizada (en cm.)

Diseño Estructural.- Para el desarrollo del Diseño Estructural del pavimento

para una estructura óptima se utilizará el método diseño para pavimentos

flexibles de la AASHTO 93, el mismo que requiere de los siguientes datos:

Valor Soporte (S) = 6.2

Tráfico (N18) = 8.2 x 104

Factor Regional (FR) = 0.5

Serviciabilidad (Pt) = 2.5

Periodo de Diseño (n) = 20 años

Tasa crecimiento (t) = 4%

Confiabilidad (R) = 50-80%

Desviación estándar (So) = 0.45

Módulo de Resilencia (Mr) = 15.45 Ksi

Con estos valores previamente establecidos se puede ingresar a los Nomogramas

del AASHTO 93, o también aplicando la fórmula del método AASHTO 1993 y que

es:

El cálculo se efectuó en forma inmediata, computarizando la fórmula establecida

por el método, utilizando los datos indicados, obteniéndose el Número

Estructural requerido para un nuevo pavimento (SN) = 1.60. y el Numero

Estructural Reajustado (SNr) = 1.88.


Con la finalidad de establecer las capas conformantes nos remitimos a la

siguiente fórmula:

(SNr) = a1 D1 + a2 D2 + a3 D3

Tomando los coeficientes establecidos, obtenemos:

SNr = 0.44 D1 + 0.14 D2 + 0.11 D3

SNr = 0.44(2)+ 0.14 (6)+0.11(8)

SNr = 1.88.

Luego el pavimento estará compuesto de las siguientes capas:

Carpeta asfáltica = 5.00 cm………..…. (2’’)

Base granular = 10.00 cm………..….. (4’)

Sub-base granular = 10.00 cm………….... (4’’)

Espesor Total = 25.00 cm.

CARPETA ASFALTICA

BASE GRANULAR

SUB - BASE GRANULAR

SUB - RASANTE

25.00

5.00 cm. 10.00 cm.

10.00 cm.


Tabla N° 01. Factores de equivalencia de Carga


Figura N° 01. Carta de diseño de pavimento flexible AASHTO, 1993.

Figura N° 02. Carta para calcular el coeficiente estructural de Concreto Asfáltico de graduación densa.


Figura N° 03. Variación de coeficiente de capa de base granular (a2) con la variación de los parámetros

de resistencia

Figura N° 04. Variación de coeficiente de capa de sub base granular (a3) con la variación de los

parámetros de resistencia


11.4 Método del Instituto del Asfalto.

El método formulado por el Instituto de Asfalto de los Estado Unidos de Norte

América determina los espesores de la estructura del pavimento en función del

número de repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 Tn. (E.A.L.) y el módulo de la

resilencia de la sub-rasante (Mr). Esta metodología consiste en determinar, en

primera instancia, el espesor total de la capa de concreto asfáltico, de acuerdo

a un sistema propio, en el cual interviene el volumen del tráfico al que va a

estar expuesto el pavimento durante su vida útil.

El volumen de tránsito y la resistencia del terreno cuantificada mediante la

Relación de Soporte California (CBR), constituyen los parámetros

fundamentales para determinar el espesor total de sus capas componentes, lo

que da lugar a varias alternativas, de las cuales se elige la más conveniente

técnica y económicamente, de acuerdo con la calidad de los materiales

disponibles.

El procedimiento recomendado para obtener el Módulo de la Resilencia

(Resilient Modulas) según los criterios técnicos del Instituto del Asfalto, éstas se

calculan de acuerdo a las siguientes ecuaciones:

Mr (psi) = 1500* C.B.R. ………….. Ecuación 1

Mr (pa) = 10.3* C.B.R. ………….. Ecuación 2

A fin de ingresar a las Cartas de Diseño del Manual MS. 1 para Diseño de

Espesores de Pavimentos Asfálticos para carreteras y calles y de acuerdo al

criterio y experiencia del consultor, estamos asumiendo la Ecuación 2;

estableciendo:

Mr (pa) = 1.06 x 102

Con los módulos calculados y el E.A.L. = 1.7 x 105 y aplicando los gráficos del


Manual del Instituto de Asfalto, obtenemos el espesor total del pavimentos

(TH).

Cabe señalar que para poder ingresar a las Cartas de Diseño, debemos contar

anticipadamente con los siguientes datos, los cuales se obtuvieron en el campo,

y que son:

Factor Ambiental = Clima templado para la ciudad

de Chancay

Temperatura promedio = 18º C a 30º C.

Temperatura Media Anual

del Aire (MAAT) = 15.5°C

Tipo de pavimento = Flexible

Ingresando a la Carta de Diseño del Manual, obtenemos el espesor total del

pavimento (TH) equivalente a “Concreto Asfáltico en todo su espesor” de 15 0

mm. = 6 pulgadas.

De acuerdo a esto y cumplimiento con las correlaciones para determinar los

espesores de las capas conformantes, se ha llegado a establecer los siguientes

parámetros:

Carpeta asfáltica en caliente = 5.00 cm (2’’)

Base granular =10.00 cm (4’’)

Sub-base granular =15.00 cm (6’’)

Espesor Total (TH) = 30.00 cm. (12’’)

Luego de analizados los métodos adoptados para el diseño del pavimento de la

zona en estudio, podemos observar que lo desarrollado por el método del

Instituto del Asfalto de EE.UU., es lo más apropiado a fin de otorgarle mayor

resistencia y durabilidad. Por lo tanto la estructura definitiva del pavimento

tendrá los siguientes espesores:


ESTRUCTURA PROPUESTA Espesor (cm) Espesor (pulg.)

Carpeta asfáltica en caliente 5.00 2.0

Base granular 10.00 4.0

Sub-base granular 15.00 6.0

Espesor Total 30.00 cm. 12.00’’

Estructura Definitiva del Pavimento.

11.5 Materiales Conformantes de Pavimento.

11.5.1 Agregado Base Granular.

El material de Base Granular deberá cumplir además con las siguientes

características físico-mecánicas y químicas que a continuación se

indican:

CARPETA ASFALTICA

BASE GRANULAR

SUB - BASE GRANULAR

SUB - RASANTE

2” 4” 6”

5.00 cm

10.00 cm 15.00 cm.


La franja por utilizar será la establecida en los documentos del proyecto

o la determinada por un Supervisor.

Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactación y

resistencia exigidos por la presente especificación, el material que

produzca el Contratista deberá dar lugar a una curva granulométrica

uniforme, sensiblemente paralela a los límites de la franja por utilizar,

sin saltos bruscos de la parte superior de un tamiz a la inferior de un

tamiz adyacente o viceversa.

11.5.2 Agregado Grueso.

Se denominará así a los materiales retenidos en la Malla N° 4, los que

consistirán de partículas pétreas durables y trituradas capaces de

soportar los efectos de manipuleo, extendido y compactación sin

producción de finos contaminantes.

Deberán cumplir las siguientes características:

Tabla 305-2 Requerimientos Agregado Grueso

Ensayo Norma MTC Norma

ASTM

Norma

AASHTO

Requerimientos

Altitud

< Menor de 3000

msnm > 3000 msnm

Partículas con una cara

fracturada MTC E 210 D 5821 80% min. 80% min.

Partículas con dos caras MTC E 210 D 5821 40% min. 50% min.

Valor Relativo de Soporte, CBR (1)

Tráfico Ligero y Medio Mín. 80%

Tráfico Pesado Mín. 100%

(1) La curva de gradación "A" deberá emplearse en

zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000

m.s.n.m.


fracturadas

Abrasión Los Ángeles MTC E 207 C 131 T 96 40% máx 40% max

Partículas Chatas y

Alargadas (1) MTC E 221 D 4791 15% máx. 15% máx.

Sales Solubles Totales MTC E 219 D 1888 0.5% máx. 0.5% máx.

Pérdida con Sulfato de Sodio MTC E 209 C 88 T 104 -.- 12% máx.

Pérdida con Sulfato de

Magnesio MTC E 209 C 88 T 104 -.- 18% máx.

(1) La relación ha emplearse para la determinación es: 1/3 (espesor/longitud)

11.5.3 Agregado Fino.

Se denominará así a los materiales pasantes la malla Nº 4 que podrá

provenir de fuentes naturales o de procesos de trituración o combinación

de ambos.

Tabla 305-2 Requerimientos Agregado Grueso

Ensayo Norma Requerimientos

<3 000 m.s.n.m. >3 000 m.s.n.m.

Índice Plástico MTC E 111 4% máx. 2% máx.

Equivalente de arena MTC E 114 35% mín. 45% mín.

Sales solubles totales MTC E 219 0,55% máx. 0,5% máx.

Índice de durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín.

11.5.4 Equipo.

305.03 Se aplican las condiciones generales establecidas en la

Subsección 300.03 de este documento, con la salvedad de que la planta

de trituración, con unidades primaria y secundaria, como mínimo, es

obligatorio.


11.6 Requerimientos de Construcción.

11.6.1 305.04 Explotación de materiales y elaboración de agregados.

Se aplica lo indicado en la Subsección 300.04. Para las Vías de Primer

Orden los materiales de base serán elaborados en planta, utilizando

para ello dosificadoras de suelo. Para este tipo de vías no se permitirá la

combinación en patio ni en vía mediante cargadores u otros equipos

similares.

La mezcla de agregados deberá salir de la planta con la humedad

requerida de compactación, teniendo en cuenta las pérdidas que puede

sufrir en el transporte y colocación.

Para otros tipos de vías será optativo del Contratista los procedimientos

para elaborar las mezclas de agregados para base granular.

Definida la fórmula de trabajo de la base granular, la granulometría

deberá estar dentro del rango dado por el huso granulométrico

adoptado.

El material del Asfalto en Caliente debe de reunir los siguientes

Requerimientos de los Ensayos del EG – 2000 del MTC.

11.7 Materiales.

410.02 Los materiales a utilizar serán los que se especifican a continuación.

11.7.1 Agregados Minerales Gruesos.

Se aplica lo indicado en la Subsección 400.02(a). Los agregados

gruesos, deben cumplir además con los siguientes requerimientos:


Tabla N° 410-1 Requerimientos para los Agregados Gruesos

Ensayos Norma

Requerimiento

Altitud (m.s.n.m.)

< 3000 > 3000

Durabilidad (al Sulfato de Sodio) MTC E 209 12% máx. 10% máx.

Durabilidad (al Sulfato de

Magnesio) 18 máx. 15% máx.

Abrasión Los Ángeles MTC E 207 40% máx. 35% máx.

Índice de Durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín.

Partículas chatas y alargadas MTC E 221 10% máx. 10% máx.

Caras fracturadas MTC E 210 Según Tabla 410-4

Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.5% máx.

Absorción MTC E 206 1.00% Según Diseño

Adherencia MTC E 519 +95

11.7.2 Agregados Minerales Finos.

Se aplica lo que es válido al respecto de la Subsección 400.02(a).

Adicionalmente deberá cumplir con los requerimientos de la Tabla Nº

410-3.

Tabla N° 410-3 Requerimientos para los Agregados Finos

Ensayos Norma

Requerimiento

Altitud (m.s.n.m.)

< 3000 > 3000

Equivalente de Arena MTC E 209 Según Tabla 410-5

Angularidad del agregado fino MTC E 222 Según Tabla 410-6

Adhesividad (Riedel Weber) MTC E 220 4% mín. 6% mín.

Índice de Plasticidad (malla N°40) MTC E 111 NP NP

Índice de Durabilidad MTC E 214 35 mín. 35 mín.


Índice de Plasticidad (malla N°200) MTC E 111 Max 4 NP

Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.5% máx.

Absorción MTC E 205 0.50% Según Diseño

Tabla N° 410-4 Requerimientos para Caras Fracturadas

Tráfico en Ejes Equivalentes (millones) Espesor de Capa

<100 mm >100 mm

< 3 65/40 50/30

> 3 – 30 85/50 60/40

> 30 100/80 90/70

Nota: La notación "85/80" indica que el 85% del agregado grueso tiene una cara

fracturada y que el 80% tiene dos caras fracturadas.

Tabla N° 410-5 Requerimientos del Equivalente de Arena

Tráfico en Ejes Equivalentes

(millones)

Porcentaje de Equivalente Arena

(mínimo)

< 3 45

> 3 – 30 50

> 30 55

Tabla N° 410-6 Angularidad del Agregado Fino

Tráfico en Ejes Equivalentes (millones) Espesor de Capa

<100 mm >100 mm

< 3 30 mín. 30mín.

> 3 – 30 40 mín. 40 mín.

> 30 40 mín. 40 mín.


11.7.3 Gradación.

La gradación de los agregados pétreos para la producción de la mezcla

asfáltica en caliente serán establecidos por el Contratista y aprobado

por el Supervisor.

Además de los requisitos de calidad que debe tener el agregado grueso

y fino según lo establecido en el acápite (a) y (b) de esta Subsección el

material de la mezcla de los agregados debe estar libre de terrones de

arcilla y se aceptará como máximo el uno por ciento (1%) de partículas

deleznables según ensayo. MTC E 212. Tampoco deberá contener

materia orgánica y otros materiales deletéreos.

11.7.4 Mezcla Asfáltica Normal (MAC.)

La gradación de la mezcla asfáltica normal (MAC) deberá responder a

alguno de los siguientes husos granulométricos.

Tamiz Porcentaje que pasa

MAC -1 MAC-2 MAC-3

25,0 mm (1”)

19,0 mm (3/4”)

12,5 mm (1/2”)

9,5 mm (3/8”)

4,75 mm (N° 4)

2,00 mm (N° 10)

425 mm (N° 40)

180 mm (N° 80)

75 mm (N° 200)

100

80 -100

67- 85

60 - 77

43 - 54

29 - 45

14 - 25

8 -17

04 – 8

-

100

80 - 100

70 - 88

51 - 68

38 - 52

17- 28

8 -17

04 – 8

-

-

-

100

65 - 87

43 - 61

16 - 29

9 -19

05 - 10


11.7.5 Mezcla Superpave.

En las Tablas N° 410-7 y 410-8 se incluyen las características que

deben cumplir las mezclas de agregados para tamaño nominal máximo

del agregado de 19 y 25 mm respectivamente.

La curva granulométrica del agregado debe quedar dentro de los puntos

de control y principalmente fuera de la zona restrictiva. Se recomienda

que la curva pase por debajo de esta zona restrictiva.

El tipo de asfalto a utilizar en estas mezclas, debe ser según clasificación

Superpave - Shrp, AASHTO, MP-1; así mismo la calidad de los agregados

deberá regirse a lo establecido por la metodología Shrp.

Tabla N° 410-7 Graduación Superpave para Agregado de tamaño nominal máximo de 19 mm.

Tamaño del

tamiz mm

Puntos de

Control

Línea de

Máxima

Densidad

Zona de

Restricción Formula de

Mezcla Tolerancia

Mínimo Máximo

25 100,0 100,0

19,00 100,0 90,0 88,4

12,50 73,2

9,50 59,6

4,75 49,5 * (6)

2,36 49,0 23,0 34,6 34,6 34,6 * (6)

1,18 25,3 22,3 28,3 *

0,60 18,7 16,7 20,7 * (4)

0,30 13,7 13,7 13,7 * (3)

0,15 10,0

0,075 8,0 2,0 7,3 * (2)


* El Contratista especificará los valores con aproximación al 0.1% ( ) Desviaciones aceptables (±) de los valores de la Fórmula

Tabla N° 410-8

Graduación Superpave para Agregado de tamaño nominal máximo de 19 mm.

Tamaño del tamiz

mm

Puntos de Control

Línea de Máxima

Densidad

Zona de Restricción Fórmula de

Mezcla Tolerancia

Mínimo Máximo

37,5 100,0 100,0

25,0 100,0 90,0 83.3

19,00 73,6

12,50 61,0

9,50 53,9 * (6)

4,75 39,5 39,5 39,5 * (6)

2,36 45,0 19,0 28,8 26,8 30,8 . .

1,18 . . 21,1 18,1 24,1 * (4)

0,60 . . 15,6 13,6 17,6 * (3)

0,30 . . 11,4 11,4 11,4 . .

0,15 7,0 1,0 8,3 . . * (2)

0,075 . . 6,1 . . . .

* El Contratista especificará los valores con aproximación al 0.1% ( ) Desviaciones aceptables (±) de los valores de la Fórmula.


Tabla N° 410-8

Graduación Superpave para Agregado de tamaño nominal máximo de 19 mm.

Tamaño

del tamiz

mm

Puntos de

Control

Línea de

Máxima

Densidad

Zona de

Restricción Fórmula de

Mezcla Tolerancia

Mínimo Máximo

37,5 100,0 100,0

25,0 100,0 90,0 83.3

19,00 73,6

12,50 61,0

9,50 53,9 * (6)

4,75 39,5 39,5 39,5 * (6)

2,36 45,0 19,0 28,8 26,8 30,8 . .

1,18 . . 21,1 18,1 24,1 * (4)

0,60 . . 15,6 13,6 17,6 * (3)

0,30 . . 11,4 11,4 11,4 . .

0,15 7,0 1,0 8,3 . . * (2)

0,075 . . 6,1 . . . .

* El Contratista especificará los valores con aproximación al 0.1%

( ) Desviaciones aceptables (±) de los valores de la Fórmula.

12.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.

- La zona de interés geológicamente corresponde a una antigua terraza aluvial del

río Chillón, por lo que tiene una fisiografía predominantemente llana.

- La estratigrafía es similar constituida por materiales areno- limosos, clasificada en

el sistema SUCS como SM.


- En consideración a las observaciones de campo, ensayos de laboratorio y los

perfiles estratigráficos, los valores de capacidad admisible a las profundidades de:

- Por lo que se adoptará cimentación corrida armada y zapatas conectadas con

vigas de cimentación en ambas, sin limitaciones por fundación.

- La zona de interés no está expuesta a la ocurrencia de asentamientos, derrumbes,

deslizamientos, huaycos, etc.

- Se descarta la posibilidad de licuación de suelos debido a la conformación y

propiedades índices del suelo y la ausencia de agua superficial o subterránea.

- De acuerdo con las Normas Peruanas de Diseño Sismo-Resistente y en

consideración al suelo que se está tratando, tenemos los siguientes parámetros:

Factores de zona : Z = 0.40 g.

Factor de terreno : S = 1.40

Período que define la

plataforma del espectro : T p = 0.90”

- Dado el origen aluvial de estos suelos los análisis químicos indican que los sulfatos

tienen un ataque moderado al concreto por lo que se recomienda el uso de

Cemento Portland Tipo II o usar el Tipo V si no se encontrara disponibilidad del

primero. En relación al análisis químico del agua del Pozo ésta se encuentra aún

apta para su potabilidad, manteniendo la limpieza del pozo y tratamientos

menores de purificación.

Profundidad

(m)

Capacidad admisible

(Kg./cm2)

Terzaghi Meyerhof Vesic Hansen

1.00 0.94 1.19 1.04 0.98

1.20 1.10 1.45 1.22 1.16


- De las dos alternativas de diseño de pavimentos, por seguridad, se recomienda la

adopción del segundo (Instituto del Asfalto). Por tanto, en aplicación del Método

del Instituto del Asfalto, la estructura del pavimento quedaría conformada como:

5.00 cm. (2”), base granular 10cm. (4”) y sub-base granular 15 cm. (6”); lo que

totaliza un espesor de 30 cm. (12”).

- Se deja establecido que los parámetros obtenidos en el presente estudio

solamente tienen vigencia en el área, materia del presente estudio, no aplicable a

otras áreas adyacentes, aun en parecidas.


13.0 ANEXOS:

Perfiles Estratigráficos.

Certificados de Ensayos de Laboratorio.

Panel de Fotografía.

Plano de Ubicación de Calicatas

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