Estudio de Suelos - Tramo II La Tablada - 9 de Octubre PDF

MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA PARAÍSO - LA TABLADA - LA VILLA - EL AHORCADO

TRAMO II: La Tablada – 9 De Octubre

KM 00+000 - KM 09+860 1. INTRODUCCIÓN 2. GENERALIDADES

2.1 Ubicación 2.2 Clima 2.3 Geología y geomorfología

3. ESTUDIO SUELOS

3.1 Objetivo 3.2 Estudios desarrollados para la pavimentación de la carretera 3.3 Metodología

3.3.1 Trabajo de Campo 3.3.2 Ensayos de Laboratorio 3.3.3 Labores de Gabinete

3.4 Caracterización de las capas granulares 3.4.1 Superficie de rodadura 3.4.2 Descripción de las capas de la subrasante 3.4.3 Capacidad relativa de soporte de los suelos de subrasante

3.5 Mejoramiento de la Subrasante 4. ANÁLISIS DE TRÁFICO 5. ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

5.1. Cantera El Rosario 5.2.Cantera “Antares 2006” 5.3. Cantera Layca Cota - La Escondida 5.4. Cantera Fundo 24 de Mayo 5.5. Cantera Fujimori 5.6. Cantera El Ahorcado 5.7. Fuentes de agua

6. DISEÑO DEL PAVIMENTO 6.1. Método USACE para el Diseño del Pavimento Flexible Propuesto 6.2. Descripción del método 6.3. Parámetro de Diseño 6.4. Diseño del pavimento para 10 años 6.5. Diseño estructural – Método USACE 6.6. Diseño de Tratamiento Superficial Bicapa (TSB)

7. ACTIVIDADES PARA EL MEJORAMIENTO DEL PAVIMENTO 8. CONCLUSIONES 9. RECOMENDACIONES

MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA PARAÍSO - LA TABLADA - LA VILLA - EL AHORCADO

TRAMO II: La Tablada – 09 De Octubre

KM 00+000 - KM 9+860 1.0 INTRODUCIÓN En atención a lo dispuesto por el Gobierno Regional de Lima, el personal técnico de la empresa QUALIS SAC, se constituyó en la ciudad de Huacho, en fecha: Mayo de 2010, a fin de proceder a ejecutar los trabajos de campo para efectuar los estudios de Suelos, Canteras, Geología, Geotecnia y Diseño de pavimento del Informe Técnico del Mejoramiento de la carretera Paraíso - La Tablada - La Villa - El Ahorcado, Tramo II (La Tablada (KM 00+000) – 09 de Octubre (KM 09+860). 2.0 ENERALIDADES

2.1 Ubicación El tramo II, arriba mencionado, se ubica en el departamento de Lima, provincia de

Huara, en la región Lima. Este tramo carretero tiene como punto de inicio la localidad de La tablada (KM 00+000) con una altitud de 280 msnm, y como punto final del tramo, la localidad de 09 de Octubre (KM 09+860) con una altitud de 340 msnm.

La cartografía base utilizada en este proyecto se refiere a las cartas obtenidas del Instituto Geográfico Nacional (IGN), a escala 1:100000, que corresponden a:

• Huacho, hoja 23 - h • Huaral, hoja 23 - i

2.2 Clima

El tramo en estudio pertenece a la región Lima, ubicada a 600 msnm, aproximadamente. Dicha región se caracteriza por presentar un clima característico de la zona de vida Desierto-Subtropical (dd-S), que se extiende a lo largo del litoral, comprendiendo planicies y las partes bajas de los valles costaneros, desde el nivel del mar hasta los 1 800m de altura.

Presenta un clima templado y húmedo con precipitaciones moderadas en el período de Abril a Diciembre y sol intenso entre enero y marzo, la temperatura anual promedio es de 19° a 20° C.

2.3 Geología y geomorfología Geología

A continuación se describen las unidades estratigráficas que predominan en la zona de estudio:

• Formación Casma, Serie de volcánicos con sedimentos intercalados que se encuentran en la faja costanera al oeste del Batolito de la Costa. Los estratos de la formación Casma buzan constantemente hacia el oeste, con ángulos que varían entre 10 a 20º, no observándose pliegues en la mayor parte de los afloramientos. Consiste de volcánicos bien estratificados, siendo en su mayor parte derrames delgados de andesita masiva, de grano fino y con más o menos 3 a 5m de espesor. Este tipo de litología se aprecia muy bien a lo largo de la carretera que une los ríos Huaura y Supe. Sedimentos volcánicos en capas más delgadas, se presentan bien desarrolladas en las vecindades de Huaura y Huacho. Los detritos que forman estos sedimentos son de origen volcánicos en su totalidad, pudiendo ser finos o gruesos. A lo largo de los cortes de la carretera Panamericana, más o menos a 7km. al sur de Huacho, se pueden observar horizontes sedimentarios fosilíferos, pero los fósiles consisten de fragmentos de ostras que no tienen valor desde el punto de vista estratigráfico. Estos sedimentos están intrídos por un sill de Dolerita a Olvino, el cual puede verse en la cumbre del cerro que está inmediatamente al sur, en la bahía de Huacho. Se le asignó a la formación Casma una edad Jurásico superior a Cretáceo inferior, debido a la falta de evidencias.

• Depósitos aluviales, Estos depósitos se han acumulado en los cauces de los principales ríos, debido a que en la sierra ellos son profundos y angostos, dichos depósitos aluviales son restringidos, pero, aguas abajo, al ampliarse los valles, presentan extensas llanuras aluviales con depósitos que pueden alcanzar de 200 a 400m. de espesor. Los depósitos aluviales se han considerado en dos tipos principales: - Depósitos aluviales de río, Constituidos por gravas, limos y arenas arcillosas, en

proporciones variables. Contienen frecuentemente bolonerías de hasta 1m. de diámetro.

- Depósitos aluviales de quebrada, Conforman rellenos de material angular intemperizados, en las quebradas secas tributarias de los principales ríos. Las áreas de cultivos están mayormente en depósitos aluviales de río, pero en el

caso de las irrigaciones San Felipe y Santa Rosa, las áreas cultivadas están en depósitos de quebrada.

• Depósitos eólicos, están presentes en casi toda la faja costanera, ingresando a diferentes distancias tierra adentro, según el tipo de topografía local y su efecto sobre las corrientes de aire. Dichos depósitos eólicos están acumulados, tanto en rocas in situ como en las llanuras aluviales, pero tienden a alcanzar su mayor espesor en los taludes y en los lugares donde se presentan desniveles. Estas arenas tienen su origen en la porción mas fina de las arenas de playa formadas por acción de las olas sobre la orilla. A su vez, el origen de las arenas de playa son los sedimentos traídos al mar por los ríos y distribuidos por las corrientes a lo largo de las

riberas. La arena es transportada tierra adentro por los vientos predominantes de las playas, alcanzando en el área una penetración máxima de 30km. Existen, tanto dunas longitudinales como barcanas, observándose varios estados de parasitismo de duna sobre duna. Cuando las dunas invaden un río, éstas son detenidas y erosionadas, siendo transportadas nuevamente al mar. Hay un buen ejemplo de esto en la irrigación Santa Rosa, donde el exceso de agua de la irrigación ha bajado hacia Huacho por el antiguo cauce que fue cubierto por la arena eólica después de su captura. El material eólico fino está siendo removido en la actualidad a un ritmo alarmante, causando el rápido enarenamiento de la bahía de Huacho. La arena eólica estable tiene ciertas diferencias con la arena móvil, aunque de idéntico origen y litología, algunas arenas se han vuelto estables debido principalmente a la acción de la humedad. En algunos casos la descomposición de las plantas causados por las nubes bajas proporciona un elemento húmico a las arenas, formándose un suelo fino y estable. Con la estabilización de la arena se pierde la estructura de las dunas mostrándolas, por lo general, como amplias extensiones de arena. Se ha reconocido un lugar de arena eólica estable en la que por erosión se formaron pequeñas quebradas que a su vez han sido cubiertas por otras arenas estables. Así mismo, inmediatamente al norte de la pampa Santa Rosa, en los flancos del cerro Quispe, se puede observar una gran área de arena eólica que ha sido bastante erosionada.

• Geomorfología.- Los rasgos presentes en el área de estudio son el resultado del proceso Tectónico y plutónico, sobre impuesto por los procesos de geodinámica, que han moldeado el rasgo morfoestructural de la región. La erosión, la insición por drenaje y la acumulación de arena eólica sobre grandes extensiones de la zona, han dado la configuración actual del relieve; el mismo que va desde el nivel medio del mar en el borde litoral hasta 3 600m de altura, sobresaliendo rasgos geomorfológicos, clasificados como unidades, las cuales se describen a continuación: a) Planicies costaneras y conos deyectivos. Es la zona comprendida entre el borde

litoral y las estribaciones de la cordillera occidental, constituidas por una faja angosta de territorio paralela a la línea de la costa, adquiriendo mayor amplitud en los valles. Constituyen amplias superficies cubiertas por gravas y arenas provenientes del acarreo eólico desde el litoral, por vientos que corren con dirección SO a NE.

b) Lomas y cerros testigos. Dentro de esta unidad geomorfológica se han considerado a las colinas que bordean las estribaciones de la cordillera occidental, las cuales quedan como cerros testigos, encontrándose dentro del cono aluvial. Las lomas presentan una topografía subordinada a la litología de las unidades geológicas y a la cobertura eólica que las cubren. Estos cerros constituyen mayormente rocas volcánicas tanto en piroclásticos como en derrames y presentan diferente resistencia al intemperismo por lo que sus rasgos topográficos son de pendiente empinada y a veces de relieves regularmente suaves. Cuando están cubiertos de arena la pendiente es menos abrupta, caracterizando la

coloración el gris blanquecino; dentro de los colores gris oscuro a verde que presentan las lomas debido a coberturas de líquenes, los cuales dan lugar a un suelo húmico.

c) Valles y quebradas. Esta unidad geomorfológica comprende a los valles de Huaura y Chancay; así como las quebradas afluentes y a las que discurren directamente al mar. Muchas de ellas permanecen secas la mayor parte del año, discurriendo agua solo en épocas de fuertes precipitaciones en el sector andino. Debido a ello presentan un clima seco con un piso cubierto por depósitos coluviles y materiales de poco transporte, provenientes de las estribaciones de la cordillera occidental, siendo a su vez estos cubiertos por arenas eólicas.

d) Estribaciones de la cordillera occidental. Esta unidad geomorfológica corresponde a las laderas y crestas marginales de la cordillera Andina, de topografía abrupta, por plutones y stocks del batolito costanero, el mismo que ha sido disectado por los ríos y quebradas que se abren camino hacia la costa, formando valles profundos con flancos de fuerte inclinación, en donde las crestas mas elevadas se estiman entre los 900 y 3 600msnm, reflejando la fuerte erosión de los ríos durante el pleistoceno reciente. Las estribaciones de la cordillera occidental terminan hacia el oeste en la zona de lomas con pendientes menos abruptas y menores de 30º.

MAPA GEOLÓGICO

LEYENDA 3.0 ESTUDIO DE SUELOS

3.5 Objetivo

El presente estudio tiene como finalidad determinar las características físico-mecánicas del terreno de fundación de la carretera que se tienen proyectado pavimentar, así como, diseñar la estructura de dicho pavimento a nivel de rodadura con tratamiento superficial bituminoso, que permita mejorar la capacidad de soporte del terreno de acuerdo a las cargas reales actuantes y solicitaciones futuras durante la vida útil estimada, brindando, además, una adecuada serviciabilidad, seguridad y confort a los usuarios, así como el mejoramiento las condiciones del medio ambiente y por tanto, de vida del entorno de la zona en estudio.

Este estudio se desarrolló con la finalidad de determinar su sectorización por tipo de material, la que se empleará como parámetro para el diseño de espesores del pavimento. También se establecerán los sectores donde, por deficiencia en calidad (Capacidad de soporte) por presencia de la napa freática cerca de la superficie o por presencia de suelos inadecuados para su empleo como fundación del pavimento proyectado, se requiera su

mejoramiento.

3.6 Estudios desarrollados para la pavimentación de la carretera Por disposición del Gobierno Regional de Lima, se ejecutó los estudios de suelos,

canteras y diseño de pavimento; para el Mejoramiento de la Carretera Mejoramiento de la carretera Paraíso - La Tablada - La Villa - El Ahorcado, Tramo II, La Tablada (KM 00+000) – 09 de Octubre (KM 09+860).

Para tal fin, en lo que corresponde a los estudios de suelos, canteras y diseño del pavimento se programaron los siguientes trabajos de campo:

• Inspección de todo el tramo carretero, con la finalidad de definir la estrategia para la ejecución de los estudios.

• Prospecciones de estudio para determinar los espesores y características físico mecánicas de los suelos de fundación básicamente en el alineamiento existente, de acuerdo a lo dispuesto por el solicitante.

• Paralelamente al estudio de suelos se efectuó la ubicación de los bancos de materiales que posean cantidades de agregados suficientes para la obra, así como también las fuentes de agua, efectuándose los estudios y análisis correspondientes.

• Elaboración de los perfiles estratigráficos del tramo evaluado • Diseño del nuevo pavimento. Toda la información es complementada con los ensayos de laboratorio efectuados a los

materiales seleccionados para su empleo en la construcción de la carretera, así como a los suelos de la subrasante, lo que conllevará a la definición óptima de la estructura del pavimento.

3.7 Metodología

La metodología seguida para la ejecución del estudio, comprendió básicamente una investigación de campo a lo largo del tramo carretero proyectado mediante prospecciones de exploración (calicatas), con obtención de muestras representativas en cantidades suficientes, las que fueron objeto de ensayos de laboratorio y finalmente con los datos obtenidos en ambas fases (campo y laboratorio) se realizaron las labores de gabinete, para consignar luego en forma gráfica y escrita los resultados del estudio.

Las tres etapas ó fases descritas líneas arriba (campo, laboratorio y gabinete) son secuenciales e igualmente importantes; a continuación se describe el trabajo desarrollado.

3.7.1 Trabajos de campo Con el objeto de determinar las características físico-mecánicas de los materiales del

terreno de fundación se llevaron a cabo investigaciones mediante la ejecución de pozos exploratorios de 0,80 x 0,50 (aproximadamente) a “cielo abierto” de 1,50m de profundidad mínima, distanciadas aproximadamente en 500m uno del otro, las que se distribuyeron convenientemente (Ver Plano de Ubicación de Calicatas), de tal manera que la información obtenida sea representativa.

De los estratos encontrados en las calicatas se obtuvieron muestras disturbadas, las que

fueron descritas e identificadas y etiquetadas con la ubicación, número de muestra y profundidad con respecto al nivel de la superficie del terreno; luego fueron colocadas en bolsas de polietileno para su traslado al laboratorio. Durante la ejecución de las calicatas se fue anotando en la libreta de campo sus características del sub suelo en su estado natural, tales como, humedad, compacidad, color, permeabilidad, presencia de la napa freática, fragmentos de rocas, bolonerías, etc.

En esta etapa se llevó también a cabo el registro fotográfico de cada una de las

calicatas efectuadas, resaltando las principales características de los estratos encontrados y vistas panorámicas del entorno.

Las muestras de suelos fueron clasificadas y seleccionadas siguiendo el procedimiento

descrito en ASTM D-2488 “Práctica Recomendada para la Descripción de Suelos”.

3.7.2 Ensayos de laboratorio Las muestras representativas fueron sometidas a los siguientes ensayos:

• Análisis granulométrico por tamizado (NTP 400.012) • Material pasante la malla N° 200 (NTP 339.132) • Límite Líquido (NTP 339.129) • Límite Plástico (NTP 339.129) • Clasificación SUCS (NTP 339.134) • Clasificación AASHTO (NTP 339.135) • Contenido de humedad (NTP 339.127) • Proctor modificado (NTP 339.141) • CBR (California Bearing Ratio) (NTP 339.145) Cuyos resultados se presentan en el Anexo adjunto.

3.7.3 Labores de gabinete En base a la información obtenida durante los trabajos de campo y los resultados de los ensayos de laboratorio, se efectuó la clasificación de suelos de los materiales empleándose los sistemas SUCS y AASHTO, con la finalidad de análisis y correlación de acuerdo a sus características geotécnicas, lo cual se consigna también en el perfil estratigráfico, en el Anexo adjunto.

3.8 Caracterización de las capas granulares

3.8.1 Superficie de rodadura El Tramo II: La Tablada – 09 de Octubre (KM 0+00 – 09+860), presenta: Un material natural de arenas eólicas, no plásticas, secas y sueltas, en algunos tramos

combinado con material granular heterogéneo en espesores variables 0.20 a 0.05m, finos no plásticos, semi compacto a compacto. La finalidad de estos materiales es mejorar en algo la transitabilidad Como se aprecia, el material, en todo el tramo II, no cumple especificaciones técnicas para su empleo en capas granulares del pavimento. Quizás en el momento de su conformación presentó mejores características y en la fecha se encuentra mayormente contaminado y deteriorado por las razones arriba expuestas.

3.8.2 Descripción de las capas de la subrasante El trazo del proyecto se desarrolla por la actual plataforma del tramo carretero: La Tablada – 09 de Octubre (KM 00+000 – KM 09+860). Los pozos exploratorios de suelos se efectuaron, por tanto, en la plataforma vial (lado derecho ó izquierdo), por lo que el perfil estratigráfico elaborado en base al análisis de los suelos, refleja básicamente su estructura. A continuación se presenta el resumen de los materiales encontrados:

TRAMO : II (La Tablada - 9 de Octubre)

(m) (%)

A-1-b 5 2.60 8.52

A-3 21 25.60 83.93

A-4 3 2.30 7.54

SUELOS 29 30.50 100.00

N° DE CALICATAS 22

T OT A L 29 30.50 100.00

RESUMEN DE ESPESORES Y CANTIDAD DE ESTRATOS DEL PERFIL ESTRATIGRÁFICO

TIPO

DE

SUEL

O

N° D

E ES

TRAT

OS

SUMA ESPESORES DE ESTRATOS

En varias de las perforaciones efectuadas se observaron filtraciones de agua y

presencia del nivel de la napa freática cerca de la superficie del terreno evaluado. Las progresivas donde se encontraron estas filtraciones de agua son las siguientes:

KM 09+000, C-19, a 0,95m de profundidad KM 09+500, C-20, a 0,90m de profundidad KM 10+000, C-21, a 0,80m de profundidad

Respecto a la compacidad de las capas que conforman la plataforma, se verificó que éstas son de regular a malas.

A continuación se muestra el cuadro de registro de prospecciones con las

identificaciones, espesores y tipos de estratos, profundidades de las calicatas efectuadas y sus respectivas características geotécnicas:

REGISTRO DE PROSPECCIONES

PROGRESIVA KM 00+000 LI

KM 00+000 LI

KM 0+500 LD

KM 1+000 LI

KM 1+000 LI

KM 1+500 LD

CALICATA C-1 C-1 C-2 C-3 C-3 C-4

MUESTRA M-1 M-2 M-1 M-1 M-2 M-1

PROF. (m) 0.00 - 0.30 0.30 - 1.50 0.00 - 1.50 0.00 - 0.30 0.30 - 1.50 0.00 - 1.50

HUM. NAT. (%) 2.9 1.6 2.4 1.4 2.9 11.9

% PIEDRA (RET. N°4) 48.2 -.- -.- 42.3 -.- -.-

% ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) 33.5 96.8 96.9 38.4 96.8 96.9

% FINOS (PASA N°200) 18.3 3.2 3.1 19.3 3.2 3.1

LÍMITE LÍQUIDO (%) 19.8 -.- -.- -.- -.- -.-

LÍMITE PLÁSTICO (%) -.- -.- -.- -.- -.- -.-

ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%) NP NP NP NP NP NP

CLASIFICACIÓN SUCS GM SP SP GM SP SP

CLASIFICACIÓN AASHTO A-1-b ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-1-b ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 )


PROGRESIVA KM 2+000 LI KM 2+500 LD KM 3+000 LD KM 3+500

LI KM 3+500

LI KM 4+000

LI CALICATA C-5 C-6 C-7 C-8 C-8 C-9


PROF. (m) 0.00 - 1.50 0.00 - 1.50 0.00 - 1.50 0.00 - 0.30 0.30 - 1.50 0.00 - 1.50

HUM. NAT. (%) 1.6 1.4 4.4 0.9 9.2 0.5

% PIEDRA (RET. N°4) 31.4 -.- -.- -.- -.- -.-


% FINOS (PASA N°200) 3.1 3.1 3.2 3.1 44.3 3.1

LÍMITE LÍQUIDO (%) -.- -.- -.- -.- -.- -.-

LÍMITE PLÁSTICO (%) -.- -.- -.- -.- -.- -.-


CLASIFICACIÓN SUCS SP SP SP SP SM SP

CLASIFICACIÓN AASHTO A-1-b ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-4 ( 0 ) A-3 ( 0 )



KM 5+000 LD

KM 5+500 LD

KM 5+500 LD

KM 6+000 LI

KM 6+500 LD

CALICATA C-10 C-11 C-12 C-12 C-13 C-14


PROF. (m) 0.00 - 1.50 0.00 - 1.50 0.00 - 0.90 0.90 - 1.50 0.00 - 1.50 0.00 - 1.50

HUM. NAT. (%) 10.3 4.2 2.2 8.2 7.5 8.3

% PIEDRA (RET. N°4) -.- -.- -.- -.- -.- -.-


% FINOS (PASA N°200) 3.3 2.8 3.1 50.5 3.1 3.2

LÍMITE LÍQUIDO (%) -.- -.- -.- 25.7 -.- -.-

LÍMITE PLÁSTICO (%) -.- -.- -.- -.- -.- -.-


CLASIFICACIÓN SUCS SP SP SP ML SP SP

CLASIFICACIÓN AASHTO A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-4 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 )


PROGRESIVA KM 7+000 LD

KM 7+000 LD

KM 7+500 LD

Km 8+000 LI

Km 8+500 LI

KM 8+500 LD

CALICATA C-15 C-15 C-16 C-17 C-18 C-18 MUESTRA M-1 M-2 M-1 M-1 M-1 M-2 PROF. (m) 0.00 - 1.00 1.00 - 1.50 0.00 - 1.50 0.30 - 1.50 0.00 - 0.30 0.30 - 1.50 HUM. NAT. (%) 7.9 10.9 4.8 4.1 3.9 5.9 % PIEDRA (RET. N°4) -.- -.- -.- -.- 5.3 -.- % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) 96.8 49 96.6 95.9 85.5 96.2 % FINOS (PASA N°200) 3.2 51.0 3.4 4.1 9.2 3.8 LÍMITE LÍQUIDO (%) -.- 27.4 -.- -.- -.- -.- LÍMITE PLÁSTICO (%) -.- -.- -.- -.- -.- -.- ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%) NP NP NP NP NP NP CLASIFICACIÓN SUCS SP ML SP SP SW-SM SP CLASIFICACIÓN AASHTO A-3 ( 0 ) A-4 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-1-b ( 0 ) A-3 ( 0 )



KM 9+500 LI

KM 9+860 LD

CALICATA C-19 C-20 C-21 MUESTRA M-1 M-1 M-1 PROF. (m) 0.00 - 0.95 0.00 - 0.90 0.00 - 0.80 HUM. NAT. (%) 18.5 21.6 18.4 % PIEDRA (RET. N°4) -.- -.- -.- % ARENA (PASA N°4 y RET. Nº200) 96.6 96.2 96.5 % FINOS (PASA N°200) 3.4 3.8 3.5 LÍMITE LÍQUIDO (%) -.- -.- -.- LÍMITE PLÁSTICO (%) -.- -.- -.- ÍNDICE DE PLASTICIDAD (%) NP NP NP CLASIFICACIÓN SUCS SP SP SP CLASIFICACIÓN AASHTO A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 ) A-3 ( 0 )

3.8.3 Capacidad relativa de soporte de los suelos de subrasante De acuerdo a las características de los suelos descritos anteriormente, se efectuó la

toma selectiva de muestras para ejecutar los ensayos de CBR (NTP.339.145) con la finalidad de establecer su capacidad relativa de soporte, obteniéndose los siguientes resultados:

RESUMEN DE CBRs

TRAMO II (La Tablada – 09 de Octubre)

CALICATA C-3 C-9 C-15 C-21

MUESTRA M-2 M-1 M-2 M-1

PROGRESIVA (KM) 1+000 LI 4+000 LD 7+000 LD 10+000 LD

PROF. (m) 0.30 - 1.50 0.00 - 1.50 1.00 - 1.50 0.00 - 0.80

MDS (g/cm³) 1.795 1.798 1.785 1.809

OCH (%) 16.1 15.8 13.9 15.6

CBR 100% MDS (%) 18.7 18.5 16.7 18.2

CBR 95% MDS (%) 11.5 12.1 8.1 10.8

CLASIF. SUCS SP SP ML SP

CLASIF. AASHTO A-3 (0) A-3 (0) A-4 (0) A-3 (0)

El CBR de la sub rasante que será utilizado en el diseño del refuerzo, se elegirá en base

a criterios estadísticos. Un criterio recomendado por el Instituto del Asfalto, establece que debe tomarse como CBR de diseño aquel valor que sea igual o menor que el 75.0 % del total de valores de una sección determinada, cuando el tráfico previsto esta comprendido entre 104 y 106 ejes equivalentes, como es el caso del presente proyecto.

Se presentan a continuación el formato de cálculo de percentiles de los valores de

CBRs obtenidos en laboratorio y el CBR de diseño obtenido por este método:

A-3 12.1 27.7 32.1 32.1 1.0 25.0

A-3 11.5 27.7 32.1 64.2 2.0 50.0

A-3 10.8 27.7 32.1 96.3 3.0 75.0

A-4 8.1 3.2 3.7 100.0 4.0 100.0

86.30

VALORES

INCIDENCIA EN MTS

POR INCIDENCIA DEL ESTRATO EN METROS INSTITUTO DEL ASFALTO

CALSIFICACIÓN DE SUELOS

CBR 95%

% DE VALORES MAYORES

O IGUALES (%)

N° DE VALORES MAYORES

O IGUALES A CBRi

INCIDENCIA ACUM. EN %

INCIDENCIA EN %

CÁLCULO DEL PERCENTIL

11.1

%

0

25

50

75

100

8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 13.00 14.00

CBR

PER

CEN

TILE

S

INCIDENCIA ACUMULADA INSTITUTO DEL ASFALTO

: Mejoramiento de la Carretera Paraíso - La Tablada - La Villa - El Ahorcado: GOBIERNO REGIONAL DE LIMA: II (La Tablada - 9 de Octubre) FECHA : May / 2010

SOLICITADOPROYECTO

TRAMO

Por tanto, se empleará un CBR de diseño de:

CBR DE DISEÑO: 11,1%

3.9 Mejoramiento de la subrasante

En esta zona del proyecto no se ha encontrado el nivel de la napa freática cerca a la subrasante que pueda afectar la capacidad de soporte del terreno de fundación.

En caso de requerirse mejoramiento de subrasante, por presencia de suelos

inadecuados, tales como suelos orgánicos, pantanosos o turbosos, demasiados plásticos, etc., el material de reemplazo deberá poseer un CBR igual ó superior a 30% (al 95% de MDS).

4.0 ANÁLISIS DE TRÁFICO

La información d e los conteos del tráfico vehicular en el tramo de estudio, han sido proporcionados por la brigada de estudio de tráfico. Se presenta el cuadro de resumen de dicho estudio de tráfico:

TRAMO II (La Tablada – 9 de Octubre)

TIPO DE VEHICULO IMD (Ambos sentidos)

DISTRIBUCION %

Vehículos ligeros 956 96.0%

Vehículos pesados 39 4.0%

IMD 995 100.0%

Para calcular el número de ejes equivalentes, se aplicará el método para caminos de bajo volumen de tráfico, recomendado en el manual "Synthesis 4 Design of Low - Volume Roads". Transportations Research Board.

El método consiste en determinar un factor de Tráfico Mixto (M) basado en tres (03) categorías de porcentajes de camiones. Los valores del factor de tráfico Mixto, están tabulados en el siguiente cuadro:

FACTOR DE COMPOSICIÓN DE TRÁFICO M

Para el cálculo del Número de Ejes Equivalentes (18 Kips) durante el período de diseño considerado, se dispone de la siguiente información:

- Tipo de Camino : Afirmado granular con TSB - Carriles : Dos (02) - Tráfico promedio diario (actual) : 995 vehículos - Tasa de crecimiento : 3% - Período de Diseño : 10 años - % de tráfico Pesado : 4%

Para entrar al cuadro FACTOR DE COMPOSICIÓN DE TRÁFICO M, establecidos, se considerará los siguientes criterios de solicitaciones de cargas:

- Porcentajes de Camiones : Bajo - Distribución de Cargas : Medio

El factor de tráfico que corresponde será entonces: M = 23 El número total acumulado de ejes equivalentes de 8,2tn (EAL8,2), durante el período

de diseño se calcula con la expresión:

Distribución

de Carga

(N18 por Camión) Porcentaje de Camiones

Bajo

Medio

Alto

(Menos de 15%) (15 – 25%) (más de 25%) Ligero (menos de 0.75) 9 18 27

Medio (0.75-1.5) 23 46 69

Pesado (más de 1.5) 37 73 110

( ) ( ) ( )( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+−+

=iLn

iMIMDEALn

añosn 111*2,8

Donde:

IMD : Tráfico Promedio Diario M : Factor de Composición de Tráfico i : Tasa de Crecimiento n : Período de diseño

Reemplazando la información disponible:

( ) ( )( ) ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

−+=

03,01103,0123*995)10(

10

2,8 LnañosEAL

esrepeticionañosEAL 52,8 10*41,2)10( =

5.0 ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

Con la finalidad de ubicar volúmenes disponibles de materiales con características geotécnicas adecuadas en relación con el uso a dar, la facilidad de acceso, los procedimientos de explotación y la distancia de transporte, se efectuó el reconocimiento y estudio de los diversos tipos de materiales existentes en la zona.

La calidad de los materiales para usos diversos, ha sido verificada mediante los

siguientes ensayos estándar:

• Análisis granulométrico por tamizado (NTP 400.012) • Material pasante la malla N° 200 (NTP 339.132) • Límites de consistencia (NTP 339.129) • Límite líquido, límite plástico, Índice de Plasticidad • Clasificación SUCS (NTP 339.134) • Clasificación AASHTO (NTP 339.135) • Contenido de humedad (NTP 339.127) • Proctor modificado (NTP 339.141) • Equivalente de arena (NTP 339.146) • Abrasión (NTP 400.020) • California Bearing Ratio (CBR) (NTP 339.145) • Durabilidad con sulfato de magnesio (NTP 400.016) • Porcentaje de caras de fractura (NTP 400.040)

• Porcentaje de partículas planas y alargadas (NTP 400.040) • Peso unitario (NTP 400.017) • Gravedad específica y absorción agregado grueso (NTP 400.021) • Gravedad específica y absorción agregado fino (NTP 400.022) • Módulo de fineza en agregado fino (ASTM C-125) • Impurezas orgánicas en agregados finos (NTP 400.024) • Residuos sólidos (sales solubles totales) (NTP 339.071) • Sulfatos expresados como íon SO4 (NTP 339.074) • Cloruros expresados como ión Cl - (NTP 339.076) • Materia orgánica en agua, expresado como oxígeno (NTP 339.072) • Potencial de hidrógeno de agua (pH) (NTP 339.073)

En el análisis de los materiales para la fabricación de mezclas asfálticas se ha considerado a la cantera El Rosario.

Se debe considerar como alternativa en el uso de materiales para mezclas asfálticas la Cantera Antares 2006

Finalmente la siguiente es la recomendación de empleo de los materiales en función a

la calidad y disponibilidad de materiales.

• El Rosario Agregados para mezcla asfáltica - Material Granular (base – sub base)

• Antares 2006, Agregados para mezcla asfáltica, Material Granular (base – sub base)

• Layca Cota - La Escondida Material Granular (base – sub base) • Fundo 24 de Mayo Relleno (material filtrante) • Fujimori Relleno

Las recomendaciones correspondientes para su empleo se señalan a continuación 5.1 Cantera El Rosario

Ubicación: Ubicada a 3+500 Km. del Centro Poblado 9 de Octubre, rumbo a la Villa. Acceso: Lado derecho a 4.460 KM de trocha carrozable. Descripción: Se trata de un depósito aluvial - coluvial, constituido por un material que clasifica predominantemente como grava limosa (SW-SM). Potencia: La potencia estimada es mayor a 20,000 m3

Piedra › 2”: 0 % Período de Utilización: Todo el año. Equipo de Explotación: Convencional. Propiedad: Particular Usos y tratamientos: - Base granular (80%): Zarandear por la malla de 2”. En caso de no cumplir con

los requerimientos de gradación, mezclar con piedra triturada u otra cantera, de

tal modo que cumpla con las Especificaciones Técnicas. - Sub Base (90%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma

que cumpla con los requerimientos de gradación respectivos en concordancia a las Especificaciones Técnicas.

- Relleno (95%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma que cumpla con los requerimientos de Especificaciones Técnicas

- Agregados para mezcla Asfáltica en caliente y tratamiento superficial bicapa:Triturar la piedra retenida en la zaranda de 2” (Over) y ventear el material triturado para eliminar los finos contaminantes. Acopiar el material chancado y proteger.

5.2 Cantera “Antares 2006” Ubicación: progresiva. Km 5+400 Izq. De Carretera Huara - Sayan. Acceso: al lado Izquierdo a A 4Km (de trocha). Descripción: Se trata de un depósito coluvial - aluvial, constituido por un material que clasifica predominantemente como grava limosa (GW). Potencia: La potencia estimada es mayor a 15,000 m3

Piedra › 2”: 10 a 12% Período de Utilización: Todo el año. Equipo de Explotación: Convencional. Propiedad: Particular Usos y tratamientos: Agregados para mezcla Asfáltica en caliente y tratamiento superficial bicapa:

Triturar la piedra retenida en la zaranda de 2” (Over) y ventear el material triturado para eliminar los finos contaminantes. Acopiar el material chancado y proteger Para mezcla asfáltica se requiere el empleo de un mejorador de adherencia tipo Amina (al 0,5% en peso respecto del asfalto)

- Sub-base (85%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma que cumpla con los requerimientos de gradación respectivos en concordancia a las Especificaciones Técnicas.


5.3 Cantera Layca Cota La Escondida (Ex Balconcillo) Ubicación: (Ex Balconcillo), ubicada en el Km 9.5 de Carretera Huaura – Sayan, Acceso: a 500m lado Izquierdo. Descripción: Se trata de un depósito coluvial - aluvial, constituido por un material que clasifica predominantemente como grava limosa (SP-SM). Potencia: La potencia estimada es mayor a 10,000 m3

Piedra › 2”: 10 a 15%

Período de Utilización: Todo el año. Equipo de Explotación: Convencional. Propiedad: Particular Usos y tratamientos: - Base (70%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma que

cumpla con los requerimientos de gradación respectivos en concordancia a las Especificaciones Técnicas.

- Sub Base (80%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma que cumpla con los requerimientos de gradación respectivos en concordancia a las Especificaciones Técnicas.


5.4 Cantera de Fundo 24 de Mayo

Ubicación: Ubicada en progresiva KM 4+020 de tramo Av. Centenario – Laguna La Encantada, Acceso: a 1.2 KM Camino al distrito de Santa Rosalía, en Pampa de Animas. Descripción: Se trata de un depósito aluvial, constituido por un material que clasifica predominantemente como arena limosa no plástica (SP-SM). Potencia: La potencia estimada de 3,000 a 5,000 m3

Piedra › 2”: 0 % Período de Utilización: Todo el año. Equipo de Explotación: Convencional. Propiedad: Particular Usos y tratamientos: - Relleno (95%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma

que cumpla con los requerimientos de Especificaciones Técnicas

5.5 Cantera Fujimori Ubicación: Ubicada en progresiva KM 1+500 de AA. HH. Fujjimori, camino a la granja Redondo y/o Laguna La Encantada. Acceso: a 2 KM de inicio de tramo Laguna La Encantada – Desvió Laguna la Encantada. Descripción: Se trata de un depósito aluvial, de características heterogéneas con matriz variable, es un material que clasifica predominantemente como grava limosa (GM). Potencia: La potencia estimada es mayor a 5,000 m3

Piedra › 2”: 10 % Período de Utilización: Todo el año. Equipo de Explotación: Convencional. Propiedad: Municipal Usos y tratamientos: - Sub Base (75%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma

que cumpla con los requerimientos de gradación respectivos en concordancia a las Especificaciones Técnicas.


5.6 Cantera El Ahorcado

Ubicación: Km 19+800 de la Carretera Río Seco – Sayán, altura de SENASA y/o Centro de Salud El Ahorcado Acceso: lado derecho. Descripción: Se trata de un depósito aluvial, material que clasifica predominantemente como grava limosa no plástica (SW). Potencia: La potencia estimada es mayor a 3,000 m3

Piedra › 2”: 0 % Período de Utilización: Todo el año. Equipo de Explotación: Convencional. Propiedad: Municipal Usos y tratamientos: - Relleno (95%): El material para ser utilizado debe ser zarandeado de tal forma

que cumpla con los requerimientos de Especificaciones Técnicas

5.7 Fuentes de Agua Canal de Regadío

Ubicación: en progresiva Km 05+190 (del inicio del proyecto) Uso: Pueden emplearse para conformación de Terraplenes, Sub base, Base. Su empleo en la fabricación de Concreto con Cemento Pórtland.

Periodo de Utilización: En tiempos de regadío para las chacras

6.0 DISEÑO DEL PAVIMENTO La estructuración de un pavimento, o disposición de las diversas partes que la

constituyen, así como las características de los materiales empleados en su construcción, ofrecen una gran variedad de posibilidades, de tal suerte que puede estar formado por un sola capa o de varias, y a su vez, dichas capas pueden ser de materiales naturales seleccionados, procesados o sometidos a algún tipo de tratamiento o estabilización.

La actual tecnología de contempla una gama muy diversa de secciones estructurales, las

cuales son función de los distintos factores que intervienen en la performance de una vía: tránsito, tipo de suelo, importancia de la vía, condiciones de drenaje, recursos disponibles, etc. Debe elegirse la solución más apropiada, de acuerdo a las facilidades y experiencias

locales, y a las condiciones específicas de cada caso, lo cual es una tarea que requiere de un balance técnico - económico de todas las alternativas.

Debido a su amplia difusión, a la experiencia acumulada y a las connotaciones económicas que implica su uso, los pavimentos flexibles de capas granulares comprenden casi la generalidad de vías que forman la red vial nacional. Para la estructuración de este tipo de pavimentos juegan papel importante, en la mayoría de los métodos de diseño, dos parámetros: la capacidad de soporte del suelo de sub rasante y el volumen de tráfico al que estará sujeto la vía.

De acuerdo a los términos de referencia para el proyecto y a las consideraciones

expuestas para el presente estudio, la alternativa a considerarse para la estructura del pavimento es a nivel de capa granular de rodadura (afirmado) con recubrimiento agregados – asfalto, consistente en un tratamiento superficial doble o bicapa.

6.1 Método USACE Para el Diseño del Pavimento Flexible Propuesto

El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE.UU. ha acumulado una gran

experiencia en el diseño y comportamiento de caminos de bajo volumen de tránsito. La experiencia de la USACE incluye caminos de tierra, de grava y a nivel de afirmado, alternativa a tenerse en cuenta en el presente estudio, debido a un factor igualmente fundamental, sobre todo por su incidencia en el aspecto económico y el nivel de importancia de la vía.

Por tratarse de una vía con características de un camino de bajo volumen de tránsito, el

diseño de la estructura tendrá en consideración criterios más que todo de serviciabilidad mínima.

6.2 Descripción del método

El método que será empleado para el diseño del espesor del pavimento es el

establecido por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército Norteamericano (U.S. Army Corps of Engineers). En este método se contempla la utilización de una capa de material granular de cierta plasticidad que, a la vez, pueda cumplir la función de capa de rodadura con o sin recubrimiento superficial, permitiendo obtener un nivel de servicio adecuado, considerándose períodos de diseño entre 5 a 10 años. La capa granular puede estar

constituida por materiales que pueden tener calidad de sub base o base dependiendo de su capacidad de soporte CBR.

6.3 Parámetros de diseño

La metodología de la USACE, considera que los factores tomados en cuenta para

determinar el espesor de la capa de rodadura son: - El valor soporte de California o CBR, de la sub rasante. - La intensidad del tránsito, en número de ejes simples equivalentes al eje Standard de

18 000 libras de carga, en el período de diseño (N18). Un factor adicional considerado en el método propuesto es el concerniente a la calidad

de los materiales a emplearse. Para ello se verifica el CBR que debe tener la capa del pavimento en función del tráfico, CBR de la sub rasante y espesor requerido.

Básicamente en función de las características evaluadas del soporte de la sub rasante y los volúmenes de tráfico previstos se determinará el espesor del pavimento.

Para el caso del método propuesto por la USACE el diseño estructural considera los valores establecidos para el tránsito y la capacidad de soporte de la subrasante, en base a estos parámetros se determina el espesor de la capa de afirmado.

Dichos parámetros empleados para determinar el espesor del pavimento del tramo V de la carretera La Tablada – La Villa, fueron los siguientes:

• CBR de diseño : 11,1% • EAL de diseño : 2,66*105 repeticiones

6.4 Diseño del pavimento para 10 años

La estructura propuesta de pavimento ha sido diseñada para soportar el peso de la densidad de tráfico proyectado para su ciclo de vida, altas presiones y esfuerzos, de tal manera que éstas lleguen satisfactoriamente a los suelos bajo el nivel de subrasante. Se consideró las características geotécnicas de los materiales que conformarán la estructura vial, con propiedades de resistencia y valor de soporte creciente a partir del suelo de fundación y de allí a la superficie del pavimento.

Aplicando el Nomograma y/o la Ecuación de Diseño se obtiene para los parámetros indicados y un periodo de diseño de 10 años.

6.5 Diseño estructural - Método USACE

Para tal fin se empleó el nomograma propuesto por la USACE, obteniéndose el siguiente resultado:

Se presenta a continuación 02 alternativas de diseño de espesores de pavimento con

recubrimiento bituminoso (TSB), considerando una capa de afirmado granular con o sin sub base:

ATERNATIVA 1

ESPESOR REQUERIDO PARA PAVIMENTOS CON TRATAMIENTO SUPERFICIAL BITUMINOSO

AFIRMADO GRANULAR

TRATAMIENTO SUPERFICIAL BITUMINOSO

SUB RASANTE

CUADRO DE ALTERNATIVA USACE PARA ESPESOR DE DISEÑO

DESCRIPCIÓN ESPESOR

• TRATAMIENTO SUPERFICIAL BICAPA 2.0cm (3/4”)

• AFIRMADO GRANULAR 25.0cm (10”)

2.0 cm ( 3/4" )

25.0 cm ( 10.0" )

MÉTODO USACE (U.S. Army Corps of Engineers

TRAMO I I : LaTablada - 9 de Octubre

ATERNATIVA 2

ESPESOR REQUERIDO PARA PAVIMENTOS CON TRATAMIENTO SUPERFICIAL BITUMINOSO

AFIRMADO GRANULAR

SUB BASE

TRATAMIENTO SUPERFICIAL BITUMINOSO

SUB RASANTE

CUADRO DE ALTERNATIVA USACE PARA ESPESOR DE DISEÑO


• TRATAMIENTO SUPERFICIAL BICAPA 2.0cm (3/4”)

• AFIRMADO GRANULAR 20.0cm (08”)

• SUB BASE 15.0cm (06”)

El método de diseño de pavimentos de la USACE (Afirmado), establece la verificación de la calidad que deberá tener el material a utilizarse en la construcción de la estructura, ya que de dicho factor dependerá su comportamiento respecto de las deformaciones permanentes (ahuellamientos) a través del período de diseño considerado. El cuadro siguiente presenta los valores de CBR requeridos en función del tránsito, del CBR de la sub

2.0 cm ( 3/4" )

20.0 cm ( 8.0" )

15.0 cm ( 6.0" )

SN Propuesto > SN Requerido OK

TRAMO I I : LaTablada - 9 de Octubre

rasante y del espesor total del pavimento.

CUADRO DE CBR REQUERIDO PARA EL MATERIAL DE AFIRMADO

Número de ejes eq ) uivalentes (N18

CBR de la sub rasante (%)

Espesor del Afirmado (pulgadas) 6 9 12 15

2.0 270 175 131 111

4.0 219 141 108 90

6.0 194 125 96 80

8.0 177 115 88 73

10.0 166 107 82 68

15.0 146 94 72 60

500 000

86 66 55 20.0 CB

R re

quer

idos

par

a el

afir

mad

o di

seña

do (%

) 134

e procederá a verificar entonces la calidad del material de afirmado requerida, para los

a solución propuesta para la estructura del pavimento de la carretera, consistente en una

6.6 Diseño de tratamiento superficial bicapa (TSB)

Se presenta en el siguiente cuadro, un diseño teórico tentativo del tratamiento

Sespesores de pavimento calculados. Se tiene así que para los parámetros hallados se

debe tener un CBR requerido de aproximadamente 80 a 100% como mínimo. Lcapa granular de rodadura (afirmado), con recubrimiento superficial bituminoso, por

tal motivo, los materiales utilizados en su construcción deberán satisfacer los requerimientos que garanticen la bondad de su servicio durante el mayor período posible, es decir, buscando que la vida útil sea igual que el período de diseño.

superficial bicapa a considerar en el pavimento propuesto, empleando los agregados procedentes de la cantera El Rosario (ubicada a 3+500 Km. del Centro Poblado 9 de Octubre, rumbo a la Villa. Acceso: Lado derecho a 4.460 KM de trocha carrozable del tramo a rehabilitar) y asfalto líquido de curado medio RC-250.

UNIDADES 1 2

A g/cm3B kg/m3C mmD %E %F kg/m3G

H Volumen total de TSB C1I Volumen de Vacios H*E/100J Volumen de Asfalto H*D/100K Volumen de la 2da. aplicación de agregados B2*C2/A2L Volumen de la 1ra. aplicación de agregados H-(I+J+K)M Peso del Asfalto Líquido J*F/(G*1000)

1 Asfalto en peso2 Asfalto en volumen3 Agregado grueso en peso4 Agregado grueso en volumen5 Relación de esparcimiento del agregado grueso

6 Asfalto en peso7 Asfalto en volumen8 Agregado fino en peso9 Agregado fino en volumen

10 Relación de esparcimiento del agregado fino

(*) Dato proporcionado por resultado de ensayo de laboratorio del MTC o por el fabricante del asfalto.

OBSERVACIONES: Este diseño teórico esta sujeto a reajustes de la cantidad de materiales a emplear en el TSB, los mismos que se determinarán con el tratamiento (en cancha de prueba) a efectuarse con las proporciones diseñadas.

lt/m2m2/m3

S E G U N D A A P L I C A C I Ó N

D E S C R I P C I Ó N UNIDADES VALO RES

8*1000/B2B2/8

P R I M E R A A P L I C A C I Ó N

D E S C R I P C I Ó N

2.737

UNIDADES

UNIDADES

DISEÑO RECOMENDADO

167.1

1.095 1.109 8.768 5.985

kg/m2Lts/m2kg/m2

B1/3

0,40*M6*1000/F1,05*A2*K/1000

0,60*M1*1000/F1,05*A1*L/10003*1000/B1

1.664 18.198 11.817

84.6

Lts/m2kg/m2lt/m2m2/m3

kg/m2

VALO RES

1.642

0.788 2.496 3.203 6.648

kg

ltlt

Peso Específico Bulk (base seca) de los agregadosPeso Unitario Suelto Seco de los agregadosTamaño Medio de los agregados (Ver Tabla 1)*Porcentaje de Asfalto en volumen (Ver tabla 2)

Factor de Corrección (ver tabla 3)

6.0 987.0 0.900

lt

VALO RES

13.135

AGREGADO GRUESO

AGREGADO FINO

2.607

CÁLCULO DE VOLÚMENES ABSOLUTOS EN 1 m2. DE TSB

5.70

Porcentaje de Vacios en volumen (Ver tabla 2)Densidad del Asfalto Líquido a 25° C de temperatura (*)

ltlt


DATOS BÁSICOS


19.0

1540.0 13.14

2.607 1465.0

7.0 ACTIVIDADES PARA EL MEJORAMIENTO DEL PAVIMENTO

Los trabajos que se ejecutarán para el mejoramiento del pavimento del tramo de carretera La Tablada (KM 00+000) – 09 de Octubre (KM 09+860, son: • Perfilado y compactado de subrasante. • Colocación y compactación de la capa de sub base (si se requiere) y afirmado granular

de acuerdo a los espesores recomendados. • Imprimación de la capa granular y berma (se empleará asfalto líquido MC-30). • Colocación del la primera capa del tratamiento superficial bicapa, se recomienda que la

berma cuente con la protección de un tratamiento superficial bicapa ó monocapa. • Colocación del la segunda capa del tratamiento superficial bicapa. • Construcción de estructuras de drenaje y sub drenaje donde sea requerido, de acuerdo a

una evaluación hidrológica. • Aplicación de las recomendaciones señaladas en el estudio geotécnico.

8.0 CONCLUSIONES

En base al estudio de suelos efectuado en el tramo II: KM 0+000 – KM 09+860 de la carretera La Tablada – 9 de Octubre, se concluye lo siguiente:

A nivel superficial existe material natural areno-limoso, de origen eólico, de tipo A-3, no plásticas, sueltas a medianamente compactas y secas. Presencia de ramas y raíces proveniente de áreas de cultivos aledaños. En algunos sectores se observó la presencia de material granular transportado (plataforma antigua) de características heterogéneas, y espesores que varían de 0.05 a 0.30m, semi compacto a compacto .

De acuerdo a las características físico-mecánicas de los suelos de la subrasante y su valor relativo de soporte CBR, el tramo en estudio presenta valores homogéneos que varían entre 8 a 12%, definiéndose por el método de percentiles, el siguiente CBR de diseño:

CBR DE DISEÑO: 11,1%

De ser requeridos ensanches para obtener el prisma vial diseñado, la conformación del terraplén se efectuará por capas de acuerdo a las Especificaciones Técnicas y con materiales que presenten valores de soporte (CBR) de 30 al 95% de la máxima densidad seca

. Las prospecciones de estudio, de 1,50m de profundidad, han permitido verificar la

existencia de una plataforma compuesta principalmente por suelos naturales arenosos, de origen eólico tipo A-3, en un 84%, y suelos granulares transportados, tipo A-1-b(0) en un 8 a 9% (predominantes en la superficie, conformando la plataforma antigua). También se encontraron suelos naturales limosos no plásticos, de origen aluvial, en un 7 a 8% (predominantes en la parte inferior del perfil estratigráfico).

En estas perforaciones no se han encontrado rocas ni bolonerías. Las capas granulares

superficiales no cumplen especificaciones técnicas para su uso como capa de afirmado granular, debido a su exposición al medio ambiente (lluvias, sol), contaminación y efecto abrasivo del tráfico.

Respecto a las fuentes de materiales para mezclas asfálticas, se debe considerar como

mejores posibilidades la cantera “El Rosario”. Como posibilidad alternativa se puede considerar la cantera “Antares 2006”. En Ambas canteras se deberá adicionar 0,5% de aditivo mejorador de adherencia tipo amina.

Para base granular se deberá utilizar la cantera El Rosario ubicada a 2+240 Km. del

inicio del tramo IV, camino al Poblado 9 de Octubre, lado Izquierdo, con acceso por una

trocha carrozable a una distancia aproximada de 4+460Km. Se deberá considerar como alternativa La cantera Layca Cota La Escondida Km 9.5 de Carretera Huaura – Sayan, cuyo acceso es de 0.5 Km, L I.. y la Cantera Antares 2006 en Km 4.6 de Carretera Huaura – Sayan con acceso 4Km L I. Son depósitos de origen aluvial-coluvial, cuya potencia es superior a los 15 000m3. Así también para el empleo del material se requiere, zarandeo y lavado

Si se requiere subir la rasante por razones topográficas o de proteger el pavimento de la presencia de filtraciones de agua o napa freática cerca a la subrasante, se puede emplear la alternativa 2 como estructura de dicho pavimento, además de un terraplén adecuado.

Es necesario el mejoramiento de la subrasante en los sectores cuyos suelos presenten

deficiencias físico-mecánicas, por presencia de suelos inadecuados, tales como suelos orgánicos, pantanosos o turbosos, demasiados plásticos, etc. El material de reemplazo deberá poseer un CBR igual ó superior a 30% (al 95% de MDS).

Se ha tomado para el diseño del pavimento el conteo de tráfico vehicular en el tramo de

estudio, proporcionados por la Brigada de Estudio del Tráfico del Consultor. Obteniéndose un tráfico promedio diario IMD de: 995 vehículos, con un 4% de tráfico pesado.

El número de ejes equivalentes se calculó con el método para caminos de bajo volumen

de tráfico recomendado en el manual "Synthesis 4 Design of Low - Volume Roads". Transportations Research Board. Obteniéndose un EAL de 2,66*105 repeticiones, para un periodo de diseño de 10 años.

9.0 RECOMENDACIONES

La subrasante será escarificada en un espesor mínimo de 0,15m, eliminando todo material contaminante existente, tales como: basura, desmonte, piedras mayores de 2”, etc.

Así mismo, la subrasante será compactada hasta obtener un grado de compactación

mínimo de 95% de la Máxima Densidad Seca y un Óptimo Contenido de Humedad determinados mediante el ensayo de Próctor Modificado NTP 339.141 (99).

En la conformación de la de la capa de Afirmado y/o sub base se compactará hasta

alcanzar un grado de compactación de 100% de la Máxima Densidad Seca y un Óptimo Contenido de Humedad determinados mediante el ensayo de Próctor Modificado NTP 339.141 (99).

Los materiales a emplearse en la conformación de la capa de Afirmado deberá tener un Valor relativo de Soporte CBR NTP 339.145 (99) no menor de 80,0% (al 100% de la MDS).

Los materiales a emplearse en la conformación de la capa de Sub base deberá tener un

Valor relativo de Soporte CBR NTP 339.145 (99) no menor de 40,0% (al 100% de la MDS).

Se empleará asfalto líquido MC-30 para imprimación de la capa de afirmado granular.

Se deberá emplear asfalto líquido de curado medio RC-250 como ligante bituminoso del

los áridos empleados en el tratamiento superficial bicapa (TSB).

Bajo las consideraciones antes señaladas se ha empleado la metodología del Cuerpo de Ingenieros del Ejército Norteamericano (U.S. Army Corps of Engineers) USACE, para el diseño de los espesores del pavimento, las mismas que contemplan como parámetros de diseño el tráfico vehicular durante el período de diseño (10 años) y el CBR de la sub rasante. Como resultado del análisis se recomiendan las siguientes estructuras del pavimento:

ALTERNATIVA 1


Tratamiento Superficial Bicapa 2,0cm (3/4pul)

Afirmado Granular 25.0cm (10pul)

ALTERNATIVA 2


Tratamiento Superficial Bicapa 2,0cm (3/4pul)

Afirmado Granular 20.0cm (08pul)

Sub base 15.0cm (06pul)

Cualquiera de las estructuras recomendadas se colocarán en su integridad, ya que se ha descartado el aporte de la superficie granular existente.

La calidad y permanencia de la obra depende de que se efectúe el control oportuno de los parámetros de calidad de los materiales antes y durante su ejecución (proceso constructivo). Por lo tanto deberán aplicar en forma estricta y adecuada las técnicas y procedimientos utilizados en ingeniería para la explotación de Bancos de Materiales (Canteras), fundamentalmente teniendo siempre en consideración la variabilidad horizontal y vertical que presentan las mismas por su origen.

Se señala que para que la estructura diseñada tenga una perfomance adecuada, los

requisitos de calidad de las capas del pavimento deben ser contempladas rigurosamente, tan igual como las recomendaciones indicadas en el presente estudio.

Debido a que la zona por donde discurre el tramo evaluado es susceptible a subidas del

nivel de la napa freática o inundaciones, se recomienda efectuar una evaluación hidrológica, para poder implementar los sistemas de drenajes adecuados para la protección del pavimento propuesto.

El proyecto se ejecutará bajo las Especificaciones Técnicas adjuntas, las cuales se

complementan con las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC.

Se deben considerar los aspectos de medioambiente, como la remodelación del terreno

de las canteras explotadas (para recuperar sus características originales) ó la ubicación de lugares específicos para la colocación de desechos, entre otros.

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