Pavi Mentos

GOBIERNO REGIONAL DE TACNA

EXPEDIENTE TECNICO DEL PROYECTO:

“MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA TA-109: TRAMO

TICACO – CANDARAVE, TACNA”

INFORME FINAL

ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS

FEBRERO - 2012

ESTUDIO DEFINITIVO "MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA TA-109: TRAMO TICACO - CANDARAVE, REGION DE TACNA" Estudio de Suelos

INDICE

1.0 Antecedentes

2.0 Acceso y Ubicación del Proyecto

3.0 Objetivo del Estudio

4.0 Características del Trazo Existente

4.1 Sub Tramo km. 97+530 – km. 102+500

4.2 Sub Tramo km. 102+500 – km. 109+000

4.3 Sub Tramo km. 109+000 – km.148+000

4.4 Sub Tramo km. 148+000 – km. 165+829

5.0 Metodología del Trabajo

6.0 Trabajo de Campo

7.0 Muestreo de Materiales

8.0 Trabajos de laboratorio

8.1 Preparación de Muestras

8.2 Ensayos al Material de la Plataforma Existente

8.3 Humedad Natural

8.4 Análisis Granulométrico por Tamizado (MTC E 107-2000)

8.5 Limite Llíquido (LL)

8.6 Limite Plástico (LP)

8.7 Clasificación SUCS

8.8 Clasificación AASHTO

8.9 Proctor Modificado o Estándar

8.10 California Bearing Ratio (CBR)

9.0 Resultados de los Ensayos de Materiales

10.0 Registro de Excavación

11.0 Perfil estratigráfico

12.0 Evaluación de Resultados

13.0 Resultados de los CBR

14.0 Conclusiones.


ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS

1.0 ANTECEDENTES

El perfil cuenta con Código SNIP del Proyecto de Inversión Pública: 104575,

entre otros documentos se tiene: Expediente Definitivo de Ingeniería para el

Mejoramiento de la Carretera TA-109 Tramo Ticaco-Candarave-Tacna,

elaborado por LAGESA el año 1996.

El paisaje característico en todo el tramo de la carretera es de tipo

montañoso con ondulaciones pronunciadas conformada en su mayoría por

material y roca sedimentaria cubierto de vegetación de tipo matorral

desértico debido a las condiciones climatológicas de la zona.

La zona de estudio presenta cuatro sectores que se diferencian entre sí, de

acuerdo con el aprovechamiento actual de recursos: Áreas agrícolas, áreas

de quebradas, pampas eriazas y laderas sin vegetación. Existe dos ríos

principales en el área de influencia: Río Salado y río Callazas que presentan

depósitos de gravas, arena y arcilla donde se desarrollan áreas de cultivo de

pastos localizados en las terrazas de los ríos para la crianza de ganado

vacuno y ovino. Asimismo, se evidencia en la parte alta y baja de algunas

laderas el mejoramiento agronómico de tipo andenería donde se cultiva la

alfalfa, maíz y otros.

2.0 ACCESO Y UBICACIÓN DEL PROYECTO

El área de estudio se encuentra ubicada en la Provincia de Ticaco y

Candarave, en el departamento de Tacna. El acceso es a través de la

carretera asfaltada Tacna – Tarata, ruta nacional PE-38.

El tramo inicia en el Km. 97+530 (salida de Ticaco) y culmina en el Km.

164+155 (candarave), con una longitud total de 66.625 Kilómetros.

INICIO DE TRAMO


KM 97+530

FIN DE TRAMO

KM 164+155

3.0 OBJETIVOS DEL ESTUDIO


El objetivo fundamental del estudio es investigar los tipos de estratos que se

presentan en el suelo y sub suelo a lo largo del eje de la carretera, con el fin

de determinar las características físico-mecánicas presentadas en la

subrasante, establecer las zonas críticas que pudieran ofrecer condiciones

desfavorables para el comportamiento del futuro pavimento, así como definir

el valor de soporte de la subrasante como parámetro para el diseño del

pavimento.

4.0 CARACTERISTICAS DEL TRAZO EXISTENTE

Los trabajos se orientaron a evaluar los suelos que conforman el terreno

existente, se realizó un recorrido al tramo, verificando los suelos que se

presentan en los alrededores de la vía, visualizando los cortes existentes a fin

de correlacionarlos con el suelo del terreno

Para la evaluación de las características de los suelos de la plataforma

existente, se realizó la clasificación de campo en términos de Sistema

Unificado de Clasificación de Suelos.

Se estimó la clasificación unificada SUCS y AASHTO.

Se ha estimado la estratigrafía que presentan los subsuelos, cuyo análisis se

resume a continuación:

4.1.0 Subtramo Km 97+520 – Km 102+500 (Capa Superficial)

La vía al inicio del tramo presenta una superficie afirmada de ancho

aproximado de 5.0 m, corrugada moderada, con secciones transversales

inadecuadas leve y moderada, ahuellamiento leve y moderado, perdida de

agregados de moderado a severo, además de baches y huecos puntuales

hasta el KM 98.

Continua del KM. 98 al KM. 99 una superficie de 5.0 m de ancho, con sección

transversal inadecuada moderada, drenaje inadecuado moderado,


corrugación leve a moderado, ahuellamiento y perdida de agregados

moderados.

Entre los KM. 99 y KM. 100, presenta una superficie de 5 a 6m de ancho con

sección Transversal inadecuada leve, drenaje leve que necesita limpieza en

las cunetas, corrugación desde leve a severa, ahuellamiento leve y perdida

de agregados leve y severa, estas fallas, se presentan hasta el KM. 102+500,

además de algunos huecos y baches puntuales y presencia de polvo entre

leve y severo.


En este subtramo, existe un tramo entre el KM. 108 y KM. 109 que presenta

un ancho de vía reducida hasta en 4.0 m, y algunos sectores de

ahuellamiento con desniveles que se registran en un cuadro adjunto de la

evaluación de la superficie.


Igualmente en este subtramo, predominan dos fallas en la superficie, la

perdida de agregado y la corrugación severa, algunos puntos de sección

transversal inadecuada y drenaje inadecuado tal como se muestra en el

cuadro de evaluación de la superficie del pavimento, además, existe un

tramo entre los ríos Salado y Callazas en que el ancho de la superficie se

reduce hasta en 3.0 m.


Este es el sub tramo en mejores condiciones, en cuanto a la superficie

existente, se extiende pasando la cantera Aricota 1, y mantiene un ancho de

vía casi uniforme, excepto en las zonas críticas que se presentan en dos

sectores, y las fallas más frecuentes son las pérdidas de agregados y


corrugación leve, debido al mantenimiento que realizan las autoridades

locales.

PERDIDA DE AGREGADOS, CORRUGACION Y AHUELLAMIENTOKM 104+800


CUADRO DE EVALUACION DE LA SUPERFICIE DEL PAVIMENTO

Tramo Sección T. I. Drenaje In. Corrugación Polvo Huecos, bachesAhuellamientoPérdida de Ag.Inicial Final L M S L M S L M S L M S L M S L M S L M S97+500 98+000 598+000 99+000 599+000 100+000 5 a 6

100+000 101+000 5 a 6101+000 102+000 5 a 6102+000 103+000 5 a 6103+000 104+000 5 a 6104+000 105+000 5 a 6105+000 106+000 5 a 6106+000 107+000 5 a 6107+000 108+000 5 a 6108+000 109+000 4 a 7109+000 110+000 5 a 6110+000 111+000 5 a 7111+000 112+000 5 a 6112+000 113+000 5 a 6113+000 114+000 5 a 6114+000 115+000 4 a 5115+000 116+000 4 a 6116+000 117+000 3 a 5117+000 118+000 5 a 6118+000 119+000 5 a 6119+000 120+000 5 a 6120+000 121+000 5 a 6121+000 122+000 5 a 6122+000 123+000 5 a 6123+000 124+000 6124+000 125+000 5 a 6125+000 126+000 5 a 6126+000 127+000 5 a 6127+000 128+000 4.5 a 6128+000 129+000 5 a 6129+000 130+000 4 a 5.5130+000 131+000 5 a 6.5131+000 132+000 5.5 a 6.5132+000 133+000 6 a 7133+000 134+000 6 a 7134+000 135+000 6 a 7135+000 136+000 6 a 7136+000 137+000 6 a 7137+000 138+000 6 a 7138+000 139+000 5 a 6139+000 140+000 5 a 6140+000 141+000 5 a 6141+000 142+000 5 a 6142+000 143+000 5 a 6143+000 144+000 5 a 6

Ancho de la Calzada (m)


Tramo Sección T. I. Drenaje In. Corrugación Polvo Huecos, bachesAhuellamientoPérdida de Ag.Inicial Final L M S L M S L M S L M S L M S L M S L M S146+000 147+000 4 a 5147+000 148+000 3 a 5148+000 149+000 3 a 5149+000 150+000 5 a 6150+000 151+000 5 a 7151+000 152+000 5 a 6152+000 153+000 4 a 5153+000 154+000 4 a 5154+000 155+000 4 a 6155+000 156+000 4.5 a 5.5156+000 157+000 4.5 a 5.5157+000 158+000 4.5 a 5.5158+000 159+000 4.5 a 5.5159+000 160+000 4.5 a 5.5160+000 161+000 3.5 a 5161+000 162+000 3.5 a 5162+000 163+000 4 a 5163+000 164+000 4 a 5164+000 165+000 5 a 6165+000 165+829 5 a 6

LEYENDA:DAÑO LEVE

Ancho de la Calzada (m)

LEYENDA: LEVE (L) MODERADO (M) SEVERO (H)Sección transversal inadecuadaDrenaje inadecuadoCorrugaciónPolvo (se verifica a una velocidad de 40 km/h)Huecos o bachesAhuellamientoPérdida de agregados

5.0 METODOLOGÍA DEL TRABAJO

La metodología seguida ha comprendido las siguientes actividades:

- Elaboración de un programa de exploración de campo.

- Excavación de calicatas cada 0.250 km en promedio, con una profundidad

mínima de 1.50 m ó hasta encontrar imposibilidad de un mayor avance

debido a la presencia de la napa freática, la existencia de suelos

cementados, bolonería y/o mantos rocosos.


- Descripción e identificación de los estratos de suelo en cada calicata.

- Muestreo representativo de las diferentes capas que componen el

pavimento y subrasante existente, para ensayos de clasificación

correspondientes.

- Muestreo de las capas que conforma la estructura de la subrasante a un

distanciamiento no mayor de 4 kilómetros; para la ejecución de ensayos de

la capacidad portante, tales como Proctor modificado y CBR.

- Ensayos de laboratorio y trabajos de gabinete para determinar las

características generales de los suelos.

6.0 TRABAJOS DE CAMPO

Las prospecciones de campo se realizaron del 01 al 25 de noviembre del

2011; se excavaron un total de 257 calicatas en la plataforma con una

profundidad mínima de 1.50 m ó más en caso de encontrar variabilidad en la

columna estratigráfica a esa profundidad) o hasta encontrar el nivel freático,

botonería o manto rocoso. Las progresivas donde se realizaron las calicatas

se describen a continuación:


N° LADO

001 97+530 Izquierdo

002 97+750 Derecho

003 98+000 Derecho

004 98+250 Derecho


006 98+750 Derecho

007 99+000 Derecho

008 99+250 Derecho


010 99+750 Derecho

011 100+000 Derecho


013 100+750 Derecho

014 101+000 Derecho

015 101+250 Derecho


017 101+750 Derecho

018 102+000 Derecho

019 102+250 Derecho


021 102+750 Derecho

022 103+000 Derecho

023 103+250 Derecho


025 103+750 Derecho

026 104+000 Derecho

027 104+250 Derecho


029 104+750 Derecho

030 105+000 Derecho

031 105+250 Derecho


033 105+750 Derecho

034 106+000 Derecho

035 106+250 Derecho


037 106+750 Derecho

038 107+000 Derecho

PROGRESIVA (km)


N° LADO

041 107+750 Derecho

042 108+000 Derecho

043 108+250 Derecho


045 108+750 Derecho

046 109+000 Derecho

047 109+250 Derecho



050 110+000 Derecho




054 111+000 Derecho




058 112+000 Derecho

059 112+250 Derecho


061 112+750 Derecho

062 113+000 Derecho

063 113+250 Derecho


065 113+750 Derecho

066 114+000 Derecho

067 114+250 Derecho


069 114+750 Derecho

070 115+000 Derecho

071 115+250 Derecho


073 115+750 Derecho

074 116+000 Derecho

075 116+250 Derecho


077 116+750 Derecho

078 117+000 Derecho

PROGRESIVA (km)



N°

081

082

083


N°

121

122

123

N°

161

162

163


N°

201

202

203


N°

241

242

243

º

Como la vía se encuentra en servicio, las calicatas han sido ubicadas

cuidando de no obstruir el tránsito, situándolos a ambos lados (izquierdo o

derecho) de la calzada.

7.0 MUESTREO DE MATERIALES

Con el objeto de determinar las características físicas – mecánicas de los


materiales encontrados en los diversos estratos se tomaron muestras

selectivas, las que fueron descritas e identificadas mediante una tarjeta con

la progresiva, número de calicata, número de muestra y profundidad, para

luego ser colocadas en bolsas de polietileno y remitidos al Laboratorio de

Mecánica de Suelos y Concreto del Gobierno Regional de Tacna.

Realizada la excavación, se registraron las características de cada uno de los

estratos; el cual consistió en la medida de los espesores partiendo de la

superficie y en forma descendente, identificando el suelo y observando sus

características principales.

Se obtuvieron muestras representativas de suelo o de roca, o ambos según el

caso, de cada material que sea importante para el diseño y la construcción.

El tamaño, y tipo de la muestra requerida fue escogido de dependiendo a los

ensayos que se vayan a realizar, el porcentaje de partículas gruesas en la

muestra, y las limitaciones del equipo a ser usado.

8.0 TRABAJOS DE LABORATORIO

8.1.0 PREPARACIÓN DE MUESTRAS

Antes de proceder con la ejecución de ensayos se procedió a la preparación

en seco de las muestras, resultado de los trabajos de campo, que se

utilizaran para el ensayo de análisis granulométrico, determinación de los

límites de consistencia del suelo, proctor modificado y CBR, siguiendo los

procedimientos establecidos en la norma MTC E 106.


8.2.0 ENSAYOS AL MATERIAL DE LA PLATAFORMA EXISTENTE.

Para determinar las características físico-mecánicas de los materiales

conformantes de las capas de la plataforma, se efectuaron los siguientes

ensayos:

ENSAYO Norma ASTM Norma MTC

Humedad natural ASTM D-2216 MTC E 108

Análisis Granulométrico por tamizado ASTM D-422 MTC E107

Limite Líquido ASTM D-4318 MTC E 110

Limite Plástico ASTM D-4318 MTC E 111

Índice de Plasticidad ASTM D-4318 MTC E 111

Clasificación SUCS ASTM D-2487

Clasificación AASHTO ASTM D-3282

Proctor Modificado ASTM D-1557 MTC E 115

California Bearing Ratio (CBR) ASTM D-1883 MTC E 132


Los respectivos ensayos fueron realizados en el laboratorio de Mecánica de

Suelos y Concreto del Gobierno Regional de Tacna.

8.3.0 HUMEDAD NATURAL

La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación, expresada

como porcentaje, del peso de agua en una masa dada de suelo, al peso de

las partículas sólidas.

PRINCIPIO DEL MÉTODO

Se determina el peso de agua eliminada, secando el suelo húmedo hasta un

peso constante en un horno controlado a 110 ± 5 °C. El peso del suelo que

permanece del secado en horno es usado como el peso de las partículas

sólidas. La pérdida de peso debido al secado es considerado como el peso del

agua.

Los materiales empleados durante el ensayo son:

Horno de secado. Horno de secado termostáticamente controlado, capaz

de mantener una temperatura de 110 ± 5 °C.

Balanzas. Con aproximaciones: de 0.1 g para muestras de menos de 200 g

de 0. 1 g para muestras de más de 200 g.

Recipientes. Recipientes apropiados fabricados de material resistente a la

corrosión, y al cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento o

calentamiento continuo, exposición a materiales de pH variable, y a

limpieza. Con tapas sin costuras, para evitar la pérdida de humedad.

Utensilios para manipulación de recipientes. Se requiere el uso de guantes,

tenazas o un sujetador apropiado para mover y manipular los recipientes

calientes después de que se hayan secado.

Otros utensilios. Se requiere el empleo de cuchillos, espátulas, cucharas,

lona para cuarteo, divisores de muestras, etc.


8.4.0 ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO (MTC E 107-2000)

El ensayo consiste en la determinación cuantitativa de la distribución de los

tamaños de partículas de suelo.

Esta norma describe el método para determinar los porcentajes de suelo que

pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, hasta el

tamiz de 74 mm (N° 200).


Una balanza. Con sensibilidad de 0.1 g para pesar material

Tamices de malla cuadrada: 75.0 mm (3"), 63.5 mm (2 ½”), 50.8 mm (2"),

38.1 mm (1½"), 25.4 mm (1"), 19.0 mm (¾"), 12.7 mm (½”), 9.5 mm

(3/8"), 6.35 mm (1/4”), 4.76 mm (N° 4), 2.36 mm (N° 8), 1.10 mm (N° 16),

0.425 mm (N° 40), 0.15 mm (N° 100) y 0,075 mm (N° 200).

Estufa, capaz de mantener temperaturas uniformes y constantes hasta de

110 ± 5 °C (230 ± 9 °F).

Envases, adecuados para el manejo y secado de las muestras.

Cepillo y brocha, para limpiar las mallas de los tamices.

Para los cálculos e tomará en cuenta:


Valores de análisis de tamizado para la porción retenida en el tamiz de

4,760 mm (N° 4).

Se calcula el porcentaje que pasa el tamiz de 4,760 mm (N° 4) dividiendo

el peso que pasa dicho tamiz por el del suelo originalmente tomado y se

multiplica el resultado por 100. Para obtener el peso de la porción retenida

en el mismo tamiz, restandose del peso original, el peso del pasante por el

tamiz de 4,760 mm (N° 4).

Para comprobar el material que pasa por el tamiz de 9,52 mm ( 3/8"), se

agrega al peso total del suelo que pasa por el tamiz de 4,760 mm (Nº 4) el

peso de la fracción que pasa el tamiz de 9,52 mm (3/8”) y que queda

retenida en el de 4,760 mm (N° 4). Para los demás tamices se continúa el

cálculo de la misma manera.

Para determinar el porcentaje total que pasa por cada tamiz, se divide el

peso total que pasa entre el peso total de la muestra y se multiplica el

resultado por 100.

Valores del análisis por tamizado para la porción que pasa el tamiz de

4,760 mm (N° 4).

Se calcula el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 0,074 mm

(N° 200) de la siguiente forma:

Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente

forma:

Se calcula el porcentaje más fino. Restando en forma acumulativa de

100% los porcentajes retenidos s

obre cada tamiz. % Pasa = 100 - % Retenido acumulado


8.5.0 LIMITE LÍQUIDO (LL)

Es el contenido de humedad expresado en porcentaje secado en el horno,

cuando este se halla entre el límite entre el estado plástico y el estado

líquido.

PRINCIPIO DEL MÉTODO

Se designa como el contenido de humedad al cual el surco separador de dos

mitades de una pasta de suelo se cierra a lo largo de su fondo a una distancia

de 13 mm (1/2 pulgada) cuando se deja caer la copa de Casagrande 25

veces desde una altura de 1 cm a razón de 2 caídas por segundo.


Recipiente de almacenaje. Una vasija de porcelana de 115 mm (4 1/2”) de

diámetro aproximadamente.

Espátula. De hojas flexibles de unos 75 a 100 mm (3” a 4”) de longitud y

de 20 mm (3/4”) de anchoa aproximadamente.

Copa de Casagrande. Es un aparato consistente en una taza de bronce con

sus aditamentos, construido de acuerdo con las dimensiones señaladas en

la figura siguiente:


Acanalador. Conforme a las dimensiones criticas indicadas en la figura

anterior.

Recipiente. Recipientes apropiados fabricados de material resistente a la

corrosión, y al cambio de peso cuando es sometido a enfriamiento o

calentamiento continuo, exposición a materiales de pH variable, y a

limpieza. Con tapas sin costuras, para evitar la pérdida de humedad.

Balanzas. Con aproximaciones: de 0.1 g para muestras de menos de 200 g

de 0. 1 g para muestras de más de 200 g.

Horno de secado. Horno de secado termostáticamente controlado, capaz

de mantener una temperatura de 110 ± 5 °C.


8.6.0 LIMITE PLÁSTICO (LP)

Es el contenido de humedad, expresado en porcentaje, para el cual el suelo

se halla en el límite entre los estados plástico y semisólido. Arbitrariamente

se designa como el contenido de humedad más bajo al cual el suelo puede

ser rolado en hilos de 3.2 mm (1/8 pulgada) sin que se rompan en pedazos.

Índice de Plasticidad (IP)

Es el rango de contenido de humedad sobre el cual un suelo se comporta

plásticamente. Numéricamente es la diferencia entre el límite líquido y el

límite plástico.


Espátula, de hoja flexible, de unos 75 a 100 mm (3" – 4”) de longitud por

20 mm (3/4") de ancho.

Recipiente para Almacenaje, de 115 mm (4 ½”) de diámetro.

Balanza, con aproximación a 0.1g.

Horno o Estufa, termostáticamente controlado regulable a 110 ± 5 °C

(230 ± 9 °F).

Tamiz, de 426 μm (N° 40).

Agua destilada.

Vidrios de reloj, o recipientes adecuados para determinación de

humedades.

Superficie de rodadura. Comúnmente se utiliza un vidrio grueso

esmerilado.

8.7.0 CLASIFICACIÓN SUCS

Este sistema de clasificación identifica tres grandes divisiones de suelos:

suelos de grano grueso, suelos de grano fino y suelos altamente orgánicos.

Estas tres divisiones son luego subdivididas en un total de 15 grupos básicos

de suelo.


Basado en los resultados de observaciones visuales y en ensayos de

granulometría, límite líquido e índice plástico, un suelo es catalogado de

acuerdo con los grupos básicos de suelos, asignándosele un símbolo (s) y

nombre de grupo, quedando así clasificado.

8.8.0 CLASIFICACIÓN AASHTO

Este método clasifica suelos de alguna ubicación geográfica en grupos

(incluyendo índices de grupo) basada en resultados de ensayos de

laboratorio prescritos para determinar las características de tamaño de

partículas, límite líquido y el índice de plasticidad.

El otorgamiento de un símbolo de grupo e índice de grupo puede ser usado

en la evaluación de las propiedades significativas del suelo para propósitos

de carreteras.

8.9.0 PROCTOR MODIFICADO O ESTÁNDAR

Este método de ensayo determina la relación entre el contenido de humedad

y la densidad de suelos y mezclas suelo-agregado, cuando se compactan en

un molde de dimensiones establecidas con un martillo de 4.54 kg (10 lb),

soltado desde una altura de 457 mm (18 pulgadas) y martillo de 2.49 kg (5.5

lb), soltado desde una altura de 305 mm (12 pulgadas)

Este ensayo abarca los procedimientos de compactación usados en

Laboratorio, para determinar la relación entre el Contenido de Agua y Peso

Unitario Seco de los suelos y mezclas suelo-agregado (curva de

compactación) compactados en un molde de 4 ó 6 pulgadas (101,6 ó 152,4

mm) de diámetro con un pisón de 10 lbf (44,5 N) que cae de una altura de 18

pulgadas (457 mm), produciendo una Energía de Compactación de 56 000 lb-

pie/pie3 (2 700 kN-m/m3).

Este ensayo se aplica sólo para suelos que tienen 30% o menos en peso de

sus partículas retenidas en el tamiz de 3/4” (19,0 mm).



El collar de extensión debe de alinearse con el interior del molde, la parte

inferior del plato base y del área central ahuecada que acepta el molde

cilíndrico debe ser plana.

Molde de 4 pulgadas.- Un molde que tenga en promedio 4,000 ± 0,016”

(101,6 ± 0,4 mm) de diámetro interior, una altura de 4,584 ± 0,018”

(116,4 ± 0,5 mm) y un volumen de 0,0333 ± 0,0005 pie3 (944 ± 14 cm3).

Molde de 6 pulgadas.- Un molde que tenga en promedio 6,000 ± 0,026”

(152,4 ± 0,7 mm) de diámetro interior, una altura de: 4,584 ± 0,018”

(116,4 ± 0,5mm) y un volumen de 0,075 ± 0,0009 pie3 (2 124 ± 25 cm3).

Pisón o Martillo. Un pisón operado manualmente. El pisón debe caer

libremente a una distancia de 18 ± 0,05” (457,2 ± 1,6 mm) de la

superficie de espécimen.

Balanza. Una balanza de aproximación de 1 gramo.

Horno de Secado.- Con control termostático preferiblemente del tipo de

ventilación forzada, capaz de mantener una temperatura uniforme de 230

± 9 ºF (110 ± 5 ºC) a través de la cámara de secado.

Regla. Una regla metálica, rígida de una longitud conveniente pero no

menor que 10 pulgadas (254 mm). La longitud total de la regla recta debe

ajustarse directamente a una tolerancia de ±0,005” (±0,1 mm). El borde

de arrastre debe ser biselado si es más grueso que 1/8” (3 mm).

Tamices o Mallas. De ¾” (19,0 mm), 3/8” (9,5 mm) y Nº 4 (4,75mm),

conforme a los requisitos de las especificaciones ASTM E11

(“Especificación para mallas metálicas con fines de ensayo”).


8.10.0CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)

Este método describe el procedimiento de ensayo para la determinación del

índice de resistencia de los suelos denominado valor de relación de soporte,

que es muy conocido, como CBR (California Bearing Ratio).

Este índice se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de los suelos de la

subrasante y de las capas de la base, subbase y de afirmado.


Prensa similar a las usadas en ensayos de compresión, utilizada para

forzar la penetración de un pistón en el espécimen. El desplazamiento

entre la base y el cabezal se debe poder regular a una velocidad uniforme

de 1,27 mm (0.05") por minuto.

Molde, de metal, cilíndrico, de 152,4mm ± 0.66 mm (6 ± 0.026") de

diámetro interior y de 177,8 ± 0.46 mm (7 ± 0.018") de altura, provisto de

un collar de metal suplementario de 50.8 mm (2.0") de altura y una placa

de base perforada de 9.53 mm (3/8") de espesor. Las perforaciones de la

base no excederán de 1,6 mm (28 ± 1/16”) las mismas que deberán estar

uniformemente espaciadas en la circunferencia interior del molde de

diámetro. La base se deberá poder ajustar a cualquier extremo del molde.

Disco espaciador, de metal, de forma circular, de 150.8 mm (5 15/16”) de

diámetro exterior y de 61,37 ± 0,127 mm (2,416 ± 0,005”) de espesor,

para insertarlo como falso fondo en el molde cilíndrico durante la

compactación.

Pesas. Uno o dos pesas anulares de metal que tengan una masa total de

4,54 ± 0,02kg y pesas ranuradas de metal cada una con masas de 2,27 ±

0,02 kg. Las pesas anular y ranurada deberán tener 5 7/8” a 5 15/16”


(149,23 mm a 150,81 mm) en diámetro; además de tener la pesa, anular

un agujero central de 2 1/8” aproximado (53,98 mm) de diámetro.

Dos diales con recorrido mínimo de 25 mm (1") y divisiones lecturas en

0.025 mm (0.001"), uno de ellos provisto de una pieza que permita su

acoplamiento en la prensa para medir la penetración del pistón en la

muestra.

Una Poza, con capacidad suficiente para la inmersión de los moldes en

agua.

Estufa, termostáticamente controlada, capaz de mantener una

temperatura de 110 ± 5ºC (230 ± 9 ºF).

Balanzas, una de 20 kg de capacidad y otra de 1000 g con sensibilidades

de 1g y 0.1g, respectivamente.

Tamices, de 4.76 mm (No. 4), 19.05 mm (3/4") y 50,80 mm (2").


9.0 RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE MATERIALES:

En el cuadro a continuacion se muestra el resumen de los resultados de los

análisis realizados.

Una vez realizado el muestreo necesario se procedió a la reposición del

material de las calicatas para evitar posibles accidentes.

10.0 REGISTRO DE EXCAVACION


Paralelamente con la ejecución de las calicatas se prepararon los registros de

excavación de campo de acuerdo con el procedimiento establecido en la

norma DESCRIPCION E IDENTIFICACION DE SUELOS (PROCEDIMIENTO VISUAL-

MANUAL) – NTP 339.150 (2001), especificando: espesor, nombre del grupo

del suelo, porcentaje de grava, arena o finos, o los tres, rango del tamaño de

partícula, angularidad de la partícula, plasticidad de finos, resistencia en

estado seco, color, olor, humedad y porcentaje de cantos rodados o boleos, o

ambos. La información consignada en los registros de excavación de campo

se compatibilizó con los resultados de los ensayos de laboratorio y se le dio la

clasificación definitiva a cada uno de los estratos del suelo.

11.0 PERFILESTRATIGRAFICO

En base a los estudios de suelos de campo y a la interpretación de resultados

de los ensayos de laboratorio, se ha elaborado el Perfil estratigráfico de la

actual carretera, en la que se muestra la ubicación y variación tanto

horizontal como vertical de cada uno de los estratos componentes del

pavimento-subrasante y sus características físico-mecánicas.

12.0 EVALUACIÓN DE RESULTADOS

Los resultados luego de la evaluación son los siguientes:

12.1.0Plataforma

Estrato 01

El espesor de este estrato es variable encontrándose desde 0.00 hasta 1.50

m de profundidad.

Los materiales componentes son variables distribuyéndose según SUCS de

la siguiente manera:

DESCRIPCION SIMBOLOINCIDENCIA

(%)

GRAVA LIMOSA GM 11.50

GRAVA ARCILLOSA GC 39.80


GRAVA DE BUENA GRADACION GW 00.40

GRAVA DE MALA GRADACION GP 04.80

GRAVA LIMOSA DE BUENA GRADACION GW GM 01.10

GRAVA LIMOSA DE MALA GRADACION GP GM 02.20

GRAVA ARCILLOSA DE BUENA GRADACION GW GC 01.50

GRAVA ARCILLOSA DE MALA GRADACION GP GC 00.40

LIMO ML 01.10

ARENA LIMOSA SM 11.50

ARENA ARCILLOSA SC 11.20

ARENA DE MALA GRADACION SP 02.20

ARENA LIMOSA DE BUENA GRADACION SW SM 05.20

ARENA LIMOSA DE MALA GRADACION SP SM 03.00

ARENA LIMO ARCILLOSA SC SM 03.00

ARENA DE MALA GRADUADA CON ARCILLA Y GRAVA SP SC 01.10

El 61.70% de los suelos correspondientes al presente estrato, son suelos

gruesos gravosos y el 37.20% son arenosos y el 1.10% son suelos finos.

El 63.60% no tiene plasticidad, y el 36.40% tiene plasticidad baja a media.

Estrato 02

Este estrato se encuentra a profundidades variables desde los 0.30 hasta

1.50 m de profundidad. El 82% de las calicatas excavadas tienen más de un

estrato.




(%)

GRAVA LIMOSA GM 04.00

GRAVA ARCILLOSA GC 00.80

GRAVA DE MALA GRADACION GP 01.60

GRAVA LIMOSA DE BUENA GRADACION GW GM 02.00

GRAVA LIMOSA DE MALA GRADACION GP GM 03.60

GRAVA ARCILLOSA DE BUENA GRADACION GW GC 00.40

LIMO ML 02.00

ROCA ROCA 66.40


ARENA ARCILLOSA SC 02.80


ARENA DE MALA GRADACION SP 00.80

ARENA LIMOSA DE BUENA GRADACION SW SM 00.40


ARENA LIMO ARCILLOSA SC SM 00.40


gruesos gravosos y el 18.90% son arenosos; el 2.00% son suelos finos

limosos y el 66.40% es Roca.

El 58.30% no tiene plasticidad, y el 41.70% tiene plasticidad baja a media.

Estrato 03

El espesor del presente estrato es variable desde los 0.50 hasta 1.50 m de

profundidad.




(%)

LIMO ML 04.30

ROCA ROCA 87.00




gruesos arenosos; el 4.30% son suelos finos limosos; y el 87.00% es Roca.

El 33.33% de los suelos no presenta plasticidad y el 66.77% tiene

plasticidad baja.

Estrato 04

El presente estrato se encuentra a una profundidad de 1.20m.





(%)


El material de este estrato son arenas limosas, no plásticas.

13.0 RESULTADOS DE LOS CBR

Se realizaron cincuenta y tres (53) ensayos de CBR a lo largo de la

plataforma del eje de la vía. Los resultados luego de la evaluación son los

siguientes.

El 77.00% de las muestras fueron extraídas del primer estrato de cada punto

de muestreo (calicatas), entre espesores de 0.00 m a 1.50 m, el 21.00% de

las muestras fueron extraídas del segundo estrato de los puntos de

muestreo, entre espesores de 0.30 a 1.50 m, y una única muestra (1.90%) se

tomó del tercer estrato.

En el siguiente cuadro se muestra los resultados de los ensayos:


14.0 ZONAS CRITICAS

14.1 Km. 154+170 al Km. 154+220

Este sector presenta un ojo de agua, que mantiene el talud saturado y por lo

tanto la plataforma se está asentando y origina un desnivel en dicha

plataforma, se realizó una calicata y los ensayos correspondientes para su

análisis de sus componentes, clasificación y humedad natural.


CALICATA EN SECTOR CRÍTICO

14.2 KM. 159+400 al 159+800

Este sector crítico se ubica entre las progresivas Km. 159+400 a Km.

159+800 de la carretera en estudio, abarcando una longitud de 400 metros,

La carretera se encuentra cruzando transversalmente un deslizamiento

activo, por lo cual continuamente se encuentra afectada por caída de rocas y

hundimiento de la plataforma.

Localmente esta zona se caracteriza por presentar una topografía moderada

a abrupta en las partes altas de la ladera, con pendiente de 25 ° a 30° en

promedio, la carretera se encuentra asentado sobre media ladera de la

margen derecha del río Callazas, el cual en este tramo tiene sección típica de

valle fluvial amplio en “V”. Toda el área en conjunto forma parte de la unidad

geomorfológica de Superficie Disectada.


La zona afectada está constituida por un depósito residual / coluvial y

enormes bloques rocosos volcánicos (tobas) producto del colapso de un gran

deslizamiento el mismo que abarca esta zona, los depósitos residuales y

coluviales son producto de la meteorización de la roca preexistentes y del

movimiento progresivo pendiente debajo producido por el deslizamiento;

infrayaciendo a estos sedimentos y formando la parte alta de la ladera se

encuentra los afloramientos de la formación Huaylillas, constituido por

secuencias de tobas e ignimbritas.

En este sector la vía ha sido afectada numerosas veces por un deslizamiento

activo, el que se produce en un depósito dejado por un antiguo gran

deslizamiento, el mismo que engloba este sector, los materiales que

conforman esta área se encuentran compuestos de grandes bloques

fracturados de roca volcánicas de la formación Huaylillas envueltos con

matriz coluvial, producto del colapso y movimiento del enorme deslizamiento.

El principal movimiento se desencadena en los periodos de lluvias, dado que

los materiales se sobresaturan por las aguas de precipitación pluvial y por las

aguas de escorrentía superficial provenientes del talud superior,

incrementado su peso específico y plasticidad del material, lo que origina que

se deslizan pendiente abajo, provocando que periódicamente migre la

ubicación de la vía pendiente arriba, lo que ha llevado a que actualmente

configure una forma de “U”. En el lomo de la escarpa principal del

deslizamiento actual se observan numerosas fracturas de tensión de hasta

1.50 m. de abertura (ver imagen inferior), estas características morfológicas

y los continuos movimientos de materiales sobre la vía, nos indican que este

deslizamiento se encuentra activo y progresivo.



Escarpa principal del deslizamiento actual que afecta la carretera, fotografía tomada desde la parte superior del deslizamiento. En la parte

Grieta de tracción sobre el lomo del deslizamiento, muy cerca de la escarpa principal, esta sección del talud esta próxima a colapsar.

Grieta de tracción ubicada aproximadamente a 20 metros sobre el lomo del deslizamiento con respecto a la escarpa principal, se puede apreciar un movimientos de hasta 1.50 m. de los materiales.

1.50 m.

VISTA PANORAMICA DEL SECTOR CRÍTICO

15.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

15.1 Conclusiones

- Los suelos de subrasante son predominantemente gruesos arenosos y

existen secciones con limos de baja compresibilidad, plasticidad baja

que representa el 5% del total de calicatas excavadas, y que se

encuentran a una profundidad promedio de 0.20 m.


- El estrato rocoso representa el 41% de las calicatas excavadas y se

encuentran a profundidades variables 0.10 a 1.30 m.

- Como resultado de los 53.00 ensayos realizados se obtiene un

promedio del CBR al 100% de 41.70% y un CBR al 95% de 25.56%, los

cuales serán considerados para el diseño del pavimento.

15.2 Recomendaciones

- Es conveniente en lo posible no mover la plataforma actual de la

carretera, con la finalidad de no desestabilizarla, la ventaja es que está

formado mayoritariamente por suelos granulares y están consolidadas.

- Se recomienda que en la siguiente Etapa de Proyecto (Nivel de Estudio

Definitivo) se efectúen calicatas más cercanas a efectos de poder

identificar con mayor detalle los distintos tipos de suelos existente.


DISEÑO DEL PAVIMENTO

1.- GENERALIDADES

Con fines de diseño del pavimento se está proponiendo un solo tramo

principal y homogéneo, de acuerdo a los resultados de capacidad de soporte

de los suelos y el Estudio del Tráfico.

2.- PAVIMENTO FLEXIBLE

Se define como pavimento al conjunto o capas de materiales seleccionados,

apoyadas en toda su superficie, diseñadas y construidas para recibir en

forma directa las cargas de tránsito y transmitirlas a las capas inferiores,

distribuyéndolas con uniformidad.

De acuerdo con las teorías de esfuerzos y las medidas de campo que se

realizan, los materiales con que se construyen los pavimentos deben tener la

calidad suficiente para resistir las cargas producidas por el tránsito de

vehículos.

La calidad y los espesores de las capas del pavimento están íntimamente

relacionados con los materiales de las capas inferiores y las características

del tránsito. Con estos dos parámetros se debe estructurar el pavimento,

utilizando materiales disponibles en canteras seleccionadas cercanas.

2.1. COMPONENTE ESTRUCTURAL

Un pavimento puede estar constituido por una o varias capas, construidas

sucesivamente sobre la porción superior del terreno en corte o relleno, que

ha sido nivelada, perfilada y compactada quedando lista para soportarlo.

Suelo de Fundación

En términos generales es el terreno conformado por suelo, rocas o mezclas

de ambos, en corte o en relleno cuya porción superior haya sido nivelada,

perfilada y compactada sirve de soporte al pavimento.

Sub Rasante


Es la porción superior del suelo de fundación, que ha sido nivelada perfilada

y compactada, que servirá de apoyo a diferentes capas del Pavimento.

Una Sub-rasante puede ser calificada como buena, regular o de mala calidad

según sea el resultado obtenido de su valor relativo de soporte (CBR)

obtenido en laboratorio, si este se encuentra comprendido entre 60% y

100%, 10% y 60% ó 0% y 10% respectivamente. Si la Sub rasante es buena,

puede servir directamente de apoyo a la carpeta de rodadura; si es mala

conviene estudiar la posibilidad de reemplazarla o estabilizarla con

materiales de manera que mejore su calidad.

Sub Base

Es un material de préstamo que se coloca entre la sub-rasante y la base en

un pavimento flexible o entre la sub-rasante y la losa en un pavimento

rígido, para cumplir la función de capa drenante, anticontaminante y/o

resistente.

Como capa drenante para facilitar la evacuación lateral de las aguas

provenientes del nivel freático, de aniegos. Como anticontaminante, para

impedir el arrastre de finos de la sub-rasante hacia la base, para impedir que

las gravas y piedras de la base se introduzcan en una sub-rasante blanda,

para minimizar el efecto dañino por causa de las heladas o por arcillas

expansivas.

Capa de Desgaste o Superficie de Rodadura

La capa de desgaste o superficie de rodadura, sirve para proteger a las

capas inferiores del pavimento contra el desgaste, tomar los esfuerzos

cortantes generados por las cargas del tráfico, proporcionar una superficie

no deslizante, más bien suave al deslizamiento y confortable al tránsito y

para prevenir la penetración de agua hacia las capas interiores del

pavimento.

3.- DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE.

Para el diseño de pavimentos flexibles se cuenta con una gran cantidad de

métodos alternativos de diseño, variando desde consideraciones puramente

técnicas hasta métodos basados en pruebas de escala natural. El suceso de

la carretera experimental AASHTO llevo al auge en los años 60 a los métodos


empíricos, sin embargo a comienzos de los años 80 abandonaron estas

técnicas tradicionales, a fin de reducir costos y mejorar el profesionalismo y

el estatus de los Ingenieros de carreteras.

Para el diseño del pavimento se ha empleado el método de diseño de la

Asociación Americana de Funcionarios de Carreteras y Transportes

(AASHTO), correspondiente a la versión 1993.

3.2 METODO AASHTO - 93

Es uno de los métodos más utilizados y de mayor satisfacción a nivel

internacional para el diseño de pavimentos flexibles. Dado que es

desarrollado en función a un método experimental, con una profunda

investigación de la autopista AASHTO en diferentes circuitos.

3.3.- FORMULACION DEL DISEÑO

La ecuación básica de diseño a la que llegó AASHTO para el diseño de

pavimentos flexibles para un desarrollo analítico, se encuentra plasmada

también en nomogramas de cálculo, esta esencialmente basada en los

resultados obtenidos de la prueba experimental de la carretera AASHTO. La

ecuación de diseño para pavimentos flexibles modificada para la versión

actual es la que a continuación se presenta:

Fórmula General AASHTO:

Donde:

W18 : Número total de Ejes Equivalentes, para el período de

diseño

PSI : Diferencial de Serviciabilidad (Serviciabilidad inicial pi–

Serviciabilidad final pf)


MR : Módulo de resiliencia de la subrasante

ZR : Coeficiente estadístico asociado a la confiabilidad

SO : Desviación estándar combinada en la estimación de los

parámetros y del comportamiento del modelo

SN : Número Estructural.

A continuación se describen las variables de diseño:

Parámetros de Diseño

Tráfico (E18).

El método AASTHO diseña los pavimentos flexibles por fatiga. La fatiga se

entiende como el número de repeticiones ó ciclos de carga que actúan sobre

un elemento determinado. Al establecer una vida útil de diseño, en realidad

lo que se está haciendo es tratar de estimar, en un periodo de tiempo, el

número de repeticiones de carga a las que estará sometido el pavimento. La

vida útil mínima con la que se debe diseñar un pavimento flexible es de 20

años, en la que además se contempla el crecimiento del tráfico durante su

vida útil, que depende del desarrollo socio-económico de la zona.

La evaluación del tráfico se resume a la determinación del ESAL (Equivalent

Single Axle Load), el mismo que representa al número de repeticiones de

carga equivalente a un eje simple de ruedas duales de carga estándar de

18,000 lb.

Para determinar adecuadamente el ESAL es necesario contar con datos de

IMDA de la vía en estudio, estratigrafía del tránsito, factores de equivalencia

de carga, tasas de crecimiento vehicular y períodos de análisis y diseño.

Para el diseño de pavimentos en el Manual de Diseño de Carreteras

no Pavimentadas de bajo Volumen de tránsito en el ítem 5.3.1

tráfico indica lo siguiente:


En el estudio de tráfico del proyecto se tiene 68 vehículos pesados para

periodo de diseño de 10 años, por lo tanto estamos fuera de los parámetros

indicados en el cuadro precedente, entonces nos enmarcamos para el

diseño de pavimentos al Manual de Diseño de Carreteras

Pavimentadas de bajo Volumen de tránsito

Para 10 años : EAL = 1.79E+05

Espesor (SN).

El numero estructural “SN” que pretendemos determinar al realizar un

diseño de pavimento flexible. El resultado del espesor se ve afectado por

todas las demás variables que interviene en los cálculos. Es importante

especificar lo que se diseña, ya que a partir de espesores regulares una

pequeña variación puede significar una variación importante en la vida útil.

Esta variable será importante para diseñar los espesores de las diferentes

capas del pavimento.

Según AASHTO la ecuación SN no tiene una solución única, existiendo

muchas combinaciones de espesores de cada capa que dan una solución

satisfactoria.


Tasa de Crecimiento Anual (Fca)

Dependiendo de muchos factores, como es el desarrollo económico social de

la zona, la capacidad de la vía, etc. Es normal que el tráfico vehicular vaya

aumentando con el paso del tiempo hasta que llegue a un punto tal de

saturación en el que se mantiene.


Factor de Crecimiento del Tráfico.

El factor de crecimiento del tráfico es un parámetro que considera en el

diseño de pavimentos, los años de periodo de diseño más un número de

años adicionales debidos al crecimiento propio de la vía.

Período de Diseño (Pd).

El presente trabajo considera un período de diseño de 10 años.

Factor de Sentido (Fs).

Del total del tráfico que se estima para el diseño del pavimento deberá

determinarse el correspondiente a cada sentido de circulación.

Factor Carril (Fc).

Es un coeficiente que permite estimar que tanto el tráfico circula por el carril

de diseño.

Factor de Equivalencia de Tráfico.

Fórmulas que permiten convertir el número de pesos normales a ejes

equivalentes los que dependen del espesor del pavimento, de la carga del


eje, del tipo del eje y de la serviciabilidad final que se pretende para el

pavimento.

En base a los estudios de la prueba AASHTO, este organismo desarrolló

fórmulas empíricas para poder obtener los factores de equivalencia según el

tipo de pavimento que está siendo solicitado [AASHTO, 1993].

Confiabilidad:

Se denomina confiabilidad (R%) a la probabilidad de que un pavimento

desarrolle su función durante su vida útil en condiciones adecuadas para su

operación. También se puede entender a la confiabilidad como un factor de

seguridad, de ahí que su uso se debe al mejor de los criterios.

AASHTO recomienda para vías principales, un valor comprendido en el

rango de 85% y 99.9%. El nivel de confiabilidad se traduce en un factor de

seguridad aplicado al tránsito solicitante; en consecuencia, para el presente

caso el nivel de confiabilidad adoptado para el tramo será de 75%.

Desviación Estándar Normal (Zr):Es función de los niveles seleccionados de confiabilidad


Ingresando a la tabla precedente con la confiabilidad de 75% se tiene Zr =-

0.674

Error Estándar combinado (So):

AASHTO propuso los siguientes valores para seleccionar la Variabilidad o

Error Estándar Combinado So, cuyo valor recomendado es:

El valor de la Desviación Standard combinada seleccionado es el

recomendado por la AASHTO, según lo siguiente:

Para Pavimentos Flexibles So = 0,45

Serviciabilidad (PSI):

La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo

de tráfico (autos y camiones) que circulan en la vía. La medida primaria de la


serviciabilidad es el Índice de Serviciabilidad Presente. El procedimiento de

diseño AASHTO predice el porcentaje de pérdida de serviciabilidad (PSI)

para varios niveles de tráfico y cargas de ejes.

Como el índice de serviciabilidad final de un pavimento es el valor más bajo

de deterioro a que puede llegar el mismo, se sugiere que para carreteras de

primer orden (de mayor tránsito) este valor sea de 2.5 y para vías menos

importantes sea de 2.0; para el valor del índice de serviciabilidad inicial la

AASTHO llegó a un valor de 4.5 para pavimentos de concreto y 4.2 para

pavimentos de asfalto.

La pérdida de serviciabilidad (PSI = 1.5) para superficies de rodadura a

nivel de Tratamiento Superfical Bicapa considera como serviciabilidad

inicial PSIi = 3.5, y la terminal como PSIt = 2.0.

Módulo Resilente (Mr)

Esta parte se ha tratado en el Capítulo de Suelos, por ello solo haremos un

comentario de los parámetros que intervienen en el diseño del pavimento.

Según el análisis estadístico de los CBR del tramo en estudio y de acuerdo al

Perfil Estratigráfico, se observa una uniformidad de los suelos de fundación,

encontrándose principalmente suelos granulares (gravas y arenas), cuyos

valores de CBRs se califican como regulares a buenos.

El CBR de diseño para el tramo será de 23.20%

Se efectuó un análisis y evaluación de los CBR determinando solo un sector

homogéneo adoptando para efectos del diseño de pavimentos el CBR

correspondiente al promedio.

Módulo de Resilencia efectivo del suelo de fundación (MR)

Es un parámetro que a diferencia del CBR, referido a un ensayo de

punzonamiento, trata de simular el efecto dinámico de las cargas

vehiculares.

La equivalencia entre ambos está definida en la Guía AASHTO en su última

versión, recomienda la siguiente correlación:

MR (psi) = 2,555 x (CBR) 0.64


Para nuestro diseño el Modulo Resilencia efectivo es:

MR (psi) = 2,555 x (23.2) 0.64 = 19,112 psi

Drenaje (m).

COEFICIENTES DE DRENAJE PARA PAVIMENTOS FLEXIBLES

El método AASHTO requiere del coeficiente de drenaje de las capas

granulares de base y subbase. Este coeficiente tiene por finalidad tomar en

cuenta la influencia del drenaje en la estructura del pavimento.

Para el presente caso, el coeficiente de drenaje para las capas de base y

subbase, adoptado es de 1.00 (calidad de drenaje bueno y porcentaje de

exposición > 25%).

Coeficiente de aporte estructural

Los valores de los coeficientes estructurales considerados por AASHTO son:

Sub base de CBR ≥ 40% 0.12/pulg

Base de CBR ≥ 80% 0.14/pulg


Tratamiento Superficial Bicapa No tiene aporte

estructural

3.4.- Criterios Asumidos para el Diseño de Pavimento

Se tuvo en cuenta la disponibilidad de canteras, para la conformación

de la estructura del pavimento. Para lo cual se tuvo que hacer a cada

uno de ellos su respectivo EMS.

Se verificó las distancias de traslado de material de la cantera hacia la

vía en proyecto, así como la potencia con que cuenta cada una de las

canteras.

Para la determinación del tránsito vehicular existente en la zona, se

realizó el conteo respectivo en estaciones instaladas en los tramos de

estudio.

4.- DISEÑO Y PROCESO CONSTRUCTIVO DEL TRATAMIENTO SUPERFICIAL

DOBLE

Constituye el procedimiento más simple y menos costoso para la

preparación de superficies de rodamiento de tipo bituminoso. En síntesis

consiste en la aplicación de una o varias capas de material bituminoso a la

que se añaden material inerte, grava, gravilla o arena.


5.- DISEÑO Y PROCESO CONSTRUCTIVO DEL TRATAMIENTO SUPERFICIAL

DOBLE

Constituye el procedimiento más simple y menos costoso para la

preparación de superficies de rodamiento de tipo bituminoso. En síntesis

consiste en la aplicación de una o varias capas de material bituminoso a la

que se añaden material inerte, grava, gravilla o arena.

5.1.- TRATAMIENTOS SUPERFICIALES

Este es un término general que comprende diversos tipos de aplicaciones de

la Combinación de asfalto – agregado con un espesor máximo de 2.54 cm. (1

pulgada).

La impermeabilidad que proporciona da a la base y sub base así como a la

sub rasante la

Posibilidad de mantener sus condiciones de soporte, aunque el tratamiento

en si no aporta si no muy poca resistencia a la estructura total del

pavimento.

Los tipos de tratamiento superficiales varían desde su aplicación ligera

simple de un asfalto diluido al multicapa, en el que se hacen aplicaciones

sucesivas y alternadas de asfalto y agregado.

5.2 TIPOS DE TRATAMIENTO:

Existen diversos tipos de tratamiento las cuales son:

tratamiento superficial simple.

tratamiento superficial múltiple.

Capa de sello.

Capa de imprimación.

Paliativo de polvo.

5.3.- VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS TRATAMIENTOS

SUPERFICIALES

Ventajas:


La primera ventaja que podemos enumerar es la que sobre bases

granulares dan como resultado estructuras resistentes a las

variaciones climáticas y al mismo tiempo utilizables para el tráfico

liviano y mediano.

Como segunda ventaja que se puede indicar es la impermeabilidad

que tienen, la cual evita la penetración de las aguas superficiales en la

base, sub base y subrasante.

Desventajas:

Debemos mencionar que no proporciona prácticamente resistencia a

las cargas, el tener poca duración a las cargas livianas y medianas y

no ser muy recomendable su utilización en caso de cargas pesadas.

Para diseñar un tratamiento superficial de dos capas se parte de los

siguientes supuestos:

El material inerte fino solo sirve para llenar los vacíos dejados por el

material grueso de la primera capa.

El espesor total de la capa del tratamiento es igual al tamaño

promedio del agregado grueso.

El tamaño máximo del material de la segunda capa deberá ser la

mitad del tamaño máximo de la primera capa.

Los vacíos que se tiene en el volumen absoluto del tratamiento

terminado variara en un 5% a un 7%.

La cantidad total del asfalto y agregado dependerá de la futura

utilización y de la superficie tratada y de expresa en % del volumen

absoluto del tratamiento de la siguiente tabla:

CUADRO DE TASA DE APLICACION


6.- CALCULO DE ESPESORES DEL PAVIMENTO.

Datos de entrada para ecuación de AASHTO-93, para el diseño de

pavimentos flexibles.

Resultados de los EALs:

Para 10 años : EAL = 1.79111E+05

Módulo de resiliente(psi) 19112

Confiabilidad 75%

So 0.45

Coeficiente de aporte estructural

a1 0.000

a2 0.140

a3 0.120

Coeficiente de drenaje.

FACTOR DE DRENAJE

m2 1.00m3 1.00

Serviciabilidad

serviciabilidad inicial PSIi = 3.5, y la terminal como PSIt = 2.0.


Desarrollando la ecuación.

Para 10 años: EAL = 1.79111E+05

DE LA ECUACION PARA OBTENER LOS ESPESORES D1 1.00 "SN a1D1 + a2D2m2 + a3D3m3 D2 6.00 "

1.63 1.62 D3 8.00 "


Por lo tanto se para se adopta lo siguiente:

Tratamiento Superficial Bicapa : 1”

Base : 15 cm

Sub base : 20 cm

4.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

- De acuerdo con el Perfil Estratigráfico de la carretera Ticaco –

Candarave, se establece que los suelos predominantes del terreno

de fundación son suelos granulares, tales como gravas y arenas en

sus diferentes clasificaciones en el sistema SUCS.

- Los suelos encontrados en el estudio de suelos califican de acuerdo

a su capacidad de soporte como regulares a buenos;

determinándose como CBR de diseño = 23.2%.

- Dada la continuidad y predominancia de los suelos granulares, se

ha establecido todo el tramo en estudio como homogéneo.

- La metodología empleada para la estructuración del pavimento es

la desarrollada por la AASHTO – 93; presentándose como superficie

de rodadura tratamiento superficial bicapa.


PERFIL ESTRATIGRAFICO

PLATAFORMA


RESUMEN DE ENSAYOS CBR PLATAFORMA


RESUMEN DE ENSAYOS

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Pavi Mentos

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