Proyecto de Grado_Equivalente de Arena Sabana de Bogotá

5/11/2018 Proyecto de Grado_Equivalente de Arena Sabana de Bogotá - slidepdf.com

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RICARDO RAFAEL SÁNCHEZ GAMBOA

MAXIMILIANO VILLADIEGO ESTRADA

INVESTIGACIÓN DE VALORES DE EQUIVALENTE DE ARENA ENLOS BANCOS DE EXPLOTACIÓN DE MATERIALES DE LA

SABANA DE BOGOTÁ

RICARDO RAFAEL SÁNCHEZ GAMBOAMAXIMILIANO VILLADIEGO ESTRADA

CORPORACION UNIVERSITARIA MINUTO DE DIOSFACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVILBOGOTA D.C.

2008




MAXIMILIANO VILLADIEGO ESTRADA 2

INVESTIGACIÓN DE VALORES DE EQUIVALENTE DE ARENA ENLOS BANCOS DE EXPLOTACIÓN DE MATERIALES DE LA SABANA

DE BOGOTÁ

RICARDO RAFAEL SÁNCHEZ GAMBOAMAXIMILIANO VILLADIEGO ESTRADA

PROYECTO DE GRADO PARA OBTENER EL GRADO DEINGENIERO CIVIL

DIRECTOR DEL PROYECTOING. ANDRÉS WILSÓN MAFLA BOTINA

CORPORACION UNIVERSITARIA MINUTO DE DIOSFACULTAD DE INGENIERIADEPARTAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

BOGOTA D.C.2008





Nota de Aceptación

_______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________ _______________________________

_______________________________ Firma del presidente del Jurado

_______________________________ Firma del Jurado

_______________________________ Firma del Jurado





Bogota, enero de 2008

AGRADECIMIENTOS

Al Ingeniero Andrés Wilson Mafla Botina, docente de esta universidaden el área de Mecánica de Suelos, Cimentaciones y estructuras, porsu asesoría y acompañamiento durante esta investigación.





LISTA DE ANEXOS

Pág.

Anexo A Ensayos de materiales anteriores a los procesosoptimización de Resultados Equivalente de Arena. 40

Anexo B Ensayos de Equivalentes de Arena de muestras tomadasen cantera sin adición de arena . 41

Anexo C Ensayos de Equivalentes de Arena de muestras de arenade río . 42

Anexo D Ensayos de Equivalente de Arena de Subbase y BasesGranulares optimizadas con adición de Arena de río. 43

Anexo E Tabla de resumen de resultados. 44

Anexo F Normas de Ensayo de Materiales para carreteras vigentesen el Instituto Nacional de Vías INVIAS, que se adoptaroncomo referencia. 45





TABLA DE CONTENIDO

1 CAPITULO ...........................................................................................................8

1.1 INTRODUCCION.............................................................................................8

1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA..............................................................9

1.2.1 CANTERAS ESTUDIADAS EN LA SABANA DE BOGOTÁ ..................10

1.2.3 REGISTRO FOTOGRÁFICO DE CANTERAS ......................................12

1.3 ANTECEDENTES..........................................................................................17

1.4 JUSTIFICACIÓN............................................................................................17

1.5 OBJETIVO GENERAL ...................................................................................18

1.6 OBJETIVOS ESPECIFICOS..........................................................................18

2 CAPITULO .........................................................................................................20

2.2 MARCO TEORICO ........................................................................................20

3 CAPITULO .........................................................................................................26

3.2 METODOLOGÍA ............................................................................................26

3.2.3 MATERIAL GRANULAR ORIGINAL......................................................26

3.2.4 ANSAYOS DE CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES.......................27

4 CAPITULO .........................................................................................................32

4.2 SOLUCIÓN AL PROBLEMA..........................................................................32

4.2.1 PROCESO DE PREPARACIÓN DE SUBBASE Y BASES

GRANULARES EN CANTERAS ........................................................................33

5 BIBLIOGRAFIA ..................................................................................................39

ANEXO A....................................................................................................................40

ANEXO B....................................................................................................................41





ANEXO C....................................................................................................................42

ANEXO D....................................................................................................................43

ANEXO E....................................................................................................................44

ANEXO F....................................................................................................................45





1 CAPITULO

ASPECTOS GENERALES

1.1 INTRODUCCION

Con esta investigación, pretendemos realizar un estudio a las canterasde la Sabana de Bogotá a partir del ensayo de equivalente de arenaque es uno de los ensayos de calidad tenido en cuenta en la

aceptabilidad de los materiales para ser usados como agregadospétreos en la construcción de vías.

Con base en estos resultados analizar la necesidad de adición dearenas limpias para mejorar el resultado del ensayo.

Es importante tener en cuenta que a la fecha de realización de esteproyecto ya en algunas canteras de la sabana están implementando elmejoramiento de los materiales mediante la utilización de arenaslimpias, lo cual sirve de gran apoyo para nuestra investigación.

Si bien el presente trabajo no obedece a una investigación científicaaltamente calificada, se debe considerar el alto ingrediente de trabajode laboratorio, de los autores.





1.2 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

Para la construcción de capas granulares que son el soporteestructural de los pavimentos, los materiales serán agregadosnaturales clasificados, los cuales deben cumplir con una serie depruebas de resistencia del material a utilizar, con ensayos realizadosen las zonas de préstamo o canteras, lo cual nos indican algunascaracterísticas propias del material natural extraído.

En el presente trabajo, se pretende hacer una extensión de laaplicación de la prueba de Equivalente de arena para caracterizar los

agregados pétreos utilizados en la construcción de capas estructuralesde pavimento.

En el caso de los materiales denominados bases granulares, estospodrán provenir de la trituración de rocas y gravas o podrán estarconstituidos por una mezcla de productos de ambas procedencias.

En ambos casos, las partículas de los agregados serán duras,resistentes y durables sin exceso de partículas planas, blandas odesintegrables y sin materia orgánica.

Como es de amplio conocimiento en nuestro medio, en la sabana deBogotá no se dispone de agregados pétreos adecuados para obtenerbases granulares que satisfagan los requisitos de calidad exigidos encuanto al valor de Equivalente de Arena.

Para efecto de este proyecto se efectuaran ensayos a muestras dematerial tomadas de diferentes canteras disponibles en la sabana, en

ese sentido se desarrollará una serie de ensayos de laboratorio loscuales determinarán los valores de Equivalentes de Arena de estosmateriales; las Canteras Estudiadas se relacionan en el anexo A:

A partir de estos resultados también se procede con la ejecución deensayos a algunos materiales ya mejorados mediante la adición de





una proporción adecuada de Arena de Río para conocer los resultadosobtenidos.

Respecto de los materiales a ensayar, estos corresponden a muestrastomadas en canteras y en algunas obras dentro de la ciudad ypreparadas en el laboratorio para los ensayos pertinentes.

1.2.1 CANTERAS ESTUDIADAS EN LA SABANA DE BOGOTÁ

Entre las múltiples fuentes de materiales disponibles en la sabana deBogotá se seleccionaron las más representativas, en cuanto a surégimen de explotación, las cueles citamos a continuación:

Cantera El Rubí Municipio de San Francisco (Alto del Vino)Cantera El Vino Municipio de San Francisco (Alto del Vino)Cantera El Pencal Municipio de Tenjo (La Punta)Cantera Vista Hermosa Municipio de Mosquera (Mondoñedo)Cantera El Pinar Municipio de Mosquera (Mondoñedo)Cantera Loma Pelada Municipio de Mosquera (Mondoñedo)Cantera San Fernando Municipio de Mosquera (Mondoñedo)Cantera La Moya Municipio de SoachaCantera Herreros Municipio de soachaCantera Cascajal Municipio de soachaCantera El Recurso Municipio de soachaCantera Manas Municipio de CajicáCantera Boqueron Municipio de ChipaqueCantera Constriturar Quiba (Mochuelo alto)Cantera Villa Paula Quiba (Mochuelo alto)Cantera Silva y Báez Ciudad BolívarCantera Jorge Franco Ciudad Bolívar

A continuación se muestra un plano de localización aproximada de lascanteras mencionados.





1.2.3 REGISTRO FOTOGRÁFICO DE CANTERAS

Foto 1. Cantera San Fernando





Foto 2. Cantera Vista Hermosa (Trituradora)





Foto 3. Cantera Loma Pelada





Foto 4. Cantera La Moya - Soacha





Foto 5. Cantera Jorge Franco - Ciudad Bolívar





Foto 6. Cantera Silva y Báez – Ciudad Bolívar

1.3 ANTECEDENTES

No se conocen experiencias relativas a verificación de valores deequivalente de arena en forma sistemática en las fuentes demateriales de la sabana que puede llegar a suministrar informacióndetallada a los contratistas de obras de nuestro medio.

1.4 JUSTIFICACIÓN

En Colombia la industria de la construcción en los últimos años haestado tratando de revolucionar los procesos constructivos;implementando una serie de ajustes en cuanto a las exigencias de





calidad de los materiales empleados en la construcción de vías, paraello las instituciones encargadas de regular los procesos decontratación del estado y por ende la calidad de las obras, hancontratado con entidades privadas como universidades y la mismaSociedad Colombiana de Ingenieros, para ajustar y unificar loscriterios de calidad de los materiales para la construcción de las obrasviales que se dan al servicio de las comunidades.

Este trabajo pretende determinar cual es la calidad de los materialesexplotados en la Sabana de Bogotá en cuanto al valor de equivalentede arena.

1.5 OBJETIVO GENERAL

Mediante muestreos realizados en las distintas fuentes de materiales,efectuar los ensayos de equivalente de arena, en su condición naturaly para efectos comparativos, adelantar similares ensayos en muestrascon alguna adición de arena de río.

1.6 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Investigar sobre el método de ensayo Equivalente de Arena, sudesarrollo análisis y cálculo de resultados que conlleven alconocimiento de esta propiedad en suelos usados en los proyectosviales de nuestro medio.

Implementación y puesta en marcha del ensayo de Equivalente de

Arena.

Elaboración de guía para el ensayo de Equivalente de Arena.

Toma de muestras y análisis de las mismas.





Toma de datos, cálculos y análisis de resultados para poder compararcon la información existente a respecto.





2 CAPITULO

2.2 MARCO TEORICO

Dentro de los parámetros exigidos por las entidades contratantesespecialmente por parte del estado como son el INVIAS y el IDU,existe una normatividad vigente a cerca de los materiales que sedeben utilizar para la construcción de proyectos viales.

Dentro de las múltiples pruebas de calidad que se exigen para laaceptabilidad de un material para ser utilizado en un proyecto vialcomo Base Granular o Subbase Granular tenemos el ensayo deEquivalente de Arena.

La prueba de originalmente fue desarrollada por Francis N. Hveein enel departamento de Carreteras de California, ha alcanzado hoy muyamplia y merecida difusión. Esta prueba se destaca para determinar lacalidad de los suelos o de los productos de trituración procedentes delos bancos de explotación de materiales.

Todos los materiales térreos que se utilizan en las estructuras de víasy los pavimentos contienen en menor o mayor grado partículas finas,de cuyo monto y actitud depende una gran parte, como es sabido, elcomportamiento mecánico del conjunto. La prueba de equivalente dearena fue desarrollada por Hveein para evaluar en forma cualitativa lacalidad y la actividad de los finos que existen en la mezcla departículas que constituyen el suelo que se va a utilizar.

La prueba consiste en introducir una cantidad prefijada de la fraccióndel suelo que pasa la malla No. 4 en una probeta estándar,parcialmente llena con una solución que entre otros efectos, propicia lasedimentación de los finos. Tras un periodo de vigorosa agitación parahomogenizar la suspensión, la probeta se deja en reposo en su





posición natural durante 20 minutos al cabo de los cuales se le ve elperfil de sedimentación en el fondo, que básicamente debe consistir dedos capaz fácilmente distinguibles, una inferior que tendráprácticamente todas las partículas de arena y otra superior formadapor la cantidad de arcilla que haya alcanzado a depositarse en eltiempo transcurrido, bajo el efecto floculante que produzca la soluciónutilizada, el cual obviamente dependerá de la concentración con quese fabrique está. Así, por ejemplo, si la arcilla contendida es unamontmorilonita o una bentonita de alta actividad coloidal, la soluciónestándar, actuando durante 20 minutos alcanzara a flocular ydepositar una determinada cantidad, en tanto que, si la arcilla es unacaolinita de actividad coloidal mucho menor seguramente en los 20minutos podrá llegarse a depositar toda la arcilla.

De esta manera, el estudio del perfil de sedimentación permiteestablecer un índice volumétrico de las respectivas proporciones delos materiales contemplados en el suelo original, que pueden enprincipio clasificarse como arenas y como arcillas. Además, como severa, el perfil de sedimentación permite obtener también una idea decarácter cualitativo, pero seguramente bastante apropiada de laactividad que pueda atribuirse a la fracción arcillosa.

La solución esta formada básicamente con cloruro de calcio que es unmaterial floculante; se le añade algo de glicerina, pues se vio que asíse producía un efecto estabilizante que hacia la prueba masconsistente al ser repetida por operadores diferentes y una porción deformaldehído, cuyo objeto es el de esterilizar la solución paraneutralizar la posibilidad de desarrollo de organismos que pudieracontener el suelo original. La base de la solución es agua destilada orazonablemente limpia. Muy especialmente la cantidad de cloruro decalcio determina el poder floculante de la solución; con cantidadesdiferentes se tienen volúmenes de arcilla depositadas muy diferentes y

por lo tanto, también muy distintos equivalentes de arena, pues esteconcepto se define y determina con base en los respectivos espesoresde arena y arcilla en el perfil de sedimentación.

Una vez obtenido el perfil de sedimentación y anotado el nivel superiorde la capa de arcilla, se introduce en la probeta un pisón de peso





estándar, el cual se apoya sobre la arcilla permitiendo que se hundaen ella, lo que ocurre prácticamente hasta que se le alcanza la capade arena; la altura a que queda este pisón se mide también y seconsidera la altura de la frontera superior de la capa de arena. El pisónes necesario, pues como es natural, durante la deposición no sedefine nítidamente un plano de transición entre la arena y la arcilla. Sedefine como equivalente de arena a la relación:

arcillaladeerior nivelelen Lectura

arenaladeerior nivelelen Lectura A E

sup

sup100.. ∗=

Un equivalente de arena cero se obtendría en una arcilla pura, entanto en cuanto mayor sea el equivalente de arena se tendrá

seguramente una mayor proporción de este último material en elconjunto.

Hasta aquí tal parece que la prueba de equivalente de arena lo únicoque establece es una relación volumétrica entre el contenido de arenay el contenido de arcilla en la muestra. Si así fuera, no estaría dandomás información que un análisis granolumétrico rápido con cribado enlas mallas No. 4 y 200, quizás más sencillo de realizar. El valor de laprueba de equivalente de arena es que por lo menos cualitativamente

va algo más lejos que la simple información anterior, al dar una ideacomo se dijo, de la actividad de la fracción arcillosa.

El primer punto a cuidar es la concentración de la solución floculanteque se use, pues como se hizo notar de su poder floculante dependeque se deposite más o menos arcilla en el tiempo de prueba lo queharía variar el equivalente de arena.

Se pudo notar durante las distintas pruebas que el efecto de un 5% debentonita es similar al de un 21% de caolinita para un agregado

estudiado y es ese precisamente el nivel elegido por Hveein para fijarla concentración de la solución estándar. La solución estándar autilizar en las pruebas de equivalente de arena es tal que proporcioneel mismo valor para este último concepto en un agregado que tenga el5% de bentonita y en el mismo agregado un 21% de caolinita.





La otra solución daría diferentes valores de equivalente de arena entodas las pruebas realizadas y desde luego es dudoso que laconcentración elegida por Hveein posee ningún significado especial osea la mas apropiada para establecer la mejor correlación posibleentre el valor del equivalente de arena y la actividad de los finoscontenidas en el suelo.

Una vez fijada la concentración de la solución y estandarizada laprueba la actividad de los finos se refleja en un resultado de la mismapor lo menos en dos maneras. En primer lugar en la cantidad de arcillaque se alcance a depositar en 20 minutos, que será diferente segúnsea el contenido y actividad de la fracción coloidal de la arcilla. Ensegundo lugar, la actividad de los finos se reflejara seguramente en la

estructuración de la arcilla depositada en la solución estándar y aestructuras mas cerradas o mas abiertas aun para la misma cantidadde arcilla, corresponderá diferentes valores de la altura de la arcilla ypor lo tanto, diferentes valores del equivalente de arena. En general enrelación a este ultimo aspecto puede decirse que entre más abierta laestructura mayor actividad mostrara los finos y se obtendrá unequivalente de arena menor.

En Bogotá y municipios vecinos a lo largo de los años se havenido construyendo todas las obras viales, urbanismo y espaciopúblico con materiales propios de la sabana de Bogotá,provenientes de la explotación en los cerros orientales y del sur ycerros cercanos, esto debido a que por su cercanía y su fácilexplotación hacen que su costo sea muy bajo, pero no teniendoen cuenta que esta situación ha venido generando gravesinconvenientes en lo que se refiere a la estabilidad de las obras,ya que estos materiales son de regular calidad debido a la mismaformación geológica.

Las principales formaciones rocosas que se encuentran son: GrupoGuadalupe, originado en el Cretáceo Superior, conformado porsedimentos marinos que dieron lugar a niveles de arcillolitas yareniscas de distintas consistencias. El Guadalupe consta de lasformaciones Arenisca Tierna, Plaeners, Arenisca de Labor y AreniscaDura.





Los principales afloramientos del Guadalupe se encuentran en loscerros orientales de la ciudad, en los que ha sufrido plegamientos,dando origen a estructuras anticlinales estrechas y a altos niveles defracturamiento de la roca. Como consecuencia de lo anterior, hayabundancia de depósitos de ladera en la zona mencionada. ElGuadalupe sirve como base al sinclinorio que forma la Sabana deBogotá.

La formación Guaduas sobreyace al Guadalupe, y está conformadaprincipalmente por arcillolitas rojizas y abigarradas, con intercalacionesde mantos y ocurrencia frecuente de areniscas y arcillolitas grises; lossedimentos son de transición marino-continental y de origen Cretáceo-

Terciario, alcanzando espesores cercanos a los 1000 m. El Guaduasaflora en una estrecha franja en los cerros orientales de Bogotá, en loscerros de Chapinero y en las receberas de la zona de Ciudad Bolívar,al sur de la Sabana.

La formación Bogotá, conformada principalmente por arcillolitasabigarradas con intercalaciones de areniscas arcillosas, en sus nivelessuperiores, es de origen Terciario con depositación fluvial, y tiene unestrato inferior formado a su vez por areniscas conglomeráticas firmes,denominado Arenisca del Cacho. Su espesor máximo se aproxima alos 1500 m y tiene contacto litológico directo con el Guaduas, siendoéste último el menos reciente.

En el sur de la cuenca de la Sabana se encuentra la formación Usme,que es de sedimentación marina y tiene un espesor máximo de 600 m.Se trata de la parte superior de la secuencia Cretáceo-Terciaria, yconsta de areniscas de grano medio a fino con intercalacionesconglomeráticas y de arcillas grises. El afloramiento más importanteestá en el sinclinal del Tunjuelo, al sur oriente de la ciudad.

La formación Tilatá se originó en el Plioceno, y está conformada porcapas de arcilla, arenas y gravas, todas ellas de depositacióncontinental. Se considera que sus sedimentos son producto de laerosión de las formaciones del Cretáceo Superior y algunos estratos





del Terciario inferior; esta formación se aprecia en las cuencashídricas que irrigan la Sabana de Bogotá, tanto al norte como al sur.

Como se puede apreciar en los cerros que circundan la sabana lasrocas que predominan son muy tiernas de formación muy reciente conarcillolitas e intercalaciones de areniscas arcillosas, lo cual como ya semencionó anteriormente es una razón suficiente para que todos losmateriales provenientes de la explotación de estos cerros tengan unoscontenido de finos muy arcillosos lo cual nos da origen a esos valoresbajos de equivalente de arena que usualmente se obtienen en laspruebas realizadas a materiales proveniente de las canteras de lasabana de Bogotá.





3 CAPITULO

3.2 METODOLOGÍA

Se procederá inicialmente con la compra de materiales, montaje delequipo e instalación en el laboratorio, al tiempo que se elaboraran lassoluciones de trabajo disponibles para la elaboración de las pruebas,las cuales serán dispuestas en el laboratorio para su uso y puesta en

marcha del resto del equipo.

Luego se procederá a la visita de canteras y selección de muestrasrepresentativas de materiales, tanto bases granulares como subbasesgranulares y algunas muestras de material de río para finesdemostrativos.

Se realizará para cada muestreo la reducción de tamaño y preparaciónde las muestras para ensayo, una vez esto se procede con la puestaen marcha del proceso de ensayo y recolección de resultados.

Se calculará los valores de Equivalente de Arena de acuerdo con losprocedimientos de cálculo ya establecidos por las normas existentes.Ver norma de ensayo en anexo D.

Todos los resultados obtenidos por cada muestreo y por tipo dematerial, los cuales corresponderán a varios ensayos por cada tipo, setabularán y graficarán con el fin de elaborar un adecuado control delas canteras analizadas.

3.2.3 MATERIAL GRANULAR ORIGINAL





Se realizaron ensayos de Equivalente de arena a muestras de materialgranular, tal como se obtiene en la fuente con el fin de conocer suspropiedades en ese estado, que podría llamarse original, para luegoefectuar las comparaciones pertinentes dentro de este proyecto.

3.2.4 ANSAYOS DE CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES

Se adelantaron ensayos de caracterización de los materiales utilizadosen nuestras obras originalmente y que no cumplen con el valor deequivalente de arena, así:

3.2.4.1 SUBBASES GRANULARES, BASES GRANULARES YARENAS DE RÍO

Muestreo Cantera El boqueron (K 5,5 vía Cajicá – Tabio)

Se realizó un muestreo el día 22-may-2006 para ensayos decaracterización, proceso correspondiente al control de calidad de unaBase Granular (se pueden ver los datos del proyecto en los formatosde resultado).

Equivalente de Arena: 18% < 30% (No cumple)Índice de Plasticidad: N. P.

Muestreo Cantera Silva (Báez Ciudad Bolívar)

Se realizó un muestreo el día 31-may-2006 para ensayos decaracterización, proceso correspondiente al control de calidad de unaBase Granular (se pueden ver los datos del proyecto en los formatosde resultado).

Equivalente de Arena: 18% < 30% (No cumple)Índice de Plasticidad: N. P.

Muestreo Arena del río Paquiló (Río Paquiló Tolima)





Se realizó un muestreo el día 07-mar-2007 para ensayos deequivalente de arena

Equivalente de Arena: 88% > 50%Índice de Plasticidad: N. P.

Muestreo Arena del Guamo (Río Magdalena – El Guamo Tolima)

Se realizó un muestreo el día 16-jun-2007 para ensayos deequivalente de arena


Muestreo Arena de río (Finca la Libertad)

Se realizó un muestreo el día 24-sep-2007 para ensayos deequivalente de arena


Muestreo Arena del río Magdalena (Alvarado Tolima)

Se realizó un muestreo el día 02-feb-2008 para ensayos decaracterización, proceso correspondiente a un diseño de mezcla deconcreto (se pueden ver los datos del proyecto en los formatos deresultado).


3.2.4.2 Equivalente de Arena. Norma INV E133.

Se realizó el ensayo de Equivalente de Arena, donde se pudo verificarque los materiales no cumplen con la especificación del Instituto





Nacional de Vías para ser usado como Base Granular del Tipo BG-1al presentar equivalentes de arena que van desde 10% hasta 26%, laexigencia de la especificación 300-96 indica que debe ser mínimo del25% para Subbase Granular y 30% para Base Granular; losresultados se pueden apreciar en el Anexo B y C.

Foto 7. Ensayo Equivalente de Arena - Cantera Villa Paula





4 CAPITULO

4.2 SOLUCIÓN AL PROBLEMA

Teniendo en cuenta que la situación que se presenta es debido a laimposibilidad de obtener fracciones de arena limpias y de grano mas omenos grueso capas de aportar propiedades adecuadas para generarbuenos valores de equivalentes de arena, se ha optado por suministrarese contenido de arena mediante la adición de arenas de río de

buenas fuentes, que por su naturaleza propia son arenas lavadas concontenidos de finos casi nulos lo cual les favorece muchísimo para elEquivalente de Arena.

En nuestro medio lo largo de mucho tiempo se han venido usandopara producir concretos y mezclas asfálticas las arenas lavadas del ríomagdalena las cuales nos dan unos valores de Equivalente de Arenamayor al cincuenta por cientos (50%, teniendo en cuenta esto se estádosificando los materiales provenientes de trituración de roca debuenas características de resistencia de nuestros cerros conporcentajes de arena de río del Guamo, con lo cual se han logradoobtener los valores requeridos para cumplir las exigencias de lasespecificaciones de construcción.

Vale la pena tener en cuenta que debido a dificultad de cumplir con laresistencia al desgaste de los materiales en la sabana ha sidonecesario la consecución y trituración de roca de buena calidadtratando de eliminar casi al máximo el uso de las matriz de suelosfinos los cuales son muy arcilloso y perjudiciales para el Equivalente

de arena y esto ha facilitado el proceso, puesto que la arena que seadiciona cumple la única función de mejorar el valor de Equivalente deArena y no el problema de la plasticidad que también nos afectaba.

En la actualidad se ha estado haciendo seguimiento a materiales deSubbases y Bases Granulares preparados para dos proyectos en





Bogotá con muy buenos resultados. Estos proyectos son Construcciónde la Avenida los comuneros entre la avenida circunvalar y la carreraoctava y la construcción de vías de acceso a un proyecto urbanísticollamado Nueva Tierra Grata ubicado al sur del vivero de Álamos.

4.2.1 PROCESO DE PREPARACIÓN DE SUBBASE Y BASESGRANULARES EN CANTERAS

Las Canteras que están proviendo material son Constriturar deGildardo Rodríguez y Villa Paula de Gayco las cuales están ubicadasen el Mochuelo y están haciendo mezcla con arena del Guamo.También las Cantera San Fernando y Vista Hermosa ubicadas en el

Sector de Mondoñedo – Municipio de Mosquera.Todas las canteras antes mencionadas están explotando roca sana delos cerros y triturando para obtener las granulometrías deseadas y conello el cumplimiento en todos los demás parámetros de calidad que seestán exigiendo en las actuales especificaciones de construcción.

El proceso de preparación de la Subbase y Base granular consta deun proceso inicial de explotación de material del Banco de materialescon buenas características de resistencia, seguido de esto este se

somete a un proceso de trituración, durante el cual se separa elmaterial en tres tamaños de agregados, los cuales corresponde a untamaño más fino donde recoge básicamente la fracción de arena detodo el proceso la cual lógicamente presenta un contenido de gravasintermedias. Por otra banda se recupera los tamaños intermedios y poruna tercera banda se recupera lo tamaños gruesos.

Luego de tener estos materiales son sometido a ensayosgranulométricos mediante los cuales se logra determinar la distribución

de tamaños y con esto se realiza el ajuste granulométrico, el cual esuna dosificación teórica mediante la cual se obtiene el porcentaje decada fracción necesaria para obtener la granulometría deseada.

Y finalmente a esta mezcla se le agrega la cantidad de arena de ríonecesaria para obtener el valor de equivalente de arena requerido, lo





cual se logra a partir de varias adiciones de arena a unas mezclas deprueba con las cuales se obtiene la proporción óptima a adicionar.

Foto 10. Adición de Arena de río a una proporción de material trituradodel menor tamaño que sale de la trituradoraCantera San Fernando.





Foto 11. Adición de material intermedio del que sale de la trituradoraCantera San Fernando.





Foto 12. Adición de material grueso del que sale de la trituradoraCantera San Fernando.

Seguido de esto se procede al mezclado de todo el materialadicionado y se practican los ensayos de verificación.





CONCLUSIONES.

En general los resultados de Equivalente de Arena para los materialesanalizados están por debajo de tope exigido por las especificacionesde construcción para ser usados como Bases y Subbase Granularesen la construcción de vías.

En general la causa principal para que los valores de equivalente dearena de nuestros materiales sean tan pobres radica en la mismaformación geológica de los cerros adyacentes a la sabana, de dondeexplotan los materiales suministrados a las obras del distrito y sus

alrededores, ya que estos cerros están constituidos por rocas que sonmuy tiernas de formación muy reciente con arcillolitas eintercalaciones de areniscas arcillosas.

Debido a estos valores tan bajos de equivalente de arena lo cual esindicativo de presencia de gran cantidad de suelos muy finos esrazonable que la resistencia de las estructuras de granularesconstruidas en la obras viales sean muy bajas y esto sumado a laresistencia de la roca arenisca que conforma los cerros, que estambién baja, nos trae como consecuencia unas estructuras depavimento que no soportarán el tránsito para el cual son diseñadas, deahí que las carpetas asfálticas se deterioren tan rápido y una vezeliminada la carpeta asfáltica, para las condiciones climáticas (lluvias)de nuestro medio no es ningún problema acabar con toda la estructurade granulares.

Como alternativa de solución al problema se ha implementado laadición de arena lavada de río al material triturado y preparado paraSubbase y Bases Granulares aprovechando el alto valor de

equivalente de esta para incrementar el valor de la mezcla.

Con la adición de arena lavada de río a las Bases y SubbasesGranulares se ha obtenido un importante valor agregado, es que losvalores de capacidad portante (C.B.R.) de las estructuras que seobtienen han incrementado considerablemente, lo que se ha podido





comprobar en las últimas pruebas realizadas a materiales en las obrasmencionadas.





5 BIBLIOGRAFIA

Normas de ensayos de INVIAS

INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS

INGENIERÍA DE SUELOS EN LAS VÍAS TERRESTRES:CARRETERAS Y FERROCARRILES, Alfonso Rico y Hermilo delCastillo, editorial Limusa, 2da ed. - 1996

INGEOMINAS, UPES, UNIVERSIDAD DE LOS ANDES.“Microzonificación Sísmica de Santafé de Bogotá”. 1997.





ANEXO A.Ensayos de materiales anteriores a los procesos optimización de

Resultados Equivalente de Arena.





ANEXO B.Ensayos de Equivalentes de Arena de muestras tomadas en cantera

sin adición de arena.





ANEXO C.Ensayos de Equivalentes de Arena de muestras de arena de río.





ANEXO D.Ensayos de Equivalente de Arena de Subbases y Bases Granulares

optimizadas con adición de Arena de río.





ANEXO E.Tabla de resumen de resultados.





ANEXO F.Normas de Ensayo de Materiales para carreteras vigentes en el

Instituto Nacional de Vías INVIAS, que se adoptaron como referencia

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