Suelos Final

CONTRATO DE SERVICIOS PROFESIONALES

ESTUDIOESTUDIO DE SUELOS

1INTRODUCCION3

2DESCRIPCION DE LA VIA3

3EVALUACION DE CAMPO6

4PROPIEDADES MECANICAS12

5PERFIL ESTRATIGRAFICO13

6SUELOS ORGANICOS14

7CAPACIDAD DE SOPORTE14

8CONCLUSIONES15

ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

1INTRODUCCION 16

2METODOLOGIA16

3DESCRIPCION DE CANTERAS20

4FUENTES DE AGUA26

5CONCLUSIONES27

DISENO DEL PAVIMENTO

1INTRODUCCION35

2ANALISIS DE TRAFICO35

3EVALUACION SUPERFICIAL37

4CAPACIDAD DE SOPORTE DE SUELOS (CBR)37

5DETERMINACION DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO38

6CONCLUSIONES41

ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS, FUENTES DE AGUA Y DISEO DEL PAVIMENTO

ESTUDIO DE SUELOS

1.0INTRODUCCIN

Los trabajos de mecnica de suelos se desarrollaron con la finalidad de investigar las caractersticas del suelo que nos permitan establecer los criterios de diseo de la va.

El estudio se desarrolla en tres etapas; los trabajos corresponden al relevamiento de informacin, ejecutados directamente en el campo; posteriormente los trabajos que evalan las caractersticas de los materiales involucrados en el proyecto, y finalmente el procesamiento de toda la informacin recopilada que permita establecer los parmetros de diseo.

Los trabajos de campo se orientaron a explorar la superficie de rodadura y el sub suelo (subrasante), mediante la ejecucin de calicatas distribuidas cada 500 m en el rea de estudio (en forma alternada derecha izquierda), de acuerdo a lo establecido para el presente estudios. Se tomaron muestras disturbadas de cada una de las exploraciones ejecutadas, las mismas que fueron remitidas a un laboratorio especializado.

Los trabajos en el laboratorio se orientaron a determinar las caractersticas fsicas y mecnicas de los suelos obtenidos del muestreo, las que servirn de base para determinar las caractersticas para el diseo.

2.0DESCRIPCIN DE LA VIA

La carretera en estudio se ubica en el norte del pas, en la Regin Piura, departamento de Piura, en la provincia de Sullana; distrito de Lancones.

En la mayor parte de su territorio se aprecia una vegetacin tpica del bosque seco: algarrobo, overal, cactceas y pasto natural seco. El relieve es variado; se distinguen zonas planas en lugares aledaos a la represa, con caractersticas de cierta aridez. Adems, algunas zonas ms inclinadas, con presencia de cerros cubiertos de poca vegetacin con abundante material rocoso. Igualmente, algunas quebradas secas o con muy poco agua.

El Clima Presenta una temperatura mxima de 37 C y una mnima de 19 C en las partes bajas siendo 24 C su promedio anual. La direccin del viento es de sur-oeste a nor-oeste, con una velocidad mxima de 36 km/horaEl tramo se inicia en el Empalme con la ruta vecinal PI-521, especficamente en el sector Leones, en la progresiva 0+000; y finaliza en Pilares, en la progresiva Km. 17+510, de la ruta vecinal PI-523. La carretera, discurre sobre terrenos de topografa ondulada y accidentada.La carretera hasta en toda su longitud, discurre siguiendo una orientacin hacia el nor-este.

A largo de la va se ubican quebradas secas las cuales se activan en pocas de lluvias, en la cual la va cruza a travs de badenes naturales.

La plataforma o superficie de rodadura presenta las siguientes caractersticas:

Del km 00000 km 02+000, se encuentra a nivel de terreno natural en mal estado de conservacin.

Del km 02+000 km 04+000, se encuentra a nivel de trocha con superficie de rodadura a nivel de terreno natural.

Del km 04+000 km 06+000.- se encuentra a nivel de terreno natural en mal estado, con presencia de fallas tipo baches, ahuellamientos, erosiones, empozamiento, etc.Del km 06+000 km 08+000.- se encuentra a nivel de terreno natural en mal estado de conservacin.

Del km 08+000 km 10+000.- se encuentra a nivel de terreno natural en mal estado de conservacin.

Del km 10+000 km 12+000, se encuentra a nivel de una capa de material granular es decir terreno natural, en mal estado de transitabilidad.Del km 12+000 km 14+000, se encuentra a nivel de una capa de material granular y terreno natural, en sectores, lo cual brinda estabilidad a la plataforma de la vaDel km 14+000 km 16+000, se encuentra a nivel de una capa de material granular es decir terreno natural, en mal estado de transitabilidad.

Del km 16+000 km 17+510, se encuentra a nivel de una capa de material granular terreno natural, en mal estado de transitabilidad.

En el cuadro N 01 Evaluacin y Condicin de la Superficie de Rodadura, se describe la condicin de la va en estudio de manera detallada.CUADRO N 01

TramoLongitudDescripcin de la Superficie de Rodadura Existente

KmKm(km)Por tramo

00+00001+0001.0Sector se encuentra a nivel de terreno natural en mal estado de conservacin.

Sector de topografa ondulada y sinuosa.

01+00002+0001.0Sector presenta superficie de rodadura a nivel de terreno natural en mal estado, con presencia de fallas tipos baches, erosiones, ahuellamiento, etc.Sector de la zona urbana

02+00003+0001.0Este sector presenta una superficie de rodadura a nivel de terreno natural en mal estado, presenta baches, ahuellamientos, erosin de la superficie.



05+00008+0003.0Sector se encuentra a nivel de una capa de material granular y terreno natural en sectores, lo cual brinda estabilidad a la plataforma de la va. Se aprecia una superficie de rodadura en regular a mal estado de transitabilidad, debido a la presencia de baches, desprendimientos de materiales, ahuellamiento y material suelto y erosin de la plataforma.

08+00010+0002.0Este sector presenta una superficie de rodadura a nivel de terreno natural en mal estado, presenta baches, ahuellamiento, erosin de la superficie, perdida de materiales; corresponde a la zona rural.





3.0EVALUACION DE CAMPO

Los trabajos para evaluar los materiales que componen la superficie de rodadura y la subrasante se ha realizado mediante la toma de muestras; ensayos destructivos del tipo calicatas.

3.1Trabajos de Campo

Las calicatas se realizaron manualmente a un costado y dentro de la va en estudio hasta una profundidad de 1.50 m, emplendose herramientas tales como pala, pico y barreta. Las calicatas se efectuaron a intervalos de cada 500 m, no ha sido necesario realizar calicatas a menor distancia dado que las caractersticas del terreno han permanecido uniforme.

Se extrajeron muestras de cada estrato de la calicata para su evaluacin en el laboratorio. Con los resultados que se obtengan de los anlisis en laboratorio, se determinara el perfil estratigrfico de la carretera en estudio.En el cuadro N 02 siguiente, prospecciones efectuadas, se describe la ubicacin de las calicatas efectuadas as como la descripcin de los materiales encontrados en cada una de ellas.CUADRO N 02

NCalicata Profundidad (m)Progresiva

(km)Descripcin del material

1C-1

1.5000+000Presenta una sola capa un material arenoso de baja plasticidad, color marrn oscuro.

2C-2

1.5000+500En el primer estrato se aprecia un material tipo grava limosa de baja plasticidad

En la segunda estrato se aprecia un material fino tipo limoso, de mediana plasticidad.

3C-3

1.5001+000Presenta una sola capa un material arenoso de baja plasticidad, color marrn oscuro.

4C-4

1.5001+500Presenta un solo estrato de un material tipo grava pobremente graduada - grava limosa de baja plasticidad.

5C-5

1.5002+000Presenta un solo estrato de material tipo grava arcillosa de mediana plasticidad.

6C-6

1.5002+500Presenta un solo estrato de material tipo arena arcillosa de mediana plasticidad.

7C-7

1.5003+000Presenta un solo estrato de material gravoso limoso de baja plasticidad.

8C-8

1.5003+500Presenta un solo estrato de un material tipo arena pobremente graduada - arena limosa de baja plasticidad.

9C-9

1.5004+000Presenta una sola capa de un material tipo arcilla de mediana plasticidad

10C-10

1.5004+500Presenta un solo estrato de material tipo fino limoso de baja plasticidad.

11C-11

1.5005+000Presenta un solo estrato de material arenoso limoso de baja plasticidad.

12C-12


13C-13


14C-14


15C-15


16C-16


17C-17

1.5008+000Presenta un solo estrato con un material tipo grava arcillosa - grava limosa de baja plasticidad.

18C-18

1.5008+500Presenta un solo estrato con un material tipo arena arcillosa arena limosa de baja plasticidad.

19C-19

1.5009+000Presenta en la primera capa un material tipo grava arcillosa de mediana plasticidad.

Presenta en la segunda capa un material tipo grava arcillosa de mediana plasticidad.

20C-20


21C-21


22C-22


23C-23


24C-24


25C-25

1.5012+000Presenta un solo estrato con un material tipo grava bien graduada - grava limosa de baja plasticidad.

26C-26

1.5012+500Presenta un primer estrato de material arenoso limoso de baja plasticidad.

En el segundo estrato presenta una capa de material gravoso arcilloso.

27C-27

1.5013+000Presenta un solo estrato de un material tipo grava pobremente graduada - grava limosa de baja plasticidad.

28C-28


29C-29


30C-30


31C-31

1.5015+000Presenta un primer estrato de un material tipo arena pobremente graduada - arena limosa de baja plasticidadEn la segunda capa presenta un material tipo arena arcillosa de mediana plasticidad.

32C-32


33C-33

1.5016+000Presenta en la primera capa un material tipo fino limoso de baja plasticidad.

En la segunda capa presenta un material tipo grava arcillosa grava limosa.

34C-34


35C-35


36C-36

1.5017+500Presenta en la primera capa un material tipo fino limoso de baja plasticidad.

En la segunda capa presenta un material tipo arena limosa.

En la tercera capa presenta un material tipo fino limo-arcilloso de baja a mediana plasticidad.

PERFIL ESTRATIGRAFICO

La elaboracin del perfil estratigrfico, requiere de una clasificacin de materiales que se obtiene mediante anlisis y ensayos de laboratorio sobre las muestras extradas en el campo. La interpretacin de los resultados obtenidos permite clasificar los suelos, definir los horizontes de material homogneo y establecer la estratigrafa como se muestra en el plano adjunto en el anexo.3.2Trabajos de LaboratorioLas muestras disturbadas del suelo, provenientes de cada una de las exploraciones, fueron sometidas a ensayos de acuerdo a las recomendaciones de la American Society of Materials (ASTM), lo mismo que permiti evaluar las propiedades de los suelos mediante ensayos fsico-mecnicos. Los ensayos se efectuaron por cada variacin estratigrfica en conformidad con las especificaciones dadas en el reglamento EG-2000.

En el cuadro N 03 Ensayos de Mecnica de Suelos se presenta los diferentes ensayos que se realizaran, describiendo el propsito de cada uno.CUADRO N 03

ENSAYOUSOAASHTOASTMTAMAO MUESTRAPROPOSITO

Anlisis Granulomtrico por tamizadoclasificacinT88D4222.50 kgDeterminar la distribucin del tamao de partculas del suelo

Limite liquidoclasificacinT89D43182.50 kgHallar el contenido de agua entre los estados lquidos y plstico

Limite plsticoclasificacinT90D43182.50 kgHallar el contenido de agua entre los estados plstico y semislido

ndice plsticoclasificacinT90D43182.50 kgHallar el rango contenido de agua por encima del cual, el suelo est en un estado plstico.

Proctor ModifcadoDiseo de espesoresT180D155745.0 kgDeterminar el Optimo Contenido de Humedad, para alcanzar la Mxima Densidad Seca.

CBRDiseo de espesoresT193D188345.0 kgDetermina la capacidad de soporte del suelo, el cual permite inferir el mdulo resiliente del suelo

3.3Descripcin de los ensayos de laboratorio

Propiedades Fsicas

En cuanto a los ensayos a ejecutar, se puede realizar una breve explicacin de los ensayos y los objetivos de cada uno de ellos. Cabe anotar que los ensayos fsicos corresponden a aquellos que determinan las propiedades ndices de los suelos y que permiten su clasificacin.

Anlisis Granulomtrico por Tamizado (ASTM D-421)

La granulometra es la distribucin de las partculas de un suelos de acuerdo a su tamao que se determina mediante el tamizado o paso del agregado por mallas de distinto dimetro hasta el tamiz N 200 (de dimetro 0.074 mm), considerndose el material que pasa dicha malla en forma global. Para conocer su distribucin granulomtrica por debajo de ese tamiz se hace el ensayo de sedimentacin. El anlisis granulomtrico deriva en una curva granulomtrica, donde se plotea el dimetro de tamiz versus el porcentaje acumulado que pasa o que retiene el mismo, de acuerdo al uso que se quiera dar al agregado.

Limite Liquido (ASTM D-423) y Limite Plstico (ASTM D-424)

Se conoce como plasticidad de un suelo a la capacidad de este de ser moldeable. Esta depende de la cantidad de arcilla que contiene el material que pasa la malla N 200, porque este material acta como ligante.

Un material, de acuerdo al contenido de humedad en la cual se encuentra hmedo de modo que no puede moldearse, se dice que est en estado semilquido. Conforme se le va quitando agua, llega un momento en el que el suelo, sin dejar de estar hmedo, comienza a adquirir una consistencia que permite moldearlo o hacerlo trabajable, entonces se dice que est en estado plstico.

Al seguir quitando agua, llega un momento en el que el material pierde su trabajabilidad y se cuarte al tratar de moldearlo, entonces se dice que est en estado semi seco. El contenido de humedad en el cual el agregado pasa del estado semilquido al plstico es el lmite lquido (ASTM D-423), y el contenido de humedad es el que pasa del estado plstico al semi seco es el lmite plstico (ASTM D-424).

En el cuadro N 04 Resumen de valores del ensayos de lmite de consistencia (LL y LP).

CUADRO N 04NProgresivaCalicataMuestraProf. (m)L.L. (%)L.P. (%)I.P. (%)

1Km 00+000C 1M 10.00 0.0029236

2Km 00+500C 2M 10.00 0.8030255

M 2 0.80 1.5031265

3Km 01+000C 3M 10.00 0.1528253

4Km 01+500C 4M 10.00 1.5028NPNP

5Km 02+000C 5M 10.00 1.5028208

6Km 02+500C - 6M 10.00 1.5027196

7Km 03+000C 7M 10.00 1.5028NPNP

8Km 03+500C 8M 10.00 1.5030264

9Km 04+000C 9M 10.00 1.5026179

10Km 04+500C - 10M 10.00 1.5032NPNP

11Km 05+000C 11M 10.00 1.5028244

12Km 05+500C 12M 10.00 1.5029236

13Km 06+000C 13M 10.00 1.5033285

14Km 06+500C 14M 10.00 1.5030273

15KM 07+000C 15M 10.00 1.5027225

16KM 07+500C 16M 10.00 1.5028NPNP

17KM 08+000C 17M 10.00 0.6028226

18KM 08+500C 18M 10.00 1.5027207

19KM 09+000C 19M 10.00 0.3528208

M 2 0.35 1.50281711

20KM 09+500C 20M 10.00 1.5032NPNP

21KM 10+000C 21 M 10.00 1.5025NPNP

22KM 10+500C 22 M 10.00 1.5027NPNP

23KM 11+000C 23 M 10.00 1.5029263

24KM 11+500C 24 M 10.00 1.5026206

25KM 12+000C 25 M 10.00 1.5027225

26KM 12+500C 26 M 10.00 1.1031256

M 21.10 1.50312110

27KM 13+000C 27 M 10.00 15028217

28KM 13+500C 28 M 10.00 1.5030NPNP

29KM 14+000C 29 M 10.00 1.5027NPNP

30KM 14+500C 30M 10.00 1.5029227

31KM 15+000C 31M 10.00 0.2528208

M 20.25 1.5029218

32KM 15+500C 32M 10.00 1.5029254

33KM 16+000C 33M 10.00 0.2029263

M 20.20 1.5026215

34KM 16+500C 34M 10.00 1.5029NPNP

35KM 17+000C 35M 10.00 1.5029236

36KM 17+500C 36M 10.00 0.2030237

M 2 0.20 0.9028NPNP

M 3 0.90 1.5025187

Contenido de Humedad Natural (ASTM D-2216)

El contenido de humedad de una muestra indica la cantidad de agua que esta contiene, expresada como un porcentaje del paso de agua entre el peso del material seco. En cierto modo este valor es relativo, porque depende de las condiciones atmosfricas que pueden ser variables.Entonces lo conveniente es realizar este ensayo y trabajar casi inmediatamente con este resultado, para evitar distorsiones al momento de los clculos.Teniendo en cuenta los resultados del laboratorio, se resumen los valores de humedad que presentan los suelos. En el cuadro N 5, Resumen de valores del Ensayo ASTM D2116, en este cuadro se asocia la ubicacin, la profundidad y las humedades por estrato de la calicata evaluada.Clasificacin de Suelos por el Mtodo SUCS y AASHTOLos diferentes tipos de suelos son definidos por el tamao de sus partculas. Son frecuentemente encontrados en combinacin de dos o ms tipos de suelos diferentes, como por ejemplo arenas, gravas, limo, arcillas y limo arcilloso, etc. La determinacin del rango de tamao de las partculas (gradacin) es segn la estabilidad del tipo de ensayos para la determinacin de los lmites de consistencia. Uno de los ms usuales sistemas de clasificacin de suelos es el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), el cual clasifica al suelo en 15 grupos identificados por nombre y por trminos simblicos.El sistema e clasificacin para construccin de carreteras AASHTO, es tambin usado de manera general. Los suelos pueden ser tambin clasificados en grandes grupos, pueden ser porosos, de grano grueso o grano fino, granular o no granular y cohesivo, semi cohesivo y no cohesivo. Los resultados de propiedades como ndices de consistencia, humedad y anlisis granulomtricos se presentan el cuadro N 05.CUADRO N 05NProgresivaCalicataMuestraProf. (m)CONTENIDO HUMEDADSUCSAASHTO

1Km 00+000C 1M 10.00 0.007.10SMA-4(1)

2Km 00+500C 2M 10.00 0.801.70GMA-2-4(0)

M 2 0.80 1.505.00MLA-4(1)

3Km 01+000C 3M 10.00 0.155.30SMA-1-b(0)

4Km 01+500C 4M 10.00 1.509.10GP GM A-1-a(0)

5Km 02+000C 5M 10.00 1.504.00GCA-2-4(0)

6Km 02+500C - 6M 10.00 1.503.70SCA-4(0)

7Km 03+000C 7M 10.00 1.5010.50GMA-2-4(0)

8Km 03+500C 8M 10.00 1.508.20SP SM A-1-a(0)

9Km 04+000C 9M 10.00 1.504.60CLA-4(2)

10Km 04+500C - 10M 10.00 1.502.80MLA-4(0)

11Km 05+000C 11M 10.00 1.506.40SMA-4(0)

12Km 05+500C 12M 10.00 1.503.30SMA-4(0)

13Km 06+000C 13M 10.00 1.502.60GMA-2-4(0)

14Km 06+500C 14M 10.00 1.507.50MLA-4(0)

15KM 07+000C 15M 10.00 1.502.70MLA-4(2)

16KM 07+500C 16M 10.00 1.505.70SMA-4(0)

17KM 08+000C 17M 10.00 0.609.30GC GM A-1-a(0)

18KM 08+500C 18M 10.00 1.503.50SC SM A-1-b(0)

19KM 09+000C 19M 10.00 0.354.00GCA-2-4(0)

M 2 0.35 1.502.60GCA-2-6(0)

20KM 09+500C 20M 10.00 1.502.80MLA-4(0)

21KM 10+000C 21 M 10.00 1.504.90GMA-1-a(0)

22KM 10+500C 22 M 10.00 1.503.50MLA-4(0)

23KM 11+000C 23 M 10.00 1.504.70MLA-4(2)

24KM 11+500C 24 M 10.00 1.5012.60GC GM A-1-b(0)

25KM 12+000C 25 M 10.00 1.504.90GW GM A-1-a(0)

26KM 12+500C 26 M 10.00 1.102.00SMA-4(0)

M 21.10 1.504.50GCA-2-4(0)

27KM 13+000C 27 M 10.00 1502.60GP GC A-2-4(0)

28KM 13+500C 28 M 10.00 1.504.10GW GM A-1-a(0)

29KM 14+000C 29 M 10.00 1.506.40GW GM A-1-a(0)

30KM 14+500C 30M 10.00 1.503.90GM - GCA-2-4(0)

31KM 15+000C 31M 10.00 0.259.40SP SC A-2-4(0)

M 20.25 1.502.40SCA-4(0)

32KM 15+500C 32M 10.00 1.503.40SMA-4(0)

33KM 16+000C 33M 10.00 0.207.10MLA-4(1)

M 20.20 1.504.40GC GM A-2-4(0)

34KM 16+500C 34M 10.00 1.502.90MLA-4(0)

35KM 17+000C 35M 10.00 1.503.10MLA-4(2)

36KM 17+500C 36M 10.00 0.201.70MLA-4(1)

M 2 0.20 0.904.10SMA-1-b(0)

M 3 0.90 1.505.50CL ML A-4(2)

4.0PROPIEDADES MECNICAS6Los ensayos para definir las propiedades mecnicas, permiten determinar la resistencia de los suelos o comportamiento frente a las solicitaciones de cargas.

Ensayo Prctor Modificado (ASTM D-1557)El ensayo de prctor se efecta para determinar un ptimo contenido de humedad, para la cual se consigue la mxima densidad seca del suelo con una compactacin determinada. Este ensayo se debe realizar antes de usar el agregado sobre el terreno, para as saber qu cantidad de agua se debe agregar para obtener la mejor compactacin.Con este procedimiento de compactacin se estudia la influencia que ejerce en el proceso el contenido inicial de agua del suelo, encontrando que valor es de fundamental importancia en la compactacin lograda. En efecto, se observa que a contenidos de humedad creciente, a partir de valores bajos, se obtienen ms altos pesos especficos secos y por lo tanto mejores compactaciones del suelo, pero que esta tendencia no se mantiene indefinidamente, sino que al pasar la humedad de un cierto valor, los pesos especficos secos obtenidos disminuan, resultado peores compactaciones en la muestra. Es decir, para un suelo dado y empleando el procedimiento descrito, existe una humedad inicial, llamada la optima, que produce el mximo peso especfico seco que puede lograrse con este procedimiento de compactacin. Lo anterior puede explicarse, en trminos generales, teniendo en cuenta que, a bajos contenidos de agua, en los suelos finos, del tipo de los suelos arcillosos, el agua est en forma capilar `produciendo compresiones entre las partculas constituyentes del suelo lo cual tiende a formar grumos difcilmente desintegrables que dificultan la compactacin. El aumento en el contenido de agua disminuye esa tensin capilar en el agua haciendo que una misma energa de compactacin produzca mejores resultados. Empero, si el contenido de agua es tal que haya exceso de agua libre, el grado de llenar casi los vacos del suelo, esta impide una buena compactacin, puesto que no puede desplazarse instantneamente bajo los impactos del pistn.

California Bearing Ratio CBR (ASTM D-1883)El ndice de California (CBR) es una medida de la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo, bajo condiciones de densidad y humedad, cuidadosamente controladas. Se usa en el proyecto de pavimentos flexibles auxilindose de curvas empricas. Se expresa en porcentaje como la razn de la carga unitaria que se requiere para introducir un pistn a la misma profundidad en una muestra de tipo piedra partida. Los valores de carga unitaria para las diferentes profundidades de penetracin dentro de la muestra patrn estn determinados. El CBR que se usa para proyectar, es el valor que se obtiene para una profundidad de 0.1 pulgadas. Como el CBR de un agregado vara de acuerdo a su grado de compactacin y el contenido de humedad, se debe repetir cuidadosamente en el laboratorio las condiciones del campo, para lo que se requiere un control minucioso. A menos que sea seguro que el suelo no acumulara humedad despus de la construccin, los ensayos CBR se llevan a cabo sobre muestras saturadas.

En el cuadro N 06 resumen de valores del ensayo ASTM D-1883, se muestra las caractersticas mecnicas de los suelos, valores con los que se ha calculado la capacidad de soporte del suelo de fundacin (subrasante).CUADRO N 06

NProgresivaCalicataMuestraProf. (m)L.L.

(%)ProctorCBR

MDSOCH95%100%

1KM 00+500C 2 M 1 0.00 0.80302.0969.04567

2KM 03+000C 7 M 1 0.00 1.50202.1597.74973

3KM 04+500C 10 M 1 0.00 1.50321.9228.91220

4KM 07+500C 16M 1 0.00 1.50281.74110.1712

5KM 09+500C 20 M 1 0.00 1.50321.70610.3812

6KM 11+000C 23 M 1 0.00 1.50301.9769.9913

7KM 13+000C 28 M 1 0.00 1.50302.1848.14466

8KM 15+500C 32 M 1 0.00 1.50301.90510.51422

9KM 17+500C 36 M 3 0.90 1.50251.9278.9610

5.0PERFIL ESTRATIGRFICO

Con la informacin integrada, tanto de campo como en laboratorio, se ha establecido los horizontes de los materiales que se encuentren en la va. Cada exploracin genero la descripcin de campo de los suelos y con los resultados de laboratorio se ha establecido tcnicamente los tipos de suelos y se han generado los estratos.

Descripcin del Perfil

Primera Capa

La primera capa de la subrasante presenta en la mayora del tramo, un material fino limoso, luego presenta arenas limosas, y en menor proporcin gravas limosas y algunos casos gravas y arenas arcillosas. Estos materiales son calificados como pobre a regulares y hasta buenos para suelos de la subrasante; mismos que presentan valores regulares de capacidad de soporte CBR.

Segunda CapaLa segunda capa del terreno de la subrasante se presenta en pocas calicatas, presenta suelos del tipo finos limosos y pocas arenas y algunas gravas.

6.0 NIVEL FREATICO

Durante los trabajos de campo del estudio, no se encontraron sectores con presencia de nivel fretico.7.0 PRESENCIA DE SUELOS ORGNICOS Y EXPANSIVOS7.1 Suelos Orgnicos

La verificacin de la presencia de suelos orgnicos en el terreno de fundacin se realiz al momento de ejecutar las prospecciones de campo. De dicha inspeccin se concluye que no existen suelos orgnicos en todo el tramo de la carretera.7.2 Suelos Inadecuados y Expansivos

Un suelo expansivo es aquel que muestra un cambio volumtrico significativo bajo la accin del agua. La presencia de suelos expansivos se puede determinar despus de realizar los ensayos de laboratorio de las diferentes muestras obtenidas, de dicha evaluacin se concluye que no existen suelos expansivos a lo largo del tramo de la carretera.

8.0 CONCLUSIONES

8.1 Para la caracterizacin de los suelos del terreno de fundacin de la carretera, se ha ejecutado 36 pozos exploratorios o perforaciones a "cielo abierto" (calicatas) de 1.5 m de profundidad, distanciadas cada 500 m. uno del otro y distribuidos en forma alternada, por lo cual la informacin obtenida es representativa de la zona en estudio. 8.2 A la fecha de estudio (Abril del 2014), no se ha ubicado el nivel fretico; sin embargo, de acuerdo a las caractersticas hidrolgicas de la zona, rgimen de lluvias y orografa; es indispensable el cumplimiento irrestricto de las recomendaciones expuestas en el Captulo de Hidrologa y Drenaje, a fin de evitar fallas asociadas a movimientos del agua en el pavimento, principalmente por flujo de agua que se infiltre de la superficie.8.3 El presente estudio se ha realizado con la finalidad de investigar las caractersticas del suelo de fundacin y del estado actual de la va, factores que permiten establecer las actividades de rehabilitacin y/o mejoramiento que la va en estudio requiere.8.4 En base a la exploracin de suelos y a los resultados de laboratorio, se ha determinado que la subrasante se encuentra conformada por materiales con buenas, regulares y malas caractersticas para subrasante, conformados por suelos que son del tipo gravas, arenas y finos limosos y arcillosos, a los que se les asocia una resistencia de media a baja para fines de diseo del pavimento, por lo cual se ha visto conveniente sectorizar el Tramo, en los siguientes sectores: Sector 1: Km 00+000 Km 03+750 Sector 2: Km 03+750 Km 11+250 Sector 3: Km 11+250 Km 15+250 Sector 4: Km 15+250 Km 17+5008.5 Se tomaron muestras representativas de todos los tipos de suelos y de los estratos presentados en cada prospeccin, las cuales fueron analizadas en el laboratorio, permitiendo as conocer la estratigrafa del emplazamiento del proyecto.

8.6 De los resultados de los ensayos de laboratorio, correspondiente a la capacidad de soporte (CBR) de los suelos de la subrasante, se han determinado valores variables, que van desde altos, hasta relativamente bajos; los cuales varan desde 6.0% hasta 47.0% (al 95% de la MDS).

8.7 En base a los valores de los CBRs obtenidos, se ha identificado sectores cuyos suelos estn considerados como buenos, regulares y malos como subrasante; por los valores de CBR que estos presentan; por lo que se est recomendando la sectorizacin del tramo.ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

1.0 INTRODUCCIN

Los trabajos de mecnica de suelos realizados en canteras se desarrollaron con la finalidad de investigar las caractersticas de los materiales que permitan establecer que canteras sern utilizadas en las distintas capas estructurales del pavimento (Afirmado), reas de prstamo de material para conformar los rellenos, as como agregados ptreos para la elaboracin de concretos hidrulicos. Seleccionando nicamente aquellas que demuestren que la cantidad y calidad del material existente sean los adecuados y suficientes para la construccin de la va.

Los trabajos de campo se orientan a explorar el sub suelos, mediante la ejecucin de calicatas en el rea en estudio de las canteras. Se tomaron muestras disturbadas de cada una de las exploraciones ejecutadas, las mismas que sern remitidas al laboratorio especializado para los anlisis correspondientes.

Los trabajos de laboratorio se orientaran a determinar las caractersticas fsicas y mecnicas de los suelos obtenidos del muestreo, las que servirn de base para determinar las caractersticas de cada tipo de cantera y definir su uso.

2.0 METODOLOGA DEL ESTUDIO DE CANTERAS

El estudio de canteras comprende la ubicacin, investigacin y comprobacin fsica, mecnica y qumica de los materiales agregados inertes para las capas de relleno, Afirmado y Concreto Hidrulico. Asimismo se efectuaran la investigacin de fuentes de agua para la elaboracin de la mezcla y compactacin de las capas de relleno y afirmado. Se seleccionara nicamente aquellas canteras que demuestren que la calidad y cantidad de material existente son adecuadas y suficientes para la construccin total de la va. Adicionalmente se verificara que la explotacin de las canteras seleccionadas cumpla con las exigencias de la conservacin ambiental.

2.1 Investigacin de Campo

Exploracin

Previo a la etapa de exploracin se investigara las canteras utilizadas en proyectos anteriores en la zona y aquellos utilizados para el mantenimiento de la va. Con dicha informacin se realizara el reconocimiento de campo, en toda el rea de influencia del proyecto, fijndose las reas donde existan depsito de materiales inertes cuyas caractersticas son aparentemente adecuadas para ser utilizadas como material de agregados para la construccin de la carretera.

Excavacin de Calicatas en Canteras de Agregados

Una vez ubicados los depsitos, se proceder a su investigacin geotcnica mediante la excavacin de calicatas a la profundidad mnima igual a la profundidad mxima explotacin, para determinar las caractersticas del material y su potencia.

Del material extrado se separara el material mayor de 3, material entre 2 3 y material menor de 2. Se realizara la descripcin de la calicata y se obtendrn muestras representativas del material explorado. Las muestras representativas sern analizadas en el laboratorio de mecnica de suelos, con la finalidad de determinar el rea por explotarse y se realizarn mediciones de la superficie seleccionada mediante levantamientos topogrficos referenciados con el eje de la carretera. La ubicacin y descripcin de las canteras se presentan en el cuadro N 08 denominado Relacin de Canteras Ubicadas.

CUADRO N 08 Relacin de Canteras Ubicadas

CANTERAACCESOESTADO ACCESOPROGRESIVALADOUSOSPROPIETARIOS

HAWAI NEGROSiRegularKM 00+000DerechoConcreto

Afirmado

Relleno -.-

KM 05+000Si Regular KM 05+000Izquierdo Afirmado (ligante)

Relleno -.-

KM 11+780SiRegularKM 11+780Izquierdo Afirmado (ligante)Relleno-.-

KM 13+000Si Regular KM 13+000Izquierdo Afirmado (ligante)

Relleno -.-

EL PAPAYOSiRegular KM 13+850izquierdoConcreto

Afirmado

Relleno -.-

KM 16+650Si Regular KM 16+650Ambos Ligante Afirmado-.-

PILARESSi RegularKM 17+500Ambos Concreto

Afirmado

Relleno -.-

En lo que respecta a fuentes de agua, se procedi a su ubicacin y a la toma de muestras representativas. Las mismas que se analizaron en el laboratorio para los correspondientes ensayos de calidad.

En el cuadro N 09 Fuente de Agua, se presenta la fuente de agua permanente, la misma que fue sometidas a ensayos qumicos de laboratorio, con la finalidad de determinar si presentan cantidades perjudiciales de cidos, lcalis, sales como cloruros o sulfatos, materia orgnica y otras sustancias que pueden ser nocivos para los materiales que componen las obras hidrulicas.

CUADRO N 09 Fuentes de Agua

N FUNTE DE AGUAACCESOPROGRESIVAUBICACIONPROPIETARIO

1HAWAI NEGROSi Km 00+000Lado Derecho-.-

2PILARESSiKM 17+500Lado Derecho-.-

2.2 Trabajos de Laboratorio

Los trabajos de laboratorio permitirn evaluar las propiedades de los suelos mediante ensayos fsicos mecnicos y qumicos. Las muestras disturbadas de suelos, provenientes de cada una de las exploraciones, sern sometidas a ensayos de acuerdo a las recomendaciones de la American Society of Testing and Materials (ASTM).

Los ensayos de laboratorio para determinar las caractersticas fsicas, qumicas y mecnicas de los materiales de cantera; se efectuaran de acuerdo al Manual de Ensayos de Materiales para Carreteras el MTC (EM-2000) y son:

CUADRO N 10ENSAYOUSOAASHTOASTMPROPOSITO

Anlisis Granulomtrico por tamizadoclasificacinT88D422Determinar la distribucin del tamao de partculas del suelo

Limite liquidoclasificacinT89D4318Hallar el contenido de agua entre los estados lquidos y plstico

Limite plsticoclasificacinT90D4318Hallar el contenido de agua entre los estados plstico y semislido

ndice plsticoclasificacinT90D4318Hallar el rango contenido de agua por encima del cual, el suelo est en un estado plstico.

Equivalente de ArenaCalidad AgregadoT176D2419Determinacin rpida de la cantidad de finos en los agregados

Abrasin (los ngeles)T96C131 C535Cuantificacin de la dureza o resistencia al impacto de los agregados gruesos.

Proctor modificadoDiseo de espesoresT180D1557Determinacin del Optimo Contenido de Humedad y de la mxima densidad seca del material.

CBRDiseo de espesoresT193D1883Determina la capacidad de soporte del suelo, el cual permite inferir el mdulo resiliente del suelo

Propiedades FsicasCabe anotar que los ensayos fsicos corresponden a aquellos que determinan las propiedades ndices de los suelos que permiten su clasificacin.

Clasificacin de Suelos por el Mtodo SUCS y AASHTO

El sistema ms usual de clasificacin de suelos es el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), el cual clasifica al suelo en 15 grupos identificados por nombre y por trminos simblicos.

El Sistema de Clasificacin para Construccin de Carreteras AASHTO, es tambin muy usado de manera general. Los suelos pueden ser tambin clasificados en grandes grupos, pueden ser porosos. De grano grueso o grano fino, granular o no granular y cohesivo, semi cohesivo y no cohesivo.

Otra caracterstica importante de los suelos es su humedad natural, puesto que la resistencia de los suelos de subrasante, en especial de los finos, se encuentra directamente asociada con las condiciones de humedad y densidad que estos suelos presenten.

Con los resultados de propiedades ndices y anlisis granulomtrico, se presenta el cuadro N 11 clasificacin de Suelos Canteras, que resume los resultados principales de los materiales ensayados, incluyendo las clasificaciones SUCS y AASHTO.

CUADRO N 11 Clasificacin de Suelos Canteras

NCANTERAPROGRESIVASUCSAASHTOUSO PROPUESTO

1HAWAI NEGROKM 00+000GW GM A-1-a(0)Concreto

Afirmado

Relleno

2KM 05+000KM 05+000CL - MLA-4(3)Afirmado (ligante)

3KM 11+780KM 11+780CL ML A-4(3)Afirmado (ligante)

4KM 13+000KM 13+000GP GM A-2-4(0)Afirmado

Relleno

5EL PAPAYOKM 13+850GW GM A-1-a(0)Concreto

Afirmado

Relleno

6KM 16+650KM 16+650CL ML A-4(2) Ligante Afirmado

7PILARESKM 17+500GP GM A-1-a(0)Concreto

Afirmado

Relleno

Propiedades MecnicasSon ensayos que permiten determinar la resistencia de los suelos o comportamiento frente a las solicitaciones de carga.

Ensayo de Prctor Modificado (ASTM D-1557)

El ensayo de Prctor Modificado, se efecta para obtener un ptimo contenido de humedad, para la cual se consigue la mxima densidad seca del suelo con una compactacin determinada. Este ensayo se debe realizar antes de usar el agregado sobre el terreno, para as saber qu cantidad de agua se debe agregar para obtener lamedor compactacin.

California Bearing Ratio CBR (ASTM D-1883)

El ndice de California (CBR) es una medida de la resistencia al esfuerzo cortante de un suelo, bajo condiciones de densidad y humedad, cuidadosamente controladas.

Ensayo de Equivalente de Arena (ASTM D-2419)

Los ensayos de equivalente de arena sirven como prueba rpida para determinar la proporcin relativa del contenido de polvo (finos) nocivo, material arcilloso, en suelos o agregados finos.

La prueba separa la arena de la parte gruesa, se determina una lectura comparativa entre la arena suspendida y la arena asentada en el cilindro de medicin. Las pruebas se pueden hacer en el laboratorio o en el terreno.

3.0 DESCRIPCION DE CANTERASExisten bancos de materiales cuyos agregados pueden ser utilizados como materiales de construccin en las diferentes etapas. Se han seleccionados aquellas cuya cantidad y calidad del material existente son adecuadas y suficientes para la realizacin de la obra total de la va.

En el tramo en estudio se ubicaron 07 canteras para el aprovisionamiento de materiales para la conformacin de rellenos, afirmado y agregados para concreto de cemento Prtland. Los trabajos de exploracin de campo fueron realizados durante el mes de Mayo del 2014.

CANTERA HAWAI NEGRO (KM 00+000)

UBICACIN:Se ubica en el Rio Hawai Negro a 1.5 km del km 00+000, especficamente en el lado derecho del inicio de la carretera.

ACCESO:La cantera se presenta a 1.50 km del inicio del tramo Km 00+000; especficamente en el lecho del Rio Hawai Negro, a travs de una trocha carrozable en regular estado.

DESCRIPCION DE LOS AGREGADOS:Los agregados corresponden a materiales granulares, (hormign) con piedras subangulares a redondeadas matriz arenoso, el material fino no presenta plasticidad (IP= NP), por tanto es propuesto para emplearse como material para concreto, base y subase y mezclar con ligante para utilizarlo como afirmado y relleno.

POTENCIA:60,000 m aprox.

RENDIMIENTO:Concreto70%Base 90%Subase 90%Afirmado 80%Relleno 90%

USOS:Concreto,

Base,

subase,

Afirmado

Relleno

TRATAMIENTOS:El material para su empleo en afirmado debe ser zarandeado y mezclado con ligante, para cumplir con los husos granulomtricos requeridos por especificaciones.Para concreto, debe ser chancado y zarandeado, luego mezclado para cumplir con los husos granulomtricos especificados.

PERIODO DE EXPLOTACIN:El periodo de explotacin en poca de estiaje

EQUIPO DE EXPLOTACIN:La extraccin y explotacin se realizara con equipo convencional; cargador frontal, tractor, zaranda y volquetes.

PROPIETARIO:Municipio

CANTERA LIGANTE KM 05+000

UBICACIN:Se ubica en el km 5+000 de la carretera en estudio especficamente en el talud superior, lado derecho e izquierdo de la va,

ACCESO:La cantera no presenta acceso, dado que se encuentra al costado de la carretera, en ambos lados de la va en estudio

DESCRIPCION DE LOS AGREGADOS:Material de suelo fino con matriz arcillosa, presenta plasticidad, por tanto es propuesto para emplearse como ligante para mezcla para afirmado.

POTENCIA:8,000 m aprox.

Aprox.RENDIMIENTO:80% para ligante

USOS:Ligante para mezcla de afirmado

TRATAMIENTOS:El material para su empleo deber ser removido con maquinaria pesada, procesar in situ,

PERIODO DE EXPLOTACIN:El periodo de explotacin es todo el ao

EQUIPO DE EXPLOTACIN:La extraccin y explotacin se realizara con equipo convencional; chancadora, cargador frontal, tractor, zaranda y volquetes.

PROPIETARIO:-.-


UBICACIN:Se ubica en el km 11+780, especficamente en la va en estudio, en el talud lado izquierdo de la va

ACCESO:La cantera no presenta acceso, dado que se encuentra al costado de la carretera, lado izquierdo en el talud superior de la va en estudio.

DESCRIPCION DE LOS AGREGADOS:Suelos finos , muestras indican que el material corresponde a un material fino , matriz arcillosa, por tanto puede ser empleado como material ligante para mezcla

POTENCIA:10,000m3

RENDIMIENTO:80% ligante para afirmado

USOS:Ligante para afirmado

TRATAMIENTOS:El material para su empleo deber procesarse in situ, las mismas que constaran de maquinaria pesada y zarandas

PERIODO DE EXPLOTACIN:El periodo de explotacin en todo el ao


PROPIETARIO:-.-

CANTERA KM 13+000

UBICACIN:Se ubica en el km 13+000, especficamente en el talud lado izquierdo de la va en estudio

ACCESO:La cantera no presenta acceso, dado que se encuentra al costado, lado izquierdo, en el talud superior de la va en estudio.

DESCRIPCION DE LOS AGREGADOS:Suelos granulares (roca muy fracturada ) las muestras indican que el material corresponde a una Grava con matriz limo con arcilla, por tanto puede ser empleado como material de afirmado y relleno

POTENCIA:35,000 m3

RENDIMIENTO:80% para afirmado95% para relleno

USOS:AfirmadoRelleno

TRATAMIENTOS:El material para su empleo deber ser zarandeado para separar los agregados gruesos mayores de 2, y cumplir con los husos granulomtricos requeridos por especificaciones.El material se procesar in situ, las mismas que constaran de zarandas para la separacin de los agregados ptreos mayores a 2.


EQUIPO DE EXPLOTACIN:La extraccin y explotacin se realizara con explosivos, equipo convencional; cargador frontal, zaranda y volquetes.

PROPIETARIO:-.-

CANTERA EL PAPAYO (KM 13+850)

UBICACIN:Se ubica en el Km 13+850, especficamente en el talud lado izquierdo de la va en estudio

ACCESO:La cantera presenta un acceso de 50 m. para el lado izquierdo de la va en estudio. En la quebrada.

DESCRIPCION DE LOS AGREGADOS:Suelos granulares (afirmado) las muestras indican que el material corresponde a una Grava con matriz limosa con arena, por tanto puede ser empleado como material de afirmado y relleno

POTENCIA:40,000 m3

RENDIMIENTO:80% para afirmado (mezclar con ligante)90% para relleno

USOS:AfirmadoRelleno


PERIODO DE EXPLOTACIN:El periodo de explotacin es en poca de estiaje.


PROPIETARIO:-.-


UBICACIN:Se ubica en el km 16+650, especficamente en ambos lados de la va en estudio.

ACCESO:La cantera no presenta acceso, dado que se encuentra al costado de la carretera, a ambos lados de la va en estudio

DESCRIPCION DE LOS AGREGADOS:Suelos finos las muestras indican que el material corresponde a un material fino ,con matriz arcillosa , por tanto puede ser empleado como material de ligante

POTENCIA:12,000 m3

RENDIMIENTO:80% como ligante

USOS:ligante

TRATAMIENTOS:El material para su empleo deber removido con maquinaria pesada, se procesar in situ.



PROPIETARIO:-.-

CANTERA PILARES KM 17+500

UBICACIN:Se ubica en el Km 17+500, especficamente al final del tramo en estudio, en lecho de rio de frontera.

ACCESO:La cantera se presenta en el lecho de Rio de la frontera, presenta un acceso de 20.0 m. del final del tramo en estudio.

DESCRIPCION DE LOS AGREGADOS:Suelos granulares (hormign) las muestras indican que el material corresponde a una Grava con matriz arenosa, por tanto puede ser empleado para concreto, base, subBase, y mezclado con ligante para utilizarlo como afirmado

POTENCIA:40,000m3

RENDIMIENTO:Concreto 80%Base 85%

Sub base 85%

Afirmado 90%Relleno 90%

USOS:ConcretoBase Sub Base

Afirmado

Relleno


PERIODO DE EXPLOTACIN:El periodo de explotacin en poca de estiaje


PROPIETARIO:-.-

3.1 Trabajos de Gabinete

En base a los resultados de laboratorio y a la informacin de los espesores de las capas utilizables de acuerdo a las prospecciones y al rea disponible, se han podido calcular los volmenes utilizables de cada cantera.

Asimismo, teniendo en consideracin la informacin de los tamaos mximos y proporcin de material para chancar se determin el rendimiento de cada cantera. El clculo del rendimiento de las canteras seleccionadas, se presenta en el cuadro siguiente:

CUADRO N 12 RENDIMIENTO DE CANTERAS

CANTERAPOTENCIA (m3)UTILIDADRENDIMIENTO (%)

HAWAI NEGRO60,000Concreto

Afirmado

Relleno758585

KM 05+0008,000Afirmado (ligante)90


KM 13+00035,000Afirmado Relleno80

95

EL PAPAYO40,000Afirmado Relleno80

90


PILARES25,000Concreto

Afirmado80

95

Propiedades de Canteras para AfirmadoCUADRO N 13.A

ENSAYOCANTERA HAWAI NEGRO

ResultadosEspecificacinObservacin

Granulometra-.-Huso

Clasificacin GW-GM

A-1-a(0)-.--.-

Pasa Malla N 200 (%)6.65.0 20.0Cumple

Limite Liquido (%)2035 mx.Cumple

ndice Plstico (%)NP4 9No Cumple

Abrasin (%)33.050 mx.Cumple

CBR (%)80.040 mn.Cumple

CUADRO N 13.B

ENSAYOCANTERA KM 05+000 (Ligante)


Granulometra-.-HusoNO Cumple

ClasificacinCL-ML

A-4(3)-.--.-

Pasa Malla N 200 (%)70.35.0 20.0No Cumple


ndice Plstico (%)74 9Cumple

Abrasin (%)-.-50 mx.Cumple

CBR (%)-.-40 mn.Cumple

Nota: no se realizaron los dems ensayos por que el material no presenta buenas caractersticas para afirmadoCUADRO N 13.CENSAYOCANTERA KM 11+780 (Ligante)


Granulometra-.-HusoNo Cumple

ClasificacinCL-ML

A-4(3)-.--.-






Nota: no se realizaron los dems ensayos por que el material no presenta buenas caractersticas para afirmadoCUADRO N 13.DENSAYOCANTERA KM 13+000


Granulometra-.-HusoCumple

ClasificacinGP-GM

A-2-4-(0)-.--.-

Pasa Malla N 200 (%)11.85 20 Cumple





CUADRO N 13.EENSAYOCANTERA EL PAPAYO KM 13+850



ClasificacinGW-GM

A-1-a(0)-.--.-

Pasa Malla N 200 (%)8.15 20 Cumple


ndice Plstico (%)NP4 9NO Cumple



CUADRO N 13.FENSAYOCANTERA KM 16+650 (Ligante)



ClasificacinCL-ML

A-4(2)-.--.-






Nota: no se realizaron los dems ensayos por que el material no presenta buenas caractersticas para afirmadoCUADRO N 13.GENSAYOCANTERA PILARES KM 17+500



ClasificacinGP-GM

A-1-a(0)-.--.-

Pasa Malla N 200 (%)5.05.0 20.0 Cumple


ndice Plstico (%)NP4 9No Cumple



De los resultados de ensayos de las canteras ubicadas en el proyecto, se tiene que estas no cumplen con los requerimientos de las especificaciones tcnicas para ser empleadas como material de afirmado. En ese sentido, se opt por realizar el mejoramiento de estos materiales con aditivos estabilizadores, realizando las pruebas en el laboratorio, a fin de poder establecer las proporciones que estos pueden emplearse a fin de mejorar las caractersticas de los materiales de las canteras, para lo cual se emple un aditivo tipo polmero y se realizaron los ensayos de laboratorio, a fin de establecer los parmetros adecuados para su uso.

De los resultados obtenidos con el empleo de emulsin, no se consigui un adecuado mejoramiento, mostrando los resultados en los cuadros adjuntos.CUADRO N 13.HENSAYOMEZCLA DE CANTERA CON EMULSIONCANTERA PILARES KM 17+500 (90%)

CANTERA KM 16+500 (10%)


Mxima Densidad Seca (gr/cm3)2.1624 9No Cumple

Optimo Contenido de Humedad (%)9.450 mx.Cumple


CUADRO N 13.IENSAYOMEZCLA DE CANTERA CON EMULSIONCANTERA HAWAY KM 00+000 (90%)

CANTERA KM 05+500 (10%)


Mxima Densidad Seca (gr/cm3)2.1624 9No Cumple

Optimo Contenido de Humedad (%)9.450 mx.Cumple


Como no se lograron los resultados ptimos con emulsin, se establece entonces aplicar una estabilizacin con emulsin asfltica para la capa de rodadura, esta estabilizacin ser aplicada en 5.0 cm de la capa de rodadura, con empleo de emulsin asfltica en una dosificacin de 5.0%, segn el diseo adjunto, para las canteras de agregados: Cantera Haway

Cantera Pilares

Cantera El Papayo

Propiedades de Canteras para ConcretoCUADRO N 13.HENSAYOCANTERA HAWAI


AGREGADO GRUESO


Abrasin (%)33.040.0 mx.Cumple

Durabilidad (%)4.518.0 mx.Cumple

Partculas Chatas y Alargadas3.315.0 mx.Cumple

Caras de Fractura19.3/18.580/40No Cumple

Carbn y LignitoN.P.0.5 mx.Cumple

Cloruros Ion Cl (ppm)19.0600 mx.Cumple

Sulfatos Ion SO4 (ppm)75.01000 mx.Cumple

Sales (ppm)230.01000 mx.Cumple

Terrones de Arcilla (%)4.60.25 mx.Cumple

AGREGADO FINO


Limite Liquido (%)NP-.--.-

ndice Plstico (%)NP-.--.-


Equivalente de Arena (%)70.065.0 mn.Cumple

Carbn y Lignito (%)N.P.0.5 mx.Cumple





Impurezas OrgnicasACEPTABLE-.-Cumple

CUADRO N 13.IENSAYOCANTERA PILARES


AGREGADO GRUESO











AGREGADO FINO












CUADRO N 13.JENSAYOCANTERA EL PAPAYO


AGREGADO GRUESO








Sulfatos Ion SO4 (ppm)7081000 mx.Cumple



AGREGADO FINO












4.0 FUENTES DE AGUA

En lo que respecta a fuentes de agua, se procedi a su ubicacin y a la toma de muestras representativas. Las mismas que fueron sometidas a ensayos de laboratorio, para las correspondientes determinaciones de calidad de los agregados.

4.1 Descripcin de las Fuentes de Agua

Fuente de Agua HAWAI NEGRO KM 00+000 Fuente de Agua PILARES KM 17+500Estas fuentes estn propuestas para la fabricacin del concreto y para la construccin de las capa del pavimento.4.2 Propiedades Qumicas

Los ensayos qumicos efectuados a las muestras obtenidas, se realizaron con la finalidad de determinar los contenidos de:

Slidos en Suspensin

Cloruros expresados como ion Cl

Sulfatos expresados como ion SO4

Materia Orgnica

Potencial de Hidrogeno (pH)

En el siguiente cuadro N 14, se presentan los resultados de los ensayos de laboratorio realizados, con las respectivas tolerancias especificadas.

CUADRO N 14

RESULTADOS QUIMICOS FUENTE DE AGUA

ENSAYOHAWAI NEGRO


Slidos en Suspensin (ppm)804.05000 mx.Cumple

Sulfatos SO4 (ppm)384.24600 mx.Cumple

Cloruros Cl- ppm63.831000 mx.Cumple

pH7.605.5 8.0Cumple

ENSAYOQUEBRADA PILARES


Slidos en Suspensin (ppm)868.05000 mx.Cumple

Sulfatos SO4 (ppm)440.0600 mx.Cumple

Cloruros Cl- ppm56.761000 mx.Cumple

pH7.405.5 8.0Cumple

5.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 El presente estudio se ha desarrollado con la finalidad de investigar las caractersticas fsico-mecnicas de los materiales que componen las canteras, con el propsito de establecer el uso de cada una de ellas, en las actividades de rehabilitacin y/o mejoramiento de la va en estudio.

5.2 El estudio de canteras comprendi la ubicacin, investigacin y comprobacin de las propiedades fsica mecnicas y qumicas de los materiales para los diferentes usos propuestos.

5.3 Las canteras seleccionadas son aquellas que presentan materiales cuya cantidad y calidad del material existente son adecuadas y suficientes para las labores de rehabilitacin y mejoramiento.

5.4 Para Relleno, los materiales que cumplen especificaciones y estn propuestos para su empleo, son los siguientes:

5.4.1 Cantera Hawai Km 00+0005.4.2 Cantera km 13+0005.4.3 Cantera El Papayo Km 13+8505.4.4 Cantera Pilares Km 17+5005.5 Para la capa de rodadura, los materiales que cumplen especificaciones como sub base y estn propuestos para su empleo, son:

5.5.1 Cantera Haway5.5.2 Cantera Pilares5.5.3 Cantera El Papayo5.6 Para la Capa Estabilizada con Emulsin, los materiales que cumplen especificaciones y estn propuestos para su empleo, son:

5.6.1 Cantera Haway5.6.2 Cantera Pilares

5.6.3 Cantera El Papayo5.7 Para la fabricacin del Concreto, se podr emplear los agregados de las Canteras:5.7.1 Cantera Hawai5.7.2 Cantera Pilares5.8 La fuente de agua a emplearse tanto para la conformacin de las capas granulares como para la fabricacin de Concreto, sern:

5.8.1 Fuente de Agua Hawai5.8.2 Fuente de Agua Quebrada Pilares5.9 Por lo expuesto anteriormente, y bajo responsabilidad de los ejecutores de la obra, se recomienda efectuar el control permanente de las caractersticas fsico-mecnicas de los agregados en funcin de los volmenes explotados, factor nico y predominante en el comportamiento y permanencia de la va.5.10 Para cumplir adecuadamente con el Control de Calidad de la Obra (materiales y proceso constructivo), es indispensable el cumplimiento irrestricto de las Especificaciones Tcnicas adjunto al presente.5.11 Cabe mencionar que los puntos no contemplados en las Especificaciones del presente estudio, deben estar en concordancia con las Especificaciones Generales para Construccin de Carreteras del MTC (EG 2013).5.12 La buena calidad y permanencia de la obra depende de que se efecte un Control permanente y oportuno de los parmetros de calidad de los materiales antes y durante la ejecucin de la obra (proceso constructivo). Por lo tanto debern aplicar en forma estricta y adecuada las tcnicas y procedimientos utilizados en Ingeniera para la explotacin de Bancos de Materiales (Canteras), fundamentalmente teniendo siempre en consideracin la variabilidad horizontal y vertical que presentan las mismas por su origen, as como el control permanente de las propiedades fsico mecnicas de los agregados en relacin con los volmenes explotados.DISEO DEL PAVIMENTO

1INTRODUCCIN

El pavimento es la capa o conjunto de capas de materiales apropiados, comprendidos entre la superficie de la Subrasante y la Superficie de Rodadura, cuyas principales funciones son las de proporcionar una superficie uniforme de textura apropiada, resistentes a la accin del trfico, intemperismo y de otros agentes perjudiciales, as mismo transmitir adecuadamente al terreno de fundacin, los esfuerzos producidos por las cargas del trfico. En otras palabras, el Pavimento es la super - estructura de la obra vial, que hace posible el trnsito fluido de los vehculos con la Seguridad, Confort y Economa previstos por el Proyecto.

La estructuracin de un pavimento, as como las caractersticas de los materiales empleados en su construccin, ofrece una variedad de posibilidades de tal manera que puede estar formado por slo una capa o varias y a su vez, dichas capas pueden ser de materiales naturales seleccionados, procesados sometidos a algn tipo de tratamiento o estabilizacin.

La actual tecnologa contempla una gama muy diversa de Secciones Estructurales, las cuales son funcin de los distintos factores que intervienen en la performance de una va y que a decir son: Trfico, Tipo de Suelo, Importancia de la Va, Condiciones de Drenaje, Recursos Disponibles, Materiales disponibles, etc.

2ANLISIS DE TRFICO

El estudio de trfico tiene por finalidad cuantificar, clasificar y conocer el volumen de vehculos que circulan por el tramo de la carretera. Esta Informacin es indispensable para la determinacin de las caractersticas de diseo del pavimento, para estos clculos se ha considerado exclusivamente la accin de los Buses y Camiones, dado que el efecto destructivo de los vehculos ligeros se puede considerar prcticamente despreciable.

El estudio determino el trfico actual existente en las vas, sus caractersticas y proyecciones para el periodo de vida til, en nmero acumulado de repeticiones de carga de ejes equivalentes de 8.2 toneladas, dato necesario para el diseo de la estructura del pavimento.

CLCULO DEL EAL

Con los datos proporcionados en el Estudio de Trafico se determin el nmero acumulado de repeticiones de ejes equivalentes a 8.2 toneladas para el periodo de diseo, de acuerdo a la frmula:

Donde:

EAL (8.2 Tn): Nmero de Ejes Equivalentes a 8.2 tn en el periodo de diseo.

IMD2E: ndice Medio Diario de Camiones de 2 ejes

IMD3E: ndice Medio Diario de Camiones de 3 ejes

IMDT y ST: ndice Medio Diario de Camiones de T y ST

FD2E: Factor Destructivo de Camiones de 2E

FD3E: Factor Destructivo de Camiones de 3E

FDT y ST: Factor Destructivo de Camiones de T y ST

Fc.: Factor Carril (si la va es doble sentido es 0.5 si es de un sentido es 1)

Fpll: Factor de Presin de Llantas (por lo general se usa el valor de 1)

i: Tasa de crecimiento de los vehculos

n: Periodo de Diseo

IMDA

(Veh/dia)

Tipo de Vehculos IMDDistrib.

%

Autos00.0 %

Camioneta Pick Up333.0 %

Camioneta Rural00.0 %

Micro00.0 %

mnibus2E00.0 %

3E00.0 %

Camin 2E667.0 %

Camin 3E00.0 %

Camin 4E00.0 %

Semi trayler00.0 %

Trayler00.0 %

TOTAL IMD9100.0%

Para este caso, se proceder a realizar el clculo del AEL (trfico de diseo), con los parmetros de factores de carga determinados en el Reglamento Nacional de Vehculos. Obtenindose finalmente el siguiente valor para el trfico de diseo:

PROYECCION PARA 10 AOS:Nrep = 1.16 x 105 (ejes equivalentes de 8.2 ton.)

3.DETERMINACION DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DE LOS SUELOS DE SUBRASANTE (CBR de diseo)

En base al resultado de laboratorio se ha procedido a determinar el valor de la capacidad de soporte de los suelos (CBR), el mismo que para fines de diseo tiene que ser del suelo ms representativo de la zona del proyecto. En ese sentido, de acuerdo a la informacin de campo y laboratorio, se ha empleado para este caso la ayuda de la informacin correspondiente a la relacin de CBRs de acuerdo a los tipos de suelos de subrasante. Por tanto, para nuestro caso se est estableciendo un valor de capacidad de soporte siguiente:CUADRO N 15

NProgresivaCalicataMuestraProf. (m)L.L.

(%)ProctorCBR

MDSOCH95%100%

1KM 00+500C 2 M 1 0.00 0.80302.0969.04567

2KM 03+000C 7 M 1 0.00 1.50202.1597.74973

3KM 04+500C 10 M 1 0.00 1.50321.9228.91220

4KM 07+500C 16M 1 0.00 1.50281.74110.1712

5KM 09+500C 20 M 1 0.00 1.50321.70610.3812

6KM 11+000C 23 M 1 0.00 1.50301.9769.9913

7KM 13+000C 28 M 1 0.00 1.50302.1848.14466

8KM 15+500C 32 M 1 0.00 1.50301.90510.51422

9KM 17+500C 36 M 3 0.90 1.50251.9278.9610

En base a los valores variables que se tienen de la capacidad de soporte de los suelos, se ha realizado el clculo para la determinacin del parmetro de suelos que debe tenerse en cuenta para el diseo de la estructura de la capa de rodadura; en ese sentido, se empleara la metodologa de percentil, con los valores determinados en los estudios, obtenindose lo siguiente:

CBRdiseo = 9.0% (al percentil de 75%)4.DETERMINACIN DEL ESPESOR DEL PAVIMENTO

4.1

MTODO DEL MTC (NAASRA)El Manual Para Diseo de Caminos No Pavimentados de Bajo Volumen de Transito del Ministerio de Transportes y Comunicaciones, presenta alternativas de diseos en un Catalogo Estructural De Superficie de Rodadura, elaborado en base a la metodologa NAASRA.

Para el dimensionamiento de los espesores de la capa de afirmado, se adopta como representativa la siguiente ecuacin del mtodo NAASRA, (National Association Of Australian State Road Authorities [hoy AUSTROADS]), que relaciona el valor soporte del suelo (CBR), y la carga actuante sobre el afirmado, expresada en Nmero de Repeticiones de Ejes Equivalentes:

Donde:

e:Espesor de la capa de Afirmado en mm.

CBR:Valor del CBR de la Subrasante.

Nrep:Nmero de repeticiones de Ejes Equivalentes para el carril de Diseo.

Sin ser una limitacin, en el Manual de diseo (MTC) se incluye catlogos de secciones de capas granulares de rodadura, para cada tipo de trfico y de subrasante, elaborados en funcin a la ecuacin antes indicada.

El espesor total que ser determinado, deber estar compuesto por una estructura que corresponder a una capa de afirmado, la cual no deber ser menor a 150 mm. (Segn manual de diseo de caminos no pavimentados de bajo volumen de trfico.Km 00+000 Km 17+500

En nuestro caso tenemos:

CBRdiseo = 9.0%

Nrep. = 1.16 x 105 ejes equivalentes 18 kips

El espesor encontrado de acuerdo a la frmula es:ESTRUCTURASector Km 00+000 Km 17+500

CAPA DE RODADURA20.3 cm

4.2

MTODO DEL USACEEl cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de EE.UU. ha acumulado una gran experiencia en el diseo y comportamiento de caminos para bajo volumen de trnsito. Aunque la mayor parte concierne a la transitabilidad de vehculos militares y aviones, la experiencia del USACE incluye tambin caminos de tierra, de grava y aquellos que poseen tratamientos bituminosos como superficies de rodamiento.

El procedimiento se basa en ecuaciones (baco) que permiten determinar el espesor de material requerido sobre una capa o subrasante, identificada por su resistencia (CBR), a condicin de que el CBR del material de recubrimiento sea mayor que el del subyacente.

El trmino requerido se refiere a un espesor que permitir un cierto nmero de repeticiones de carga, antes que la estructura alcance un nivel de deformacin que corresponda a una serviciabilidad baja. En las ecuaciones de diseo (baco), las cargas por ejes estn caracterizadas por equivalentes por ruedas simples (en libras) y por el rea de contacto (en pulgadas); de esta manera, se puede establecer en trminos de repeticiones de ejes simples equivalentes de 18 000 libras.

Los espesores se determinan en funcin a:

Capacidad de Soporte C.B.R. y

Nmero de Repeticiones de Ejes Standard

Km 03+750 Km 17+500En nuestro caso tenemos:

CBRdiseo = 9.0%

Nrep. = 1.16 x 105 ejes equivalentes 18 kips

El espesor encontrado de acuerdo a la frmula es:ESTRUCTURASector Km 00+000 Km 17+500

CAPA DE RODADURA20.5 cm

CUADRO N 16 RESUMEN DE ESPESORESSECTORUSACENAASRA

KM 00+000 KM 17+50020.3 cm.20.5 cm.

ESPESORES PROPUESTOSDe los valores obtenidos con los diferentes mtodos de diseo de espesores, se elige el espesor de la estructura de pavimento que se tendr que colocar para soportar el trfico previsto sobre la va para el periodo de diseo. El espesor del pavimento a nivel de Afirmado ser:CUADRO N 17EstructuraEspesor

Slurry Seal1.0 cm.

Material Granular Estabilizado con Emulsin5.0 cm.

Sub Base Granular15.0 cm.

CONSIDERACIONES CONSTRUCTIVAS

De acuerdo a los parmetros de Diseo obtenidos, y a las metodologas empleadas se establece una estructura de pavimento correspondiente a capa de material granular de cantera de 0.15 m.; una capa de material granular de cantera estabilizado con emulsin asfltica de 0.05 m., la misma que debe ser protegida con un recubrimiento asfalticos tipo Slurry Seal (Mortero Asfaltico).

Antes del a colocacin de la capa de rodadura, es necesario que se conforme la subrasantes existente, y se compacte al 95% de la MDS del proctor modificado, verificndose el grado de compactacin de acuerdo a lo indicado en las respectivas especificaciones tcnicas.

La capa de rodadura a colocarse, estar conformada en los espesores indicados y compactado al 100% de la MDS del proctor modificado; en concordancia con las especificaciones tcnicas correspondientes, siendo esta aplicada en 0.15 m con materiales de las canteras indicadas y luego una capa de 0.05 m. de material de cantera estabilizado con emulsin, en una dosificacin de 5.0 % de emulsin asfltica; y finalmente sobre la capa estabilizada se colocara un recubrimiento consistente en un mortero asfaltico (Slurry Seal).5.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 La proyeccin del trfico para el diseo de la estructura del pavimento, ha sido calculado en base al estudio de trfico proporcionado por los ejecutores del mismo, y el IMDa ha sido tomado al presente ao 2014.5.2 A la fecha de estudio, no se ubic nivel fretico en el tramo; sin embargo, de acuerdo a las caractersticas hidrolgicas de la zona, rgimen de lluvias, y orografa; es indispensable el cumplimiento irrestricto de las recomendaciones expuestas en el Captulo de Hidrologa y Drenaje, a fin de evitar fallas asociadas a movimientos del agua en el pavimento, principalmente por flujo de agua que se infiltre de la superficie.5.3 La capacidad de soporte de los suelos existentes, presentan valores variables, considerados desde buenos, regulares y malos, con los cuales se ha determinado el valor del CBR de diseo; que para este caso se han establecido un valor determinado por el mtodo de percentiles. En ese sentido, el valor determinado es:CBRdiseo = 9.0% (al percentil de 75%)5.4 Con los parmetros de diseo determinados, se ha establecido una estructura del pavimento que corresponde al siguiente:EstructuraEspesor

Slurry Seal1.0 cm.

Material Granular Estabilizado con Emulsin5.0 cm.

Sub Base Granular15.0 cm.

5.5 Antes de la colocacin de la capa de rodadura, se debe reconformar y compactar la subrasante hasta lograr una compactacin mnima de 95% de la MDS a lo largo de toda la va.5.6 Adems se deben tener y tomar todas las consideraciones correspondientes a los estudios hidrolgicos y geolgicos, antes de la colocacin de la estructura del pavimento.5.7 Se deben tener en cuenta todos los controles correspondientes a la calidad de los materiales y los procesos constructivos, los cuales deben ser los correspondientes al Manual de Especificaciones Tcnicas Generales para la Construccin de Carreteras del MTC (EG-2013).5.8 Por lo expuesto anteriormente, y bajo responsabilidad de los ejecutores de la obra, se recomienda efectuar el control permanente de las caractersticas fsico-mecnicas de los agregados en funcin de los volmenes explotados, factor nico y predominante en el comportamiento y permanencia de la va.5.9 Para cumplir adecuadamente con el Control de Calidad de la Obra (materiales y proceso constructivo), es indispensable el cumplimiento irrestricto de las Especificaciones Tcnicas adjunto al presente.5.10 Cabe mencionar que los puntos no contemplados u omitidos en las Especificaciones del presente estudio como son: Relaciones Legales y Responsabilidad ante el Pblico, Seguridad Laboral, Salubridad, Movilizacin y Desmovilizacin de Equipos, Topografa y Georeferenciacin, Desbroce y Limpieza, Demolicin y Remocin, etc., deben estar en concordancia con las Especificaciones Generales para Construccin de Carreteras del MTC (EG 2013). EMBED Equation.3

ESTUDIO DEFINITIVO PARA LA REHABILITACIN DEL CAMINO VECINAL: PI 523 DESDE EMPALME CON PI 521 LEONES PILARES (L= 17.51 Km.)

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Suelos Final

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