ESTUDIO DE SUELOS Y DISEO DE PAVIMENTO

CARRETERA : JUANJUI - TOCACHE

TRAMO : III

4.1.0 GENERALIDADES

Antecedentes

En atencin a lo dispuesto por la superioridad y bajo el marco del convenio suscrito entre el MTC yDEVIDA (antes CONTRADROGAS), la Oficina de Apoyo Tecnolgico (OAT) remite a la Direccin deEstudios Viales el Memorndum N 520-2002-MTC/15.17.06, con los Trminos de Referencia y elpresupuesto para la elaboracin de los Estudios de Suelos, Canteras, Diseo de Pavimento,Geologa-Geotcnica e Hidrologa-Drenaje. Asimismo realizada las coordinaciones para el apoyologstico, Personal Tcnico de esta Oficina se constituy a la zona de trabajo (Juanju y Tocache) afin de ejecutar los estudios bsicos (trabajo de campo) en dos frentes simultneamente durante el 15Octubre del 2002 al 03 Noviembre del 2002.

El tramo de la carretera Juanju - Tocache ha sido dividido por la Jefatura de Proyecto en cuatro tramospara una mayor eficacia en su ejecucin:

Tramo I : Juanju - Campanilla

Tramo II : Campanilla - Pizarrn

Tramo III : Puente Pizana - Pizarrn

Tramo IV : Tocache - Puente Pizana

En base a este planteamiento los estudios bsicos fueron ejecutados en dos frentes: frente Juanju (TramoI y II) y frente Tocache (Tramo III y IV); correspondiendo el presente Estudio al frente Tocache (Tramo III yIV).

Objetivo

El presente Estudio tiene el propsito de determinar las propiedades fsico-mecnicas del terreno defundacin, evaluar las condiciones de la va, definir y disear el pavimento requerido para la carretera.

Descripcin de la Zona de Estudio

La Carretera Presidente Belande Terry (antes Margina de la Selva) constituye la nica va longitudinalen la selva. El tramo, materia de estudio, se encuentra comprendido entre las ciudades de Tocache y Juanjuubicados en el departamento de San Martn, provincias de Tocache y Mariscal Careces respectivamente. Eltramo tiene una longitud aproximada de 170 kilmetros. El tramo Tocache - Pizarrn se encuentraconstituido por dos tramos (III y IV del Proyecto). Cabe indicar que el punto denominado Pizarrnconstituye el lmite entre las provincias de Tocache y Mariscal Cceres.

El tramo III: Puerto Pizana - Pizarrn tiene como punto de inicio el estribo izquierdo del Puente Pizana (Km.0+000), origen tambin del poblado de Pizana. La va atraviesa en su recorrido poblados como

1

Miraflores, Buenos Aires, Plvora y Nuevo San Martn, para luego tener como punto final el sectordenominado Pizarrn.

En su primer kilmetro la va atraviesa el poblado de Pizana para luego desarrollarse en una topografaplana a semi-plana hasta el Km. 7+500 aproximadamente. Desde este punto la topografa es semi-onduladaa ondulada desplazndose principalmente a media ladera con sectores puntuales semi-planos. Por otro ladose debe indicar que el eje del proyecto se encuentra prximo al talud superior, generalmente en los sectores amedia ladera.

4.2.0 ESTUDIO DE SUELOS

La metodologa seguida para la ejecucin del estudio de suelos, comprende bsicamente unainvestigacin de campo a lo largo del prisma vial definido por el eje de la carretera del proyecto. Mediante laejecucin de prospecciones de exploracin (calicatas) se observaron las caractersticas del terreno defundacin, para luego obtener muestras representativas y en cantidades suficientes para ser sometidas aensayos de laboratorio. Finalmente con los datos obtenidos en ambas fases se realizan las labores de gabinete,para consignar luego en forma grfica y escrita los resultados del Estudio.

Trabajo de campo

El propsito de los trabajos de campo es reconocer las caractersticas fsico-mecnicas de losmateriales del terreno de fundacin, para lo cual se llevan a cabo investigaciones mediante pozosexploratorios a cielo abierto de 1.5 m de profundidad mnima, distanciados cada 250m uno del otro, losque se distribuyeron en forma alternada de tal manera que la informacin obtenida sea representativa.

En forma general, una vez realizada las prospecciones se determinan los lmites de los horizontes de losdiferentes estratos (capas) que conforma el sub-suelo y se obtienen muestras disturbadas, que adecuadamentedescritas e identificadas a travs de una tarjeta donde se consigna ubicacin, nmero de muestra, estadode compacidad de los materiales, caractersticas de gradacin, profundidad, nivel fretico encontrado ytipo de ensayo a realizar; son colocadas en bolsas de polietileno para su traslado al laboratorio.

Ensayos de laboratorio

El procedimiento de laboratorio tiende a complementar las labores de campo, en ese sentido las muestrasobtenidas del suelo de fundacin son clasificadas y seleccionadas siguiendo el procedimiento descrito enASTM D-2488 Prctica Recomendada para la Descripcin de Suelos.

Estas muestras representativas fueron sometidas a los siguientes ensayos:

ENSAYOS ESTNDAR

Anlisis Granulomtrico por tamizado (ASTM C-136) Lmites de Consistencia (ASTM D-4318)

. Lmite Lquido

. Lmite Plstico

. ndice de Plasticidad

Clasificacin SUCS (ASTM D-2487) Clasificacin AASHTO (ASTM D-3282)

2

Contenido de Humedad (ASTM D-2216)

ENSAYOS ESPECIALES

Proctor Modificado (ASTM D-1557) CBR (ASTM D-1883)

Labores de gabinete

En base a la informacin obtenida durante los trabajos de campo y los resultados de los ensayos delaboratorio, se efectu la clasificacin de suelos, para ello se ha empleado los sistemas SUCS y AASHTOpara luego correlacionados de acuerdo a las caractersticas litolgicas similares, lo cual se consigna en elperfil estratigrfico correspondiente.

Descripcin de los Suelos

Los resultados de laboratorio obtenidos de las muestras de la sub-rasante determinan claramente dos sectorespredominantes desde el punto de vista del tipo de suelo que conforma la sub-rasante.

Desde otro punto de vista, tambin se puede establecer los porcentajes de suelos, Gravas, arenas, finos ysectores con roca, que segn los resultados de laboratorio se encuentran a lo largo del terreno de fundacin.

Gravas (GM, GC, GM-GC, GP-GM, GW-GM) 45.9%

Arenas (SC, SM, SM-SC, SP-SM) 35.3%

Finos (ML, CL, OH, CH) 15.1%

Roca 3.7%

Sub-tramo Km. 0+000 - Km. 10+750:

En este tramo existe un predominio de los suelos arcillosos (tipo CL). La presencia de suelos granularesencima de los suelos finos se debe al mejoramiento recibido por sectores por motivo de la transitabilidad de lava; estas capas granulares son variables y no guardan uniformidad, existiendo sectores donde la superficiede rodadura es nicamente arcilla. Asimismo tambin se observa que algunos espesores granularessolamente alcanzan 0.10m, lo que prcticamente no puede ser considerado como mejoramiento para el tipode suelo de la sub-rasante.

Sub-tramo km 10+750 - km 45+500:

En ste sector el predominio de los suelos es prcticamente de las arenas. La presencia de suelosarcillosos (CL) se observa por sectores, cuyos espesores inclusive alcanzan todo el estrato estudiado. Estossectores debern ser mejorados con los requerimientos que se establezcan en el captulo de diseo depavimentos. Por otro lado, tambin se observa capas granulares de espesores variables, colocados comomejoramiento de la superficie de rodadura que dependiendo de su espesor pueden considerarse como tal.

Sectores crticos

El tramo desde el punto de vista de suelos ha sido dividida en dos sub-tramos por sus caractersticas comosuelo de cimentacin para pavimentos.

3

Sectores crticos en el Sub-tramo Km. 0+000 - Km. 10+750

A continuacin se sealan los sectores crticos con presencia de suelos arcillosos (CL), a ello se sumanlos sectores que cumpliendo con esta condicin recibieron una capa de material granular como mejoramientoy que por su potencia (espesor) no puede ser considerados como tal en la sub-rasante.

Km 0+000 - km 0+375

Km 1+125 - km 3+125

Km 3+875 - km 4+625

Km 5+125 - km 5+375

Km 5+875 - km 6+625

Km 7+125 - km 7+375

Km 8+125 - km 8+375

Km 8+450 - km 8+870

Km 10+375 - Km. 10+650

Los requerimiento de trfico y los suelos de bajo valor soporte (CBR) establecen espesores considerables depavimento, asimismo la relacin de rigidez del material de la sub-rasante respecto a los material granular dealto valor de CBR que puede ser colocado sobre esta podran llegar a establecer asentamientos diferencialesque se reflejan en la superficie. Como solucin paliativa se deber considerar un mejoramiento gradual delsuelo de la sub-rasante con CBR en forma ascendente (creciente). La concepcin de los espesores delpavimento debe considerar esta posibilidad para mejor performancia de la va.

Los sectores puntuales con presencia de nivel fretico se indican a continuacin:

Km 5+000 cota del nivel fretico -1.10m

Km 6+750 cota del nivel fretico -0.70m

Km 18+250 cota del nivel fretico -1.20m

Km 20+250 cota del nivel fretico -1.30m

Se debe contemplar la posibilidad de elevar la rasante en la progresiva Km. 6+750, sin restriccin de lasrecomendaciones que pueda realizarse en el Estudio de Drenaje que atenen el nivel fretico.

Sectores crticos en el Sub-tramo Km. 10+750 - Km. 45+500

El suelo predominante en este sub-tramo son las arenas, cuyo Valor Soporte (CBR) es aceptable como suelode fundacin; pero a pesar de ello existe sectores con presencia de suelos arcillosos que a continuacin seindican.

Km 12+625 - km 12+875

4

Km 15+625 - km 15+875

Km 17+375 - km 17+675

Km 19+125 - km 19+375

Km 20+375 - km 20+625

Km 21+375 - km 21+625

Km 23+625 - km 23+875

Km 24+125 - km 24+375

Km 29+125 - km 30+375

Km 38+625 - km 38+875

Km 43+125 - km 43+375

Km 43+625 - km 44+125

En estos sectores debern realizarse un mejoramiento gradual de la sub-rasante como fue indicado para elsub-tramo anterior, las capas de materiales deben posean valores ascendente (crecientes) de CBR, cuestinque debe ser considerada en el diseo de pavimento.

4.3.0 DISEO DE PAVIMENTO

La estructuracin de un pavimento obedece a una disposicin de las diversas capas y a las caractersticasde los materiales empleados en su construccin, las cuales pueden ofrecer una variedad de posibilidades, detal manera que puede estar formado por slo una varias capas, y a su vez, stas pueden ser demateriales naturales seleccionados, procesados y/o sometidos a algn tipo de tratamiento y/o estabilizacin.

La actual tecnologa contempla una gama muy diversa de secciones estructurales que pueden ser utilizadasy que se encuentran en funcin de los distintos factores que intervienen en la performance de una va,como son: solicitaciones trnsito, tipo de suelo, importancia de la va, condiciones de drenaje, recursosdisponibles, etc.

Asimismo la superficie de rodadura, tiene el propsito principal de proporcionar una superficie uniforme, detextura apropiada, resistente a la accin del trnsito, medio ambiente (intemperismo) y de otros agentesperjudiciales, as como transmitir adecuadamente al terreno de fundacin, los esfuerzos producidos por lassolicitaciones impuestas por el trnsito. El Proyecto, material del presente estudio tiene consideracionespreestablecida por las consideraciones que son expuestas en el presente y se ha adoptado como solucin unasuperficie granular de rodadura (afirmado).

Anlisis de Trfico

El comportamiento del trfico en la zona del proyecto debe ser cuidadosamente analizado para determinar sisu influencia cobra importancia en el clculo de espesores de pavimento, ms an si se trata de vas quevan tener como acabado una superficie granular de rodadura (afirmado).

Es preciso indicar que en nuestro medio para conocer la influencia del nmero de vehculos, se ha

5

acostumbrado (aceptado) realizar censos vehiculares durante periodos de 7das, los que son corregidos porfactores estacionales (FCE) para determinar el ndice Medio Diario Anual (IMDA), en vista que no existeestadstica histrica de censos que puedan ayudar a proyectar el nmero de vehculos para elperodo de diseo. Todo esto hace ms sensible el anlisis en donde va incidir decisivamente el criteriode proyectista, en base a la influencia de los factores econmicos y crecimiento del parque automotor de lazona.

La estructuracin de la capas de un pavimentos obedecen principalmente a la calidad de los materialesdisponibles y a los esfuerzos a los que sern sometidos durante su vida de diseo, para este ltimo esnecesario realizar un anlisis de la influencia vehicular (censo vehicular y de carga).

Las investigaciones realizadas demuestran que el efecto producido por las cargas influyen significativamenteen el comportamiento del pavimento por las diversas configuraciones de ejes y masas que conformanactualmente los vehculos que circulan por las carreteras; en ese sentido y bajo convencin establecida seha uniformizado y simplificado las cargas los vehculos llevndolos a cargas a ejes simples equivalente de80 KN (8.2 tn 18000 lb).

Trfico de la zona de Estudio

La informacin proporcionada por la Jefatura de Proyecto en cuanto al Estudio de Trfico de la zona deestudio, lo constituye un censo de vehicular y de carga.

El censo vehicular fue tomado en la estacin E-2 para el sector Tocache - Pizana - Juanju, cuyacomposicin se indica en el cuadro siguiente:

CUADRO N 01

COMPOSICIN DEL IMDA

TIPO DETRFICO

VEHCULOS LIGEROS CAMIONES / MNIBUS IMDAAUTOS COMBIS MICROS BUS C-2E C-3E 2S2 2S3

NORMAL xFCE 144 45 5 2 32 15 2 0 245

PORCENTAJE 58.8% 18.4% 2.0% 0.8% 13.1% 6.1% 0.8% 0 100%DERIVADO 65 17 0 4 11 8 22 17 144GENERADO 4 4 0 1 3 1 1 1 15TOTAL AL2002 213 66 5 7 46 24 25 18 404

PORCENTAJE 52.7% 16.4% 1.2% 1.7% 11.4% 5.9% 6.2% 4.5% 100%70.3% 29.7% 100%

FUENTE: Censo Vehicular (2002)

ELABORADO: Jefatura de Proyecto del Estudio

Del cuadro anterior se puede observar que los porcentajes de vehculos ligeros a disminuido en 10%aproximadamente con respecto al trfico normal y a generado un incremento en el mismo porcentaje para losvehculos pesados; esto puede notarse probablemente por el aumento en el trfico derivado y generadoluego de la rehabilitacin de la carretera.

De igual forma se alcanzaron las tasas (porcentajes) de crecimiento por grupos de vehculos.

6

CUADRO N 02

TASA DE CRECIMIENTO

FECHA DECLCULO

AUTOS Y PICK-UP

(vehculos ligeros)MNIBUS

CAMIONES

PESADOS4.3 % 3.2% 4%

FUENTE: Estudio de trfico

ELABORADO : Jefatura de Proyecto del Estudio

Clculo de eje Equivalente

Los pavimentos deben disearse principalmente para las solicitaciones de trfico, calidad de suelos defundacin y un periodo de tiempo en aos. Por otro lado, podemos establecer que el trfico esinfluenciado por factores econmico locales y/o nacionales los que probablemente puedan ocasionar, enalgunos casos, un crecimiento rpido, en otros, la declinacin o su paralizacin, cuestiones que deben serverificadas durante el periodo de vida del pavimento diseado.

Asimismo la determinacin de las tasas de crecimiento que se utilizar para el calculo de espesores deberepresentar un crecimiento sostenido que pueda captar todo los fenmenos que puedan presentarse durante elperiodo de diseo del pavimento. Las tasas de crecimiento alcanzada por la Jefatura de Proyecto del Estudiocomo porcentajes representativos durante el perodo de diseo (2002 -2012).

CUADRO N 03

TASA DE CRECIMIENTO PARA EL TRFICO PROYECTADO

PERIODO

TASA DE

VEHCULOSLIGEROS

(%)

TASAMNIBUS(%)

TASACAMIONES(%)

2002 - 20012 4.3 3.2 4.0FUENTE : Estudio de Trfico

El periodo de diseo para el pavimento ha sido establecida para 10 aos, pero alternativamente sedeterminar para 5 aos. La relacin matemtica utilizada para la proyeccin del trfico a partir delao en servicio ser la recomendada por las guas de diseo (AASHTO y INSTITUTO DELASFALTO).

Donde:

r : Tasa de Crecimiento

n : Ao para el cual se calcula el volumen de trfico

Se tomar como ao de servicio el 2003, se tiene para ese ao el siguiente trfico:

CUADRO N 047

TRFICO DE DISEO

TIPO DETRFICO

VEHCULOS LIGEROS CAMIONES / MNIBUS IMDAAUTOS COMBIS MICROS BUS C-2E C-3E 2S2 2S3

TOTAL AL 2002 284 7 46 24 43 404PORCENTAJE 70.3% 1.7% 11.4% 5.9% 10.7% 100%La influencia de las cargas por tipo de eje o por tipo de camin es importante para la determinacin de losejes de repeticiones, por lo tanto la Jefatura del Proyecto del Estudio ha realizado un censo de carga ydetermin los factores destructivos por tipo de vehculo, de ellos se tomarn los ms crticos.

CUADRO N 05

FACTORES DESTRUCTIVOS POR TIPO DE VEHCULO

TIPO DE

VEHCULO

DIRECCIN DECIRCULACIN

Tarapoto -Juanju

Juanju -Tarapoto

Bus 2.0201 3.56134C - 2E 0.2545 0.0805C - 3E 2.3689 0.255893 S 2 6.8122FUENTE : Estudio de Trfico

ELABORADO : Jefatura de Proyecto del Estudio

El clculo de Ejes Equivalentes para el periodo de diseo, es analizado de acuerdo a los Manuales deDiseo, Normas para Carreteras, y Estudios de Rehabilitacin, desarrollados por la AASHTO,INSTITUTO DEL ASFALTO, as como CONREVIAL, los que son de uso generalizado; as se tiene:

Donde:

ESAL8.2Tn = Equivalent Single Axle Loads

IMDK = ndice Medio Diario del vehculo tipo K.

FDK = Factor Destructivo de vehculo tipo K.

CUADRO N 06

NUMERO DE EJES EQUIVALENTE

PERIODO ESAL 8.2tn10 AOS 8.5 x 1055 AOS 3.8 x 105

Valor Soporte del Terreno de Fundacin (CBR)

Las guas de diseos actualmente utilizan dentro de sus procedimientos de clculo los valores deresistencia del terreno de fundacin representado por el Valor Soporte (CBR-California Bearing Ratio).Durante los trabajos de campo para el estudio de suelos se tomaron muestras representativas para determinar

8

el CBR del suelo de fundacin con el propsito de definir la estructura del pavimento. Basndose en estainformacin y en el anlisis del perfil estratigrfico se sectoriz el tramo conforme se establece masadelante.

Por otro lado para determinar el valor representativo se ha utilizado un procedimiento estadstico(percentiles) que obedece a los criterios recomendados por Instituto del Asfalto Americano para el clculodel CBR de diseo. Dicho criterio se basa en la calificacin del trfico proyectado (diseo) conrespecto a indicadores estadsticos que establecen el valor indicado del universo de datos obtenidos enlaboratorio.

CUADRO N 07

VALOR DE DISEO DEL PERCENTIL

NIVEL DE TRFICO

(ESAL)

PERCENTIL DE DISEO

(%)104 o menor 60Entre 104 y 106 75106 o ms 87.5Del perfil estratigrfico se puede establecer dos zonas claramente definidas por el tipo de suelo quepredomina (ver descripcin de los suelos). El siguiente cuadro establece un anlisis del primer sectorcomprendido entre las progresivas Km. 0+000 - Km. 10+750.

CUADRO N 08

ANALISIS DEL VALOR SOPORTE (CBR)

Km 0+000 - Km. 10+750

PROGRESIVA

(Km.)CLASIFICACIN

CBR

(95% de MDS)P75

0+500 CL 1.9

2.2%

3+000 CL 3.95+250 CL 1.77+250 CL 3.89+000 CL 2.218+000 ML 3.919+000 CL 3.020+500 CL 3.125+000 CL 3.436+250 CL 9.043+000 CL 3.4El siguiente sector se encuentra ubicado entre las progresivas Km. 10+750 - Km. 45+500.

CUADRO N 09

ANALISIS DEL VALOR SOPORTE (CBR)

9

Km 10+750 - Km. 45+500

PROGRESIVA

(Km.)CLASIFICACIN

CBR

(95% de MDS)P75

11+500 SC 14.2

10.4%

13+750 SC 13.122+500 SM 10.325+000 SM 12.328+250 SC 9.439+500 SC 10.641+200 SM 15.4Con el propsito de considerar el aporte del material actualmente colocado en la plataforma comomejoramiento de la superficie de rodadura y adems de establecer un aumento progresivo de la resistenciadel suelo sobre la sub-rasante y de esta forma una acentuacin gradual de la relacin de rigidez; se haanalizado los valores de CBR del material actualmente colocado en algunos tramos de la plataforma delprimer sector, los mismo que presentan diferentes espesores como puede observase en el perfil estratigrfico.

CUADRO N 10

ANALISIS DEL VALOR SOPORTE (CBR)

Capa Superior Utilizado como Superficie de Rodadura

PROGRESIVA

(Km.)CLASIFICACIN

CBR

(95% de MDS)P75

1+500 GP-GM 41.3

20.0%16+750 GP-GM 31.822+500 SM 10.326+000 GC 19.737+750 GM 28.545+000 GM 44.9

Diseo de Espesores del Pavimento

El presente proyecto, materia de estudio, tiene como directiva que la estructura del pavimento sea unaSuperficie Granular de Rodadura (afirmado); por lo que se ha estructurado los espesores del pavimento deacuerdo a lo solicitado.

Mtodo de la US Forest Service

El servicio de Guardabosques de EE.UU. es responsable del diseo y mantenimiento de una gran parte decaminos pavimentados y no pavimentados y ha desarrollado procedimientos para el diseo estructural de losmismos, encuadrndolos en un sistema de diseo basado en la minimizacin de los costos de vida delpavimento. En ese sentido para pavimentos de materiales granulares el mtodo utiliza dos criterios de falla,por Ahuellamiento y por Serviciabilidad, esta ltimo ser la utilizado para el presente diseo.

CUADRO N 11

10

CALCULO DE NMERO ESTRUCTURAL (SN)

ndice de

Serviciabilidad

Numero de ejessimplesequivalentes de18000lb (x 103)

Valor Soporte del Suelo (SS)

2 3 10

Pi = 4.0

Pf = 1.5200 3.24 2.87 1.04

500 3.68 3.27 1.251000 4.04 3.60 1.42

Fuente : Gua de la US Forest Service

Elaboracin : Propia

Para la distribucin de los espesores la metodologa plantea una gama de coeficientes estructurales (ai)que pueden ser combinados de acuerdo a la calidad del material disponible. A continuacin se presentacoeficientes estructurales para los materiales de canteras disponibles en la zona y que de acuerdo a los ensayosde laboratorio realizados en el contexto del Estudio de Canteras.

CUADRO N 12

COFICIENTES ESTRUCTURALES

CBR del

MaterialGranular

Coeficiente Estructural (SN)Superficie de

Rodadura

Base Granular

Sub-base

Granular

20 0.070 0.09530 0.093 0.10945 0.112 0.12450 0.117 0.12760 0.126 0.130Fuente : Gua de la US Forest Service

Elaboracin : Propia

Diseo Estructural

En principio se ha establecido dos periodo de diseo, el primero de 5 aos y el segundo de 10 aos(requerido por el Proyecto). Por otro lado del perfil estratigrfico se observa dos sub-tramos de acuerdo a lacalidad del suelo. Bajo este contexto se establecer la estructura:

De acuerdo al cuadro establecido por la US Forest Service la determinacin del Nmero Estructural (SN)para un pavimento afirmado es establecido por la interpolacin de los parmetros sealados para el tipode falla, calidad de la sub-rasante y nmero de eje de repeticiones del trfico proyectado.

Sub-tramo Km. 0+000 - Km. 10+750

11

CUADRO N 13

DATOS BSICOS DEL DISEO

Periodo deDiseo

CBR de la

Sub-rasante

Trfico de

DiseoSN

5 aos 2.2% 3.8x105 3.5010 aos 2.2% 8.5x105 3.95En base a los datos del cuadro anterior se establece la siguiente estructuracin del pavimento.

CUADRO N 14

ESPESORES DEL PAVIMENTO

Tipo de Material

Periodo de diseo

de 5 aos

Periodo de diseo

de 10 aosPulg. cm. Pulg. cm.

Afirmado con CBR =50%

al 100% MDS

19.0 50.0 18.0 46.0

Capa Granular Tipo A

con CBR = 20% al 95%MDS

12.0 30.0 17.0 43.0

En este sub-tramo existe la presencia de sectores que por condiciones de transitabilidad ha sido mejorados encapas sucesivas con materiales del tipo GP-GM, GW-GM y GC.

A continuacin se indican aquellos sectores que han logrado alcanzar el espesor indicado para serconsiderado como material de Capa Granular Tipo A y que de acuerdo a los anlisis de laboratorio tienenCBR igual o superior a 20% al 95% de la Mxima Densidad Seca (MDS), aportando de esta manera alpavimento, siempre y cuando se verifique su extensin y alcance a todo el ancho de la calzada.

Km 0+375 - km 1+125

Km 3+125 - km 3+875

Km 4+625 - km 5+125

Km 5+375 - km 5+875

Km 6+675 - km 7+125

Km 7+375 - km 7+625

Km 7+875 - km 8+125

Km 8+375 - km 8+450

12

Km 8+870 - km 10+375

En stos sectores podra, luego de verificarse su extensin, colocarse el material de afirmado indicadoen el cuadro de diseo.

Es preciso sealar que la propuesta de diseo indicada lneas arriba obedece a la condicin de lacoincidencia en la ubicacin de la sub-rasante del diseo geomtrico con la actual superficie derodadura. En el supuesto caso de levantar la rasante sobre la actual superficie, la calidad del material derelleno no debe ser menor al indicado como Capa Granular Tipo A.

Sub-tramo Km. 10+750 - Km. 45+500

CUADRO N 15

DATOS BSICOS DEL DISEO

Periodo deDiseo

CBR de la

Sub-rasante

Trfico de

DiseoSN

5 aos 10.4% 3.8x105 1.210 aos 10.4% 8.5x105 1.4En base a los datos del cuadro anterior se establece la siguiente estructuracin del pavimento.

CUADRO N 16

ESPESORES DEL PAVIMENTO

Tipo de Material

Periodo de diseo

de 5 aos

Periodo de diseo

de 10 aospulg. cm. Pulg. cm.

Afirmado con CBR =50%

al 100% MDS

10 25 12.0 30.0

En este sub-tramo se presenta sectores crticos con presencia de suelos del tipo CL y ML con bajo valoresde CBR (2%). En estos sectores se debe considerar como diseo de pavimento los establecidos en elsub-tramo anterior.

Km 12+625 - km 12+875

Km 15+625 - km 15+875

Km 17+375 - km 17+625

Km 19+125 - km 19+375

Km 20+375 - km 20+625

Km 24+125 - km 24+375

13

Km 29+125 - km 30+375

Km 38+625 - km 38+875

Km 43+125 - km 43+375

Km 43+625 - km 44+125

Recomendaciones Constructivas

Los suelos de la sub-rasante por su naturaleza han sido divididos en dos sub-tramos, cuyos diseosfueron concebidos de forma diferente y principalmente constituidos dos capas, la primera de afirmadoy la segunda denominada Capa Granular tipo A. Esta estructuracin de capas en el pavimentoobedece principalmente a la calidad de la sub-rasante.

La capa de Afirmado deber cumplir las exigencias de calidad establecidas en las EspecificacionesTcnicas (EG-2000, seccin 302).

Por restricciones econmicas puede dividirse el espesor total del afirmado en dos capas, la primerade afirmado concordante con las EG-2000 y la segunda (capa inferior) de la misma calidad aexcepcin del parmetro de ndice de Plasticidad que se deber encontrarse entre NP a 9%, conel propsito de utilizar las fuentes de materiales de origen fluvial en forma natural.

La Capa Granular Tipo A constituye un espesor estructural del pavimento, por lo que sus condicionesconstructivas deben ser controladas minuciosamente. Sus requerimientos mnimos debe ser lossiguientes:

CBR = 20% al 95% de la Mxima Densidad Seca (MDS)

Tamao Mximo = 3

Espesor mximo de Compactacin = 20cm

La capa de afirmado deber ser compactada al 100% de la Mxima Densidad Seca (MDS) y suCBR mnimo de 50% al 100% MDS.

Conclusiones

El estudio de suelos del tramo Puerto Pizana - Pizarrn tiene el propsito de reconocer lascaractersticas del terreno de fundacin donde se apoya la estructura vial, para lo cual se hanejecutado 186 pozos exploratorios o perforaciones a "cielo abierto" (calicatas) de 1.5 m deprofundidad, realizadas a una distancia de 250m una del otra, de modo que la informacin obtenidasea representativa de la zona en estudio.

El suelo de fundacin del Tramo Puerto Pizana - Pizarrn se encuentra constituido por los tipos desuelos:

Gravas (GM, GC, GM-GC, GP-GM, GW-GM) 45.9%

Arenas (SC, SM, SM-SC, SP-SM) 35.3%

Finos (ML, CL, OH, CH) 15.1%

14

Roca 3.7%

En base al anlisis del perfil estratigrfico se ha divido la carretera en dos tramos: el primerocomprendido entre el Km. 0+000 al Km. 10+750 con un predominio de suelos arcillosos (CL) y eltramo Km. 10+750 al Km. 45+500 con predominio de suelos arenosos.

Las capas de suelos granulares colocadas encima de suelos arcillosos como mejoradores de lasuperficie de rodadura pueden ser consideradas como aporte, siempre y cuando cumplan con elrequisito de espesor (mnimo de 0.40), tal como es analizado en tem 4.2.3.2 Zonas Crticas.

Los datos bsicos de diseo para el tramo III se resumen en los siguientes cuadro:

DATOS BSICOS DEL DISEO

(Sub-tramo Km. 0+000 - Km. 10+750)

Periodo deDiseo

CBR de la

Sub-rasante

Trfico de

DiseoSN

5 aos 2.2% 3.8x105 3.5010 aos 2.2% 8.5x105 3.95DATOS BSICOS DEL DISEO

(sub-tramo Km. 10+750 - Km. 45+500)

Periodo deDiseo

CBR de la

Sub-rasante

Trfico de

DiseoSN

5 aos 10.4% 3.8x105 1.210 aos 10.4% 8.5x105 1.4

Los espesores del pavimento (afirmado) se resumen a continuacin por sub-tramos.

ESPESORES DEL PAVIMENTO

(Sub-tramo Km. 0+000 - Km. 10+750)

Tipo de Material

Periodo de diseo

de 5 aos

Periodo de diseo

De 10 aospulg. cm. Pulg. cm.

Afirmado con CBR =50%

al 100% MDS

19.0 50.0 18.0 46.0

Capa Granular Tipo A

con CBR = 20% al 95%MDS

12.0 30.0 17.0 43.0

ESPESORES DEL PAVIMENTO

15

(sub-tramo Km. 10+750 - Km. 45+500)

Tipo de Material

Periodo de diseo

de 5 aos

Periodo de diseo

de 10 aospulg. cm. Pulg. cm.

Afirmado con CBR =50%

al 100% MDS

10 25 12.0 30.0

En el sub-tramo Km. 10+750 - Km. 45+500 existe sectores donde los suelos son arcillosos, en estos debernser colocados el diseo establecido en el sub-tramo Km. 0+000 - Km. 10+750 (ver 4.2.3.2 ZonasCrticas).

Recomendaciones

El tramo se encuentra ubicado en zona de selva por lo cual es indispensable el cumplimientoirrestricto de todas las recomendaciones expuestas en el estudio de Hidrologa y Drenaje,con el propsito de evitar fallas asociadas a movimientos del agua en el pavimento.

Por restricciones econmicas puede dividirse el espesor total de la capa de afirmado en dosparte; para lo cual la calidad de la segunda capa inferior ser igual al exigido para unafirmado a excepcin del ndice de Plasticidad que se encontrar entre NP a 9%.

Si bien el proyecto establece un periodo de diseo de 10 aos y por la naturaleza delproyecto es un pavimento afirmado sin recubrimiento, sera conveniente considerar, porrazones de durabilidad, los diseados para un perodos de 5 aos.

Las recomendaciones sealadas en el presente Estudio y en lo referente a los captulos deSuelos, Canteras y Diseo de Pavimento debern ser concordantes con lasEspecificaciones Generales para Construccin de Carreteras del MTC (EG - 2000).

16

00081179.html