NEO TERRA INGENIEROS E.I.R.L. ALFREDO SIFUENTES SIFUENTES ORTIZ ORTIZ %22&'(
LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOS Y MATERIALES INGENIERO CIVIL
C.I.P.. N° 74682 C.I.P
Regi!"# INDECOPI
ESTUDIOS DE MECANICA DE SUELOS) ANALISIS DE CANTERAS Y DISE*O DE MEZCLAS DE CONCRETO.
DISEÑO DEL PAVIMENTO AFIRMADO PARA EL PROYECTO A NIVEL DE INGENIERÍA DE DETALLE DE LA CARR CARRET ETER ERA A DEL DEL DESV DESVÍO ÍO:: CHAM CHAMIS IS,, CAHU CAHUAD ADÁN ÁN DESV ESVÍO SANJA ANJAP PAMPA MPA, DIS DI STRIT TRITO O HUAMA UAMACH CHUC UCO, O, PROVIN PROVINCIA CIA SÁNCHE SÁNCHEZ Z CARRIÓ CARRIÓN, N, DEPART DEPARTAME AMENT NTO O LA LIBERTAD. INTRODUCCION. Las vías consideradas de “Bajo volumen de tránsito”, se estructuran como caminos de bajo costo, puesto que dentro de sus lineamientos de diseño se evitan movimientos de tierra masivos, considerando estructuras y obras de arte diseñadas para períodos de corto y mediano plazo de vida útil con pavimentos generalmente de tipo airmado! "ara estructurar el pavimento se #a tenido por conveniente utilizar y comparar tres $%&' m(todos, con el in de escoger el que más se adapte a nuestra realidad!
2. )*+- .//01/ $./+2./L /0032/+2. 4 /50+1/L2/. 0+/+6 1/ /5+712+260, #oy /50+1/-0'!
)*+- -6 L/ 50/36 $5!0! /1)8 31"0 4 6.92.6610'
)*+- -6L 1/- 1606/137 L/B1/+18! L/B1/+18!
ANALISIS DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE CBR! DEL TERRENO DE FUNDACIÓN. 3omo se indic: en un inicio; las vías consideradas de “Bajo volumen de tránsito”, se estructuran como caminos de bajo costo, motivo por este es que para el diseño del pavimento ,se a elegido tres tipos de suelo, que representan a los tramos de suelo más mas representativos del trazo de la vía, ya que de escoger solamente el suelo más desavorable, se estaría considerando gastos innecesarios, para la colocaci:n del pavimento! 6n base a lo indicado, el ensayo de la capacidad de soporte relativo, se #a #a eectuado para muestras representativas del suelo de cimentaci:n teniendo en cuenta el "eril 6stratigráico y analizando el tipo de suelo más desavorable y representativo en cada zona de estudio!
CUADRO Nº 1.1 CBR DE CALICAT CA LICATAS AS REPRESENTATIVAS REPRESENTATIVAS C"#$%"&" N'
C-(
C-)
P++/$0"
%%
%%
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P+1234$4"4
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CBR "# 567 DSM
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+".. Leg,i- N° 4(% +". +" +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
C-*
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N°$
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C#"/$1$%. AASHTO
/@A $=A'
/@D@A $?%'
/@?@D $?'
3L
)L
3L
Limo /rcillas inorgánicas de alta a mediana "lasticidad
Limo /rcillas inorgánicas de alta a mediana "lasticidad
9ravas limo arcillosas de alta a mediana plasticidad
C#"/$1$%. SUCS D/%+$9%$3
2.1.1
ANALISIS DE TRÁFICO. +iene por objetivo conocer el volumen, las características y el origen@destino del tráico ve#icular, elementos básicos para la evaluaci:n econ:mica del proyecto y la determinaci:n de las características del diseño de la ruta! 6l tráico de personas y carga que circula en la zona en estudio, se realiza en dierentes ve#ículos como autos, station Eagon, camionetas, camionetas rurales, 3oaster, volquetes y camiones de = eje!
2.1.2
INDICE MEDIO DIARIO IMD!. 6n el cuadro 1.1, se observa que el tipo de tránsito deberá estar constituido básicamente por ve#ículos ligeros, como camionetas station Eagon, 3amionetas picF up y camiones 3?6, empleados básicamente al transporte de productos propios de las actividades desarrolladas en la regi:n!
CUADRO Nº 1.2 TRÁFICO INDICE MEDIO DIARIO DEL PROYECTO
FUENTE: Equipo Técnico
2)- G??% H67235L0 I -2/ 2.1.3
TASA DE CRECIMIENTO. 0e #a considerado una tasa de crecimiento anual de J!
2.1.4
PERIODO DE DISEÑO. "ara dic#o proyecto se #a considerado un periodo de diseño de C años, tiempo en que se estima que la estructura del pavimento cumpla con su servicio :ptimo!
2.1.5
CÁLCULO DEL N;MERO DE EJES E
"ara #allar los ejes equivalentes emplearemos lo siguiente;
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
RPM
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Factor de Crecimiento.
-e la Tabla Nº 1.1, con la +asa de crecimiento $i' G J y el "eriodo de diseño $n' G C años, #allamos un actor de C!?!
TABLA Nº 1.1.- FACTOR DE CRECIMIENTO PERIODO DE DISEÑO AÑOS 3!
8
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?%!&
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TASA ANUAL DE CRECIMIENTO, PORCENTAJE +!
Fuente: Manual de Die!o "tructural de #a$imento. % a$ier Llorac& 'ar(a
Factor Cami)n:
"ara el cálculo de actores destructivos #aremos uso de la metodología //07+ según la Tabla 1.2 .
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
RPM
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TABLA Nº 1.2. FACTORES DESTRUCTIVOS POR EJE TIPO DE EJE
EJE E
6jes 0imples de rueda simple
P 6.6
4
6jes 0imples de rueda doble
P 8.16
4
6jes +andem de rueda doble
P 15.1
4
6jes +ridem de rueda doble
P 22.9
" G "eso en toneladas
Fuente: Manual DCN#B'T * MTC 2++,
La Tabla Nº 1.2 ! 0e toma en cuenta como criterio simpliicado de la metodología //07+! +ambi(n se considerará un actor de ajuste por presi:n de neumáticos, de tal manera de computar el eecto adicional de deterioro que producen las altas presiones de los neumáticos en el deterioro de los airmados! 6ste eecto se incrementa más, para el
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
RPM
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caso de las capas de revestimiento granular en altura, donde la baja presi:n atmos(rica genera un aumento de la presi:n interna del neumático, reduciendo su área de contacto y aumentando la presi:n sobre la capa de rodadura! "ara evitar este eecto en el cálculo de los 66, las llantas deberían tener una presi:n máMima de K% psi! pulg? -el cual, para un eje simple de ruedas simples usaremos 66G $"IA!A', y para, un eje simple de rueda doble 66 G $"IK!?',, donde ", es el peso por eje en +oneladas!
CUADRO Nº 1.. FACTOR E
TIPO DE VEHICULO
P/ 3 T3.
F"%&+ E2$0"#3& 4 C"+"
FEC
E D#"3&+
G+29 )
E D#"3&+
G+29 )
"
"
$"IA!A'
$"IK!?'
/utomovil
?!%%
?!%%
%!%%K
%!%%K
%!%=D%
3amioneta
?!%%
?!%%
%!%%K
%!%%K
%!%=D%
3amioneta 1ural N 3ombi
!%%
!%%
%!=&
%!=&
%!?D%%
3ami:n ? ejes
D!%%
==!%%
=!?AC
&!?&K&
!C%%
=!?AC
?&!?=KC
?!%%
3ami:n de & D!%% =K!%% ejes Luego calculamos el 6/L de diseño
CUADRO Nº 1. CALCULO DE EAL E2$0"#3& A# L"4! "AL/.2 TON01+a!o
….( Ec.- 1.1)
+asa crecimiento ;
TIPO DE VEHICULO /utom:vil
J
IMD
VEHAÑO
FEC
FC
EAL
K%
??%%
%!%?
C!?
?,AC
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
RPM
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
N°$
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3amioneta
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?C=C
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C!?
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3amioneta 1ural N 3ombi
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=C&&%
%!?D
C!?
??,&C
cami:n de ? ejes
?
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C!?
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volquete de & ejes
&
=%C
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=C,&=%
6/L C añosO
*@>,>?8
TOTAL
))8
EAL
DISEÑO
*.@?E86
Elaboración Propia. *Valor! rdondado!
2.1.6
CALCULO DEL ESPESOR DEL PAVIMENTO. 5tilizaremos los siguientes m(todos, de donde escogeremos el más adecuado de acuerdo a nuestra realidad!
MTODO NAASRA AUSTROADS!. 0e realizará mediante la rlación d el valor soporte del suelo $3B1' y la carga actuante sobre el airmado, eMpresada en .úmero de 1epeticiones de 6jes 6quivalentes : 6/L de diseño! -e acuerdo a los dierentes tramos, se tiene; "ara un 3B1G =%!%% y con .rep G &KA,D%% , tendremos; ) a"ir#ado$ %21& ' 211 ( %lo 1 1) + %lo 1 1) 2 ) lo 1 %/0,12
eairmadoG ??!?% cm!, por diseño y construcci:n adoptamos "1$+"4K )8.88 %. "ara un 3B1G =?!%% y con .rep G &KA,D%% , tendremos; ) a"ir#ado$ %21& ' 211 ( %lo 1 12. + %lo 1 12.)2 ) lo 1 %/0,12
eairmadoG ?%!A% cm!, por diseño y construcci:n adoptamos "1$+"4K )8.88 %.
"ara un 3B1G &=!%% y con .rep G &KA,D%% , tendremos; ) a"ir#ado$ %21& ' 211 ( %lo 1 12. + %lo 1 /1.)2 ) lo 1 %/0,12
eairmadoG ==!D% cm!, por diseño y construcci:n adoptamos "1$+"4K (8.88 %. MTODO DE LA USACE U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS! 3on los valores establecidos para los ejes equivalentes, la capacidad de soporte de la subrasante 3B1 y el 3r4"ico Nº 1.1, se determina el espesor del airmado! "ara ello se veriica el 3B1 que debe tener la capa del pavimento en unci:n del tráico, 3B1 de la subrasante y el espesor requerido según la Tabla 1./.
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
RPM
N°$
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3R4F5CO Nº 1.1. CURVAS PARA EL DISEÑO DE ESPESORES DE PAVIMENTOS CON SUPERFICIE DE RODADURA GRANULAR MTODO USACE!
6
(8
(6
CURVA Número de Ejes Simples Equivalentes de 18,000 lbs
A
)8
A ! C # E %
B C
)6
D
N18 N18 N18 N18 N18 N18
10,000 Ejes Equivalentes "0,000 Ejes Equivalentes 100,000 Ejes Equivalentes $00,000 Ejes Equivalentes "00,000 Ejes Equivalentes 1000,000 Ejes Equivalentes
E
6 / " / 3 . ' s , a 3 d a g 0 l , u p + $ . 6 1 / ) 2 L H 5 / . " / / 1 1 9 / / " 1 5 , 2 / 1 6 , 5 1 P 6 1 1 , 0 6 " 0 6
F
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*8
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TABLA Nº 1.
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
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C.B.R. RE
C%%,%%%
E/9/+ 4 A1$+"4 P2#"4"/!
CBR 4 #" /2+"/"3&
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? A K =% =C ?%
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D A CD C? K & &
D& C C? K C % &A
AK CC C ? &D &
CUADRO Nº 1.,. ESPESOR DEL AFIRMADOS POR USACE SECTOR
N+9 EAL 6 AÑOS
= = =
&!KD6>%C &!KD6>%C !AA6>%
CBR D$/ =?!%% =%!%% &=!%%
E/9/+ +. 92# C K!=% !%% &!C%
4$/ %
?%!CD ??!KA K!K
?%!%% ?%!%% =%!%%
MTODO DEL ROAD RESEARCH LABORATORY. -el 3r4"ico Nº 1.2, se obtiene el espesor del airmado
CUADRO Nº 1.6. SECTOR = ?
ESPESOR DEL AFIRMADO POR RRL
N+9 EAL 6 AÑOS !AA6>% !AA6>% !AA6>%
CBR E/9/+ +. D$/ C =?!%% =!% =%!%% ?%!?% &=!%% =?!C% 3R4F5CO Nº 1.2
4$/ % ?%!% ?%!% =%!%
CURVAS PARA EL DISEÑO DE ESPESORES DE PAVIMENTOS CON SUPERFICIE DE RODADURA GRANULAR RRL!
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
Ce1. &7666(847 C-3--"5-
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C.B.R 3 7 0
3
4
5
6
7 8 9 10
15
30
20
40
50
60 70 80 90100
0 5 10
E ! D S A O P R T A E C M Í N T O N C E O C T N R E A L M I U V N A A P R L G E D A R R U O D S A E D P O S R E
15 20 25 30 35
A 40 45
B
50
NUMERO DE EJ ES SIMPLES EQUIVALENTES
C 55 60 65
A: *: +: D: E:
D
E
70
0-15 15-45 45-150 150-450 450-1500
mi E!"# E$%i&'"()"# mi E!"# E$%i&'"()"# mi E!"# E$%i&'"()"# mi E!"# E$%i&'"()"# mi E!"# E$%i&'"()"#
RESUMEN Y CONCLUSION DE MTODOS.
6l cálculo de los espesores se #an realizado con m(todos que son especíicos para el diseño de airmados, si es que #ubi(semos empleado m(todos tradicionales para el -iseño de "avimentos, se #abrían obtenido valores muc#o más altos, que no se justiicaría la actibilidad del presente proyecto! "or lo tanto recomendamos la siguiente estructura de airmado!
CUADRO Nº .,./. ESPESOR ADOPTADO PARA EL AFIRMADO SECTOR = ? &
E/9/+ /3 # M&4 %! E/9/+ AUSTROADS USACE RRL A1$+"4 )8.8 % ??!?% ??!KA ?%!?% (?.6 % ?%!A% ?%!CD =D!% ().8 % ==!D% K!K =?!C%
6n el nuevo trazo de la vía eMisten dos variantes, las que atraviesan en determinados sectores por estratos rocosos y conglomerados estables de 1oca, y pos suelo tipo /@?, para estos casos, se recomienda colocar una capa de airmado de solamente =% cm! 6n los tramos de suelos limo arcillosos con gravas calizas del "royecto “)ejoramiento de la 3arretera Hecinal, se colocará una capa de airmado de ?%
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
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cm! 6n terrenos limo arcillosos, el resto del tramo estable y conglomerados consistentes y de roca se colocará solamente #asta =D!C cm! de espesor de material compactado con el :ptimo contenido de #umedad y la máMima densidad seca!
+". Leg,i- N° 4(% +". S-/ M-"!0/ N° (86 28&8(2
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