001 Memoria Descriptiva Final k6w2l

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES

PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________

ESTUDIO DEFINITIVO PARA LA REHABILITACION Y MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA: TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) - HUAMACHUCO KM. 0.000 - KM. 37+040

ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS, FUENTES DE AGUA y DISEÑO DEL PAVIMENTO INFORME FINAL

INDICE CAPITULO I : GENERALIDADES 1.1

Introducción

1.2

Objetivo

1.3

Ubicación del Proyecto

1.4

Clima

1.5

Relieve

1.6

Vegetación y uso actual y potencial de la tierra

CAPITULO II: CARACTERISTICAS DEL TRAMO EN ESTUDIO 2.1

Evaluación de la Plataforma Existente

CAPITULO I II : ESTUDIO DE SUELOS 3.1

Trabajos de Campo

3.2

Ensayos a las Muestras de Suelos

3.3

Características del Par Subrasante – Afirmado existente

3.4

Interpretación de resultados

3.5

Análisis de la Capacidad de Soporte de los Suelos de Subrasante

3.6

Suelos Desfavorables de Subrasante

3.7

Mejoramiento de Subrasante INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ 3.8

Subtramos de Roca

CAPITULO IV: ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA 4.1

Introducción

4.2

Canteras Localizadas

4.3

Ensayos a las Muestras de Canteras

4.4

Características e Interpretación de resultados

4.5

Leyenda de Usos y Tratamientos

4.6

Recomendaciones generales para las Canteras localizadas

4.7

Fuentes de Agua

4.8

Ensayos a las Muestras de aguas

4.9

Diseños previos de Mezclas con Asfalto y Cemento Portland

CAPITULO V : DISEÑO DEL PAVIMENTO 5.1

Métodos

5.2

Análisis del Tránsito con Fines de Diseño del Pavimento

5.3

Análisis Estadístico de Valores de CBR de Subrasante

5.4

Datos de Diseño del Pavimento

5.5

Diseño del Pavimento

5.6

Análisis de Alternativas de Diseño Mediante Modelo Analítico

5.7

Espesores Recomendados

CAPITULO VI : CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1

Conclusiones

6.2

Recomendaciones

ANEXOS .

Gráficos y Cuadros

.

Resultados de Ensayos de Laboratorio

.

Fotográfico

PLANOS .

Diagrama de Canteras y Fuentes de Agua

.

Perfil Estratigráfico INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO



ESTUDIO DEFINITIVO PARA LA REHABILITACION Y MEJORAMIENTO DE LA CARRETERA: TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) - HUAMACHUCO KM. 0.000 - KM. 37+040 37+040

ESTUDIO DE SUELOS, CANTERAS, FUENTES DE AGUA y DISEÑO DEL PAVIMENTO INFORME FINAL CAPITULO I : GENERALIDADES 1.1

INTRODUCCION

La plataforma conformada por la capa de Afirmado y los suelos de subrasante del actual Tramo: Alto Chicama (Callacuyan) - Huamachuco (Km. 0+000 - Km. 37+040), perteneciente a la carretera Trujillo – Shiran - Huamachuco, están compuestos por suelos variables (finos, arenas y gravas),

presentando

características físico-mecánicas y químicas diferentes, asimismo los materiales de las canteras y fuentes de agua,

por ello se han realizado trabajos de

campo, laboratorio y gabinete, con la finalidad de procesar, identificar e interpretar cada uno de los resultados, los cuales formarán parte del Expediente Técnico del Estudio para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera. Es preciso mencionar que durante el desarrollo de los estudios se tomo conocimiento que la empresa minera CAMBIOR, propietaria de terrenos adyacentes a la carretera existente en el sector La Arena, se encontraba culminando la etapa de exploración y que a continuación se procedería con la etapa de explotación, razón por la que se solicitó mayor información, a fin de

INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ evaluar la interacción de los trabajos de explotación minera con la vía proyectada. En comunicación cursada por la empresa minera manifestaron que dentro de la proyección del desarrollo del proyecto minero y dependiendo del diseño de la infraestructura, la vía podría ser desviada en un tramo aproximado de 1.9 a 2.0km, lo comunicado se trasladó a PROVIAS NACIONAL, que a su vez ordenó continuar con el desarrollo del estudio por la plataforma actual, al no encontrarse definida, por parte de la empresa minera, el desarrollo de su infraestructura.

Ante lo expuesto, el presente proyecto ha considerado igual periodo de vida útil para todas las estructuras proyectadas entre ellas los pavimentos materia del presente estudio, sin embargo ante la posibilidad del inicio de la explotación de la Mina La Arena, se recomienda que ni bien se inicie la construcción de la carretera se restablezca o con la empresa minera, a fin de confirmar la definición de la infraestructura minera y la magnitud de la afectación de la vía, para evaluar la conveniencia o no de ejecutar las estructuras proyectadas en el tramo comprometido evaluando una variante o en su defecto rediseñar las mismas para una vida útil menor acorde con el periodo de vida de la vía comprometida.

1.2

OBJETIVO

El objetivo del presente estudio, es diseñar un pavimento con una estructura resistente, para permitir una adecuada serviciabilidad a los s durante el período de vida de diseño, teniendo en cuenta las características geométricas, el comportamiento del terreno natural, el aporte estructural (SN) del afirmado de la carretera existente y el tránsito pasante actual. En este caso el nivel de la superficie de rodadura será contemplando una Carpeta Asfáltica en Caliente (MACS) y los denominados sectores críticos por problemas de Geotecnia a nivel de Suelo Emulsión (SE).

1.3

UBICACION DEL PROYECTO



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ La zona del estudio se ubica en la región Nor Este Central del territorio patrio, el tramo se inicia en el Desvío a Callacuyan o denominada también Alto Chicama (Minera Barrit) Km. 0+000 hasta llegar a la entrada de la localidad de Huamachuco Km. 37+040. En su recorrido cruza el río Bado en la que se está proyectando el Puente Yamobamba. Políticamente el tramo en estudio abarca: Departamento Provincia

: La Libertad.

: Huamachuco

Distrito

: Huamachuco

Geográficamente está ubicado en la región de la sierra a una altura sobre el nivel del mar entre 3,117.727 m. (punto más bajo) y a 4,095.509 m. (punto más alto).

1.4

CLIMA

El clima es frígido por la zonas altas (mayormente donde están las mineras), en las que se observa las precipitaciones de nevadas, tornándose templado (en el día) por las zonas más bajas (Huamachuco). El promedio máximo de precipitación total por año es de 1,119 mm y el mínimo de 410 mm. La biotemperatura anual máxima

es de 12.9°C y la

media anual mínima de 6.5°C. Según el diagrama Bioclimático de Holdridge la evapotranspiración potencial es variable entre la mitad (0.5) y una cantidad igual (1) al volumen de precipitación promedio total por año esto es indicativo que los suelos tardan en eliminar las humedades higroscópicas, lo que ubica a esta zona de vida en la provincia de humedad : HUMEDO. INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ 1.5

RELIEVE

El relieve topográfico es empinado por tramos y colinoso en las partes bajas presentando gradientes moderadas, ocupa las laderas y paredes de los valles interandinos.

1.6

VEGETACION Y USO POTENCIAL DE LA TIERRA

Las especies vegetales de estas zonas de vida son principalmente: la papa, el chocho, la quinua, la cebada, la oca, la mashua, el maíz y algunos frutales. En todo el año zona se ve cubierta de vegetación residual (eucaliptos) y otras especies que es aprovechada para el pastoreo de ganado que se alimenta principalmente durante el año con especies arbustivas xerofíticas.

CAPITULO

II :

CARACTERISTICAS

DEL

TRAMO

EN

ESTUDIO 2.1

EVALUACION DE LA PLATAFORMA EXISTENTE

Las evaluaciones se han realizado en época de lluvias, es decir en el estado más crítico de deterioro de la actual carretera que se encuentra a nivel de superficie de rodadura compuesto de material granular. INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Las evaluaciones superficiales de campo nos indican que el tramo tiene varios subtramos, según el estado de deterioro observado ocularmente de la capa de rodadura existente, en este caso a lo largo de todo el tramo la capa de rodadura existente tiene el mismo comportamiento, aunado al mal sistema de drenaje y la falta de mantenimiento. Las cunetas existentes se encuentran en malas condiciones, observándose que las cunetas son de terreno natural y de dimensiones variables, el drenaje superficial es deficiente, es la que más daño le hace al paquete subrasantepavimento. La velocidad observada es menor de 15 Km/h. y su serviciabilidad es deficiente y pésima. El relieve inicialmente hasta el Km. 18+000 es semiaccidentado, tornándose colinoso hasta la ciudad de Huamachuco. Se ha observado en la evaluación de campo entre el Km. 0+000 – Km. 37+040 la existencia de Subtramos donde

la plataforma presentaba problemas de

deterioros severos, baches y huecos profundos con aniegos de aguas superficiales y hundimientos, siendo la causa principal la carencia de un buen sistema de drenaje. Es importante resaltar que los subtramos indicados se han podido detectar por los deterioros severos observados superficialmente y en la época más desfavorable, la de lluvias. Ver Cuadro N° 01: Estado Actual de la Plataforma, líneas abajo.



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N° 01: ESTADO ACTUAL DE LA PLATAFORMA N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4

PROGRESIVA Km. Km. 0+18 0+28 0 0 1+10 1+18 0 0 1+22 1+36 0 0 1+37 1+43 0 0 1+64 1+88 0 0 2+06 2+44 0 0 2+68 2+90 0 0 3+26 3+33 0 0 3+48 3+58 0 0 4+26 4+70 0 0 5+30 5+34 0 0 7+54 7+90 0 0 8+30 8+50 0 0 8+54 8+72 0 0 9+99 10+0 0 50 11+0 11+1 40 20 11+2 11+2 60 80 11+4 11+7 80 00 12+0 12+1 80 50 12+2 12+3 40 80 12+5 12+5 00 40 12+6 12+7 40 00 13+2 13+4 00 00 13+5 13+6 60 20

DESCRIPCIÓN Plataforma deteriorada h=1.10 Baches en plataforma h=0.40 Plataforma con ahuellamiento h=0.40 Plataforma con ahuellamiento, bache Plataforma deteriorada, ahuellamiento h=1.00 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches profundos h=1.00 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches profundos h=1.00 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches profundos h=0.60 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches profundos h=0.80 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches profundos Plataforma con baches profundos Plataforma con baches profundos Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches h=0.80



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N° 01: ESTADO ACTUAL DE LA PLATAFORMA N° 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8

PROGRESIVA Km. Km. 13+9 14+1 00 80 14+7 14+8 50 10 14+9 15+1 80 60 15+7 15+8 20 80 16+5 16+5 50 90 18+0 18+4 80 00 18+6 19+1 00 00 22+2 22+3 80 20 22+6 22+8 80 20 23+7 24+0 00 60 25+9 24+9 40 80 26+2 26+4 20 20 26+6 26+7 00 00 27+2 27+3 90 30 27+4 27+4 40 70 27+7 27+9 60 60 28+0 28+0 40 60 30+2 30+3 20 00 30+6 30+6 20 90 31+1 31+2 00 00 32+4 32+5 70 20 32+7 33+0 00 40 33+0 33+3 60 20 33+4 33+5 20 00

DESCRIPCIÓN Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches h=0.80 Plataforma con ahuellamiento h=0.60 Plataforma con baches h=0.80 Plataforma con baches h=0.90 Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches h=0.50 Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches h=0.50 Plataforma con baches h=0.50 Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches profundos, aniego de agua h=0.80 Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches profundos h=0.80, aniego de agua Zona crítica, asentamiento de plataforma Zona crítica, asentamiento de plataforma Plataforma con baches h=0.40 Zona crítica, asentamiento de plataforma Plataforma con baches h=0.30 con presencia de agua Zona crítica, asentamiento de plataforma Zona crítica, asentamiento de plataforma



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N° 01: ESTADO ACTUAL DE LA PLATAFORMA PROGRESIVA Km. Km. 33+6 33+8 60 00 33+8 33+9 60 00 33+9 34+1 20 60 34+1 34+2 60 40 34+2 34+3 80 60 34+7 34+8 50 30 35+1 35+2 20 20 35+5 35+7 60 40 35+8 35+9 50 80 36+6 36+9 00 00

N° 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8

DESCRIPCIÓN Plataforma con baches h=0.50 Zona crítica, asentamiento de plataforma Plataforma con baches h=0.50 Zona crítica, asentamiento de plataforma Zona crítica, asentamiento de plataforma Plataforma con baches h=0.60, presencia de agua en talud derecho. Plataforma con baches h=0.40 Plataforma con baches h=0.40 Zona crítica, deslizamiento quebrada El Diablo Plataforma con baches h=0.40

De las observaciones del estado actual de la plataforma y del estudio realizado se ha determinado que los materiales que la conforman son de características inadecuadas

y

han

sido

colocadas

incumpliendo

los

procedimientos

constructivos, lo cual a generado los problemas que se describen habiéndose recomendado las siguientes actividades a realizar para cada problema. En el Cuadro N°02, se indican los trabajos y metrados en los que se está considerando cada caso. CUADRO N°02: ESTADO ACTUAL DE LA PLATAFORMA – ACTIVIDADES A REALIZAR N ° 1 2 3 4 5 6 7

Km.

Km.

0+ 180 1+ 100 1+ 220 1+ 370 1+ 640 2+ 060 2+ 680

0+ 280 1+ 180 1+ 360 1+ 430 1+ 880 2+ 440 2+ 900

Lon g. (m)

Lado

100

IZQ. DER.

DESCRIPCIÓN

ACTIVIDADES A REALIZAR

PLATAFORMA DETERIORADA h=1.10

METRADO CONSIDERADO EN EXPLANACIONES (BANQUETA)

80

IZQ.

BACHES EN PLATAFORMA h=0.40

MEJORAMIENTO DE TRAZO - CORTE EN PLATAFORMA

140

IZQ.

PLATAFORMA CON AHUELLAMIENTO h=0.4

METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA

60

IZQ.

PLATAFORMA CON AHUELLAMIENTO, BACHE


240

IZQ.

PLATAFORMA DETERIORADA, AHUELLAMIENTO h=1.0


380

DER.

PLATAFORMA CON BACHES, ANIEGO DE AGUA


220

DER.

PLATAFORMA CON BACHES PROFUNDOS h=1.00




PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N°02: ESTADO ACTUAL DE LA PLATAFORMA – ACTIVIDADES A REALIZAR N ° 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 0 3 1 3 2 3 3 3 4 3 5 3 6 3 7 3 8 3 9 4 0 4 1

Km.

Km.

3+ 260 3+ 480 4+ 260 5+ 300 7+ 540 8+ 300 8+ 540 9+ 990 11 + 040 11 + 260 11 + 480 12 + 080 12 + 240 12 + 500 12 + 640 13 + 200 13 + 560 13 + 900 14 + 750 14 + 980 15 + 720 16 + 550 18 + 080 18 + 600 22 + 280 22 + 680 23 + 700 25 + 940 26 + 220 26 + 600 27 + 290 27 + 440 27 + 760 28 + 040

3+ 330 3+ 580 4+ 700 5+ 340 7+ 900 8+ 500 8+ 720 10 + 050 11 + 120 11 + 280 11 + 700 12 + 150 12 + 380 12 + 540 12 + 700 13 + 400 13 + 620 14 + 180 14 + 810 15 + 160 15 + 880 16 + 590 18 + 400 19 + 100 22 + 320 22 + 820 24 + 060 25 + 980 26 + 420 26 + 700 27 + 330 27 + 470 27 + 960 28 + 060

Lon g. (m)

Lado

DESCRIPCIÓN


70

DER.


MEJORAMIENTO DE TRAZO - CORTE EN PLATAFORMA (H=0.50m)

100

DER.


MEJORAMIENTO DE TRAZO - CORTE Y RELLENO EN PLATAFORMA

440

IZQ. DER.


METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA Y EN ENSANCHAMIENTO

40

IZQ.



360

DER.


MEJORAMIENTO DE RASANTE, RELLENO EN PLATAFORMA

200

IZQ.


MEJORAMIENTO DE TRAZO - CORTE EN PLATAFORMA

180

IZQ.



60

DER.



80

DER.



20

DER.

PLATAFORMA CON BACHES PROFUNDO h=0.80

MEJORAMIENTO DE RASANTE, RELLENO EN PLATAFORMA

220

DER.



70

IZQ.


METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA

140

DER.

PLATAFORMA CON BACHES PROFUNDOS

MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE CORTE EN PLATAFORMA (H=0.60m)

40

DER.


MEJORAMIENTO DE RASANTE - CORTE EN PLATAFORMA (H=1.00m)

60

DER.


MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE , CORTE EN PLATAFORMA (H=0.60m)

200

IZQ.

PLATAFORMA CON BACHES h=0.40

MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE , CORTE EN PLATAFORMA (H=0.60m)

60

IZQ.



280

IZQ.



60

IZQ.



180

DER.

PLATAFORMA CON AHUELLAMIENTO h=1.00


160

DER.


METRADO CONSIDERADO EN ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA

40

IZQ.


MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE, RELLENO EN PLATAFORMA

320

IZQ.



500

IZQ.



40

IZQ. DER.



140

IZQ. DER.


MEJORAMIENTO DE RASANTE, RELLENO EN PLATAFORMA (H= 2.00m)

360

IZQ. DER.


MEJORAMIENTO DE RASANTE, CORTE EN PLATAFORMA (H= 0.50m)

40

DER.



200

DER.



100

DER.


40

IZQ. DER.

PLATAFORMA CON BACHES PROFUNDO, ANIEGO DE AGUA h=0.80

30

IZQ.


200

DER.


20

DER.

PLATAFORMA CON BACHES PROFUNDO, ANIEGO DE AGUA h=0.80

METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA MEJORAMIENTO DE TRAZO, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA MEJORAMIENTO DE TRAZO, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N°02: ESTADO ACTUAL DE LA PLATAFORMA – ACTIVIDADES A REALIZAR N ° 4 2 4 3 4 4 4 5 4 6 4 7 4 8 4 9 5 0 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8

Km.

Km.

30 + 220 30 + 620 31 + 100 32 + 470 32 + 700 33 + 060 33 + 420 33 + 660 33 + 860 33 + 920 34 + 160 34 + 280 34 + 750 35 + 120 35 + 560 35 + 850 36 + 600

30 + 300 30 + 690 31 + 200 32 + 520 33 + 040 33 + 320 33 + 500 33 + 800 33 + 900 34 + 160 34 + 240 34 + 360 34 + 830 35 + 220 35 + 740 35 + 980 36 + 900

Lon g. (m)

Lado

DESCRIPCIÓN


80

DER.

ZONA CRITICA, ASENTAMIENTO DE PLATAFORMA

70

DER.


100

IZQ.


50

DER.


340

IZQ.

PLATAFORMA CON BACHES h=0.30 CON PRESENCIA DE AGUA

260

IZQ.


MEJORAMIENTO DE TRAZO, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA MEJORAMIENTO DE TRAZO, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA EL LADO IZQ. MEJORAMIENTO DE RASANTE RELLENO MEJORAMIENTO DE TRAZO, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA MEJORAMIENTO DE TRAZO, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE - CORTE EN PLATAFORMA

IZQ. DER.


MEJORAMIENTO DE RASANTE, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA SECTOR CRITICO

IZQ.


MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE - CORTE EN PLATAFORMA

IZQ. DER.


MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE - CORTE EN PLATAFORMA

IZQ.


MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE , CORTE EN PLATAFORMA (h=0.60m) SECTOR LA COLPA

80

IZQ. DER.


MEJORAMIENTO DE RASANTE, METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA SECTOR CRITICO

80

IZQ.


80

IZQ.

100

ZONA CRITICA, ASENTAMIENTO DE PLATAFORMA PLATAFORMA CON BACHES h=0.60, PRESENCIA DE AGUAS EN EL TALUD LADO DERECHO. PLATAFORMA CON BACHES h=0.40

180


MEJORAMIENTO DE TRAZO Y RASANTE - CORTE EN PLATAFORMA (h=0.90m)

130

ZONA CRITICA, DESLIZAMIENTO QUEBRADA EL DIABLO


300



80 140 40 240

METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA METRADO CONSIDERADO EN MEJORAMIENTO DE PLATAFORMA




CAPITULO I II: ESTUDIO DE SUELOS 3.1

TRABAJOS DE CAMPO

Los trabajos de campo consistieron en la toma de muestras y datos de los suelos mediante calicateo a cielo abierto, definiendo los estratos y la subrasante (terreno natural o relleno), teniendo como referencia el estacado del trazo actual de la carretera, con la finalidad de evaluar y establecer las características físico-mecánicas de la subrasante (terreno natural) sobre la cual se apoyará la rasante (estructura del pavimento). Las calicatas (C) fueron ejecutadas con un espaciamiento de 250 ml y a una profundidad mínima de 1.50 m., identificando los estratos y sus espesores. Se han ejecutado ensayos “in situ” de Densidades de Campo, mediante el método del Cono de Arena a la capa de subrasante, encontrando resultados de compactación entre 71% y 94%, indicativos de que la carretera existente está soportando las cargas del tráfico pasante con valores relativos de soporte más bajos que el mínimo (95%) de la Máxima Densidad Seca. Adicionalmente se han ejecutado calicatas tipo (CA) y calicatas por Geotecnia (CG), en los taludes tanto superior como inferior con fines de complementar el estudio de suelos y realizar los mejoramientos en las zonas de corte y en menor escala en las zonas de relleno dependiendo de las alturas y los números estructurales definidos en el diseño del pavimento. Resumen de trabajos de campo: INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ • Calicatas cada 250 m. y muestreo de los suelos de cada estrato encontrado (Superficie de rodadura y subrasante).

•

Las calicatas se han realizado alternadamente de derecha a izquierda por el ahuellamiento que deja el tráfico.

•

Densidades de campo a la capa de subrasante y toma de muestras de suelos para el CBR cada 2 Kms.

•

Identificación de subtramos críticos (por suelos, drenaje, y deterioros en la actual Superficie de Rodadura).

•

Identificación de la Napa Freática.

•

Identificación de Subtramos de roca en la subrasante.

•

Calicatas adicionales y toma de muestras complementarias en los taludes superior e inferior.

Las muestras disturbadas de suelos, debidamente identificadas con el kilometraje y protegidas mediante recipientes adecuados (bolsas plásticas), se han trasladado y ensayado parte en el laboratorio de campo y el resto se ha enviado al laboratorio de Mecánica de Suelos del Consorcio Alto Chicama y se han analizado y ensayado con las Normas del MTC y ASTM vigentes.

3.2

ENSAYOS A LAS MUESTRAS DE SUELOS

Las muestras disturbadas extraídas en la investigación de campo, fueron procesadas en el Laboratorio de Mecánica de Suelos del Consorcio Alto Chicama y A.I.S.A., empleando las normas ASTM y MTC vigentes, para ensayos especiales y químicos se han remitido a los laboratorios de la UNI y L.A.S.A. El programa de ensayos comprendió en lo siguiente: Determinación del contenido de humedad



MTC E 108 (ASTM-

D-2216)



Análisis Granulométrico por tamizado

MTC E 107 (ASTM-

Determinación del limite Líquido

MTC E 110 (ASTM-

D-422)

 D-423)



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Determinación del limite Plástico



MTC E 111 (ASTM-

D-424) Determinación Humedad-Densidad(P. Modificado)



MTC

E 115

(ASTM D-1557) (CBR) Método del Cuerpo de Ingenieros



MTC E 132 (ASTM-

D-1883) Densidad de Campo

MTC



Clasificación de SUCS

ASTM-D-2487



Clasificación AASHTO

ASTM D-3282



E

117

(ASTM-D-

1556)

3.3

CARACTERISTICAS DEL PAR SUBRASANTE-SUPERFICIE DE

RODADURA EXISTENTE Subrasante: La subrasante (terreno natural o relleno), denominado también terreno de fundación tiene características diferentes para cada sección o subtramo evaluado, los suelos componentes son finos, granulares, existiendo áreas de roca observados

en

los

taludes

superiores

y

a

diferentes

profundidades,

predominando los suelos finos limosos de baja compresibilidad. Los problemas de drenaje son notorios, en casi toda la carretera evaluada, observándose que afecta a la subrasante y a la capa superior existente. En el calicateo y a la profundidad estudiada se encontró la Napa Freática (aguas subterráneas) en los siguientes puntos: Km. 00+250, profundidad 0.70m. Km. 02+000, profundidad 0.70m. Km. 02+500, profundidad 0.45m. Km. 02+750, profundidad 0.45m. Km. 21+750, profundidad 0.50m. Km. 22+000, profundidad 0.50m. INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Km. 22+250, profundidad 0.50m. Según el Perfil Estratigráfico, los suelos de Subrasante se componen de la siguiente manera: Gravas: GM, GC, GP y GW, predominando las gravas limosas

= 34.5%

Arenas: SM y SC, predominando las arenas limosas

= 29.7%

Finos: ML y CL, predominando los Limos

= 24.3%

Finos con residuos orgánicos

= 8.8%

Roca: La roca es fracturada

= 2.7%

Total:

100%

Los suelos finos (CL) y orgánicos (OL) son suelos que tienen capacidad de soporte bajos que estamos considerando su mejoramiento, para elevar la capacidad de soporte. Los resultados de ensayos “In situ” de Densidades de Campo por el Método del Cono de Arena han dado resultados de la compactación existente de la subrasante

entre 71% a 94%, indicativo de que la subrasante no tiene la

compactación adecuada. Superficie de Rodadura Existente: En cuanto a la Superficie de Rodadura existente tiene espesores de material granular que varían entre 10 cm. hasta 40 cm., con un promedio de espesor de 23 cm. Los suelos que conforman la capa de Superficie de Rodadura existente son variables, predominando las gravas limosas (GM), la distribución de los suelos de Superficie de Rodadura son las siguientes: Grava Limosa (GM)

= 41.3%

Arena Limosa (SM)

= 38.4%

Limo (ML)

= 7.4%

Grava Arcillosa (GC)

= 5.4%



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Grava Limo arcillosa (GM-GC)

= 2.7%

Grava mal graduada limosa (GP - GM) = 2.7% Grava bien graduada (GW)

= 0.7%

Arena bien graduada (SW)

= 0.7%

Arena arcillosa (SC) Total :

= 0.7% 100%

La capacidad de Soporte (CBRs), de la capa de Superficie de Rodadura predominan los valores entre 25 y 30%. En algunas calicatas se ha observado que la Superficie de Rodadura existente tenía espesores insignificantes y son las siguientes: Km.

2+500, Km.

4+750, Km.

9+500, Km. 11+500, Km. 13+250, Km.

17+750, Km. 21+500, Km. 27+500, Km. 31+250, Km. 34+750, Km. 35+500. A lo largo de la carretera por razones de trazo y mejoramientos de características geométricas se van a realizar cortes en la que se está eliminando la Superficie de Rodadura existente, pues en este caso no se está considerando como aporte estructural del pavimento de dicha capa.

3.4

INTERPRETACION DE RESULTADOS

Los resultados de los ensayos de Laboratorio de Mecánica de Suelos, la clasificación visual de los suelos en campo nos permiten interpretar y describir las características físico-mecánicas de los suelos identificando los estratos hallados con su respectivo espesor y plasmar un Perfil Estratigráfico de la actual carretera (Superficie de Rodadura existente-subrasante), en el que se muestra la ubicación y variación tanto horizontal como vertical de cada uno de los estratos encontrados, traslapando cada 250 m., con los suelos clasificados según AASHTO y SUCS y además realizar un análisis de la Capacidad de Soporte de los suelos de subrasante y de los suelos desfavorables.



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ 3.5 ANALISIS DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DE LOS SUELOS DE SUBRASANTE Se han utilizado valores de CBR obtenidos en laboratorio cada 2 kilómetros, los cuales han sido procesados mediante análisis estadísticos (Método Japonés). Los CBR de los subtramos homogéneos, de acuerdo a los resultados del método Valor Relativo de Soporte de laboratorio son los siguientes: .

En la Sección Km. 0+000 - Km. 37+040 se ha obtenido estadísticamente el CBR de Diseño:

CBR = 10.70%

Ver en los Cuadros N° 06 y 07 adjuntos en el Anexo. Cuadros N° 06: Se realiza el análisis estadístico de los CBRs con todos los datos de CBRs de subrasante.

Cuadros N° 07: Se realiza el análisis estadístico de los CBRs descartando los CBRs de subrasante que son muy bajos y que distorsionan el resultado de los CBRs mayoritarios.

3.6

SUELOS DESFAVORABLES DE SUBRASANTE

Sobre la base del Perfil Estratigráfico y de los resultados de laboratorio, se han identificado suelos de naturaleza orgánica, así como de suelos arcillosos y limosos de alto contenido de humedad (Ic < 0.25), los cuales resultan inapropiados como material del pavimento debido a su baja capacidad de soporte como suelo de fundación del pavimento, en dichos suelos se está recomendando trabajos de mejoramiento de subrasante o reemplazo de INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ material, cabe indicar que los CBRs representativos realizados en dichos tipos de suelos, se encuentran por debajo de los CBRs estadísticos de diseño de pavimentos, por lo cual no han sido tomados en cuenta. A continuación se muestra la relación en el

Cuadro N°03: Suelos

Desfavorables

CUADRO N° 03: SUELOS DESFAVORABLES Kilómet Características del Suelo ro 2+250 4+500 7+250 8+250 9+500 10+250 10+750 11+500 12+750 13+250 13+750 14+250 14+500 14+780 15+000 15+500 16+000 17+250 20+000

Suelo orgánico (OL) a 0.50m de profundidad, con baja capacidad de soporte (Ic < 0.25). Suelo orgánico (OL) a 0.30m de profundidad, con baja capacidad de soporte. Suelo orgánico (OL) a 0.50m de profundidad, con baja capacidad de soporte (Ic < 0.25). Suelos arcillos y limosos (CL-ML) Ic < 0.25. Suelo orgánico (OL) a 0.15m de profundidad, con baja capacidad de soporte (Ic < 0.25). Suelos limosos (ML) con Ic < 0.25. Suelo orgánico (OL) a 0.20m de profundidad, con baja capacidad de soporte (Ic < 0.25). Suelo arcilloso (CL), con baja capacidad de soporte Suelo limoso (ML) con Ic < 0.25. Suelo orgánico (OL), con baja capacidad de soporte Suelo orgánico (OL), con baja capacidad de soporte (CBR=4.1% del Km. 13+800). Suelo arcilloso (CL), con baja capacidad de soporte Suelo orgánico (OL) a 0.40m de profundidad, con baja capacidad de soporte. Suelo arcilloso y limoso (CL-ML), baja capacidad de soporte, CBR=3.7% del Km. 14+770 Suelo orgánico (OL), con baja capacidad de soporte, CBR= 5.0% del Km. 15+050. Suelo orgánico (OL) a 0.40m de profundidad, con baja capacidad de soporte. Suelo limoso (ML) con CBR= 8.0%. Suelo arcilloso y limoso (CL-ML), con baja capacidad de soporte Suelo arcilloso y limoso (CL-ML), con baja capacidad de soporte, CBR= 8.1%.



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N° 03: SUELOS DESFAVORABLES Kilómet Características del Suelo ro 21+500 21+750 22+000 22+250 26+596 29+780 32+000

3.7

Suelo orgánico (OL), con baja capacidad de soporte. Suelo gravoso arcilloso y limoso, con Ic < 0.25. Suelo arcilloso (CL), con baja capacidad de soporte, CBR=3.23% Suelo arcilloso (CL), con baja capacidad de soporte, se ha observado la NF. Suelo arcilloso y limoso (CL-ML), con baja capacidad de soporte, CBR= 3.5%. Suelo arcilloso (CL), con baja capacidad de soporte. Suelo arenoso arcilloso y limoso (SM-SC), con baja capacidad de soporte, CBR= 5.04%.

MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE

Teniendo en cuenta la evaluación superficial (visual) de la plataforma existente si como del análisis de los resultados de ensayos de laboratorio de los suelos, se ha elaborado la relación de sectores de mejoramiento clasificándolos en dos grupos:

•

Mejoramientos en la Plataforma Existente El mejoramiento en la plataforma existente se realiza por las siguientes razones:

-

La inspección visual llevada a cabo en época de lluvias, nos ha determinado zonas de deformaciones, donde se evidencian problemas de transitabilidad.

-

Humedades altas encontradas en los estratos.

-

Presencia de suelos orgánicos e inadecuados.

-

El Supervisor en campo deberá verificar longitud y profundidad antes de entregar dichos trabajos al Contratista.

•

Mejoramientos en el Ensanchamiento de la Plataforma. El mejoramiento en la plataforma existente se realiza por las siguientes razones:

-

La inspección visual llevada a cabo en época de lluvias, nos ha



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ determinado zonas de bofedales

en sectores críticos de

geotecnia, zonas de aniego. -


-


-

El Supervisor en campo deberá verificar longitud y profundidad antes de autorizar dichos trabajos al Contratista.

Dichos sectores son los indicados en los Cuadros N° 04: Relación de Mejoramiento de Subrasante en Plataforma Existente y Cuadro N°05: Relación de Mejoramiento de Subrasante en Ensanchamiento de Plataforma Existente. CUADRO N° 04: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN PLATAFORMA EXISTENTE UBICACIÓN INICIO

FINAL

01+220

01+42 0 02+38

02+160 02+780 03+680 04+360 05+300 08+140 08+540 09+350 09+500 09+980 10+240 13+220 13+480 13+740 14+000 14+450 14+720 14+980 15+000 15+340 16+000

LADO

ALTURA m

ANCHO m

200

IZQ.

0.60

4.50

Plataforma con ahuellamiento

220

DER.

0.60

4.50

60

DER. DER. IZQ. IZQ.-

1.00

4.50

0.60

9.00

0.60

9.00

LONG .

DESCRIPCION

0 08+30 0 08+76

60

DER. IZQ.

0.60

4.50

160

IZQ.

0.60

4.50

0 09+43 0 09+60

220

IZQ.

0.60

4.50

80

DER.

0.60

4.50

100

DER.

0.60

4.50

100

DER

0.60

4.50

60

DER

0.60

4.50

40

IZQ

0.60

4.50

Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con bachesprofundos h=1.00 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con bachesprofundos h= 0.60 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, h=0.40

160

IZQ

0.60

4.50

Plataforma con baches, h=0.60

260

IZQ.

0.60

4.50


260

IZQ.

0.60

4.50


100

IZQ.

0.60

4.50


80

IZQ.

0.60

4.50


20

DER.

1.00

4.50


160

DER.

1.00

4.50


60

IZQ.

0.60

4.50


260

DER.

0.60

4.50


0 02+84 0 03+80 0 04+52 0 05+36

0 10+08 0 10+30 0 13+26 0 13+64 0 14+00 0 14+26 0 14+55 0 14+80 0 15+00 0 15+16 0 15+40 0 16+26 0

120 160



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N° 04: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN PLATAFORMA EXISTENTE UBICACIÓN INICIO

FINAL

17+120

17+37 0 17+87

17+620 18+100 19+980 22+200 25+900 27+860 34+360 35+120

0 18+34 0 20+04

LADO

ALTURA m

ANCHO m

250

IZQ.

0.60

4.50


250

IZQ.

0.60

4.50


240

IZQ.

0.60

4.50


60

IZQ.

0.60

4.50


LONG .

DESCRIPCION

0 22+38 0 26+00

180

IZQ.

0.60

4.50


0 27+95 0 34+42

100

DER.

0.60

9.00


90

DER.

0.60

4.50

60

DER.

0.60

4.50

80

IZQ.

0.60

4.50

Plataforma con baches, h=0.40 Plataforma con baches, h=0.60, aniego de agua Plataforma con baches, h=0.40

0 35+20 0

CUADRO N°5: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA UBICACION INICI O 01+9 00 02+6 40 02+8 40 04+2 20 04+2 70 06+8 40 07+8 60 09+3 50 10+6 20 10+7 20 11+3 00 11+4 70 12+0 60 12+1 30 12+7 40 15+4 50 15+7 90 15+8 30 16+6 70 18+0 50 18+8 60 20+2 60 21+7 00

LADO

ALTUR A m

ANCH O m

220

DER.

0.60

4.50

02+780

140

IZQ.

0.60

4.50

02+940

100

IZQ.

0.60

4.50

04+270

50

IZQ.

0.60

4.50

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Mejoramiento de trazo en terreno natural

04+340

70

DER.

0.60

4.50

Mejoramiento de trazo en terreno natural

07+380

540

IZQ.

0.60

4.50

Mejoramiento de trazo en terreno natural Sector Ponce

07+900

40

IZQ.

0.60

4.50

09+430

80

IZQ.

0.60

4.50

10+660

40

IZQ.

0.60

4.50

Se observa material de mala calidad Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material de mala calidad

10+760

40

IZQ.

1.00

4.50

Se observa material de mala calidad

11+430

130

IZQ.

0.60

4.50

11+560

90

IZQ.

0.60

4.50

12+090

30

IZQ.

0.60

4.50

12+160

30

IZQ.

0.60

4.50

12+760

20

IZQ.

0.60

4.50

15+550

100

IZQ.

0.60

4.50

15+820

30

4.50

140

0.60

9.00

16+740

70

DER. DER. IZQ.IZQ.

0.60

15+970

Se observa material de mala calidad Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud inferior Mejoramiento de trazo en terreno natural

0.60

9.00

18+300

250

DER. DER.

0.60

4.50

18+940

80

DER.

0.60

4.50

20+520

260

IZQ.

0.60

4.50

22+050

350

IZQ.

0.60

4.50

FINAL

LONG .

02+120

DESCRIPCION

Mejoramiento de trazo en terreno natural Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N°5: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA UBICACION INICI O 25+8 40 26+2 00 26+5 50 26+8 00 27+0 00 27+2 80 27+4 40 27+4 90 27+7 00 27+8 00 27+8 20 27+8 80 27+9 50 28+0 20 28+1 50 28+3 10 28+5 30 28+7 60 28+8 30 29+0 00 29+2 30 29+5 20 29+6 10 29+7 70 30+2 20 30+4 00 30+6 00 31+8 50 31+9 80 32+3 50 32+4 10 32+8 70 33+2 00 33+2 80 33+4 20 33+8 40 34+0 90

LADO

ALTUR A m

ANCH O m

DESCRIPCION

160

IZQ.

0.60

9.00

Filtraciones en el talud

26+320

120

IZQ.

0.60

4.50

26+640

90

IZQ.

0.60

4.50

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud

26+880

80

IZQ.

0.60

4.50

27+110

110

IZQ.

0.60

4.50

27+340

60

IZQ.

0.60

9.00

27+480

40

IZQ.

0.60

4.50

Material orgánico en el talud

27+540

50

0.60

9.00

27+800

100

0.60

4.50

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el talud

27+820

20

0.60

9.00

27+860

40

IZQ.DER. IZQ. IZQ.DER. IZQ.

0.60

4.50

27+950

70

4.50

70

0.60

9.00

28+150

130

0.60

4.50

28+310

160

0.60

9.00

28+370

60

IZQ. IZQ.DER. IZQ. IZQ.DER. IZQ.

0.60

28+020

0.60

4.50


FINAL

LONG .

26+000

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Mejoramiento de trazo en terreno natural

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Mejoramiento de trazo en terreno natural

150

IZQ.

0.60

4.50

28+830

70

0.60

4.50


29+000

170

0.60

9.00


28+680

29+060

60

IZQ. IZQ.DER. DER.

0.60

4.50


29+340

110

DER.

0.60

4.50

29+580

60

DER.

0.60

4.50


29+710

100

DER.

0.60

4.50

30+000

230

DER.

0.60

4.50

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el terreno natural

30+280

60

DER.

0.60

4.50

Filtraciones en talud – Sector crítico

30+460

60

DER.

0.60

4.50


30+680

80

DER.

0.60

4.50


31+910

60

DER.

0.60

4.50

32+100

120

DER.

0.60

4.50

Filtraciones en talud – Sector crítico Geotecnia Material orgánico en el talud

32+410

60

DER.

1.50

4.50

32+520

110

DER.

0.60

4.50


32+960

90

DER.

0.60

4.50


33+250

50

DER.

0.60

4.50


33+340

60

DER.

0.60

4.50


33+480

60

DER.

0.60

4.50

Sector crítico

33+920

80

DER.

0.60

4.50


34+140

50

DER.

0.60

4.50




PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N°5: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA UBICACION INICI O 34+1 80 34+2 60 34+7 40 35+1 20

Los

LADO

ALTUR A m

ANCH O m

DESCRIPCION

50

DER.

1.50

4.50

Sector crítico – Geotecnia

100

DER.

0.60

4.50

Filtraciones en el talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el talud

FINAL

LONG .

34+230 34+360 34+850

110

DER.

1.50

4.50

35+200

80

DER.

0.60

4.50

espesores

mínimos

con

que

se

debe

rellenar

con

material

de

mejoramiento son los siguientes:

•

Espesores de Mejoramientos de 0.60m a 1.00m, en plataforma de Terraplén.

•

Espesores de Mejoramientos de 0.60m a 1.50m, en Ensanchamiento de Plataforma de Terraplén, en zonas de bofedales o saturadas.

Como base de la Capa de Mejoramiento recomendado se colocará una capa de arena, como elemento separador, afín de evitar el acolchonamiento de la estructura el espesor de dicha capa de arena será de 30.00cm para casos de alturas > 1.00m. Se realizará el Mejoramiento de la Subrasante por suelos desfavorables, mal drenaje y deterioros severos en el pavimento existente. Los suelos de subrasante se ha evaluado mediante el ensayo de Valor Relativo de Soporte, existiendo valores de CBRs muy bajos, por ello se ha visto por conveniente el Mejoramiento de la subrasante de suelos desfavorables en estos sectores, mediante el reemplazo con material transportado y de Cantera en la profundidad que se indique para cada subtramo según los Cuadros indicados líneas arriba. Las Canteras propuestas para el Mejoramiento de Subrasante son La Cantera: La Arena 2 y la Cantera : La Colpa 1.

Los espesores antes indicados son los recomendados por razones de la INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ geometría del trazo, pero se ha realizado una estadística con todos los CBRs bajos y/o desfavorables a fin de diseñar el espesor mínimo con que debe contar los sectores de mejoramiento de subrasante . .

En las secciones de Mejoramiento de Subrasante se ha obtenido estadísticamente el CBR de Diseño: CBR = 3.50%

Ver en el Cuadro N° 08 adjunto en el Anexo. Cuadro N° 08: Se realiza el análisis estadístico de los CBRs solo con los datos de CBRs de subrasante más bajos y desfavorables para diseñar los sectores de mejoramiento de subrasante, incluye las calicatas principales, calicatas adicionales y calicatas por geotecnia. El mejoramiento (reemplazo) de la subrasante en estos sectores será el espesor mínimo de dicha capa que aumentará la resistencia de soporte de la subrasante existente (CBR=3.5%), a la resistencia de soporte de la subrasante mejorada (CBR= 10.7%). Para período de diseño de 10 años: SNCBR= 3.5% = a1h1 + a2h2 + a3h3 + a4h4 = 3.906 -SNCBR= 10.7%= a1h1 + na2h2 + a3h3 SNSubrasante Mejorada=

= - 2.781

a4h4 =

1.125

Según el Gráfico N° 01: a4= 0.0295 (*) (*)Relación basada en datos CBR – Espesor, obtenidos por el Cuerpo de Ingenieros de USA. 0.029*h4 = 1.244→ h4 = 1.125/0.0295 = 38.14 Espesor = 39.00cm. El espesor obtenido del estudio es menor que el propuesto por la geometría del trazo: 39.00cm

(Espesor del Estudio)

< 60.00

(Espesor Trazo)



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Ver Cuadro N° 15 del Anexo adjunto, donde se ha calculado el SN. Para el estudio de los suelos de subrasante se han complementado con calicatas adicionales en las zonas de corte las mismas que coinciden con los suelos de los taludes, por ello se está contemplando el mejoramiento de suelos de baja capacidad de soporte, ejecutando en forma conjunta el mejoramiento de la subrasante de la plataforma actual más la nueva área producto del corte a lo largo de todos los subtramos recomendados con fines de mejoramiento. Los anchos adicionales producto de los cortes que son variables se especifican en los metrados del estudio en general.

3.8

SUB-TRAMOS DE ROCA

La ubicación de los subtramos de roca se ha realizado mediante la apreciación visual en las calicatas realizadas, definiendo su profundidad. Es de indicar que en los puntos de roca descritos líneas abajo no necesariamente tiene que coincidir con las rocas observadas en los cortes de talud descritos en el Capítulo de Geología. A continuación se menciona los puntos donde se halló roca: Km. 09+750, la roca se encuentra a una profundidad de 0.40m. Km. 11+250, la roca se encuentra a una profundidad de 0.30m. Km. 33+750, la roca se encuentra a una profundidad de 0.60m. Km. 35+000, la roca se encuentra a una profundidad de 0.50m. En las zonas de roca mencionadas y las que han sido identificadas producto de los cortes, se recomienda la sobre excavación de 15cm. por debajo de la subrasante, con la finalidad de tener una superficie nivelada de acuerdo a la geometría del trazo, para que las capas del pavimento puedan cimentarse adecuadamente. En el Anexo del Estudio se pueden apreciar las fotografías y los resultados de INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ los ensayos de Laboratorio de los suelos de la Subrasante y Superficie de Rodadura existente respectivamente.

CAPITULO IV: ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA 4.1

INTRODUCCION

La ubicación de canteras es muy importante para la construcción de la carretera, por ello es que en el estudio de canteras se ha tratado de ubicar materiales aparentes para el empleo en las diferentes capas del pavimento y obras de arte que se

proyectarán

en el

Estudio Definitivo para la

Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera: Trujillo – Shiran – Huamachuco; Tramo: Alto Chicama (Callacuyan) – Huamachuco. TRABAJOS DE CAMPO El estudio de Canteras se ha realizado siguiendo los lineamientos de los TdR y en campo se han ejecutado los siguientes trabajos:

•

Se ha realizado preliminarmente un reconocimiento a lo largo del tramo.

•

Se ha verificado las áreas de influencias cercanas, quebradas, cauces secos, y todos los lugares que pudiesen acusar la existencia de materiales sedimentarios en el subsuelo y zonas que geológicamente pudieran ser fuentes de rocas en descomposición o de materiales granulares aparentes para construcción de las capas del pavimento y INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ obras de concreto con cemento Pórtland.

•

Se ha localizado Canteras con un fácil , fácil explotación y mínimas distancias de acarreo a la obra.

•

Una vez localizadas las Canteras se ha realizado las prospecciones (calicatas) y muestreo, delimitado el área de explotación mediante levantamiento topográfico y calculado su potencia.

•

Paralelamente a los trabajos de campo, se ha realizado las gestiones y averiguaciones

para

los

trámites

legales

de

explotación

en

la

Municipalidad de Sánchez Carrión, cursando oficios para la utilización de las Canteras de acuerdo a la Ley Orgánica de Municipalidades y teniendo en cuenta los dispositivos legales vigentes para la explotación de canteras del MTC, DS 037-96-MTCF y Ley 28221 y su reglamento. •

En la ejecución del Estudio de Canteras se ha notado el malestar de los concesionarios

de

cada

una

de

las

parcelas

otorgadas

por

la

municipalidad, sobre todo a lo largo del río Bado, quienes indicaban que eran los dueños, restringiendo el trabajo de campo. Los tipos de obras a ejecutar en el proyecto se basan principalmente en:

•

Capas Granulares (Mejoramiento de Subrasante, Subbase y Base).

•

Capas Asfálticas (MACS).

•

Mezclas de Concreto con Cemento Pórtland (MC)

El análisis de laboratorio de los materiales se ha realizado con la finalidad de que la certificación de su calidad se encuentre dentro de cada una de las exigencias de las Especificaciones Técnicas para las obras indicadas para la Construcción de Carreteras (EG 2000). Las calicatas de prospección se realizaron a cielo abierto hasta una profundidad promedio de 2.0m, en la descripción de cada cantera se indica la profundidad estudiada.



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ En el Plano "Diagrama de Canteras y Fuentes de Agua" del Estudio, se esquematiza

la

ubicación,

potencia,

usos,

tratamientos

y

demás

características de las canteras y en el Anexo del Estudio se pueden apreciar las fotografías y los resultados de los ensayos de Laboratorio de acuerdo al Manual de Ensayos de Materiales para carreteras del MTC (EM-2000).

4.2

CANTERAS LOCALIZADAS

Las canteras que tienen materiales aparentes para el empleo en las diferentes capas del pavimento y obras de arte que se presupuestarán en el Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera: Trujillo – Shiran – Huamachuco; Tramo: Alto Chicama (Callacuyan) – Huamachuco, con una longitud de 37.040 Km., son las que líneas más abajo describiremos. Las canteras de acuerdo a su calidad se han seleccionado para los usos correspondientes a cada obra y se distribuyen de la siguiente manera: Para Mezclas Asfálticas en Caliente de Superficie (MACS), Mezclas de Concreto con Cemento Pórtland (MC), Base Granular Triturada (BGT), SubBase Granular (SBG) y Mejoramiento de Subrasante (MSR): •

Cantera Roca Azul

•

Cantera Río Bado

•

Cantera Barro Negro (Río Bado)

Para SubBase Granular (SBG), Mejoramiento de Subrasante (MSR) y Rellenos (R): •

Cantera La Arena 2

•

Cantera La Colpa 1

Para Empedrado o Pedraplenes (EMP): •

Cantera Quesquenda INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Para Defensa Ribereña (DR) y Gaviones (GV): •

4.3

Cantera Río Grande

ENSAYOS A LAS MUESTRAS DE CANTERAS

Los materiales disturbados extraídos en la investigación de campo, fueron procesados en el Laboratorio de Mecánica de Suelos del Consorcio Alto Chicama y A.I.S.A., empleando las normas ASTM y EM-2000- (MTC) vigentes, para ensayos especiales y químicos se han remitido a los laboratorios de la UNI y L.A.S.A. De los materiales obtenidos en cada cantera, se tomaron

muestras

para

determinar en el Laboratorio sus características físico – mecánicas y químicas así como también su calidad como agregados para la estructura del pavimento. Las muestras representativas de los materiales de cada cantera se han sometido a los ensayos mínimos de tres clasificaciones y una calidad por cada hectárea, de tal forma que se ha cubierto toda el área y volumen de explotación, definiendo cada cantera estadísticamente para cada tipo de ensayo. El programa de ensayos comprendió de los siguientes ensayos:

 Análisis Granulométrico

MTC

E

107

(ASTM-D-

422)  Límites de Consistencia 

Límite Líquido

MTC

E 110

MTC

E 111

(ASTM-D-423) 

Límite Plástico

(ASTM-D-424)



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________  Cantidad de Material menor que la N° 200 MTC E 202 (ASTM-D1140)

 Equivalente de arena

MTC

E

114

(ASTM-D-

2419)

 Grav. específica y absorción (Agregado Grueso) MTC E 206 (ASTMC-127)

 Gravedad específica y absorción (Agregado Fino) MTC E 205 (ASTMC-128)  Resistencia a la Inalterabilidad por medio del sulfato de sodio (Durabilidad)

MTC E 209 (ASTM-C-88)

 Resistencia al desgaste por abrasión Empleando la Máquina de los Ángeles

MTC E 207 (ASTM-

C-131)

 Afinidad del Agregado – Bitumen (Agregado grueso)

MTC

E

509

(ASTM-D-

1664)

 Peso unitario


 Impurezas Orgánicas


 Modulo de fineza

MTC

E

---

ITINTEC

400.037  Adherencia del agregado fino Riedel Weber (arena)

 4.4

MTC E 220

 Clasificación de SUCS

ASTM-D-2487

Clasificación AASHTO

ASTM D-3282

CARACTERISTICAS E INTERPRETACION DE RESULTADOS

Las características observadas en campo, los resultados de los ensayos de Laboratorio de Mecánica de Suelos, la clasificación visual de los materiales nos



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ permiten interpretar y describir las características físico-mecánicas de los materiales, recomendando su utilización o descartando de acuerdo a su calidad para cada una de las diferentes obras propuestas en el presente Estudio, los estratos encontrados en el estudio de campo se han clasificado según AASHTO y SUCS y ensayados según la Norma EM-2000 del MTC. Las características de las Canteras Localizadas son las siguientes:

N° 01: CANTERA "QUESQUENDA" Ubicación

Km. 1+800 del Tramo

Lado derecho del eje.

Potencia

62,500 m3.

Propietario Período de

Sin propietario.

Explotación Profundidad

Altura promedio del corte de talud de 5 m.

En cualquier época del año de Enero a Diciembre, con dinamita, cargador frontal y/o tractor.

Material Explotación Textura

Roca fracturada.

Dureza

Media

USOS

Rugosa RENDIMIE

TRATAMIENTO

NTO EMP 100% E Observación: No es necesario por estar al lado de la

carretera.

N° 02: CANTERA "ROCA AZUL" Ubicación

Km. 5+560 del Tramo

Lado derecho del eje, a 50 m. INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Potencia

70,000 m3.


Sin propietario.



En cualquier época del año de Enero a Diciembre, con dinamita, cargador frontal y/o tractor.


Roca fracturada, de corte de Talud.

Dureza

Media

Rugosa

USOS

RENDIMIE

TRATAMIENTO

SBG

NTO 95%

E, Tp, Ts, Z y M

BGT

90%

E, Tp, Ts, Z y M

MACS

90%

E, Tp, Ts, Z y M

MC 85% E, Tp, Ts, Z y M Observación: No es necesario por estar al lado de la carretera.

N° 03: CANTERA “LA ARENA 02” Ubicación

Km. 21+490 del Tramo.

Lado izquierdo del eje, a 50 m.

Potencia

120,000 m3.


Mina CAMBIOR



En cualquier época del año de Enero a Diciembre, con cargador frontal y/o tractor.


Material Gravoso de corte de Talud.

Dureza

Media

Rugosa

USOS

RENDIMIE

TRATAMIENTO

R

NTO 100%

N

MSR

95%

Z



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Observación: 1.- Es necesario eliminar en promedio un espesor de 25 cm. de la capa superficial

que

contiene

tierra

de

cultivo,

raíces

y

materiales

deletéreos. 2.- No es necesario por estar al lado de la carretera.

N° 04: CANTERA "RIO BADO" Ubicación

Km. 22+900 del Tramo Lado derecho del eje a 1,760 m., hay que

mejorar el , la pendiente es muy elevada.

Potencia

180,000 m3.

Propietario

Sr. Pantaleón Vilca Ruiz.

Período de

En época de estiaje (Mayo – Noviembre), con cargador frontal y/o excavadora.


2.00 m

Explotación Material

Arena y Piedra del río Bado.

Origen

Fluvial

Forma

Redondeada 40% y Subredondeada 60%

N° 05: CANTERA Gris claro "BARRO NEGRO"

Color Ubicación Textura

Km. 26+150 del Tramo Ligeramente rugosa

Dureza

Lado Alta derecho del eje a 450 m., hay que

USOS

MSR Potencia SBG Propietario BGT Período de MACS

RENDIMIE mejorar el , TRATAMIENTO la pendiente es muy NTO elevada.

95%m3. 40,000 95% Sin propietario. 90%

ZyM

ZyM Tp, Ts, Z y M

En 90% época de estiaje Tp,(Mayo Ts, Z,–Noviembre), L, A, F y M con cargador frontal y/o excavadora.

Explotación MC 85% Tp, Ts, Z, L y M Observación: Profundidad 2.00 m. 1.- Tiene pero es necesario mejorarlo en 1,200 m, Explotacióncon pendiente subtramos Material Arenafuerte. y Piedra del río Bado. 2.- La particularidad de esta cantera es que se observa una franja de 70m. aproximadamente de material expuesto en la INFORME FINAL que se ha realizado las calicatas convenientemente Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. distribuidas en una longitud deCHICAMA 1,300(CALLACUYAN) m., pero– HUAMACHUCO su longitud TRAMO: ALTO real es de 3,500m. aprox. es decir que su potencia es mucho mayor de lo estudiado. 3.- La existencia del material continúa más allá de la franja pero es necesario eliminar en promedio un espesor de 90 cm. de


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Origen

Fluvial

Forma

Redondeada 40% y Subredondeada 60%

Color

Gris claro

Textura

Ligeramente rugosa

Dureza

Alta

USOS

RENDIMIE

MSR

95%

ZyM

SBG

95%

ZyM

BGT

90%

Tp, Ts, Z y M

MACS

90%

Tp, Ts, Z, L, A, F y M

MC

85%

Tp, Ts, Z, L y M

NTO

TRATAMIENTO

Observación: 1.- Tiene pero es necesario mejorarlo en 400 m., tiene subtramos con pendiente fuerte. 2.- Es necesario eliminar en promedio un espesor de 30 cm. de la capa superficial que contiene raíces y materiales deletéreos.

3.- La particularidad de esta cantera es que se observa una franja de 80m. aproximadamente de material expuesto en la que se ha realizado las calicatas convenientemente distribuidas en una longitud de 250 m., pero su longitud es 500m. aprox. es decir que su potencia es mucho mayor de lo estudiado.

N° 06: CANTERA “LA COLPA 01” Ubicación Potencia Propietario Período de Profundidad Explotación

Km. 35+480 del Tramo. Lado derecho del eje, a 50 m. 70,000 m3. Sin propietario. En época de estiaje, con cargador frontal y/o tractor. Altura promedio del corte de talud de

Material Explotación Textura Dureza

Material Gravoso de corte de Talud. 15 m. Rugosa Media

USOS

RENDIMIENTO

TRATAMIENTO

R

95%

Z



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ MSR

90%

Z

Observación: 1.- Es necesario eliminar en la cabecera en promedio un espesor de 30 cm. de la capa superficial que contiene tierra de cultivo, raíces y materiales deletéreos. 2.- No es necesario por estar al lado de la carretera.

N° 07: CANTERA “RIO GRANDE” Ubicación

Km. 36+900 del Tramo.

Lado derecho del eje, a 1,600m.

Potencia

30,000 m3.


Sin propietario.


1.50 m.

En época de estiaje (Mayo – Noviembre), con cargador frontal y/o tractor.

Material Explotación Forma

Piedra > 2” 70%, de río Grande. Redondeada 70% y Subredondeada

Textura

Rugosa 30% Media

Dureza USOS

RENDIMIE

TRATAMIENTO

DR

NTO 60%

SEL

GV

70%

SEL

Observación: 1.- Es necesario mejorar el en 1200m.

4.5 LEYENDA DE USOS Y TRATAMIENTOS: USOS R MSR SBG BGT MAC

Relleno Mejoramiento de Subrasante SubBase Granular Base Granular Triturada Mezcla Asfáltica en Caliente de

S MCC

Superficie Mezcla de

P

Cemento Pórtland

Concreto

Z Tp Ts M L

con E

TRATAMIENTOS Zarandeo Trituración Primaria Trituración Secundaria Mezcla Lavado Explosivos



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ EMP DR GV

4.6

Empedrado Defensa Ribereña Gaviones

RECOMENDACIONES

SEL A

Selección Aditivo mejorador

F

Adherencia Filler

GENERALES

PARA

LAS

de

CANTERAS

LOCALIZADAS •

Se recomienda que el acopio de los materiales de las canteras de río se efectúe con la debida anticipación, preferentemente en épocas de estiaje, entre Mayo y Noviembre.

•

En todas las canteras localizadas, deberá eliminarse el material orgánico superficial (vegetación y materiales inadecuados), en un espesor de acuerdo a cada caso, Ver descripción de canteras localizadas.

•

En el caso de Mezclas de Concreto con Cemento Pórtland (MC), se recomienda fabricar probetas o testigos de concreto con diferentes relaciones de agua-cemento, de acuerdo a la resistencia solicitada, a fin de elegir la dosificación adecuada.

•

Para incrementar el rendimiento de las canteras y el agregado resultante cuente con las características idóneas, deberá triturarse el agregado grueso, previamente zarandeado, separado de la arena, para cada uno de los usos y tratamientos de BG, MACS y MC.

•

Para la fabricación de Mezclas de Concreto con Cemento Pórtland se debe considerar el lavado de la arena y adición de arena de trituración con fines de incrementar el equivalente de arena y el Módulo de Fineza y adecuarse al Huso granulométrico ASTM C-33.

•

Verificar los Diseños de Mezclas, con los agregados triturados en obra con fines de realizar los ajustes necesarios.

•

Para las Mezclas Asfálticas en caliente (MACS) se debe considerar el tratamiento de lavado de la arena para incrementar el Equivalente de Arena.

•

Se adicionará el Filler (Cal Hidratada) con un 3% en peso de la Mezcla, con fines de mejorar la durabilidad de la Mezcla Asfáltica que estará sometido a temperaturas bajas. INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL

•

_____________________________________________________________ Se adicionará un Aditivo Mejorador de Adherencia tipo Amina con fines de corregir la afinidad del par Agregado Fino - Asfalto, en una proporción de 0.5% en peso del Asfalto.

4.7

FUENTES DE AGUA

Las aguas certificadas y de buena calidad a utilizar en los diferentes trabajos recomendados en el estudio, se ubican cercanos a la Obra y son los puntos de agua más significativos y que llevan considerable caudal en todo el año. Las aguas recomendadas para las Obras del Estudio son las siguientes: Agua de la Perdiz (Río Bado), el por lado

1.

derecho a 450m, necesita mejoramiento por sus pendientes muy pronunciadas. Km. 25+600 (Progresiva preliminar), Progresiva Final (Km. 25+676) También se puede obtener el agua por el Km. 28+700 mediante una motobomba, el es cerca al eje de la carretera. Agua de Quebrada Negra (Riñibamba), el por

2.

lado derecho cerca del eje de la carretera. Km. 29+000 (Progresiva Preliminar), Progresiva Final (Km. 29+595) Agua de Quebrada del Diablo, el por lado

3.

derecho, cerca del eje de la carretera. Km. 35+500 (Progresiva Preliminar), Progresiva Final (Km. 35+823)

4.8

ENSAYOS A LAS MUESTRAS DE AGUAS Con la finalidad de determinar la existencia de sales solubles, sulfatos y sustancias nocivas, que puedan atacar la estructura del pavimento y obras de concreto con cemento Pórtland (MC), se efectuaron los siguientes ensayos químicos en los agregados y muestras de agua bajo la Norma Técnica peruana NTP 339.088:



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________  PH MTC E 716, NTP 339.088  Cloruros

NTP 339.088

 Sulfatos

NTP 339.088

 Sales Solubles Totales

NTP 339.088, ASTM D-1889

Resultados: Las Fuentes de Agua indicadas cuentan con certificados que fueron analizadas químicamente, y los resultados indican que cumplen con los requerimientos para emplearlas en obras de Concreto de Cemento Pórtland, según la Norma Técnica NTP 339.088. La ubicación de las Fuentes de Agua se esquematizan en el "Diagrama de Canteras y Fuentes de Agua" del Estudio.

4.9

DISEÑOS PREVIOS DE MEZCLAS CON ASFALTO Y CEMENTO PORTLAND Los resultados de los análisis de las Canteras nos indican las características de calidad de cada material, con las cuales se ha definido los usos y tratamientos para cada una de ellas, como resultado de este análisis se propone el uso de la Cantera Bado para la conformación final de las Mezclas Asfálticas en Caliente de Superficie y Mezclas de Concreto con Cemento Pórtland a colocarse en las obras de la carretera. Por ello se ha realizado unas mezclas previas (prediseños) teniendo en cuenta la ubicación de la obra, la altitud de la zona, el tráfico, etc.

Diseño previo de Mezcla Asfáltica (MARSHALL) El método Marshall utiliza especímenes de prueba estándar de una altura de 64 mm (2 ½”) y 102 mm (4”) de diámetro. Se preparan mediante un procedimiento específico para calentar, mezclar y compactar mezclas de asfalto-agregado. (ASTM D1559). Los dos aspectos principales del método de INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ diseño son, la densidad-análisis de vacíos y la prueba de estabilidad y flujo de los especimenes compactados. La estabilidad del espécimen de prueba es la máxima resistencia en N (lb) que un espécimen estándar desarrollará a 60 ºC cuando es ensayado. El valor de flujo es el movimiento total o deformación, en unidades de 0.25 mm (1/100”) que ocurre en el espécimen entre estar sin carga y el punto máximo de carga durante la prueba de estabilidad. Se ha considerado los parámetros a cumplirse en el diseño de las mezclas asfálticas en caliente de las EG-2000. A continuación se indica el resumen del Ensayo Marshall realizado: Datos:

1.

Asfalto semisólido Pen 120 – 150 (Altitud de la carretera entre 3,100 msnm y 4100 msnm): en peso

de la mezcla. El asfalto es

de la Refinería Conchan. 2.

Agregados de la Cantera Bado

•

Piedra Triturada – 50% •

Arena Lavada – 50%

3.

Aditivo mejorador de adherencia: 0.5% en peso del asfalto

4.

Cal Hidratada como Filler: 3.0% en peso total de la mezcla

Resultado: 1.

Contenido de Asfalto de diseño: 6.49% en peso total de la

Mezcla. El resultado obtenido debe ajustarse en obra mediante la Fórmula de trabajo de Mezcla, que debe ser revisado y autorizado por el Ingeniero Supervisor de Obra.

Diseño previo de Mezcla de Concreto con Cemento Portland Existen una gran cantidad de métodos empíricos de diseño de mezclas para obtener Mezclas de Concreto con cemento Pórtland con características INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ específicas, sin embargo todos estos métodos deben ser tomados solamente como referenciales pues siempre requieren de pruebas de laboratorio para su afinamiento. A continuación se presenta el método propuesto por el ACI, en la norma 318-84, el mismo que se ilustra con un ejemplo. La relación agua / cemento de la mezcla de diseño es obtenida, para una resistencia media de 175 ó 210 Kg/cm2, medida a los 07 días, y extrapolada para los 28 días asumiendo que la obtenida a los 07 días representa un 80% de la resistencia a los 28 días. Diseño f´c = 175Kg./cm² RESULTADO - PROPORCIONES DE MEZCLA DE DISEÑO ( Corregidas por Método de Walker ) PROPORCIÓN EN PESO

COMPONENTES DEL CONCRETO

SECO

PROPORCIÓN EN VOLUMEN

CORREGIDA

SECO

POR HUMEDAD

CORREGIDA POR HUMEDAD

CEMENTO

1.000

1.000

1.000

1.000

AGREGADO FINO

2.307

2.330

2.286

2.263

AGREGADO GRUESO

2.635

2.652

2.384

2.361

AGUA (En litros/bol.)

22.950

22.579

22.950

22.579

N° Bolsas / m³

8.41

Resistencia a la Compresión (f`c = 175 kg/cm²) (a los 07 días ) Cantera RÍO BADO

Resistencia a la Compresión (Kg/cm²)

300.0 f`c = 175 kg/cm² (Canteras Río Bado) 250.0

200.0

150.0

100.0

50.0

0.0 0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Relación Agua - Cemento (w/c)



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Diseño f´c = 210 Kg./cm² RESULTADO - PROPORCIONES DE MEZCLA DE DISEÑO ( Corregidas por Método de Walker ) PROPORCIÓN EN PESO

COMPONENTES DEL CONCRETO

SECO

PROPORCIÓN EN VOLUMEN

CORREGIDA

SECO

POR HUMEDAD

CORREGIDA POR HUMEDAD

CEMENTO

1.000

1.000

1.000

AGREGADO FINO

1.678

1.695

1.663

1.646

AGREGADO GRUESO

2.333

2.348

2.111

2.090

AGUA (En litros/bol.)

19.253

18.923

19.253

18.923

N° Bolsas / m³

1.000

10.02

Resistencia a la Compresión (f`c = 210 kg/cm²) (a los 07 días ) Cantera RÍO BADO

Resistencia a la Compresión (Kg/cm²)

300.0 f`c = 210 kg/cm² (Cantera Río Bado) 250.0

200.0

150.0

100.0

50.0

0.0 0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Relación Agua - Cemento (w/c)



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CONTROL EN OBRA El control en obra del proceso de fabricación de los Mezclas de Concreto con Cemento Portland constituye un aspecto fundamental. Debe prestarse especial atención a los siguientes puntos: •

Respetar las proporciones de los componentes del hormigón obtenidas en

laboratorio,

características,

a

menos

que

en

cuyo

caso

diseño.Controlar

la

humedad

se

produzcan

deberán

de

los

cambios

efectuarse

agregados,

en

ajustes

sus al

particularmente

apilándolos en lugares protegidos contra la lluvia. En caso de no ser posible

controlar

los

cambios

de

humedad

se

debe

verificar

periódicamente su contenido.No utilizar agregados que contengan sales o materiales orgánicos.No utilizar cemento que denote inicios de un proceso de fraguado.Controlar constantemente que el asentamiento del cono de Abrams se encuentre dentro de límites aceptables. El propio cono de Abrams puede ser utilizado para ajustar un diseño si los agregados se han humedecido por permanecer a la intemperie, en cuyo caso se deberá modificar fundamentalmente la cantidad de agua añadida.Si se usan aditivos, deben hacerse previamente mezclas de prueba para asegurarse de su buen comportamiento.

Se deberá tener especial cuidado con el transporte del hormigón para no producir segregación.

•

Se deberá tomar un número suficiente de muestras cilíndricas para poder realizar ensayos a los 7, 14 y 28 días. Se deberán reservar muestras para poder ensayarlas ocasionalmente a los 56 días.

El resultado obtenido debe ajustarse en obra mediante la Fórmula de trabajo de Mezcla, que debe ser revisado y autorizado por el Ingeniero Supervisor de Obra. INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO



CAPITULO V : DISEÑO DEL PAVIMENTO Dentro de los métodos de diseño disponibles para pavimentos y lo solicitado en los TDR del Proyecto, podemos citar los siguientes: -

Método de la AASHTO – 1993 de los EEUU INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Método del Asphalt Institute – 1991 de los EEUU.

-

5.1

METODOS

a.5.1 Método de la AASHTO - 93, de los EEUU El diseño estructural de pavimentos flexibles para carreteras empleando el método AASHTO, requiere del uso de nomogramas y catálogos de diseño. La pérdida de serviciabilidad (∆ PSI = 2.2) para superficies de rodaduras a nivel de MACS: Mezclas Asfálticas en Caliente de Superficie considera como serviciabilidad inicial PSIi = 4.2, y la terminal como PSIt = 2.0.

a.5.2 Método del Asphalt Institute – 1991 de los EEUU. Este capítulo presenta procedimientos para determinar el espesor de estructura

pavimento

consistente

en

concreto

asfáltico

de

la

superficie,

superficie de asfalto emulsionado (el tratamiento superficial), base de concreto asfáltico, base emulsionada de asfalto, y base no tratada de agregado o subbase. Principios de diseño: los espesores resultantes satisfacen dos criterios diferentes de tensión, la tensión por compresión vertical en la superficie de la subrasannte, y la tensión horizontal en la parte inferior de la capa de asfalto. Los espesores mostrados en las gráficas de la A-1 a la A-36, representan los dos mayores espesores asociados con los criterios. El programa HWY del Instituto de Asfalto también provee una solución computarizada para los procedimientos del diseño de espesor mostrados en el manual. Los niveles de tráfico de EAL, = 5 X 10^3 hasta los que exceden 10^7 son incluidos en las gráficas de diseño. Los pavimentos diseñados para EAL mayores representan casos especiales y deberían estar hechos (o verificados) con el programa de computadora DAMA.



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Los diseños para EAL mayores que 3 x 10^6 deberán considerarse candidatos para futuros recapados de nivelación o construcción por etapas.

Procedimiento del Diseño Los pasos en el procedimiento del diseño son: Se selecciona o determina datos de entrada. (a) Valor de tráfico, EAL (b) Módulo elástico de la Subrasante, Mr. (c) Tipo de Superficie y base. Luego se determina espesores del diseño para las condiciones específicas descritas por los datos de entrada. De ser el caso se puede

preparar un

diseño de construcción por etapas. Luego se realiza unos análisis económicos de las diversas soluciones y como último paso se selecciona el diseño final.

5.2

ANALISIS DEL TRANSITO CON FINES DE DISEÑO DEL PAVIMENTO

Para establecer el tránsito del tramo en estudio, se ha realizado el conteo actualmente en dos estaciones: Estación: C1 para el Subtramo Callacuyan – La Ramada Estación: C2 para el subtramo La Ramada - Huamachuco (ver Estudio de Tráfico), obteniendo lo siguiente:




IMD ANUAL ESTACION C-1

IMD A 9 62 5 9 33 0 14 20 50 3 3 2 2 214

VEHICULOS AUTOS PICK UP C.R. MICROS BUS 2 EJES BUS 3 EJES BUS 2 EJES CAMION 2 EJES CAMION 3 EJES CAMION 4 EJES 3S2 3S3 3T2 IMDA

PARTICIPACION 4% 29% 2% 4% 16% 0% 6% 10% 23% 1% 2% 1% 1% 100%

CONTEOS EFECTUADOS POR EL CONSULTOR ESTACION C-1

Callacuyan – La Ramada Vehículos Ligeros

: 43.0%

Vehículos Pesados : 57.0% INDICE MEDIO DIARIO ANUAL ESTACION C-2

VEHICULOS AUTOS PICK UP C.R. MICROS BUS 2 EJES BUS 2 EJES CAMION 2 EJES CAMION 3 EJES IMDA

IMDA PARTICIPACION 24 9% 61 23% 43 16% 9 3% 33 13% 21 8% 24 9% 44 17% 260 100%

CONTEOS EFECTUADOS POR EL CONSULTOR ESTACION C-2

La Ramada - Huamachuco Vehículos Ligeros

: 52.4%

Vehículos Pesados : 47.6% La Tasa de Crecimiento INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Se está considerando lo indicado en el Estudio de Tránsito actual: Vehículos Ligeros: 3.60% Omnibuses:

3.40%

Camiones:

3.13%

Factores Destructivos Para determinar las repeticiones de EALs de 8.2 Tn., se está usando los Factores Destructivos del Estudio realizado actualmente y son los siguientes: Factores de Carga con corrección por presión de llantas: Sentido Callacuyan – La Ramada Bus 2E

1.51

Camión 2E 2.13 3E

3.02

4E

2.52

3S2

8.31

3S3

8.06

3T2

9.88

3T3

0.81

Factores de Carga con corrección por presión de llantas: Sentido La Ramada Huamachuco Bus 2E

1.05

Camión 2E 2.73 3E

3.02

4E

0.16

3S2

0.82

3S3

0.52

3T2

9.88

3T3

12.61



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Factor Presión Neumáticos Para determinar las repeticiones de EALs de 8.2 Tn., se está usando los Factores de Presión Neumática siguientes: Omnibuses

1.0

Camiones

1.0

Calculo del EAL ( Repeticiones de Ejes Equivalentes de 8.2 Tn.) El período de Diseño será por etapas de 10 y 20 años y una sola etapa para 20 años a nivel de MACS, recomendándose que durante los años de vida de diseño se realice el mantenimiento rutinario, pasado los 5 años iniciales se realizará una evaluación del pavimento a fin de completar la estructura del pavimento a nivel de Carpeta Asfáltica en Caliente de Superficie. Por Etapas 1ra Etapa: Periodo 10 años (2008 – 2017) Callacuyan – La Ramada EAL= 9.039E+05 (10 años) La Ramada - Callacuyan EAL= 7.940E+05 (10 años) La Ramada - Huamachuco EAL= 7.515E+05 (10 años) Huamachuco - La Ramada EAL= 7.718E+05 (10 años) 2da Etapa: Periodo 10 años (2018 – 2027) Callacuyan – La Ramada EAL= 1.235E+06 (10 años) La Ramada - Callacuyan EAL= 1.084E+06 (10 años) La Ramada - Huamachuco EAL= 1.028E+06 (10 años)



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Huamachuco - La Ramada EAL= 1.054E+06 (10 años)

Una Sola Etapa: Periodo 20 años (2008 – 2027) Callacuyan – La Ramada EAL= 2.139E+06 (20 años) La Ramada - Callacuyan EAL= 1.878E+06 (20 años) La Ramada - Huamachuco EAL= 1.779E+06 (20 años) Huamachuco - La Ramada EAL= 1.826E+06 (20 años) Ver Cuadros en el Volumen del Estudio de Tráfico.

5.3

ANALISIS ESTADISTICO DE VALORES DE CBR

Los resultados de Laboratorio de las pruebas del Valor Relativo de Soporte (CBR) y de la clasificación de suelos permitió determinar la sección homogénea representativa, los CBRs han sido analizados mediante el Método Estadístico Japonés que determina valores muy conservadores. A continuación se describe el resultado del análisis estadístico de Valores Relativos de Soporte (CBR) de los tramos homogéneos. Valores

Alto Chicama (Callacuyan) –

Obtenidos con el

Huamachuco

Método Japonés

Valor Promedio de CBR

Km. 0+000 – Km. 37+040 13.76

(%) Valor del CBR máximo

20.20

(%) INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Valor del CBR mínimo

10.40

(%) Coeficiente (c)

3.18

CBR de Diseño (%)

10.70

Ver Cuadro N° 7, del Anexo adjunto.

Valores

Alto Chicama (Callacuyan) –

Obtenidos con el

Huamachuco

Método Japonés

Subtramos de Mejoramiento

Valor Promedio de CBR

5.40 de Subrasante

(%) Valor del CBR máximo

9.10

(%) Valor del CBR mínimo

3.23

(%) Coeficiente (c)

3.08

CBR de Diseño (%)

3.50

Ver Cuadro N° 8, del Anexo adjunto. Módulo de Resiliencia efectivo del suelo de fundación (MR) Es un parámetro que

a diferencia del CBR, referido a un ensayo de

punzonamiento, trata de simular el efecto dinámico de las cargas vehiculares. La equivalencia entre ambos está definida en la Guía AASHTO para valores de CBR menores de 7.20 por medio de la fórmula de Heukelom y Klomp: MR (psi)= 1500 x CBR. Para valores mayores a 7.20 hay diferentes relaciones. Una de las mas usadas es la llamada fórmula Sudafricana: MR (psi)= 3000 CBR0.65.

Las correlaciones empleadas para la determinación de los módulos resilientes son las siguientes: INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ MR

=

((CBR)/ 0.0624)(1 / 1.176) /0.007, para suelos, CBRs < 48 %

MR

=

3000 x (CBR)0.65 para suelos cuyo 7.2 % < CBRs < 20%

MR

=

1500 x (CBR) para suelos cuyo CBRs < 7.2 %

Para el caso de diseño del pavimento el Modulo de Resiliencia efectivo es: MR (psi)

= 3000 x (CBR)0.65 = 3000x (10.7)0.65 = 14,003

Para el caso de diseño del Mejoramiento de Subrasante el Modulo de Resiliencia efectivo es: MR (psi)

5.4 •

= 1,500 x (CBR) = 1500x (3.50) = 5,250

DATOS DE DISEÑO DEL PAVIMENTO

Período de diseño

= Por Etapas: 1ra Etapa 10 años y 2da

Etapa 10 años = Una sola Etapa: 20 años

•

Tasa de crecimiento anual

=

3.6%

(Ligeros),

3.4%

(Ómnibus) y 3.13% (Camiones) •

Factores de carga equivalente - Omnibuses

= 1.51

- Vehículos de 2 Ejes (Camiones chicos) - Vehículos de 3 Ejes

= 2.73

= 3.02

- Semitrayler 3S2

= 8.31

3S3

= 8.06

- Trayler

•

3T2

= 12.61

3T3

= 0.81

Repeticiones Ejes Eq. de 8.2 Ton.

1ra

Etapa:

Callacuyan

–

Ramada INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO

La


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ = EAL 9.039E+05 Repeticiones para 10 años. 1ra Etapa: La Ramada - Huamachuco =

EAL 7.718E+05

Repeticiones para

10 años. 2da Etapa: Callacuyan – La Ramada = EAL 1.235E+06 Repeticiones para 10 años. 2da Etapa: La Ramada - Huamachuco =

EAL 1.054E+05

Repeticiones para

10 años. Una

sola

Etapa:

Callacuyan

–

La

Ramada = EAL 2.139E+06 Repeticiones para 20 años. Una sola Etapa: La Ramada Huamachuco =

EAL 1.826E+06

Repeticiones para

20 años.

•

Indice de Serviciabilidad terminal

= 2.0 para MACS

•

Valor Relativo de Soporte (CBR)

=

10.70%

obtenido

Estadísticamente. •

Valor Relativo de Soporte (CBR) - MSR

=

3.50%

obtenido

Estadísticamente. •

Coeficiente de Carpeta Asfáltica

= 0.17

•

Coeficiente de Capa Granular CBR=80%

= 0.06

•


= 0.05



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ •


•

La Base Granular se está diseñando con un CBR de 80% al 100% de la

= 0.04

M.D.S. del Próctor Modificado. Material triturado de la cantera Río Bado •

La Subbase Granular se está diseñando con un CBR de 60% al 100% de la M.D.S. del Próctor Modificado.

5.5

DISEÑO DEL PAVIMENTO

A continuación se pone a consideración los Diseños de los Pavimentos, AASHTO e INSTITUTO DEL ASFALTO para el tramo homogéneo. Además se realizará el Diseño del Mejoramiento de Subrasante por el Método del Cuerpo de Ingenieros de USA. Debido a características muy particulares de la carretera se está proponiendo un pavimento a nivel de Suelo Emulsión en los sectores denominados críticos por Geotecnia y se está diseñando solo para un período de 5 años, pasado los cuales se realizará su Rehabilitación previo estudio y/o evaluación del pavimento, líneas más abajo se detalla el proceso.

5.5.1 Diseño del Pavimento - Método AASHTO - 1993 El diseño es basado en los resultados obtenidos de campo mediante métodos destructivos; es decir caracterización físico-mecánica de los materiales del terreno de fundación. El método AASHTO – 1993 incluye en la metodología parámetros que no han sido consideradas en las versiones anteriores, las que son basadas principalmente en resientes investigaciones. A continuación se presentan dichos



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ parámetros. •

Módulo de Resistencia efectivo del material de fundación (mr).

•

Nivel de Confiabilidad ( R )

•

Desviación Estándar, para Pavimentos flexibles ( So )

•

Variación total del índice de Serviciabilidad ( D PSI = pt – p° ).

•

Coeficiente de Drenaje, de acuerdo a la calidad del material ( m¡ )

Para obtener el Número Estructural se emplearon los siguientes datos: MR

=

Está de acuerdo al tramo establecido

N8.2 =

EAL obtenidos e indicados líneas arriba.

R

=

95 % ( Nivel de Confiabilidad )

ZR

=

- 1.645

So

=

0.45 (desviación standard; para pavimentos flexibles)

Pt

=

2.0 (indice de serviciabilidad Terminal con TSB y MACS)

Dpsi

=

4.2 - 2.2 = 2.0

Los valores CBR convertidos a Módulos Resilentes son los siguientes: MR

=

3000 x (CBR)0.65, para suelos cuyo 7.2 % < CBRs < 20%

MR

=

1500 x (CBR), para suelos cuyo CBRs < 7.2%

CBR al 95% MDS MODULO RESILENTE Km. 0+000 - Km. 37+040

10.70 %

14,003 Para Mejoramiento de Subrasante (MSR)

3.50%

5,250



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Los espesores obtenidos a nivel MACS son los siguientes:

Carretera: Alto Chicama (Callacuyan) Características

Huamachuco Km. 0+000 – Km. 37+040 Diseño Por Etapas Callacuyan – La Ramada 1ra Etapa: 10

Período de Diseño SN

años

La Ramada Huamachuco 1ra Etapa: 10 años

2.781

2.714

5.00cm.

5.00cm.

Base Granular Triturada

15.00cm.

15.00cm.

Sub Base Granular

20.00cm.

20.00cm.

Superficie Rodadura: MACS

Ver Cuadros N° 9 y 10, del Anexo adjunto. Carretera: Alto Chicama (Callacuyan) -

Huamachuco Km. 0+000 – Km. 37+040 Características

Diseño Por Etapas Callacuyan – La Ramada

La Ramada Huamachuco

2da Etapa: 10

2da Etapa: 10

años

años

3.171

3.096

5.50cm.

5.00cm.

5.00cm.

5.00cm.


15.00cm.

15.00cm.

Sub Base Granular

20.00cm.

20.00cm.

Período de Diseño SN Refuerzo Asfáltico Superficie Rodadura: MACS



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Ver Cuadros N° 11 y 12, del Anexo adjunto.

Carretera: Alto Chicama (Callacuyan) -

Huamachuco Km. 0+000 – Km. 37+040 Características

Una Sola Etapa Callacuyan – La Ramada

La Ramada Huamachuco

Una Sola Etapa:

Una Sola Etapa: 20

20 años

años

3.171

3.096

7.50cm.

7.50cm.


15.00cm.

15.00cm.

Sub Base Granular

20.00cm.

20.00cm.

Período de Diseño SN Superficie Rodadura: MACS

Ver Cuadros N° 13 y 14, del Anexo adjunto. 5.5.2

Diseño del Pavimento - Método Asphalt Institute

Datos: Mr

: 14,003 psi

MAAF : 7.20 °C EAL

: Por Etapas: 1ra Etapa: 10 años y 2da. Etapa: 10 años Una sola Etapa: 20 años

Según el Ábaco Design Chart A-24 tenemos las siguientes estructuras (Ver Gráfico N° 2) •

Por Etapas

1ra Etapa: 10 años Callacuyan – La Ramada

La Ramada - Huamachuco



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ MACS

= 5.0 pulg. (12.5 cm.)

MACS

= 5.0 pulg. (12.5

cm.) Base Granular

= 12.0 pulg. (30.00 cm.)

Base Granular

= 12.0

pulg. (30.00 cm.) SN

= 3.925

SN

= 3.925

2da Etapa: 10 años Callacuyan – La Ramada


MACS

MACS

= 6.0 pulg. (15.0 cm.)

= 5.5 pulg. (13.75

cm.) Base Granular

= 12.0 pulg. (30.00 cm.)

Base Granular

= 12.0


= 4.350

•

SN

= 4.138

Una Sola Etapa: 20 años Callacuyan – La Ramada


MACS

MACS

= 7.0 pulg. (17.50 cm.)

= 5.5 pulg. (16.25

cm.) Base Granular

= 12.0 pulg. (30.00 cm.)

Base Granular

= 12.0


= 4.775

SN

= 4.563

5.5.3 Comparación de Números Estructurales (SN), obtenidos por el Método AASHTO e Instituto del Asfalto

Carretera: Alto Chicama (Callacuyan) - Huamachuco Km. 0+000 – Km. 37+040

COMPARACION DE NUMEROS ESTRUCTURALES (SN) A FIN DE RECOMENDAR LOS ESPESORES FINALES DEL

Subtramos

Callacuyan-La Ramada

La Ramada-

Huamachuco AASHT Instituto del Asfalto O 2.714 3.925

Métodos

AASHT

1ra Etapa

O 2.781

Instituto del Asfalto 3.925

2da Etapa

3.171

4.350

3.096

4.138

Una Sola

3.171

4.775

3.096

4.563

Etapa Según la comparación entre la metodología AASHTO y el INSTITUTO DEL INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ ASFALTO, los espesores con la AASHTO son menores (Números estructuralesSN, son menores).

5.5.4 Diseño de Suelo Emulsión La estructura del Suelo Emulsión se está recomendando para un periodo de vida de 05 años, pasado los cuales se deberá contemplar una evaluación de la Geodinámica Externa de las zonas en las que se encuentran estos subtramos a fin de realizar si fuese el caso la solución respectiva. La estructura a colocar recomendada para las zonas críticas es la siguiente: Suelo Emulsión

= 05.00cm

Subbase Granular= 15.00cm Total:

= 20.00cm

El Suelo Emulsión se ejecutará en las zonas denominadas críticas por Geodinámica Externa y son los siguientes:

N°

PROGRESIVA Inicio

Término

1

20+840 (Km)

20+980 (Km.)

2

26+660

3

27+800

4 5

Longitu d (m)

Descripción

140.00

Sector crítico N°02

26+780

120.00


27+940

140.00


30+180

30+320

140.00


30+620

30+780

160.00


6

32+420

32+540

120.00


7

33+040

33+520

480.00

Sectores críticos N°25, 26 y

8

33+800

33+940

140.00

9

34+120

34+380

260.00

Sector crítico N°29 28 Sectores críticos N°30 y 31

10

35+850

35+980

130.00


Total

1830.00

La estructura recomendada se debe a que económicamente es más viable por los siguientes motivos: •

Las zonas críticas por Geodinámica externa (Inestabilidad de taludes) y INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ áreas de corte de talud que coinciden con suelos malos, deben estabilizarse con el tiempo, mientras tanto el pavimento se ve en peligro y hacen vulnerables a estos sectores. •

En épocas de lluvias estas zonas son más susceptibles a deteriorarse.

•

Por lo tanto se debe esperar cierto tiempo para las estabilizaciones de taludes y el buen funcionamiento del sistema de drenaje recomendado.

5.5.5 Diseño de Mejoramiento de Subrasante El mejoramiento (reemplazo) de la subrasante será con el espesor mínimo de dicha capa que aumentará la resistencia de soporte de la subrasante existente (CBR=3.5%), a la resistencia de soporte de la subrasante mejorada (CBR= 10.7%). Para período de diseño de 10 años: SNCBR= 3.5% = a1h1 + a2h2 + a3h3 + a4h4 = 3.906 -SNCBR= 10.7%= a1h1 + na2h2 + a3h3 SNSubrasante Mejorada=

= - 2.781

a4h4 =

1.125

Según el Gráfico N°01: a4= 0.0295 (*) (*)Relación basada en datos CBR – Espesor, obtenidos por el Cuerpo de Ingenieros de USA. 0.029*h4 = 1.244→ h4 = 1.125/0.0295 = 38.14 Espesor = 39.00cm. El espesor obtenido del estudio es menor que el propuesto por la geometría del trazo: 39.00cm

(Espesor del Estudio)

< 60.00

(Espesor Trazo)

→ OK!

Ver Cuadro N° 15, del Anexo adjunto donde se ha calculado el SN. 5.6

ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE DISEÑO MEDIANTE MODELO ANALITICO



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Con la finalidad de verificar la estructura del pavimento a adoptar, se ha analizado las alternativas de diseño mediante Modelo Analítico, tomando en cuenta criterios de falla en la subrasante y en la carpeta asfáltica, para lo cual se ha establecido el Modelo estructural/matemático que representa la sección homogénea, con sus respectivas capas, espesores y su comportamiento esfuerzo – deformación. Método Analítico, Depav 1994 El programa DEPAV implementado en Colombia por la Universidad del Cauca, utilizo de base el método de elementos finitos desarrollado en el programa ALIZE III. Una buena forma de caracterizar el comportamiento de un pavimento bajo la acción de cargas de ruedas, es considerarlo como

un semiespacio

homogéneo; este tiene un área infinita y una profundidad infinita con una carpeta delgada encima donde son aplicadas las cargas. Como un primer análisis para determinar la distribución de esfuerzos en un pavimento se aplicó el modelo propuesto por el matemático francés Boussinesq en 1885, el estado de esfuerzos en una masa de suelo a cualquier profundidad; es estudio del matemático se basó en una carga concentrada aplicada en un semiespacio lineal, elástico, isótropo y homogéneo; los esfuerzos, deformaciones y deflexiones debidos a la carga concentrada pueden ser extrapolados para obtener aquellas debidas a un área circular cargada. Esta solución fue por mucho tiempo la única disponible, hasta que en 1945 Donald M. Burmister propuso una teoría que se podía aplicar a estructuras de pavimentos, basada en la de Boussinesq pero que tenia en cuenta estratos y las propiedades mecánicas de los materiales que conforman la masa de suelo, para calcular el estado



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ de esfuerzos de ésta a cualquier profundidad. Desde el punto de vista del estudio de pavimentos, el modelo de burmister puede ser usado para determinar los esfuerzos, deformaciones y deflexiones en la subrasante si la relación de módulos del pavimento y la subrasante es cercana a la unidad, si no es así, la modelación es más compleja. Analíticamente es un procedimiento más complejo que los basados en el primer modelo, que se podía solucionar con ecuaciones relativamente fáciles; el modelo de Burmister introduce transformadas de Fourier que requieren funciones de Besel para su solución y que sin la ayuda de un programa de computador no se pueden modelar estructuras de más de dos capas. La generación del modelo a estructuras multicapa con diferentes condiciones de frontera fue propuesta por westergaard, Palmer y Barber, Odemark y otros; estos modelos describen el funcionamiento del sistema en el cual, la presión ejercida por una rueda que puede ser muy alta para ser soportada por el suelo natural; la estructura del pavimento reparte la carga para llevarla lo más reducida posible a la subrasante que es la fundación del pavimento; entonces la solución al problema consiste en determinar a una profundidad z que cantidad de esfuerzo se ha disipado. En todos los métodos de diseño de pavimentos se acepta que durante la vida útil de la estructura se pueden producir dos tipos de fallas, la funcional y la estructural. La falla funcional se deja ver cuando el pavimento no brinda un paso seguro sobre él, de tal forma que no transporta cómoda y seguramente a los vehículos. La falla estructural esta asociada con la pérdida de cohesión de algunas o todas las capas del pavimento de tal forma que éste no puede soportar las cargas a la que esta sometido. No necesariamente las dos fallas se producen al tiempo; en este caso se hará referencia a la falla estructural. La falla estructural en un pavimento se presenta se presenta cuando los materiales que conforman la estructura, al ser sometida a repeticiones de



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ carga por acción del transito, sufren un agrietamiento estructural relacionado con la deformación o la tensión producida con el número de repeticiones isibles; esto se denomina falla por fatiga o sea por repeticiones de carga. Estos

fenómenos

que

se

producen

en

el

pavimento

durante

su

funcionamiento, pueden ser modelados en el laboratorio haciéndose los llamados ensayos de fatiga; el agrietamiento que se produce en los materiales cuando se hacen las pruebas de laboratorio sobre las muestras de materiales o a escala natural, se asocia con la respuesta resiliente (recuperable) del pavimento ante las cargas dinámicas; en estos ensayos se ha determinado que las grietas se propagan de la base de cada capa hacia arriba.

Los materiales que forman parte de la estructura se consideran homogéneos e isotrópicos y se supone que las capas tienen una extensión infinita en sentido horizontal. En esta metodología se considera la estructura de pavimento como un sistema linealmente elástico, en el cual los materiales se encuentran caracterizados por: 1. Módulo elástico (E)

2. Relación de Poisson (υ). 3. El espesor de la capa (h). Así, para nuestro caso particular, los esfuerzos se concentraran en la parte inferior de las capas de pavimentos propuestos, ya que como se indico es un caso muy particular, no recomendado. Sin embargo es posible verificar los esfuerzos a los que serán sometidos. Análisis del ingreso de datos: Para determinar el área de o se aplico la siguiente expresión:

A=

p /(πp ) = 4.23" = 4.23" = 10.7cm INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Donde:

A= radio de la huella circular de o (pulgadas) P= carga sobre una llanta (libras) P= presión e inflado (psi)

De igual forma, para el cálculo de la presión de o se obtuvo:

Pe = P / Ar = 5.7 Kg / cm2 Donde:

Pe= Presión de o P = Carga sobre una llanta Ar= Área de o

La distancia entre el eje de las llantas, se ha estimado en Sd=37.5 cm. DISEÑO POR ETAPAS Para la primera etapa del año 2008-2017 Las estructuras de los pavimentos son: Sector (Callacuyán-La

Espeso

Ramada)

r

Km. 0+000 - 18+500 MACS BGT SR

(cm.) 10.0 20.0

Sector (La Ramada -

Espeso

Huamachuco)

r

Km. 18+500 – 37+040 MACS BGT SR

(cm.) 10.0 20.0

CBR (%) 80.0 10.7

CBR (%) 80.0 10.7

MR (Kg./cm 2) 30000 2038.92 984.54 MR (Kg./cm 2) 30000 2038.92 984.54

Poisson (υ) 0.35 0.35 0.35

Poisson (υ) 0.35 0.35 0.35



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Para la Segunda etapa del año 2017-2027 Las estructuras de los pavimentos son: Sub Tramo (Callacuyán-La Espeso Ramada)

r

CBR

MR (Kg./cm

Poisson

(%) (υ) Km. 0+000 - 18+500 (cm.) 2) Refuerzo Asfáltico 5.00 30000 0.35 MACS (*) 5.00 30000 0.35 BGT 20.0 80.0 2038.92 0.35 SR 10.7 984.54 0.35 (*) Se considera un deterioro estructural de la carpeta asfáltica (5.0 cm.), durante los primeros 05 años de servicio.

Sub Tramo (La Ramada -

Espeso

Huamachuco)

r

CBR

MR (Kg./cm

Poisson

(%) (υ) Km. 18+500 – 37+040 (cm.) 2) Refuerzo Asfáltico 5.00 30000 0.35 MACS (*) 5.00 30000 0.35 BGT 20.0 80.0 2038.92 0.35 SR 10.7 984.54 0.35 (*) Se considera un deterioro estructural de la carpeta asfáltica (5.0 cm.), durante los primeros 05 años de servicio. DISEÑO ETAPA ÚNICA Para 20 años (Una Sola Etapa-2008-2027) Para la única etapa del año 2008-2027 Las estructuras de los pavimentos son: Sector (Callacuyán-La

Espeso

Ramada)

r

Km. 0+000 - 18+500 MACS BGT SR

(cm.) 12.50 20.0

CBR (%) 80.0 10.7

MR (Kg./cm 2) 30000 2038.92 984.54

Poisson (υ) 0.35 0.35 0.35



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Sector (La Ramada -

Espeso

Huamachuco)

r

Km. 18+500 – 37+040 MACS BGT SR

(cm.) 12.50 20.0

CBR (%) 80.0 10.7

MR (Kg./cm 2) 30000 2038.92 984.54

Poisson (υ) 0.35 0.35 0.35

DISEÑO PARA 01 ETAPA Para la primera etapa del año 2008-2012 Las estructuras de los pavimentos son:

Sector (Callacuyán-La

Espeso

Ramada)

r

Km. 0+000 - 18+500 TSB BGT SB SR

(cm.) 2.0 20.0 30.0

Sector (La Ramada -

Espeso

Huamachuco)

r

Km. 18+500 – 37+040 TSB BGT SB SR

(cm.) 2.0 20.0 30.0

CBR (%) 80.0 25.0 10.7

CBR (%) 80.0 25.0 10.7

MR (Kg./cm 2) 2038.92 956.19 984.54

MR (Kg./cm

Poisson (υ) 0.35 0.35 0.35 0.35

Poisson (υ)

2) 2038.92 956.19 984.54

0.35 0.35 0.35 0.35

MR

Poisson

Para la primera etapa del año 2012-2017 Las estructuras de los pavimentos son: Sector (Callacuyán-La

Espeso

CBR



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Ramada)

r

Km. 0+000 - 18+500 Refuerzo Asfáltico TSB (¡) BGT SB SR

(cm.) 2.50 2.00 20.0 30.0 -

Sector (La Ramada -

Espeso

Huamachuco)

r

Km. 18+500 – 37+090 (cm.) Refuerzo Asfáltico 2.50 TSB (¡) 2.0 BGT 20.0 SB 30.0 SR (¡) Se desprecia el aporte estructural

(%) 80.0 25.0 10.7

CBR (%)

(Kg./cm 2) 30000 2038.92 956.19 984.54

MR (Kg./cm

(υ) 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35

Poisson

(υ) 2) 30000 0.35 0.35 80.0 2038.92 0.35 25.0 956.19 0.35 10.7 984.54 0.35 del Tratamiento superficial Bicapa.


Espeso

Ramada)

r

Km. 0+000 - 18+500 IMP. REF. BGT SB MSR SR

(cm.) 2.0 20.0 30.0 35.0 -

80.0 25.0 25.0 10.7

Sector (La Ramada -

Espeso

CBR

MR

Poisson

Huamachuco)

r

(%)

(Kg./cm

(υ)

CBR (%)

MR (Kg./cm 2) 2038.92 956.19 956.19 984.54

Poisson (υ) 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Km. 18+500 – 37+040

(cm.)

IMP. REF. BGT SB MSR SR

2.0 20.0 30.0 35.0 -

2) 80.0 25.0 25.0 10.7

2038.92 956.19 956.19 984.54

0.35 0.35 0.35 0.35 0.35


Espeso

Ramada)

r

Km. 0+000 - 18+500 Refuerzo Asfáltico IMP. REF. (&) BGT SB MSR SR

(cm.) 2.50 2.00 20.0 30.0 35.0 -

Sector (La Ramada -

Espeso

Huamachuco)

r

Km. 18+500 – 37+040 (cm.) Refuerzo Asfáltico 2.50 IMP. REF. (&) 2.0 BGT 20.0 SB 30.0 MSR 35.0 SR (&) Se desprecia el aporte estructural

CBR (%) 80.0 25.0 25.0 10.7

CBR (%)

MR (Kg./cm 2) 30000 2038.92 956.19 956.19 984.54 MR (Kg./cm

Poisson (υ) 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35 0.35

Poisson

(υ) 2) 30000 0.35 0.35 80.0 2038.92 0.35 25.0 956.19 0.35 25.0 956.19 0.35 10.7 984.54 0.35 del Tratamiento superficial Bicapa.

DETERMINACIÓN DE ESFUERZOS Y DEFORMACIONES ISIBLES: A la estructura propuesta se le verificaron las deformaciones por tracción en la fibra inferior de la primera capa y de la última, así como el esfuerzo de compresión en la capa de la subrasante, para garantizar que estos fuesen menores que los valores isibles, estos valores isibles son obtenidos de INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ la siguiente manera. Para la deformación Unitaria Horizontal en la parte inferior de la primera capa, de acuerdo a las curvas maestras de Shell (mezcla SIFI-50, temperatura 14ª C), se tiene:

Et

isible

= 1.79 x10 3 xN −0.1626 N=

Donde:

N 8.2 K

N8.2

= Número acumulado total de ejes simples equivalentes

K

= Coeficiente de Kalage = 10, definido en el método Shell

(1978) Así mismo para el esfuerzo vertical de compresión sobre la subrasante, se ha considerado el promedio entre los criterios de Dormon y Kerhoven y del Centro de Investigaciones Viales de Bélgica, así se tiene: Según Dormon y Kerhoven:

Et isible

0.09607 xCBR1.2 = 1/ 4.35 N 8.2

Donde:

CBR

= CBR en porcentaje

N8.2 = Numero acumulado total de ejes simples equivalentes El radio de Curvatura mínimo será de 80 m.Para la deflexión isible se considera el criterio del Instituto del Asfalto:

D = 25.64 xN −0.2383 En base a estas consideraciones se realizaron los cálculos indicados con ayuda del programa DEPAV. Resultados de los Análisis INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Primera Etapa Sub Tramo

εt (10 ^-4) Calculad o

εt (10 ^-4) isibl e

εz (10 ^-4) Calculad o

εz (10 ^-4) isibl e

2.6500 E-

2.6883 E-

5.8000 E-

6.8106 E-

04

04

04

04

2.6500 E-

2.7582 E-

5.8000 E-

7.0850 E-

04

04

04

04

D (mm/1 00)

Callacuyán-La Ramada Km.

0+000

18+500 La

-

Km.

97.63 44.73

18+500

–

101.37 44.73

(110.4 8)

37+040

(#)

(106.2 0)

Ramada-

Huamachuco

Dmáx. (mm/1 00) (#)

Rc (m.)

186.3 9

186.3 9

Rc (mín .)

80.00

80.00

Deflexión isible Método CONREVIAL Consorcio de Rehabilitación Vial-1983, número entre paréntesis.

εt Calculado <εt isible, Cumple εz Calculado <εz isible, Cumple Segunda Etapa

Sub Tramo

εt

εt

εz

εz

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

Calculad

isibl

Calculad

isibl

o

e

o

e

1.3300 E-

2.5553 E-

5.8000 E-

6.2994 E-

04

04

04

04

1.3300 E-

2.6220 E-

5.8000 E-

6.5540 E-

04

04

04

04

D (mm/1 00)

Dmáx. (mm/10

Rc

0)

(m.)

(#)

Rc (mín .)


0+000

18+500 La

-

Ramada-

Huamachuco Km.

18+500

–

37+040

(#)

44.73

90.63

186.3

(98.23)

9

94.12 44.73

(102.20 )

186.3 9


εt Calculado <εt isible, Cumple εz Calculado <εz isible, Cumple Única Etapa (20 años) INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO

80.00

80.00


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Sub Tramo

εt

εt

εz

εz

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

Calculad

isibl

Calculad

isibl

o

e

o

e

2.2000 E-

2.3369 E-

4.8800 E-

5.4912 E-

04

04

04

04

2.2000 E-

2,6220 E-

4.8800 E-

6.5542 E-

04

04

04

04

D (mm/1 00)

Dmáx. (mm/10

Rc

0)

(m.)

Rc (mín. )

(#)


0+000

18+500 La

-

79.51

254.6

80.0

(57.29)

2

0

94.12

254.6

80.0

(62.99)

2

0

Ramada-

Huamachuco Km.

40.39

18+500

–

40.39

37+040

(#)


εt Calculado <εt isible, Cumple εz Calculado <εz isible, Cumple

DISEÑO POR ETAPAS (Considerando Imprimación Reforzada y Carpeta Asfáltica) Para la primera etapa del año 2008-2012 (05 años)

Sub Tramo

εt

εt

εz

εz

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

Calculad

isibl

Calculad

isibl

o

e

o

e

5.2800 E-

3.0489

2.3600 E-

8.2650 E-

05

E-04

05

04

2.6800 E-

3.1282

3.6000 E-

8.5977 E-

04

E-04

04

04

D (mm/1 00)


0+000

18+500 La

-

Km.

18+500

–

37+040

(#)

(mm/1

Rc

00)

(m.)

(#) 117.41

6.59

(128.8 8)

Ramada-

Huamachuco

Dmáx.

121.91 6.59

(134.0 7)

Rc (mín. )

114.6

80.0

1

0

114.6

80.0

1

0

Deflexión isible Método CONREVIAL Consorcio de Rehabilitación Vial-1983, número entre paréntesis. INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ εt Calculado <εt isible, Cumple

εz Calculado <εz isible, Cumple Para la segunda etapa del año 2012-2017 (05 años)

Sub Tramo

εt

εt

εz

εz

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

(10 ^-4)

Calculado

isibl

Calculad

isibl

e

o

e

3.58000

2.6883

1.7300 E-

6.8106 E-

E-05

-04

05

04

3.5800 E-

2.7582 E-

1.7300 E-

7.0850 E-

05

04

05

04

D (mm/1 00)


0+000

18+500 La

-

Km.

18+500

–

37+040

(#)

(mm/10

Rc

0)

(m.)

5.26

(106.20 ) 101.37

5.26

Rc (mín. )

(#) 97.63

Ramada-

Huamachuco

Dmáx.

(110.48 )

949.9

80.0

5

0

949.9

80.0

5

0


εt Calculado <εt isible, Cumple εz Calculado <εz isib

5.7

ESPESORES RECOMENDADOS

a.5.7 Los espesores recomendados a nivelo de MACS es el obtenido por el método AASHTO de EE.UU para una vida de diseño de 10 años:

MACS: MEZCLA ASFALTICA EN CALIENTE DE SUPERFIFCIE Valores para 10 Años

MACS Base Granular Triturada Subbase Granular

Alto Chicama (Callacuyan) Huanachuco

05.00 cm. 15.00 cm. 20.00 cm.



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Recomendación: Se está recomendando la estructura con espesores para 10 años, recomendando una evaluación del pavimento al final del 5to. año de vida de diseño para indicar las nuevas recomendaciones del tipo de mantenimiento y si fuese el caso la colocación de una capa de protección a partir del año 6 hasta los 10 años, es de indicar que por tráfico el pavimento ya necesita 7.50cm., de MACS mínimo.

b.5.7 El Suelo Emulsión se ejecutará en las zonas denominadas críticas por Geotecnia y son los siguientes: N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

PROGRESIVA Inicio

Término

20+840 (Km) 26+660 27+800 30+180 30+620 32+420 33+040 33+800 34+120 35+850

20+980 (Km.) 26+780 27+940 30+320 30+780 32+540 33+520 33+940 34+380 35+980

Longitu d (m) 140.00 120.00 140.00 140.00 160.00 120.00 480.00 140.00 260.00 130.00

Descripción Sector crítico N°02 Sector crítico N°13 Sector crítico N°17 Sector crítico N°21 Sector crítico N°22 Sector crítico N°24 Sectores críticos N°25, Sector 26 y 28crítico N°29 Sectores críticos N°30 y Sector crítico N°32 31

La estructura a colocar recomendada para las zonas críticas es la siguiente: Suelo Emulsión

= 05.00cm

Subbase Granular= 15.00cm Total:

= 20.00cm

c.5.7 El Mejoramiento de Subrasante en los subtramos críticos (por suelos, drenaje y deterioros severos) será con el espesor mínimo siguiente: Mejoramiento de Subrasante (Espesor mínimo) eMSR

39.00 cm.




CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 6.1

CONCLUSIONES INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ •

Las características principales del terreno de fundación, son variables, dada la existencia de suelos finos, suelos granulares y subtramos de roca, predominando las gravas y arenas limosas.

•

La Napa Freática se encontró a la profundidad estudiada en los siguientes puntos: Km. 00+250, profundidad 0.70m. Km. 02+000, profundidad 0.70m. Km. 02+500, profundidad 0.45m. Km. 02+750, profundidad 0.45m. Km. 21+750, profundidad 0.50m. Km. 22+000, profundidad 0.50m. Km. 22+250, profundidad 0.50m.

•

La carretera actual, se encuentra en malas condiciones, presentando deformaciones y disgregaciones, principalmente ahuellamientos y baches profundos, sobre todo en las zonas críticas y de corte a media ladera.

•

La capa de superficie de rodadura existente tiene un espesor variable entre 10 a 40 cms., obteniéndose como espesor representativo del tramo 23 cms. (valor estadístico promedio).

•

Los suelos que conforman la capa de rodadura existente son variables, predominando las gravas limosas (GM) y arena limosas (SM).

•

Teniendo en cuenta la evaluación superficial (visual) de la plataforma existente asi como del análisis de los resultados de ensayos de laboratorio de los suelos, se ha elaborado la relación de sectores de mejoramiento clasificándolos en dos grupos: 1. Mejoramientos en la Plataforma Existente



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ El mejoramiento en la plataforma existente se realiza por las siguientes razones:

-

La inspección visual llevada a cabo en época de lluvias, nos ha determinado zonas de deformaciones, donde se evidencian problemas de transitabilidad.

-


-


-

El Supervisor en campo deberá verificar longitud y profundidad antes de entregar dichos trabajos al Contratista.

Dichos sectores son los siguientes: CUADRO N° 04: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN PLATAFORMA EXISTENTE UBICACIÓN INICIO

FINAL

01+220

01+42 0 02+38

02+160 02+780 03+680 04+360 05+300 08+140 08+540 09+350 09+500 09+980 10+240 13+220 13+480 13+740 14+000 14+450 14+720 14+980 15+000 15+340 16+000

LADO

ALTURA m

ANCHO m

200

IZQ.

0.60

4.50

Plataforma con ahuellamiento

220

DER.

0.60

4.50

60

DER. DER. IZQ. IZQ.-

1.00

4.50

0.60

9.00

0.60

9.00

LONG .

DESCRIPCION

0 08+30 0 08+76

60

DER. IZQ.

0.60

4.50

160

IZQ.

0.60

4.50

0 09+43 0 09+60

220

IZQ.

0.60

4.50

80

DER.

0.60

4.50

100

DER.

0.60

4.50

100

DER

0.60

4.50

60

DER

0.60

4.50

40

IZQ

0.60

4.50

Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con bachesprofundos h=1.00 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con bachesprofundos h= 0.60 Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, aniego de agua Plataforma con baches, h=0.40

160

IZQ

0.60

4.50


260

IZQ.

0.60

4.50


260

IZQ.

0.60

4.50


100

IZQ.

0.60

4.50


80

IZQ.

0.60

4.50


20

DER.

1.00

4.50


160

DER.

1.00

4.50


60

IZQ.

0.60

4.50


260

DER.

0.60

4.50


0 02+84 0 03+80 0 04+52 0 05+36

0 10+08 0 10+30 0 13+26 0 13+64 0 14+00 0 14+26 0 14+55 0 14+80 0 15+00 0 15+16 0 15+40 0 16+26 0

120 160



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N° 04: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN PLATAFORMA EXISTENTE UBICACIÓN INICIO

FINAL

17+120

17+37 0 17+87

17+620 18+100 19+980 22+200 25+900 27+860 34+360 35+120

0 18+34 0 20+04

LADO

ALTURA m

ANCHO m

250

IZQ.

0.60

4.50


250

IZQ.

0.60

4.50


240

IZQ.

0.60

4.50


60

IZQ.

0.60

4.50


LONG .

DESCRIPCION

0 22+38 0 26+00

180

IZQ.

0.60

4.50


0 27+95 0 34+42

100

DER.

0.60

9.00


90

DER.

0.60

4.50

60

DER.

0.60

4.50

80

IZQ.

0.60

4.50

Plataforma con baches, h=0.40 Plataforma con baches, h=0.60, aniego de agua Plataforma con baches, h=0.40

0 35+20 0

2. Mejoramientos en el Ensanchamiento de la Plataforma. El mejoramiento en la plataforma existente se realiza por las siguientes razones:

a. La inspección visual llevada a cabo en época de lluvias, nos ha determinado

zonas

de

bofedales

en

sectores

críticos

de

geotecnia, zonas de aniego. b. Humedades altas encontradas en los estratos. c. Presencia de suelos orgánicos e inadecuados. d. El Supervisor en campo deberá verificar longitud y profundidad antes de entregar dichos trabajos al Contratista. Dichos sectores son los siguientes: CUADRO N°5: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA UBICACION INICI O 01+9 00 02+6 40 02+8 40 04+2 20 04+2 70 06+8 40

LADO

ALTUR A m

ANCH O m

220

DER.

0.60

4.50

02+780

140

IZQ.

0.60

4.50

02+940

100

IZQ.

0.60

4.50

04+270

50

IZQ.

0.60

4.50

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Mejoramiento de trazo en terreno natural

04+340

70

DER.

0.60

4.50

Mejoramiento de trazo en terreno natural

07+380

540

IZQ.

0.60

4.50

Mejoramiento de trazo en terreno natural Sector Ponce

FINAL

LONG .

02+120

DESCRIPCION



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N°5: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA UBICACION INICI O 07+8 60 09+3 50 10+6 20 10+7 20 11+3 00 11+4 70 12+0 60 12+1 30 12+7 40 15+4 50 15+7 90 15+8 30 16+6 70 18+0 50 18+8 60 20+2 60 21+7 00 25+8 40 26+2 00 26+5 50 26+8 00 27+0 00 27+2 80 27+4 40 27+4 90 27+7 00 27+8 00 27+8 20 27+8 80 27+9 50 28+0 20 28+1 50 28+3 10 28+5 30 28+7 60 28+8 30 29+0 00

LADO

ALTUR A m

ANCH O m

DESCRIPCION

40

IZQ.

0.60

4.50


09+430

80

IZQ.

0.60

4.50

10+660

40

IZQ.

0.60

4.50

Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material de mala calidad

10+760

40

IZQ.

1.00

4.50


11+430

130

IZQ.

0.60

4.50


11+560

90

IZQ.

0.60

4.50

12+090

30

IZQ.

0.60

4.50

12+160

30

IZQ.

0.60

4.50

12+760

20

IZQ.

0.60

4.50

15+550

100

IZQ.

0.60

4.50

15+820

30

0.60

4.50

15+970

140

0.60

9.00

16+740

70

DER. DER. IZQ.IZQ.

Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud izquierdo. Se observa material orgánico en el talud inferior Mejoramiento de trazo en terreno natural

0.60

9.00

Mejoramiento de trazo en terreno natural Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el talud

FINAL

LONG .

07+900

18+300

250

DER. DER.

0.60

4.50

18+940

80

DER.

0.60

4.50

20+520

260

IZQ.

0.60

4.50

22+050

350

IZQ.

0.60

4.50

26+000

160

IZQ.

0.60

9.00

26+320

120

IZQ.

0.60

4.50

26+640

90

IZQ.

0.60

4.50

26+880

80

IZQ.

0.60

4.50

27+110

110

IZQ.

0.60

4.50

27+340

60

IZQ.

0.60

9.00

27+480

40

IZQ.

0.60

4.50


27+540

50

0.60

9.00

27+800

100

0.60

4.50


27+820

20

0.60

9.00

27+860

40

IZQ.DER. IZQ. IZQ.DER. IZQ.

0.60

4.50

27+950

70

4.50

70

0.60

9.00

28+150

130

0.60

4.50

28+310

160

0.60

9.00

28+370

60

IZQ. IZQ.DER. IZQ. IZQ.DER. IZQ.

0.60

28+020

0.60

4.50


Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Mejoramiento de trazo en terreno natural

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Mejoramiento de trazo en terreno natural

150

IZQ.

0.60

4.50

28+830

70

0.60

4.50

29+000

170

0.60

9.00


29+060

60

IZQ. IZQ.DER. DER.


0.60

4.50


28+680



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ CUADRO N°5: RELACION DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE EN ENSANCHAMIENTO DE PLATAFORMA UBICACION INICI O 29+2 30 29+5 20 29+6 10 29+7 70 30+2 20 30+4 00 30+6 00 31+8 50 31+9 80 32+3 50 32+4 10 32+8 70 33+2 00 33+2 80 33+4 20 33+8 40 34+0 90 34+1 80 34+2 60 34+7 40 35+1 20

•

LADO

ALTUR A m

ANCH O m

110

DER.

0.60

4.50

29+580

60

DER.

0.60

4.50

29+710

100

DER.

0.60

4.50

30+000

230

DER.

0.60

4.50

Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el terreno natural

30+280

60

DER.

0.60

4.50


30+460

60

DER.

0.60

4.50


30+680

80

DER.

0.60

4.50


31+910

60

DER.

0.60

4.50

32+100

120

DER.

0.60

4.50

Filtraciones en talud – Sector crítico Geotecnia Material orgánico en el talud

32+410

60

DER.

1.50

4.50

32+520

110

DER.

0.60

4.50


32+960

90

DER.

0.60

4.50


33+250

50

DER.

0.60

4.50


33+340

60

DER.

0.60

4.50


33+480

60

DER.

0.60

4.50

Sector crítico

33+920

80

DER.

0.60

4.50


34+140

50

DER.

0.60

4.50


34+230

50

DER.

1.50

4.50

Sector crítico - Geotecnia

34+360

100

DER.

0.60

4.50

Filtraciones en el talud Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el talud

FINAL

LONG .

29+340

34+850

110

DER.

1.50

4.50

35+200

80

DER.

0.60

4.50

DESCRIPCION Presencia de ojo de agua y filtraciones en talud Filtraciones en el talud

Para el estudio de los suelos de subrasante se han complementado con calicatas adicionales en las zonas de corte las mismas que coinciden con los suelos de los taludes, por ello se está contemplando el mejoramiento de suelos de baja capacidad de soporte, ejecutando en forma conjunta el mejoramiento de la subrasante de la plataforma actual más la nueva área producto del corte a lo largo de todos los subtramos recomendados con fines de mejoramiento. Los anchos adicionales producto de los cortes que son variables se especifican en los metrados del estudio en general.

•

Las canteras que resaltan por su calidad, potencia, mayor diversidad de usos y por su importancia de su ubicación como centro de gravedad del Proyecto son las siguientes: INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ Cantera "Río Bado", Km. 22+900 Cantera "Barro Negro", Km. 26+160 •

Las Fuentes de Agua identificadas en el estudio fueron analizadas químicamente, y los resultados indican que cumplen con los requerimientos para emplearlas en obras de Concreto de Cemento Portland, según la Norma Técnica ITINTEC 339.088.

Km. 25+676 - Agua de la Perdiz (Río Bado), también existe por el Km. 28+700. Km. 29+595 - Agua de Quebrada Negra (Riñibamba) Km. 35+823 - Agua de Quebrada del Diablo

•

Los espesores de pavimentos recomendados para una vida de Diseño de 10 años son los siguientes: MACS Km. 0.000 - Km. 37+040

:

MACS = 05.00cm

Base = 15.00cm. Subbase

= 20.00cm.

El Suelo Emulsión se ejecutará en las zonas denominadas críticas por

•

Geotecnia y son los siguientes: N°

PROGRESIVA

Longit ud (m) 140.00


120.00


Descripción

Inicio

Término

2

20+840 (Km) 26+660

20+980 (Km.) 26+780

3

27+800

27+940

140.00


4

30+180

30+320

140.00


5

30+620

30+780

160.00


6

32+420

32+540

120.00


1



PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ 7

33+040

33+520

480.00

Sectores críticos N°25,

8

33+800

33+940

140.00

9

34+120

34+380

260.00

Sector 26 y 28crítico N°29 Sectores críticos N°30

10

35+850

35+980

130.00

Sector y 31 crítico N°32

Total 1830.00 La estructura a colocar recomendada para las zonas críticas es la siguiente: Suelo Emulsión

= 05.00cm

Subbase Granular= 15.00cm Total: •

= 20.00cm El Mejoramiento de Subrasante en los subtramos críticos (por suelos,

drenaje y deterioros severos) será con el espesor mínimo siguiente:

Espesor de Mejoramiento de Subrasante eMSR •

39.00 cm.

Los CBRs considerados en las Capas Granulares y de Mejoramiento de Subrasnte son los siguientes: - Base Granular: 80% al 100% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado. - Sub-Base Granular: 60% al 100% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado. - Mejoramiento de Subrasante: Material transportado de Canteras La Arena 2 y La Colpa 1.

6.2 •

RECOMENDACIONES Se recomienda que el acopio de los materiales de las canteras de río se

efectúe con la debida anticipación, preferentemente en épocas de estiaje, INFORME FINAL Estudio Definitivo para la Rehabilitación y Mejoramiento de la carretera TRUJILLO – SHIRAN – HUAMACHUCO. TRAMO: ALTO CHICAMA (CALLACUYAN) – HUAMACHUCO


PROVIAS NACIONAL _____________________________________________________________ entre Mayo y Noviembre. •

En todas las canteras localizadas, deberá eliminarse el material orgánico superficial (vegetación y materiales inadecuados), en un espesor de acuerdo a cada caso, Ver descripción de canteras localizadas.

•

En el caso de Mezclas de Concreto con Cemento Pórtland (MC), se recomienda fabricar probetas o testigos de concreto con diferentes relaciones de agua-cemento, de acuerdo a la resistencia solicitada, a fin de elegir la dosificación adecuada.

•

Para incrementar el rendimiento de las canteras y el agregado resultante cuente con las características idóneas, deberá triturarse el agregado grueso, previamente zarandeado, separado de la arena, para cada uno de los usos y tratamientos de BG, MACS y MC.

•

Para la fabricación de Mezclas de Concreto con Cemento Pórtland se debe considerar el lavado de la arena y adición de arena de trituración con fines de incrementar el equivalente de arena y el Módulo de Fineza y adecuarse al Huso granulométrico ASTM C-33.

•

Verificar los Diseños de Mezclas, con los agregados triturados en obra con fines de realizar los ajustes necesarios.

•

Para las Mezclas Asfálticas en caliente (MACS) se debe considerar el tratamiento de lavado de la arena para incrementar el Equivalente de Arena.

•

Se adicionará el Filler (Cal Hidratada) con un 3% en peso de la Mezcla, con fines de mejorar la durabilidad de la Mezcla Asfáltica que estará sometido a temperaturas bajas.

•

Se adicionará un Aditivo Mejorador de Adherencia tipo Amina con fines de corregir la afinidad del par Agregado Fino - Asfalto, en una proporción de 0.5% en peso del Asfalto.


001 Memoria Descriptiva Final k6w2l

Overview 5o1f4z

More details 6z3438

Related Documents c2h70

001 Memoria Descriptiva Final k6w2l

001.-memoria Descriptiva Plaza Civica 1m2u44

Memoria Descriptiva Final r2310

Memoria Descriptiva - Informe Final 5j6v67

Memoria Descriptiva Final r2310

Memoria Descriptiva Final Carash 562u3q

More Documents from "Pilar Rachel Perez" 38211y

001 Memoria Descriptiva Final k6w2l

6g3p1u

Cuadro Comparativo De Pib 4v2n4l

Colistin Package Insert Pdf 3ja2t

Npa Personality Test 6v3r51

Exopolitics Politics Government And Law In The Universe Pdf 526r