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Av. Grau Nº 610 – Oficina 306 – Barranco Contacto: secretaria@nrgeotecnia.com Lima 04 - Teléfono 247-5850 web: www.nrgeotecnia.com
FONDO DE INVERSIÓN AGRÍCOLA S.A.C.
ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN, PAVIMENTACIÓN Y DISEÑO DE
PAVIMENTO FLEXIBLE
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CONTENIDO
1.0 GENERALIDADES.
2.0 UBICACIÓN Y ACCESO.
3.0 OBJETIVOS DEL ESTUDIO.
4.0 METODOLOGIA DEL ESTUDIO
4.1 Trabajos de Campo.
4.2 Ensayos de Laboratorio.
4.3 Trabajos de Gabinete.
5.0 CONDICIONES CLIMATOLOGICAS.
6.0 CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS Y GEOLÓGICAS LOCALES.
7.0 CARACTERISTICAS ESTRATIGRAFICAS.
8.0 ASPECTOS DE GEODINAMICA EXTERNA.
9.0 ANALISIS DE LA CIMENTACIÓN.
9.1 Profundidad de Cimentación
9.2 Tipo de Cimentación
9.3 Cálculo de la Capacidad Admisible de Carga.
9.4 Cálculos de asentamientos.
10.0 ASPECTOS DE SISMICIDAD.
11.0 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES.
11.1 Metodología para el Diseño de Pavimentos.
11.2 Método de Diseño AASHTO.
11.3 Determinación del Número Estructural AASHTO
11.4 Método del Instituto del Asfalto.
11.5 Materiales Conformantes del Pavimento.
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11.5.1 Especificaciones de Base Granular.
11.5.2 Agregado Grueso.
11.5.3 Agregado Fino.
11.5.4 Equipo.
11.6 Requerimientos de Construcción.
11.7 Materiales.
11.7.1 Agregados Minerales Gruesos.
11.7.2 Agregados Minerales Finos.
11.7.3 Gradación.
11.7.4 Mezcla Asfáltica Normal (MAC).
11.7.5 Mezcla Superpave.
12.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
13.0 ANEXOS:
Perfiles Estratigráficos.
Certificados de Ensayos de Laboratorio.
Panel de Fotografía.
Plano de Ubicación de Calicatas.
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ESTUDIO DE SUELOS CON FINES DE CIMENTACIÓN, PAVIMENTACIÓN Y
DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE
1.0 GENERALIDADES.
El presente informe, de carácter definitivo, es el resultado de los trabajos de campo,
laboratorio y de gabinete del estudio de suelos con fines de cimentación de edificaciones
multifamiliares, pavimentación y diseño de pavimentos de las calles, el mismo que se
efectuó a solicitud de la empresa FONDO DE INVERSIÓN AGRÍCOLA S.A.C. También
abarca aspectos relacionados a Climatología, Geomorfología, Geología, Geodinámica,
Geotecnia, Estratigrafía y Sismología; finalmente las conclusiones y recomendaciones a
que se han llegado, luego de terminadas las fases de campo y gabinete.
El proyecto dispone de un terreno de 30 Has. (1era Etapa), para el proyecto de
edificaciones multifamiliares y/u otras estructuras (Centro Comercial, Oficinas, etc.)
2.0 UBICACIÓN Y ACCESO.
La construcción propuesta se ubica en Hatillo – Chancayllo – Chancay. Su acceso
principal lo constituye la carretera Panamericana Norte a la altura del kilómetro 99 de
la referida vía.
3.0 OBJETIVOS DEL ESTUDIO.
El principal objetivo del presente trabajo es determinar las características físico-
mecánicas de sub-suelo, dentro de la profundidad activa de cimentación de las
edificaciones proyectadas para definir el tipo de cimentación a adoptarse. Así como
también, la obtención de parámetros que servirán de base para tomar criterios en la
estructura del pavimento para el proyecto.
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Es propósito del estudio también la delimitación de áreas con terrenos similares y/o
homogéneos para definir su tratamiento específico, de acuerdo a sus características
geotécnicas respectivas.
4.0 METODOLOGIA DEL ESTUDIO.
La metodología empleada en el presente estudio es la que establece el Reglamento
Nacional de Construcciones, en la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones, y Norma E.030
Diseño de Sismo Resistente, en lo que corresponde a los fines de cimentación y los
métodos de AASHTO y del Instituto del Asfalto para el diseño de la estructura del
pavimento.
La ejecución del presente estudio de dividió en las siguientes fases:
4.1 Trabajos de Campo
La modalidad adoptada para la determinación de las características del terreno
de cimentación consistió en ejecución de 90 pozos exploratorios (calicatas) con
profundidades de 3.00 m., sin haberse contactado con el nivel freático (aguas
subterráneas).
Los suelos atravesados por los pozos exploratorios fueron descritos de acuerdo
con las especificaciones ASTM D-2488, “Descripción de Suelos” (Procedimiento
Manual – Visual), así como la determinación del perfil estratigráfico con sus
respectivos espesores, densidad y humedad natural.
De cada uno de los horizontes conformantes se extrajeron muestras
representativas, las que debidamente identificadas y embolsadas en sobres de
polietileno fueron remitidas a nuestro laboratorio para los respectivos ensayos
de laboratorio.
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Durante las investigaciones de campo se llevó un registro en el que se anotaron
las características físicas de los diferentes estratos atravesados, tales como color,
compacidad, estado de humedad y gradación.
4.2 Ensayos de Laboratorio.
Las muestras seleccionadas en el laboratorio fueron sometidas a los ensayos
siguientes (en aplicación de las Normas ASTM):
Análisis mecánico por tamizado (granulometría), según ASTM D-422.
Contenido de Humedad, según ASTM D-2216 y ASTM D-4643.
Clasificación Unificada de Suelos (SUCS), según ASTM D-2487.
Descripción Visual-Manual, según ASTM D-2488.
Corte Directo, según ASTM D-3080.
Límite Líquido y Plástico, según ASTM D-4318.
Análisis Químico por Agresividad, según MTC 219.
Análisis Químico de Cloruro y Sulfato, según MTC 129.
CBR California Bearing Ratio, según ASTM D-1883.
4.3 Trabajos de Gabinete.
En base a la evaluación Manual – Visual de campo y los resultados obtenidos en
los ensayos de laboratorio se determinaron las características físico – mecánicas
de las muestras extraídas y se confeccionaron el plano de ubicación de calicatas y
los perfiles estratigráficos de las calicatas C-1 al C-90, en los cuales se indican sus
características, profundidades, variación horizontales como verticales de cada
uno de los estratos, los mismos que se incluyen en el anexo del presente informe.
Esta fase se complementó con los diversos cálculos, reajustes de parámetros
geotécnicos y terminó con la elaboración del presente informe.
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5.0 CONDICIONES CLIMATOLOGICAS.
El clima de la zona es de tipo cálido y seco. Basándonos en el sistema de clasificación de
Leslie Holdridge, corresponde al tipo Desierto Perárido Montano Bajo Subtropical, muy
propio de la costa peruana; sin embargo la presencia de la cuenca del río Chillón han
propiciado la ocurrencia de microclimas, ésta en la zona se caracteriza por tener una
temperatura media anual de 23.2ºC, su precipitación se ubica en el rango de Humedad
Perárido, con ligeras lluvias muy esporádicas y garúas (lloviznas) y abundantes neblinas
que ocasionan una precipitación anual de 17.9 mm. La vegetación es moderada y
circunscribe a aisladas zonas de cultivo y/o jardines.
6.0 CARACTERÍSTICAS FISIOGRÁFICAS Y GEOLÓGICAS LOCALES.
El área de interés, geológicamente está ubicada en una antigua terraza aluvial del río
Chillón, fisiográficamente conformada por una zona de forma llana y/o con muy ligera
pendiente, que tiene una conformación predominantemente limosa, que evidencian
diferentes fases de sedimentación del río Chillón, en periodos geológicos del Cuaternario.
7.0 CARACTERISTICAS ESTRATIGRAFICAS.
De las noventa calicatas efectuadas se han definido que la estratigrafía en el área
involucrada es homogénea. Predominantemente el terreno está conformado un estrato
de suelo areno- limoso, de coloración beige claro, de consistencia suelta a mediana y en
condición seca, clasificada en el sistema SUCS como SM.
8.0 ASPECTOS DE GEODINAMICA EXTERNA.
La zona de interés no está propensa a la ocurrencia de derrumbes, deslizamientos,
inundaciones, huaycos, etc., por encontrarse en una zona llana y sin presencia de aguas
superficiales. Por otro lado, el subsuelo de cimentación no está expuesto a hundimientos
ni levantamientos del terreno.
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9.0 ANÁLISIS DE LA CIMENTACIÓN.
9.1 Profundidades de Cimentación.
En consideración a las observaciones de campo, ensayos de laboratorio y los
requerimientos del proyecto se recomienda que la transmisión de cargas de la
superestructura mediante la cimentación correspondiente, sea en el horizonte
que corresponde a los suelos arenosos, de consistencia suelta, que se presentan
bien definida a partir de los 1.20 m. (Df), del terreno natural.
9.2 Tipo de cimentación.
La cimentación a adoptarse es de carácter superficial y será directamente en
materiales arenosos. Las características geotécnicas del terreno de fundación
exigen una cimentación corrida armada y zapatas conectadas con vigas de
cimentación en ambas direcciones.
9.3 Cálculo de la capacidad admisible de carga.
En consideración a nuestras observaciones de campo, resultados de laboratorio y
perfiles estratigráficos, los suelos del área de interés son predominantemente
homogéneos, conformados por suelo areno-limoso. Estos suelos ocupan toda el
área que involucra la profundidad activa de fundación.
La ecuación a determinar la capacidad admisible carga de los suelos, es la
presentada por Terzaghi y modificada en sus factores por Vesic, Meyerhof y
Hansen, como sigue:
Qc = c’NcFscFdcFicFgcFbc + qNqFsqFdqFiqFgqFbq + 0.5 BNFsFdFiFg,Fb
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Dónde:
Qc = Capacidad última de carga en kg/cm2
Qa = Capacidad portante admisible en kg/cm2
F.S. = Factor de seguridad = 3
= Densidad total en kN/m3.
B = Ancho de zapata o cimiento corrido en m.
Df = Profundidad de la cimentación en m.
Nc, Nγ, Nq = Parámetros que son función del ángulo
C’ = Cohesión en kN/m2
Fsc, Fsq, F = Factores de forma (adim.)
Fdc, Fdq, Fd = Factores de profundidad (adim.)
Fic, Fiq, Fi = Factores de inclinación de la carga (adim.)
Fgc, Fgq, Fg = Factor de inclinación del terreno (adim.)
Fbc, Fbq, Fb = Factor de inclinación de la base (adim.).
Para determinar la capacidad de carga admisible bruta (también conocida como
permisible) se requiere la aplicación de un factor de seguridad. Este frente a una
falla por corte, que estable el Reglamento Nacional de Edificaciones, para cargas
estáticas, es de 3.0. Finalmente se establece la capacidad de carga admisible
como sigue:
Qadm = Qc.
F.S.
Remplazando estos valores y tomando en cuenta el valor mínimo en la capacidad
de carga se tiene para varias profundidades de cimentación, lo siguiente:
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Como se puede observar hemos incluido cálculos de capacidades admisibles de
carga a diversas profundidades, los mismos que se incluyen en el anexo del
presente informe.
9.4 Cálculo de asentamientos.
En base a los perfiles estratigráficos y la cota de cimentación señalada, la presión
trasmitida por las estructuras conformantes serán disipadas por los suelos
arenosos, siendo sus características de deformación muy bajas, las mismas que
serán absorbidas por las estructuras correspondientes, parámetro que se ha
obtenido aplicando la teoría de elasticidad (Lambe y Whitman, 1964).
S = qs B (1-µ2)) If
Es
Dónde:
S = Asentamiento (cm).
qs = esfuerzo neto transmisible.
B = Ancho de cimentación
Es = Módulo de elasticidad
µ = Relación de Poisson
If = Factor de influencia (flexible y rígido)
Profundidad
(m)
Capacidad admisible
(Kg./cm2)
Terzaghi Meyerhof Vesic Hansen
1.00 0.94 1.19 1.04 0.98
1.20 1.10 1.45 1.22 116
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Reemplazando, estos valores y aplicando las correcciones correspondientes, se
tienen:
Como se puede observar en el recuadro, hemos incluido cálculos de
asentamientos, tanto en el centro de la zapata como en las esquinas, para los
diversos requerimientos del diseño estructural.
10.0 ASPECTOS DE SISMICIDAD.
Para la determinación específica de la respuesta del suelo del área de interés ante las
solicitaciones sísmicas, es necesario considerar que la ciudad de Lima está relacionado
tectónicamente a los efectos de la subducción de la placa continental sudamericana; por
otro lado tomando en consideración al mapa de zonificación sísmica del Perú, la zona
que nos ocupa corresponde a la zona III , conceptuada como de riesgo sísmico elevado,
en la cual existe la posibilidad plena de la ocurrencia de sísmicos que lleguen a
intensidades del orden de grado VIII a IX, en la Escala de Mercalli Modificada.
En la aplicación a la nueva Norma Técnica E-30 del Reglamento Nacional de
Construcciones es adecuado asumir en el diseño sismo-resistente los siguientes valores:
Factores de zona : Z = 0.40 g.
Factor de terreno : S = 1.40
Período que define la
plataforma del espectro : T p = 0.90”
Profundidad
(m)
Asentamiento de la
Esquina de la
Zapata (cm)
Asentamiento en el
Centro de la Zapata
(cm)
1.00 0.06 0.03
1.20 0.07 0.04
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11.0 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES.
Los pavimentos flexibles resultan de la mezcla de dos ingredientes: agregados minerales
y su aglutinantes bituminosas, bajo este concepto se incluyen una multitud de tipos de
pavimentos, además de existir una diversidad de métodos. Un diseño apropiado requiere
de una cuidadosa selección de sus componentes, de tal manera que satisfagan costos y
durabilidad.
11.1 Metodología para el Diseño del Pavimento.
Para efectos de determinar el diseño de pavimento en el Proyecto Santa Rosa,
usaremos los métodos de mayor uso y aceptación para estos casos, como son el
método para el desarrollo de pavimentos flexibles de la American Asociation of
State Highway and Transportation Officials (AASHTO) y el método del Instituto
del Asfalto (Asphalt Institute of USA).
11.2 Método de Diseño AASHTO.
Este método es empleado para determinar el espesor de un pavimento basado a
los requerimientos de su localización zonal y de los factores climáticos,
regionales, del grado de confiabilidad, del índice de serviciabilidad, y otros
complementarios que se cubren en el presente método.
Este procedimiento nos facilita el cálculo para encontrar el espesor necesario
que pueda cumplir los parámetros de un valor estructural determinado. Este
valor denominado como número estructura (SN) nos asegura que la estructura
diseñada es capaz de soportar el espectro de tráfico (N18), sin que los esfuerzos
inducidos por este excedan la capacidad de soporte del suelo de la sub-rasante
(S). Un aspecto que se considera en forma muy peculiar en este método es el
requerimiento como uno de los parámetros de diseño, el valor de la
serviciabilidad expresado como serviciabilidad al final del periodo de diseño; por
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lo cual el pavimento debe brindar, a lo largo del periodo de diseño considerado,
un servicio adecuado, cuyo nivel final es controlable mediante parámetro citado.
Este método proporciona una expresión analítica, que dada su complejidad, para
efectos prácticos, es remplazada por nomogramas.
Sin embargo, en la ejecución de cálculos computarizados, la solución matemática
es sumamente útil, siendo su fórmula la siguiente:
Gt: Factor de pérdida de Serviciabilidad definido como:
Valor de soporte de la subrasante.
Determinación del CBR.-De acuerdo a los ensayos de laboratorio, se han
encontrado los siguientes valores:
CBR 1 = 11.2 (al 95% MDS)
CBR 2 = 12.3 (al 95% MDS)
CBR 3 = 18.0 (al 95% MDS)
Cumpliendo con la teoría y aplicando la siguiente fórmula:
CBR dis = CBR Promedio – (CBR Máx – CBR Min) / c
Dónde:
n =2; c = 1.41
Gt = Log (4.2- Pt)
2.7
2222222222222
2.7
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n =3; c= 1.91
Del desarrollo de la fórmula descrita; hemos logrado establecer el valor del CBR
con lo que se determinará el diseño de pavimento, siendo este valor igual:
CBR = 10.3
Cuya característica del suelo de fundación está determinada en SM.
Para determinar el Valor de soporte de la Sub-rasante en función del C.B.R.
Nos remitimos a la siguiente fórmula:
11.3 Determinación del número Estructural A.A.S.H.T.O. (SN).
Para efectos de determinar el soporte de un pavimento, ello se cuantifica
mediante una relación analítica que nos da el método AASHTO, entre el número
estructural (S.N.), y una composición genérica de capas, que se expresa como el
producto del espesor de las capas componentes de la estructura por los
coeficientes estructurales de resistencia del pavimento.
a1, a2 y a3: Coeficientes Estructurales de Resistencia que están en función de
la calidad de los materiales, tanto para la Carpeta Asfáltica como para la Base y
S = 4.4 * Log (C.B.R.) +1.2
S = 4.4 * Log (10.3) +1.2
S = 5.66
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Sub base.
D1, D2 y D3: Representan los espesores de cada capa analizada (en cm.)
Diseño Estructural.- Para el desarrollo del Diseño Estructural del pavimento
para una estructura óptima se utilizará el método diseño para pavimentos
flexibles de la AASHTO 93, el mismo que requiere de los siguientes datos:
Valor Soporte (S) = 6.2
Tráfico (N18) = 8.2 x 104
Factor Regional (FR) = 0.5
Serviciabilidad (Pt) = 2.5
Periodo de Diseño (n) = 20 años
Tasa crecimiento (t) = 4%
Confiabilidad (R) = 50-80%
Desviación estándar (So) = 0.45
Módulo de Resilencia (Mr) = 15.45 Ksi
Con estos valores previamente establecidos se puede ingresar a los Nomogramas
del AASHTO 93, o también aplicando la fórmula del método AASHTO 1993 y que
es:
El cálculo se efectuó en forma inmediata, computarizando la fórmula establecida
por el método, utilizando los datos indicados, obteniéndose el Número
Estructural requerido para un nuevo pavimento (SN) = 1.60. y el Numero
Estructural Reajustado (SNr) = 1.88.
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Con la finalidad de establecer las capas conformantes nos remitimos a la
siguiente fórmula:
(SNr) = a1 D1 + a2 D2 + a3 D3
Tomando los coeficientes establecidos, obtenemos:
SNr = 0.44 D1 + 0.14 D2 + 0.11 D3
SNr = 0.44(2)+ 0.14 (6)+0.11(8)
SNr = 1.88.
Luego el pavimento estará compuesto de las siguientes capas:
Carpeta asfáltica = 5.00 cm………..…. (2’’)
Base granular = 10.00 cm………..….. (4’)
Sub-base granular = 10.00 cm………….... (4’’)
Espesor Total = 25.00 cm.
CARPETA ASFALTICA
BASE GRANULAR
SUB - BASE GRANULAR
SUB - RASANTE
25.00
5.00 cm. 10.00 cm.
10.00 cm.
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Tabla N° 01. Factores de equivalencia de Carga
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Figura N° 01. Carta de diseño de pavimento flexible AASHTO, 1993.
Figura N° 02. Carta para calcular el coeficiente estructural de Concreto Asfáltico de graduación densa.
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Figura N° 03. Variación de coeficiente de capa de base granular (a2) con la variación de los parámetros
de resistencia
Figura N° 04. Variación de coeficiente de capa de sub base granular (a3) con la variación de los
parámetros de resistencia
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11.4 Método del Instituto del Asfalto.
El método formulado por el Instituto de Asfalto de los Estado Unidos de Norte
América determina los espesores de la estructura del pavimento en función del
número de repeticiones de ejes equivalentes de 8.2 Tn. (E.A.L.) y el módulo de la
resilencia de la sub-rasante (Mr). Esta metodología consiste en determinar, en
primera instancia, el espesor total de la capa de concreto asfáltico, de acuerdo
a un sistema propio, en el cual interviene el volumen del tráfico al que va a
estar expuesto el pavimento durante su vida útil.
El volumen de tránsito y la resistencia del terreno cuantificada mediante la
Relación de Soporte California (CBR), constituyen los parámetros
fundamentales para determinar el espesor total de sus capas componentes, lo
que da lugar a varias alternativas, de las cuales se elige la más conveniente
técnica y económicamente, de acuerdo con la calidad de los materiales
disponibles.
El procedimiento recomendado para obtener el Módulo de la Resilencia
(Resilient Modulas) según los criterios técnicos del Instituto del Asfalto, éstas se
calculan de acuerdo a las siguientes ecuaciones:
Mr (psi) = 1500* C.B.R. ………….. Ecuación 1
Mr (pa) = 10.3* C.B.R. ………….. Ecuación 2
A fin de ingresar a las Cartas de Diseño del Manual MS. 1 para Diseño de
Espesores de Pavimentos Asfálticos para carreteras y calles y de acuerdo al
criterio y experiencia del consultor, estamos asumiendo la Ecuación 2;
estableciendo:
Mr (pa) = 1.06 x 102
Con los módulos calculados y el E.A.L. = 1.7 x 105 y aplicando los gráficos del
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Manual del Instituto de Asfalto, obtenemos el espesor total del pavimentos
(TH).
Cabe señalar que para poder ingresar a las Cartas de Diseño, debemos contar
anticipadamente con los siguientes datos, los cuales se obtuvieron en el campo,
y que son:
Factor Ambiental = Clima templado para la ciudad
de Chancay
Temperatura promedio = 18º C a 30º C.
Temperatura Media Anual
del Aire (MAAT) = 15.5°C
Tipo de pavimento = Flexible
Ingresando a la Carta de Diseño del Manual, obtenemos el espesor total del
pavimento (TH) equivalente a “Concreto Asfáltico en todo su espesor” de 15 0
mm. = 6 pulgadas.
De acuerdo a esto y cumplimiento con las correlaciones para determinar los
espesores de las capas conformantes, se ha llegado a establecer los siguientes
parámetros:
Carpeta asfáltica en caliente = 5.00 cm (2’’)
Base granular =10.00 cm (4’’)
Sub-base granular =15.00 cm (6’’)
Espesor Total (TH) = 30.00 cm. (12’’)
Luego de analizados los métodos adoptados para el diseño del pavimento de la
zona en estudio, podemos observar que lo desarrollado por el método del
Instituto del Asfalto de EE.UU., es lo más apropiado a fin de otorgarle mayor
resistencia y durabilidad. Por lo tanto la estructura definitiva del pavimento
tendrá los siguientes espesores:
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ESTRUCTURA PROPUESTA Espesor (cm) Espesor (pulg.)
Carpeta asfáltica en caliente 5.00 2.0
Base granular 10.00 4.0
Sub-base granular 15.00 6.0
Espesor Total 30.00 cm. 12.00’’
Estructura Definitiva del Pavimento.
11.5 Materiales Conformantes de Pavimento.
11.5.1 Agregado Base Granular.
El material de Base Granular deberá cumplir además con las siguientes
características físico-mecánicas y químicas que a continuación se
indican:
CARPETA ASFALTICA
BASE GRANULAR
SUB - BASE GRANULAR
SUB - RASANTE
2” 4” 6”
5.00 cm
10.00 cm 15.00 cm.
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La franja por utilizar será la establecida en los documentos del proyecto
o la determinada por un Supervisor.
Para prevenir segregaciones y garantizar los niveles de compactación y
resistencia exigidos por la presente especificación, el material que
produzca el Contratista deberá dar lugar a una curva granulométrica
uniforme, sensiblemente paralela a los límites de la franja por utilizar,
sin saltos bruscos de la parte superior de un tamiz a la inferior de un
tamiz adyacente o viceversa.
11.5.2 Agregado Grueso.
Se denominará así a los materiales retenidos en la Malla N° 4, los que
consistirán de partículas pétreas durables y trituradas capaces de
soportar los efectos de manipuleo, extendido y compactación sin
producción de finos contaminantes.
Deberán cumplir las siguientes características:
Tabla 305-2 Requerimientos Agregado Grueso
Ensayo Norma MTC Norma
ASTM
Norma
AASHTO
Requerimientos
Altitud
< Menor de 3000
msnm > 3000 msnm
Partículas con una cara
fracturada MTC E 210 D 5821 80% min. 80% min.
Partículas con dos caras MTC E 210 D 5821 40% min. 50% min.
Valor Relativo de Soporte, CBR (1)
Tráfico Ligero y Medio Mín. 80%
Tráfico Pesado Mín. 100%
(1) La curva de gradación "A" deberá emplearse en
zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000
m.s.n.m.
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fracturadas
Abrasión Los Ángeles MTC E 207 C 131 T 96 40% máx 40% max
Partículas Chatas y
Alargadas (1) MTC E 221 D 4791 15% máx. 15% máx.
Sales Solubles Totales MTC E 219 D 1888 0.5% máx. 0.5% máx.
Pérdida con Sulfato de Sodio MTC E 209 C 88 T 104 -.- 12% máx.
Pérdida con Sulfato de
Magnesio MTC E 209 C 88 T 104 -.- 18% máx.
(1) La relación ha emplearse para la determinación es: 1/3 (espesor/longitud)
11.5.3 Agregado Fino.
Se denominará así a los materiales pasantes la malla Nº 4 que podrá
provenir de fuentes naturales o de procesos de trituración o combinación
de ambos.
Tabla 305-2 Requerimientos Agregado Grueso
Ensayo Norma Requerimientos
<3 000 m.s.n.m. >3 000 m.s.n.m.
Índice Plástico MTC E 111 4% máx. 2% máx.
Equivalente de arena MTC E 114 35% mín. 45% mín.
Sales solubles totales MTC E 219 0,55% máx. 0,5% máx.
Índice de durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín.
11.5.4 Equipo.
305.03 Se aplican las condiciones generales establecidas en la
Subsección 300.03 de este documento, con la salvedad de que la planta
de trituración, con unidades primaria y secundaria, como mínimo, es
obligatorio.
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11.6 Requerimientos de Construcción.
11.6.1 305.04 Explotación de materiales y elaboración de agregados.
Se aplica lo indicado en la Subsección 300.04. Para las Vías de Primer
Orden los materiales de base serán elaborados en planta, utilizando
para ello dosificadoras de suelo. Para este tipo de vías no se permitirá la
combinación en patio ni en vía mediante cargadores u otros equipos
similares.
La mezcla de agregados deberá salir de la planta con la humedad
requerida de compactación, teniendo en cuenta las pérdidas que puede
sufrir en el transporte y colocación.
Para otros tipos de vías será optativo del Contratista los procedimientos
para elaborar las mezclas de agregados para base granular.
Definida la fórmula de trabajo de la base granular, la granulometría
deberá estar dentro del rango dado por el huso granulométrico
adoptado.
El material del Asfalto en Caliente debe de reunir los siguientes
Requerimientos de los Ensayos del EG – 2000 del MTC.
11.7 Materiales.
410.02 Los materiales a utilizar serán los que se especifican a continuación.
11.7.1 Agregados Minerales Gruesos.
Se aplica lo indicado en la Subsección 400.02(a). Los agregados
gruesos, deben cumplir además con los siguientes requerimientos:
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Tabla N° 410-1 Requerimientos para los Agregados Gruesos
Ensayos Norma
Requerimiento
Altitud (m.s.n.m.)
< 3000 > 3000
Durabilidad (al Sulfato de Sodio) MTC E 209 12% máx. 10% máx.
Durabilidad (al Sulfato de
Magnesio) 18 máx. 15% máx.
Abrasión Los Ángeles MTC E 207 40% máx. 35% máx.
Índice de Durabilidad MTC E 214 35% mín. 35% mín.
Partículas chatas y alargadas MTC E 221 10% máx. 10% máx.
Caras fracturadas MTC E 210 Según Tabla 410-4
Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.5% máx.
Absorción MTC E 206 1.00% Según Diseño
Adherencia MTC E 519 +95
11.7.2 Agregados Minerales Finos.
Se aplica lo que es válido al respecto de la Subsección 400.02(a).
Adicionalmente deberá cumplir con los requerimientos de la Tabla Nº
410-3.
Tabla N° 410-3 Requerimientos para los Agregados Finos
Ensayos Norma
Requerimiento
Altitud (m.s.n.m.)
< 3000 > 3000
Equivalente de Arena MTC E 209 Según Tabla 410-5
Angularidad del agregado fino MTC E 222 Según Tabla 410-6
Adhesividad (Riedel Weber) MTC E 220 4% mín. 6% mín.
Índice de Plasticidad (malla N°40) MTC E 111 NP NP
Índice de Durabilidad MTC E 214 35 mín. 35 mín.
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Índice de Plasticidad (malla N°200) MTC E 111 Max 4 NP
Sales Solubles Totales MTC E 219 0.5% máx. 0.5% máx.
Absorción MTC E 205 0.50% Según Diseño
Tabla N° 410-4 Requerimientos para Caras Fracturadas
Tráfico en Ejes Equivalentes (millones) Espesor de Capa
<100 mm >100 mm
< 3 65/40 50/30
> 3 – 30 85/50 60/40
> 30 100/80 90/70
Nota: La notación "85/80" indica que el 85% del agregado grueso tiene una cara
fracturada y que el 80% tiene dos caras fracturadas.
Tabla N° 410-5 Requerimientos del Equivalente de Arena
Tráfico en Ejes Equivalentes
(millones)
Porcentaje de Equivalente Arena
(mínimo)
< 3 45
> 3 – 30 50
> 30 55
Tabla N° 410-6 Angularidad del Agregado Fino
Tráfico en Ejes Equivalentes (millones) Espesor de Capa
<100 mm >100 mm
< 3 30 mín. 30mín.
> 3 – 30 40 mín. 40 mín.
> 30 40 mín. 40 mín.
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11.7.3 Gradación.
La gradación de los agregados pétreos para la producción de la mezcla
asfáltica en caliente serán establecidos por el Contratista y aprobado
por el Supervisor.
Además de los requisitos de calidad que debe tener el agregado grueso
y fino según lo establecido en el acápite (a) y (b) de esta Subsección el
material de la mezcla de los agregados debe estar libre de terrones de
arcilla y se aceptará como máximo el uno por ciento (1%) de partículas
deleznables según ensayo. MTC E 212. Tampoco deberá contener
materia orgánica y otros materiales deletéreos.
11.7.4 Mezcla Asfáltica Normal (MAC.)
La gradación de la mezcla asfáltica normal (MAC) deberá responder a
alguno de los siguientes husos granulométricos.
Tamiz Porcentaje que pasa
MAC -1 MAC-2 MAC-3
25,0 mm (1”)
19,0 mm (3/4”)
12,5 mm (1/2”)
9,5 mm (3/8”)
4,75 mm (N° 4)
2,00 mm (N° 10)
425 mm (N° 40)
180 mm (N° 80)
75 mm (N° 200)
100
80 -100
67- 85
60 - 77
43 - 54
29 - 45
14 - 25
8 -17
04 – 8
-
100
80 - 100
70 - 88
51 - 68
38 - 52
17- 28
8 -17
04 – 8
-
-
-
100
65 - 87
43 - 61
16 - 29
9 -19
05 - 10
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11.7.5 Mezcla Superpave.
En las Tablas N° 410-7 y 410-8 se incluyen las características que
deben cumplir las mezclas de agregados para tamaño nominal máximo
del agregado de 19 y 25 mm respectivamente.
La curva granulométrica del agregado debe quedar dentro de los puntos
de control y principalmente fuera de la zona restrictiva. Se recomienda
que la curva pase por debajo de esta zona restrictiva.
El tipo de asfalto a utilizar en estas mezclas, debe ser según clasificación
Superpave - Shrp, AASHTO, MP-1; así mismo la calidad de los agregados
deberá regirse a lo establecido por la metodología Shrp.
Tabla N° 410-7 Graduación Superpave para Agregado de tamaño nominal máximo de 19 mm.
Tamaño del
tamiz mm
Puntos de
Control
Línea de
Máxima
Densidad
Zona de
Restricción Formula de
Mezcla Tolerancia
Mínimo Máximo
25 100,0 100,0
19,00 100,0 90,0 88,4
12,50 73,2
9,50 59,6
4,75 49,5 * (6)
2,36 49,0 23,0 34,6 34,6 34,6 * (6)
1,18 25,3 22,3 28,3 *
0,60 18,7 16,7 20,7 * (4)
0,30 13,7 13,7 13,7 * (3)
0,15 10,0
0,075 8,0 2,0 7,3 * (2)
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* El Contratista especificará los valores con aproximación al 0.1% ( ) Desviaciones aceptables (±) de los valores de la Fórmula
Tabla N° 410-8
Graduación Superpave para Agregado de tamaño nominal máximo de 19 mm.
Tamaño del tamiz
mm
Puntos de Control
Línea de Máxima
Densidad
Zona de Restricción Fórmula de
Mezcla Tolerancia
Mínimo Máximo
37,5 100,0 100,0
25,0 100,0 90,0 83.3
19,00 73,6
12,50 61,0
9,50 53,9 * (6)
4,75 39,5 39,5 39,5 * (6)
2,36 45,0 19,0 28,8 26,8 30,8 . .
1,18 . . 21,1 18,1 24,1 * (4)
0,60 . . 15,6 13,6 17,6 * (3)
0,30 . . 11,4 11,4 11,4 . .
0,15 7,0 1,0 8,3 . . * (2)
0,075 . . 6,1 . . . .
* El Contratista especificará los valores con aproximación al 0.1% ( ) Desviaciones aceptables (±) de los valores de la Fórmula.
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Tabla N° 410-8
Graduación Superpave para Agregado de tamaño nominal máximo de 19 mm.
Tamaño
del tamiz
mm
Puntos de
Control
Línea de
Máxima
Densidad
Zona de
Restricción Fórmula de
Mezcla Tolerancia
Mínimo Máximo
37,5 100,0 100,0
25,0 100,0 90,0 83.3
19,00 73,6
12,50 61,0
9,50 53,9 * (6)
4,75 39,5 39,5 39,5 * (6)
2,36 45,0 19,0 28,8 26,8 30,8 . .
1,18 . . 21,1 18,1 24,1 * (4)
0,60 . . 15,6 13,6 17,6 * (3)
0,30 . . 11,4 11,4 11,4 . .
0,15 7,0 1,0 8,3 . . * (2)
0,075 . . 6,1 . . . .
* El Contratista especificará los valores con aproximación al 0.1%
( ) Desviaciones aceptables (±) de los valores de la Fórmula.
12.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
- La zona de interés geológicamente corresponde a una antigua terraza aluvial del
río Chillón, por lo que tiene una fisiografía predominantemente llana.
- La estratigrafía es similar constituida por materiales areno- limosos, clasificada en
el sistema SUCS como SM.
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- En consideración a las observaciones de campo, ensayos de laboratorio y los
perfiles estratigráficos, los valores de capacidad admisible a las profundidades de:
- Por lo que se adoptará cimentación corrida armada y zapatas conectadas con
vigas de cimentación en ambas, sin limitaciones por fundación.
- La zona de interés no está expuesta a la ocurrencia de asentamientos, derrumbes,
deslizamientos, huaycos, etc.
- Se descarta la posibilidad de licuación de suelos debido a la conformación y
propiedades índices del suelo y la ausencia de agua superficial o subterránea.
- De acuerdo con las Normas Peruanas de Diseño Sismo-Resistente y en
consideración al suelo que se está tratando, tenemos los siguientes parámetros:
Factores de zona : Z = 0.40 g.
Factor de terreno : S = 1.40
Período que define la
plataforma del espectro : T p = 0.90”
- Dado el origen aluvial de estos suelos los análisis químicos indican que los sulfatos
tienen un ataque moderado al concreto por lo que se recomienda el uso de
Cemento Portland Tipo II o usar el Tipo V si no se encontrara disponibilidad del
primero. En relación al análisis químico del agua del Pozo ésta se encuentra aún
apta para su potabilidad, manteniendo la limpieza del pozo y tratamientos
menores de purificación.
Profundidad
(m)
Capacidad admisible
(Kg./cm2)
Terzaghi Meyerhof Vesic Hansen
1.00 0.94 1.19 1.04 0.98
1.20 1.10 1.45 1.22 1.16
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- De las dos alternativas de diseño de pavimentos, por seguridad, se recomienda la
adopción del segundo (Instituto del Asfalto). Por tanto, en aplicación del Método
del Instituto del Asfalto, la estructura del pavimento quedaría conformada como:
5.00 cm. (2”), base granular 10cm. (4”) y sub-base granular 15 cm. (6”); lo que
totaliza un espesor de 30 cm. (12”).
- Se deja establecido que los parámetros obtenidos en el presente estudio
solamente tienen vigencia en el área, materia del presente estudio, no aplicable a
otras áreas adyacentes, aun en parecidas.
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13.0 ANEXOS:
Perfiles Estratigráficos.
Certificados de Ensayos de Laboratorio.
Panel de Fotografía.
Plano de Ubicación de Calicatas
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