Tesis “ESTUDIO GEOTÉCNICO CON FINES DE PAVIMENTACIÓN CARRETERA CRUZ PUNTA YAUTAN PARIACOTO – TRAMO YAUTAN PARIACOTO (RUTA 14-A) DEPARTAMENTO DE ANCASH PROVINCIA DE CASMA”

Universidad ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

INFORME DE INGENIERÍA:

“ESTUDIO GEOTÉCNICO CON FINES DE PAVIMENTACIÓN CARRETERA CRUZ PUNTA YAUTAN PARIACOTO – TRAMO YAUTAN PARIACOTO (RUTA 14-A) DEPARTAMENTO DE ANCASH PROVINCIA DE CASMA”

PRESENTADA POR EL BACHILLER:

LUIS ENRIQUE GOYTIZOLO FUENTES

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO CIVIL

LIMA – PERÚ

2000

DEDICATORIA

A MIS PADRES

Y HERMANOS POR SER FUENTE DE SUPERACION

SUMARIO

El presente informe de Ingeniería consta de cinco Capítulos que describe el “Estudio Geotécnico con fines de pavimentación carretera Cruz Punta Yautan Pariacoto–Tramo Yautan Pariacoto (Ruta 14-A), Departamento de Ancash Provincia de Casma”.

El Capítulo I, describe el proyecto, la ubicación, las vías de comunicación, los objetivos y los alcances del proyecto.

El Capítulo II titulado Estudio de mecánica de suelos, describo los estudios desarrollados para la pavimentación de la carretera, los estudios de suelos, la exploración del campo, los ensayos de laboratorio y las características de los suelos de fundación.

En el Capítulo III, desarrollo el estudio de canteras, los trabajos de campo y el análisis y definición de usos de canteras.

En el Capítulo IV, defino las fuentes de agua y sus análisis y terminando en el Capitulo V, donde desarrollo el diseño del pavimento, la descripción, el método para el diseño, un análisis del tráfico y unas conclusiones y recomendaciones sobre el tema.

Para finalizar con las Conclusiones y Recomendaciones del Informe, y un Panel fotográfico sobre el tema.

INTRODUCCIÓN

En el Sistema Nacional de Carreteras, esta vía es una de las principales transversales de la Red Vial Nacional y es la que tiene la menor distancia entre la costa y selva del Perú.

La Red Vial Nacional se encuentra en muy malas condiciones por falta de mantenimiento y es un reto para el gobierno poner en servicio carreteras que permitan el transporte en forma eficiente de esta manera se activa la económica coadyuvando a su vez al desarrollo del País.

Es el caso que la Carretera Casma – Cruz Punta, y Cruz Punta – Yautan - Pariacoto une las Provincias de Casma y Huaraz en el Departamento de Ancash que después de haber sido sometida a la rehabilitación y mantenimiento deberá tener una superficie de rodadura lisa, firme, con el ancho suficiente, alineamiento y pendientes que permitan que su transitabilidad sea económica y segura. Estas condiciones detalladas pueden cumplirse de distintas formas, considerando que no todas las vías exigen un pavimento costoso con capa de rodadura de material bituminoso.

Muchas carreteras de la Red Vial Vecinal o Rural con tráfico ligero, han sido construidas con la concepción de servir a las necesidades planeadas y futuras para ese entonces, utilizando como capa de rodadura alguna forma del suelo estabilizado.

Cuando el Índice Medio Diario (IMD) actual no responde al proyectado, el costo de mantenimiento periódico y rutinario pueden aumentar excesivamente, lo cual requeriría como solución la construcción de un pavimento que seria mas económico.

Motivo por el cual ante la necesidad que presentaba dicha carretera se elaboro el Estudio Definitivo de Rehabilitación y Mejoramiento de la Carretera Casma – Cruz Punta, y Cruz Punta Yautan – Pariacoto ubicada en el Departamento de Ancash Provincias de Casma y Huaraz, con la finalidad de ejecutar obras que optimicen sus características originales, aprovechando al máximo la plataforma existente.

El presente proyecto tiene como objeto principal colaborar con el desarrollo socio económico de los pueblos que están situados colindantes al eje del trazo de la carretera, dotándoles de una vía cómoda y segura para el transito vehicular acorde con los requerimientos futuros de dicha zona.

Sobre el particular el Programa Sierra Exportadora, tiene la finalidad de promover, fomentar y desarrollar actividades económicas productivas en la sierra, que permitan a los productores articular competitivamente a mercados nacionales e internacionales, en ese extremo la zona que se beneficiara con la construcción de esta carretera va poder insertarse al referido programa el mismo que tiene los siguientes objetivos:

* Desarrollar y consolidar el mercado Nacional e Internacional.

* Consolidar y Ampliar una oferta competitiva de productos en la sierra peruana en función de la demanda real, nacional e internacional.

* Facilitar el acceso a recursos y servicios financieros e inversiones para el desarrollo de negocios y proyectos productivos.

* Coordinación y formulación de políticas públicas y promoción de mecanismos de desarrollo territorial.

INDICE

INTRODUCCIÓN 7

CAPÍTULO I

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.1 Ubicación 13

1.2 Descripción del proyecto 14

1.3 Vías de comunicación 16

1.4 Objetivos y alcances del proyecto 20

CAPITULO II

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

2.1 Objetivo 23

2.2 Estudios desarrollados para la pavimentación de la carretera 23

2.3 Estudio de suelos 24

2.3.1 Evaluación de la subrasante 24

2.3.2 Metodología aplicada 24

2.3.3 Evaluación de la subrasante 25

2.3.4 Exploración de campo 25

2.3.5 Ensayos de laboratorio 30

2.3.6 Análisis de los resultados 32

2.3.7 Características de los suelos de fundación 32

2.3.8 Capacidad de soporte de la subrasante 51

2.3.9 Mejoramiento de la subrasante 55

CAPITULO III

ESTUDIO DE CANTERAS

3.1 Generalidades 58

3.2 Trabajo de campo 59

3.2.1 Calicatas y muestreo 61

3.2.2 Descripción de las canteras 61

3.3 Análisis y definición de uso de canteras 66

CAPITULO IV

FUENTES DE AGUA

4.1 Fuentes de agua 69

4.2 Análisis de las fuentes de agua 73

CAPITULO V

DISEÑO DEL PAVIMENTO

5.1 Descripción 77

5.2 Método para el diseño del pavimento 80

5.2.1 Método ASSHTO 80

5.2.2 Parámetros de diseño 83

5.2.3 Diseño de pavimentos para 10 años 84

5.2.4 Diseño de pavimentos para 20 años 86

5.2.5 Diseño de pavimentos para 20 años en dos capas 87

5.3 Método del instituto del asfalto91

5.3.1 Descripción del método91

5.3.2 Parámetros de diseño 92

5.4 Diseño del pavimento 93

5.4.1 Alternativas de estructuras del pavimento 94

5.4.2 Diseño de pavimentos con adoquines de concreto (km

55+480 – km 56+480) 96

5.5 Análisis de tráfico 100

5.5.1 Análisis de información proporcionada 100

5.5.2 Tráfico de diseño 102

5.5.3 Actividades para la rehabilitación y mejoramiento 105

5.6 Conclusiones 107

5.7 Recomendaciones 110

CONCLUSIONES113

RECOMENDACIONES 117

FUENTE DE CONSULTA 119

PANEL FOTOGRÁFICO 121

CAPÍTULO I

DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

1.1 UBICACIÓN

La carretera Casma – Yautan - Huaraz se desarrolla íntegramente en la Región Ancash, atravesando en su desarrollo las provincias de Casma y Huaraz.

La Carretera codificada como Ruta 14-A, pertenece a la Red Vial Nacional.

El Sector Cruz Punta – Pariacoto se desarrolla dentro de la provincias de Casma y Huaraz.

El tramo cuya Rehabilitación y Mejoramiento es motivo del presente Estudio Definitivo es la parte de la Carretera Casma – Yautan - Huaraz y se desarrolla íntegramente en la Región Ancash, atravesando las provincias de Casma y Huaraz, específicamente en los entre los Distritos de Yautan - Pariacoto.

Punto Inicial : Cruz Punta (Km. 27+980)

Punto Final : Pariacoto (Km. 56+480)

Cruz Punta es un Centro Poblado que pertenece al Distrito de Yautan, Provincia de Casma. Departamento de Ancash y esta a una altitud de 630.342 m.s.n.m. cuyas coordenadas son las siguientes:

Coordenadas UTM

N= 8’948,431.9356

E= 821,445.9493

Pariacoto es un Distrito que pertenece a la Provincia de Huaraz. Departamento de Ancash y esta a una altitud de 1,247.31 m.s.n.m. cuyas coordenadas son las siguientes:

Coordenadas UTM

N= 8’942,204.7767

E= 841,644.9381

1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO

El estudio en el sector Cruz Punta – Pariacoto (Km 27+980 al Km 56+480) , se desarrolla por la vía existente, actualmente a nivel de afirmado, cuyas características en el tema de orografía son las siguientes:

* Del Km 27+980 al Puente Yaután, se caracteriza por desarrollarse a través de una topografía predominantemente plana.

* Del Puente Yaután al Km 56+480, la topografía discurre por una zona de ondulada a accidentada.

A lo largo del vía se ubican los siguientes lugares :

Km | Lugar | Observación |

30+615 | Pontón Muña | |

31+400 | Cachipampa | Ambos lados de la vía |

37+150 | Puente Yaután | Buen estado de conservación |

37+500 | Distrito de Yaután | Zona Urbana |

42+140 | Anexo Santa Isabel | Ambos lados de la vía |

45+500 | Anexo 31 de Mayo | Ambos lados de la vía |

46+380 | AnexoTutuma| Ambos lados de la vía |

51+000 | Caserío Racrao | Ambos lados de la vía |

54+520 | Anexo Cafur | Derecha |

55+160 | Caserío Sector Bélgica| Izquierda |

55+600 | Distrito Pariacoto | Zona Urbana |

56+487 | Puente Pariacoto | No contemplado en proyecto |

1.3 VIAS DE COMUNICACIÓN

La carretera Casma – Yautan - Pariacoto Huaraz es una vía importante porque es parte integrante de la Ruta 14-A, que se inicia en la Ciudad de Casma y esta a su vez interconectada con la Panamericana Norte (Ruta 001 N) , que comunica con los Departamentos del norte como con la Capital de la República.

El acceso preferentemente se tiene a través de la Red Troncal 14-A, Casma – Cuncan, Santa Luisa, Sechin, Huaquilla, Sechin Alto Buena Vista, Capilla, Huancamuña, Cruz Punta, Lagar, Cachipampa, Liza, Quisquin, Punchayhuaca, San Isidro, Canchapampa, Quisquin, Vinto, Limac, San Miguel, San Cristóbal, Shurcap, San Lorenzo, continuando por la ruta 14-A Yautan Mishirum, Matua, Petaca Carhuac, Santa Isabel, Lucifer Chico, Lucifer Grande, Pampay, Tutuma, Bélgica, Tanta Huallanca, Villa Charito, Racro, Tanin -Pariacoto ( longitud 25.5 Km.) las que se encuentran en condiciones mínimas de transitabilidad, en el recorrido desde Casma hasta Pariacoto se toma el tiempo de dos horas con treinta minutos.

UBICACIÓN DEL PROYECTO

1.4 OBJETIVOS Y ALCANCES DEL PROYECTO

El presente estudio de ingeniería tiene como objetivo principal, definir la estructura del pavimento para el tramo carretero: Casma – Yaután – Huaraz, tramo: Casma – Pariacoto, sector: Cruz Punta - Pariacoto, así como la ubicación de los bancos de materiales para su construcción. Además es la elaboración del Expediente Técnico a nivel de Estudio Definitivo de Ingeniería, correspondiente al Sector 2: Cruz Punta – Pariacoto, para la construcción de la vía con características adecuadas, en atención a los lineamientos del Estudio de Factibilidad, la correcta obtención de información de campo, y el adecuado diseño en función de la metodología desarrollada y a la aplicación de las normas vigentes.

El Expediente Técnico, considera las obras de construcción y/o mejoramiento de la carretera existente, para lo cual se han determinado las partidas especificas, que involucran básicamente las siguientes actividades:

* Mejoramiento de la geometría de la vía, en función de nuevos parámetros de diseño.

* Mejoramiento del pavimento existente, del afirmado actual a una estructura compuesta de base que varía de 0.20 m., en los tramos comprendidos del Km. 27+680 al Km. 30+000 y del Km. 38+000 al Km. 56+480, a 0.30 m., en el tramo del Km. 30+000 al Km. 38+000; y carpeta asfáltica de 3“ de espesor, con berma a nivel de tratamiento monocapa de 0.90m de ancho.

* Mejoramiento de subrasante en lugares puntuales.

* Reemplazo y / o Construcción de nuevas obras de arte.

* Construcción de accesos a lugares de importante flujo vehicular que se conectan a la carretera, para ello se ha previsto una longitud de 20.00m

* Dotación de elementos de diseño adecuados de Señalización y Seguridad Vial.

Estudios Desarrollados Para La Pavimentación De La Carretera

Los estudios aquí expuestos para el sector: Cruz Punta – Pariacoto, forman parte del proyecto integral de los estudios definitivos de ingeniería para la rehabilitación y mejoramiento de la carretera: Casma – Yaután – Huaraz.

Por disposición de la DGCF, la Oficina de Apoyo Tecnológico ejecuta los estudios de suelos, canteras, geología, geotecnia, hidrología, drenaje y diseño de pavimento; para la

rehabilitación y mejoramiento del tramo carretero: Cruz Punta - Pariacoto. Para cumplir dicho objetivo, en lo que corresponde a los estudios de suelos, canteras y diseño del pavimento se programaron los siguientes trabajos de campo:

* Inspección de todo el tramo carretero, con la finalidad de definir la estrategia para la ejecución de los estudios.

* Perforaciones de estudio para determinar los espesores y características físico-mecánicas de los suelos de fundación existentes en el alineamiento topográfico definido para la carretera.

* Ubicar los bancos de materiales que posean cantidades de agregados suficientes para la obra, así como también las fuentes de agua, efectuándose los estudios y análisis correspondientes.

Toda la información es complementada con los ensayos de laboratorio efectuados a los materiales seleccionados para su empleo en la construcción de la carretera, así como a los suelos de la subrasante, lo que conllevarán a la definición óptima de la estructura del pavimento.

CAPITULO II

ESTUDIO DE MECANICA DE SUELOS

2.1 OBJETIVO

El objetivo del estudio de Mecánica de Suelos es poder determinar las propiedades físicas mecánicas de los suelos y la capacidad de soportar cargas el terreno de fundación, mediante los ensayos o pruebas extraídas campo y analizadas en laboratorio. Con estos valores se tendrá un dato importante para el diseño de la estructura del pavimento.

2.2 ESTUDIOS DESARROLLADOS PARA LA PAVIMENTACION DE LA CARRETERA

Este estudio se desarrolló con la finalidad de establecer las características físico-mecánicas de los suelos de fundación existentes en el eje proyectado para el tramo carretero Cruz Punta – Yaután

Pariacoto, así como su sectorización por tipo de material; los que se emplearán como parámetros para el dimensionamiento del pavimento. También se establecerá los sectores donde, por deficiencia en calidad (capacidad de soporte), se requiera su mejoramiento.

2.3 ESTUDIO DE SUELOS

2.3.1 EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE

Como tarea principal se orientaron los trabajos a evaluar los materiales conformantes de la subrasante de cuyos resultados del laboratorio permitirá ser empleados como datos importantes en la metodología del diseño. La información de origen de los parámetros de diseño se encuentra documentada técnicamente en los anexos correspondientes.

2.3.2 METODOLOGÍA APLICADA

La metodología seguida para la ejecución del estudio, comprendió básicamente una investigación de campo a lo largo del tramo carretero proyectado mediante prospecciones de exploración a cielo abierto (calicatas), hasta una profundidad de 1.5m bajo la cota de superficie del terreno, con la obtención de las muestras representativas en cantidades suficientes, las que fueron sometidas a los ensayos de laboratorio y finalmente con los datos obtenidos en ambas fases se realizaron las labores de gabinete, para consignar luego en forma gráfica y escrita los resultados del estudio.

Las tres etapas ó fases descritas líneas arriba (campo, laboratorio y gabinete) son secuenciales e igualmente importantes; a continuación se describe el trabajo desarrollado.

2.3.3 EVALUACIÓN DE LA SUBRASANTE

Los trabajos relacionados a la evaluación de la subrasante, consistieron en contar con los valores de las propiedades físicos mecánicas de los materiales que se ubicaron a 0.60 m por debajo de la superficie del terreno. Dicha evaluación permitió proporcionar al ingeniero diseñador la

objetividad necesaria para efectuar un diseño racional y coherente a los requerimientos de las cargas de los vehículos.

Se excavaron un total de 142 calicatas equidistantes cada 200 m una de la otra, de las cuales para fines del presente estudio se han considerado solamente 33 por ser la mayoría homogéneas. Como referencia para los trabajos de exploración, se han empleado las progresivas efectuadas por la brigada de topografía.

2.3.4 EXPLORACIÓN DE CAMPO

Trabajo de campo

Con el objeto de determinar las características físico-mecánicas de los materiales del terreno de fundación se llevaron a cabo investigaciones mediante la ejecución de pozos exploratorios (calicatas) a “cielo abierto” de 1,5 m de profundidad mínima, distanciadas aproximadamente en 200 m. uno del otro, las que se distribuyeron en tres bolillos de tal manera que la información obtenida sea representativa. Las Calicatas se iniciaron en la estacada 27+980 de la carretera Cruz Punta – Yaután Pariacoto – Ancash, llamado inicio del tramo. La vía prosigue en la dirección Noreste hacia el final de la variante y en un recorrido que logra empalmar con la ruta hacia Yupash vía 14A, de Yupash se conecta con la Ciudad de Huaraz para finalmente llegar al km 121+025.

Las Calicatas fueron denominadas como “C-I” donde “I” es el numero de la excavación ejecutada en la carretera existente. El cuadro N° 2.1 “Localización de Calicatas”, presenta la información referida a las prospecciones realizadas en la carretera evaluada. En el referido cuadro se detalla el carril en el cual se efectuó la exploración, detalles de la zona asociada a la excavación, profundidades de los estratos encontrados en cada calicata y referencia del pintado que indica el lugar de trabajo.

El Anexo presenta los registros estratigráficos de la subrasante. Se empleo un formato para cada evaluación efectuada. En este se indica la profundidad de la excavación, el tipo de excavación empleada, las muestras identificadas, la simbología que representa cada material, una breve descripción de campo y finalmente la clasificación SUCS determinada en laboratorio.

El Número de muestras estuvo en función directa con la homogeneidad de los materiales que existen en la zona. La cantidad en peso de las mismas dependió del tipo y número de ensayos al cual fueron sometidas, así como de los tratamientos a que será destinado el material.

De los materiales encontrados en las calicatas se obtuvieron muestras disturbadas, las que fueron descritas e identificadas con la ubicación, número de muestra y profundidad; luego fueron colocadas en bolsas de polietileno para su traslado al laboratorio. Durante la ejecución de los estudios de campo se llevó el registro de los espesores de cada una de las capas del sub-suelo, sus características de gradación y su estado de compacidad.

Se llevo un registro sistemático de los suelos encontrados en cada exploración, determinando la profundidad a la que se encuentran los diferentes suelos, el espesor de los materiales de cobertura, potencia de la materia orgánica, la identificación de cada suelo y la ubicación de la napa freática si fuera el caso.

En los lugares donde se observo cierta homogeneidad en los suelos de la subrasante a lo largo de la vía, los suelos se agruparon por características de resistencia de la subrasante, tomándose muestras entre 80 y 100 kg para la ejecución de los ensayos en laboratorio.

Las muestras de suelos fueron clasificadas y seleccionadas siguiendo el procedimiento descrito en ASTM D-2488 “Práctica Recomendada para la Descripción de Suelos”.

Se tomaron muestras representativas de lo suelos de la subrasante para determinar la Capacidad de Soporte mediante el ensayo de California Bearing Ratio (CBR), así como ensayos de clasificación y otros que permitan predecir el comportamiento del suelo de la subrasante para las condiciones de humedad y densidad a esperarse en obra.

Se tomaron muestras representativas de los diferentes estratos que conforman cada calicata, en cantidad suficiente para efectos de realizar los ensayos de granulometría, humedad natural y constantes físicas para determinar la clasificación unificada SUCS y AASHTO.

CUADRO Nº 2.1

2.3.5 ENSAYOS DE LABORATORIO

Los ensayos de laboratorio que se efectuaron a las muestras obtenidas del campo están referidas a las Normas ASTM o en su equivalencia las Normas Técnicas Peruanas (NTP), según los requerimientos del estudio de la subrasante y que permitan resumirse de la siguiente manera:

Análisis granulométrico por tamizado | (ASTM D-422) o (NTP 400.012) |

Material pasante la malla N°200 | (ASTM D-1148) o (NTP 339.132) |

Límites de consistencia | (NTP 339.129) |

Límite líquido, límite plástico e índice de plasticidad | (ASTM D-423)|

Clasificación SUCS | (NTP 339.134) |

Clasificación AASHTO | (NTP 339.135) |

Contenido de humedad | (ASTM D-2216) o (NTP 339.127) |

Próctor modificado | (NTP 339.141) |

California Bearing Ratio | (ASTM D- 1883) o (NTP 339.145) |

Relación Densidad – Humedad | (ASTM D-1557) |

Cuyos resultados se presentan en el Anexo I.3

Labores de gabinete

En base a la información obtenida durante los trabajos de campo y los resultados de los ensayos de laboratorio, se efectuó la clasificación de suelos de los materiales empleándose los sistemas

SUCS y AASHTO, con la finalidad de análisis y correlación de acuerdo a sus características litológicas, lo cual se consigna también en el perfil estratigráfico (Anexo I.4).

a. Resultado de los ensayos

Los resultados obtenidos de las observaciones de campo así como de los ensayos de laboratorio efectuados en los suelos analizados son presentados en el anexo. Específicamente corresponden a los certificados de los resultados de los ensayos de laboratorio emitidos por el laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad Nacional de Ingeniería, el laboratorio Geotécnico LAGESA y un laboratorio particular del Ing° Wolfang GONZALES ESPINOZA.

Con la información obtenida así como de los resultados de los ensayos de laboratorio se ha efectuado un resumen de la estratigrafía y de la capa mas representativa de la subrasante.

Los cuadros 2.2 “Resultados de Ensayos de Laboratorio”, presentan los resultados de los ensayos de laboratorio, efectuados a las muestras obtenidas en el campo. En estos cuadros se muestran la identificación de la calicata, la identificación de la muestra, la profundidad, el contenido de humedad, el limite liquido, el limite plástico, el índice de plasticidad y la clasificación empleando el método SUCS.

2.3.6 ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

La carretera se ha dividió en cuatro sectores que entre otros factores, han dependido de la composición del trafico, de la tendencia de participación de los suelos homogéneos y topografía. Estos tramos son los siguientes:

Cruz Punta - Anexo Lagar km 27+980

Anexo Lagar - Yautan km 30+200

Anexo Santa Isabel -Tutuma km 42+150

Caserío Racrao - Pariacoto km 50+000

2.3.7 CARACTERÍSTICAS DE LOS SUELOS DE FUNDACIÓN

El nuevo trazo del proyecto básicamente se desarrolla por la actual plataforma del tramo carretero Cruz Punta – Pariacoto (km 27+980 – km 56+480), presentando mejoras en cuanto a los radios de las curvas de volteo y alineamiento. Las perforaciones de exploración de suelos se efectuaron por tanto en la actual plataforma vial, información que es correlacionada con los suelos observados en los sectores adyacentes (taludes). En tal sentido el perfil estratigráfico elaborado en base al análisis de los suelos refleja básicamente la plataforma vial actual, correspondiendo los suelos naturales a los que se encuentran en el estrato inferior a la capa superficial de rodadura, por lo que serán éstos los que se van a encontrar cuando efectúen los cortes para la ampliación de la plataforma (aproximadamente a partir de Yaután).

Bajo estas consideraciones los suelos de fundación del tramo carretero: Cruz Punta – Pariacoto (km 27+980 – km 56+480) presentan las siguientes características:

* km 27+980 – km 30+200. El inicio del tramo es en Cruz Punta. El relieve es ondulado y el suelo natural esta compuesto por arenisca de mediana a baja dureza. Como superficie de rodadura se encuentra un material que clasifica como arena, variando entre limosa y arcillosa, de espesor variable entre 10 y 30 cm (fotos N° 1 y 2).

* km 30+200 – km 42+150. El relieve es ondulado desarrollándose la actual plataforma vial básicamente sobre rellenos conformados con el mismo suelo natural. En general se establece que los materiales predominantes son arenas limo-arcillosas. Se han encontrado también bolones en las prospecciones de estudio (fotos N° 5 y 9). La capa superficial es también una arena de mayor tamaño al encontrado en la subrasante. Puntualmente se han ubicado arcillas en la subrasante (fotos N° 3, 4, 6, 7, 8, 10 y 11).

* km 42+150 – km 50+000. El relieve es más abrupto en el subsector km 42+150 – km 45+200 desarrollándose la actual vía a media ladera; tornándose ondulado en el subsector km 45+200 - km 48+800. Los materiales de subrasante presentan mejores características físico mecánicas a los descritos líneas arriba, predominando las arenas limosas y bien gradadas. Se han encontrado también botonerías en la subrasante (fotos N° 13, 14, 15, 16 y 17).

* km 50+000 – km 57+000. Este subsector es en general ondulado, encontrándose algunos pequeños subsectores donde se tendrá que efectuar cortes en rocas y suelos. Los materiales presentan características físico mecánicas de menor calidad a las encontradas en el resto del tramo de estudio, estando compuesto por arenas arcillosas y limosas, así como solamente arcillas. En este sector es donde se han ubicado la mayor parte de aguas subterráneas (fotos N° 19 y 30).

La distribución aproximada de los materiales encontrados es la Siguiente:

Subsector km 27+980 – km 50+000

* Material fino (CL, ML)……………………………….12 %

* Arenas (SC, SM, SP-SM, SW-SM)…………..…..79 %

* Gravas (GP-GM, GP, GW).............................. 9%

Presencia de bolonería, especialmente en el sector km 41+200 – km 48+200.

Subsector km 50+000 – km 56+480

* Material fino (CL, ML)……………………………35 %

* Arenas (SC, SM, SW, SP-SC, SM-SC)……….54 %

* Gravas (GP-GM, GM, GC, GM-GC)…………..11 %

Presencia de bolones, en las perforaciones efectuadas se ubicó el nivel freático en las siguientes progresivas (fotos N° 21, 23, 24 y 25):

* km 54+000 a una profundidad de -1,40m





Se debe señalar también que en las siguientes perforaciones de estudio se han ubicado tuberías de agua (matriz) de 3 pulgadas de diámetro (foto N° 14):





Foto Nº 01: Km 28+010

Foto Nº 02: Km 30+380

Foto Nº 03: Km 30+600

Foto Nº 04: Km 30+600

Foto Nº 05: Km 31+000

Foto Nº 06: Km 32+420

Foto Nº 07: Km 32+600

Foto Nº 08: Km 33+200

Foto Nº 09: Km 33+800

Foto Nº 10: Km 34+800

Foto Nº 11: Km 40+430

Foto Nº 12: Km 42+600

Foto Nº 13: Km 42+600

Foto Nº 14: Km 43+400

Foto Nº 15: Km 44+400

Foto Nº 16: Km 46+200

Foto Nº 17: Km 49+610

Foto Nº 18: Km 48+000

Foto Nº 19: Km 51+000

Foto Nº 20: Km 51+000

Foto Nº 21: Km 51+200

Foto Nº 22: Km 51+400

Foto Nº 23: Km 51+800

Foto Nº 24: Km 52+000

Foto Nº 25: Km 54+000

Foto Nº 26: Km 54+200

Foto Nº 27: Km 54+600

Foto Nº 28: Km 55+400

Foto Nº 29: Km 56+000

Foto Nº 30: Km 56+400

2.3.8 CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE

De acuerdo a las características de los suelos descritos anteriormente, se efectuó la toma selectiva de muestras para ejecutar los ensayos de C.B.R. (NTP 339.145) con la finalidad de establecer su capacidad relativa de soporte, obteniéndose los siguientes resultados:

CUADRO N° 2.2

CALICATA | PROGRESIVA(km) | TIPO DE SUELO | CBR (%) |

| | SUCS | AASHTO | 95% de MDS | 100% de MDS |

C1 | 28+120 | SW-SM | A-1-a(0) | 35,3 | 67,4 |

C2 | 30+160 | SW-SM | A-1-b(0) | 30,1 | 63,4 |

C3 | 30+380 | SC | A-2-6(0) | 10,3 | 18,4 |

C4 | 31+400 | SC | A-2-4(0) | 12,4 | 27,9 |

C5 | 32+080 | SM | A-1-b(0) | 32,4 | 54,3 |

C6 | 32+420 | CL | A-6(5)| 8,2 | 13,7 |

C7 | 32+600 | SM-SC | A-2-4(0) | 14,2 | 34,6 |

C8 | 33+200 | SM | A-2-4(0) | 7,8 | 19,2 |

C9 | 35+400 | CL | A-6(11) | 3,2 | 8,4 |

C1O | 36+560 | SC | A-2-4(0) | 13,4 | 26,4 |

C11 | 37+000 | SM | A-2-4(0) | 17,5 | 33,4 |

C12 | 37+240 | SC | A-2-4(0) | 11,5 | 24,8 |

C13 | 37+400 | SM-SC | A-2-4(0) | 6,4 | 14,2 |

C14 | 38+340 | SC | A-2-4(0) | 16,2 | 37,6 |

C15 | 38+975 | SM | A-1-b(0) | 23,2 | 45,5 |

C16 | 39+600 | ML | A-4(2)| 7,7 | 14,3 |

C17 | 40+200 | SW-SM | A-1-b(0) | 21,4 | 43,6 |

C18 | 41+950 | SM | A-2-4(0) | 14,3 | 36,2 |

C19 | 42+400 | SP-SM | A-1-b(0) | 23,2 | 46,4 |

C20 | 43+200 | SP-SM | A-1-b(0) | 20,4 | 47,6 |

C21 | 45+200 | SW-SM | A-1-b(0) | 22,6 | 40,4 |

C22 | 47+000 | SM | A-2-4(0) | 16,4 | 37,2 |

C23 | 49+400 | SM | A-1-b(0) | 33,2 | 56,5 |

C24 | 49+800 | SP-SM | A-1-a(0) | 38,1 | 61,0 |

C25 | 50+000 | SC | A-2-4(0) | 16,2 | 44,3 |

| | | | | |

TRAMO II |

C1 | 50+000 | SP-SM | A-1-a(0) | 36,7 | 72,3 |

C2 | 51+800 | SC | A-6(1)| 8,3 | 10,8 |

C3 | 52+000 | CL | A-6(4)| 4,2 | 9,3 |

C4 | 52+200 | SP-SM | A-1-a(0) | 38,3 | 65,2 |

C5 | 53+200 | GC | A-2-6(0) | 11,4 | 23,2 |

C6 | 54+800 | SC | A-4(1)| 8,4 | 16,2 |

C7 | 56+000 | CL | A-6(3)| 6,2 | 11,2 |

C8 | 56+800 | SM-SC | A-2-4(0) | 14,3 | 24,6 |

Para la determinación del valor representativo de la capacidad de soporte del suelo se han utilizado procedimientos estadísticos basados en los criterios recomendados por la AASHTO y el Instituto del Asfalto (USA); en ambos casos se ha incidido en la participación real de los suelos encontrados.

Las instituciones mencionadas sustentan sus métodos en el empleo de:

* AASHTO, con el valor promedio.

* El Instituto del Asfalto, con los percentiles, el cual es función del tráfico proyectado (diseño) en función a lo señalado en el siguiente cuadro.

CUADRO N° 2.3

NIVEL DE TRÁFICO (EAL8.2) |

PERCENTIL DE DISEÑO (%) |

104 o menor |

60 |

Entre 104 y 106|

75 |

106 ó más |

87,5 |

Para este caso el nivel de tráfico (EAL8.2) es superior a 104 (ver 5.4.2), por lo que el percentil de diseño es 75%.

CUADRO N° 2.4

SUBSECTOR |

PROMEDIO (%)| PERCENTIL 75 (%)

|

km 27+980 – km 30+200 |

34,0 | 34,0 |

km 30+200 – km 50+000 |

17,8 | 11,5 |

km 50+000 – km 56+480 |

13,8 | 8,5 |

Como se observa existe alta variación entre el valor promedio y el percentil. Esto es por la variabilidad existente entre los suelos, más aún si se trata de la construcción de una carretera que tiene sólo una superficie granular de rodadura y donde para obtener el prisma vial de diseño se tendrá que ensanchar la actual plataforma.

Esto involucra el corte y remoción de suelos que quizás no hayan sido registrados en nuestras prospecciones (distanciadas cada 200 m). Con la finalidad de cubrir este tipo de incertidumbre se adoptará el percentil 75% para definir el CBR de diseño. Los suelos que tengan capacidad de soporte inferior a éstos, deberán ser mejorados ó reemplazados.

2.3.9 MEJORAMIENTO DE LA SUBRASANTE

En la zona del proyecto se han encontrado sectores con suelos de malas características de capacidad de soporte CBR para la carretera ó inferiores a los de diseño, por lo que deberán mejorarlo previo a la colocación de la estructura del pavimento. Estos suelos deben reemplazarse con otros de mejores características físico-mecánicas. Los sectores identificados son:

* km 37+190 – km 37+650

* km 39+600 – km 39+850

* km 47+270 – km 47+700

* km 51+000 – km 52+120

* km 52+840 – km 55+780

Para tal efecto el material de reemplazo que se emplee deberá poseer un CBR superior a 20% (al 95% de MDS). El reemplazo del suelo natural se efectuará en un espesor total de 20 cm, por debajo del nivel de subrasante. Se debe indicar que este espesor ha sido verificado estructuralmente con la metodología AASHTO.

CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE

CUADRO Nº 2.5

RESULTADOS DE ENSAYOS EN LABORATORIO

CUADRO Nº 2.6

CAPITULO III

ESTUDIO DE CANTERAS

3.1 GENERALIDADES

Con la finalidad de ubicar volúmenes disponibles de materiales con características geotécnicas adecuadas en relación con el uso a dar, la facilidad de acceso, los procedimientos de explotación y la distancia de transporte, se efectuó el reconocimiento y estudio de los diversos tipos de materiales existentes en la zona.

La calidad de los materiales para usos diversos, ha sido verificada mediante los siguientes ensayos estándar (ver Anexo I.1.1).

* Análisis granulométrico por tamizado (NTP 400.012)

* Material pasante la malla N° 200 (NTP 339.132)

* Límites de consistencia (NTP 339.129)

O Límite líquido, límite plástico,

índice de plasticidad

* Clasificación SUCS (NTP 339.134)

* Clasificación AASHTO (NTP 339.135)

* Contenido de humedad(NTP 339.127)

* Próctor modificado (NTP 339.141)

* Equivalente de arena (NTP 339.146)

* Abrasión (NTP 400.020)

* California Bearing Ratio (CBR) (NTP 339.145)

* Durabilidad con sulfato de Magnesio (NTP 400.016)

* Porcentaje de caras de fractura (NTP 400.040)

* Porcentaje de partículas planas y alargadas (NTP 400.040)

* Peso unitario (NTP 400.017)

* Gravedad específica y absorción agregado grueso (NTP 400.021)

* Gravedad específica y absorción agregado fino (NTP 400.022)

* Módulo de fineza en agregado fino (ASTM C-125)

* Impurezas orgánicas en agregados finos (NTP 400.024)

* Residuos sólidos (sales solubles totales) (NTP 339.071)

* Adherencia agregado fino - asfalto (MTC E-220)

* Adherencia agregado grueso - asfalto (AASHTO T 182)

* Efecto de humedad en mezclas asfálticas –

Lottman (ASTM D 4867)

3.2 TRABAJO DE CAMPO

En la zona del proyecto los bancos de materiales con las características de calidad aparentes se ubican en el cauce del Río Grande, sin embargo son pocos los lugares con potencia suficiente para su extracción. Presentan el inconveniente que las terrazas son áreas ocupadas por tierras de cultivo y localidades, como Yaután. Otro de los aspectos en contra que tienen estos bancos de materiales es la dimensión de los agregados que en promedio varía entre 0,5 m y 2.0 m por lo que para su empleo requerirían reducirlo de tamaño (a las señaladas por las especificaciones) empleando chancadoras primarias y secundarias, lo que traería como consecuencia la pérdida y contaminación de áreas agrícolas, así como problemas medio ambientales en localidades como Yaután, Pariacoto y Kullashpungro (km 68+300).

Otros tipos de bancos encontrados en la carretera (talud superior) son de naturaleza aluvional y coluvial, los que no cumplen especificaciones para subbase, base granular y afirmado; sin embargo los materiales extraídos de los cortes (menores a 3”) para la ampliación de la sección, pueden aprovecharse para la conformación de rellenos, previo cumplimiento de las correspondientes especificaciones técnicas y aprobación de la supervisión de obra.

Formaciones rocosas de origen sedimentario se han ubicado en el km 72 y km 75,2. Las muestras obtenidas analizadas en laboratorio demuestran que éstas presentan plasticidad, que puede ser compensada con materiales limpios de las canteras Pampa Camello, Casa Blanca y Cruz Punta para su empleo en Afirmado; sin embargo tiene el inconveniente, además de la distancia de transporte, que para llegar a ellos se tienen que reforzar 5 puentes de madera existentes, y ampliar la plataforma en los sectores (en roca): km 64+500, km 65+200, km 67+000 y km 70+400, para el paso de los volquetes.

En el Anexo I.3 se presenta el croquis de ubicación de las canteras del proyecto. A continuación se describen las fuentes de materiales seleccionados para el empleo en el proyecto.

3.2.1 CALICATAS Y MUESTREO

Se efectuaron sondajes de prospección (calicatas) en cada cantera, hasta una profundidad donde se encontraba el material adecuado a fin de obtener información acerca de la homogeneidad de la fuente de material, espesor o potencia de las capas y composición litológica de las mismas. En el caso de canteras ubicadas en cerros se realizaron trincheras.

El numero de muestras para efectuar ensayos de calidad, se ha determinado en función a la homogeneidad de las rocas o suelos del área delimitada, las mismas que fueron sometidos a ensayos estándar de laboratorio para delimitar su uso y tratamientos para las obras de pavimentos de la vía.

3.2.2 DESCRIPCION DE LAS CANTERAS

Se detalla las características mas relevantes. Cabe señalar que cuatro de las canteras se presentan dentro del tramo y por lo tanto se deberá tener en consideración para los trabajos de metrados y presupuestos de obra para los diferentes cálculos que permitan elaborar el presupuesto de obra.

a. CANTERA PAMPA CAMELLO

Se ubica a la altura del km 17+500 de la carretera Casma – Huaraz, en el lado derecho a 150 m (foto N° 31).

Es un depósito de origen aluvial, cuya potencia es superior a los 150 000 m3.

Los agregados gruesos son de forma angular a subangular. Aproximadamente existe un 30% de material mayor a 2” que se encuentra mayoritariamente entre 6 y 10” de diámetro, es decir que pueden ser chancados.

El rendimiento estimado es de:

* Base Granular ……………………… …….……….. 60%

* Mezcla Asfáltica ………………………………..…… 90%

* Concreto de Cemento Pórtland …………………… 90%

Para mezcla asfáltica se requiere el empleo de un mejorador de adherencia tipo Amina (0,5% en peso respecto del asfalto).

Debido a que el material presenta en estado natural un alto porcentaje de caras de fractura, para su empleo en Base Granular sólo es necesario su zarandeo y mezcla; mientras que para Mezcla Asfáltica y Concreto de Cemento Pórtland se requiere el chancado de agregado grueso sólo con la finalidad de fabricar material para corregir su gradación.

La extracción del material se puede efectuar durante todo el año, para lo cual requieren del uso de cargador frontal.

La extracción de los materiales debe ser coordinada con el Municipio de Buena Vista.

b. CANTERA CASA BLANCA

Se ubica a la altura del km 21+340 de la carretera Casma – Huaraz, en el lado derecho (fotos N° 32 y 33). Se accede a ella por medio de una trocha de 1500 m que requiere de mantenimiento.


Los agregados gruesos al igual que la cantera Pampa Camello son de forma angular a subangular. Entre 30 y 40% está compuesto por agregados de diámetro 2” a 20”.


* Relleno …………………………………………….…. 90%

* Base Granular ……………………… …….…….….. 65%


* Concreto de Cemento Pórtland …………………… 80%


Estos materiales también presentan en estado natural un alto porcentaje de caras de fractura, por lo que para su empleo en Relleno y Base Granular sólo es necesario su zarandeo y mezcla; mientras que para Mezcla Asfáltica y Concreto de Cemento Pórtland se requiere el chancado de agregado grueso sólo con la finalidad de fabricar material para corregir su gradación.

La extracción del material se puede efectuar durante todo el año, para lo cual requieren del uso de cargador frontal. Se requiere la coordinación con el Municipio de Casma.

c. CANTERA CRUZ PUNTA

Se ubica a la altura del km 23+700 de la carretera Casma – Huaraz, en ambos lados de la vía, principalmente el lado izquierdo (fotos N° 34 y 35).


Presentan también alto porcentaje de agregados de forma angular a subangular. Los agregados entre 2” y 15” representan aproximadamente el 40 % del total de los materiales.


* Relleno …………………………………….…..……… 95%

* Base Granular ……………………… ……..……….. 70%



Para el empleo en Relleno y Base Granular sólo es necesario su zarandeo y mezcla; mientras que para Mezclas Asfálticas se requiere el chancado del agregado grueso con la finalidad de corregir su gradación.

La extracción del material se puede efectuar durante todo el año, para lo cual requieren del uso de cargador frontal. Se requiere la coordinación con el Municipio de Yaután.

d. CANTERA SIDER PERU

Se ubica a la altura del km 25+000 de la carretera Casma – Huaraz, en el lado derecho (foto N° 36). Tiene un acceso de 25 m.

Se trata de una formación de roca sedimentaria cuya potencia es superior a los 100 000 m3.

Por las características físico-mecánicas de los materiales, estos podrían utilizarse en la conformación de rellenos. La extracción del material se puede efectuar durante todo el año, para lo cual requieren del uso de tractor oruga y cargador frontal. La selección de los materiales se efectuará mediante zaranda.

El rendimiento estimado para relleno es de 95%.

Para la extracción de los materiales se requiere la autorización de la empresa Sider Perú.

3.3 ANALISIS Y DEFINICION DE USO DE CANTERAS

En los ítems precedentes se han descrito las canteras y los usos que se le pueden dar. En el Cuadro N° 1.9 se definen los usos específicos de las canteras en función a las mejores características que presentan menor distancia de acceso, potencia, etc.; por ejemplo se establece sólo el empleo de la Cantera Pampa Camello para mezclas asfálticas debido a que presenta mejores características de adherencia con el asfalto que la cantera Casa Blanca, además de contar con buena potencia, siendo opcional el empleo de esta última.

En el caso de los materiales para mezclas asfálticas, las dos canteras con mejores posibilidades de empleo (Pampa Camello y Casa Blanca) presentan regular adhesividad arena - asfalto (Riedel Weber) adicionándole 0,5% de aditivo mejorador de adherencia tipo amina. El buen desempeño de la mezcla asfáltica en la simulación de condiciones de servicio, se ha verificado en los materiales de la cantera Pampa Camello (mas mejorador de adherencia) mediante el ensayo “Efecto de las Humedad en Mezclas de Concreto Asfáltico - Lottman (ASTM D 4867) siendo los resultados satisfactorios.

CUADRO DE UBICACIÓN DE CANTERAS CON INDICACION DE POTENCIA Y MATERIAL A EXTRAER

CUADRO N° 3.1

CANTERA | UBICACIÓN | ACCESO | USO | POTENCIA | RENDIMIENTO | TRATAMIENTO |

Pampa Camello | km 17+500 | Lado Derecho , a 150 m. | BaseMez. Asf.Concret.| 150 000 m3 | 60%90%90% | Zarandeo y mezcla, para Base. Adicionar chancado para

asfalto y concreto.Extracción con cargador frontal |

Casa Blanca | km 21+340 | Lado Derecho, a 1 500 m. | RellenoBaseMez. Asf.Concret.| 200 000 m3 | 90%65%80%80% | Zarandeo y mezcla, para Base y relleno. Adicionar chancado para concret. y asf. Extracción con cargador frontal |

Cruz Punta | km 23+700 | Lado Derecho e izquierdo | RellenoBase | 60 000 m3 | 95%70% | Zarandeo y mezcla, para Relleno y Base. Extracción con cargador frontal |

Sider Perú | km 25+000 | Lado Derecho a 25 m. | Rellenos | 100 000 m3 | 95% | Zarandeo.Extracción con tractor oruga. |

Si bien los agregados de la cantera Pampa Camello (km 17+500) y Casa Blanca (km 21+340) son de forma angular a subangular, se está recomendando el empleo de chancadora secundaria, con la finalidad de fabricar material para corregir cualquier deficiencia en la gradación, ya sea para base granular, mezclas asfálticas ó concreto de cemento Pórtland.

RESULTADOS DE ENSAYOS DE LABORATORIO CANTERAS

CUADRO Nº 3.2

CAPITULO IV

FUENTES DE AGUA

4.1 FUENTES DE AGUA

En lugares circundantes a la franja del proyecto, se realizó la verificación de aquellos lugares considerados como probables fuentes para el aprovisionamiento de materiales, tanto para la construcción del pavimento como para las obras de arte (cunetas, alcantarillas, badenes y muros). Esto se realizó de la información existente de estudios anteriores e investigando en las Entidades Estatales y Municipales del área, así como a los constructores de la zona.

Se desprende de este estudio que las fuentes de agua para la elaboración del concreto de cemento Pórtland, así como para la mezcla y compactación de las capas de relleno, sub-base y base granular estaban ubicadas en las siguientes estacados.

Aproximadamente desde el km 30+500 hasta el fin del tramo en estudio (km 56+480), la carretera se desenvuelve en zona agrícola por lo que a lo largo de ella se ubican canales de regadío (en su mayoría sin revestir). En los sectores señalados en el Cuadro N° 4.1 durante la etapa de estudio se verificó flujos de agua, muestreándose las fuentes que se consideró con caudal suficiente y con capacidad de permanecer durante todo el año para abastecer los trabajos de conformación de las capas granulares y para concreto de cemento Pórtland; sin embargo es recomendando se efectúen las coordinaciones con las Juntas de Regantes de las localidades involucradas con la finalidad de aumentar los puntos de abastecimiento. Las muestras de agua fueron tomadas y analizadas en laboratorio concluyéndose que presentan características apropiadas cumpliendo las correspondientes Especificaciones Técnicas.

A lo largo de la carretera se han ubicado diecinueve puntos para abastecimiento de agua para la obra, correspondientes a las fuentes de regadío todas de régimen permanente.

Los resultados de los ensayos físicos químicos de las fuentes de agua, determinan su utilización en obra, tanto para su empleo en mezclas de concreto de cemento Pórtland, como para mezclas de Base y Sub-base granular.

De acuerdo a los resultados obtenidos, todas las fuentes de agua estudiadas son aptas para su empleo en obra.

La calidad del agua para el uso en obra se ha sido verificado mediante los siguientes ensayos estándar.

* Sulfatos expresados como ión SO4= (NTP 339.074)

* Cloruros expresados como ión Cl - (NTP 339.076)

* Materia orgánica en agua, expresado como oxígeno(NTP 339.072)

* Potencial de hidrógeno de agua (pH) (NTP 339.073)

CUADRO N° 4.1

SECTOR | OBSERVACIÓN | AGUA ANALIZADA |

Pariacoto | Canal revestido con concreto de cemento Pórtland. Canal bordea la localidad de Pariacoto. | km 56+050, L.D. a 50 m del eje. |

km 54+340 – km 54+200 | Canal de regadío sin revestir. | -.- |

km 52+080 | Canal de regadío sin revestir. | -.- |

km 51+420 | Canal cruza carretera.| -.- |

Racrao, km 51+000 | Canal revestido con concreto de cemento Pórtland. Localidad de Racrao.| -.- |

km 50+700 – km 50+600 | Canal de regadío sin revestir. | -.- |


km 47+560 – km 47+300 | Canal de regadío sin revestir. | km 47+370 |


km 41+450 – km 41+280 | Canal de regadío sin revestir | -.- |

km 37+010 | Puente Yaután | km 37+010 |

km 36+500 | Cruce canal de agua (alcantarilla) | -.- |





Localidad Jaihua | Se ingresa en km 30+250 L.D. (Pte. Muña) por una trocha de 2500 m. Canal matriz de regadío| Jaihua |

Localidad Casablanca | Se ingresa en km 21+000 L.D. por una trocha de 4000 m. Canal matriz de regadío. | Casablanca |

km 0+000 | Pte. Carrizal | Pte. Carrizal |

Por lo tanto el empleo de esta agua requiere la coordinación con las juntas de regantes de las localidades involucradas.

4.2 ANÁLISIS DE LAS FUENTES DE AGUA

El presente análisis se refiere a la calidad del agua usada para la elaboración de concreto y para el uso de la conformación de la base y sub base de la carretera en estudio.

El agua pura destilada es dañina para el concreto pues tiende a destruir, deslavar la cal del cemento. El agua de lluvia no es recomendable en la elaboración pues es pura. Las aguas dañina son las que contienen humus, fibras vegetales, partículas de carbón. Azufre, en general las llamadas minerales y todas las que contienen sales, sulfatos y ácidos en grandes concentraciones como pueden ser las que provienen de residuos de algunas fábricas aparte de las que se encuentran en la naturaleza. También son perjudiciales las aguas azucaradas y las que contienen aceites especialmente los orgánicos, los minerales suelen ser menos dañinos aunque son peligrosos pues pueden contener ácidos.

Las sustancias alcalinas en el agua son muy dañinas, especialmente los sulfatos de magnesio, sodio y calcio (llamados álcalis blancos), estos álcalis se pueden encontrar en aguas de pozo.

Las aguas selenitosas (con yeso) en pequeña concentración se han usado sin resultado dañino en la elaboración de concreto, sin embargo su acción continua sobre el concreto puede ser desastrosa.

La tolerancia de sulfatos en el concreto es mayor en el agua de elaboración que cuando actúa sobre el concreto ya hecho. En el agua de elaboración puede aceptarse hasta una concentración de 1% SO4 esperando en este caso de una disminución de resistencia algo mayor de 10%, en una concentración de 0.5% de SO4 en un terreno o agua que vaya a estar en contacto con un concreto ya hecho puede ser de consecuencias graves.

El cloruro de Sodio (sal común) no debe de usarse como un añadido en la elaboración del concreto para bajar el punto de congelación pues baja la resistencia apreciablemente.

Muchas veces se encuentra unida con otras sales o sulfatos que son dañinos, de tal modo que un sabor salino en el agua es un índice peligroso y es indispensable en este caso analizarla en el laboratorio o por medio de pruebas de obra, antes de usarla en el concreto.

En general el agua clara (no la destilada o pura) que no tiene gusto salobre puede usarse para elaborar concreto sin análisis especiales.

Se suele especificar límites de turbidez de las aguas y se recomienda que las mas turbias se deben de clasificar por sedimentación o algún medio apropiado.

Todas las aguas dudosas deben de ser analizadas por un laboratorio competente, pues como se ha visto, basta que el agua contenga ciertas sales, sulfatos, ácidos u otras sustancias dañinas, aun en pequeñas proporciones para que influya en la resistencia del concreto y disminuya apreciablemente su resistencia o aun mas grave se destruya el concreto.

Un método rápido de determinar la presencia de yeso u otro sulfato es por medio del cloruro de bario; se le agrega gotas de acido clorhídrico y luego una solución de cloruro de bario, si se forma un precipitado de color blanco es señal de la presencia de sulfatos, procedimiento similar puede usarse con los agregados para conocer la presencia de sulfatos.

Deberá entenderse que estos ensayos rápidos no pueden reemplazar a los de laboratorio y solo se utilizan para tener indicios que posteriormente se comprobaran en un laboratorio competente.

Con la finalidad de verificar la calidad de las aguas a emplearse en las diferentes obras de mejoramiento de la vía, se tomaron muestras que fueron remitidas al Laboratorio para efectuar los correspondientes análisis químicos a fin de determinar su calidad para el empleo en obras de concreto como cemento Pórtland.

Por lo tanto se emplearan las fuentes de agua para los trabajos de compactación de las diferentes capas que conforman la estructura del pavimento.

Se han tomado muestras de aguas en los torrentes mas significativos que presenta la vía. Cabe mencionar que estas fuentes cuentan con accesos. El Cuadro Nº 4.2 “Resultados de los Análisis Químicos”, resume las características mas relevantes de las fuentes de abastecimiento de agua.

Las muestras de agua analizadas, cumplen las especificaciones técnicas para su empleo en Obras de Concreto de Cemento Pórtland (Norma Técnica ITINTEC 339.088).

RESULTADOS DE LOS ANALISIS QUIMICOS (FUENTES DE AGUA)

CUADRO Nº 4.2

CAPITULO V

DISEÑO DEL PAVIMENTO

5.1 DESCRIPCIÓN

El pavimento es la capa o conjunto de capas de materiales apropiados, comprendidos entre la superficie de los subrasante (capa superior de las explanaciones o terreno natural) y la superficie de rodadura, cuyas principales funciones son la de proporcionar una superficie uniforme, de color y textura apropiados, resistentes a la acción del transito, a la del interperismo y de otros agentes perjudiciales, así como de trasmitir adecuadamente al terreno de fundación los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por el transito. En otras palabras el pavimento es la superestructura de la obra vial, que hace posible el transito fluido de los vehículos con la comodidad, seguridad y economía previstos por el proyecto.

La estructuración de un pavimento o disposición de las diversas partes que lo constituyen, así como las características de los materiales empleados en su construcción, ofrecen una gran variedad de posibilidades de tal suerte que puede estar formando por una sola capa o de varias, y a su vez dichas capas pueden ser de materiales naturales seleccionados, procesados o sometidos a algún tratamiento o estabilización.

La capa de rodadura propiamente dicha puede ser una carpeta asfáltica, un tratamiento superficial o la superficie de una capa de material granular con resistencia al desgaste.

La actual tecnología de pavimentos contempla una gama muy diversa de secciones estructurales, las cuales son función de los distintos factores que intervienen en la performance de una vía: transito, tipo de suelo, importancia de la vía, condiciones de drenaje, condiciones meteorológicas, recursos disponibles, etc. Debe de elegirse la solución mas apropiada, de acuerdo a las facilidades y experiencias locales y las condiciones especificas de cada caso, lo cual es una tarea que requiere un balance técnico – económico de todas las alternativas.

Debido a su amplia difusión, la experiencia y las connotaciones económicas que implica su uso, los pavimentos flexibles de capas granulares comprenden casi la generalidad de vías que forman la red nacional. Para la estructuración de estos tipos de pavimentos juegan papel importante en la mayoría de métodos de diseño, dos parámetros: la capacidad de soporte del suelo de subrasante y el volumen de tráfico al que estará sometido la vía.

En la actualidad y con la puesta en marcha de los proyectos para la construcción de carreteras en la región de la sierra, se ha tomado conciencia de los factores que afectan al comportamiento de los pavimentos ubicados en zonas de alturas y con climas fríos. Por ello para el caso especifico de estos pavimentos, además de los factores relacionados con el suelo y el trafico, se debe considerar los factores hidro – meteorológico toda vez que el efecto dañino de estos superan en ocasiones los efectos de los otros.

Teniendo como base la información recopilada, tanto en los trabajos de campo como de laboratorio, se determina los espesores de la estructura del pavimento que deberá colocarse con la finalidad de dar sustento a las solicitaciones de cargas que serán trasmitidas por los vehículos.

En conformidad con lo requerido en los Términos de Referencia se estructurará el pavimento con la metodología AASHTO, siendo los resultados obtenidos verificados por métodos mecanísticos. Así también se efectuará un diseño comparativo con el método del Instituto del Asfalto.

Se han analizado diferentes tipos de alternativas para la estructuración del pavimento acordes al tráfico que circulará por el periodo de diseño; es así que se ha descartado el empleo de pavimentos a nivel de Afirmado y Tratamientos Asfálticos. Además de lo señalado y por disposición de materiales para base granular el pavimento se encamina a tener como superficie de rodadura una carpeta con mezcla asfáltica en caliente.

En tal sentido se plantean las alternativas de pavimentación con carpeta asfáltica en caliente para periodos de diseño de 10 y 20 años.

A solicitud de Provias Nacional se está efectuando el diseño de pavimento con adoquines de concreto para la zona urbana del distrito de Pariacoto (km 55+480 - km 56+480), principalmente por que señalan que la mencionada localidad no cuenta con sistemas de agua y alcantarillado, y el tipo de pavimento proyectado permite su reposición una vez efectuados los trabajos de su instalación.

5.2 METODO PARA EL DISEÑO DEL PAVIMENTO

Para efectos de determinar los espesores de las capas requeridas para la estructura del pavimento de la carretera en el tramo Cruz Punta Yautan Pariacoto, se utilizara el método de diseño de pavimentos flexibles AASHTO, versión 1993.

5.2.1 METODO ASSHTO

La metodología AASHTO es reconocida a nivel mundial porque se basa en valiosa información experimental; consiste en determinar un Número Estructural (SN) requerido por el pavimento a fin de soportar el volumen de tránsito satisfactoriamente durante su periodo de diseño. El procedimiento desarrollado es conforme con lo expuesto en Guide for Design of Pavement Structures – 1993.

Para la aplicación del método aashto se requiere de los siguientes datos: los cuales son Parámetros relacionados con la capacidad de soporte o resistencia del suelo denominado “Soil Support Value (s)” o Valor de soporte del Suelo (s), que se en función del CBR y se define mediante la siguiente expresión S= 4.4 log CBR + 1.2, Parámetro relacionado al trafico, denominado “Numero Total de Ejes Equivalentes a 18 Kips (8.2 tn), que se calculan y serán los que transiten sobre la vía durante el periodo de servicio. Parámetros relacionados con los factores hidro – meteorológicos denominados “Factor Regional”. Parámetro relacionado con la capacidad de servicio deseado para la vía, al final de su vida útil, denominado “Serviciabilidad final (pt)” que esta en función de la importancia de la vía. Dentro de las consideraciones del método se explayan los siguientes:

* El Módulo Resilente (Mr) es una medida de las propiedades elásticas de los suelos. Debido a la escasa información local, este parámetro se ha establecido en función a algoritmos reconocidos internacionalmente, así también, tampoco se emplean por el mismo motivo el valor de daño relativo (uf) para el cálculo del Mr estacional.

* El Coeficiente de Drenaje toma en cuenta el efecto de los distintos niveles de eficiencia del drenaje en el comportamiento de la estructura. Este parámetro modifica el coeficiente estructural de las capas granulares (subbase y base granular).

* El método incorpora la estadística para establecer un cierto grado de confiabilidad durante el proceso de diseño. Este aspecto es incorporado en el diseño mediante un Nivel de Confiabilidad (R), éste se basa en la distribución normal y es función de la desviación estándar (S0). La guía AASHTO ubica el valor S0 entre 0,4 y 0,5 para pavimentos flexibles.

* El Índice de Serviciabilidad Final deberá ser tal que culminado el periodo de diseño, la vía (superficie de rodadura) ofrezca una adecuada serviciabilidad. De acuerdo a los términos de referencia este valor para el proyecto en desarrollo es 2.

Los números estructurales SN, del pavimento son obtenidos mediante la siguiente expresión:

La expresión que relaciona el número estructural con los espesores de capa es:

SN = a1 D1 + a2 m1 D2 + a3 m2 D3

Donde:

a1 a2 a3 = Coeficientes estructurales o de capa

m1 m2 = Coeficientes de drenaje

D1 D2 D3 = Espesores de capa

5.2.2 PARÁMETROS DE DISEÑO

Módulo resilente

La capacidad relativa de soporte de los suelos”, se definió los CBRs de diseño.

Para acceder a los Ábacos de diseño AASHTO 93, es necesario que estos valores de CBR sean traducidos a Módulo Resilente (Mr). Dada la escasa información existente en el medio sobre estos ensayos, se ha empleado una correlación entre CBRs versus Módulos de Resilencia (para suelos granulares) publicada en FHWA-PL-98-029:

Mr = 4326 x ln CBR + 241

CUADRO N° 5.1

SUBSECTOR | km 27+980 – km 30+200 | km 30+200 – km 50+000| km 50+000 – km 56+480 |

CBR | 34,0 % | 11,5 % | 8,5 % |

MÓDULO RESILENTE | 15 496 psi | 10 807 psi | 9 500 psi|

Análisis del Tráfico

La carga y el volumen del tráfico juegan un rol importante en el diseño estructural de los pavimentos, particularmente cuando tanto la carga como el número de repeticiones son altos. Por ello, es importante realizar un completo y preciso análisis de trafico para caminos donde esta previsto un flujo importante de vehículos pesados, tal como es el caso de la carretera de la ruta 14A.

El análisis de tráfico efectuado, que forma parte de un estudio específico del expediente técnico, comprende el análisis de los siguientes aspectos involucrados con el diseño del pavimento:

a) El Promedio Diario Anual de Trafico o Índice Medio Anual

(IMD)

b) La Composición vehicular del IMD

c) El Trafico Futuro Normal

d) La determinación de los factores destructivos o ejes equivalentes y ejes equivalentes acumulados durante el periodo de diseño.

N= 365/2 (K) (( 1+r)â-1)/(ln(1+r))

Donde:

N= Numero Ejes Equivalentes Acumulados

K= IMDom x FDom + IMD2e x FD2e + IMD3e x FD3e + IMDt x FDt

IMD= Índice Medio Diario

FD= Factor Destructivo

R= Tasa de crecimiento

n= Periodo de Diseño

om= Ómnibus

2e= Camión 2 ejes

3e= Camión 3 ejes

t= Trayler y Semitrayler

En lo que respecta al factor destructivo (teniendo en cuenta un numero de ejes equivalentes a 8.2 ton por vehiculo) de acuerdo a los pesajes de los vehículos ejecutados, se tiene valores altos para los vehículos mayores a tres ejes.

Cabe mencionar que se ha empleado un factor de relación de cargas por eje, debido a la estandarización de ejes que pesan 8.2 ton. Este valor corresponde a 2.44 para todas las evaluaciones efectuadas en el estudio de tráfico.

El Suelo de Subrasante

El Suelo de la subrasante es la capa superficial de las explanaciones, en las zonas de relleno, o el terreno natural en zonas de corte, sobre el que se construye la estructura del pavimento.

El diseño del espesor del pavimento se basa en la resistencia mecánica de este suelo. Las ecuaciones de diseño que proporcionan el método se basan en el indicador de la resistencia del suelo mas difundido a nivel mundial y que ese Valor de Soporte de California o CBR (California Bearing Ratio).

En el estudio de suelos realizados tanto en lo que corresponde a la plataforma existente de la carretera afirmada como en las zonas de variante con trazo nuevo, se ha encontrado que la condición de soporte del “suelo de subrasante” para todo el tramo, considerando la clasificación de los materiales, puede aseverarse como variable , ello debido a que las secciones correspondientes se encuentren sobre lecho rocoso a semi rocoso, sobre suelos (Bueno Tipo I), suelos morrenicos gravosos arcillosos (Regular Tipo II) y suelos finos limosos arcillosos de baja a mediana plasticidad (Mala o Tipo III).

Al respecto de la composición de soporte de suelos, mención aparte merece el caso de los suelos saturados, correspondiente a las zonas denominadas “bofedales”, en donde la resistencia es prácticamente nula, lo cual ha merecido un estudio especifico, habiéndose detallado las recomendaciones puntuales para el tratamiento de dichas zonas.

Si bien es cierto que la capacidad de soporte del suelo de la subrasante, puede referirse en función de las características granulométricas y plasticidad, también es cierto el hecho que existen

elementos adicionales que deben tomarse en consideración además de la granulometría, en el juicio para la definición de los valores del CBR de diseño.

Factores tales como la consistencia, humedad y contenidos de finos, juegan un rol determinante y fundamental para el análisis de la capacidad de soporte, especialmente en suelos con presencia de finos plásticos, tema que se ha profundizado mediante ensayos de laboratorio. Los valores del CBR obtenidos para el 95% de la Máxima Densidad Seca (MDS), Optimo Contenido de Humedad (OCH) y luego de 4 días de saturación, se presentan en el cuadro Nº 5.7

En el estudio de suelos realizado se ha determinado los valores del CBR para las distintas secciones en que se ha dividido el tramo, los cuales varían de un punto a otro en magnitud, no existiendo un valor característico que por simple inspección pueda elegirse. Por consiguiente, para seleccionar los valores del CBR para el diseño (uno por cada sección homogénea o suelo de fundación característicos), se tendrá que emplear algún criterio de tipo estadístico.

1° EL NUMERO ESTRUCTURAL (SN)

Se determina con los siguientes parámetros que ha continuación detallamos:

Numero de Ejes Equivalentes (N8.2)

N8.2(10años)= 0.06 x 10 6 Repetición

MODULO RESISTENTE (Mr)

Según la ecuación

Mr= 1500*CBR

Donde

CBR: Capacidad Portante de la subrasante

Entonces:

Mr= 3750 PSI (km 27+980 - Km 56+480)

FACTOR AL TIPO DE PAVIMENTO (So)

So= 0.45 (Tabla 4.1)

NIVEL DE FIABILIDAD (R)

Con Zr= -1.645, ingresamos a Tabla 4.2

Se obtiene: R= 95%

SERVICIABILIDAD (PSI)

Esta dado por la siguiente ecuación:

PSI= PSli- PSlf

Donde:

PSli= 4.2 (Carretera Nueva)

PSlf= 2.0 (Carretera presente mayor deterioro) Entonces:

PSl= 2.2

Finalmente con los parámetros determinados ingresamos a la figura 5.2, en donde se obtiene los Números Estructurales (SN):

FIG. 5.2

TABLA 5.2

PAVIMENTO | FACTOR DE RANGO (So) |

RIGIDO| 0.30 - 0.40 |

FLEXIBLE | 0.40 – 0.50 |

SN=2.9 (km 27+980 - Km 56+480)

SN=2.16 (km 27+980 - Km 56+480)

2° ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

Esta expresada del siguiente modo:

SN= a1D1+a2D2m2+a3D3m3

Donde:

El Material a usarse tiene un C.B.R. de 81% con este valor ingresaremos a la tabla 5.6 y para la condición de drenaje muy malo considerando que la estructura del pavimento esta expuesto al 5% de saturación ingresamos a la tabla 5.4.

Obteniéndose:

A1:0.17/cm (Coeficiente Estructural de Carpeta Asfáltica)

A2:0.055/cm(Coeficiente Estructural de Subbase Granular)

A3:0.061/cm(Coeficiente Estructural de Base Granular)

M1,m2:0.80(Coeficiente Estructural de drenaje de base y subbase)

D1, D2 y D3: Espesores de la Estructura del pavimento, Carpeta Asfáltica, Base y Subbase Granular, respectivamente.

Entonces la ecuación que determina la Estructura del Pavimento esta compuesto de Carpeta Asfáltica y Base Granular.

SN= 0.17D1+ 0.0488D2

TABLA 5.3

Valores a los Niveles seleccionados de Fiabilidad |

Fiabilidad Desviación Normal (Zr) |

50 | -0.000 |

60 | -0.253 |

70 | -0.524 |

75 | -0.674 |

80 | -0.841 |

85 | -1.037 |

90 | -1.182 |

91 | -1.340 |

92 | -1.405 |

93 | -1.476 |

94 | -1.555 |

95 | -1.645 |

96 | -1.751 |

97 | -1.881 |

98 | -2.054 |

99 | -2.327 |

99.9 | -3.090 |

99.99 | -3.750 |

Fuente: AASHTO Guider for Desing of Paviment Structures 1993

TABLA 5.4

CALIDAD DELDESAGUE | % de la estructura de pavimento de tiempo que esta puesto a niveles de humedad que están cerca a la saturación |

| MENOS MAYOR |

| 1% 1-5% 5-25% 25% |

EXCELENTE | 1.40-1.35 | 1.35-1.30 | 1.30-1.20 | 1.20 |

BUENO| 1.35-1.25 | 1.25-1.15 | 1.15-1.00 | 1.00 |

REGULAR | 1.25-1.15 | 1.15-1.05 | 1.00-0.80 | 0.80 |

MALO | 1.15-1.05 | 1.05-0.80 | 0.80-0.60 | 0.60 |

MUY MALO | 1.05-0.95 | 0.95-0.75 | 0.75-0.40 | 0.40 |

Fuente: AASHTO. Guide for Desing of Paviment Structures 1993

TABLA 5.5

CLASFICACION | Recomendable para niveles de fiabilidad |

| URBANA | RURAL |

Autopista Interestat | 85-99.9 | 80-99.9 |

Principales arterias | 80-99 | 75-95 |

Colectoras | 80-95 | 75-95 |

Local | 50-80 | 50-80 |

Fuente: AASHTO. Guide for Desing of Paviment Structures 1993

TABLA 5.6

COEFICIENTES EQUIVALENCIA DE ESPESOR

COMPONENTE DEL PAVIMENTO | OBSERVACIONES | COEFICIENTE |

CAPA SUPERIORCarpeta concreto tipo superiorMezcla asfáltica en frío en caminoTratamiento superficial bituminoso tipo doble/tripleSello asfáltico(con agregados)BASESBases tipo concreto asfálticoBases granulares: grava arenoso | (baja estabilidad)CBR=40% | 0.17/cm0.08/cm0.25-0.400.080.17/cm0.04/cm |

CUADRO Nº 5.7

CUADRO Nº 5.8

CUADRO SECTORIZACION DE TRAMOS HOMOGENEOS

SUBSECTOR | Km 27+980 – km30+200 | km 30+200 – km 50+000 | Km 50+000 – km 56+480 |

CBR | 34,0 % | 11,5 % | 8,5 % |

MÓDULO RESILENTE | 15 496 psi ó | 10 807 psi ó | 9 500 psi ó |

| 106,84 MPa | 74,5 MPa | 65,5 MPa |

CLASIFICACION DEL SUELO | SW-SM | SC | SM-CL |

CALIDAD DE SOPORTE | A-1-a(0) | A-2-4(0) | A-6(4)|

OBSERVACIONES | Suelos agrícolas | Suelos agrícolas | Suelos agrícolas |

El Ministerio de Transportes y Comunicaciones en el año 1992, recomido algunos criterios para resolver el problema de seleccionar los valores de CBR para el diseño de los pavimentos de las carretera Panamericana (Programa de Rehabilitación) El Criterio Oficial fue que, dada una población estadística de CBR, el CBR para diseño seleccionado como aquel que corresponda al valor del 75 percentil.

Tomado en consideración el criterio precedente y que la vía en cuestión no presenta las características de la carretera Panamericana, ni requiere de un nivel de servicio similar, se ha calculado los valores de diseño adoptando el 60 percentil para cada una de las secciones homogéneas seleccionadas presentadas en el cuadro Nº 5.9

CUADRO Nº 5.9

VALORES DE CBR DE DISEÑO (60 PERCENTIL)

SUBSECTOR | Km 27+980 – km30+200 | km 30+200 – km 50+000 | Km 50+000 – km 56+480 |

SOPORTE DEL SUELO | TIPO I-b | TIPO II | TIPO III |

CBR | 34,0 % | 11,5 % | 8,5 % |

Para la evaluación de la subrasante. Se efectuaron calicatas a una profundidad de 1.5 m. Los materiales fueron clasificados obteniéndose un perfil estratigráfico, el mismo que facilito la determinación de las secciones homogéneas.

A fin de analizar la capacidad portante de los suelos, se han asumido los resultados de los ensayos de CBR, para determinar los espesores de capas estructurales de pavimento. La información correspondiente de la capacidad de soporte de la subrasante se presento en el cuadro 1.5

FACTOR REGIONAL

Este factor empleado por el método AASHTO provee los ajustes necesarios para tener en cuenta el efecto del clima o medio ambiente casi siempre distinto del existente en el lugar donde se llevo a cabo el AASHTO Road Test (Illinois USA).

La selección del Factor Regional es un aspecto que el método deja a criterio del diseñador. Se recomienda asumir un promedio entre la condición mas critica y la mas favorable prevista. El valor de la condición mas critica fluctúa entre 4.0 a 5.0 para suelos saturados (en épocas de lluvia), y la condición mas favorable es un Factor Regional entre 0.3 a 1.5, para suelos secos (época de verano). La estimación del factor regional promedio se debe realizar analizando la duración de los fenómenos que inciden en la condición del suelo.

Si se asume 4 meses de estimación lluviosa (FR0 4) y 8 meses de estación seca (FR =1), el promedio ponderado resulta ser un Factor Regional igual a 2.

CALCULO DE ESPESORES

Los Cuadros Nº 5.12, 5.13, 5.14, 5.15, 5.16, 5.17, 5.18, 5.19 presentan los resultados de la aplicación computarizada del método de diseño AASHTO, para el calculo de los espesores del pavimento.

En la parte superior derecha, de los cuadros mostrados, se indica el tipo de camión considerado para el análisis de trafico, el periodo de diseño (N), el numero total de ejes equivalentes para el periodo considerado (N18), la servicibilidad final (pt) y el factor regional ®.

El resultado del cálculo es el Numero Estructural total (SN), que la estructura debe cumplir. La relación entre el Numero Estructural y el Pavimento, esta dado por la siguiente expresión:

SN = a1 D1 + a2 m1 D2 + a3 m2 D3

Donde:

a1 a2 a3 = Coeficientes estructurales o de capa

m1 m2 = Coeficientes de drenaje

D1 D2 D3 = Espesores de capa

SOLUCION ADOPTADA

Superficie de Rodadura

La alternativa de pavimento flexible debe de complementarse con la sección del tipo de capa de rodadura que se utilizara para la estructura, siendo una de las alternativas mencionadas en el Proyecto de inversión Publica a nivel Factibilidad y en el Estudio realizado por la Consultora Dàllorso Ingenieros, la cual utilizo el Software HDM-3 fue capa asfáltica.

Los tratamientos superficiales en principio son soluciones recomendables solo para vías secundarias de bajo volumen de trafico, es decir caminos por los cuales esta previsto que transiten no mas de 1`000,000 de ejes equivalentes. Asimismo por ser estructuras permeables, los tratamientos superficiales no son recomendables para zonas lluviosas, más aun cuando los suelos son de naturaleza arcillosa.

En zonas de sierra en donde las características topográficas determinan la existencia de trazos con gran cantidad de curvas de radios pequeños o curvas de volteo, no se recomienda el uso de tratamientos superficiales si es que esta previsto un trafico eminentemente pesado, debido a que las fuerzas dinámicas en las zonas de volteo destruyen fácil y rápidamente la capa, demandando una inversión significativa para el mantenimiento permanente de la vía.

Por las consideraciones precedentes es recomendable, para el caso especifico de la carretera de la ruta 14-A Cruz Punta – Yaután Pariacoto, el uso de carpeta asfáltica como capa de rodadura.

Del Cuadro Nº 2.0, presentan la estructuración seleccionada para cada uno de los tramos en que se ha dividido el proyecto.

En todos los casos se esta considerando una solución convencional de pavimento flexible, asimismo se esta considerando una estructura de pavimento para 10 y 20 años, y en la otra opción es una con bi capa.

Con respecto al pavimento es flexible consistente en una carpeta de rodadura de concreto asfáltico en caliente, una capa de base granular y una sub base. Las zonas de berma deben de acondicionarse igualmente con una carpeta asfáltica de igual espesor que la zona de la calzada a fin de asegurar la impermeabilidad total.

CUADRO N° 5.10

SUBSECTOR | 10 AÑOS | 20 AÑOS |

Cruz Punta – Yaután | 130 528 | 331 475 |

Yaután – Pariacoto | 79 429 | 204 089 |

Tráfico

El “Tráfico de diseño”, se tienen los siguientes valores para los diferentes periodos de análisis:

CUADRO N° 5.11




CUADRO Nº 5.12

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES | | | | | |

DIRECCIÓN GENERAL DE CAMINOS | | | | | | |

OFICINA DE APOYO TECNOLÓGICO | | | | | | |

| | | | | | | | |

MÉTODO DE DISEÑO AASHTO - 1993 | | | | | |

CARRETERA : | CASMA - PARIACOTO - HUARAZ | | | |

TRAMO : | CASMA - PARIACOTO | | | | |

SECTOR : | CRUZ PUNTA - PARIACOTO (km 27+980 - km 56+480) | |

SUBSECTOR : | km 27+980 - km 30+000 | | | |

DATOS | | | | | | | |

PERIODO DE DISEÑO = 10 AÑOS | | | R | ZR |

SN | 1.97 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

w18 | 130528 | | | | | 80 | -0.841 |

ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

MR | 15496 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | 95 | -1.645 |

ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

A | log w18 | | | 5.115703684 | | 97 | -1.881 |

B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

C | 9.36 x log (SN+1) | | 4.425000366 | | | |

D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | -0.088941083 | | | |

E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 4.249562278 | | | |

F | 2.32XlogMR | | | 9.72130949 | | | |

| COMPROBACIÓN | | | | | |

| A | Rest. | | | | | |

| 5.1157 | 5.115130386 | | NO TOCAR | | | |

| | SN = | 1.97 | | | | |

CUADRO Nº 5.13




| | | | | | | | |

| MÉTODO DE DISEÑO AASHTO – 1993 | | | | | |

| | | | | | | | |

| CARRETERA : | CASMA - PARIACOTO - HUARAZ | | | |

| TRAMO : | CASMA - PARIACOTO | | | | |

| SECTOR : | CRUZ PUNTA - PARIACOTO (km 27+980 - km 56+480) | |

| SUBSECTOR : | km 30+000 - km 38+000 | | | |

| DATOS | | | | | | | |

| PERIODO DE DISEÑO = 10 AÑOS | | | | R | ZR |

| SN | 2.26 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

| w18 | 130528 | | | | | 80 | -0.841 |

| ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

| S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

| DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

| MR | 10807 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | | 95 | -1.645 |

| ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

| A | log w18 | | | 5.115703684 | | 97 | -1.881 |

| B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

| C | 9.36 x log (SN+1) | | | 4.803716737 | | | |

| D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | | -0.08894108 | | | |

| E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 2.773657083 | | | |

| F | 2.32XlogMR | | | 9.358195951 | | | |

| | COMPROBACIÓN | | | | | |

| | A | Rest. | | | | | |

| | 5.115703684 | 5.119596329 | | NO TOCAR | | | |

| | | SN = | 2.26 | | | | |

CUADRO Nº 5.14




| MÉTODO DE DISEÑO AASHTO - 1993 | | | | | |

| | | | | | | | |




| SUBSECTOR : | km 38+000 - km 50+000 | | | |

| DATOS | | | | | | | |

| | | | | | | | |


| SN | 2.09 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

| w18 | 79429 | | | | | 80 | -0.841 |

| ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

| S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

| DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

| MR | 10807 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | | 95 | -1.645 |

| ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

| A | log w18 | | | 4.899979095 | | 97 | -1.881 |

| B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

| C | 9.36 x log (SN+1) | | | 4.586011367 | | | |

| D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | | -0.08894108 | | | |

| E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 3.534244077 | | | |

| F | 2.32XlogMR | | | 9.358195951 | | | |


| | A | Rest. | | | | | |

| | 4.899979095 | 4.908791801 | | NO TOCAR | | | |

| | | SN = | 2.09 | | | | |

CUADRO Nº 5.15



OFICINA DE APOYO TECNOLÓGICO | | | | | |


| | | | | | | | |




| SUBSECTOR : | km 50+000 - km 56+480 | | | |

| DATOS | | | | | | | |

| | | | | | | | |


| SN | 2.19 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

| w18 | 79429 | | | | | 80 | -0.841 |

| ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

| S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

| DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

| MR | 9500 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | | 95 | -1.645 |

| ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

| A | log w18 | | | 4.899979095 | | 97 | -1.881 |

| B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

| C | 9.36 x log (SN+1) | | | 4.715480793 | | | |

| D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | | -0.08894108 | | | |

| E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 3.056707103 | | | |

| F | 2.32XlogMR | | | 9.228318764 | | | |


| | A | Rest. | | | | | |

| | 4.899979095 | 4.904452533 | | NO TOCAR | | | |

| | | SN = | 2.19 | | | | |

CUADRO Nº 5.16




SECTOR : | CRUZ PUNTA - PARIACOTO (km 27+980 - km 56+480) |

SUBSECTOR : | km 27+980 - km 30+000 | | | |

DATOS | | | | | | | |


SN | 2.3 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

w18 | 331475 | | | | | 80 | -0.841 |

ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

MR | 15496 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | 95 | -1.645 |

ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

A | log w18 | | | 5.520450779 | | 97 | -1.881 |

B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

C | 9.36 x log (SN+1) | | | 4.853290477 | | | |

D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | | -0.08894108 | | | |

E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 2.628075864 | | | |

F | 2.32XlogMR | | | 9.72130949 | | | |


| A | Rest. | | | | | |

| 5.520450779 | 5.530507305 | | NO TOCAR | | | |

| | SN = | 2.3 | | | | |

CUADRO Nº 5.17


| | | | | | | |


TRAMO : | CASMA – PARIACOTO | | | | |


SUBSECTOR : | km 30+000 - km 38+000 | | | |

DATOS | | | | | | | |


SN | 2.62 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

w18 | 331475 | | | | | 80 | -0.841 |

ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

MR | 10807 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | 95 | -1.645 |

ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

A | log w18 | | | 5.520450779 | | 97 | -1.881 |

B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

C | 9.36 x log (SN+1) | | | 5.22951222 | | | |

D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | | -0.08894108 | | | |

E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 1.778224103 | | | |

F | 2.32XlogMR | | | 9.358195951 | | | |


| A | Rest. | | | | | |

| 5.520450779 | 5.527441369 | | NO TOCAR | | | |

| | SN = | 2.62 | | | | |

CUADRO Nº 5.18

MINISTERIO DE TRANSPORTES Y COMUNICACIONES | | | | |

DIRECCIÓN GENERAL DE CAMINOS | | | | | |

OFICINA DE APOYO TECNOLÓGICO | | | | | |

| | | | | | | | |




| SECTOR : | CRUZ PUNTA - PARIACOTO (km 27+980 - km 56+480) |

| SUBSECTOR : | km 38+000 - km 50+000 | | | |

| DATOS | | | | | | | |

| PERIODO DE DISEÑO = 20 AÑOS | | | R | ZR |

| SN | 2.43 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

| w18 | 204089 | | | | | 80 | -0.841 |

| ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

| S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

| DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

| MR | 10807 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | | 95 | -1.645 |

| ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

| A | log w18 | | | 5.309819598 | | 97 | -1.881 |

| B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

| C | 9.36 x log (SN+1) | | | 5.010352964 | | | |

| D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | | -0.08894108 | | | |

| E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 2.2232274 | | | |

| F | 2.32XlogMR | | | 9.358195951 | | | |


| | A | Rest. | | | | | |

| | 5.309819598 | 5.318293523 | | NO TOCAR | | | |

| | | SN = | 2.43 | | | | |

CUADRO Nº 5.19


| | | | | | | |

CARRETERA : | CASMA - PARIACOTO – HUARAZ | | | |



SUBSECTOR : | km 50+000 - km 56+480 | | | |

DATOS | | | | | | | |


SN | 2.54 | (DATO) | | | | 75 | -0.674 |

w18 | 204089 | | | | | 80 | -0.841 |

ZR | -1.645 | | | | | 85 | -1.037 |

S0 | 0.45 | | | | | 90 | -1.282 |

DPSI | 2.2 | | | | | 91 | -1.34 |

MR | 9500 | | | | | 92 | -1.405 |

| | | | | | 93 | -1.476 |

| | | | | | 94 | -1.555 |

| | | | | | 95 | -1.645 |

ITERACIONES | | | | | | 96 | -1.751 |

A | log w18 | | | 5.309819598 | | 97 | -1.881 |

B | ZR x S0 | | | -0.74025 | | | |

C | 9.36 x log (SN+1) | | | 5.138670533 | | | |

D | log(DPSI/(4.2-1.5) | | | -0.08894108 | | | |

E | 0.4+(1094/(SN+1)^5.19) | | 1.947712863 | | | |

F | 2.32XlogMR | | | 9.228318764 | | | |


| A | Rest. | | | | | |

| 5.309819598 | 5.311074926 | | NO TOCAR | | | |

| | | | | | | |

| | | | | | | |

| | SN = | 2.54 | | | | |

CUADRO Nº 5.20

ESTUDIO DEFINITIVO DE LA CARRETERA CRUZ PUNTA YAUTAN PARIACOTO

ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

5.2.3 DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA 10 AÑOS

La estructura propuesta de pavimento ha sido diseñada para soportar el peso de la densidad de tráfico proyectado para su ciclo de vida, altas presiones y esfuerzos, de tal manera que éstas

lleguen satisfactoriamente a los suelos bajo el nivel de subrasante. Se consideró las características geotécnicas de los materiales que conformarán la estructura vial, con propiedades de resistencia y valor de soporte creciente a partir del suelo de fundación y de allí a la superficie del pavimento.

Aplicando el Nomograma y/o la Ecuación de Diseño se obtiene para los parámetros indicados y un periodo de diseño de 10 años, lo siguiente:

CUADRO N° 5.21

SUBSECTOR (km – km) | 27+980 – 30+200 | 30+200 – 38+000 | 38+000 – 50+000 | 50+000 – 56+480 |

SN | 1,97 | 2,26 | 2,09 | 2,19 |

Por lo tanto, tomando en cuenta las consideraciones mencionadas, se obtiene para el proyecto con un periodo de servicio de 10 años, la siguiente estructura:

CUADRO N° 5.22

ESTRUCTURA | SUBSECTOR (km – km) |

| 27+980 – 30+200 | 30+200 – 38+000 | 38+000 – 50+000 | 50+000 – 56+480|

CARPETA ASFÁLTICA EN CALIENTE (cm.) | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |

BASE GRANULAR (cm.) | 22 | 30 | 25 | 30 |

SN REAL | 1,99 | 2,41 | 2,15 | 2,41 |

5.2.4 DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA 20 AÑOS

De igual manera se ha efectuado el cálculo para 20 años de periodo de diseño, obteniéndose los siguientes resultados:

CUADRO N° 5.23

SUBSECTOR (km – km) | 27+980 – 30+200 | 30+200 – 38+000 | 38+000 – 50+000 | 50+000 – 56+480 |

SN | 2,30 | 2,62 | 2,43 | 2,54 |

Con los cuales se obtiene la siguiente estructura:

CUADRO N° 5.24

ESTRUCTURA | SUBSECTOR (km - km)|

| 27+980 – 30+200 | 30+200 – 38+000 | 38+000 – 50+000 | 50+000 – 56+480|

CARPETA ASFÁLTICA EN CALIENTE (cm.) | 6,3 | 6,3 | 6,3 | 6,3 |

BASE GRANULAR (cm.) | 25 | 30 | 30 | 30 |

SN REAL | 2,37 | 2,63 | 2,63 | 2,63 |

5.2.5 DISEÑO DE PAVIMENTOS PARA 20 AÑOS EN DOS CAPAS

Para el diseño de refuerzo del pavimento desde el año 10 de servicio, hasta un nuevo periodo de 10 años, es decir el año 20, nos basaremos en la Guía AASHTO-93, Capítulo 5, Rehabilitation Methods with Overlays.

Entre los métodos descritos en esta guía para el cálculo de refuerzo se encuentra el que está basado en la Vida Remanente del Pavimento. La vida remanente para la determinación de la

capacidad estructural del pavimento sigue el concepto de agotamiento gradual del pavimento debido a las cargas que lo dañan, reduciendo el número de cargas adicionales que pueden soportar sin llegar al colapso. En cualquier tiempo determinado, puede haber algún indicio directamente notable de daño, existiendo una reducción en la capacidad estructural desde el punto de vista de la capacidad de carga futura. Esta capacidad de carga reducida debe considerarse en el refuerzo del diseño.

El concepto de la AASHTO de vida remanente se define con la siguiente expresión:

RL = 100 x [1- (Np/N1.5)]

Donde:

RL = Vida remanente (%).

Np = Tráfico total para el periodo de diseño (EAL).

N1.5 = Tráfico total para la falla del pavimento, pf = 1,5.

Con el valor de RL determinado, se calcula el Factor de Condición (CF) desde el Ábaco ubicado en la figura 5.2 de la guía AASHTO. CF permitirá obtener el número estructural residual (SNeff) con la siguiente expresión:

SNeff = CF x SN0

Donde:

SN0 = es el número estructural original.

Diseño

Para obtener el valor de N1.5, es decir el tráfico para que el pavimento falle, de acuerdo a la metodología AASHTO se está asumiendo los siguientes considerandos:

* pf = 1,5

* Confiabilidad de 95% (ZR = -1,645) sustentado en los resultados expuestos en el Anexo N de la Guía AASHTO “Overlay Design Examples”.

También se está considerando para ingresar los datos al ábaco, el SN asumido para los 10 años (1,99) y los demás parámetros inicialmente asumidos: MR, pi.

Ingresando esta información al Abaco de diseño AASHTO se obtiene:

N1.5 = 145 660 repeticiones de 8,2 tn.

Asumiendo Np = 130 528 repeticiones (de diseño a los 10 años), se obtiene:

RL = 10,4 % y CF = 0,69

Por lo tanto el número estructural remanente es:

SNeff = 0,69 x 1,99 = 1,37

El cálculo del número estructural requerido para el refuerzo se efectúa con la siguiente fórmula:

SNR = SNf - SNeff

Donde:

SNR = Número estructural requerido para el refuerzo.

SNf = Número estructural requerido para el tráfico de diseño de refuerzo

SNeff = Número estructural efectivo del pavimento existente.

Para el establecimiento de SNf para al año 20 se ha tomado en cuenta el tráfico circulante sólo a partir del año 10, obteniéndose 2,12. Por lo tanto se obtiene:

SNR = 0,75

El cual es equivalente en carpeta asfáltica en caliente a una capa de 4,4 cm. de espesor de refuerzo. Por lo tanto se considera la colocación de una carpeta de 5,0 cm. de refuerzo.

Efectuando los cálculos para los subsectores se obtienen los siguientes resultados:

CUADRO N° 5.25

PARÁMETROS | SUBSECTOR (km - km)|

| 27+980 – 30+200 | 30+200 – 38+000 | 38+000 – 50+000 | 50+000 – 56+480|

N1.5 | 145 660 | 216 036 | 102 833 | 160 195 |

NP | 130 528 | 130 528 | 79 429 | 79 429 |

RL (%) | 10,4 | 39,6 | 22,7 | 50,4 |

CF | 0,69 | 0,85 | 0,78 | 0,89 |

SNeff | 1,37 | 2,05 | 1,68 | 2,14 |

SNf | 2,12 | 2,42 | 2,25 | 2,35 |

SNR | 0,75 | 0,37 | 0,57 | 0,21 |

CARPETA ASFÁLTICA DE REFUERZO (cm.) | 4,4 | 2,2 | 3,4 | 1,2 |

5.3 METODO DEL INSTITUO DEL ASFALTO

5.3.1 DESCRIPCION DEL METODO

En conformidad con lo requerido por los términos de referencia del estudio, se procederá a efectuar un diseño comparativo de pavimento empleando el Método del Instituto del Asfalto.

El método desarrollado es conforme a lo establecido en el Manual Series N°1 (MS-1) “Thickness Design, Asphalt Pavements for Highways & Streets” de febrero 1991.

El método se basa en dos condiciones específicas de esfuerzo-deformación. La primera condición es la aplicación de una carga sobre la superficie del pavimento, la estructura distribuye los esfuerzos reduciendo su intensidad a medida que profundiza en la subrasante. La segunda condición, es cuando la carga aplicada al pavimento, deflecta la estructura, causando esfuerzos y deformaciones de tensión y compresión en la capa asfáltica.

El Instituto del Asfalto ha desarrollado un programa de cómputo denominado DAMA y una serie de nomogramas para facilitar el diseño. Estos últimos se han calculado para temperaturas de 7 °C, 15,5 °C y 24 °C.

5.3.2 PARAMETROS DE DISEÑO

El método requiere de la siguiente información para efectuar el diseño.

Módulo resilente

CUADRO N° 5.26

SUBSECTOR | Km 27+980 – km30+200 | km 30+200 – km 50+000| Km 50+000 – km 56+480 |

CBR | 34,0 % | 11,5 % | 8,5 % |

MÓDULO RESILENTE | 15 496 psi ó 106,84 MPa | 10 807 psi ó74,5 MPa | 9 500 psi ó 65,5 MPa |

Tráfico

CUADRO N° 5.27




El Instituto del Asfalto considera el efecto perjudicial de las presiones de contacto elevadas. Éste se emplea cuando la presión de los neumáticos indican valores por encima del valor de la condición de carga estándar (70 psi). El factor será finalmente multiplicado por el EAL. En nuestro caso como se muestra en el Anexo N° 1.6 los factores sólo son aplicables a los vehículos tipos: Camión C3 y Articulados.

5.4 DISEÑO DEL PAVIMENTO

El diseño se efectuará para 10 años. Empleando el Abaco Design Chart A-11, cuyas condiciones son el empleo de una Base Granular de 15 cm de espesor y una temperatura de 15,5 °C.

CUADRO N° 5.28

ESTRUCTURA | SUBSECTOR (km – km) |

| 27+980 – 30+200 | 30+200 – 38+000 | 38+000 – 50+000 | 50+000 – 56+480|

CARPETA ASFÁLTICA EN CALIENTE (cm)| 10 | 10 | 10 | 10 |

BASE GRANULAR (cm) | 15 | 15 | 15 | 15 |

Los espesores de la carpeta han sido considerados de la curva mas próxima al punto obtenido entre la intersección entre el EAL y el Mr.

5.4.1 ALTERNATIVAS DE ESTRUCTURAS DEL PAVIMENTO

Para definir las alternativas de pavimentación se ha tomado en cuenta dos parámetros que han incidido preponderantemente: los tipos de materiales existentes en la zona, y el tráfico de diseño.

Al tener en cuenta que el tratamiento superficial asfáltico es sólo una protección de las capas granulares y no aporta estructuralmente al pavimento, instituciones como la AASHTO limitan su empleo a una cierta cantidad de frecuencias de carga (EAL = 50 000 repeticiones), mientras que desde el aspecto geométrico se recomienda que la carretera tenga pendientes longitudinales inferiores a 5%, para evitar los efectos abrasivos de los neumáticos sobre los agregados. Por lo tanto se debe dejar de lado este tipo de superficie de rodadura por una que garantice mayor permanencia, como la mezcla asfáltica en caliente.

A continuación se detalla los resultados del diseño:

Alternativa 1:

En este caso el pavimento se construirá en dos etapas para un periodo de diseño de 20 años, siendo la estructura a colocar sustentada por los cálculos efectuados.

Por lo tanto el pavimento se construiría de la siguiente forma:

CUADRO N° 5.29

ETAPA | DURACIÓN | ESTRUCTURA | OBSERVACIONES |

I | 10 años | Base granular : km 27+980 – km 30+200: 22 cm km 30+200 – km 38+000: 30 cm km 38+000 – km 50+000: 25 cm km 50+000 – km 56+480: 30 cmImprimaciónCarpeta asfáltica de 5,0 cm | La estructura granular es definitiva, por lo que previamente se deberán efectuar las mejoras necesarias en los suelos de subrasante. |

II | 10 años | Refuerzo carpeta asfáltica de 5,0 cm | Previo riego de liga, colocación de la carpeta asfáltica calculada para el periodo de 10 años. |

Alternativa 2:

En este caso se diseñará el pavimento para la construcción del pavimento en una sola etapa para el periodo de diseño de 20 años:

CUADRO N° 5.30

ETAPA | DURACIÓN | ESTRUCTURA | OBSERVACIONES |

I | 20 años | Base granular : km 27+980 – km 30+200: 25 cm km 27+980 – km 30+200: 25 cm km 30+200 – km 56+480: 30 cmImprimaciónCarpeta asfáltica de 6.3 cm | La estructura granular es definitiva, por lo que previamente se deberán efectuar las mejoras necesarias en los suelos de subrasante. |

5.4.2 DISEÑO DE PAVIMENTOS CON ADOQUINES DE CONCRETO (km 55+480 – km 56+480)

El diseño del pavimento con adoquines de concreto presentado en este capítulo está basado en el método de la Asociación Argentina del Bloque de Hormigón.

El pavimento de adoquines de hormigón está compuesto por dos capas: la capa de rodadura (los adoquines) y la base. La base granular debe haber sido conformada de acuerdo a las especificaciones de este proyecto, de tal forma asegure la estabilidad de la estructura.

El procedimiento de la asociación Argentina consiste en determinar los espesores de las capas, los cuales dependen del tránsito que va a soportar el pavimento, de la resistencia del suelo y de los materiales con que se van a construir estas capas; y deben tener la suficiente calidad para que el pavimento soporte el peso del tránsito, durante un tiempo determinado, sin deformarse ni deteriorarse.

Materiales

Los materiales que componen un pavimento de adoquines deben cumplir con las especificaciones técnicas del proyecto. Estos materiales son:

* Adoquines de concreto: Los adoquines tienen un espesor de 8 cm.

* Capa de arena: Esta capa se construye de 4 cm de espesor, con arena suelta, gruesa y limpia, la cual no se compacta antes de colocar los adoquines.

* Base granular: Los materiales y su conformación se deben desarrollar en función a las especificaciones técnicas para construcción de pavimentos flexibles de este proyecto.

Procedimiento de diseño

* El suelo

Para considerar el suelo en el diseño la Asociación Argentina del Bloque de Hormigón, la clasifica en tres categorías de acuerdo a su resistencia y estabilidad a la humedad, pudiendo ser:

Categoría 1 (S1): Suelo de mala calidad; es decir cuando está húmedo se deforma con el paso de unos pocos vehículos pesados y se hace muy difícil la circulación sobre él.

Categoría 2 (S2): Suelo de calidad intermedia; cuando está húmedo, permite el paso de los vehículos pesados con poca deformación.

Categoría 3 (S3): Suelo de buena calidad; aún cuando está húmeda permite el paso de vehículos pesados sin deformarse.

En nuestro caso el suelo de la localidad de Pariacoto está compuesto por arcillas y arenas arcillosas de mediana plasticidad, por lo que la calificaremos como S2.

* El tránsito

El método considera como vehículo pesado los que tienen 6 o mas llantas (camiones, buses, etc.) los tractores y los cargadores de equipos de obras públicas.

En el siguiente cuadro se indican los tipos de tránsito según el número de vehículos pesados por día.

CUADRO N° 5.31

NÚMERO DE VEHÍCULOS PESADOS POR DÍA | 1 a 5 | 6 a 20| 21 a 50 | 51 a 200 |

TIPO DE TRÁNSITO | T1 | T2 | T3 | T4 |

Estudio de Tráfico se obtiene para el tramo: Yaután – Pariacoto un IMD de 72 vehículos, de los cuales 29 cuentan con seis o mas llantas (micros, camiones); por lo que el tipo de tránsito es T3.

* Espesor de la base granular

Después de definir la categoría del suelo y el tipo de tránsito, se utiliza el siguiente cuadro para encontrar el espesor de la base granular. Como mínimo se considera la colocación de una capa de 10 cm de base.

CUADRO N° 5.32

CATEGORÍA DEL SUELO| TIPO DE TRÁNSITO |

| T1 | T2 | T3 | T4 |

S1 | 30 | 35 | 40 | 50 |

S2 | 15 | 18 | 20 | 30 |

S3 | 10 | 10 | 10 | 15 |

Por lo tanto el espesor de la base granular es de 20 cm.

* Estructura de pavimento propuesto

De lo antes indicado se concluye que para el sector que involucra la localidad de Pariacoto: km 55+480 – km 56+480 de la carretera: Casma – Huaraz, el pavimento de adoquines de concreto está compuesto por:

CUADRO N° 5.33

ESTRUCTURA | ESPESOR |

ADOQUINES DE CONCRETO (cm) | 8 |

CAMA DE ARENA (cm) | 4 |

BASE GRANULAR (cm) | 20 |

5.5 ANALISIS DE TRÁFICO

La Dirección de Desarrollo Vial de la DGCF efectuó el Estudio de Tráfico de la carretera Casma – Yaután – Pariacoto, desarrollando los trabajos de campo entre los días 21 y 27 de octubre del 2004. Los resultados del estudio son alcanzados a la Oficina de Apoyo Tecnológico mediante Memorándum N° 659-2004-MTC/14.04 (18-11-04) para su empleo en el diseño del pavimento.

En este tramo se aprecia tres flujos de tráfico claramente distinguidos: el que corresponde al subsector: Casma – Dv. Buenavista, subsector: Dv. Buenavista – Yaután, y subsector: Yaután – Pariacoto. En nuestro caso, dos de estos subsectores se encuentran en nuestro tramo de análisis.

5.5.1 ANÁLISIS DE INFORMACIÓN PROPORCIONADA

En el estudio antes indicado, se establecen los siguientes valores como Tasas de Crecimiento para la proyección de los vehículos del año 2005 al 2024.

CUADRO N° 5.34

TIPO DE VEHÍCULO | TASA DE CRECIMIENTO (%) |

Autos y camionetas | 1,52 |

Camionetas rurales, micro, ómnibus | 4,00 |

Transporte de carga | 4,00 |

El tráfico ha sido sectorizado en función a su volumen, los cuales se resumen en los siguientes Cuadros.

CUADRO N° 5.35

SUBSECTOR: CRUZ PUNTA – YAUTÁN

(km 27+980 – km 38+000)

TIPO DE VEHÍCULO | IMD NORMAL(2005) | IMD GENERADO(INICIO 2006) | IMD GENERADO(INICIO 2006) |

AUTOS Y CAMIONETAS | 263 | 39 | 0 |

MICROBUS | 8 | 1 | 2 |

BUS 2E | 4 | 1 | 4 |

CAMIÓN 2C | 41 | 4 | 7 |

CAMIÓN C3 | 1 | 0 | 2 |

ARTICULADOS | 1 | 0 | 2 |

CUADRO N° 5.36

SUBSECTOR: YAUTÁN – PARIACOTO

(km 38+000 – km 56+480)

TIPO DE VEHÍCULO | IMD NORMAL(2005) | IMD GENERADO(INICIO 2006) | IMD DESVIADO(INICIO 2006) |

AUTOS Y CAMIONETAS | 44 | 6 | 0 |

MICROBUS | 11 | 2 | 2 |

BUS 2E | 2 | 0 | 4 |

CAMIÓN 2C | 17 | 2 | 7 |

CAMIÓN C3 | 0 | 0 | 2 |

ARTICULADOS | 0 | 0 | 2 |

5.5.2 TRÁFICO DE DISEÑO

Con la información antes señalada, y empleando las ecuaciones consignadas en el Estudio de Rehabilitación de Carreteras en el País (MTC- CONREVIAL) se ha calculado los Factores de Equivalencia de Carga.

Las ecuaciones están en función al tipo de eje:

Ejes simples: Es = (P/8,2)4,5

Ejes tandem: Et = (P/15,3)4,5

Ejes tridem: Etr = (P/22,95)4,22

Para el tráfico de diseño, es decir el establecimiento de los Números de Repeticiones de Ejes Simples Equivalentes a 8,2 tn (EAL), se ha empleado la siguiente expresión:

EAL = 365/2x(IMDsxEsx((1+is)n-1)/is + IMDtxEtx((1+it)n-1)/it + IMDtrxEtrx((1+itr)n-1)/itr)

Donde:

EAL : Números de repeticiones de ejes simples equivalentes a 8,2 tn.

IMD : Índice medio diario por tipo de vehículo.

n : periodo de diseño en años.

E : Factor de equivalencia de carga.

i : Tasa de crecimiento por tipo de vehículo.

Además de ello se ha afectado al valor obtenido con los factores de presión de inflado de llantas. Éste se emplea, según el Instituto del Asfalto, cuando la presión de los neumáticos indican valores por encima del valor de la condición de carga estándar (70 psi). En nuestro caso como se muestra en el Anexo N° 1.6 los factores sólo son aplicables a los vehículos tipos: Camión C3 y Articulados.

El cuadro resumen con los resultados obtenidos se muestra a continuación:

CUADRO N° 5.37

SUBSECTOR | EAL 2014 (10 años) | EAL 2024 (20 AÑOS)|



Confiabilidad

Para su determinación se empleó la Guía AASHTO (2.1.2 Traffic, Part II: Pavement Design Procedures for New Construction or Reconstruction). Se está tomando una confiabilidad de 95% (en conformidad con los Términos de Referencia), con el cual se obtiene una Standard Normal Deviate (ZR):

ZR = -1,645

Desviación estándar total

S0 = 0,45

Serviciabilidad

Serviciabilidad Inicial (pi) = 4,2

Serviciabilidad Final (pt) = 2,0

Coeficientes estructurales de capas

Basados en lo señalado en el ítem anterior Layer coefficients, de la Guía de Diseño AASHTO, los coeficientes estructurales de capa considerados para el cálculo del número estructural de diseño son los siguientes:

a1 = 0,44/pulg. ó 0,17/cm (para carpeta asfáltica en caliente)

a2 = 0,133/pulg. ó 0,052/cm (para agregados de CBR = 80%)

Coeficientes de drenaje

Para la elección del Coeficiente de Drenaje (Tabla 2.4 Valor de mi recomendado para la modificación de coeficientes estructurales de base y subbase – AASHTO) se han tomado las siguientes consideraciones:

* Exposición en agua de las estructuras de drenaje, entre 5 y 25%.

* La condición de los sistemas de drenaje es Regular.

Por lo tanto se asume un Coeficiente de Drenaje mi = 1.0.

5.5.3 ACTIVIDADES PARA LA REHABILITACIÓN Y MEJORAMIENTO

Los trabajos que se ejecutarán para la rehabilitación y mejoramiento de la carretera Casma – Yaután – Huaraz, Tramo: Casma - Pariacoto, Sector Cruz Punta – Pariacoto (km 27+980 – km 56+480), son:

* Reemplazo de materiales en 0,20 m como mínimo, en zonas cuya capacidad de soporte sea inferior a la de diseño:

* km 37+190 – km 37+650

* km 39+600 – km 39+850

* km 47+270 - km 47+700

* km 51+000 – km 52+120

* km 52+840 – km 55+780

* Conformación de la subrasante.

* Conformación de base granular de acuerdo al diseño del pavimento. Incluye ancho de berma.

* Imprimación base granular y berma.

Se empleará asfalto líquido MC-30 ó MC-70.

* Colocación de la carpeta asfáltica como superficie de rodadura

* Se recomienda la protección de la berma con un tratamiento superficial asfáltico (monocapa).

* En la localidad de Pariacoto el pavimento se construirá a nivel de adoquines de concreto.

* Construcción de las estructuras de drenaje.

* Ampliación de sección para obtener el prisma vial en conformidad con lo señalado en el estudio geotécnico.

5.6 CONCLUSIONES

* El tramo carretero Cruz Punta – Pariacoto (km 27+980 – km 56+480) se encuentra a nivel de capa granular de rodadura, cuya sección de plataforma es amplia desde Cruz Punta hasta Yaután principalmente, luego se reduce la sección.

* De acuerdo a las características de los suelos, el tramo en estudio se ha sectorizado en: km 27+980 – km 50+000 cuyo CBR es 11,5%, y km 50+000 – km 56+480 cuyo CBR es 8,5%.

* La zona es eminentemente agrícola, por lo que el suelo de fundación es mayoritariamente arenoso con presencia de limos y arcillas, calificándose su capacidad de soporte como regular. También se han ubicado sectores con arcillas y limos cuyo CBR son inferiores a los de diseño y que deben mejorarse previo a la colocación del pavimento, con material cuyo CBR sea superior a 20% (al 95% de MDS) y cuyo espesor no sea menor a 20 cm.

Estos son:

* km 37+190 – km 37+650

* km 39+600 – km 39+850

* km 47+270 - km 47+700

* km 51+000 – km 52+120

* km 52+840 – km 55+780

* Respecto a las fuentes de materiales se debe indicar que específicamente en el desarrollo de la zona de proyecto no se han ubicado bancos de materiales con las características adecuadas, por lo que se ha tenido que recurrir a las fuentes de materiales ubicadas entre las progresivas km 17 y km 25 de la carretera Casma - Huaraz. En los respectivos cuadros se detallan los usos que se le pueden dar a estos bancos de materiales cuyo origen es aluvial, encontrándose que son limpios. En lo que respecta a la cantera para mezclas asfálticas (Pampa Camello - km 17+500 y Casa Blanca – km 21+340) se debe indicar que la afinidad arena-asfalto en estado natural no es la óptima por lo que se ha tenido que agregar 0,5% de aditivo mejorador de adherencia (en peso respecto del asfalto). El comportamiento de la mezcla sometida al ensayo Lottman indica que es buena. Los agregados presentan forma angular a subangular, por lo que en estado natural pueden emplearse en la mezcla asfáltica, sin embargo se recomienda el empleo de una planta chancadora de tipo secundaria con la finalidad de fabricar agregados con tamaños necesarios para cubrir cualquier deficiencia en la gradación.

* Para base granular se han definido las siguientes: Pampa Camello (km 17+500), Casa Blanca (km 21+300) y Cruz Punta (km 23+700); por la forma de las caras de los agregados, sólo es necesario su zarandeo y mezcla.

* Se ha tomado como referencia para el diseño del pavimento el Estudio de Tráfico ejecutado por la Dirección de Desarrollo Vial de la DGCF, de la cual se ha establecido las repeticiones de carga equivalentes a ejes simple de 8.2 tn como se detalla en los cuadros respectivos.

* Bajo las consideraciones antes señaladas se han analizado diferentes tipos de pavimentos adecuados a las condiciones del proyecto (tráfico, suelos, topografía, disposición de materiales en la zona). Es así que se presentan las siguientes alternativas de pavimentación:

CUADRO N° 5.38

ALTERNATIVA | ETAPA | AÑOS | SUBSECTOR | CARPETA ASFÁLTICA EN CALIENTE (cm)| BASE GRANULAR (cm)|

1 | I | 20 | km 27+980 – km 30+200km 30+200 – km 55+480 | 6,36,3| 25,030,0|

2 | I | 10 | km 27+980 – km 30+200km 30+200 – km 38+000km 38+000 – km 50+000km 50+000 – km 55+480 | 5,05,05,05,0 | 22,030,025,030,0 |

| II | 10 | km 27+980 – km 55+480 | 5,0 | - |

Respecto al pavimento que cruza la localidad de Pariacoto (km 55+480 – km 56+480) se está efectuando un diseño particular con la finalidad que, posterior a la etapa de construcción de la carretera, las autoridades puedan efectuar los trabajos de instalación de los sistemas de agua y desagüe, permitiendo luego reponer el pavimento. La estructura es la siguiente:

CUADRO N° 5.39

ESTRUCTURA | ESPESOR |

ADOQUINES DE CONCRETO (cm) | 8 |

CAMA DE ARENA (cm) | 4 |

BASE GRANULAR (cm) | 20 |

5.7 RECOMENDACIONES

* En lo posible la actual superficie granular de rodadura no debe ser removida y debe servir como subrasante para la nueva estructura de pavimento, toda vez que ésta se encuentra estable.

* Dada la presencia de arcillas ó limos en los suelos donde se colocará el pavimento, se recomienda la implementación de sistemas de drenajes y subdrenajes adecuados, ya que no sólo se tienen las aguas provenientes de las precipitaciones pluviales, sino también de las áreas agrícolas existentes en la zona.

* La calidad y permanencia de la obra depende de que se efectúe el control oportuno de los parámetros de calidad de los materiales antes y durante su ejecución (proceso constructivo). Por lo tanto deberán aplicar en forma estricta y adecuada las técnicas y procedimientos utilizados en Ingeniería para la explotación de Bancos de Materiales (Canteras), fundamentalmente teniendo siempre en consideración la variabilidad horizontal y vertical que presentan las mismas por su origen.

* La obra se ejecutará bajo las Especificaciones Técnicas adjuntas, las cuales se complementan con las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC (EG – 2000).

* En la Cantera Pampa Camello (km 17+500) se observa las condiciones apropiadas para la ubicación de la planta chancadora y de fabricación de mezcla asfáltica. Semejantes condiciones presenta la cantera Casa Blanca (km 21+300).

* Dada las condiciones medioambientales, se recomienda el empleo asfalto tipo PEN 60 -70 para la fabricación de mezcla asfáltica, así como asfalto MC-30 para imprimación.

* Coordinar con las autoridades de las localidades donde se desarrolla el proyecto, para reubicar los Tubos del Sistema de Abastecimiento de Agua que se han encontrado durante los estudios en campo.

* Se deben considerar los aspectos de medioambiente, como la remodelación del terreno de una cantera explotada (para recuperar sus características originales) ó la ubicación de lugares específicos para la colocación de desechos, entre otros.

CONCLUSIONES

A. DE LAS CANTERAS

* En el caso de los materiales para mezclas asfálticas, las dos canteras con mejores posibilidades de empleo (Pampa Camello y Casa Blanca) presentan regular adhesividad arena - asfalto (Riedel Weber) adicionándole 0,5% de aditivo mejorador de adherencia tipo amina. El buen desempeño de la mezcla asfáltica en la simulación de condiciones de servicio, se ha verificado en los materiales de la cantera Pampa Camello (mas mejorador de adherencia) mediante el ensayo “Efecto de las Humedad en Mezclas de Concreto Asfáltico - Lottman (ASTM D 4867) siendo los resultados satisfactorios.

* Si bien los agregados de la cantera Pampa Camello (km 17+500) y Casa Blanca (km 21+340) son de forma angular a subangular, se está recomendando el empleo de chancadora secundaria, con la finalidad de fabricar material para corregir cualquier deficiencia en la gradación, ya sea para base granular, mezclas asfálticas ó concreto de cemento Pórtland.

B. DE LAS FUENTES DE AGUA

* De los estudios realizados se desprende que se emplearan las fuentes de agua para los trabajos de compactación de las diferentes capas que conforman la estructura del pavimento.

* Se han tomado muestras de aguas en los torrentes más significativos que presenta la vía. Cabe mencionar que estas fuentes cuentan con accesos y las muestras de agua analizadas, cumplen las especificaciones técnicas para su empleo en Obras de Concreto de Cemento Pórtland (Norma Técnica ITINTEC 339.088).

C. DE LA ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO

* El tramo carretero Cruz Punta – Pariacoto (km 27+980 – km 56+480) se encuentra a nivel de capa granular de rodadura, cuya sección de plataforma es amplia desde Cruz Punta hasta Yaután principalmente, luego se reduce la sección.

* De acuerdo a las características de los suelos, el tramo en estudio se ha sectorizado en: km 27+980 – km 50+000 cuyo CBR es 11,5%, y km 50+000 – km 56+480 cuyo CBR es 8,5%.

* La zona es eminentemente agrícola, por lo que el suelo de fundación es mayoritariamente arenoso con presencia de limos y arcillas, calificándose su capacidad de soporte como regular. También se han ubicado sectores con arcillas y limos cuyo CBR son inferiores a los de diseño y que deben mejorarse previo a la colocación del pavimento, con material cuyo CBR sea superior a 20% (al 95% de MDS) y cuyo espesor no sea menor a 20 cm. Estos son:

* km 37+190 – km 37+650

* km 39+600 – km 39+850

* km 47+270 - km 47+700

* km 51+000 – km 52+120

* km 52+840 – km 55+780

* Respecto a las fuentes de materiales se debe indicar que específicamente en el desarrollo de la zona de proyecto no se han ubicado bancos de materiales con las características adecuadas, por lo que se ha tenido que recurrir a las fuentes de materiales ubicadas entre las progresivas km 17 y km 25 de la carretera Casma - Huaraz. En los respectivos cuadros se detallan los usos que se le pueden dar a estos bancos de materiales cuyo origen es aluvial, encontrándose que son limpios. En lo que respecta a la cantera para mezclas asfálticas (Pampa Camello - km 17+500 y Casa Blanca – km 21+340) se debe indicar que la afinidad arena-asfalto en estado natural no es la óptima por lo que se ha tenido que agregar 0,5% de aditivo mejorador de adherencia (en peso respecto del asfalto). El comportamiento de la mezcla sometida al ensayo Lottman indica que es buena. Los agregados presentan forma angular a subangular, por lo que en estado natural pueden emplearse en la mezcla asfáltica, sin embargo se recomienda el empleo de una planta chancadora de tipo secundaria con la finalidad de fabricar agregados con tamaños necesarios para cubrir cualquier deficiencia en la gradación.

* Para base granular se han definido las siguientes: Pampa Camello (km 17+500), Casa Blanca (km 21+300) y Cruz Punta (km 23+700); por la forma de las caras de los agregados, sólo es necesario su zarandeo y mezcla.

* Se ha tomado como referencia para el diseño del pavimento el Estudio de Tráfico ejecutado por la Dirección de Desarrollo Vial de la DGCF, de la cual se ha establecido las repeticiones de carga equivalentes a ejes simple de 8.2 tn como se detalla en los cuadros respectivos.

* Bajo las consideraciones antes se presentan las siguientes alternativas de pavimentación:

ALTERNAT. | ETAPA | AÑOS | SUBSECTOR | CARPETA ASFÁLTICA EN CALIENTE (cm)| BASE GRANULAR (cm)|

1 | I | 20 | km 27+980 – km 30+200km 30+200 – km 55+480 | 6,36,3| 25,030,0|

2 | I | 10 | km 27+980 – km 30+200km 30+200 – km 38+000km 38+000 – km 50+000km 50+000 – km 55+480 | 5,05,05,05,0 | 22,030,025,030,0 |

| II | 10 | km 27+980 – km 55+480 | 5,0 | - |

RECOMENDACIONES

* En lo posible la actual superficie granular de rodadura no debe ser removida y debe servir como subrasante para la nueva estructura de pavimento, toda vez que ésta se encuentra estable.

* Dada la presencia de arcillas ó limos en los suelos donde se colocará el pavimento, se recomienda la implementación de sistemas de drenajes y subdrenajes adecuados, ya que no sólo se tienen las aguas provenientes de las precipitaciones pluviales, sino también de las áreas agrícolas existentes en la zona.

* La calidad y permanencia de la obra depende de que se efectúe el control oportuno de los parámetros de calidad de los materiales antes y durante su ejecución (proceso constructivo). Por lo tanto deberán aplicar en forma estricta y adecuada las técnicas y procedimientos utilizados en Ingeniería para la explotación de Bancos de Materiales (Canteras), fundamentalmente teniendo siempre en consideración la variabilidad horizontal y vertical que presentan las mismas por su origen.

* La obra se ejecutará bajo las Especificaciones Técnicas adjuntas, las cuales se complementan con las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras del MTC (EG – 2000).

* En la Cantera Pampa Camello (km 17+500) se observa las condiciones apropiadas para la ubicación de la planta chancadora y de fabricación de mezcla asfáltica. Semejantes condiciones presenta la cantera Casa Blanca (km 21+300).

* Dada las condiciones medioambientales, se recomienda el empleo asfalto tipo PEN 60 -70 para la fabricación de mezcla asfáltica, así como asfalto MC-30 para imprimación.

* Coordinar con las autoridades de las localidades donde se desarrolla el proyecto, para reubicar los Tubos del Sistema de Abastecimiento de Agua que se han encontrado durante los estudios en campo.

* Se deben considerar los aspectos de medioambiente, como la remodelación del terreno de una cantera explotada (para recuperar sus características originales) ó la ubicación de lugares específicos para la colocación de desechos, entre otros.

FUENTE DE CONSULTA

* AASHTO

Diseño de estructuras de Pavimentos, USA, 1ra. Edición, 1993

* Asociación Peruana de Caminos

Tercer Congreso Nacional del Asfalto, Perú, 1999

* CARRILLO GIL, Arnaldo

Comportamiento de los pavimentos: Fallas Típicas en la ciudad de Lima, Editorial UNI, 1era. Edición, 1979

* Federal Highway Administration

Antecedentes del Diseño y Análisis de Mezclas Asfálticas de Superpave, USA, Editorial Technology Applications, Publication Nº FHWA-SA-95-003, February 1995

* MONTEJO FONSECA, Alfonso

Ingeniería de Pavimentos para Carreteras, Colombia, Editorial Universidad Católica de Colombia Ediciones y Publicaciones, 2da. Edición, 2001

* MAYOR REYES SPINDOLA, Rafael; CARDENAS GRISALES, James

Ingeniería de Transito: Fundamentos y aplicaciones. México, Editorial Alfaomega, 7ma. Edición, 1998

* MTC, VIVIENDA Y CONSTRUCCIÓN

Proyecto: Sistema de Gestión de Carreteras, Lima, Volumen 1, 2000

* RIVERA E., Gustavo

Emulsiones Asfálticas, México, Editorial Alfa omega Grupo Editor, S.A. de C.V.,4ta. Edición, 1998

* VIVAR ROMERO, German; GUTIERREZ LAZARES, Wilfredo

Pavimentos de Concreto y Asfalto: Mantenimiento y Rehabilitación, Perú, WH Editores S.R.Ltda., 1ra. Edición, 1996

* YAMUNAQUE MIRANDA, Jorge L.

EL Asfalto y su Aplicación en la Ingeniería Vial, Perú, editorial Miano: Asesores y Consultores en Recursos Humanos, 1ra. Edición, 1998

PANEL FOTOGRAFICO

Foto 1. Vista del sector de Cruz Punta é inicio del tramo carretero en estudio, se visualiza el contacto entre la superficie de rodadura asfáltica y el afirmado ( inicio del estudio), así mismo los afloramientos de la super unidad Santa Rosa, la que presenta moderada a baja actividad geodinamica, y de maderada buena estabilidad.

Foto 2. Salida de la localidad de Cachipampa, Km 31 + 800, la vía se emplaza sobre una terraza aluvial antigua, de moderada estabilidad cortes de pequeña altura y actividad geodinamica baja,

Foto 3. Puente Yautan inicia en el Km- 37+150, corresponde a una estructura relativamente nueva, se emplaza sobre materiales de naturaleza fluvio aluvional, se observan bolones de 2.0m, de diámetro.

Foto 4. Quebrada Yautan, vista hacia aguas arriba, se puede observar los fragmentos de rocas de naturaleza intrusiva provenientes de las partes superiores de la cuenca, esto ocurrido en el último (FEN).

Foto 5. Margen izquierda de la quebrada Yautan, hacia aguas arriba, se puede observar el poblado del mismo nombre, y al fondo los afloramientos de la superunidad Santa Rosa, así mismo los materiales de la terraza aluvial (gravo areno limosos) sobre la cual se emplaza Yautan.

Foto 6. Margen derecha de la quebrada ubicada en el Km, 39 + 860, hacia aguas abajo, se puede observar materiales de naturaleza aluvional, sobre los cuales se efectuaran cortes en talud para mejorar el alineamiento de la vía, se plantea taludes de corte de relación H:V, de 1:4.

Foto 7. Km 41 + 500, la vía se emplaza sobre una terraza aluvial antigua, de moderada estabilidad se efectuara, rellenos en este sector y en algunos casos cortes de pequeña altura y presenta una actividad geodinamica baja,

Foto 8. Procesos de Erosión de Ribera, afecta la margen derecha del valle del río Grande, se observa la vía sobre materiales de la superunidad Santa Rosa, cubierto por suelos aluvionales y residuales, es necesario efectuar obras de protección tales como enrocado y limpieza de cauce.

Foto 9. Vista de la margen derecha del valle del río Grande, hacia aguas arriba, se observa la vía en tangente sobre materiales aluvionales, de pendientes moderadas a bajas, adyacentes se tiene terrenos de cultivo y al fondo los afloramientos de la superunidad Santa Rosa.

Foto 10. Talud de rocas intrusivas (Tonalitas) de la superunidad Santa Rosa, ubicados en el lado derecho del valle del río Grande, con una inclinación del talud de corte entre 80 y 85º, que

corresponde a taludes de corte de relación H:V, de 1 :10 a 1:8. presentan buena a moderada estabilidad.

Foto 11. Sector Km, 52+790 – Km, 52+940, afectado por Erosión de Ribera, requiere proyectar muros de enrocado y limpieza de cauce, ocurre sobre depósitos aluviales.

Foto 12. Afloramientos de rocas sedimentarias , correspondientes a la formación Santa, se observan estratos de hasta 0.20m, de espesor de moderada estabilidad, vista del km, 52+970. Así mismo se observa una brigada de mantenimiento.

Foto 13. Afloramientos de materiales pertenecientes a la superunidad Santa Rosa, cubiertos por depósitos residuales de 0.2m, de espesor, presentan moderada a buena estabilidad, requiere mejorar el eje, Km. 45+200. adyacente el cauce del Río Grande.

Foto 14. Unidad de extensión local definido como quebrada, se observan materiales en el cauce requiere proyectar un badén que permita el normal paso de los flujos sólidos.

ESTUDIO DE CANTERAS

Foto Nº 31: Cantera “PAMPA CAMELLO”, km 17+500, L.D. a 150m.

Foto Nº 32: Cantera “CASA BLANCA”, km 21+340, L.D. a 1500m.

Foto Nº 33: Cantera “CASA BLANCA”, km 21+340, L.D. a 1500m

Foto Nº 34: Cantera “CRUZ PUNTA”, km 23+700, L.I.

Foto Nº 35: Cantera “CRUZ PUNTA”, km 23+700, L.I.

Foto Nº 36: Cantera “SIDER PERÚ”, km 25+000, L.D. a 25m.

ANEXOS DE REGISTROS Y EXCAVACION DE CALICATAS

Documents

Tesis “ESTUDIO GEOTÉCNICO CON FINES DE PAVIMENTACIÓN CARRETERA CRUZ PUNTA YAUTAN PARIACOTO – TRAMO YAUTAN PARIACOTO (RUTA 14-A) DEPARTAMENTO DE ANCASH PROVINCIA DE CASMA”