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estudio de canterasestudio de trafico
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En el trabajo se considerara al mximo todos los puntos requeridos para el diseo
de unos pavimentos que fueron aprendidos en las aulas universitarias as tambin
como nuestra apreciacin personal para poder enfrentar las posibles dificultades
que se presente proyecto
El presente trabajo es una gua muy prctica en la cual se detallara todos los
requerimientos que se necesitan para el diseo de un pavimento empezando por
estudio topogrfico estudio de suelos estudio de canteras estudio de trafico
estudio hidrolgico y el respectivo diseo del pavimento
En el estudio topogrfico se ver todo lo relacionado a la forma y pendiente del
terreno
En el estudio de suelos se ver y explicara la situacin real del terreno en el que
se pretenda construir la estructura vial explicando brevemente los ensayos que
se realizaron y extraer el dato que consideramos ms importante que es el CBR
En el estudio de canteras es muy imprtate el material con que se construir por
eso al igual que suelos se detallara los procedimientos de laboratorio y extraer los
datos mas importantes que son el CBR de subbase y el CBR de la base
En el estudio de trfico se explicara el procedimiento de aforo vehicular que se
realiz y determinar asi el tipo cantidad de vehculos que pasaron por la va y as
poder determinar el volumen que soportara la carretera as como su facto camin
En el estudio de hidrolgico se ver el diseo del sistema de drenaje de la va y
asi el reconocimiento del valor de m1 el cual es importante en la frmula para el
diseo de los pavimentos
Y finalmente con todos los datos obtenidos y siguiendo el mtodo AASTHO-93 se
proceder al respectivo diseo del pavimento
DISEO DE UN PAVIMENTO FLEXIBLE
Proyecto: diseo del pavimento flexible del jirn apolo 11 de la ciudad de
Juliaca
Fecha: enero del 2013
OBJETIVOS GENERALES
Es de poder realizar un diseo de pavimentos
Poder realizar estudios preliminares como el de topografa como el de
suelos y de canteras As tambin ser estudios hidrolgicos ,del
trfico ,fuentes de agua de dicha zona
El objetivo del estudio es construir una va, a fin de disminuir el tiempo
de desplazamiento de los habitantes de la zona
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Mejora Social de la zona
Interconexin rpida y adecuada con otras vas principales de la
Ciudad
Mejora del ornato de la Ciudad. Dar seguridad a los usuarios
transentes en la zona sur.
Dotar y mejorar la infraestructura vial, que permita integrar y articular
reas y sectores de la ciudad, el cual generar una mejor
organizacin fsico espacial y un mayor dinamismo del flujo vehicular.
MEMORIA DESCRIPTIVA
-ASPECTOS GENERALES:
ANTECEDENTES
La va principal es el Jr. apolo11, es utilizado por vehculos pertenecientes
a la zona como autos, motos, triciclos as como por el poblador y peatones
que concurren a sus casas pero en esta zona es muy escasa el trnsito.
LOCALIZACIN
Lugar : Jr. Apolo 11
Distrito : Juliaca
Provincia : San Romn
Departamento : Puno
ACCESO A LA ZONA DEL PROYECTO
Existen varias vas de acceso a la zona del proyecto, siendo estas: Av. 3 de octubre
y la salida cuzco los cuales estn debidamente pavimentados.
ESTADO ACTUAL
El rea destinada para la construccin de la va alterna, tiene como punto de inicio
las intersecciones de la Av. El pacifico y la salida el cuzco esta va se
encuentra a nivel de terreno natural, con presencia de deformaciones,
hundimientos y otros, el cual se agrava en pocas de precipitaciones pluviales.
INFORME TOPOGRFICO:
LEVANTAMIENTO TOPOGRFICO
GENERALIDADES
En general, el replanteo de la carretera se ha ejecutado tratando de
aprovechar al mximo la plataforma existente, evitando por tanto
introducir mejoras que signifiquen movimientos de tierra o impliquen
la construccin de obras de arte o estructuras costosas.
Mediante el uso de una estacin Total, se realiz el levantamiento del
eje del camino, estas estn detalladas en el plano clave.
No existen zonas que puedan ser afectadas por derrumbes.
Con relacin al diseo geomtrico del camino, la relacin de los
parmetros de diseo geomtrico es:
Categora
Cdigo de ruta
rutas Longitud
Velocidad directriz
Pendiente mnima y
mxima
:
Bombeo
Taludes de corte y relleno
: 3ra. Sistema Vecinal
: No Definido en el clasificador de
: 180 m.
: 20 km/h.
:0.02% y 5%Ancho de calzada
12 m desde 0+000 hasta 0+180
:2%
: No existe
INSTRUMENTOS EMPLEADOS.
Normalmente en levantamientos topogrficos para carreteras y caminos, se utilizan
poligonales abiertas que es una serie de lneas consecutivas cuyas longitudes y
direcciones se determinaran de acuerdo a la precisin de la va.
En el levantamiento topogrfico se ha utilizado los siguientes instrumentos y
materiales:
01 Estacin Total Electrnica Modelo TOPCON GTS-210
03 bastones con sus respectivos prismas,
01 GPS GARMIN 12
01 barmetro.
Winchas de 50 m.
02 radio transmisores
01 cmara fotogrfica.
Jalones, libretas de campo, estacas, clavos y pintura.
Se opt por ste instrumento debido a:
Menor tiempo de trabajo en campo.
Precisin en el levantamiento topogrfico.
Correccin de errores automtica.
Procesamiento de datos en gabinete instantneo.
Reduccin de los costos en el proceso de levantamiento topogrfico.
INFORME DE LABORATORIO
Segn la norma tcnica NPT E 101 -2000
EL ESTUDIO DE SUELO DEBE REALIZARSE MEDIANTE POZOS,
CALICATAS, TRINCHERAS Y ZANJAS
El nmero de puntos de investigacin ser segn al tipo de via:
Tipo de va Nmero de puntos de
investigacin
rea en m2
Expresa 1 cada 1000
Arteriales 1 cada 1200
Colectoras 1 cada 1500
Locales 1 cada 1800
Para nuestro caso estamos en un tipo de va COLECTORA con un rea de
12m x 120m lo cual nos 2160 m2 entonces debimos hacer dos exploraciones
Pero asumimos una calicata cada 200 m
DICHO INFORME TIENE COMO FIN
CLASIFICACION DE SUELOS EN ASSTHO.
Este es el sistema del Departamento de Caminos de U.S.A., introducido en 1929 y
adoptado por la American Association of State Highway Officials entre otras. Es de
uso especial para la construccin de vas, en especial para manejo de subrasantes y
terraplenes.
CLASIFICACION DE SUELOS EN SUCS.
Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos SUCS, inicialmente se tienen suelos
granulares o finos, segn se distribuye el material que pasa el tamiz un suelo es fino
cuando ms del 50% pasa el T#200, si no, es granular
EXTRACION DEL SUELO (CALICATA)
Se extrajo el suelo de una calicata que se hiso con una profundidad 1.60m de ah se
obtuvo muestras alteradas de cada estrato, este muestreo se hizo para hacer la
clasificacin del suelo por el mtodo de suc.. y hacer el perfil estratigrafa del suelo y
obviamente para saber a cuanto se encuentra el nivel fretico .
PANEL DE TOPOGRAFIA DE LA CALICATA (muestreo y exploracin)
CONTENIDO DE HUMEDAD
SEGN LA NORMA NTP 339.127:1998 Contenido de humedad de un suelo
para el contenido de humedad se hizo de los 4 estrato alteras para saber el contenido de
humedad de los diferentes estratos se utilizaron los siguientes materiales .
MATERIALES Y EQUIPO
tarros (4)
tamiz 4
comba
horno
balanza
PROCEDIMIENTO
1. Separar la muestra por la malla 4
2. Pesar los tarros
3. Despus de pesar los tarros pesar tarro ms suelo hmedo
4. Una vez pesados llevarlos al horno durante 24 horas
5. El siguiente resultado que se obtendr es el peso del tarro ms muestra seca
CALCULOS
Ensayo N 1 2 3 4 Peso del suelo humedo+tara 287.82 288.10 305.96 300.37 Peso del suelo seco + tarro 269.47 232.43 245.63 241.24
Peso de tara 39.68 37.62 37.84 38.62
Peso del suelo seco 229.79 194.81 207.79 202.62
Peso de agua 18.35 55.67 60.33 59.13
Contenido de humedad % 8.0 28.6 29.0 29.2
ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADOS GRUESOS Y
FINOS
SEGN LA NORMA NTP 339.128:1998 mtodo de ensayo para anlisis
granulomtrico
OBJETIVO:
Su finalidad es obtener la distribucin por tamao de las partculas presentes en una
muestra de suelo. As es posible tambin su clasificacin mediante sistemas como
AASHTO o USCS. El ensayo es importante, ya que gran parte de los criterios de aceptacin
de suelos para ser utilizados en bases o subbases de carreteras, presas de tierra o diques,
drenajes, etc., depende de este anlisis. Para obtener la distribucin de tamaos, se
emplean tamices normalizados y numerados, dispuestos en orden decreciente.
APLICACIN:
Una aplicacin mas importante para poder realizar la clasificacin del suelo y enseguida
para hacer la estratigrafa del suelo de dicha calicata para lo cual se obtuvo 4 muestras
alteradas de diferentes estratos .
Al realizar un anlisis granulomtrico en suelos gruesos, tienen las siguientes aplicaciones.
a) Poder clasificar los suelos de acuerdo a la gradacin.
b) Analizar el material mas factible para la construccin de pavimentos.
c) Calcular el coeficiente de permeabilidad en uniforma aproximada.
Y en suelos finos (partculas que pasan la malla N 200)
a) Es conveniente obtener el porcentaje de partculas menores de 0.002 mm para
definir los porcentajes de limo y arcilla que contiene un suelo; en funcin de los
anteriores podremos definir u obtener la actividad de ese suelo.
EQUIPOS Y MATERIALES:(suelos)
Juego de mallas (comnmente se utiliza N 10, N 20, N 40, N 50, N 100, N 200,
y fondo.)
Malla N 200 para el lavado del suelo que paso la malla N 4.
Balanza.
Charolas.
Horno.
Agua.
Suelo en estudio.
Brocha.
Combo de goma.
Pipeta.
PROCEDIMIENTO:
Traer muestras por estrato.
Muestras inalteradas
Dejar secar la muestra
Para luego una vez secadas pesarlas para hacer lagranulometria por secado.
Disgregar la muestra con la comba de goma.
Una vez ya secado disgregar la muestra para luego ser pesada
Tamizar en la malla N 4
Este procedimiento se hace para separar los inos de los gruesos
Lavar la muestro por la malla N 200 una cantidad muestra de 500gr
Enseguida se despus del lavado se comienza a retirar todo el material para
luego llevarlo al horno 24 horas para hacer la granulometra
Realizar la granulometra los los tamices siguientes ( 4,10,20,40,50,100,200, fondo)
CALCULOS:
Para determinar el porcentaje que pasa por cada tamiz, se divide el peso total que
pasa, por el peso total de la muestra y se multiplica el resultado por 100.
Se calcula el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 75 um (N 200) de la
siguiente forma.
% Pasa N 200
= Peso total Peso ret. en el tamiz N 200
Peso Total x 100
Se calcula el porcentaje retenido sobre cada tamiz en la siguiente forma:
% Ret. = Peso ret. en el tamiz
Peso Total x 100
Se calcula el porcentaje mas fino. Restando en forma acumulativa de 100% los
porcentajes retenidos sobre cada tamiz.
% Pasa = 100 % Ret. Acumulado
MUESTRA 1
MUESTRA 2
MUESTRA 3
MUESTRA 4
DETERMINACION DEL LMITE LQUIDO DE LOS SUELOS
NTP 339.129:1998 mtodo de ensayo para determinar limite lquido lmite
plstico e ndice de plasticidad de un suelo
OBJETIVO.
El objetivo principal es de saber el porcentaje de limite liquido de la muestra para luego
hacer la clasificacin del suelo de dicho estrato
DEFINICION
Es la frontera comprendida entre el estado semi-liquido y plstico, definindose como el
EQUIPOS Y MATERIALES A ENPLEAR.
Copa de Casagrande.
Ranurador.
Esptula
Capsula de porcelana
Esptula
Malla N 40
Horno a temperatura constante de 105C.
Balanza con aproximacin de 0.01 gr.
Pipera o recipiente
Agua destilada
Comba de goma.
PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.
1. Hacer secar la muestra( para poder disgregarla )
2. Disgregar la muestra con comba de goma (una vez secada)
3. Una vez disgregado la muestra tamizar por el tamiz 40 una cantidad de 500gr
4. Luego de ser tamiza dejar la muestra saturada durante 24 horas la muestra tiene
que estar uniforme
5. Despus de saturar la muestra realizar el ensayo de limite liquido
6. Colocar la muestra en la Cuchara dicha cuchar tiene que estar calibrado de
Casagrande (a una altura de 10 cm)
7. Una ves calibrada se procede a realizar el ensayo poniendo la muestra en cuchara
de Casagrande con la ayuda de una esptula
8. Para luego pasar con el ranulador en el medio de la muestra
9. Despus de estar separado se procede a girar la manecita con 25 golpes hasta que
se junten justo en los 25
10. Luego se saca el contenido de humedad
DETERMINACION DEL LIMITE PLASTICO E INDICE DE PLASTICIDAD
OBJETIVO.
El objetivo principal es saber si si es de alta plasticidad o bajo segn su clasificacin de
suelos
El lmite plstico, es el contenido de humedad considerar el suelo como material no
plstico.
DEFINICION
Es una frontera convencional del estado lquido y el estado solido
EQUIPOS Y MATERIALES.
Placa de vidrio esmerilado.
Capsula de porcelana.
Esptula
Malla N 40
Horno a temperatura constante de 105C.
Balanza con aproximacin de 0.01 gr.
Agua destilada
Alambre con dimetro de 3.2 mm
Comba de goma.
PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO.
1. Hacer secar la muestra para disgregarla y pesarla
2. Disgregar la muestra con comba de goma
3. Tamizar por la malla 40 con un promedio de 200gr
4. Una vez tamizado saturar la muestra unifrmenle
5. El saturado de debe de hacer en pequeas esferas q se encuentren en dicha
frontera
6. Luego boleamos hasta obtener un dimetro de 3.2 mm (tiene que fisurarse).
7. Cortar en 3 partes iguales y poner en una tara.
8. Colocar en el horno por 24 horas a una temperatura de 105C
9. Sacar del horno y pesar.
CALCULO DEL LIMITE PLASTICO.
El lmite plstico es el promedio de las humedades de ambas determinaciones. Se expresa
como porcentaje de humedad, con una cifra decimal y se calcula as:
=
100
CALCULO DE INDICE DE PLASTICIDAD.
Se puede definir el ndice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre su
lmite lquido y limite plstico.
ndice de plasticidad = Limite Liquido Limite Plstico
Cuando el lmite lquido o el lmite plstico no pueda determinarse, el ndice de
plasticidad se informara con la abreviatura NP (No Plstico).
Se puede definir el ndice de plasticidad de un suelo como la diferencia entre un lmite
lquido y su lmite plstico.
Donde:
IP = LL LP LL = Limite Liquido.
LP = Limite Plstico.
MUESTRA 1
MUESTRA 2
MUESTRA 3
MUESTRA 4
CLASIFICACION DEL SUELO
NTP 339.134:1998 mtodo para la clasificacin de suelos con propsitos de
ingeniera S.U.C.S
ESTRATO N 1
1. % QUE PASA LA MALLA N 200
Pasa > 50 % (Grueso)
74.42 > 50 % (FINO)
2. INDICE DE PLASTICIDAD (IP)
IP = 22.42
IPC = 0.73 (LL - 20)
IPC = 0.73 (43.20 - 20)
IPC = 16.94
IP > IPC
22.42 > 16.94 (ARCILLA) (C)
3. PLASTICIDAD
LP < 50
20.78 < 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)
S.U.C.S. (CL)
Arcilla de Baja Plasticidad.
ESTRATO N 2
1. % QUE PASA LA MALLA N 200
Pasa > 50 % (Grueso)
80.70> 50 % (FINO)
2. INDICE DE PLASTICIDAD (IP)
IPC = 0.73 (LL - 20)
IPC = 0.73 (43.75 - 20)
IPC = 17.34
IP > IPC
21.48 > 17.34 (ARCILLA) (C)
3. PLASTICIDAD
LP < 50
22.27< 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)
S.U.C.S. (CL)
Arcilla de Baja Plasticidad. (CL)
ESTRATO N 3
1. % QUE PASA LA MALLA N 200
Pasa > 50 % (Grueso)
82.35> 50 % (FINO)
2. INDICE DE PLASTICIDAD (IP)
PC = 0.73 (LL - 20)
PC = 0.73 (41.15 - 20)
IPC = 15.44
IP > IPC
10.72> 15.44 (LIMO) (M)
3. PLASTICIDAD
LP < 50
41.15< 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)
S.U.C.S. (ML)
LIMO de Baja Plasticidad. (CL)
ESTRATO N 4
1. % QUE PASA LA MALLA N 200
Pasa > 50 % (Grueso)
94.06> 50 % (FINO)
2. INDICE DE PLASTICIDAD (IP)
IPC = 0.73 (LL - 20)
IPC = 0.73 (50.38- 20)
IPC = 22.18
IP > IPC
15.14> 22.18 (LIMO) (M)
3. PLASTICIDAD
LP < 50
35.15 < 50 (BAJA PLASTICIDAD) (L)
S.U.C.S. (ML)
Arcilla de Baja Plasticidad. (ML)
PERFIL ESTRATIGRAFICO
OBJETIVO.
Obtener un perfil estratigrfico indicando la profundidad y las caractersticas del
suelo por estratos, usando una inspeccin organolptica del terreno de fundacin.
Obtener muestras de suelo a diferentes profundidades para ensayos de humedad.
Obtener 5.00 kg de muestra representativa del suelo para otros ensayos
CALICATA
Las calicatas o catas son una de las tcnicas de prospeccin empleadas para facilitar el
reconocimiento geotcnico, estudios edafolgicos o pedolgicos de un terreno. Son
excavaciones de profundidad pequea a media, realizadas normalmente con pala
retroexcavadora.
Las calicatas permiten la inspeccin directa del suelo que se desea estudiar y, por lo tanto,
es el mtodo de exploracin que normalmente entrega la informacin ms confiable y
completa. En suelos con grava, la calicata es el nico medio de exploracin que puede
entregar informacin confiable, y es un medio muy efectivo para exploracin y muestreo
de suelos de fundacin y materiales de construccin a un costo relativamente bajo.
Es necesario registrar la ubicacin y elevacin de cada pozo, los que son numerados segn
la ubicacin. Si un pozo programado no se ejecuta, es preferible mantener el nmero del
pozo en el registro como "no realizado" en vez de volver a usar el nmero en otro lugar,
para eliminar confusiones. La profundidad est determinada por las exigencias de la
investigacin pero es dada, generalmente, por el nivel fretico.
La seccin mnima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a fin de permitir una adecuada
inspeccin de las paredes. El material excavado deber depositarse en la superficie en
forma ordenada separado de acuerdo a la profundidad y horizonte correspondiente. Debe
desecharse todo el material contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarn
plataformas o escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de estrato, reducindose la
excavacin. Esto permite una superficie para efectuar la determinacin de la densidad del
terreno. Se deber dejar al menos una de las paredes lo menos remoldeada y contaminada
posible, de modo que representen fielmente el perfil estratigrfico del pozo. En cada
calicata se deber realizar una descripcin visual o registro de estratigrafa comprometida.
Las calicatas permiten:
Una inspeccin visual del terreno "in situ".
Toma de muestras.
Realizacin de algn ensayo de campo.
PERFIL ESTRATIGRAFO
COTA PROF. MUESTRA CLASIF. DENSIDA
D
NATURAL
DESCRIPCION
0.00
0.38
1
RELLENO
0.72
2
CL
ARCILLA DE BAJA PLASTICIDAD
1.05
3
CH
ARCILLA DE ALTA PLASTICIDAD
1.35
4
ML
LIMO DE BAJA PLASTICIDAD
1.60
5
MH
LIMO DE ALTA PLASTICIDAD
2.00
SUELO NO EXPLORADO
ENSAYO DE PROCTOR
NTP 339.141:1999 RELACIN HUMEDAD DENSIDAD POR EL MTODO DE
PROCTOR
Dicho informe servir para calcular el contenido de optimo agua para el cbr tambin para
saber el contenido de agua optima y la densidad seca mxima .
Para ello se utilizaran los equipos siguientes
EQUIPOS Y MATERIALES
Molde de CBR
Pisn
Enrazado
Una comba
Una brocha
Bandeja
Cucharon
PROCEDIMENTO
1. Dejar saturado la muestra durante 24 horas , para ello se pesaran 2600 se
tomaran 4 puntos con diferentes contenidos de agua
PESO DE LA
MUESTRA
CONTENIDO DE
AGUA
1. 2600
2. 2600
3. 2600
4. 2600
6000(ml)
6050(ml)
7000(ml)
7050(ml)
El contenido de agua siempre debe ir de 50 en 50ml
2. Una vez saturado se procede a compactar en 5 capas se separa la muestra en
5 partes iguales
3. Se compacta capa por capa con 25 golpes
4. Despus del compactado se pesa la muestra ms el molde de cada punto
5. Luego se extrae la muestra de parte superior e inferior
6. Para luego sacar el contenido de humedad
7. Despus de todo el procedimiento se empieza a sacar datos de molde
8. Realizar los clculos
CALCULOS
ENSAYO DEL CBR
NTP 339.145:1999 DETERMINACIN DE CBR MEDIDO EN MUESTRAS
COMPACTADAS EN EL LABORATORIO
Este ensayo de CBR sirve para saber la capacidad de soporte del suelo como la
vez este dato nos proporciona el CBR de la rasante
Es uno de los ensayos ms importantes para un diseo de pavimentos
Este mtodo de ensayo comprende la determinacin dela SUB-RAZANTE DE
PAVIMENTOS, BASE
EQUIPOS Y MATERIIALES
Equipo de CBR
Molde de compactacin
Disco espaciador
Martillo de compactacin
Aparato para medir la expansin
Vstago de metal ajustable
Dial de deformacin
Trpode metlico
Pesos para la sobre carga
Mquina de compresin equipada con pisn de penetracin
Otras aparatos como papel filtro, balanza horno tamices
REQUISITOS DE LOS MATERIALES
Segn la norma tcnica CE. 010 pavimentos urbanos todos los materiales debern
cumplir los requerimientos que se dan a continuacin
Para la sub base
Como ya fue mencionado en el trabajo anterior se tomara una mescla de 70%
material de taparachi y 30 % de material de isla
Por la norma tcnica de pavimentos urbanos requerimiento granulomtrico
para sub base granular
Tamiz Porcentaje que pasa en peso
Gradacin
A
Gradacin B Gradacin C Gradacin D
50 mm(2) 100 100 --- ---
25 mm(1) --- 75 - 95 100 100
9.5 mm(3/8) 30 65 40 75 50 85 60 100
4.75mm(N4) 25 - 55 30 60 35 65 50 85
2.0 mm(N10) 15 - 40 20 45 25 50 40 70
4.25 mm(N40) 8 20 15 - 30 15 30 25 45
75 mm(N200) 2 - 8 5 - 15 5 15 8 - 15
La curva de gradacin A deber emplearse para zonas cuya altitud sea igual
o superior a los 3000msnm
Para nuestra mescla de canteras tenemos los siguientes datos
La clasificacin de suelos indica que es doble grava bien gradada con
contenido de limo GP-GM
Su humedad natural es de: 7.40%
Como se puede apreciar en la hoja anterior los valores para la gradacin A
estn dentro de los requerimientos de la norma
tamiz Porcentaje que pasa en peso
Gradacin A Mescla 70- 30 %
50 mm(2) 100
25 mm(1) ---
9.5 mm(3/8) 30 65 62.90
4.75mm(N4) 25 - 55 46.40
2.0 mm(N10) 15 - 40 31.83
4.25 mm(N40) 8 20 14.13
75mm(N200) 2 - 8 6.64
REQUERIMIENTO DE CALIDAD PARA SUB- BASE GRANULAR
Degaste de abrasin los ngeles norma tcnica especfica
ensayo norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
Abrasin los
ngeles
NTP 400. 019:2002 50 % mximo
Desgaste 21.83 %
En el ensayo de abrasin los ngeles el material que se requiere emplear
cumple de una manera eficiente el rango establecido
DETERMINACIN DEL CBR EN LABORATORIO
ensayo norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
CBR de
laboratorio
NTP 339. 145:1999 30 40 % mnimo
CBR para la sub base 74%
DETERMINACIN DEL LMITE LQUIDO
ensayo norma Requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
Limite liquido NTP 339. 129:1998 25% mximo
Limite liquido de la sub base 25.25%
ensayo norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
ndice de
plasticidad
NTP 339. 129:1998 6 % mximo 4 %mximo
ndice de plasticidad de sub base 25.25%
Equivalente de arenas
ensayo norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
Equivalente de
arenas
NTP 339. 146:2000 25% mnimo 35% mnimo
Equivalente de arenas 41,5 %
OBSERVACIN:
Como se puede apreciar todos los resultados estn dentro de los parmetros
requeridos para la conformacin de una sub base granular con una pequea
deferencia en el lmite liquido el cual tomaremos con irrelevante
PARA LA BASE
SE TOMARA UNA MESCLA DE 40% TAPARACHI Y 60 % ISLA
Tamiz Porcentaje que pasa en peso
Gradacin
A
Gradacin B Gradacin C Gradacin D
50 mm(2) 100 100 --- ---
25 mm(1) --- 75 - 95 100 100
9.5 mm(3/8) 30 65 40 75 50 - 85 60 100
4.75mm(N4) 25 - 55 30 60 35 65 50 85
2.0 mm(N10) 15 - 40 20 45 25 50 40 70
4.25 mm(N40) 8 20 15 - 30 15 30 25 45
75 mm(N200) 2 - 8 5 - 15 5 - 15 8 - 15
Como en el caso anterior se tomara la gradacin A para a ms de 3000msnm
Anlisis granulomtrico del material a usar en la base
La clasificacin de suelos es una grava bien gradada con contenido de limos
GP-GM
Con un contenido de humedad de: 7. 56%
tamiz Porcentaje que pasa en peso
Gradacin A Mescla 70- 30
%
50 mm(2) 100 100
25 mm(1) --- ---
9.5 mm(3/8) 30 65 62.10
4.75mm(N4) 25 - 55 46.00
2.0 mm(N10) 15 - 40 32.81
4.25 mm(N40) 8 20 14.69
75mm(N200) 2-8 5.43
Requerimientos del agregado grueso de base granular
Determinacin de abrasin los ngeles
ensayo norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
Abrasin los
ngeles
NTP 400. 019:2002 40 % mximo
Desgaste 23.57 %
DETERMINACIN DE LAS SALES SOLUBLES
ensayo norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
Sales solubles NTP 339.016:2002 0.5% mximo
Sales solubles totales 0.17 %
Requerimientos del agregado fino para base granular
Determinacin lmites de consistencia
ensayo Norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
ndice plstico NTP 339.129:1998 4% mximo 2% maximo
ndice plastico NP
Determinado el equivalente de arenas
ensayo norma requerimientos
< 3000 msnm >3000 msnm
Equivalente de
arenas
NTP 339. 146:2000 35% mnimo 45% mnimo
Equivalente de arenas 52.1%
DETERMINACIN DEL PROCTOR MODIFICADO
Determinacin del CBR
Valor
relativo de soporte, CBR NPT 339,145:1999
Vas locales y colectoras Mnimo 80%
Vas arteriales y expresas Mnimo 100
Para la base va local CBR 90.2%
Cumple con el parmetro establecido por la norma
DETERMINACIN DEL COEFICIENTE DE DRENAJE
Para la zona de Juliaca llueve 4 mese lo que viene a ser un 42% del ao
entonces en la siguiente tabla
% de tiempo en que la estructura del pavimento es expuesta al nivel de humedad prxima a la saturacin
Calidad de drenaje
Menos que 1%
1 -5% 5-25% Mayor que 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
Pobre 1.15 - 1.05 1.05 - 0.8 0.80 0.60 0.60
Muy pobre 1.05 0.95 0.95 0.75 0.75 0.40 0.40
La calidad del drenaje en la zona consideraremos buena entonces nuestro
sera de 1.00
ESTUDIOS HIDRULICOS
CUNETAS
Se ha propuesto prever cunetas en ambos extremos de la va
Las cunetas sern triangulares de 0.4 X 0.22 m y el tipo de revestimiento ser de
concreto simple; descargando los caudales transportados a las cunetas
perpendiculares que se encuentran en el inicio y fin de la va a asfalta.
DISEO DE CUNETAS
Para el diseo de cunetas en el presente proyecto hemos tenido las siguientes
consideraciones:
MATERIAL Las cunetas proyectadas irn en los extremos de la via siendo la eleccin
de su revestimiento de concreto simple
PENDIENTE
Para nuestro tramo de va asumiremos una pendiente de 1%
REALIZANDO LOS CALCULOS:
Determinado el caudal de diseo para la va
Q=CIA
DONDE:
C=coeficiente de escorrentas
Para calzadas afirmadas (0.5)
I=intensidad
De los valores registrados en la estacin Juliaca, se observa que el mximo
de 71.6mm/h
i=0.00002m/seg
A=area
Para la calzada 6m x 180m= 1080m2
Q=0.5x0.00002x1080
Q=0.011m3/seg
Por la ecuacin de mannig
A x R2/3 x s1/2
| Q= -----------------
n Por mxima eficiencia hidrulica.
S=0.01
Eligiendo una seccin
1
=
0.22
1
z=4.55
A=
A=4.55
2 2 = 2.282
P= ( + + )
P= (12 + 4.552 + 1) = 3.49y
R=
R= 2.282
3.49=0.65y
Q= 2.282(0.65)
230.010.5
0.017
Material N
terrenos en tierra 0.025
concreto 0.017
mampostera de piedra 0.025
n tirante(m) caudalcaudal3/s)
1 0.031 0.0009
2 0.032 0.0102
3 0.033 0.0108
4 0.034 0.0115 5 0.035 0.0122
Como se puede apreciar el caudal Max que soportara la cuneta ser con un
tirante de 0.034 m la cuneta escogida ser apropiada para esta va
INTRODUCCIN El estudio de trfico nos proporciona una estadstica de trnsito existente en determinado sector de carretera con la cual se podr efectuar la decisin prioritaria para el estudio del presente Expediente Tcnico del diseo de un pavimento flexible en el jirn apolo 11 El conteo de trfico para tener una estadstica real del volumen de trnsito vehicular diario que pasan por un punto predeterminado de acuerdo a la clasificacin segn su capacidad de carga.
TRNSITO (DEMANDA)
Probablemente, la variable ms importante en el diseo de una va es el trnsito, pues, si bien el volumen y dimensiones de los vehculos influyen en su diseo geomtrico, el nmero y el peso de los ejes de stos son factores determinantes en el diseo de la estructura del pavimento. La demanda o volumen de trfico (IMDA TPD), requiere ser expresado en trminos de Ejes Equivalentes acumulados para el periodo de diseo. Un eje equivalente (EE) equivale al efecto de deterioro causado sobre el pavimento, por un eje simple de dos ruedas cargado con 8.2 ton de peso, con neumticos con presin de 80 lb. /pulg2.
AFORO VEHICULAR El aforo vehicular se realiz en una semana en dos turnos, uno en la maana desde las 9 am hasta las 12 m y otro de tarde desde las 3pm hasta las 6 pm pudiendo notar que la mayor parte de vehculos que pasan por esta va son de carcter ligero (autos camionetas y combis) Las cantidad de vehculos aforada servir para la determinacin del TPS (transito promedio semanal) el cual proporcionara el dato necesario para poder determinar el ESAL de diseo as como las tasas de crecimiento y proyeccin
CALCULO DEL TPD Del aforo realizado en la zona de estudio de la va, durante el periodo 01 semana (7 das ), se obtuvo los siguientes resultados:
Determinacin de la tasa de crecimiento anual (r) Es la correlacin dinmica de crecimiento socio econmico, esta visto que Juliaca
por su ubicacin geografa es un centro de comercio con un gran crecimiento tanto
econmico como poblacional, por otro lado la zona no est completamente
saturada ya que nos es una va que se encuentra por el centro de la ciudad as
tambin quizs nos sea una va tan importante para que atraiga el trafico hacia una
avenida principal y la verdad la zona tampoco propicia un alto crecimiento con
todas estas referencias podemos asumir del siguiente cuadro:
CASO TASA DE CRECIMIENTO
Crecimiento Normal 1% al 3%
Vas completamente saturadas
0% al 1%
Con trafico inducido 4% al 5%
Alto crecimiento mayor al 5%
Debido a las condiciones ya descritas nuestra tasa de crecimiento anual ser de
carcter normal valores entre 1% a 3% de los cuales asumiremos un valor de 3%
PERIODO DE DISEO
El mtodo AASTHO disea los pavimentos por fatiga. La fatiga se entiende como el nmero de repeticiones ciclos de carga que actan sobre un elemento determinado. Al establecer una vida til de diseo, en realidad lo que se est haciendo es tratar de estimar, en un periodo de tiempo, el nmero de repeticiones de carga a las que estar sometido el pavimento. Es un dato que el proyectista asumir segn a su criterio pero en este caso el dato lo deduciremos de la siguiente tabla:
TIPO DE VIA PERIODO DE DISEO
Autopista Regional
20 -40 aos
Troncales Sub urbanas
15 - 30 aos
Troncales Rurales
Colectora Sub Urbanas
10 - 20 aos
Colectoras Rurales
Para el caso de nuestro pavimento como es una va colectora asumiremos un
periodo de diseo de 20 aos
Determinacin de la confiabilidad de la va
Se denomina confiabilidad (R%) a la probabilidad de que un pavimento rigido desarrolle su funcin durante su vida til en condiciones adecuadas para su operacin. Tambin se puede entender a la confiabilidad como un factor de seguridad, de ah que su uso se debe al mejor de los criterios.
La confiabilidad para el caso de nuestra va lo tomaremos de la siguiente tabla:
como consideramos una va colectora urbana un nivel de confiabilidad de 95
Entonces la desviacin estndar estar dada por la siguiente tabla:
Confiabilidad R (%) Desviac. Estan. (Zr)
50 0.000
60 -0.253
70 -0.524
75 -0.674
80 -0.841
85 -1.037
90 -1.282
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
DETERMINACIN SERVICIABILIDAD ( PSI):
La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de trfico (autos y camiones) que circulan en la va. La medida primaria de la serviciabilidad es el ndice de Serviciabilidad Presente. El procedimiento de diseo AASHTO predice el porcentaje de perdida de seviciabilidad ( PSI) para varios niveles de trfico y cargas de ejes.
INDICE DE SERVICIO
CALIFICACION
5 Excelente
4 Muy bueno
3 Bueno
2 Regular
1 Malo
0 Intransitable
Como el ndice de serviciabilidad final de un pavimento es el valor ms bajo de deterioro a que puede llegar el mismo, se sugiere que para carreteras de primer orden (de mayor trnsito) este valor sea de 2.5 y para vas menos importantes sea de 2.0; para el valor del ndice de serviciabilidad inicial la AASTHO lleg a un valor de 4.5 para pavimentos de concreto y 4.2 para pavimentos de asfalto. Para este caso asumiremos un valor de serviciablidad de 3.
CON LOS DATOS OBTENIDOS SERA HARA EL DISEO DE
PAVIMENTOS
El diseo del pavimento lo haremos siguiendo la base de un ejercicio realizado en
el saln de clase
Los datos extrados de todos los estudios son:
Periodo de diseo: 20 aos
Transito promedio diario TPD: 78 veh
Tasa de crecimiento anual: 3%
Confiabilidad: 95%
Desviacin estndar:3.5
CBR de la sub-rasante: 10.4%
CBR de la sub-base: 74%
CBR de la base: 90.2
Para un concreto asfaltico se estima su mdulo de elasticidad del concreto
de 25000 kg/cm2 (350000 PSI)
La relacin de drenaje ser de = 1.00
PSI=3
CALCULOS
1.-clculo del factor camin (F.C.)
Para vehculos ligeros( camionetas, autos, combis) el factor camin ser de 0.001
Para nuestro B-2 por la tabla: 7 toneladas eje delantero 11 toneladas
B-2
Transformando de toneladas a KN
7000 kg x 9.81= 68670N =====> 68 KN
11000KG x 9.81=107910=====>107KN
Segn la tabla 6.1: factores de equivalencia de carga
Debemos de obtener los valores de equivalencia de carga de 68 KN y 107KN
Iterando valores para 68KN
Carga bruta por eje
KN
Factores de equivalencia de carga
Eje simple Eje tndem Eje tridem
62.3 0.360 0.022 0.006
68 0.528 -- --
71.2 0.623 0.047 0.011
Iterando valores para 107 KN
Carga bruta por eje
KN
Factores de equivalencia de carga
Eje simple Eje tndem Eje tridem
106.8 3.03 0.260 0.057
107 3.25 -- --
115.6 4.09 0.364 0.080
Factor camin para un B-2:
0.528+3.25=3.78
Para nuestro C-2 por la tabla: 7 toneladas eje delantero, 11
toneladas 1er eje
Transformando de toneladas a KN
7000 kg x 9.81= 68670N =====> 68 KN
11000KG x 9.81=107910=====>107KN
Segn la tabla 6.1: factores de equivalencia de carga
Debemos de obtener los valores de equivalencia de carga de 68 KN y 107KN
Iterando valores para 68KN
Carga bruta por eje
KN
Factores de equivalencia de carga
Eje simple Eje tndem Eje tridem
62.3 0.360 0.022 0.006
68 0.528 -- --
71.2 0.623 0.047 0.011
Iterando valores para 107 KN
Carga bruta por eje
KN
Factores de equivalencia de carga
Eje simple Eje tndem Eje tridem
106.8 3.03 0.260 0.057
107 3.25 -- --
115.6 4.09 0.364 0.080
Factor camin para un C-2:
0.528+3.25=3.78
Factor camin total
Tipo de
vehculos
Veh/dia Veh/ao Factor
camion
Autos y
combis
66 24090 0.001
C-2 8 2920 3.78
B-2 8 2920 3.78
total 7.56
Determinacin del ESAL de diseo
ESAL= TPD x
100 x
100 x 365 x
(1+) 1
ln (1+) x FC
ESAL= 78 x50
100 x
50
100 x 365 x
(1+0.03)20 1
ln (1+0.03) x 7.56
ESAL=1.5 x 106
Determinacin del mdulo de resilencia de la sub rasante
MR=100 x CBR (Kg/cm2)
MR=1500 x CBR (lb/pulg2)
Para nuestro caso asumimos las segunda ecuacin
MR=1500 x 10.4 15600(Kg/cm2)
Determinacin de los mdulos de resilentes de la base
De la
Grfica obtenemos
MR=29000 PSI
a 2= 0.138
Determinacin del mdulo de resilente y el valor a3
De la grfica obtenemos
MR= 27500 PSI
a 3=0.128
Determinacin del SN o volumen estructural del pavimento
capa confiabilidad Desviacin
estndar
ESAL
de
diseo
Mdulo
de
resilencia
SN a
1.Subrasante 95% 0.35 1.5
x106
15600 3.20 0.39
2.base 95% 0.35 1.5
x106
29000 2.45 0.138
3.subbase 95% 0.35 1.5
x106
27500 2.5 0.128
Determinacin de los espesores de las capas del asfalto
Calculo del D1
D1=1
1
D1=320
0.39
D1= 8.21
Esta capa tiene valores que oscilan de 2 a 3
Nosotros asumiremos un valor de 3 pulgadas
SN1corr= 3 x 0.39
SN1corr=1.17
Calculo del D2
SN base = SN subbase SN corr
SN base = 2.5 1.17
SN base =1.33
D2=
21
D2=1.33
0.1381
D2=9.63 pulgadas
Los valores de la capa deben estar entre 20 a 25 cm
Entonces el valor es aceptado, por lo cual nuestra capa ser
de 25 cm o 9.8 pulgadas
Calculo del D3
SN subbase = SN subrasante SN1corr- SN base
SN subbase = 3.20 1.17 -1.33
SN subbase=0.70
D2=
31
D2=0.70
0.1281
D2=5.47
Como se encuentra fuera del rango de 20 a 25 cm
consideraremos 8 pulgadas
EL DISEO DEL PAVIMENTO QUEDARA;