CONSTRUCCIONES ESPECIALESCONSTRUCCIN DE OBRAS VIALES EN LA SIERRA

INTRODUCCIN

En el Per, por su ubicacin geogrfica, tiene una gran variedad de relieves y que por su perfil altitudinal ha dado origen a tres regiones claramente diferenciadas: Costa, Sierra y Selva.La Sierra es considerada la despensa alimentaria de pas, en donde se producen la mayora de los productos agrcolas que son trasportados a la costa y selva, en este sentido, adems se aade, que es donde se encuentran ubicados los ms importantes yacimientos mineros del pas.En base a lo anteriormente expuesto, se ha visto la necesidad y reconocido, la importancia de crear obras viales que faciliten el acceso a esta regin. A lo largo de nuestra historia se han buscado las maneras seguras de crear vas de comunicacin mediante obras de infraestructura como carreteras, puentes, tneles, vas frreas, etc.Dado el suelo agreste que presenta la sierra, es todo un reto llevar a cabo los diferentes trabajos que se requieren para poder crear una obra vial de cualquier tipo, como por ejemplo el acceso de maquinaria a la zona de trabajo, el abastecimiento del material, la movilizacin de los recursos humanos, etc.El presente trabajo pretende informar acerca de los diferentes procedimientos que se puedan ejecutar en la construccin de las diferentes obras viales en la sierra.

NDICEI. ESTUDIOS PRELIMINARES. . . . . . . . . . . . . . . . 31.1. Topografa y Georreferenciacin. . . . . . . . . . . . . . . . 31.2. Estudio de Suelos. . . . . . . . . . . . . . . . 31.3. Planes de Desvo, Sealizacin y Seguridad vial. . . . . . . . . . . . . . . . 4

II. MOVIMIENTO DE TIERRAS. . . . . . . . . . . . . . . . 42.1. Limpieza, Cortes y Rellenos. . . . . . . . . . . . . . . . 42.2. Voladura en zonas rocosas. . . . . . . . . . . . . . . . 52.3. Extraccin y movilizacin de material de canteras. . . . . . . . . . . . . . . . 6

III. TRABAJOS PARA SUB BASES Y BASES. . . . . . . . . . . . . . . . 73.1. Descripcin de Actividades. . . . . . . . . . . . . . . . 7

IV. PAVIMENTO ASFLTICO. . . . . . . . . . . . . . . . 84.1. Imprimacin Asfltica. . . . . . . . . . . . . . . . 94.2. Riego de Liga. . . . . . . . . . . . . . . . 94.3. Tratamientos Superficiales. . . . . . . . . . . . . . . . 104.4. Sello de Arena Asfalto. . . . . . . . . . . . . . . . 104.5. Lechada Asfltica. . . . . . . . . . . . . . . . 104.6. Pavimento de Concreto Asfltico Caliente. . . . . . . . . . . . . . . . 104.7. Cemento Asfltico. . . . . . . . . . . . . . . . 114.8. Emulsin Asfltica. . . . . . . . . . . . . . . . 114.9. Asfaltos Diluidos (Cut Back). . . . . . . . . . . . . . . . 114.10. Filler o Relleno Mineral. . . . . . . . . . . . . . . . 114.11. Mejoradores de Adherencia. . . . . . . . . . . . . . . . 11

V. ESTABILIZACIN DE TALUDES. . . . . . . . . . . . . . . . 125.1. Muro de Contencin. . . . . . . . . . . . . . . . 125.2. Lanzamiento de Concreto. . . . . . . . . . . . . . . . 125.3. Muros Pantalla. . . . . . . . . . . . . . . . 135.4. Reforestacin. . . . . . . . . . . . . . . . 135.5. Gaviones. . . . . . . . . . . . . . . . 13

VI. OBRAS DE ARTE Y DRENAJE. . . . . . . . . . . . . . . . 14

VII. CONCLUSIONES. . . . . . . . . . . . . . . . 15

I. ESTUDIOS PRELIMINARESAntes del inicio de un proyecto vial se deben ejecutar diferentes estudios, que si bien es cierto no estn directamente relacionados con la construccin en s, pero deben ser ejecutados durante la ejecucin del proyecto.

1.1. Topografa y Georreferenciacin.Como se sabe, la topografa es la ciencia que estudia el conjunto de principios y procedimientos que tienen por objeto la representacin grfica de la superficie terrestre, con sus formas y detalles; tanto naturales como artificiales, del mismo modo, la georreferenciacin es la tcnica de posicionamiento espacial de una entidad en una localizacin geogrfica nica y bien definida en un sistema de coordenadas, en otras palabras, los trabajos ejecutados en este punto ayudarn a reconocer el terreno y tomar una mejor decisin para el trazado del eje vial y ubicacin del campamento base de ser necesario.

Fig. 01Trabajos topogrficos

1.2. Estudio de suelosPor lo general el estudio de suelos se hace mediante el procedimiento de calicatas, los cuales nos darn un adecuado perfil estratigrfico de suelo por donde se encuentra el eje vial y se determinarn los diferentes tipos de materiales por lo que estn compuesto, en tal sentido esta informacin ayudara a determinar la maquinaria y equipo y los recursos humanos a emplear.

Fig. 02Calicata para estudio de suelos

1.3. Planes de desvo, sealizacin y seguridad vialFrente a una ampliacin o una nueva construccin de una carretera es necesaria una sealizacin adecuada de tal manera que no interrumpa el trfico normal y no se vea interrumpido.

Fig. 03Sealizacin vial1.4. II. MOVIMIENTO DE TIERRAS2.1. Limpieza, Cortes y RellenosDentro de la preparacin de la zona a trabajar existen varios trabajos a ejecutar, los cuales mencionamos a continuacin: Desbroce y Limpieza Demolicin y Remocin Excavacin para Explanaciones Remocin de Derrumbes Terraplenes Mejoramiento de suelos a nivel de Sub rasanteDe los anteriores mencionados es necesario definir que el terrapln es un material de relleno puesto sobre el terreno con la finalidad de levantar su nivel y obtener una plano de apoyo adecuado para ejecutar la obra. Las partes de un terrapln estn dadas por: Coronacin, ncleo, espaldn y cimiento. Para la ejecucin del terrapln se ejecutan tres etapas bien diferenciadas:El extendido, que consiste en extender el material de prstamo en capas de 15 a 20 cm normalmente cuando se trata de suelos finos y secos y en 20 a 40 cm cuando se trata de suelos granulares o hmedos.Humectacin o desecacin, una vez extendida la capa de terreno, se procede a acondicionar la humedad del suelo. Este proceso es importante ya que cumple una doble funcin: Asegura una ptima compactacin del material, asegurando la suficiente resistencia y reduciendo los posteriores asentamientos del terrapln y evita que las variaciones de humedad que se produzcan despus de la construccin provoquen cambios excesivos de volumen en el suelo, ocasionando daos y deformaciones en la carpeta de rodadura. Suele tomarse como humedad de referencia la determinada en el ensayo de proctor Normal o modificado. Compactacin, efectuada la humectacin se procede a la compactacin, cuyo objetivo es el de aumentar la estabilidad y resistencia mecnica del terraplen, la que se consigue comunicando energa de vibracin a las partculas que conforman el suelo, produciendo una reordenacin de estas, que adoptarn una configuracin energticamente ms estable. En trminos ms explcitos, la compactacin trata de forzar el asiento prematuro del terrapln para que las deformaciones durante la vida til de la carretera sean menores, ya que cuanto ms compacto est un suelo, ms difcil ser volverlo a compactar. La calidad de la compactacin suele referirse a la densidad mxima obtenida en el ensayo Proctor. En cimientos y ncleos se exigen densidades de al menos el 95% del Proctor Normal, mientras que en la coronacin, la densidad obtenida debe superar el 100% de la obtenida en dio ensayo.

Fig. 04Carretera sobre terrapln con muro de contencin

2.2. Voladura en zonas rocosasDada la compleja configuracin del relieve andino, a veces es necesario el movimiento de tierras mediante el uso de explosivos, ya sea para hacer un corte a la ladera y formar un talud para el camino o atravesar un cerro para lograr dar continuidad al trazo de la carretera.

Fig. 05Obtencin de paso mediante voladura

Fig. 06Abertura en macizo rocoso (tnel)

2.3. Extraccin y movilizacin de material de canterasEn esta etapa, aunque el terraplen es ejecutado en base a la compactacin del material de prstamo, aqu se menciona que el material de prstamo en general puede ser extrado y movilizado desde una cantera, segn las condiciones que presente el terreno natural, por lo general el terreno o suelo extrado puede ser usado para la construccin de la obra vial, sin embargo si el suelo no tiene las propiedades adecuadas, es necesario obtener material de prstamo adicional previo a la conformacin del terraplen, en este sentido la explotacin de una cantera cercana a la zona es de vital importancia.Esta operacin deber contar como mnimo con la siguiente maquinaria: Cargador frontal Excavadora Volquete Chancadora Zaranda Faja transportadora

Fig. 07Cantera: Cargador frontal, excavadora, chancadora y faja transportadora

Fig. 08Transporte y colocacin de material de prstamo

III. TRABAJOS PARA SUB BASES Y BASESLas actividades o partidas sealadas a continuacin presentan las disposiciones que son generales a los trabajos sobre afirmados, sub bases granulares y estabilizadas, siendo estas: Capa Anticontaminante Afirmado Sub Base Granular Base Granular Suelo Estabilizado con Cemento Portland Suelo Estabilizado con Cal Suelo Estabilizado con compuestos Multienzimticos OrgnicosPara la conformacin de estas estructuras los materiales a utilizarse son agregados naturales procedentes de los excedentes de las excavaciones efectuadas en la va o de canteras clasificadas y aprobadas por el proyectista y Entidad, las mismas que podrn requerir de procesos de trituracin mecnica (rocas y gravas)

3.1. Descripcin de las actividadesCapa Anticontaminante, determina a la capa de arena que se coloca sobre la subrasantes de material fino como arcillosas, limosas, hmedas o susceptibles de humedecimiento para impedir la intrusin de materiales inadecuados que puedan contaminar las capas superiores de la estructura del pavimento

Afirmado, se utilizar en carreteras que no van a llevar otras capas de pavimento. Los trabajos comprendidos para la realizacin de esta partida consisten en el suministro, transporte, colocacin y compactacin de los materiales de afirmado sobre la sub rasante terminada. Sub base Granular, consiste en el suministro, transporte, colocacin y compactacin de material de sub-base granular sobre una superficie preparada, en una o varias capas. En lo correspondiente al tema ambiental, se observan los procesos del suministro, transporte, colocacin y compactacin de material de sub-base granular, ello por los posibles impactos ambientales referidos a la emisin de partculas en suspensin, ruido, emisin de gases de los equipos y otras contaminaciones derivadas del uso de maquinaria pesada. Tambin se tiene atencin al proceso de combinacin del material de ser requerido por el proyecto, el mismo que pudiera ser mediante la utilizacin de plantas dosificadoras con el uso de cargadores u equipos similares.

Base Granular, consiste en el suministro, transporte, colocacin y compactacin de material de base granular sobre una sub-base, afirmado o sub-rasante, en una o varias capas. Para la elaboracin de la base se podra efectuar en planta, utilizando para ello dosificadoras de suelo o con el uso de cargadores u equipos similares. Para el trabajo de extendido de dicha base, se utilizaran equipos como una terminadora mecnica o una motoniveladora.

Suelo estabilizado con cemento portland, Consiste en la construccin de una capa, constituida por material natural o por material de prstamo estabilizado con cemento Portland, material colocado en los espesores sealados por el proyectista.

Suelo estabilizado con Cal, Consiste en la construccin de una o ms capas constituidas por material natural o por material de prstamo mezclados con cal y agua. Como todo proyecto o mezcla de obra, las proporciones son determinadas por el proyectista. Una de las consideraciones importantes para este tipo de suelo estabilizado, es que los suelos que se usan deben estar limpios y no deben de tener ms de tres por ciento (3%) de su peso en materia orgnica, el tamao mximo del agregado que tenga el suelo no debe ser mayor a 1/3 de la capa compactada del suelo. Asimismo, la fraccin del suelo que pasa la Malla N 40 debe tener un ndice de Plasticidad comprendido entre 10% y 50%.

Suelo estabilizado con Compuestos Multienzimticos Orgnicos, Consiste en la construccin de una capa constituida por material de prstamo seleccionado o resultante de la escarificacin de la capa superficial existente, o una mezcla de ambos, estabilizndolos con compuestos multienzimticos orgnicos. Los materiales por estabilizar podrn ser triturados, clasificados o una mezcla de ambos y debern estar exentos de materia orgnica y cualquier otra sustancia perjudicial.

IV. PAVIMENTO ASFLTICOA continuacin detallaremos las actividades a realizar sobre la preparacin del concreto asfltico, desde su trasporte, hasta la disposicin de sus desechos, siendo las actividades principales las siguientes: Imprimacin Asfltica Riego de Liga Tratamientos Superficiales Sello de Arena - Asfalto Lechada Asfltica Pavimento de Concreto Asfltico Caliente Cemento Asfltico Emulsin Asfltica Asfaltos Diluidos (Cut Back) Filler o Relleno Mineral Mejoradores de Adherencia

4.1. Imprimacin Asfltica, Corresponde al suministro y aplicacin de material bituminoso a una base o capa del camino, preparada con anterioridad, lo que significa la incorporacin de asfalto a la superficie de una Base, a fin de prepararla para recibir una capa de pavimento asfltico.El material bituminoso a que se refiere esta partida son las emulsiones asflticas de curado rpido (CRS-1, CRS-2) diluido con agua y tambin considera al asfalto lquido de grados MC-30, MC-70 o MC-250.Para la ejecucin de los trabajos de esta partida se requerira de equipos de limpieza conformados por una barredora mecnica y/o una sopladora mecnica, compresoras y carro tanques irrigadores de agua y asfalto.

Fig. 09Imprimacin asfltica

4.2. Riego de Liga, Corresponde a los trabajos a efectuarse para la aplicacin del material de adherencia entre la superficie bituminosa o de concreto de cemento portland y la capa bituminosa superior. El material de liga debe ser muy delgado y debe cubrir uniformemente el rea hacer pavimentada. Los materiales considerados para el riego de liga es el cemento asfltico 40/50; 60/70; 85/100 o 120/150 y la emulsin catinica de rotura rpida CRS-1 o CRS-2.

Fig. 10Riego de liga4.3. Tratamientos Superficiales, Consiste en la ejecucin de una capa o de capas mltiples de tratamiento asfltico. Los tratamientos a los que hace referencia esta partida comprenden en el caso de un tratamiento simple la aplicacin inicial de un revestimiento de imprimacin, un revestimiento de liga y un revestimiento de agregado ptreo. Para los casos de tratamientos mltiples se repite la aplicacin de un revestimiento de liga y un revestimiento de agregado ptreo, para cada una de las capas a ser aplicadas.

4.4. Sello de Arena Asfalto, Consiste en la aplicacin de un material bituminoso sobre la superficie de un pavimento existente, seguida por la extensin y compactacin de una capa de arena.

4.5. Lechada Asfltica, Consiste en la elaboracin de una mezcla de agregados ptreos, agua, emulsin asfltica, polvo mineral y, eventualmente, aditivos, y su posterior aplicacin sobre la superficie de una va.

Fig. 11Aplicacin de lechada asfltica4.6. Pavimento de Concreto Asfltico Caliente, Consiste en los trabajos de colocacin de una capa asfltica bituminosa fabricada en caliente y, construida sobre una superficie debidamente preparada e imprimada. Estas mezclas bituminosas para empleo en pavimentacin en caliente se compondrn de agregados minerales gruesos, finos, filler mineral y material bituminoso. Las mezclas podrn ser del tipo asfaltico normal (MAC) y Superpave Nivel 1.Los equipos a ser requeridos para la ejecucin de esta partida estaran conformados por la planta de trituracin que est conformada de una trituradora primaria y una secundaria obligatoriamente. Una terciaria siempre y cuando se requiera. Se deber incluir tambin una clasificadora y un equipo de lavado. Adems de una planta mezcladora de tipo continuo o discontinuo, capaces de manejar simultneamente en fro el nmero de agregados que exija la frmula de trabajo adoptada, pudiendo ser plantas del tipo tambor secador-mezclador. Las plantas que no sean del tipo tambor secador-mezclador, estarn dotadas, as mismo, de un sistema de clasificacin de los agregados en caliente, de capacidad adecuada a la produccin del mezclador, en un nmero de fracciones no inferior a tres (3) y de tolvas de almacenamiento. Tambin las instalaciones de tipo discontinuo debern estar provistas de dispositivos de dosificacin por peso cuya exactitud sea superior al medio por ciento y las instalaciones de tipo continuo, el mezclador ser de ejes gemelos.Adems, los equipos para la extensin y terminacin de las mezclas densas en caliente ser una pavimentadora autopropulsada, adecuada para extender y terminar la mezcla con un mnimo de pre compactacin, la misma que deber estar equipada con un vibrador y un distribuidor de tornillo sinfn, de tipo reversible, capacitado para colocar la mezcla uniformemente por delante de los enrasadores. Para la compactacin se utilizarn rodillos autopropulsados de cilindros metlicos, estticos o vibratorios, triciclos o tndem y de neumticos.Las consideraciones ambientales para las plantas a montarse en obra se sealan para la planta de trituracin, la obligatoriedad de la provisin de los filtros para prevenir la contaminacin del aire. Para la planta mezcladora adems de las consideraciones para prevenir la contaminacin del aire, se exige los medios para prevenir el vertido de lodos a cauces de agua o instalaciones sanitarias.

Fig. 12Compactacin del asfalto

4.7. Cemento Asfltico, Se refiere exclusivamente al suministro de cemento asfltico en el sitio de colocacin. Por consideraciones de seguridad y medio ambientales, debido a que este material durante su p1roceso de calentamiento genera emisiones de vapores, se recomienda ubicar los tanques que contienen dichos elementos en zonas alejadas de centros urbanos o asentamientos humanos con el propsito de que dichas emisiones no afecten la salud de las personas.

4.8. Emulsin Asfltico, Al igual que la partida anterior, se refiere al suministro de una emulsin asfltica, del tipo y caractersticas de rotura apropiados, en el sitio de ejecucin de riegos de imprimacin y liga, sellos de arena-asfalto, tratamientos superficiales y lechadas asflticas.

4.9. Asfaltos Diluidos (Cut Back), Se refiere exclusivamente al suministro de un asfalto diluido del tipo y caractersticas apropiadas en el sitio de aplicacin de riegos de imprimacin y tratamientos superficiales.

4.10. Filler o Relleno Mineral, Se refiere a la utilizacin de un relleno mineral en las mezclas asflticas preparadas y distribuidas en caliente. Deja en constancia la preferencia de la Cal Hidratada como mejorador de adherencia, pudindose utilizar tambin polvo calcreo procedente de trituracin de rocas.4.11. Mejoradores de Adherencia, Se refiere exclusivamente al suministro de mejoradores de adherencia en el sitio de colocacin de tratamientos o mezclas asflticas. Los mejoradores de adherencia entre los productos bituminosos y los agregados ptreos pueden ser aditivos producidos comercialmente de calidad certificada, cenizas (AASHTO M 295), Cal (AASHTO M 303) y Base tipo amina.

V. ESTABILIZACIN DE TALUDESPor lo general con la finalidad de ganar terreno debido a que el camino es muy accidentado y con quebradas que impiden un adecuado ensanchamiento de la va, es necesario recurrir a hacer cortes en las laderas colindantes al terreno, por lo general cuando el tipo de suelo a cortar es rocoso no requiere mayores trabajos de estabilidad de taludes, por el contrario, si se tiene un talud con material suelto o tipo de suelo blando, es necesario recurrir a estabilizar el terreno con la finalidad de evitar deslizamientos que obstaculicen el trnsito en el futuro, por consiguiente procederemos a enumerar las formas ms comunes de estabilizar el talud.5.1. Muro de Contencin, generalmente usados para confinar el material de relleno del terraplen frentes el borde la ladera del camino.

Fig. 13Muro de contencin construido antes del relleno5.2. Lanzamiento de concreto, por lo general aplicado sobre suelos sueltos u no muy blandos, mediante el lanzamiento de concreto sobre la superficie del talud donde previamente se ha instalado una malla de acero, se afirma la capa superficial que dar como resultado la compactacin y sostenimiento del suelo.

Fig. 14Lanzado de concreto5.3. Muros pantalla, los cuales sern vaciados y sostenidos mediante cables de anclaje fijados al terreno natural.

Fig. 15Muro pantalla5.4. Reforestacin, dependiendo la calidad del suelo y el grado de inclinacin del talud se proceder a estabilizar el talud mediante las races de la vegetacin puesta, a veces es necesario el uso de geomallas para asegurar a correcta estabilidad del talud mientras que la vegetacin logra desarrollarse lo suficiente.

Fig. 16Reforestacin de Taludes5.5. Gaviones, bloques de piedra confinados generalmente por mallas metlicas (tipo gallinero) apiladas una sobre otras que debido a su gran peso, trabajan como un muro de gravedad y al mismo tiempo permiten una buena evacuacin del agua debido a los vacos que tiene entre sus elementos, muy aparte del carcter ornamental que tiene.

Fig. 17GavionesVI. Obras de Arte y DrenajeLas obras arte y drenaje son elementosestructuralesque eliminan la posible inaccesibilidad de un camino provocada por el agua o la humedad. Los objetivos principales de estas estructuras son los siguientes: Dar salida al agua para que no se llegue a acumular en el camino. Evitar que el agua provoque daosestructurales.De la construccin de las obras de drenaje depender gran parte la vida til, la facilidad de acceso y la vida til del camino.Las obras de arte y drenaje sern de acuerdo a su ubicacin y pueden superficiales y transversales. Se construye sobre la superficie del camino o terreno, con funciones de captacin, salida, defensa y cruce, algunas obras cumplen con varias funciones al mismo tiempo: Cunetas Contra cunetas Bombeo Zampeados

Fig. 18CunetaY en los transversales, cuya finalidad es permitir el paso transversal del agua: Alcantarillas Bvedas

Fig. 19Alcantarilla

VII. CONCLUSIONES

El agreste relieve topogrfico de nuestra sierra, nos obliga a desarrollar carreteras donde priman las curvas y variaciones de pendiente longitudinal constante, sumado a ello la notable variacin de temperatura a la que estarn sometidas por lo que es indispensable el empleo de materiales adecuados as como de un asfalto resistente a dichos cambios. El constante flujo comercial tambin es un factor preponderante en el diseo as como el control constante del estado de la va. Dentro del proceso constructivo, la eleccin de las canteras as como la evaluacin de la potencia de las mismas y la distancia a la zona del trabajo son factores primordiales para el correcto desarrollo del proyecto. Por suerte la variedad geolgica del suelo andino facilita en la mayora de los casos este proceso. Finalmente otro factor preponderante en el desarrollo de proyectos viales es la temporalidad ya que no se pueden desarrollar estos proyectos durante pocas de lluvia (Diciembre a Marzo) dadas las grandes precipitaciones que se presentan en la sierra peruana.

Pgina 15 | 15