Mantenimiento Periódico de la Carretera Tantamayo - Carpa

ESTUDIO DE SUELOS Y CANTERAS PARA EL MANTENIMIENTO PERIODICO DE LA CARRETERA TANTAMAYO - CARPA

1.0 ANTECEDENTES El estudio de Canteras para el diseño de pavimentos (afirmado) se llevo a cabo para

la ejecución de la tercera etapa del proyecto de rehabilitación y mejoramiento de las

carreteras de la red vial.

Provias Descentralizado dentro del programa de caminos departamentales, tiene

considerado realizar el mantenimiento periódico de las vías departamentales, el cual

encarga a la Subgerencia de Estudios de Provias Descentralizado elaborar el

Expediente Técnico para el Mantenimiento periódico de la carretera Tantamayo –

Carpa comprendido entre los kilómetros 0+000 al 24+487; Provias Descentralizado a

su vez encarga la realización de los estudios de canteras las que serán usadas para

tal mantenimiento de la carretera.

2.0 OBJETIVO

El Objetivo del presente estudio de Ingeniería es la evaluación de los daños

presentados en la carretera, para lo cual se estudia el tipo de suelos y canteras con

las que realizará el mantenimiento, y de esta manera realizar el diseño de la capa de

rodamiento. El diseño se realiza con la finalidad de obtener una capacidad estructural

suficiente y adecuada para soportar las cargas actuantes y futuras proyectadas, con

una Serviciabilidad que brinde seguridad y confort, como también el mejorar las

condiciones de medio ambiente y vida del entorno de la zona en estudio.

3.0 UBICACIÓN El área de estudio se encuentra entre los distritos de Tantamayo y Carpa en la

Provincia de Huamalíes Departamento de Huanuco, se encuentra categorizada

como departamental en la ruta 102, la que interconecta a la ruta departamental N°

103 y nacional N° 3N.

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El acceso a la zona de estudio, es posible a través de dos vías, ingresando por la

ruta Nacional 3 N, Chiquian - La Unión – Puente Tingo Chico – Quivilla - Chavín de

Pariarca – Tantamayo .

4.0 ESTUDIO DE SUELOS.-

• METODOLOGIA

La metodología seguida para la ejecución del estudio comprendió básicamente en la

extracción de algunas muestras de suelos para reconocer y clasificar el material

obtención de muestras representativas, las que serán objetos de ensayos en

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.

A continuación se procede a describir el trabajo desarrollado correspondiente al

estudio de canteras para su uso como afirmado:

4.1 ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA El estudio de canteras y fuentes de agua se realizó con la finalidad de ver los

volúmenes totales de las canteras escogidas para el estudio, las que serán

explotadas y deberán satisfacer las necesidades de la carretera en mención tanto en

calidad y cantidad.

Las labores se inician con la ubicación de las canteras y fuentes de aguas a lo largo

del tramo en estudio. Ubicadas las canteras, se realizaron calicatas exploratorias de

las cuales se retiraron muestras representativas de las áreas correspondientes en

cantidades necesarias para ser estudiadas y procesadas en laboratorio.

De esta forma se llegaron a seleccionar los bancos de materiales mas adecuados.

Las selecciones se hicieron de acuerdo a la potencia disponible, características

geotécnicas adecuadas en relación a su uso, se tomo en cuenta la distancia del

área a ser explotada y costo del transporte. Los bancos de materiales que estaban

ubicados en áreas lejanas y tenían dificultad de acceso a la vía también fueron

descartadas.

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Los ensayos seguidos para la verificación de la calidad de los materiales fueron los

siguientes:

5.0 Ensayos de Laboratorio de Calidad de Canteras y Fuentes de Agua :

Para el estudio de canteras también realizaron muestreos para ser estudiadas, de las

cuales se realizaran los siguientes ensayos:

Canteras para Afirmado : • Análisis Granulométrico • Límite Líquido • Límite Plástico • Equivalente Arena • clasificación SUCS y AASHTO • C.B.R • Proctor modificado • Abrasión • Material que pasa Tamiz Nº 200 • Gravedad Específica del agregado Grueso

Calidad de Agregados para Concreto Portland • Análisis Granulométrico • Material que pasa Tamiz Nº 200 • Durabilidad del agregado fino y grueso • Equivalente Arena • Porcentajes de caras fracturadas • Partículas Planas y Alargadas • Abrasión • Impurezas orgánicas • Peso Unitario del agregado grueso y fino • Gravedad Especifica y Absorción – Fino y Grueso • Determinación cuantitativa de los Cloruros, Sulfatos • Modulo de Fineza • Sales solubles del agregado grueso • Materia orgánica de las arenas

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5.1 UBICACIÓN DE CANTERAS Para el Proyecto se ubicaron las Canteras que se indican a continuación.

progresiva (km)

Sector Volumen(m3)

7km antes del inicio del tramo

0+000

Pacharraga 10,000

8+780 8+780 7,000 14+700 14+700 10,000 22+840 22+840 8,000 23+640 23+640 6,000 24+500 24+500 10,100

6.0 TRABAJOS REALIZADAS EN GABINETE

Basado en la información obtenida en campo y los resultados de los ensayos en laboratorio, se efectuó la clasificación de suelos de los materiales mediante la clasificación SUCS y AASHTO. Los suelos presentes en la zona, son suelos compactos y semi compactos con presencia en algunas áreas de grava fina o presencia de roca en su totalizada. La humedad natural de zona es común por encontrarse en zona alta, además de contar con material arcilloso que no permite su drenabilidad propia el cual es demostrado con los ensayos presentados.

Progresiva Descripción del material Clasificación

0+050 Arenas limosas

SM

6+000 Arenas limosas

SM

18+000 Arenas limosas, Arenas Arcillosas mezclas

de arena con arcilla SM -SC

24+500 Arenas limosas, Arenas bien graduadas

con pocos o sin finos SM - GW

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ANÁLISIS DEL SUELO DE FUNDACIÓN - CBR

Para calcular la Capacidad de Soporte CBR (California Bearing Ratio), se han

efectuado los respectivos ensayos a las muestras representativas del suelo de

cimentación obteniendo un CBR de diseño de 15%, el cual será usado para el

diseño correspondiente.

7.0 ANALISIS DE TRÁFICO

DETERMINACIÓN DEL NUMERO DE REPETICIONES DE EJES STANDARD DE 8.2 TON PARA DISEÑO

Para el cálculo del Número de Repeticiones de ejes standard equivalente de 8.2 tn,

se emplea la siguiente expresión:

EAL(n años) = 365 x (IMD2E x F2E+IMD3E x F3E+IMDST x FST + IMDT x FT) [(1+i)^n -1]

2 i

Obteniendo un EAL, mediante el estudio de tráfico de:

progresiva (km) CBR%

00+050 10.3 06+000 13.2

18+000 18

24+500 21.4

EAL8.2 Tn = 1.1x 104

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7.1 METODOS DE CALCULO DE ESPESORES DE PAVIMENTO

METODO DEL CUERPO DE INGENIEROS DEL EJERCITO AMERICANO (USACE)

El procedimiento de este método se basa en ecuaciones que permiten determinar el espesor de material requerido sobre una capa o subrasante de un CBR conocido. El espesor del pavimento obtenido mediante este método es tal que permita un cierto números de repeticiones, antes que la estructura alcance una serviciabilidad baja. El diseño corresponde al gráfico “Curvas de Diseño de Espesores para Estructuras con y sin Tratamiento Bituminoso, según Análisis USACE·” que se adjunta. El CBR asumido es de 15, el cual será el que determina el espesor según este método.

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El espesor del afirmado según este método de diseño es de 0.8 m a 0.10 m pero debido a que la carretera no contaba con afirmado se colocará por seguridad de rodamiento una capa de 0.15 m.

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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES • Las carreteras propuestas para el mantenimiento se encuentran ubicadas en el

departamento de Huanuco. • En el recorrido realizado no se ha encontrado la via con ninguna capa de afirmado. • La capa actual de rodadura presenta deformaciones o ahuellamientos, debido al no

mantenimiento de la zona. • La estructura no se encuentra en muy buenas condiciones por lo que es necesario

escarificar, perfilar y compactar, y compensar material con las zonas de corte, para luego colocar un afirmado clasificado de cantera de un espesor de 0.15 cm.

• De acuerdo a estos aspectos se realiza estudios de suelos, para determinar el tipo de material constituyente de las capas.

• Se realizaron la extracción de muestras según normas ASTM 2006 y EG2000. • Se seleccionan las canteras para ser usadas en el mantenimiento, las que seran:

progresiva

(km) Sector Volumen(m3)

7km antes del inicio del tramo

0+000

Pacharraga 10,000

8+780 8+780 7,000 14+700 14+700 10,000 22+840 22+840 8,000 23+640 23+640 6,000 24+500 24+500 10,100

• Es recomendable realizar nuevos ensayos de laboratorio antes de la realización de

los trabajos, con la finalidad de verificar la calidad del material • En recomendable que después de realizar este mantenimiento se realice un

mantenimiento continua para mantener la vida del afirmado a ser colocado.

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