memoria de calculo pi

MUNICIPALIDAD DISTRITAL DE CERRO COLORADO - PROVINCIA DE AREQUIPA

MEMORIA DE CÁLCULO

PROYECTO : MEJORAMIENTO DEL SISTEMA VIAL EN LAS CALLES SECUNDARIAS DE LA ASOCIACION PRO VIVIENDA EDUARDO LA PINELLA, DISTRITO DE CERRO COLORADO, AREQUIPA – AREQUIPA. A.- MEMORIA DE CÁLCULO DE LOS MUROS DE CONTENCION

1 ANTECEDENTES Para realizar el mejoramiento de las vías en la asociación Eduardo la Piniella, se han proyectado la construcción de muros de contención y gaviones, para el sostenimiento de los suelos, estos muros se ubican en las calles 3, 5, 5A, la construcción de los muros de contención de las vías es una necesidad por la seguridad vial y de las viviendas de la población. Se han proyectado la construcción de los muros de contención de concreto ciclópeo, a fin de mantener las calles más seguras ante posibles desplazamientos del terreno, es importante que se ejecuten estas obras las mismas que ofrecerán una mayor seguridad a los pobladores, ya que actualmente las viviendas colindantes han sido construidas en forma precaria dada sus condiciones de inseguridad. El sistema estructural empleado más común para este caso, es el de muros de concreto ciclópeo. Los muros de contención a diseñar colindan con las áreas de las vías secundarias adyacentes, se tratara en lo posible de no obstaculizar a las viviendas colindantes. Los muros de contención son de concreto ciclópeo los cuales se han diseñado en base a las normas actuales de estructuras según el RNE, se ha concebido un muro de contención con una vereda al lado para el paso peatonal.

DETALLE TIPICO DE MURO CONCRETO CICLOPEO A CONSTRUIR EN LA CALLE 5


2 CONCEPCIÓN ESTRUCTURAL DE LOS MUROS DE CONTENCIÓN Se han concebido un tipo de muros de contención en concreto simple, esto en función de la altura, resistencia del suelo, además se sabe por el estudio de mecánica de suelos (EMS) que el material conformante del terreno es vulnerable a la acción de las aguas, para la construcción del muro se utilizara cemento Pórtland tipo I puzolanico, además de ello se debe asegurar que la obra sea durable por lo que es importante asegurar el tiempo de vida útil de la estructura, podrán utilizarse aditivos súper plastificantes reductores de agua para el concreto, a fin de garantizar su impermeabilidad, sus porosidades a nivel constructivo serán las mínimas debido a este aditivo y la trabajabilidad será excelente dando una calidad de obra a muros de contención. Los muros de concreto ciclópeo son rígidos y mantendrán al muro firme con pocas deflexiones lo que permitirá un mejor comportamiento. Por otro lado se le agregado una zapata para que soporten los esfuerzos del suelo en caso de volteo. Los muros tienen una geometría variable se adecuan a la diferencia del desnivel del terreno existente el cual llega hasta 5.00 m de desnivel en promedio los muros en concreto simple absorben esfuerzos en sus partes. Por ello que el talón y la punta de la zapata de cimentación son de mayor longitud. El material empleado en los muros de contención son el concreto ciclópeo son de una resistencia de f'c =140kg/cm2 + 30% P.G. 3 DE LAS CARGAS APLICADAS Cargas Muertas Conformadas por el peso propio del muro de contención de concreto ciclópeo. Todos los elementos considerados son de concreto simple y se ha considerado un peso específico de 2.4 ton-m3 Cargas Vivas Conformada por el peso de los peatones que transitan por la zona, habiéndose considerado una sobrecarga promedio de 300 kg-m2 Cargas Móviles Se ha considerado las indicadas por el código ASSHTO en la figura de abajo se muestra una carga HS20-44 que corresponde a un vehículo de tipo semitrailer, en este caso se ha verificado con este tipo de carga pudiendo pasar dos vehículos seguidos con una separación mínima para producir el máximo esfuerzo por carga móvil en base a ello se ha encontrado una envolvente de cargas de diseño con un vehículo y con ocho camiones en simultáneo u caso extremo por cierto. La influencia de presiones sobre el muro de contención es baja debido a la distancia mínima de separación que tiene el camión entre ejes. La presión de una sola rueda seria lo mas critico que afectaría a los muros de contención.


Cargas Sísmicas Se han considerado las cargas de empuje sísmico debido a la acción de un terremoto para esto se ha aplicado el método japonés de Mononabe-Okabe. En las páginas siguientes se muestra el procedimiento de cálculo para calcular los esfuerzos por sismos. Con estas cargas se diseñan todos los muros de contención y el procedimiento de calcula estructural se muestra más adelante. Asimismo se verifica la estabilidad de los muros tanto la resistencia al deslizamiento y al volteo.

FUERZA SÍSMICA INDUCIDA POR SISMOS EN MUROS DE CONTENCIÓN


DIAGRAMA DE FALLA Y FUERZAS INDUCIDAS POR UN TERREMOTO EN UN MURO DE CONTENCIÓN

PRESIONES INDUCIDAS SOLO POR SISMO QUE ACTÚAN SOBRE EL MURO DE CONTENCIÓN


FUERZAS INDUCIDAS POR SISMO Y LA PRESIÓN ACTIVA ESTÁTICA DEL SUELO EN EL MURO DE CONTENCIÓN

Se verifica la capacidad de resistencia ante sismos mediante el factor de estabilidad de momento de volteo el cual depende de las fuerzas inerciales sísmicas y estabilizantes. En la página siguiente se muestra el cálculo justificativo de que el momento de volteo no ocurra y además está vinculado a romper el suelo por corte, es decir la falla se producirá por corte interno del suelo y no sucederá la falla por deslizamiento de suelo con el muro de contención esto debido al dentellen que se le ha provisto en la parte inferior.

Muro de contención sin pilote de palanca. Se muestra la perdida de estabilidad del muro El momento de volteo respecto al punto A.

Muro de contención sin pilote de palanca. Incrementa la capacidad estabilidad del muro El momento de volteo respecto al punto A.

4 ESTABILIDAD DE LOS MUROS DE CONTENCION


Diagrama de Presiones sobre el muro de contención que causan el empuje de terreno y participan al volteo, cuya altura del muro es de 8.00m de pantalla. La carga puntual actúa a cada 4.27m de eje a eje por ello mínimo actuaría en un contrafuerte.

Diagrama de Presiones sobre el muro de contención que causan el empuje del terreno y, participan al volteo, cuya altura del muro es de 3.20m de pantalla.


Diagrama de Presiones sobre el muro de contención que causan el empuje del terreno y participan al volteo, cuya altura del muro es de 6.80m de pantalla.

ESTABILIDAD POR VOLTEO DEL MURO DE CONTENCIÓN RESPECTO AL PUNTO A

El empuje del suelo puede producir el volteo del muro, es en esta condición posible de pérdida de estabilidad que el suelo fricciona internamente debido al empuje activo, Entonces esta fuerza por su brazo de palanca con respecto al punto A incrementa el momento resistente del muro de contención.

ESTABILIDAD AL DESLIZAMIENTO HORIZONTAL DEL MURO DE CONTENCIÓN

En este caso el empuje del suelo puede provocar el deslizamiento lateral del muro (sin sufrir dotación) con lo cual pierde la estabilidad esto debido al empuje activo, se ha colocado un centellón de concreto simple fin de incrementar su capacidad resistente del muro de contención.


5 ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL MURO DE CONCRETO CICLOPEO El análisis estructural del muro consiste en determinar los esfuerzos debido a las cargas que soportara durante su vida útil, para ello se calculan las diversas condiciones de carga sobre el muro asimismo se verifica su estabilidad al deslizamiento y al vuelco, también se verifica su capacidad de resistencia al paso de los vehículos que transitaran por su calle. En los gráficos se presentan los esquemas mediante vectores de cargas del sistema que actúa estabilizando al muro como empujándolo. En algunos casos hemos despreciado el efecto de resistencia a la fricción del suelo a fin de considerarlo del lado de la seguridad de diseño y en otros es preciso tomarlos en cuenta ya que no sería muy realista el análisis y diseño de los muros si se los omite. ANALISIS DEL MURO EN CONCRETO CICLOPEO H= 5.0 M.

MURO H= 5.0 M.

5.00

3.40

0.30 0.30

0.50

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2

Peso especifico del concreto (w) = 2,300.00 kg/m3

Peso especifico suelo o Agua (&) = 1,800.00 kg/m3

Angulo de Friccion (ø) = 35.00

Presion admisible de terreno (q) = 1.70 kg/cm2

Coeficiente Friccion (f) = 0.50

Sobre carga terreno (s/c) = 250.00 kg/m2

Altura Total (Ht) = 5.50 m

Altura Libre (Hl) = 5.00 m

Pendiente Talud Posterior del Muro (S) = -

Altura Zapata (Hz) = 0.50 m

Ancho corona muro (t) = 0.30 m

Ancho Talud Posterior del Muro = 2.50 m

Ancho base muro (tb) = 2.80 m

Ancho Punta zapata (b1) = 0.30 m

Ancho Talon zapata (b2) = 0.30 m

Ancho Total (B) = 3.40 m

Al deslizamiento = 1.50

Al volteo = 1.75

NOTA

Se diseñara el muro considerando el suelo como friccionante puro

Se asume un angulo de fricción de 35º

Caracteristicas del Suelo y Concreto

Geometria del Muro

Coeficientes de Seguridad

DescripciónDatos


Calculo Empuje Activo del Suelo

Ka = 0.27


Kp = 3.69

Calculo de Fuerza Desestabilizantes

Suelo = 7,377.70

Sobre Carga = 372.61

Total Fv = 7,750.32

Calculo de Momentos de Volteo

Suelo Ea = 13,525.79

Sobre Carga = 1,024.68

Total Mv = 14,550.47

Area Peso Brazo Momento

Muro ancho corona = 1.5000 3,450.00 0.45 1,552.50

Muro talud posterior = 6.2500 14,375.00 1.63 23,479.17

Zapata = 1.7000 3,910.00 1.70 6,647.00

Relleno 1 = 0.6250 1,125.00 2.47 2,775.00

Relleno 2 = 1.5000 2,700.00 3.25 8,775.00

9.4500 25,560.00 43,228.67

Estabilidad del Muro

Al deslizamiento = 12,780.00

1.64897 Si Cumple

Al volteo = 2.97095 Si Cumple

Calculo de Punto Aplicación Fuerzas

Xo = 1.12

e = 0.58

B/6 = 0.68 Si Cumple

Presion sobre el Terreno

q1 = 15,185.71 kg/m2 1.52 kg/cm2

q2 = 150.42- kg/m2 0.02- kg/cm2

Verificación del Corte en Muro

Cortante en la base

Vu = 11,625.47 kg

Vc = 175,589.25

Vcø = 149,250.86 kg

Cortante en la punta

q1 = 15,185.7122 kg

X = 1,339.9158 kg

q1' = 13,845.7964 kg

Vu = 8,709.4526 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg

Traccion en la Punta

M = 635.1201 kg*m

f = 3.05 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2

Calculo de Fuerza y Momentos Estabilizantes


ANALISIS DEL MURO EN CONCRETO CICLOPEO H= 4.5 M.

MURO H= 4.5 M.

0.30

3.20

4.50

0.30

0.50

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2


















Al volteo = 1.75

NOTA




Geometria del Muro


DescripciónDatos



Ka = 0.27


Kp = 3.69


Suelo = 6,097.28


Total Fv = 6,436.01


Suelo Ea = 10,162.13


Total Mv = 11,008.97




Zapata = 1.6000 3,680.00 1.60 5,888.00

Relleno 1 = 0.5750 1,035.00 2.33 2,415.00

Relleno 2 = 1.3500 2,430.00 3.05 7,411.50

8.1250 22,152.50 35,759.00



1.72098 Si Cumple



Xo = 1.12

e = 0.48



q1 = 13,188.65 kg/m2 1.32 kg/cm2

q2 = 656.66 kg/m2 0.07 kg/cm2


Cortante en la base

Vu = 9,654.02 kg

Vc = 163,047.16

Vcø = 138,590.08 kg


q1 = 13,188.6549 kg

X = 1,236.4364 kg

q1' = 11,952.2185 kg

Vu = 7,542.2620 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg


M = 548.9778 kg*m

f = 2.64 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2




MURO H= 4.0 M.

4.00

0.50

0.300.30

2.90

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2


















Al volteo = 1.75

NOTA




Geometria del Muro


DescripciónDatos



Ka = 0.27


Kp = 3.69


Suelo = 4,938.79


Total Fv = 5,243.66


Suelo Ea = 7,408.19


Total Mv = 8,094.13




Zapata = 1.4500 3,335.00 1.45 4,835.75

Relleno 1 = 0.5250 945.00 2.20 2,079.00

Relleno 2 = 1.2000 2,160.00 2.75 5,940.00

6.8500 18,860.00 28,586.75



1.79836 Si Cumple



Xo = 1.09

e = 0.36



q1 = 11,393.62 kg/m2 1.14 kg/cm2

q2 = 1,613.28 kg/m2 0.16 kg/cm2


Cortante en la base

Vu = 7,865.49 kg

Vc = 150,505.07

Vcø = 127,929.31 kg


q1 = 11,393.6153 kg

X = 1,178.6499 kg

q1' = 10,214.9655 kg

Vu = 6,482.5742 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg


M = 470.2813 kg*m

f = 2.26 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2




MURO H= 3.5 M.

3.50

0.50

0.30

2.60

0.30

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2


















Al volteo = 1.75

NOTA




Geometria del Muro


DescripciónDatos



Ka = 0.27


Kp = 3.69


Suelo = 3,902.26


Total Fv = 4,173.25


Suelo Ea = 5,203.01


Total Mv = 5,744.99




Zapata = 1.3000 2,990.00 1.30 3,887.00

Relleno 1 = 0.4750 855.00 2.07 1,767.00

Relleno 2 = 1.0500 1,890.00 2.45 4,630.50

5.6750 15,797.50 22,332.67



1.89271 Si Cumple



Xo = 1.05

e = 0.25



q1 = 9,581.06 kg/m2 0.96 kg/cm2

q2 = 2,570.87 kg/m2 0.26 kg/cm2


Cortante en la base

Vu = 6,259.87 kg

Vc = 125,420.89

Vcø = 106,607.76 kg


q1 = 9,581.0555 kg

X = 1,105.5064 kg

q1' = 8,475.5491 kg

Vu = 5,416.9814 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg


M = 391.3493 kg*m

f = 1.88 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2




MURO H= 3.0 M.

3.00

0.50

0.250.25

2.20

0.300.30

1.20

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2


















Al volteo = 1.75

NOTA




Geometria del Muro


DescripciónDatos



Ka = 0.27


Kp = 3.69


Suelo = 2,987.67


Total Fv = 3,224.78


Suelo Ea = 3,485.61


Total Mv = 3,900.56


Muro ancho corona = 0.9000 2,070.00 0.40 828.00


Zapata = 1.1000 2,530.00 1.10 2,783.00

Relleno 1 = 0.4250 765.00 1.88 1,440.75

Relleno 2 = 0.7500 1,350.00 2.08 2,801.25

4.5500 12,580.00 15,575.25



1.95052 Si Cumple



Xo = 0.93

e = 0.17



q1 = 8,399.97 kg/m2 0.84 kg/cm2

q2 = 3,036.39 kg/m2 0.30 kg/cm2


Cortante en la base

Vu = 4,837.17 kg

Vc = 106,607.76

Vcø = 90,616.59 kg


q1 = 8,399.9749 kg

X = 954.5426 kg

q1' = 7,445.4323 kg

Vu = 3,961.3518 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg


M = 237.6413 kg*m

f = 1.14 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2




MURO H= 2.5 M.

2.50

0.50

0.200.20

1.90

0.30

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2


















Al volteo = 1.75

NOTA




Geometria del Muro


DescripciónDatos



Ka = 0.27


Kp = 3.69


Suelo = 2,195.02


Total Fv = 2,398.26


Suelo Ea = 2,195.02


Total Mv = 2,499.88




Zapata = 0.9500 2,185.00 0.95 2,075.75

Relleno 1 = 0.3750 675.00 1.70 1,147.50

Relleno 2 = 0.5000 900.00 1.80 1,620.00

3.5750 9,797.50 10,622.00



2.04263 Si Cumple



Xo = 0.83

e = 0.12



q1 = 7,126.95 kg/m2 0.71 kg/cm2

q2 = 3,186.21 kg/m2 0.32 kg/cm2


Cortante en la base

Vu = 3,597.39 kg

Vc = 94,065.67

Vcø = 79,955.82 kg


q1 = 7,126.9528 kg

X = 750.2056 kg

q1' = 6,376.7472 kg

Vu = 2,700.7400 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg


M = 129.5355 kg*m

f = 0.62 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2




MURO H= 2.0 M.

2.00

0.50

0.200.20

1.60

0.30

0.30

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2


















Al volteo = 1.75

NOTA




Geometria del Muro


DescripciónDatos



Ka = 0.27


Kp = 3.69


Suelo = 1,524.32


Total Fv = 1,693.69


Suelo Ea = 1,270.27


Total Mv = 1,481.98




Zapata = 0.8000 1,840.00 0.80 1,472.00

Relleno 1 = 0.3250 585.00 1.57 916.50

Relleno 2 = 0.4000 720.00 1.50 1,080.00

2.7000 7,515.00 7,340.17



2.21853 Si Cumple



Xo = 0.78

e = 0.02



q1 = 5,057.37 kg/m2 0.51 kg/cm2

q2 = 4,336.38 kg/m2 0.43 kg/cm2


Cortante en la base

Vu = 2,540.53 kg

Vc = 81,523.58

Vcø = 69,295.04 kg


q1 = 5,057.3676 kg

X = 632.1710 kg

q1' = 4,425.1967 kg

Vu = 1,896.5129 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg


M = 90.1897 kg*m

f = 0.43 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2




MURO H= 1.5 M.

1.50

0.50

0.20

1.50

0.20

0.30

0.30

Valor Unidad

f'c = 140.00 kg/cm2


















Al volteo = 1.75

NOTA




Geometria del Muro


DescripciónDatos



Ka = 0.27


Kp = 3.69


Suelo = 975.56


Total Fv = 1,111.06


Suelo Ea = 650.38


Total Mv = 785.87




Zapata = 0.7500 1,725.00 0.75 1,293.75

Relleno 1 = 0.2250 405.00 1.30 526.50

Relleno 2 = 0.3000 540.00 1.40 756.00

1.8750 5,257.50 4,491.00



2.36599 Si Cumple



Xo = 0.70

e = 0.05



q1 = 4,139.66 kg/m2 0.41 kg/cm2

q2 = 2,870.34 kg/m2 0.29 kg/cm2


Cortante en la base

Vu = 1,666.59 kg

Vc = 68,981.49

Vcø = 58,634.27 kg


q1 = 4,139.6564 kg

X = 551.9542 kg

q1' = 3,587.7022 kg

Vu = 1,545.4717 kg

Vc = 31,355.2229 kg

Vcø = 26,651.9394 kg


M = 73.2259 kg*m

f = 0.35 kg/cm2

ft = 10.23 kg/cm2



6 CONCLUSIONES Del análisis estructural realizado y de la verificación de los diseños de las estructuras componentes del muro en concreto ciclópeo se concluye lo siguiente: - El máximo desplazamiento se produce en la zona superior del muro, a fin de controlar

este desplazamiento se ha predimensionado la cresta del muro en 0,30 mts, de tal modo se controlen los desplazamientos diferenciales en esta zona.

- En el pie del muro se producen concentraciones de esfuerzos, razón por la cual la zapata del muro ha sido predimensionada en 0,50 mts, de espesor redistribuyendo los esfuerzos en toda la fundación del terreno.

- En la zona de la pantalla los esfuerzos se concentran en la zona central de cada paño y en su parte inferior junto a la zapata, en esta zona se ha diseñado la base de la pantalla con un espesor variable desde 1.10 hasta 2,80 mts, dependiendo de la altura de la pantalla.

- Se han diseñado 08 tipos de muro de concreto ciclópeo para una altura desde H = 5.00 m, hasta H=1.50 m, según la topografía del terreno.


A.- MEMORIA DE CÁLCULO DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS 1 ANTECEDENTES El presente proyecto, se origina por iniciativa de la población organizada de la asociacion de vivienda Eduardo la Piniella, la misma que viene gestionando ante la Municipalidad Distrital de Cerro Colorado, desde hace tiempo atrás. Es entonces, ahora, que el Gobierno Local, con su nuevo representante, priorizó y aprobó la solicitud de la población de la asociacion, comprometiéndose a llevar adelante tal petición y lograr hacer realidad la construcción de una adecuada infraestructura física vial en dicho sector. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO El proyecto comprende la construcción del asfaltado de las vias secundarias de la asociacion, a nivel de asfaltado, los trabajos consistirán en la ejecución de las actividades de corte, relleno, escarificado, perfilado, compactación, eliminación de material excedente, pavimentación, implementación de señalización. Se muestra a continuación plano de localización de las areas a intervenir.

LOCALIZACIÓN DE LAS VIAS SECUNDARIAS A ASFALTAR

2 DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE 2.1 Antecedentes Es de necesidad indispensable que las vías secundarias de acceso hacia la asociacion en estudio, cuente con las comodidades para una circulación tanto de los vehículos automotores como de las personas que circulan. Es de competencia de los Gobiernos Locales como son las Municipalidades Provinciales y Distritales la habilitación de vías urbanas como son la construcción en el caso que no existiese, rehabilitación y así como el mantenimiento periódico para su funcionalidad y evitar el desgaste y deterioro de la unidades automotrices así como la disminución de IRAS en la población del sector.


2.2 Objetivos del Estudio - Determinar la naturaleza y propiedades geotécnicas de los suelos conformantes. - Determinar las características físico mecánicas de los materiales existentes del terreno

de fundación. - Determinar el diseño estructural del pavimento flexible. 2.3 CONSIDERACIONES CONSTRUCTIVAS Para cumplir con las características técnicas de pavimentos flexibles los grados de compactación deberán ser: - Para sub rasante, no menos del 95% de la Máxima Densidad Seca. - Para base granular, no menos del 100% de la Máxima Densidad Seca (MDS).

3 ESTUDIO DE CANTERAS. Objetivo. Verificar las fuentes de materiales determinadas por el proyectista y comprobar su idoneidad como tal.

Método de Trabajo de Campo y Laboratorio. El conocimiento de los suelos que componen las fuentes de materiales tanto horizontalmente como verticalmente, sirve para recomendar los usos que se puede asignar a cada cantera, su inspección a través de calicatas a cielo abierto o su reconocimiento alrededor de la misma identificando los estratos, es utilizado par verificar los materiales componentes de la probable cantera y por medio de ensayos de laboratorio se comprueba o descarta su utilización. Los ensayos de laboratorio están dirigidos a determinar las características físicas mecánicas del material.

Descripción de Canteras. Ubicación: Cantera Congata. Descripción: Material de color marrón grisáceo constituido por agregado de forma sub angular, la cantera puede ser explota para la preparación de mezcla asfáltica, bases y relleno Tipo de Material: Aluvial coluvial conglomerado. Potencia : ilimitado Rendimiento : 85 %. % PM ø:2”º : 10%. Ubicación: Cantera Chiguata. Descripción: Material de color marrón grisáceo constituido por agregado de forma sub angular, la cantera puede ser explota para la preparación bases y sub bases. Tipo de Material: Aluvial coluvial conglomerado. Potencia : ilimitado Rendimiento : 85 %. % PM ø:2”º : 20%. Ubicación : Sector río – Socabaya. Descripción : Material de color marrón grisáceo constituido por agregado de forma sub angular, la cantera puede ser explotada para la preparación de agregados para la mezcla de


concreto, bases y relleno Tipo de Material : Aluvial coluvial conglomerado. Potencia : ilimitado Rendimiento : 55 %. Fuente de Aprovisionamiento de Agua. La fuente principal de aprovisionamiento de agua que se utilizara es de la red de agua potable existente en el sector y/o del canal de regadío sector de Zamacola, la distancia promedio es de 1500 m del proyecto de construcción. Botadero. Para la deposición final de material excedente, este puede ser depositado en las quebradas secas existentes por el sector, los cuales se encuentran en un radio de 2,5 klm aproximadamente, estas áreas pueden ser utilizadas como botaderos. Planta de Asfalto. La planta podra ubicarse en un lugar cercano a la obra, pero en caso de realizarse por contrata el proyecto, sera el contratista el que disponga previa autorizacion de la supervision de obra.

3.1 INVESTIGACION DE CAMPO Características Geotécnicas. Esta referida a la profundidad máxima de sondeo de las calicatas. Para la investigación se han realizado calicatas tomando en cuenta la morfología del terreno. Las calicatas de exploración fueron excavadas a cielo abierto, con herramientas manuales (pala y pico) con una profundidad de 1.20m. En las excavaciones se determino: - Perfil estratificado. - Identificación de tamaño de partículas. - Textura de las partículas. - Contenido de humedad - Limite Liquido y plástico - Índice de plasticidad. Se realizaron tomas de muestras representativas disturbadas de los suelos, las cuales fueron debidamente acondicionadas en bolsas plásticas y menbretadas, siendo remitidas al laboratorio de Mecánica de Suelos por el profesional encargado de realizar los ensayos correspondientes.

3.2 ENSAYOS DE LABORATORIO Ensayos Estandar. Para determinar las características físicas mecánicas del sub suelo y pavimento existente se realizaron con las muestras alteradas. - Granulometría ASTM D-422 - Limite Liquido ASTM D-423 - Limite Plástico ASTM D-424


- Clasificación de suelos ASTM D-2487 - Columnas estratigráficas ASTM D-2487 - Material mas fino q la malla Nº 200 ASTM D-140 - Peso especifico suelos finos y gruesos ASTM D-854 - Máxima Densidad y Optima Humedad ASTM D-1557 - Ensayo CBR

4 DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE METODO CBR Para diferentes valores y cargas por rueda, se han determinado los respectivos espesores de pavimentos, mediante gráficos elaborados en base a datos experimentales. Al conformar el espesor total de la estructura del pavimento se tiene en cuanta las características físicas del material y principalmente su composición granulométrica y grado de plasticidad de los suelos confortantes del terreno de fundación. De acuerdo al diseño de los espesores de pavimento, que el material de la sub base tenga un CBR mínimo de 40%, cuando las cargas por rueda sean menores a 10,000 lb ºy un CBR mayor a 80% cuando las cargas por rueda sean mayores a 10,000 lb. Los parámetros de diseño son: Sub-rasante : Compactado superficial CBR de diseño : 18.05 (95% de la maxima densidad seca) Suelo para base : 100 % CBR minimo. Suelo para sub-base : 40 % CBR minimo. Indice de Grupo : 1-2 Terreno de Fundacion : Bueno. En la curva para el cálculo de espesores de pavimentos flexibles, para diferentes CBR y cargas por rueda se tiene: Espesor de la base : 20 cm Capa de rodamiento : 5 cm Se tomara en consideración el pavimento conformado por una base de 0.20m y carpeta asfáltica de 0.05 m.


CALCULO DEL ESAL DE DISEÑO

Tipo de vehículo Nº veh/dia Nº veh/año % F.CESAL en el carril de diseñoFactor de crecimientoESALdiseño

1.00

Automóvil 21 7665 62 0.005 41 12.58 514.445

Camioneta Rural 8 2920 24 0.041 120 12.58 1512.185

Camión C2 4 1460 12 3.769 5503 12.58 69219.090

Camión C3 0 0 0 2.550 0 12.58 0.000

Camión C4 0 0 0 2.199 0 12.58 0.000

T2S1 o 2S1 0 0 0 7.008 0 12.58 0.000

T2S2 o 2S2 0 0 0 5.789 0 12.58 0.000

T2S3 o 2S3 0 0 0 5.437 0 12.58 0.000

T3S2 o 3S2 0 0 0 4.569 0 12.58 0.000

T3S3 o 3S3 0 0 0 4.218 0 12.58 0.000

C3R3 0 0 0 7.808 0 12.58 0.000

C3R4 0 0 0 6.589 0 12.58 0.000

Ómnibus B2 1 365 3 3.769 1376 12.58 17304.773

Ómnibus B3 0 0 0 2.550 0 12.58 0.000

Suma 34 100 7040.17 Suma 88550.49

T(años) 10

Tasa de crecimiento 0.05

Factor de distribucion direccional:

Dd= 0.50 generalmente es 0.5 (50%) <0.30 - 0.70>

Factor de distribucion por carril

Dl= 1.00 Factor de distribucion por carril

W18= 4.428E+04W18=DD x DL x W18


DISEÑO DE PAVIMENTO FLEXIBLE METODO DE ASSTHO 1993

Parámetros de diseño

1.1 Trafico

Numero esperado de repeticiones de ejes equivalentes a 8.2 tn en el periodo de

diseño ESAL

ESAL 44280

Periodo de Diseño T 10 años

1.2 Confiabilidad

Zr 0.80 Grado de confiabilidad 80% (Arterias secundarias urbanas)

1.3 Desviacion Estandar Total

So 0.45 Pavimento Flexible

1.4 Serviciabilidad Inicial y final

Po 4.2 ( Inicio del Periodo )

Pt 2 ( Fin del periodo )

1.5 Modulo Resilente de la subrasante

CBR de la subrasante 95% MDS (terreno de fundacion)

CBR 18.05

Mr 3000 CBR0.65

Mr 19671 psi para CBR de 7.2% a 20%

MR 4326 ln CBR( ) 241 MR 12757 psi para CBR > 20%

Usaremos valor de: Mr 12956 psi

1.6 Calculo del numero Estructural

F SN( ) Zr So 9.36 log SN 1( ) 0.20

logPo Pt

Po 1.5

0.41094

SN 1( )5.19

2.32 log Mr( ) 8.07 log ESAL( )


Contenido de humedad del ambientek1 k2

seco 6000-10000 050-070

Húmedo 4000-6000 050-070

mojado 2000-4000 050-070

Coeficiente de drenaje % de tiempo que el pavimento esta próximo a la saturación

Clasificación Remoción menos 1% 1-5% 5-25% <25%

Excelente 2hr 1,4-1,35 1,35-1,30 1,30-1,20 1.2

Bueno 1 día 1,35-1,25 1,25-1,15 1,15-1,00 1

Regular 1 sem 1,25-1,15 1,15-1,05 1,00-0,80 0.8

Pobre 1 mes 1,15-1,05 1,05-0,80 0,80-0,60 0.6

Muy Pobre nunca 1,05-0,95 0,95-0,75 0,60-0,40 0.4

SNr root F SN( )( ) SN 0.5 5[ ] SNr 1.512 Numero estructural requerido:

Solucion Grafica de la ec uacion ASSTHO 1993:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 104

2

0

2

4

6

Ecuacion de Diseño Calculo de SN

F SN( )

SN

Contenido de humedad del ambientek1 k2

seco 6000-10000 050-070

Húmedo 4000-6000 050-070

mojado 2000-4000 050-070

Coeficiente de drenaje % de tiempo que el pavimento esta próximo a la saturación

Clasificación Remoción menos 1% 1-5% 5-25% <25%

Excelente 2hr 1,4-1,35 1,35-1,30 1,30-1,20 1.2

Bueno 1 día 1,35-1,25 1,25-1,15 1,15-1,00 1

Regular 1 sem 1,25-1,15 1,15-1,05 1,00-0,80 0.8

Pobre 1 mes 1,15-1,05 1,05-0,80 0,80-0,60 0.6

Muy Pobre nunca 1,05-0,95 0,95-0,75 0,60-0,40 0.4


PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

Cálculo de numeros Estructurales SN

Superficie de Rodadura SNr 1.512 Mr2 28500 Base

Capa de base SNb 1.298 Mr1 18500 Sub Base

Capa de sub base SNsb 1.063 Mr 12956 Sub Rasante

Coeficientes de capa usados son:

Pavimento a1 0.257 SN1 SNsb SN1 1.063

Base a2 0.14 SN2 SNb SN2 1.298

Sub Base a3 0.1200 SN3 SNr SN3 1.512

Calculo de espesores de cada capa m2 1 m3 1

Primera Etapa Determinacion de la carpeta asfaltica

D1SN1

a1D1 4.138

USE D1 2.0 pulg

Segunda Etapa

D2SN2 a1 D1

a2D2 5.6

USE D2 8 pulg

Tercera Etapa

D3SN3 a1 D1 a2 D2

a3D3 1.015

USE D3 0.0 pul

SN a1 D1 m2 a2 D2 m3 a3 D3

SN 1.634 > requerido SN3 Chequeo OK

Espesor total

D1 D2 D3 10 pulg


Empleando la ecuación de diseño de la Metodología AASHTO 93 y tomando el Módulo Resiliente de Subrasante correspondiente al CBR de diseño obtenemos el Número Estructural SN; luego, se ha establecido los espesores de capas de pavimento combinados que proporcionan la capacidad de carga requerida para los diferentes números estructurales. Con estos datos aplicados a las ecuaciónes antes indicadas se obtienen los siguientes espesores preliminares D1, D2 y D3, las unidades estan dadas en el sistema ingles De acuerdo a las especificaciones del MTC, el valor de CBR de diseño de la subrasante, y todos los parametros asumidos para el diseño del pavimento de tipo flexible, se han llegado a los siguiente resultados, los cuales podran tomarse para el proyecto de pavimentacion de las vias del area en estudio. Módulo de Resilencia = 12956 ESAL = 3.251 E+05 SN = 2.299 D1 (Carpeta Asfáltica) = 5 cm (carpeta asfaltica en frio) D2 (Base Granular) = 20.0 cm. D3 (Sub-Base Granular) = 0.0 cm. (no es necesario)

5 CONCLUSIONES Del análisis realizado y de la verificación de los diseños del pavimento tipo flexible se concluye lo siguiente:

- La Carpeta Asfáltica tendra un espesor de 5 cm. - La Base Granular tendra un espesor de 20.0 cm.

memoria de calculo pi

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