TEMA:INSTITUTO NACIONAL DE ESPECIALIZACION PROFESIONALSUELOS, CANTERAS Y DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS DE CARRETERAS Y VIAS URBANASING. ROBERT MARTINEZ DONGOEsp. Suelos y Pavimentos PVDDocente FIC UNI

INTRODUCCION AL DISEO DE PAVIMENTOS

Evolucin del Diseo de PavimentosPractica ActualEn el Futuro

Metodologas de Diseo de Pavimentos EmpricoProcedimientos estadsticos basados en ensayos experimentales MecansticoClculo de respuestas del pavimento i.e., esfuerzos, deformacionesModelos de desempeo del pavimento basado en principios mecansticos

Principales Factores que afectan a los Pavimentos Suelo

PARAMETROS PRINCIPALES EN EL DISEO DE PAVIMENTOS 1.- Suelos2.- Trfico3.- Materiales

1.0 ESTUDIO DE SUELOS1.1 Exploracin1.2 Caracterizacin1.3 Propiedades1.4 Capacidad de Soporte

1.1 EXPLORACIN DEL SUELO DE FUNDACINTiene por finalidad definir el tipo y capacidad de soporte de los suelos de fundacin. Se deben efectuar : Para Pavimentos a nivel de Carpeta Asfltica- Calicatas cada 250 m.Profundidad mnima de 1.50 mPara Pavimentos a nivel de AfirmadoCalicatas cada 500 m.Profundidad mnima de 1.50 m

INFLUENCIA DE LAS CARGAS EN UN PAVIMENTO FLEXIBLE

TIPOS DE SUELOS EN CALICATAS CONTINUAS

1.2 CARACTERIZACION DE LOS SUELOSVisualmente se clasifica a los suelos en cinco grupos bsicos: grava, arena, limos, arcillas coloidesObservacin Directa propiedades en campo TexturaForma de los granosGranulometraPlasticidad

Ensayo al cido

1.3 PROPIEDADES FISICO-MECANICAAnlisis granulomtrico ASTM D-422Constantes Fsicas ASTM D-4318Clasificacin de los suelos SUCS y AASHTOPeso Especifico de los suelos:ASTM D-854-92 pasante la malla N4ASTM C-127-88 retenidos en la malla N4

PERFIL ESTATIGRAFICOEl perfil Estratigrfico es confeccionado con los datos que se obtiene de los anlisis granulomtricos

1.4 VALOR DE SOPORTE DEL SUELO DE FUNDACIONEnsayo de California Bearing Ratio (CBR) Norma ASTM D-1883Actualmente se viene remplazando al CBR por el Mdulo Resilente (MR) especificado en la Norma AASHTO T-274.

Determinacin del CBR de Diseo Metodologas:Mtodo de los Coeficientes EstacionalesMtodo de Percentiles (Instituto del Asfalto)Mtodo de IncidenciaCriterios del Valor Critico. (Diseador)

EJEMPLO

EJEMPLO

EJEMPLO9.2%

3.- ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

3.- MATERIALES La bsqueda y determinacin de materiales es una labor fundamental dentro del diseo de pavimentos por lo tanto demanda mucha rigurosidad.El objetivo es determinar los volmenes necesarios de materiales adecuados que satisfagan las demandas del proyecto; en la calidad y cantidad requerida, efectuando la investigacin de los diversos tipos de materiales existentes en la zona Estudios de Canteras

Reconocimiento en planos topogrficos con el propsito de orientar la bsqueda.Prospecciones que aseguren los volmenes requeridos. Ensayos de Calidad de Materiales.Consideraciones para el Estudio de Canteras

Cantera de Rio

Cantera de Rio

Ejecucion de Calicatas

Presencia de Nivel Freatico

Muestreo de Materiales

Identificacion de Materiales

Cantera de Cerro

Ejecucion de Calicatas

Ejecucion de Calicatas

Ejecucion de Calicatas

DESCRIPCION DE CANTERASUBICACINACCESOESTADO DEL ACCESODESCRIPCION DEL MATERIAL POTENCIA RENDIMIENTOUSOSTRATAMIENTOPERIODO DE EXPLOTACIONEQUIPO DE EXPLOTACIONPROPIETARIO, ETC..

CALIDAD PARA AFIRMADO

ENSAYONORMA Lmite Lquido (MALLA N 40)ASTM D - 4318 (00) Lmite Plstico (MALLA N 40)ASTM D - 4318 (00)Peso Especfico Relativo de las Partculas Slidas de un SueloASTM D - 854 (02)Clasificacin de Suelos para propsitos de Ingeniera (SUCS)ASTM D - 2487 (93)Clasificacin de Suelos para el uso en Vas de Transporte (AASHTO)ASTM D - 3282 (04)Equivalente de Arena de Suelos y Agregado FinoASTM D - 2419 (02)Anlisis Granulomtrico de Agregados (Grueso, Fino y Global)ASTM C - 136 (05)Determinacin de material ms fino que pasan tamiz N 200 (0,75 m) por lavado en agregadosASTM C - 117 (95) Resistencia Agregados Gruesos de Tamaos Menores por Abrasin e Impacto en la Mquina de los ngelesASTM C - 131 (03)Compactacin del suelo en laboratorio utilizando una energa modificada , 2700 kN-m/m3, 56000pie-lbf/pie3ASTM D - 1557 (00)CBR (Relacin de Soporte de California) de Suelos Compactados en Laboratorio (no incluye proctor)ASTM D - 1883 (99)

AGREGADO GRUESO PARA CONCRETO

ENSAYONORMAContenido de Humedad de un SueloNTP 339.127 (98)Anlisis Granulomtrico de Agregados (Grueso, Fino y Global)ASTM C - 136 (05)Terrones de Arcilla y Partculas Desmenuzables en los Agregados ASTM C- 142 (04)Inalterabilidad de los Agregados Gruesos por Medio del Sulfato de Sodio o Magnesio-sin reactivo (Durabilidad)ASTM C - 88 (99) Peso Unitario Suelto de los AgregadosASTM C - 29 (03) Peso Unitario Varillado de los AgregadosNTP 400.017 (99) Resistencia Agregados Gruesos de Tamaos Menores por Abrasin e Impacto en la Mquina de los ngelesASTM C - 131 (03) Peso Especfico y Absorcin del Agregado Grueso ASTM C - 127 (04) Partculas Chatas y Alargadas del Agregado GruesoNTP 400.040 (99) Carbn y Lignito o Partculas Livianas en el AgregadoASTM C - 123 (04) Porcentaje de Caras de Fractura en el Agregado Grueso (01 a ms)ASTM D - 5821 (01) Porcentaje de Caras de Fractura en el Agregado Grueso (02 a ms)ASTM D - 5821 (01)Agregados, Mtodo de ensayo para la determinacin cuantitativa de sulfatos solubles en agua para agregados en hormign c/u(Concreto)NTP 400.042 (01)Agregados, Mtodo de ensayo para la determinacin cuantitativa de cloruros solubles en agua para agregados en hormign c/u(Concreto)NTP 400.042 (01)

AGREGADO FINO PARA CONCRETO

ENSAYONORMAContenido de Humedad de un SueloMTC E-108 (00)Equivalente de Arena de Suelos y Agregado FinoMTC E-114 (00)Anlisis Granulomtrico de Agregados (Grueso, Fino y Global)MTC E-204 (00)Terrones de Arcilla y Partculas Desmenuzables en los Agregados MTC E-212 (00)Inalterabilidad de los Agregados Finos por Medio del Sulfato de Sodio o Magnesio (Durabilidad)MTC E-209 (00)Determinacin de material ms fino que pasan tamiz N 200 (0,75 m) por lavado en agregadosMTC E-202 (00) Peso Especfico y Absorcin del Agregado Fino MTC E-205 (00) Impurezas Orgnicas en Arenas (Cualitativo)MTC E-213 (00) Carbn y Lignito o Partculas Livianas en el AgregadoMTC E-211 (00) Clculo del Mdulo de Fineza del Agregado FinoASTM C - 125 (03)Agregados, Mtodo de ensayo para la determinacin cuantitativa de sulfatos solubles en agua para agregados en hormign c/u (Concreto)NTP 400.042 (01)Agregados, Mtodo de ensayo para la determinacin cuantitativa de cloruros solubles en agua para agregados en hormign c/u (Concreto)NTP 400.042 (01)

FUENTES DE AGUA

UBICACINACCESODESCRIPCION

Muestreo de Agua

Muestreo de Agua

Muestreo de Agua

Durabilidad

Partculas Chatas y Alargadas :

Caras de Fractura :

Ensayos de LaboratorioEquivalente de Arena :

2.- ESTUDIO DE TRAFICO2.1 Composicin2.2 Estadstica2.3 Proyeccin

DefinicionesVolumen de Trfico: Nmero de vehculos que pasan por un determinado punto o lugar de la calzada o carril de la carretera o calle, en un periodo dadoEstacin de Control o Conteo: Punto donde se efecta la medicin del volumen de vehculosTramo Homogneo: Seccin de carretera con caractersticas geomtricas o volumen de transito similar.

2.1 COMPOSICIN DEL TRNSITOTransito NormalCorresponde al transito que utiliza la va en condiciones presentes y crece en funcin de diversas tasas de crecimiento, se obtiene por conteo y clasificacin vehicularTransito DesviadoCorresponde al transito que utiliza otras vas y que como consecuencia de un nuevo proyecto se desvan pero mantienen el origen-destino.

Transito Transferido Corresponde al transito que cambia su origen-destino como resultado del nuevo proyecto. En este caso el proyecto habilita nuevas reas de desarrollo y atrae viajes de otros origen-destinoTransito GeneradoCorresponde al transito inexistente antes del proyecto debido a la generacin de nuevas actividades y se produce un aumento de viajes.

La Norma establece: peso bruto mximo total por vehculo < 48,000Kg

TIPO DE EJE Y PESO MAXIMO

Ejes

Neumticos

Kilogramos

Simple

Simple

Doble (Tandem)

Doble (Tandem)

Doble (no Tandem)

Triple (Tridem)

Triple (Tridem)

02

04

06

08

08

10

12

6,000

11,000

15,000

18,000

16,000

23,000

25,000

Sinmac

Decreto Supremo N 058 2003 - MTC Decreta:Articulo 1.- Aprobar el Reglamento Nacional de Vehculos que consta de ciento cuarenta y tres artculos y veintinueve disposiciones complementarias.Articulo 2.- Derogar a partir de la vigencia del Reglamento Nacional de Vehiculas, el Decreto Supremo N 034 2001 MTC, as como sus normas complementarias y modificatorias y todos aquellas disposiciones que se opongan a lo dispuesto por el presente Decreto Supremo.

Articulo 3.- La Suspensin del Sistema de Pesaje por ejes que estuviera vigente a la fecha de entrada en vigencia del Reglamento Nacional de Vehculos se mantendr conforme a lo establecido en el dispositivo correspondiente.Articulo 4.- El presente Decreto Supremo ser refrendado por el Ministro de Economa y Fianzas, Ministro de la Produccin y Ministro de Transportes y Comunicaciones.

2.2 ESTADISTICA DEL TRAFICOEsta basado en el conteo de trficoEl trfico que recibir la carretera puede ser: Trfico Transferido (Derivado) Trfico DesviadoTrfico Generado (Inducido)

2.3 PROYECCION DEL TRAFICOLa metodologa para encontrar la tasa de crecimiento para el trfico est basada en:Crecimiento poblacional (rh)Crecimiento Bruto Interno (rpbi)Producto Bruto Interno Per-Capital por habitante (rpbih)

Para el calculo del trfico futuro actualizado se basa en la siguiente frmulas:

Variacin de la DemandaVariaciones EstacionalesVariaciones DireccionalesVariaciones EspecialesVariaciones TemporalesMtodos de DeterminacinMetodologa AASHTOMetodologa del CONREVIALMtodo Aproximado para el Anlisis de Trfico

Para la gua AASHTO corresponde al EAL afectado por coeficientes que representan el sentido y el nmero de carriles que tendr la vaEAL =Numero de ejes equivalentes a 8.2 tn en el periodo de diseo.DD =Es un factor de distribucin direccional. Por lo general se considera 0.5 DL = Esta dictado por el siguiente cuadroParmetro W18Calculo del Trafico de Diseo

FACTOR CARRIL

NUMERO DE LNEAS EN CADA DIRECCINPORCENTAJE PARA EJES DE 8.2 TN EN CADA DIRECCIN1100280 100360 80450 - 75Fuente : AASHTO

NUMERO DE EJES EQUIVALENTES A 8.2 TnDonde :EAL(8.2 Tn) :Nmero de Ejes Equivalentes a 8.2 tn en el periodo de diseo.IMD2E :ndice Medio Diario de Camiones de 2 ejesIMD3E :ndice Medio Diario de Camiones de 3 ejesIMDTyST :ndice Medio Diario de Camiones de TySTFD2E :Factor Destructivo de Camiones de 2EFD3E :Factor Destructivo de Camiones de 3EFDTyST :Factor Destructivo de Camiones de TySTi : Tasa de crecimiento de los vehculos n : Periodo de Diseo

Metodologa AASHTODeterminacin de los Factores DestructivosEje Simple de Rueda SimpleEje Simple de Rueda DobleEje TandemEje Tridem

C3T3S2

Metodologa del CONREVIALDeterminacin de los Factores Destructivos

Mtodo Aproximado para el Anlisis de TrficoMtodo desarrollado para carreteras de bajo de volumen por la T.R.B en su manual Synthesis 4. Structural Design of Low Volume Roads, donde el Trfico Promedio Diario (TPD) es afectado por un factor (M) de trafico mixto de acuerdo a tres categoras de porcentaje de caminos (bajo, medio y alto) y tres categoras de carga (ligero, medio y pesado).

Donde:TPD :Trfico Promedio DiarioM:Factor de Composicin de Trficoi:Tasa de Crecimienton:Periodo de diseo

EJEMPLO:t = 5 aosi = 3%

METODOS PARA EL DISEO DE PAVIMENTOS

Metodologas para Diseo de Afirmados1.1 Mtodo USACE CBR de la Subrasante Trfico1.2 Mtodo NAASRA CBR de la Subrasante Trfico

2. Metodologas para Diseo de Pavimentos Asflticos2.1 Mtodo de la AASHTO - 19932.2 Mtodo del Instituto del Asfalto2.3 Mtodo Emprico - Mecanstico

1.1 METODO USACEEjemplos:

CBR = 8.3%W18 = 2.2 x 104e = 8.0 pulg.

CBR = 22.3%W18 = 1.5 x 104e = 3.6 pulg.

Mtodo del Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos

METODO USACEMtodo del Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos (USACE)El Cuerpo de Ingenieros del Ejrcito de los Estados Unidos (USACE) en su Technical Manual TM 5-822-12 Design of Aggregate Surfaced Roads and Airfields (setiembre 1990), desarrolla el procedimiento para disear caminos con superficies de agregados (afirmados) y campos de aviacin.

Para el desarrollo de los clculos, el procedimiento de diseo asigna una clase al camino a disear, basado en el nmero de vehculos obtenidos del estudio de trfico. Se establece tambin una categora de diseo, en funcin a los tipos de vehculos. En funcin a estos dos parmetros se definir el ndice de diseo.

Una vez definido este valor, mediante el baco se definir el espesor de la capa granular del pavimento, requerido para el suelo cuyas caractersticas de soportabilidad (resistencia) se da en valores CBR.

Clases de Caminos:Las clases de caminos son dadas por las superficies de agregados que tienen. Estas varan de la A a la G. la seleccin de una clase apropiada depende de la intensidad de trfico y es determinado de la tabla 1.

Categora de Caminos:Para la determinacin de la categora de un camino se debe tener en cuenta las siguientes consideraciones: Grupo 1. carros de pasajeros y panel y camionetas pick up.Grupo 2. camiones de doble ejes.Grupo 3. camiones de tres , cuatro y cinco ejes.

La composicin del de trfico se agrupara entonces en las siguientes categoras:Categoria I: trafico compuesto principalmente de automviles de pasajeros, panel y camionetas pick up (Grupo 1), y no conteniendo mas de 1% de camiones de doble eje (Grupo 2).

Categoria II: trafico compuesto principalmente de automviles de pasajeros, panel y camionetas pick up (Grupo 1), y conteniendo hasta 10% de camiones de doble eje (Grupo 2), y ningn camin de tres ejes (Grupo 3).

Categoria III: trafico compuesto principalmente de automviles de pasajeros, panel y camionetas pick up (Grupo 1), y conteniendo hasta 15% de camiones de doble eje (Grupo 2), y no mas de 1% de camiones de tres ejes (Grupo 3).

Categoria IV: trafico compuesto de automviles de pasajeros, panel y camionetas pick up (Grupo 1), y conteniendo hasta 25% de camiones, pero no mas de 10% del trfico total compuesto de camiones de tres ejes o ms (Grupo 3).

Categoria IVA: trafico compuesto de automviles de pasajeros, panel y camionetas pick up (Grupo 1), y conteniendo ms 25% de camiones, o ms de 10% de camiones de tres ejes o ms (Grupo 3)

ndice de Diseo:

El diseo de caminos de grava esta basado en un ndice de diseo que representa todo el trafico esperado durante su vida til. Este ndice esta basado en magnitudes tpicas y composiciones de trafico.

baco de Diseo

Ejemplo:

CBR = 10.5 % (95% MDS)IMD = 103Camiones = 22%Camiones 3E = 5%Categoria IV: trafico compuesto de automviles de pasajeros, panel y camionetas pick up (Grupo 1), y conteniendo hasta 25% de camiones, pero no mas de 10% del trfico total compuesto de camiones de tres ejes o ms (Grupo 3).

Tipo AutosCamionetas Pick UpCamin 2ECamin 3ECamin 4EIMD36441823

Ejemplo: ndice de Diseo:

Diseo:4.3 pulg.

1.2 METODO NAASRADonde:

e:Espesor de la capa de Afirmado en mm.CBR:Valor del CBR de la Subrasante.Nrep:Nmero de repeticiones de Ejes Equivalentes para el carril de Diseo (W18).

Ejemplos:CBR = 8.3%W18 = 2.2 x 104e = 167.6 mm.

CBR = 22.3%W18 = 1.5 x 104e = 83.8 mm.

DISEO DE PAVIMENTO FLEXIBLE

AASHTO 1993

2.1 METODO AASHTO - 1993El mtodo AASHTO para diseo de pavimentos flexibles publicada en 1993 incluye importantes modificaciones dirigidas a mejorar la confiabilidad del mtodoDesde la publicacin de la primera gua AASHTO en 1961, se han efectuado modificaciones en la ecuacin de diseo con la finalidad de mejorar su uso y su confiabilidad

Parmetros de Diseo

W18=Nmero esperado de repeticiones de ejes equivalentes a 8.2 tn en el periodo de diseo.

Zr =Desviacin Estndar del error combinado en la prediccin del trfico y comportamiento estructural.

So= Desviacin Estndar Total

(PSI =Diferencia entre la Serviciabilidad Inicial (Po) y Final (Pt).

Mr =Mdulo Resilente de la Sub-rasante (psi)

SN =Nmero Estructural, indicador de la Capacidad Estructural requerida (materiales y espesores).

ai =Coeficiente Estructural de la capa i

Di =Espesor de la Capa i

mi =Coeficiente de Drenaje de la Capa Granular i

CONFIABILIDADEs la probabilidad de que una sesin del pavimento diseada usando el proceso, se comportara satisfactoriamente bajo las condiciones de trafico y medio ambiente, durante el periodo de diseo.

Clasificacin GeneralNivel de ConfiabilidadUrbanoRuralAutopista y carreteras interestatales85 99.980 99.9Otras arterias principales80 9975 95Colectoras80 9575 95Locales50 8050 - 80

Para el clculo de la confiabilidad en una construccin por etapas, se utiliza la siguiente expresin:Donde:n: Nmero de periodos

ConfiabilidadR (%)Desviacin Estndar Normal (Zr)506070758085909192 9394959697989999.99- 0.000- 0.253- 0.524- 0.674- 0.841- 1.037- 1.282- 1.340- 1.405- 1.476- 1.555- 1.645- 1.751- 1.881- 2.054- 2.327- 3.090

Desviacin Estndar Total (So)0.30 - 0.40 Pavimentos Rgidos0.40 - 0.50 Pavimentos Flexibles

ndice de Serviciabilidad Presente PSI inicial = Inicio del Periodo PSI Final = Fin del Periodo PSI = PSI Final PSI inicial

ndice de ServiciabilidadEs un ndice de la comodidad y seguridad que percibe el usuario en el pavimentoEl mtodo fue desarrollado en los aos sesenta por la Americation of Highway Officials (AASHO)Cuantifica en un rango de 0 a 5 el grado de confort y seguridad que el usuario percibe al transitar.Es utilizado por el Mtodo AASHTO para el diseo de pavimentos.

Valores de ndice de Serviciabilidad recomendados por la AASHTOServiciabilidad InicialPo: 4,5 Pavimentos RgidosPo: 4,2 Pavimentos FlexiblesServiciabilidad FinalPf: 2,5 Pavimentos RgidosPf: 2,0 Pavimentos Flexibles

La gua AASHTO reconoce que muchas agencias no poseen los equipos para determinar el Mr y propone el uso de la conocida correlacin con el CBRMdulo Resilente de la Subrasante

En el ao de 1972 Van Till Et efectu un monograma de correlacin entre el Mdulo Resilente con el CBR

Clculo de Nmero Estructural

CARTA DE DISEO AASHTO 1993

ESTRUCTURACIN DEL PAVIMENTO

COEFICIENTE DE DRENAJE

En lo que respecta a este coeficiente se puede decir lo siguiente:El coeficiente de aporte estructural (a1) para carpetas asflticas en caliente esta en funcin a su Modulo de Elasticidad y a su vez de la estabilidad Marshall Coeficiente de Aporte Estructural

El coeficiente estructural para material de Base es estimado a traves de la siguiente formula a2 = 0.2 x log EBS 0.977 EBS = K1 K2Donde: = Sumatora de estados de esfuerzos (psi) K1 y K2 = Constantes estadsticas de regresin que estan en funcin del tipo de materialLos valores tpicos para materiales de Base son: K1 = 3000 a 8000 K2 = 0.5 a 0.7

Abaco de correlacin entre CBR y coeficiente estructural de Base Granularmaterial de Base y del Ensayo de CBR (al 100%MDS)

ESPESORES MINIMOS (Pulgadas)

Rango de TrficoConcreto AsflticoEspesor de BaseMenor de 50,0001 (Tratamiento superficial)450,001 150,0002.04150,001 500,0002.54500,000 2000,0003.062000,000 7000,0003.56Mayor a 7000,0004.06

Trfico de Diseo (W18): 2.71x106

CBR = 17.25%

Mr = 15810.1 psi

Confiabilidad = 95% (Zr= -1.645)

So = 0.45

Pi = 4.0

Pt = 2.0

SN =

a1 = 0.42/pulg., a2 = 0.14/pulg. (CBR=100%)

Ubicacin: Pucallpa Ejemplo de Diseo:

Clculo y Eleccin del Mtodo de DiseoEl mtodo empleado para el diseo y clculo de espesores depende del buen criterio del Ingeniero, condiciones climticas y disposicin de materiales.La Metodologa AASHTO para pavimentos flexibles es ms analtica y se ajusta mejor a las caractersticas de nuestro medio por lo que es recomendada y aceptada por las entidades gubernamentales de nuestro pasLa aparicin de Nuevas Metodologas de diseo, ms analticas (Mtodos Mecansticos), tienden a mejorar el diseo frente a las caractersticas de nuestros materiales y medio ambiente.

PAVIMENTOS URBANOS

NORMA CE. 010PAVIMENTOS URBANOSREGLAMENTO NACIONAL DE EDIFICACIONES

INDICE

CAPITULO 1.- Generalidades y DefinicionesCAPITULO 2.- Informacin previa para la ejecucin de los Estudios y DiseosCAPITULO 3.- Tcnicas de Investigacin de Campo y Ensayos de LaboratorioCAPITULO 4.- Diseo Estructural de Pavimentos UrbanosCAPITULO 5.- Rotura y Reposicin de Pavimentos para la Instalacin de ServiciosCAPITULO 6.- Mantenimiento de PavimentosCAPITULO 7.- Presentacin del Proyecto

CAPTULO 2

INFORMACIN PREVIA PARA LA EJECUCIN DE LOS ESTUDIOS Y DISEOS

INFORMACIN RELATIVA AL TERRENO

Previamente a la ejecucin del Estudios de Mecnica de Suelos (EMS) y al subsiguiente Diseo del Pavimento (DP), se requiere conocer la ubicacin y la topografa del terreno para lo que el Propietario debe proporcionar al Profesional Responsable (PR) un plano topogrfico mostrando los linderos, obras existentes, ubicacin de las vas a pavimentar, limites de obras de pavimentacin vecinas, tipo y estado de los pavimentos existentes, disposicin de acequias, postes, buzones, drenajes y toda obra que interfiera con las pistas, veredas y estacionamientos del Proyecto. Asimismo, se requiere contar con los planos de planta y perfil donde se indique el perfil del terreno y el perfil longitudinal a nivel de rasante. Tambin deber proporcionar la historia del lugar, respecto de zonas bajas rellenadas con desmontes, presencia de estructuras enterradas, antiguas acumulaciones o cursos de agua, tierras de cultivo, etc.

CAPTULO 2

INFORMACIN PREVIA PARA LA EJECUCIN DE LOS ESTUDIOS Y DISEOS

INFORMACIN RELATIVA AL PROYECTO Se debe disponer de informacin concerniente a la calidad, espesores y estado de los pavimentos existentes; caractersticas del trnsito esperado durante el Periodo de Diseo; y a la disponibilidad de materiales que conformarn las capas del pavimento. Esta informacin deber ser proporcionada por el PR como parte del Proyecto

INFORMACIN COMPLEMENTARIA Complementariamente a todo lo indicado, el PR podr, de considerarlo necesario, incluir en su Proyecto, informacin adicional referente al clima, geologa, geomorfologa, fotografas areas, etc.

CAPTULO 3

TCNICAS DE INVESTIGACIN DE CAMPO, ENSAYOS DE LABORATORIO, REQUISITOS DE LOS MATERIALES Y PRUEBAS DE CONTROL

Las tcnicas de investigacin en el campo, aplicables al EMS para DP, son los indicados en la Tabla 1.

NORMADENOMINACINMTC E101-2000 Pozos, calicatas, trincheras y zanjas NTP 339.143:1999 SUELOS. Mtodo de ensayo estndar para la densidad y el peso unitario del suelo in-situ mediante el mtodo del cono de arenaNTP 339.144:1999 SUELOS. Mtodo de ensayo estndar para la densidad in-situ de suelo y suelo-agregado por medio de mtodos nucleares (Profundidad superficial). NTP 339.250:2002 SUELOS. Mtodo de ensayo para la determinacin en campo del contenido de humedad, por el mtodo de presin del gas carburo de calcio. 1a. ed. NTP 339.150:2001 SUELOS. Descripcin e identificacin de suelos. Procedimiento visual manual. NTP 339.161:2001 SUELOS. Prctica para la investigacin y muestreo de suelos por perforaciones con barrena. NTP 339.169:2002 SUELOS. Muestreo geotcnico de suelos con tubos de pared delgada NTP 339.172:2002 SUELOS. Mtodo de prueba normalizada para el contenido de humedad de suelo y roca in situ por mtodos nucleares (poca profundidad).NTP 339.175:2002 SUELOS. Mtodo de ensayo normalizado in-situ para CBR (California Bearing Ratio-Relacin del Valor Soporte) de suelos ASTM D 6951 Mtodo estndar de ensayo para el uso del penetrmetro dinmico de Cono en aplicaciones superficiales de pavimentos

El nmero de puntos de investigacin ser de acuerdo con el tipo de va segn se indica en la Tabla 2, con un mnimo de tres (03): Notas: Cuando no existan los proyectos de lotizacin y trazado y solamente se ejecutara el proyecto de habilitacin urbana, se requiere de 1 punto de investigacin por hectrea, con un mnimo de 4. Cuando no existan los proyectos de lotizacin y trazado y se ejecute el proyecto de habilitacin urbana y la construccin simultanea de viviendas, se requiere de un punto de investigacin adicional por hectrea, a los requeridos en la Tabla N 6 de la Norma E.050 Suelos y Cimentaciones.

Los puntos de investigacin se ubicarn preferentemente en los cruces de vas, pudiendo emplearse puntos intermedios, que permitan establecer la estratigrafa a lo largo de la va. En el caso de reposicin de pavimentos cortados para instalacin o reparacin de servicios, se ejecutar un punto de investigacin cada 100 metros con un mnimo de tres (03). La profundidad mnima de investigacin ser de 1,50 m por debajo de la cota de rasante final de la va. Si dentro de la profundidad explorada se encontraran suelos blandos o altamente compresibles, la profundidad de investigacin deber ampliarse a criterio del PR. Donde exista rellenos no controlados se deber investigar en todo su espesor debiendo profundizarse no menos de 0,50 m dentro del suelo natural. Donde se encuentren macizos rocosos dentro de la profundidad de investigacin, se deber registrar su profundidad y grado de fracturamiento y estimar su resistencia a la compresin.

Efectuados el registro de la estratigrafa, el muestreo y la toma de fotografa, se deber rellenar las excavaciones con los materiales extrados. Durante la investigacin de campo se elaborar un perfil estratigrfico para cada punto de investigacin, basado en la clasificacin visual manual, segn la NTP 339.150:2001. En caso de encontrar suelos finos no plsticos dentro de la profundidad de investigacin, se debern ejecutar ensayos para determinar su densidad natural. Se tomar por lo menos una muestra representativa de cada tipo de suelo para su posterior ensayo de laboratorio, segn las normas respectivas indicadas en la Tabla 3. Se determinar un (1) CBR por cada 5 puntos de investigacin o menos segn lo indicado en la Tabla 2 y por lo menos un (1) CBR por cada tipo de suelo de sub-rasante.

CAPTULO 4

DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS URBANOS

MTODO DE DISEO

Se podr utilizar cualquier mtodo de diseo estructural sustentado en teoras y experiencias a largo plazo, tales como las metodologas del Instituto del Asfalto, de la AASHTO-93 y de la PCA, comnmente empleadas en el Per, siempre que se utilice la ltima versin vigente en su pas de origen y que al criterio del PR, sea aplicable a la realidad nacional. El uso de cualquier otra metodologa de diseo obliga a incluirla como anexo a la Memoria Descriptiva.

CAPTULO 4

DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS URBANOS

DISEO ESTRUCTURAL

En cualquier caso se efectuar el diseo estructural considerando los siguientes factores:

a) Calidad y valor portante del suelo de fundacin y de la sub-rasante. b) Caractersticas y volumen del trnsito durante el perodo de diseo. c) Vida til del pavimento. d) Condiciones climticas y de drenaje. e) Caractersticas geomtricas de la va. f) Tipo de pavimento a usarse.

PAVIMENTOS ESPECIALES

Se consideran como pavimentos especiales a los siguientes: a) Aceras o Veredas. b) Pasajes Peatonales. c) Ciclovas.

Estos pavimentos debern cumplir los siguientes requisitos: * El concreto asfltico debe ser hecho preferentemente con mezcla en caliente. Donde el Proyecto considere mezclas en fro, estas deben ser hechas con asfalto emulsificado. ** N.R.: No Recomendable

CAPTULO 5

ROTURA Y REPOSICIN DE PAVIMENTOS PARA INSTALACIN DE SERVICIOS PBLICOS.

OBJETO

Este Captulo tiene por objeto regular los aspectos tcnicos relacionados con la rotura y reposicin de pavimentos, con la finalidad de conservar la infraestructura urbana, mantener el orden, la circulacin y el trnsito, as como uniformizar los criterios de diseo y constructivos de los pavimentos afectados.

CAPTULO 5

ROTURA Y REPOSICIN DE PAVIMENTOS PARA INSTALACIN DE SERVICIOS PBLICOS.

RESPONSABILIDADES

Las empresas de servicios pblicos, que realicen obras de envergadura que afecten a cualquiera de los pavimentos considerados en esta Norma, tienen la obligacin de presentar en las municipalidades la Programacin Anual de Ejecucin de Obras en reas de Dominio Pblico, correspondientes al ejercicio del ao siguiente, hasta la fecha que indiquen las respectivas Ordenanzas Municipales y en ausencia de stas hasta el 31 de diciembre de cada ao. Esta exigencia no es aplicable a obras de emergencia y a las obras para atender solicitudes de los clientes. Las municipalidades debern actualizar esta Programacin trimestralmente, comprendiendo las obras de mantenimiento, ampliacin o construccin de obras nuevas, incluyendo los estudios bsicos, planos, especificaciones tcnicas, y los plazos previstos para las intervenciones programadas.

Las empresas de servicios pblicos, as como cualquier otra persona natural o jurdica que realicen obras que afecten a cualquiera de los pavimentos considerados en esta Norma, tienen la obligacin de presentar en las respectivas municipalidades, los Expedientes Tcnicos de las obras por ejecutar conteniendo por lo menos:

Memoria Descriptiva, incluyendo el Estudio de Suelos, el Diseo de Pavimentos segn lo indicado en 1.5, sealizacin y plan de vas alternas. Este requisito no aplica para obras con longitudes menores de 100 m. Especificaciones Tcnicas. Planos. Metrados y Presupuestos. Cronograma de Ejecucin de Obra. Anexos.

Las municipalidades son las encargadas de revisar y aprobar los Expedientes Tcnicos, autorizar la ejecucin de las obras, velar por el cumplimiento de la presente Norma y adems comprobar que las obras han sido ejecutadas de acuerdo con los planos y especificaciones tcnicas del Proyecto aprobado.

ROTURA DE PAVIMENTOS

Previamente a la rotura de pavimentos, la zona de trabajo debe estar perfectamente sealizada incluyendo a las vas alternas de ser el caso.

La rotura parcial de pavimentos debe hacerse adoptando formas geomtricas regulares con ngulos rectos y bordes perpendiculares a la superficie. Para el corte se debe emplear disco diamantado.

Solamente se usar equipo rompe-pavimento en labores de demolicin.

Los desmontes provenientes de la rotura de pavimentos deben eliminarse de la zona de trabajo antes de proceder con las excavaciones, con el objeto de evitar la contaminacin de los suelos de relleno con desmontes.

EXCAVACIN

No debe excavarse las zanjas con demasiada anticipacin a los trabajos motivo del Expediente Tcnico.

Para profundidades mayores de 1,50 m, el PR del EMS, deber indicar si se requiere o no entibar las paredes de las zanjas con el objeto de evitar que colapsen. El diseo del sistema de sostenimiento debe ser parte del Expediente Tcnico.

Las operaciones de excavacin no debern iniciarse mientras no se cuente con un Plan de pero Desvo y Sealizacin comprobado.

El material excedente de cualquier partida, deber eliminarse fuera de la obra en un plazo mximo de 48 horas.

RELLENO Y COMPACTACIN

Los fines esenciales de un buen relleno son:

Proporcionar un lecho apropiado para el apoyo y confinamiento de los servicios pblicos; y Proporcionar por encima de los servicios pblicos, un material que sirva para transmitir adecuadamente las cargas vehiculares a las capas inferiores, sin daar los servicios, ni provocar hundimientos en el pavimento.

El relleno debe seguir a la instalacin de los servicios pblicos tan cerca como sea posible. En todos los casos debe programarse los trabajos de tal manera que los procesos de excavacin, colocacin de los servicios pblicos y relleno, queden limitados a distancias cortas, que permitan colocarlos con la misma velocidad con que se abren las zanjas.

RELLENO Y COMPACTACIN

Los rellenos en general se clasifican en tres grupos. El PR incluir en su proyecto las caractersticas de cada uno de ellos.

Cama de Apoyo: Es aquella que soporta directamente a los servicios pblicos (cables, tuberas o ductos) y generalmente es un suelo granular, uniforme, libre de gravas, piedras y materiales vegetales. Relleno de confinamiento: Es el que va alrededor de los servicios pblicos y hasta una altura variable entre 15 cm y 20 cm por encima de ellos. Generalmente es de material seleccionado similar al de la Cama de Apoyo, el que se coloca por capas para permitir su apisonado alrededor de cables, tuberas o ductos. Relleno masivo: Llegar hasta el nivel de la sub-rasante del pavimento existente. Podr ser hecho con material propio, es decir con el extrado de la excavacin, con o sin seleccin previa, o con material de prstamo, definido por el PR. Se coloca por capas de espesor compactado a humedad ptima dependiente del tipo de suelo y del equipo empleado en la compactacin.

REPOSICIN DE PAVIMENTOS

La reposicin de los pavimentos afectados debe efectuarse con materiales de las mismas caractersticas que el pavimento original, excepto en el caso de los pavimentos de concreto hidrulico rehabilitados con una sobre capa asfltica de superficie, en que a criterio del PR se podr hacer la reposicin con un pavimento de concreto asfltico, que tenga el mismo Nmero Estructural que el pavimento mixto existente.

Se debe tener claro que la reposicin del pavimento incluye no solo la carpeta, sino tambin la base y la sub-base existente.

Las mezclas asflticas para reposiciones debern ser preferentemente en caliente. Donde el Proyecto considere mezclas en fro, estas deben ser hechas con asfalto emulsificado.

En cualquier caso, la superficie de la reposicin deber quedar enrasada con la superficie del pavimento existente, sin depresiones ni sobre elevaciones.

ANEXO F

MTODO SUGERIDO PARA EL DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS URBANOS DE ADOQUINES INTERTRABADOS DE CONCRETO INTRODUCCIN Es aquel pavimento formado, tpicamente por una base granular, una capa o cama de arena de asiento, los adoquines intertrabados de concreto, la arena de sello, los confinamientos laterales y el drenaje, construido sobre una sub-rasante de suelo preparado para recibirlo. Los pavimentos de adoquines intertrabados se construyen de tal manera que las cargas verticales de los vehculos se transmitan a los adoquines intertrabados adyacentes por corte a travs de la arena de sello de las juntas.

En la Figura se muestran algunas secciones transversales tpicas de pavimentos de adoquines intertrabados. En (a), tanto la base como la sub-base estn compuestas de materiales granulares. Tambin se pueden usar bases estabilizadas con asfalto o cemento, como se muestra en (b). Se requiere restriccin a lo largo de los bordes de los pavimentos de adoquines intertrabados de concreto para prevenir el movimiento de las unidades debido a las fuerzas del trfico. Tales movimientos pueden ocasionar la abertura de las juntas y la prdida de trabazn entre los elementos. La restriccin de borde mostrada en la Figura F1 puede conseguirse con diferentes diseos de sardineles.

El siguiente procedimiento de diseo estructural para vas y estacionamientos, est basado en un procedimiento simplificado del mtodo descrito en Structural Design of Concrete Block Pavements.1 y en Guide for Design of Pavement Structures 2 de la AASHTO. Se eligi el formato de la AASHTO debido a que la distribucin de cargas y modos de fallas de los pavimentos con adoquines intertrabados de concreto, son muy similares a los que ocurren en pavimentos flexibles.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEO ESTRUCTURAL

Generalidades El diseo estructural de los pavimentos con adoquines intertrabados de concreto, est basado en una evaluacin de cuatro factores que interactan. Estos factores son: medio ambiente, trfico, resistencia del suelo de sub-rasante y materiales de la estructura del pavimento. La seleccin de los parmetros requerido para el anlisis y diseo es responsabilidad del PR. Trfico La evaluacin del trfico deber tomarse en cuenta para diferenciar las cargas vehiculares, configuraciones de ejes y ruedas y nmero de cargas de cada tipo de vehculo durante el perodo de diseo. El dao a la estructura del pavimento debido a las cargas por eje se expresa tpicamente como el dao de la carga de un eje estndar (EAL). Esta carga por eje estndar es una carga por eje simple de 8,16 t (80kN).

Soporte de la Sub-rasante

La resistencia del suelo de sub-rasante ha tenido gran efecto en la determinacin del espesor total de la estructura de pavimento de adoquines intertrabados de concreto. Donde sea posible, se debern conducir ensayos de laboratorio del mdulo resiliente o de la Relacin Soporte de California (CBR) en suelos tpicos de sub-rasante para evaluar su resistencia. Esos ensayos debern conducirse a las condiciones de campo ms probables de densidad y humedad, que se pronostican durante la vida de diseo del pavimento.

En ausencia de ensayos de laboratorio, se han asignado valores tpicos del mdulo resiliente (Mr) a cada tipo de suelo definido en el Sistema Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS), descrito en la Referencia 3, o en el sistema de la AASHTO (ver Tablas F3 y F4). Se proporcionan tres valores de mdulos para cada tipo de suelos SUCS o AASHTO, dependiendo de las condiciones medioambientales y de drenaje anticipadas para el sitio.

En la Tabla F5 se resumen las pautas para seleccionar el valor del Mr apropiado. A cada tipo de suelo en las Tablas F3 y F4 tambin se le ha asignado un valor reducido de Mr (columna de la derecha), para ser usado solamente cuando la accin de las heladas es una consideracin de diseo.

La compactacin del suelo de sub-rasante durante la construccin deber ser por lo menos del 95% de AASHTO T-99 para suelos cohesivos (arcillosos) y por lo menos el 95% de AASHTO T-180 para suelos sin cohesin. La profundidad de compactacin efectiva en ambos casos deber ser por lo menos las 12 pulgadas (300 mm) superficiales. Los suelos que tengan Mr de 4500 psi (31 MPa) o menos (CBR de 3% o menos), debern evaluarse para reemplazo con un material ms apropiado o para mejoramiento mediante estabilizacin.

Materiales del Pavimento

Se deben caracterizar todos los materiales del pavimento disponibles para construccin. El comportamiento estructural de los pavimentos con adoquines intertrabados de concreto depende de la trabazn entre las unidades individuales. Cuando se aplica una carga, la transferencia de corte entre las unidades permite que la carga sea distribuida en una mayor rea. En reas sujetas a trfico vehicular se recomienda un espesor mnimo de adoqun de concreto de 60 mm y un patrn de colocacin en forma de espiga. El espesor de la cama de arena no deber ser mayor a 40 mm ni menor de 25 mm despus de la compactacin de los adoquines intertrabados de concreto.

En la Tabla F7 se indican las caractersticas de Base y Sub-base granulares. Si se usa una base tratada con asfalto, el material deber conformar las especificaciones de un concreto asfltico de gradacin densa, bien compactado, es decir una estabilidad Marshall de por lo menos 1800 libras (8000 N).

El material de base tratada con cemento deber tener una resistencia a la compresin no confinada a los 7 das de por lo menos 650 psi (4,5 MPa).

Los espesores mnimos de las capas de base tratadas con asfalto y cemento son 75 mm y 100 mm, respectivamente.

Curvas de Diseo Estructural

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