ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ ESTUDIO DEFINITIVO Y LA EJECUCION DE LA OBRA DEL MANTENIMIENTO PERIODICO DE LA CARRTERA ILAVE (EMP. R3S) – MAZOCRUZ, TRAMO: CHECCA – MAZOCRUZ (Km 10+000 AL Km 83+000) DEPARTAMENTO DE PUNO CHECCA - MAZOCRUZ SUELOSY PAVIMENTOS INDICE 8.1. GENERALIDADES 8.1.1. UBICACIÓN Y DESCRIPCION DEL AREA DE TRABAJO 8.1.2. ALCANCES DEL TRABAJO 8.2. ESTUDIOS DE SUELOS 8.2.1. BREVE DESCRPCION DE LA VIA 8.2.2. TRABAJOS DE CAMPO 8.2.3. RESUMENES DE TRABAJO DE CAMPO 8.2.4. TRABAJOS DE GAVIMETE DE LAS MUESTRAS DE SUELO 8.2.5. PROSPECCION DE SUELOS Y ENSAYOS DESTRUCTIVOS 8.2.6. SUPERFICIE DE RODADURA EXISTENTE 8.2.7. SECTORIZACION E INTERPRETACION DE RESULTADOS 8.2.8. ANALISIS DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DE LOS SUELOS DE SUBRASANTE 8.2.9. SUELOS DESFAVORABLES DE SUBRASANTE 8.2.10. MEJORAMIENTO DE LA SUBRASANTE Primer estrato Segundo estrato 8.2.11. SUBTRAMOS DE ROCA 8.3. PAVIMENTOS 8.3.1. EVALUACION DEL SUBSUELO 8.3.2. ANALISIS DEL TRAFICO 8.3.3. CLIMA Y TEMPERATURA DE LA ZONA DE ESTUDIO Clima Temperatura 8.3.4. EVALUACION SUPERFICIAL 8.3.5. EVALUACION ESTRUCURAL 8.3.5.1. Tramo Nº I km 10+000 – Km 83+000 8.3.5.2. Parámetros de calidad del afirmado INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ 8.3.5.3. Determinación del módulo resilente de diseño METODOLOGIA DE DISEÑO 8.3.6.1. Diseño de pavimento método AASHTO 8.3.6.2. Factores de diseño Nivel de confianza Desviación estandar normal Desviación estandar total Ejes simples de carga equivalente EAL Módulo de resilencia Serviciabilidad inicial Serviciabilidad final Pérdida total del índice de serviciabilidad Coeficiente de drenaje Período de diseño Indice estructurales 8.3.6. i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. ix. x. xi. 8.4. 8.5. DISEÑO DE PAVIMENTO 8.4.1. DISEÑO DE ESPESORES DE PAVIMENTO PARA 05 AÑOS 8.4.2. DISEÑO DEL PAVIMENTO METODO NASSARA CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ 8.1 GENERALIDADES La presente introducción tiene por objeto dar a conocer las actividades que se realizaron para identificar los Suelos, Canteras, Fuentes de Agua, para el Estudio Definitivo de Ingeniería y la Ejecución de la Obra del Mantenimiento Periódico de la Carretera Ilave (EMP R3S) – Mazocruz, Tramo: Checca – Mazocruz (km 10+000 al Km 83+000), del Departamento de Puno. Estos trabajos se realizaron por PROVIAS NACIONAL (Proyecto Especial de Infraestructura de transporte Nacional), con una longitud total de 73 km. 8.1.1 UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE TRABAJO El presente documento corresponde al estudio de estructuras de obras de arte para la rehabilitación de la carretera Ilave Mazocruz, Tramo Checca Mazocruz (Km 10+000 a Km 83+000), que está ubicado políticamente en el Distrito de Ilave y Provincia de Ilave del Departamento de Puno, geográficamente se encuentra entre las coordenadas UTM: Punto de Inicio del Tramo (430,444.8682-E, 8`212,008.7294-N) y Punto Final (423,503.357-E, 8`149,171.586-N). INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ PU-1: PLANO DE UBICACIÓN DEL PROYECTO REFERENCIA,TRAM O: ILAVE ( KM 0+000) INICIO, TRAMO: CHECCA (KM. 10+026.50) FIN, TRAMO: Mazocruz (KM. 83+000) 8.1.2 ALCANCES DEL TRABAJO El objetivo primordial del presente estudio de suelos es la de obtener la información necesaria la que permitirá obtener los parámetros con los cuales se plantearán y/o diseñarán los pavimentos y la protección de la misma 8.2 ESTUDIO DE SUELOS 8.2.1 BREVE DESCRIPCION DE LA VIA El Estudio Definitivo Mantenimiento y la Ejecución de la Obra Mantenimiento Periódico de la Carretera Emp. R3S (Checa) – Mazocruz (Km. 10+000 – Km. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ 83+000. tiene una longitud de 73.00 Km se ubica en la Provincia del Collao, cuya capital es Ilave, Tramo San Antonio de Checca - Mazocruz La Carretera tendrá la siguiente sección: Sección tipo Km. 10 + 000 al Km. 83 + 000 Pista = 5.50 m Total = 5.50 m 8.2.2 TRABAJOS DE CAMPO Los trabajos de campo consistieron en la toma de muestras y datos de los suelos mediante calicateo a cielo abierto, definiendo los estratos y la subrasante (terreno natural o relleno), teniendo como referencia el estacado del trazo actual de la carretera, con la finalidad de evaluar y establecer las características físicomecánicas de la subrasante (terreno natural) sobre la cual se apoyará la rasante (estructura del pavimento). Las calicatas (C) fueron ejecutadas con un espaciamiento de dos calicatas cada 1.50km y a una profundidad mínima de 1.50 m., identificando los estratos y sus espesores, de acuerdo con los TDR. Adicionalmente se han ejecutado calicatas tipo (CA) y calicatas por Geotecnia (CG), en los taludes tanto superior como inferior con fines de complementar el estudio de suelos y realizar los mejoramientos en las zonas de corte y en menor escala en las zonas de relleno dependiendo de las alturas y los números estructurales definidos en el diseño del pavimento. 8.2.3 RESUMEN DE TRABAJOS DE CAMPO Calicatas cada 750 m. y muestreo de los suelos de cada estrato encontrado (Superficie de rodadura y subrasante. Las calicatas se han realizado alternadamente de derecha a izquierda por el ahuellamiento que deja el tráfico. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ Densidades de campo a la capa de subrasante y toma de muestras de suelos para el CBR cada 1.5 Kms. Identificación de subtramos críticos (por suelos, drenaje, y deterioros en la actual Superficie de Rodadura). Identificación de la Napa Freática. Identificación de Subtramos de roca en la subrasante. Calicatas adicionales y toma de muestras complementarias en los taludes superior e inferior. Las muestras disturbadas de suelos, debidamente identificadas con el kilometraje y protegidas mediante recipientes adecuados (bolsas plásticas), se han trasladado y ensayado parte en el laboratorio de campo y el resto se ha enviado al laboratorio de Mecánica de Suelos de la Universidad de Juliaca y el resto al laboratorio de mecánica de suelos del Consorcio San Marcos Mazocruz y se han analizado y ensayado con las Normas del MTC y ASTM vigentes. 8.2.4 TRABAJOS EN GAVINETE DE LAS MUESTRAS DE SUELOS Las muestras disturbadas extraídas en la investigación de campo, fueron procesadas en el Laboratorio de Mecánica de Suelos del Consorcio, empleando las normas ASTM y MTC vigentes, para ensayos especiales y químicos se han remitido a los laboratorios de la UNI y U.N.A El programa de ensayos comprendió en lo siguiente: Determinación del contenido de humedad MTC E 108 (ASTM-D-2216) Análisis Granulométrico por tamizado MTC E 107 (ASTM-D-422) Determinación del limite Líquido MTC E 110 (ASTM-D-423) Determinación del limite Plástico MTC E 111 (ASTM-D-424) Determinación Humedad-Densidad(P. Modificado) MTC E 115 (ASTM D-1557) (CBR) Método del Cuerpo de Ingenieros MTC E 132 (ASTM-D-1883) Clasificación de SUCS ASTM-D-2487 Clasificación AASHTO ASTM D-3282 8.2.5 PROSPECCION DE SUELOS Y ENSAYOS DESTRUCTIVOS INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ SUBRASANTE: La subrasante (terreno natural o relleno), denominado también terreno de fundación tiene características diferentes para cada sección o subtramo evaluado, los suelos componentes son finos, granulares, existiendo áreas de roca observados en los taludes superiores y a diferentes profundidades, predominando los suelos finos limosos de baja compresibilidad. Los problemas de drenaje son notorios, en casi toda la carretera evaluada, debido a que esta carretera se ubica en una planicie No se encontró napa freática durante la ejecución de las calicatas 8.2.6 SUPERFICIE DE RODADURA EXISTENTE La Plataforma se encuentra constituida en la parte Superficial un promedio de 0.40 m de un material de buena calidad que por las características estudiadas cumple como material de Sub base para luego encontrar el suelo natural en las diferentes profundidades; presenta características similares siendo suelos Finos en su mayoría (Limos arcillosos con porcentajes similares de grava areno arcilla limosa), que pasan la malla Nº 200 desde 5.29% hasta 99.2% e índices de plasticidad entre 0% a 23% Esto indica que para el diseño del pavimento de la carretera se puede considerar como un suelo Limo Arcilloso con Arena de mediana a baja plasticidad. CUADRO Nº 1 Carretera San Antonio de Checca – Mazocruz Grupos de Materiales I I Clasificación de Suelos SUCS SM-SC GM-GC (22%) (03%) Clasificación de Suelos AASTHO A-2-4 (04%) A-3 (02%) INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ II II CL-ML CH-MH (70%) (05%) A-4 (74%) A-6 (08%) A-7-5 (11%) A-7-6 (01%) * Con incidencia hasta 1.50 m de profundidad a partir de la subrasante La capacidad de Soporte (CBRs), de la capa de Superficie de Rodadura predominan los valores entre 25 y 31.2%. En algunas calicatas se ha observado que la Superficie de Rodadura existente tenía espesores entre 15 y 20 cm en solo un tramo : Km. 13+750, Km. A lo largo de la carretera por razones de trazo y mejoramientos de características geométricas se van a realizar cortes en la que se está eliminando la Superficie de Rodadura existente, pues en este caso no se está considerando como aporte estructural del pavimento de dicha capa. 8.2.7 SECTORIZACION E INTERPRETACION DE RESULTADOS Los resultados de los ensayos de Laboratorio de Mecánica de Suelos, la clasificación visual de los suelos en campo nos permiten interpretar y describir las características físico-mecánicas de los suelos identificando los estratos hallados con su respectivo espesor y plasmar un Perfil Estratigráfico de la actual carretera (Superficie de Rodadura existente-subrasante), en el que se muestra la ubicación y variación tanto horizontal como vertical de cada uno de los estratos encontrados, traslapando cada 750 m., con los suelos clasificados según AASHTO y SUCS y además realizar un análisis de la Capacidad de Soporte de los suelos de subrasante y de los suelos desfavorables. En el presente estudio no se han sectorizado los tramos, en vista que la carretera en sus 73km, presenta caracteristicas muy similares. 8.2.8 ANALISIS DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE DE LOS SUELOS DE SUBRASANTE Se han utilizado valores de CBR 2 obtenidos en laboratorio cada 3 kilómetros, los cuales han sido procesados mediante análisis estadísticos. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ Los CBR de los subtramos homogéneos, de acuerdo a los resultados del método Valor Relativo de Soporte de laboratorio son los siguientes: . TRAMO N° I : Km. 10+000 – Km. 83+000: El paquete estructural, se divide por lo general en dos estratos: En el primer estrato, el Índice de Plasticidad varia entre 0.0% y 1.00%, El Índice de Plasticidad en el segundo estrato, varia entre 0.00% y 23.00%, en promedio el estrato presenta 11.2%. En las calicata C-5 el afirmado presenta un espesor de 0.10 mts y en las calicatas, C-4, C-9, C-10, C-17, C-20, C-57 y C-58, las que se ubican en los Kms. 0+500, 3+750, 4+750, 5+500, 13+750, 14+250, 16+500, 26+500, 28+750, .37+750 y 40+500 respectivamente, presentaron un espesor de 0.20 mts. El Limite Liquido (LL) mínimo del Segundo estrato es de 0 % y el máximo es de 46%, en promedio el estrato presenta un LL. de 25.00%, y en sectores definidos en 06 calicatas presentan materiales de alta a mediana plasticidad. El segundo estrato presenta un LL mínimo de 0.00% y máximo de 48.00%, en promedio en estrato presenta 25.0%. y el estrato clasificado como MH y CH presenta un LL mínimo de 50.00% y un máximo de 64.00%. El CBR, mínimo del tramo es de 3.4% y el máximo es de 61.50%, en promedio el tramo presenta un CBR de 31.2%; valores referidos al 95% de la Máxima Densidad Seca y una Penetración de Carga de 0.1” (2.5 mm.). En el tramo el primer estrato es de subbase. 8.2.9 SUELOS DESFAVORABLES DE SUBRASANTE Sobre la base del Perfil Estratigráfico y de los resultados de laboratorio, no se han identificado suelos de naturaleza orgánica, así como de suelos arcillosos y limosos de alto contenido de humedad (Ic < 0.25), los cuales resultarían inapropiados como material del pavimento debido a su baja capacidad de soporte como suelo de fundación del pavimento 8.2.10 MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ Teniendo en cuenta la evaluación superficial (visual) de la plataforma existente si como del análisis de los resultados de ensayos de laboratorio de los suelos, se ha elaborado la relación de sectores de mejoramiento clasificándolos en dos grupos: Mejoramientos en la Plataforma Existente El mejoramiento en la plataforma existente se realiza por las siguientes razones: - La inspección visual llevada a cabo inmediatamente posterior a la época de lluvias, nos ha determinado zonas de deformaciones, donde se evidencian problemas de transitabilidad. - El Supervisor en campo deberá verificar longitud y profundidad antes de entregar dichos trabajos al Contratista. Mejoramientos en el Ensanchamiento de la Plataforma. El mejoramiento en la plataforma existente se realiza por las siguientes razones: - La inspección visual llevada a cabo en época de lluvias, nos ha determinado zonas donde se requieren badenes. - El Supervisor en campo deberá verificar longitud y profundidad antes de autorizar dichos trabajos al Contratista. Como antecedentes de esta carretera debemos mencionar que es una de las más antiguas que existen en Puno, y fue utilizada mayormente por el gran sector comercial que existe en la zona. Al desarrollarse la carretera en una planicie, se presenta muchas veces zonas inundables y a su vez napa freática alta. Esta carretera en promedio se encuentra sobre 1.20 mts., por encima del nivel de las zonas inundables. De acuerdo con el levantamiento topográfico y la nivelación realizada, no se evidencias deformaciones resaltantes, solo las correspondientes a las producidas por el tráfico a la cual es sometida. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ De acuerdo con el perfil estratigráfico, se evidencia la presencia de 02 estratos el primero conformado por una base de afirmado que varía entre 15 y 40 cm, (15 cm en la prog 13+750), y un segundo estrato que tiene una altura de 1 a 1.5 m. Primer Estrato El CBR, mínimo del tramo es de 3.4% y el máximo es de 61.50%, en promedio el tramo presenta un CBR de 31.2%; valores referidos al 95% de la Máxima Densidad Seca y una Penetración de Carga de 0.1” (2.5 mm.). En el tramo el primer estrato es de subbase El segundo estrato El Segundo estrato presenta un LL mínimo de 0.00% y máximo de 48.00%, en promedio en estrato presenta 25.0%. y el estrato clasificado como MH y CH presenta un LL mínimo de 50.00% y un máximo de 64.00%. 8.2.11 SUB-TRAMOS DE ROCA La ubicación de los subtramos de roca se ha realizado mediante la apreciación visual en las calicatas realizadas, definiendo su profundidad. Es de indicar que en los puntos de roca descritos líneas abajo no necesariamente tiene que coincidir con las rocas observadas en los cortes de talud descritos en el Capítulo de Geología. En las zonas de roca mencionadas y las que han sido identificadas producto de los cortes, se recomienda la sobre excavación de 15cm. por debajo de la subrasante, con la finalidad de tener una superficie nivelada de acuerdo a la geometría del trazo, para que las capas del pavimento puedan cimentarse adecuadamente. En el Anexo del Estudio se pueden apreciar las fotografías y los resultados de los ensayos de Laboratorio de los suelos de la Subrasante y Superficie de Rodadura existente respectivamente. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ 8.3 PAVIMENTOS 8.3.1 EVALUACION DEL SUBSUELO El subsuelo se estudió mediante la ejecución de calicatas ubicadas en la zona de la plataforma por construirse, con distancias 750 m con una profundidad no menor de 1.50 m., contados a partir de la superficie de rodadura existente. Las muestras tomadas se analizaron en el Laboratorios de Mecánica de Suelos instalados en la Universidad Andina de Juliaca ubicados dentro de la zona de trabajo, para determinar las propiedades, índices y geotécnicas de los suelos y su resistencia a la penetración Relación Soporte California (CBR). Los Ensayos Especiales en suelos se realizaron en el Laboratorio de Geoconsult Lima. Con los datos obtenidos se confeccionó el Perfil Estratigráfico de las calicatas efectuadas en campo. (Ver Estudio de Suelos) La Plataforma se encuentra constituida en la parte Superficial un promedio de 0.40 m de un material de buena calidad que por las características estudiadas cumple como material de Sub base para luego encontrar el suelo natural en las diferentes profundidades; presenta características similares siendo suelos Finos en su mayoría (Limos arcillosos con porcentajes similares de grava areno arcilla limosa), que pasan la malla Nº 200 desde 5.29% hasta 99.2% e índices de plasticidad entre 0% a 23%, los espesores se encuentran detallados en el perfil estratigráfico adjunto. Esto indica que para el diseño del pavimento de la carretera se puede considerar como un suelo Limo Arcilloso con Arena de mediana a baja plasticidad. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ CUADRO Nº 1 Carretera San Antonio de Checca – Mazocruz Grupos de Materiales I I II II Clasificación de Suelos SUCS Clasificación de Suelos AASTHO SM-SC GM-GC (22%) (03%) A-2-4 (04%) A-3 (02%) CL-ML CH-MH (70%) (05%) A-4 (74%) A-6 (08%) A-7-5 (11%) A-7-6 (01%) * Con incidencia hasta 1.50 m de profundidad a partir de la subrasante 8.3.2 ANALISIS DEL TRÁFICO El análisis de tráfico permite determinar el número de aplicaciones acumuladas de cargas equivalentes (EAL) a un eje simple de 18,000 Ib (80kN) que se usará en la determinación de los espesores del pavimento. Se ha tomado como base el Estudio de Tráfico, realizado para el presente estudio Según los volúmenes y clasificación de tráfico vehículo, así como la encuesta de origen-destino se ha obtenido el tráfico normal-generado y el proyectado, sin considerar los vehículos ligeros por su efecto destructivo mínimo. Se ha considerado como año base el 2009 (inicio de tráfico ). La tasa de crecimiento anual y Ejes equivalentes se encuentran en el estudio de tráfico. El número acumulado de repeticiones de ejes equivalentes (EAL = W18) se han tomado del Estudio de Trafico y son los siguientes. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ NUMERO DE EJES EQUIVALENTES ACUMULADOS Número de Ejes Equivalentes Checca - Mazocruz Ejes Equivalentes de Diseño 8.3.3 a. 05 años 8.88x104 10 años 1.90x105 CLIMA Y TEMPERATURA DE LA ZONA EN ESTUDIO CLIMA El clima comprende básicamente en el análisis de las variables climatológicas como es la precipitación y la temperatura, tomando siempre la precipitación media, temperatura media y sus componentes: máxima y mínima. Factores que pueden afectar el comportamiento del pavimento, su resistencia, durabilidad y capacidad de carga del sistema estructural.. Del estudio San Antonio de Checca Mazocruz del Km 10+000 hasta el Km 83+000 presentan precipitaciones que varían en función inversa a la altitud, a mayor altitud menor precipitación. Se han considerado los registros pluviométricos de la estación de Ilave, por su ubicación geográfica y cercanía a la carretera; estación que es administrada por SENAMHI. Las Precipitaciones hasta el año 1993, total promedia es de 774 mm./año, el 80% se concentra en los meses de Diciembre a Marzo, los meses de menor precipitación como es Junio y Julio, existiendo eventualmente en algunos años precipitación nula entre Agosto y Octubre. Por lo general, las precipitaciones máximas provienen de tormentas regionales, de donde se considera que los datos son factibles de utilizar sobre el área del proyecto. En la serie histórica de precipitación de la Estación de Yauri, se registro que la máxima precipitación de 50.00mm., se produjo en el año 2004 y la precipitación mínima de 16.00 mm.,se produjo en el año de 1977. b. TEMPERATURA La Temperatura en la Cordillera de los Andes es el factor determinante de las características climáticas de la zona. El clima es frío y seco con una humedad INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ relativa media anual de 64%, siendo más seco en noviembre y más húmedo entre los meses de enero a marzo. Las temperaturas y la humedad disminuyen a medida que aumenta la altura. Hacia los tres mil quinientos metros sobre el nivel del mar se extienden las punas, con bajas temperaturas que descienden aun más durante la noche. En esta parte de la región, la temperatura máxima media mensual registrada para el periodo 2002 – 2004, fue de 20.0°C. Muy por el contrario, la temperatura mínima registrada para ese mismo periodo fue de -10.2°C. 8.3.4 EVALUACION SUPERFICIAL La evaluación superficial de la vía, se efectuó mediante una inspección visual de la superficie, no se utilizó ninguna metodología de evaluación superficial ya que todos los manuales, si bien es cierto se fundamentan en la aplicación de procedimientos modernos para el mantenimiento y rehabilitación, ellos se orientan a pavimentos flexibles y no para pavimentos a nivel de afirmado, estado en que actualmente se encuentra la vía en estudio. Sin embargo algunos términos de relevamiento superficial se han utilizado para identificar el tipo de deterioro de la vía. En base a la inspección visual realizada, la vía se encuentra de regular a buen estado de conservación, ya que el tramo está considerado dentro de la Red Vial Nacional 034B de la carretera: Ilave - Mazocruz, tramo que se ubica en la parte alto andina de la provincia de Puno, a una altitud aproximada de 3820 m.s.n.m. el Ministerio de Transportes tiene cuadrillas que se encargan de la conservación en lugares puntuales presenta fallas representativas del tipo ahuellamientos, baches leves y encalaminados en las curvas que presentan cambio de pendiente o gradiente. Además se observa que la composición de la superficie de rodadura es grava limosa con presencia de agregado tipo canto rodado; presentándose en algunos sectores puntuales existe deterioros leves. En general se desprende que la vía se encuentra en mantenimiento requiriendo un refuerzo estructural. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ 8.3.5 EVALUACION ESTRUCTURAL La evaluación estructural del pavimento existente, se ha desarrollado por métodos destructivos, la metodología desarrollada se detalla en el Estudio de Suelos. En el Estudio de Suelos del Estudio Definitivo y la ejecución de la Obra del Mantenimiento Periódico de la Carretera Ilave (EMP.R3S) Tramo Checca – Mazocruz (Km 10+000 al Km 83+000), el suelo presenta un perfil estratigráfico y resistencia de similares características, por lo que el tramo del Km. 10+000 al Km. 83+000, se considera único para fines de diseño. 8.3.5.1 TRAMO N° I : Km. 10+000 – Km. 83+000 El paquete estructural, se divide por lo general en dos estratos: En el primer estrato, el Índice de Plasticidad varia entre 0.0% y 1.00%, El Índice de Plasticidad en el segundo estrato, varia entre 0.00% y 23.00%, en promedio el estrato presenta 11.2%. En las calicata C-5 el afirmado presenta un espesor de 0.10 m y en las calicatas, C-4, C-9, C-10, C-17, C-20, C-57 y C-58, las que se ubican en los Kms. 0+500, 3+750, 4+750, 5+500, 13+750, 14+250, 16+500, 26+500, 28+750, .37+750 y 40+500 respectivamente, presentaron un espesor de 0.20 m. El Limite Liquido (LL) mínimo del Segundo estrato es de 0 % y el máximo es de 46%, en promedio el estrato presenta un LL. de 25.00%, y en sectores definidos en 06 calicatas presentan materiales de alta a mediana plasticidad. El segundo estrato presenta un LL mínimo de 0.00% y máximo de 48.00%, en promedio en estrato presenta 25.0%. y el estrato clasificado como MH y CH presenta un LL mínimo de 50.00% y un máximo de 64.00%. El CBR, mínimo del tramo es de 3.4% y el máximo es de 61.50%, en promedio el tramo presenta un CBR de 31.2%; valores referidos al 95% de la Máxima Densidad Seca y una Penetración de Carga de 0.1” (2.5 mm.). En el tramo el primer estrato es de subbase INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ En el Cuadro N° 08 “Parámetros de Calidad del Afirmado”, se muestra los requisitos de calidad mínima que deben satisfacer los agregados para afirmados. 8.3.5.2 PARAMETROS DE CALIDAD DEL AFIRMADO NORMA REQUISITOS MINIMOS Limite Liquido MTC E110 25% máx Índice de Plasticidad MTC E111 3-5% máx CBR * MTC E132 40% mín. Equivalente de Arena MTC E114 20% mín. (*) Referido al 95% de la Máxima Densidad Seca y una Penetración de Carga de 0.1” Comparando estos parámetros con los resultados de laboratorio, se deduce que el tramo del suelo a nivel de afirmado, está compuesto por materiales inertes que no han sufrido una disminución sustancial en su capacidad portante. La subrasante está compuesta por suelos medios y suelos buenos. En el primer caso se caracterizan por que retienen un moderado grado de consistencia bajo condiciones adversas de humedad, suelos como arenas arcillosas, arenas limosas y las gravas arenosas que contienen .cantidades moderadas de arcilla y limo fino. En el Segundo caso son suelos que retienen una cantidad sustancial de su capacidad de soportar cargas cuando se humedecen ya que el suelo se encuentra libre de cantidades perjudiciales de materiales plásticos y no son afectados por la humedad o la helada. 8.3.5.3 DISEÑO DETERMINACION DEL MODULO RESILENTE DE La metodología AASHTO – 93 para efectos de establecer el Módulo Resiliente Efectivo de diseño emplea el criterio de serviciabilidad, para lo cual ha definido el factor ūf ó Promedio de Daño Relativo, según el cual se medirá el daño relativo en un determinado mes (estación) y a su vez se medirá el Módulo Resiliente del suelo en dicha temporada estacional. Se debe medir estos factores en todos los meses del año para definir un MR efectivo promedio anual. Al respecto este tipo de cálculos no se pueden efectuar en el país por la nula información propia existente al respecto. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ En el presente diseño se ha usado una metodología que considera los CBR s correlacionados con los módulos de resiliencia MR. Dada la escasa información existente en el medio sobre estos ensayos, para la correlación se empleó la siguiente función tomada por la ASSHTO para suelos que tengan el CBR de Diseño menores o iguales que 7: MR = 1500 x CBR Para la determinación del valor representativo de la capacidad de soporte del suelo se ha utilizado un procedimiento estadístico (percentiles) basado en los criterios recomendados por The Asphalt Institute (USA), el cual es función del tráfico proyectado (diseño). NIVEL DE TRÁFICO(EAL8.2) PERCENTIL DE DISEÑO (%) 104 o menor 60 Entre 104 y 106 75 106 ó más 87.5 Todos los valores de CBR obtenidos de los ensayos de laboratorio han sido tomados y correlacionados en función al perfil estratigráfico del proyecto, los cuales han sido procesados en un programa de cómputo estadístico obteniéndose los siguientes resultados: Tramo Único - del Km 10+000 al Km 83+000 para 05 años Tramo Único del Km 10+000 al Km 83+000 para 10 años Media 12.65 12.65 Desv. Estándar 14.39 14.39 Coef. Variación 107.91 107.91 CHECCA MAZOCRUZ Percentil 75% 7500 INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ Percentil 75% 7500 Empleando la relación inicialmente señalada se obtiene los siguientes valores de Módulo Resilente: Tramo Unico Tramo Unico del Km - del Km 10+000 10+000 al Km al Km 83+000 83+000 para 10 años para 05 años CHECCA MAZOCRUZ MR (Percentil 75%) 7500 MR (Percentil 75%) 7500 METODOLOGIA DE DISEÑO 8.3.6 El Tramo Checca – Mazocruz (Km 10+000 al Km 83+000), será construida con material de Afirmado para un período de 05 años con mantenimiento periódico y un índice de serviciabilidad final de 2.0. 8.3.6.1 DISEÑO DE PAVIMENTO METODO AASHTO Se ha utilizado el método AASHTO versión 1993 que se basa en el módulo de resiliencia (MR), los ejes equivalentes acumulados de 18,000 Ib (W18) el índice de serviciabilidad (Pt), las características físicas y mecánicas de los materiales de préstamo y los espesores mínimos de concreto asfáltico que especifica el método de acuerdo al EAL correspondiente. Los valores del número estructural (SN) se hallaron con la fórmula siguiente: log(W18) = ZRSO + 9.36 log(SN + 1) + log(PSI) (4.2 – 1.5 + 2.32 log MR – 8.27 1094 0.40 +(SN + 1)519 Donde: W18 = Número de ejes equivalentes para el período de diseño INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ MR = Módulo resiliente (Ib/pulg2) PSI = Pérdida de serviciabilidad ZR = Factor de confiabilidad SO = Desviación estándar de todas las variables SN = Número estructural La expresión que relaciona el número estructural con los espesores de capa es: SN = a1 D1 + a2 m1 D2 + a3 m2 D3 Donde: a1 a2 a3 = Coeficientes estructurales o de capa m1 m2 = Coeficientes de drenaje D1 D2 D3 = Espesores de capa Considerando los valores siguientes para el cálculo del número estructural requerido(SN) PSI = 2.0 ZR = -1.282 SO = 0.45 Los coeficientes estructurales de capa considerados para el cálculo del número estructural de diseño son los siguientes: a1 = 0.44 a2 = 0.132 a3 = 0.12 Se ha considerado como calidad de drenaje, regular correspondiente a factores entre 1.05 y 0.80. El valor adoptado para m1 y m2 es 1.00. 8.3.6.2 FACTORES DEL DISEÑO Debemos poner en conocimiento, que la solución adoptada en esta etapa de mantenimiento de la carretera Checca –Mazocruz (Km 10+000 al Km 83+000), INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ ha sido considerada en base a la experiencia anterior en el tramo Ilave Checa (0+00 a 10+000); donde ha presentado resultado aceptables, PROVIAS NACIONAL, deberá monitorear el comportamiento del Imprimado Reforzado y de acuerdo a los resultados obtenidos evaluar la posibilidad de programar dentro de sus actividades una protección definitiva como un tratamiento Bicapa (no considerado en este estudio). Los parámetros de diseño del presente estudio, considera que la estructura y la protección del imprimado reforzado recibirán este tratamiento Bicapa, sin la necesidad de realizar mayor inversión, dentro de un periodo corto, para evitar deterioros de mayor consideración. El método AASHTO-93 tiene los siguientes Variables: i. NIVEL DE CONFIANZA (R) El Nivel de Confianza, es una forma de incorporar cierto grado de certeza en el proceso de diseño, para garantizar que la sección del pavimento proyectado se cumplan satisfactoriamente bajo las condiciones de tráfico y medio ambiente durante el periodo de diseño. El nivel de confianza tiene como función garantizar que las alternativas adoptadas para que perduren durante el periodo de diseño. En el Cuadro se muestran los Niveles de Confianza sugeridos para Diferentes Carreteras, indicando los rangos de confiabilidad sugeridos para distintos tipos de carreteras, clasificadas según su funcionalidad. Para el presente Estudio, por ser una vía Interestatal rural; le corresponde una confiabilidad que varia de 80.0 - 99.9. la Confiabilidad adoptada es R = 90% NIVELES DE CONFIANZA SUGERIDOS PARA DIFERENTES CARRETERAS Clasificación Autopistas interestatales y Arteriasotras Principales Colectoras de Transito Carreteras Locales Niveles de Confiabilidad Recomendado Urbana Rural 85 - 99.9 80 - 99.9 80 - 99 75 - 95 80 - 95 75 - 95 50 - 80 50 - 80 INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ ii. DESVIACION ESTANDAR NORMAL ( Zr ) En base a la confiabilidad de los datos estudiados y a los términos de referencia se le asigno una confiabilidad de 90% para los valores de Desviación Standard Normal que se adopta en base al Nivel de Confianza. Según la Guía de Diseño AASHTO, resulta un ZR de -1.282 Así como se muestra en el cuadro adjunto. VALORES DE DESVIACION ESTANDAR NORMAL iii. R ZR Nivel de Desviación Confiabilidad Standard 75 -0.674 80 -0.841 85 -1.037 90 -1.282 91 -1.34 92 -1.405 93 -1.476 94 -1.555 95 -1.645 96 -1.751 97 -1.881 99.99 -3.750 DESVIACION ESTANDAR TOTAL ( So ) La desviación Estándar Total para Pavimentos Flexibles, que incluye los errores debido a la determinación del trafico siendo esta desviación estándar de la población de valores obtenidos por AASHTO, en la carretera experimental considerando que se ha efectuado un estudio de trafico detallado que ha incluido censos de vehículos y de cargas, se adopta para pavimento flexibles un valor So = 0.45. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ iv. EJES SIMPLES DE CARGA EQUIVALENTE EAL (W18 ) Es el número de pasadas de un eje simple y ruedas duales de 8.2 ton (18 kips) de peso. Para el presente proyecto se está considerando el período de diseño establecido en 05 Años. Los espesores mínimos recomendados según el AASHTO es el siguiente: Espesores Mínimos Recomendados Concreto Asfáltico N8,2 EAL Base Granular cm pulg cm pulg Menores de 5,0 * 10 ^ 4 2,54 ó TSA 1,0 ó TSA 10.16 4.0 5,0 * 10 ^ 4 - 1,5 * 10 ^ 5 5.08 2.0 10.16 4.0 1,5 * 10 ^ 5 - 5,0 * 10 ^ 5 6.35 2.5 10.16 4.0 5,0 * 10 ^ 5 - 2,0 * 10 ^ 6 7.62 3.0 15.24 6.0 2,0 * 10 ^ 6 - 7,0 * 10 ^ 6 8.89 3.5 15.24 6.0 Mayores de 7,0 * 10 ^ 6 10.16 4.0 15.24 6.0 v. MODULO DE RESILIENCIA ( Mr ) En el método de AASHTO de 1993, el modulo de resiliencia reemplaza al CBR como variable para caracterizar la subrasante, subbase y base. El modulo de resiliencia es una medida de la propiedad elástica de los suelos que reconoce a su vez las características no lineales de su comportamiento. Este parámetro se puede determinar a través de los ensayos dinámicos y de repeticiones de carga, sin embargo la guía AASHTO reconoce que muchas agencias no poseen los equipos para determinar el Mr y propone el uso de la conocida correlación con el CBR: MR (psi)= 1500 x CBR CBR < 10% u o MR (psi)= 3000 CBR . " 10% < CBR < 20% Mr = 4326xlnCBR + 241 Suelos Granulares Ecuación Guía Formula AASHTOSudafricana Ecuación Guía AASHTO Para el presente estudio de acuerdo a los cálculos para hallar la Capacidad soporte de la Subrasante, se muestra el CBR mínimo, CBR promedio y CBR de diseño; estos dos últimos referidos al percentil 75%. el valor que se presenta INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ para un CBR de 5% según la Ecuación Guía AASHTO en nuestro caso tenemos un valor de un Módulo de Resiliencia de 7500 SERVICIABILIDAD INICIAL ( Po ) La Serviciabilidad Inicial a sido tomada de la carretera Experimental AASHTO que fue de 4.2 y es la que comúnmente se adopta en nuestro país para los diseños, sin embargo debe tomarse en cuenta que a ese valor le corresponde un IRI comprendido entre 0.72 y 1.20 mm/m. En consecuencia es más realista trabajar con un Po de 4 vi. SERVICIABILIDAD FINAL ( Pt ) La Serviciabilidad Final a falta de mayores referencias, se adopta un valor de 2.0 igual al adoptado por la carretera experimental de la AASHTO ( pagina II-10 de la guía) como resultado de una encuesta entre los usuarios. vii. PERDIDA TOTAL DEL INDICE DE SERVICIABILIDAD ( PSI ) La perdida Total del Índice de Serviciabilidad Presente (PSI), varia de O (carretera imposible) hasta 5 (carretera perfecta). En el ensayo AASHTO, se obtuvo una serviciabilidad inicial (Po) de 4.2 para pavimentos flexibles y el índice de serviciabilidad más bajo (Pt) es de 2.0, que puede tolerarse antes de que sea necesario un refuerzo o una rehabilitación para las carreteras. PSI = 4.0 - 2.0 = 2.0 viii. COEFICIENTE DE DRENAJE ( m1 ) El Coeficiente de Drenaje representa el porcentaje del tiempo durante el Período de Diseño, que las capas granulares, estarán expuestas a niveles de humedad cercanos a la saturación. En el Cuadro adjunto "Valores de Coeficiente de Drenaje", muestra los valores recomendados para modificar los coeficientes de capas de base y subbase granular, frente a condiciones de humedad. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ VALORES DE COEFICIENTE DE DRENAJE Calidad de Drenaje Termino Remoción de % de Tiempo de exposición de la estructura del pavimento a nivel de humedad próximos a la saturación Excelen Agua 2 horas <1% 1.40 -1.35 1-5% 1.35 - 5-25% 1.30 -1.20 >25% 1.20 te Buena 1 día 1.35 -1.25 1.301.25 1.15 -1.00 1.00 Aceptab 1 semana 1.25 -1.15 1.151.15 1.00 -0.80 0.80 le Pobre 1 mes 1.15 -1.05 1.051.05 0.80 -0.60 0.60 Muy El agua no 1.05 -0.95 0.800.95 0.75 -0.40 0.40 Pobre drena 0.75 En base a las condiciones particulares del proyecto, tales como la topografía de planicie alto andina donde se desarrolla la vía, las precipitaciones pluviales anuales medias del orden de 774 mm/año, y suelo con permeabilidad media, se estima que el tiempo de exposición de la estructura a nivel de humedad próxima a la saturación es del orden de 5 a 25%, es así que los coeficientes de drenaje son: m1 = 1.00 Y m2 = 1.00 ix. PERIODO DE DISEÑO ( N ) El período de diseño es el Tiempo empleado para la obtención de las estructuras del pavimento en nuestro caso es de 05 años. x. INDICE ESTRUCTURALES La estructura estará conformada por una sola capa que Corresponde a una Sub base Granular, con un CBR mínimo de 40% y coeficiente estructural a3 de 0.12/pulg.; valor que se estima en el Grafico adjunto en el anexo correspondiente denominado "Variación de Coeficiente a3 con diferentes parámetros de resistencia de la sub base" 8.4 DISEÑO DE PAVIMENTO AASHTO Para el cálculo de Sn aplicando la formula: INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ log(PSI) (4.2 – 1.5 log(W18) = ZRSO + 9.36 log(SN + 1) + + 2.32 log MR – 8.27 1094 0.40 +(SN + 1)519 Con los parámetros adjuntos obtendremos el valor de Sn y por consiguiente la estructura del pavimento N Periodo de Diseño R Nivel de Seguridad ZR Desviación Estándar Normal So Desviación Estándar Total Mr Modulo de Resistencia Po Serviciabilidad Inicial Pt Serviciabilidad Final PSI Variación Total del Índice de Serviciabilidad EAL Aplicación de Ejes Simples en cargas Equivalentes m1 Coeficiente de Drenaje Sn Numero Estructural TRANSITO R EAL N8,2 (%) 8.88 E+04 90 8.4.1 ZR So MR Po Pt PSI -1.282 0.450 7500 4.0 2.0 2.0 SN N años 05 DISEÑO DE ESPESORES DE PAVIMENTO PARA 05 AÑOS El Tramo Checca –Mazocruz (Km 10+000 al Km 83+000), INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ Período de Diseño 05 años Sub tramos I Número de ejes equivalentes 8.88.E+04 Módulo resilente 7500 Factor de confiabilidad -1.282 Desviación estándar 0.45 Índice de serviciabilidad 2.0 Número estructural Imprimación SN 2.207 m1 1.00 A3 0.0 D1 (pulg) 0 de m1 1.00 A3 0.14 D1 (pulg) 2 m1 1.00 A3 0.125 D2 (pulg) 16 (pulg) 22 SN’ 2.280 reforzada Material Afirmado Afirmado existente Espesor total del pavimento Número estructural REQUISITOS DE CALIDAD DE LAS CAPAS GRANULARES Ensayo Subbase Granular(%) CBR Mínimo 40 L.L. Máximo 25 IP. Máximo 4 Equivalente de Arena Mín. 35 % N° 200 Máximo 12 A su vez el material granular clasificado como Afirmado , deberán compactarse con un contenido de humedad óptimo de +/-1.5 puntos en porcentaje, para INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ alcanzar una densidad mínima del 100% de la densidad máxima de laboratorio, sugiriendo se utilice el Método AASHTO T1aO o el ASTM D1557. 8.4.2 DISEÑO DEL PAVIMENTO METODO NASSARA El Método Nassara ha desarrollado un procedimiento de Diseño con y sin tratamiento superficial bituminoso para caminos de bajo transito el método es aplicable para repeticiones de hasta 2.5E*06. una vez que se ha determinado el valor índice de la resistencia de la Subrasante y el EAL de diseño, se determina el espesor necesario de cubrimiento; dato que se obtiene del Grafico adjunto e la "Carta de Diseño para Concreto Asfáltico de Base Granular de 12 pulg.". Período de Diseño Número de ejes equivalentes O5 años 8.88E+04 CBR 5 Espesor de la capa de Afirmado A 35 cm. pulg. El espesor es el siguiente: PARA 05 AÑOS EAL = 1.744*E+04 Superficie de Rodadura = AFIRMADO Espesor = 22.5 cm. 8.4.3 TRAMO CHECCA –MAZOCRUZ (KM 10+000 AL KM 83+000), Diseño para 05 años Centímetros Pulgadas Imprimación reforzada 0 0 Material Granular 5 2 Afirmado existente 10-40 4-16 INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ IMPRIMACIÓN REFORZADA - BASE GRANULAR (cm) 5 BASE GRANULAR EXISTENTE (cm) 10-40 Por lo tanto la alternativa propuesta plantea lo siguiente: La colocación de un material de Afirmado de 5 cm. de espesor, como capa granular de refuerzo del pavimento definitivo (para los 05 años). El material colocado como Afirmado será cubierto por una imprimación reforzada para ser protegido de las lluvias y factores climáticos: 8.5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. En el estudio se ha encontrado un tipo de suelo que podemos considerar como: Capa superior (superficie del terreno); existe un material granular de 0.40 m. de promedio el cual deberá permanecer como sub rasante, y no se hace necesario justificar los ensayos de CBR, de estratos subyacentes . Estratos inferiores, En casi todo el tramo en estudio existe material Arcilla Limosa granular clasificado Arcilla limo arenoso y en y en poca proporción Grava arcillas de mediana plasticidad, lo que no hace necesario la justificación de los ensayos de los estratos subyacentess 2. Los valores de EAL (ejes equivalentes acumulados) han sido tomando del Estudio de Trafico del presente Estudio. 3. El período de diseño se ha tomado a partir del año 2009 y los ejes equivalentes (EAL) han sido proyectados a 05 años, con una tasa de crecimiento de 4%. Se ha considerado conveniente tomar para el diseño definitivo el período de 05 años es decir proyectado al año 2014, de acuerdo al análisis técnico económico. INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ 4. Se deberá utilizar para la imprimación reforzada RC 250 y agregado clasificado para el recubrimiento de la plataforma, respetando estrictamente lo indicado en las especificaciones técnicas. 5. La alternativa adoptada de la estructura del pavimento sobre la base de los cálculos efectuados para un período de diseño de 05 años considerando los espesores de sus capas en cm., se presenta en el Cuadro Nº 6, respectivo. CUADRO Nº 6 ESTRUCTURA DEL PAVIMENTO PROPUESTO El Tramo Checca –Mazocruz (Km 10+000 al Km 83+000) Espesores de las Capas del Pavimento Diseño Nº I Longitud Imprimación Afirmado Afirmado Espesor (Km.) reforzada Granular (*)Existente Total (cm) (cm) (cm) (cm) - 5 10-40 15-45 73.00 (*) Materal que al ser incorporado incrementa la capacidad de la estrucuta de la plataforma propuesta 6. Al tratarse de una carretera ubicada en zona de altura con cotas mayores a 4000 m.s.n.m. por los suelos encontrados la mayoría no son susceptibles al congelamiento encontrado en los mencionados suelos con arcilla que se clasifica dentro del grupo F4, que son suelos susceptibles a las heladas, sin embargo la congelación no es severa en esta zona ni en los países sudamericanos hasta la cota máxima considerada, puesto que no se dan las condiciones de clima extremo que han de presentarse para que la congelación del suelo alcance espesores de importancia o ésta dure mucho tiempo y se produzcan efectos de deshielo desfavorables. Para efecto del cálculo de la profundidad de congelamiento se requiere registros de temperatura a lo largo de un lapso prolongado (10 años) que en cualquier caso nos daría valores muy inferiores a los considerados (se estima para las carreteras en la puna valores máximos del orden de 0.25 m). INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ En nuestro caso el espesor de congelamiento sería de pocos centímetros que no influiría en la capa de sub-rasante que se encontraría a una profundidad mínima entre 0.40 m. ya que los espesores de la estructura del pavimento corresponden a la condición más crítica que sería por resistencia. 7. La plataforma deberá estar sujeto a una evaluación y Mantenimiento periódico para determinar su condición y proceder al mantenimiento que esta evaluación determine. 8. El material utilizado como refuerzo de la estructura del pavimento será de de las canteras seleccionadas que cumplen hasta un material clasificado como sub base el cual deberá ser compactado al 100% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado. 9. La alternativa de estructura del pavimento está basada en la calidad de los materiales granulares de las canteras existentes mas cercana de la zona en estudio por lo que deberán cumplir con las especificaciones generales y principalmente las siguientes: CBR de la base = 40% mínimo. Desgaste mecánico Abrasión = 50% máximo. Desgaste químico (Durabilidad) = 12% máximo. Equivalente de arena (sub-base) = 40% mínimo. Límite líquido = 25% máximo. Índice plástico = 4% máximo. Compactación del Material Granular a colocar 100% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado. Compactación del Material Granular Existente 95% de la Máxima Densidad Seca del Proctor Modificado. Granulometría de curva continua que cumpla con la gradación del material de Sub base. de la especificación AASHTO. Para la construcción de las capas de la Plataforma se cuenta con canteras ubicadas relativamente cerca de la carretera. El detalle de calidad y volúmenes de las canteras se encuentran en la descripción correspondiente de distribución de materiales y distancia media de transporte del volumen de metrados y los cuadros de análisis de INFORME N°FINAL 01 INFORME ESTUDIO DEFINITIVO DEL MANTENIMIENTO PERIÓDICO DEL TRAMO CHECCA - MAZOCRUZ CONSORCIO SAN MARCOS MAZOCRUZ canteras del volumen del Estudio de Suelos, Canteras y Fuentes de Agua del Proyecto. 10. Las especificaciones que se indican en el diseño forman parte de las especificaciones técnicas, por lo que se deberán tener en cuenta para la buena ejecución de la obra. 11. Los resultados del presente diseño son válidos solamente para los niveles de tráfico y características de suelos del El Tramo Checca –Mazocruz (Km 10+000 al Km 83+000) 12. La protección del Imprimado reforzado para la carpeta de rodadura, es considerada con una protección que permitirá a posterior colocar una carpeta de rodadura más adecuada y/o definitiva, este tratamiento ha dado buenos resultados en experiencias anteriores como es el tramo Ilave Checa de topografía plana, ahora la solución adoptada en el tramo Checca –Mazocruz (Km 10+000 al Km 83+000) presenta una topografía con relieves altos y bajos, a su vez teniendo en cuenta que va a generar mayor tráfico, la Entidad debe monitorear el comportamiento de la Imprimación reforzada y a su vez planificar la colocación de una tratamiento final bicapa. INFORME N°FINAL 01 INFORME
