5/4/2015 Mg.Sc. Ing. Hemerson Lizarbe Alarcón http://hemersonlizarbe.wordpress.com • En el aspecto funcional tiene que cumplir el nivel de serviciabilidad y comodidad del usuario. • En el aspecto estructural: desgaste estructural, ahuellamiento,hundimiento, deformaciones, fatigas, etc. • Los métodos de diseño que actualmente existen no nos permiten modelar a tal nivel de querer anticipar el comportamiento futuro del pavimento. 1 5/4/2015 ¿Qué es el diseño de pavimentos? • Es el proceso por el cual los componentes estructurales (carpeta, losa, base, sub base, subrasante) de un segmento de carretera son determinados tomando en consideración la naturaleza de la sub-rasante, las consideraciones ambientales, densidad, composición del tráfico, y las condiciones de mantenimiento. • Considerando que el pavimento es la parte superior de una carretera, aeropuerto o zona de parqueo e incluye todas las capas que se apoyan en el suelo natural, incluidas las bermas.( troncos, capas mejoradas, imprimaciones, etc) ¿Qué es el diseño de pavimentos? En forma resumida el diseño de la estructura del pavimento es: • Establecer espesores y rigideces de los materiales para mantener la vía bajo un cierto nivel de deterioro y confort ¿Cuáles son las fases del diseño de pavimentos? Estudio de la subrasante (suelo de fundación perfilado y compactado, nivel topográfico para las capas) Selección de los materiales (tipos de pavimentos) Proporcionamiento de los materiales Estudio del tráfico Diseño de los espesores de cada capa Análisis del ciclo de vida (incluido mantenimiento y tipo de ejecución) Determinación de espesores finales 2 5/4/2015 DEFINICIÓN DE PAVIMENTO • Es aquella estructura diseñada y construida para resistir el efecto de las cargas estáticas y dinámicas impuestas por el tránsito vehicular y los efectos del ambiente durante un período de tiempo determinado, puede estar compuesta por una o más capas de materiales de calidades diferentes ubicados entre el nivel de subrasante y rasante. • Los esfuerzos en un pavimento producidos por el tránsito vehicular decrecen con la profundidad, se colocan los materiales de mejor calidad en las capas superiores, porque son las de mejor soporte, requiriendo capas de menor calidad en las capas inferiores, hasta llegar al terreno de fundación que puede ser terreno formado por corte o relleno, este último es generalmente construido con materiales resultantesdel corte sin ningún proceso previo. DEFINICIÓN DE PAVIMENTO Evolución del estado de los caminos 3 5/4/2015 Los enemigos de la carretera Desarrollo Histórico de los pavimentos 4 5/4/2015 Desarrollo Histórico de los pavimentos • Los romanos construyeron 84,000 km de vías empedradas elevadas del nivel de rasante apoyadas en una estructura de piedras grandes • Los incas y preincas construyeron caminos peatonales de gran longitud con superficies de piedra y arena. Reseña Histórica • En Francia en el siglo XVII se construyeron vías de poco ancho con superficie de rodadura formada por piedras pequeñas, y arena • En EEUU e Inglaterra en 1830 se emplea el asfalto y arena como protección de la carretera. • En Austria en 1850 se emplea por primera vez el pavimento rigido. • En 1900 aparecen los vehículos a motor con neumáticos Reseña Histórica • Pierre Trasaguet finales del siglo XVII, introduce el concepto de que el pavimento debe contar con un buen drenaje y que requiere un mantenimiento continuo. • John McAdam (1756-1836), la subrasante con drenaje y adecuadamente compactada debe soportar la carga mientras que la superficie de rodadura está conformada por piedra chancada de diferentes tamaños que actúa también como una capa de protección 5 5/4/2015 Reseña Histórica COMPONENTES DE LA INFRAESTRUCTURA DEL CAMINO COMPONENTES DE LA INFRAESTRUCTURA DEL CAMINO 6 5/4/2015 SUELOS SUELOS SUELOS 7 5/4/2015 SUELOS Clasificación de acuerdo a la demanda 01. Autopistas de primera clase: Son carreteras con IMDA (Índice Medio Diario Anual) mayor a 6.000 veh/día, de calzadas divididas por medio de un separador central mínimo de 6,00 m; cada una de las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m de ancho como mínimo, con control total de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos, sin cruces o pasos a nivel y con puentes peatonales en zonas urbanas. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada. Clasificación de acuerdo a la demanda 02. Autopistas de Segunda clase: Con un IMDA ent r e 6. 000 y 4.001 veh/día, de calzadas divididas por medio de un separador central que puede variar de 6,00 m hasta 1,00 m, en cuyo caso se instalará un sistema de contención vehicular; cada una de las calzadas debe contar con dos o más carriles de 3,60 m de ancho como mínimo, con control parcial de accesos (ingresos y salidas) que proporcionan flujos vehiculares continuos; pueden tener cruces o pasos vehiculares a nivel y puentes peatonales en zonas urbanas. La superficie de rodadura de estas carreteras debe ser pavimentada. 8 5/4/2015 CARRETERAS DE 1RA. CLASE: Son aquellas con un IMDA entre 4000-2001 veh/día de una calzada de dos carriles (DC). CARRETERAS DE 2DA. CLASE: Son aquellas de una calzada de dos carriles (DC) que soportan entre 2000-400 veh/día. CARRETERAS DE 3RA. CLASE: Son aquellas de una calzada que soportan menos de 400 veh/día. El diseño de caminos del sistema vecinal < 200 veh/día se rigen por las Normas emitidas por el MTC para dicho fin y que no forman parte del presente Manual. TROCHAS CARROZABLES: Es la categoría más baja de camino transitable para vehículos automotores. Construido con un mínimo de movimiento de tierras, que permite el paso de un solo vehículo. SUELOS : CUADRO 4.1 9 5/4/2015 SUELOS SUELOS: CUADRO 4.2 SUELOS 10 5/4/2015 DESCRIPCIÓN DE SUELOS DESCRIPCIÓN DE SUELOS DESCRIPCIÓN DE SUELOS 11 5/4/2015 SUELOS SUELOS SUELOS 12 5/4/2015 SUELOS SUELOS SUELOS 13 5/4/2015 SUELOS SUELOS: CUADRO 4.11 SUELOS: CUADRO 4.13 14 5/4/2015 SUELOS SUELOS SUELOS 15 5/4/2015 SUELOS: CUADRO 4.10 SUELOS SUELOS 16 5/4/2015 SUELOS SUELOS SUELOS 17 5/4/2015 SUBBASES Y BASES GRANUALRES CAPITULO 3 SECCION 300.0 DISPOSICIONES GENERALES SECCION 300.1. Estas dispociones y especificaciones son generales de los trabajos sobre afirmados subbase granulares, base granulares res • Se utilizaran materiales naturales. » esto siempre aprobado por el supervisor ». • Las partículas serán( duras, resistentes , durables , sin exceso de partículas planas , blandas.) • Se debe de dar suma importancia al transporte de los materiales a la obra. • Tener cuidado al almacenar materiales temporalmente en la canteras. • El Agua (NTP 339.073 Y NTP 339.074 18 5/4/2015 SECCION 300.03. EQUIPOS • Deberán ser compatibles con los procesos de construcción (Previa aprobación del supervisor ). Se debe de tener en cuenta la eficiencia y la capacidad. El supervisor debe revisar que las maquinas estén en optimas condiciones evitando retrasos. Se utilizaran equipos que faciliten el trabajo como son: trituración lavado, transporte, mezcla, compactación humedecimiento ,etc. • • • SECCION 300.04. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION : Explotación y elaboración de materiales • • • • Las fuentes del materiales así como los procedimientos y equipos utilizados deberán de ser aprobados por el supervisor Los equipos devén garantizar las características uniformes del producto . Las separación de material no aprobado no se hará en el lugar de obra. Terminada la explotación de canteras se readecuara el terreno en conformidad con el lugar. SECCION 300.04. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION a) En Lechos de rio : (fuera del nivel de agua) a) Dentro del cauce del rio : (protegiendo los márgenes del rio ) 19 5/4/2015 SECCION 300.04. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION PLANTAS DE TRITURACION • ubicar en lugares de menor daño hacia el ambiente. • Baja contaminación . • Los operadores deben tener los accesorios adecuados. • Al finalizar el trabajo se debe dejar el lugar en buenas condiciones • El material que sobre debe llevar a los depósitos de material excedente. SECCION 300.04. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION PREVISION EN EL TRANSPORTE DE MATERIALES: • Humedeciéndolos. • Se debe de proteger con lonas asegurando a la carrocería. SECCION 300.05. TRAMOS DE PRUEBA • • • Esto Se hace para verificar el estado y funcionamiento de los equipos(transporte, colocación y compactación ). El supervisor debe tomar muestras estas deben cumplir las condiciones de densidad granulometría, etc. El contratista debe realizar estas pruebas hasta que el supervisor acepte de manera satisfactoria . 20 5/4/2015 SECCION 300.06. ACOPIO DE MATERIALES • • Los diferentes tipos de agregados se debe de acopiar cubriéndolos de plástico o lona.(evitando de dispersión y contaminación con otros materiales ). Deben de estar acopiados en montículos . SECCION 300.07. ACEPTACION DE TRABAJOS (Criterios ) Controles . Durante la ejecución de los trabajos el supervisor realizará los siguientes controles: • Verificar la implementación para cada fase de trabajo. • Verificar el estado y funcionamiento de los equipos. • Verificar que los materiales cumplan con los requisitos de calidad exigidos(Densidad, granulometría, humedad, etc. ) • Ejecutar ensayos de compactación. • Verificar la densidad de las capas compactadas. • Verificar que se ejecuten las consideraciones ambientales. SECCION 301.00 CAPA ANTICONTAMINANTE 21 5/4/2015 SECCION 301.01. Son una o mas capas de materiales naturales o procesados Para evitar efectos de capilaridad o contaminación. • Este material puede ser de Arena no plástica ubicada sobre las subrasantes para impedir la intrusión de materiales inadecuados que puedan contaminar las capas superiores de la estructura del pavimento. 1. Terreno. 2. Tubo drenante. 3. Capa separadora anticontaminante. 4. Gravas. 5. Capa separadora drenante 6. Capa Soporte y aglomerado asfáltico. SECCION 301.02. MATERIALES. Será de arena no plástica. a) Evitar el movimiento de las partículas del suelo hacia el material filtrante. b) Pata evitar el movimiento de partículas del suelo hacia el material filtrante, cuando el terreno tiene una granulometría uniforme. c) Para que el agua alcance dren. Dx: Corresponde a la abertura del tamiz por el cual pasa el x% en peso del material de la capa anticontaminante. Sx: Corresponde a la abertura del tamiz por el cual pasa el x% en peso del material del suelo. • En caso de la carencia de arena o por razones técnicas y/o económicas, podría ser factible el uso de Geotextil tomando en cuenta lo establecido en la sección 414. SECCION 301.04. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION • Se colocará una capa uniforme debidamente nivelada y compactada, un espesor mínimo de 15cm. SECCION 301.05. COMPACTACION Y EXTENDIDO • Capa compactada sera uniforme y no deve presentar irregularidades a la vista. • Para determinar la densidad de la capa compactada se calculará 6 densidades escogidas al azar. • La humedad no de ve varias mas del 2% de la humedad optima obtenida con respecto al proctor modificado. 22 5/4/2015 SECCION 301.06. ACEPTACION DE LOS TRABAJOS • • Se producirá luego de la supervisión se pronuncie favorablemente acerca del cumplimiento de las especificaciones . La evaluación de la “CAPA ANTICONTAMINANTE ” se efectuara según lo indicado en la subsección 4.11(a) y 4.11(b) SECCION 301.07. MEDICION • El material de la capa Anticontaminante se medirá en m3 SECCION 301.08. PAGO • • El pago será hecho al precio unitario del contrato por metro cúbico de capa anticontaminante colocada. Este pago abarcara el costo por excavar, transportar, formar, regar, compactar. SECCION 302.00 AFIRMADO 23 5/4/2015 SECCION 302.01. • Abarca transporte, colocación compactación de los materiales de afirmado. Generalmente los afirmados se utiliza en carreteras que no llevan capas de pavimento. Se puede utilizar estabilizadores de suelo. • • SECCION 302.02. MATERIALES • Los agregados para la construcción del afirmado deberán ajustarse a lagunas de las siguientes franjas granulométricas . Fuente : AASHTO M-147 • Además deberán satisfacer los siguientes requisitos de calidad. a. b. c. d. Desgaste Los Ángeles: 50% máx. (MTC E 207) Límite Líquido: 35% máx. (MTC E 110) Índice de Plasticidad: 4-9% (MTC E 111) CBR (1): 40% mín. (MTC E 132) REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION SECCION 302.05.TRANSPORTE,COLOCACION DEL MATERIAL. • El material se transportara de manera de no se produzca segregación • Evitando la contaminación de fuentes de agua suelos y flora cercana al lugar. SECCION 302.05.COMPACTACION. • El material debe tener la humedad adecuada • Se compactara hasta lograr la densidad especifica. • En áreas inaccesibles de utilizaran apisonadores mecánicos. • Se Realizara longitudinalmente comenzando por los bordes avanzado hacia el centro. • Se tomara los cuidados para no contaminar el ambiente con el material 24 5/4/2015 •Se tomaran 6 muestras para poder determinar las densidad de la capa compactada . •La humedad no debe varias +- 2% con respecto a la humedad optima obtenido del proctor modificado. •MTC E 117- MTC E 124. SECCION 302.09. APERTURA DEL TRANSITO • Se prohibirá todo tipo de transito mientras no se haya completado la compactación. • Si en caso no fuera posible ello, el tránsito podrá ser distribuido en tal forma que no concentren huellas de rodaduras en la superficie. SECCION 302.10. ACEPTACION DE TRABAJO CALIDAD DE LOS MATERIALES • Comprobar que los materiales cumplan los requisitos de calidad • Se tomaran 4 muestras para los ensayos, de estas manera verificar la calidad de los materiales. 25 5/4/2015 SECCION 302.10. ESPESOR • Espesor medio (em)no debe de sebe ser inferior al del diseño (ed). RUGOSIDAD • Se mide en unidades IRI • No debe ser superior a 5m/km. Perfilómetro California SECCION 302.11. MEDICION. • Se medirá en m3 SECCION 302.12. PAGO • Se pagara por m3 dentro de las dimensiones del proyecto. SECCION 303.00 SUBBASE GRANULAR 26 5/4/2015 SECCION 303.01 • Esta sección abarca transporte colocación y compactación del material para base granular • De forma alineada y con las pendientes mencionas en el plano. SECCION 303.02. MATERIALES • Los materiales devén tener particular duras, y libres de arcilla y materia orgánica. • Además debe ajustarse a las franjas granulométricas indicadas en la siguiente tabla. Fuente: ASTM D 1241 (1) La curva de Gradación “A” deberá emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 msnm. SECCION 303.02. MATERIALES Tablas Nº2 Requerimientos Ensayos de Especiales 27 5/4/2015 SECCION 303.03. REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION • Explotación con materiales y equipos debidamente autorizados por el supervisor. • Solo se colocara el material de subbase cuando la superficie donde se asiente tenga la densidad apropiada. • Además debe estas construido las cunetas desagües y filtros. SECCION 303.04. TRANSPORTE Y COLOCACION • Transportar y colocar de manera adecuada para evitar la segregación. • Se colocara el material sobre la capa subyacente a unos 1.50m de las operaciones de mezcla. SECCION 303.05. MEZCLADO Y EXTENCION. • Se colocara en forma de cordones y en caso de mezclas de pondrá en cordones separados . • Todo este proceso se hará evitando el derrame de material que pueda contaminar fuentes. SECCION 303.06. COMPACTACION • Una ves obtenida la humedad optima se procederá a compactar esto con la presencia del supervisor. • Se hará de forma longitudinal de los bordes hacia el centro. • En zonas inaccesibles se utilizara compactador mecánico. • No se ejecutara esta sección si existen precipitaciones pluviales o cuando la temperatura sea por debajo de los 6ºC. • 28 5/4/2015 SECCION 302.07. ENSAYO DE DEFLECTOMETRÍA SOBRE LA SUBBASE TERMINADA • efectuará una evaluación deflectométrica, aplicando las condiciones mencionadas en la Subsección 202.20. SECCION 302.08. MEDIDA La unidad de medida será el m3, aproximado al entero. SECCION 302.09. PAGO El pago se hará por m3 al respectivo precio del contrato. fin 29
