Diseño de pavimentación

INSTITUTO METROPOLITANO
PROTRANSPORTE DE LIMA
MUNICIPALIDAD METROPOLITANA DE LIMA
CONTENIDO
1.0 GENERALIDADES
1.1
1.2
1.3
1.4
OBJETO DEL ESTUDIO
UBICACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO
CONDICIONES CLIMÁTICAS DEL ÁREA EN ESTUDIO
CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO
2.0 INVESTIGACIONES REALIZADAS
2.1 ANTECEDENTES GEOLÓGICOS DE LA ZONA
2.2 TRABAJOS DE CAMPO
2.2.1 EXCAVACIONES
2.2.2 MUESTREO Y REGISTROS DE EXCAVACIONES
2.3 ENSAYOS DE LABORATORIO
2.3.1 ENSAYOS ESTÁNDAR
2.3.2 ENSAYOS ESPECIALES
3.0 CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO
4.0 DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE
4.1 CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO DE FUNDACIÓN
4.2 ESTUDIO DEL TRÁFICO
4.2.1 OBJETO DEL ESTUDIO DEL TRÁFICO
4.2.2 FACTORES DE EQUIVALENCIA
4.2.3 CÁLCULO DE EJES EQUIVALENTES
4.2.4 PROYECCIÓN DEL TRÁFICO FUTURO
4.3 PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
FLEXIBLE
4.3.1 TRÁNSITO
4.3.2 MÉTODO DE DISEÑO Y PARÁMETROS ADOPTADOS
4.3.3 DIMENSIONAMIENTO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
5.0 DISEÑO DEL PAVIMENTO RÍGIDO
5.1 PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
RÍGIDO
5.1.1 MÉTODO DE DISEÑO Y PARÁMETROS ADOPTADOS
5.1.2 DIMENSIONAMIENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
6.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
INFORME FINAL
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ANEXOS
ANEXO 1:
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO
ANEXO 2:
REGISTROS DE EXCAVACIONES
ANEXO 3:
FOTOGRAFÍAS
ANEXO 4:
PLANOS
ANEXO 5:
CONTEO VEHICULAR
INFORME FINAL
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INFORME TÉCNICO
ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS CON FINES DE PAVIMENTACIÓN
1.0 GENERALIDADES
1.1 OBJETO DEL ESTUDIO
El presente Informe Técnico tiene por objeto realizar el Estudio de Mecánica de Suelos
con fines de Pavimentación y Diseño de Pavimentos del proyecto : “Estudios Definitivos
de Arquitectura e Ingeniería del Terminal Sur (Matellini) del Primer Corredor
Segregado de Alta Capacidad de Lima Metropolitana”, mediante trabajos de campo a
través de excavaciones, ensayos de laboratorio y labores de gabinete, en base a los
cuales se definen los perfiles estratigráficos del subsuelo y sus principales características
físicas y mecánicas, además de la descripción de la conformación del pavimento rígido
existente en la actualidad.
1.2 UBICACIÓN DEL ÁREA EN ESTUDIO.El Terminal Sur (Matellini) se encuentra ubicado en la intersección de la Av. Prolongación
Paseo de la República con la Av. Colectora Residencial (Av. Ariosto Matellini), en el
distrito de Chorrillos, provincia y departamento de Lima.
1.3 CONDICIONES CLIMÁTICAS DEL ÁREA EN ESTUDIO.El clima en este sector de la ciudad de Lima es templado y húmedo. La temporada de
invierno (junio a septiembre) se presenta con lloviznas y altos índices de humedad. La
temperatura máxima alcanza por lo general los 28 ºC en los meses de verano,
predominando en la estación invernal un clima ligeramente frío, con temperaturas
mínimas del orden de 14 ºC y bajas sensaciones térmicas debido a la humedad. Las
precipitaciones superan los 80 mm. anuales.
1.4 CARACTERÍSTICAS DEL PROYECTO.La propuesta de diseño arquitectónico y vial del presente proyecto se desarrolla tomando
como punto inicial la intersección de los ejes de las vías mencionadas anteriormente,
desarrollándose a lo largo y hacia ambos lados del Derecho de Vía de la Av. Prolongación
Paseo de la República, tomando como punto de partida la sección de esta vía que oscila
entre 58.00 y 60.00 ml. La vía en Av. Prolongación Paseo de la República cuenta con tres
(03) calzadas asimétricas, dos de ellas principales y una secundaria. Esta sección deberá
ser replanteada para la ubicación del Terminal.
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2.0 INVESTIGACIONES REALIZADAS
2.1 ANTECEDENTES GEOLÓGICOS DE LA ZONA.-*
De acuerdo al estudio tectónico del área de Lima (Boletín de INGEMMET), la formación
Marcavilca se encuentra aflorando aisladamente bordeando el marco de la intrusión
diorítica. Litológicamente, está constituído de areniscas de color gris verdoso y laminares
intraestratificados con lutitas. Hacia el centro, se encuentran cuarcitas gris verdosas, gris
claras y brunas micáceas.
Los cantos rodados están formados por rocas ígneas, predominando las granodioritas y
las más resistentes como son las andesíticas silicificadas. Posteriormente han sido
cubiertos por suelos limosos y arenas limosas de los terrenos adyacentes.
Las acumulaciones del Cuaternario antiguo se caracterizan por una dinámica de laderas y
están formadas por gravas angulosas e irregulares, sin llegar a cantos rodados. Su origen
es casi siempre local. Estas gravas se encuentran dentro de una matriz arenosa.
* Fuente: INGEMMET
2.2 TRABAJOS DE CAMPO.2.2.1 EXCAVACIONES: Se realizaron seis (06) excavaciones o calicatas en la modalidad
“a cielo abierto”, las mismas que fueron ubicadas convenientemente y con profundidades
suficientes de acuerdo a lo establecido en los Términos de Referencia.
Este sistema de exploración nos permite analizar directamente los diferentes estratos
encontrados, así como sus principales características físicas y mecánicas, tales como :
granulometría, color, humedad, plasticidad, compacidad, etc.
Las excavaciones alcanzaron las siguientes profundidades:
CALICATA
C-1
C-2
C-3
C-4
C-5
C-6
PROFUNDIDAD (m)
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
1.50
En ninguna de las excavaciones realizadas se detectó la presencia del nivel freático (ver
Registro de Excavaciones en el Anexo II).
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2.2.2 MUESTREO Y REGISTROS DE EXCAVACIONES: Se tomaron muestras alteradas
o disturbadas de cada estrato atravesado y en cada una de las excavaciones, de las
cuales se ensayaron las más representativas en el laboratorio, realizándose ensayos con
fines de identificación y clasificación.
Paralelamente al muestreo, se elaboraron los registros de excavaciones de cada una de
ellas, indicando las principales características de todos los estratos encontrados.
2.3 ENSAYOS DE LABORATORIO.Los ensayos fueron realizados en el laboratorio de mecánica de suelos J.J. TELLO
INGENIEROS CONSULTORA Y CONSTRUCTORA E.I.R.L., siguiendo las normas
establecidas por la American Society for Testing and Materials (ASTM).
(Ver Resultados de los Ensayos de Laboratorio en el Anexo I).
2.3.1 ENSAYOS ESTÁNDAR: Con las muestras representativas extraídas se realizaron
los siguientes ensayos:
•
•
•
•
•
Análisis Granulométrico por Tamizado (NTP 339.128).
Material que Pasa el Tamiz Nº 200 (339.132).
Límite Líquido (NTP 339.129).
Límite Plástico (NTP 339.129).
Contenido de Humedad (NTP 339.127).
2.3.2 ENSAYOS ESPECIALES: Se realizó el siguiente ensayo:
•
California Bearing Ratio – C.B.R. (NTP 339.145)
(Ver Resultados de los Ensayos de Laboratorio en el Anexo I).
2.4 CLASIFICACIÓN DE SUELOS.Las muestras ensayadas se han clasificado de acuerdo al American Association of State
Highway Officials (AASHTO) y al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos
(SUCS). Las muestras no ensayadas se han clasificado mediante pruebas sencillas
de campo, observaciones y comparaciones con las muestras representativas.
De acuerdo a los resultados obtenidos en laboratorio, se obtiene la siguiente clasificación
AASHTO para los terrenos naturales que servirán como sub-rasante:
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CALICATA
PROFUNDIDAD (m)
C-1
C-1
C-2
C-2
C-3
C-4
C-4
C-5
0.90 – 1.20
1.20 – 1.50
0.80 – 1.00
1.00 – 1.50
0.80 – 1.50
0.80 – 1.30
1.30 – 1.50
1.20 - 1.50
CLASIFICACIÓN
AASHTO
A-6(9)
A-2-4(0)
A-6(9)
A-2-4(0)
A-2-4(0)
A-6(9)
A-2-4(0)
A-6(9)
A-6(9)
Tipo de Material
Terreno de Fundación
:
:
Suelos arcillosos.
Regular a malo.
A-2-4(0)
Tipo de Material
Terreno de Fundación
:
:
Gravas y arenas limosas y arcillosas.
Excelente a bueno.
Asimismo, de acuerdo a los resultados obtenidos en laboratorio, se obtiene la siguiente
clasificación SUCS para los diferentes estratos de suelo natural encontrados en la
excavación:
CALICATA
PROFUNDIDAD (m)
C-1
C-1
C-2
C-2
C-3
C-4
C-4
C-5
0.90 – 1.20
1.20 – 1.50
0.80 – 1.00
1.00 – 1.50
0.80 – 1.50
0.80 – 1.30
1.30 – 1.50
1.20 - 1.50
CLASIFICACIÓN
SUCS
CL
SP
CL
SP
SP
CL
SP
CL
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3.0 CONFORMACIÓN DEL SUBSUELO
El área en estudio presenta superficialmente una carpeta asfáltica de espesor variable
entre 2.5 y 4”. Seguidamente, se observó un material de relleno de afirmado compactado,
ligeramente plástico, húmedo, color beige y con presencia de gravillas y gravas subangulosas. A continuación, se pudo apreciar un material de relleno removido arcillo
arenoso, medianamente plástico, poco húmedo, color marrón claro, de consistencia firme
y con presencia aislada de gravillas y gravas sub-redondeadas, además de restos
aislados de cerámica en los sectores colindantes a la excavación C-1 y una cantidad
apreciable de restos de ladrillos, cascotes de concreto, plásticos y papeles en los sectores
colindantes a la excavación C-6, precisándose que en esta última calicata el estrato de
relleno arcillo arenoso se prolongó hasta el fondo de la misma. Subyaciendo a este
estrato, en los sectores colindantes a las excavaciones C-1, C-2 y C-4, se detectó una
arcilla arenosa, del tipo CL, medianamente plástica, húmeda, color beige a marrón
variable por sectores y de consistencia firme a dura; mientras que en los sectores
colindantes a la excavación C-5, se observó este estrato pero más plástico y con un
menor porcentaje de finos, el mismo que en esta calicata se prolongó hasta la máxima
profundidad excavada. Finalmente, en los sectores colindantes a las excavaciones C-1,
C-2, C-3 y C-4, se pudo apreciar un estrato arenoso pobremente graduado de partículas
medianas a finas, no plástico, húmedo, color beige claro, de compacidad mediana a
densa y con presencia aislada de gravillas y gravas sub-angulosas de tamaño promedio
1/4 a 3/8”.
Hasta la máxima profundidad excavada de 1.50 m. no se detectó la presencia del nivel
freático.
4.0 DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE
4.1 CARACTERÍSTICAS DEL TERRENO DE FUNDACIÓN.De acuerdo al análisis efectuado de la estratigrafía del subsuelo y a los ensayos de
laboratorio realizados, se concluye que el suelo natural más desfavorable encontrado en
el área en estudio, del tipo A-6(9), está conformado por un material que presenta las
siguientes características:
- Permeabilidad
:
- Capilaridad
- Elasticidad
- Cambios de Volumen
- Valor como Terreno de Fundación
- Características de Drenaje
:
:
:
:
:
Baja a prácticamente
impermeable.
Regular a elevada.
Pequeña a mediana.
Medianos a elevados.
Regular a bueno.
Malas a pésimas.
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4.2 ESTUDIO DEL TRÁFICO.4.2.1 OBJETO DEL ESTUDIO DEL TRÁFICO: Tiene por objeto determinar las
incidencias de las cargas y volumen vehicular con la finalidad de obtener el parámetro
del tráfico, para lo cual fue necesario la evolución del tráfico actual mediante la realización
de un censo vehicular con clasificación.
4.2.2 FACTORES DE EQUIVALENCIA : En ausencia de información referente a cargas
por eje en el área del proyecto, se procederá al uso de factores de equivalencia
determinados en el Estudio CONREVIAL-84 para la condición de tráfico sin control de
cargas, considerando que los vehículos están completamente cargados durante cuatro
(04) de las diecinueve (19) horas del período de prestación de servicio (05 – 00 hrs.) y
que en las quince (15) horas de prestación de servicio restantes se opera al 70% de la
capacidad total. Este procedimiento se hará razonable debido que hasta la fecha no ha
sido implementado un sistema de control de cargas con carácter de política a nivel
nacional. Los factores adoptados son los siguientes:
Fe Ó 2E: 2.7
Fe Ó 3E: 5.6
Fe OA 3E: 9.7
Fe C 2E: 2.7
Fe C 3E: 5.6
Fe ST: 9.2
Fe T: 9.2
donde :
Fe O 2E
Fe O 3E
Fe OA 3E
Fe C 2E
Fe C 3E
Fe ST
Fe T
=
=
=
=
=
=
=
Ejes Equivalentes de 8.2 Tn. por Omnibus.de 2 Ejes.
Ejes Equivalentes de 8.2 Tn. por Omnibus.de 3 Ejes.
Ejes Equivalentes de 8.2 Tn. por Omnibus.Articulado de 3 Ejes.
Ejes Equivalentes de 8.2 Tn. por Camión.de 2 Ejes.
Ejes Equivalentes de 8.2 Tn. por Camión.de 3 Ejes.
Ejes Equivalentes de 8.2 Tn. por Camión Semi-Trailer.
Ejes Equivalentes de 8.2 Tn. por Camión Trailer.
4.2.3 CÁLCULO DE EJES EQUIVALENTES: Con el fin de traducir los resultados de
composición vehicular obtenida en parámetros de diseño, en el presente estudio se ha
adoptado como eje estándar o de referencia un eje simple de 8.2 toneladas (18,000
libras), determinándose los factores de equivalencia siguiendo la metodología AASHTO,
la misma que tiene por criterio de comparación la valorización de la pérdida de la
serviciabilidad del pavimento por efecto de la carga.
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4.2.4 PROYECCIÓN DEL TRÁFICO FUTURO: Para establecer la Tasa Anual del
Crecimiento del Tráfico existen varios criterios. Para el presente estudio, se ha adoptado
el del criterio económico que asume como Tasa el mismo del crecimiento del P.B.I. de los
datos del Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI). De esta manera, se
estableció una fracción del valor del P.B.I. para el período proyectado de servicio 20052015. El tráfico futuro puede establecerse de acuerdo con la siguiente expresión:
N.EE = 365 (IMDO 2E x Fe O 2E + IMDO 3E x Fe O 3E) x FC x Σ (1 + r)^i…………(1)
Donde:
N.EE = Número de repeticiones de ejes de 8.2 Tn. para un período de i años (en una
dirección).
IMDO 2E = Índice Medio Diario de Omnibuses de 2 ejes correspondiente al año base.
IMDO 3E = Índice Medio Diario de Omnibuses de 3 ejes correspondiente al año base.
FC = Factor Carril. De acuerdo a la siguiente tabla, se tiene:
Número de Carriles en Ambas
Direcciones
Coeficiente de Distribución para el
Carril de Proyecto (%)
2
50
4
40 – 50
6 o más
30 - 40
Σ (1 + r)^i = Sumatoria desde el primer año del período a partir del año base al último
año del período a partir del año base.
r = Tasa de Crecimiento del Tráfico de Omnibuses. Para el presente caso, se considerado
el factor de crecimiento proporcionado por el Consorcio Getinsa – Taryet para el
diseño vial del proyecto: “Estudios Técnicos Y Ambientales Del Corredor Segregado De
Alta Capacidad (Cosac I) Y Sus Terminales De Transferencia”, el mismo que se basa en
el indicador de crecimiento proporcionado por PROTRANSPORTE siguiendo la
metodología para proyectar el tránsito a futuro.
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i = Número de Años de Servicio
Con lo cual se obtiene el siguiente cuadro para cada año.
Para 20 años:
Año
(1 + r)^i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
1.03553
1.05061
1.06363
1.07603
1.08791
1.09949
1.11076
1.12195
1.13304
1.14366
1.15412
1.16453
1.17483
1.18504
1.19512
1.20502
1.21477
1.22434
1.23368
1.24281
--------------Σ = 22.916870
Para 10 años:
Año
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(1 + r)^i
1.03553
1.05061
1.06363
1.07603
1.08791
1.09949
1.11076
1.12195
1.13304
1.14366
--------------Σ = 10.922610
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Del diseño vial del proyecto: “Estudios Técnicos Y Ambientales Del Corredor Segregado De
Alta Capacidad (Cosac I) Y Sus Terminales De Transferencia” realizado por el Consorcio
Getinsa – Taryet para la Vía Troncal, se extrajo el siguiente cuadro donde los tráficos del
sistema se resumen por tramos en la siguiente tabla:
Buses /día /sentido
Buses /año /sentido
(Laborables)
(Total)
1,870
585,310
570
179,756
Vía Expresa
1,430
447,590
Sur *
1,210
378,730
Tramo
Norte
Emancipación / Lampa
* Tramo materia del presente Informe Técnico donde se han considerado como 313 los
días laborables durante el año.
En tanto, para el caso de la Vía Alimentadora y de acuerdo al “Estudio De Tráfico De Las
Vias Y Ciclovias Alimentadoras Del Corredor Segregado De Alta Capacidad, Sector Sur”
realizado por VCHI S.A. Ingenieros Consultores, se tiene un total de 988 vehículos del tipo
Coaster.
Ruta
SO-02
SO-02
SO-03
SO-03
SO-07
SO-07
SO-08
SO-08
Itinerario
12 de Octubre
Santa Anita
Guardia Civil
Alameda Sur
AM
1.24
1.08
1.05
1.00
1.04
1.24
1.04
1.19
I.R.(6)
Int Ajustado (7)
HV
PM
AM HV PM
1.15 1.14 1.45 5.67 1.74
1.10 1.40 1.45 5.67 1.74
1.11 1.34 5.48 27.81 5.50
1.01 1.00 5.48 27.81 5.50
1.10 1.29 2.29 7.42 3.87
1.08 1.12 2.29 7.42 3.87
1.08 1.29 2.36 5.95 3.07
1.11 1.13 2.36 5.95 3.07
Frecuencia (8)
AM HV PM
41.45 10.58 34.50
41.45 10.58 34.50
10.94 2.16 10.91
10.94 2.16 10.91
26.18 8.08 15.51
26.18 8.08 15.51
25.47 10.09 19.57
25.47 10.09 19.57
Veh - km/ hora
AM HV PM
456.0 116.4 379.5
68.5
13.5
68.3
183.8
56.8 108.9
181.4
71.8 139.3
IMD
301
301
76
76
192
192
226
226
889.6 258.5 695.9
Finalmente, en base al “Estudio De Tráfico (Conteo Vehicular)” efectuado por la firma
consultora MTV Perú para la Vía Mixta, se obtiene el siguiente cuadro:
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ESTUDIO DE TRAFICO
PUNTO DE CONTROL: AV. PASEO DE LA REPUBLICA - CDRA.15
FECHA : 11/07/06
HORA
00:00 - 00:15
00:15 - 00:30
00:30 - 00:45
00:45 - 01:00
01:00 - 01:15
01:15 - 01:30
01:30 - 01:45
01:45 - 02:00
02:00 - 02:15
02:15 - 02:30
02:30 - 02:45
02:45 - 03:00
03:00 - 03:15
03:15 - 03:30
03:30 - 03:45
03:45 - 04:00
04:00 - 04:15
04:15 - 04:30
04:30 - 04:45
04:45 - 05:00
05:00 - 05:15
05:15 - 05:30
05:30 - 05:45
05:45 - 06:00
06:00 - 06:15
06:15 - 06:30
06:30 - 06:45
06:45 - 07:00
07:00 - 07:15
07:15 - 07:30
07:30 - 07:45
07:45 - 08:00
08:00 - 08:15
08:15 - 08:30
08:30 - 08:45
08:45 - 09:00
09:00 - 09:15
09:15 - 09:30
09:30 - 09:45
09:45 - 10:00
10:00 - 10:15
10:15 - 10:30
ESTACION
SENTIDO
01
N-S
AUTOS Y
CAMIONETA
MICROBUS OMNIBUS CAMIONES TRAILER
CAMIONETAS
RURAL
96
2
5
5
2
0
109
0
9
4
0
0
73
0
3
4
2
0
63
0
2
3
1
0
43
0
3
3
0
0
43
0
1
3
0
0
44
0
1
2
0
0
43
0
0
0
1
0
41
0
0
2
0
0
37
0
0
0
1
0
19
0
0
0
1
0
29
0
0
0
0
0
20
0
0
0
0
0
17
0
0
0
1
0
18
0
0
0
0
0
22
0
0
0
1
0
17
0
0
0
1
1
20
0
0
0
5
0
19
1
0
0
1
0
25
0
0
0
0
0
13
0
1
0
0
0
21
0
1
0
2
0
30
0
3
0
3
0
37
0
5
1
3
0
15
3
2
2
0
0
45
8
3
2
2
0
88
5
14
8
1
0
126
9
14
9
2
0
147
14
12
9
5
0
213
18
13
20
3
0
273
31
17
9
3
0
299
31
20
13
7
0
306
20
20
14
10
0
248
15
17
12
7
0
263
15
23
11
4
0
171
12
23
15
3
0
285
21
24
18
3
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203
23
30
17
6
0
266
17
35
18
13
0
233
10
31
14
7
0
224
27
28
10
7
0
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15
29
12
10
0
INFORME FINAL
OCTUBRE 2006
INSTITUTO METROPOLITANO
PROTRANSPORTE DE LIMA
MUNICIPALIDAD METROPOLITANA DE LIMA
ESTUDIO DE TRAFICO
PUNTO DE CONTROL: AV. PASEO DE LA REPUBLICA - CDRA.15
FECHA : 11/07/06
HORA
10:30 - 10:45
10:45 - 11:00
11:00 - 11:15
11:15 - 11:30
11:30 - 11:45
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12:00 - 12:15
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12:30 - 12:45
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16:45 - 17:00
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17:45 - 18:00
18:00 - 18:15
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18:45 - 19:00
19:00 - 19:15
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19:45 - 20:00
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21:00 - 21:15
ESTACION
SENTIDO
01
N-S
AUTOS Y
CAMIONETA
MICROBUS OMNIBUS CAMIONES TRAILER
CAMIONETAS
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16
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10
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10
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0
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27
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0
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22
26
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20
27
12
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1
253
15
28
8
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0
246
19
30
7
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0
241
17
30
9
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13
25
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0
256
17
16
10
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0
313
26
40
9
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0
246
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0
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0
252
25
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7
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255
23
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8
0
259
27
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12
5
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264
22
25
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6
0
243
22
21
14
4
0
223
17
22
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11
0
233
16
25
10
12
0
252
30
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11
10
0
261
19
27
12
9
0
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18
24
14
8
0
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22
29
11
9
0
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18
22
14
14
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257
23
29
13
13
0
255
23
29
11
10
0
270
19
21
11
12
0
267
12
25
12
9
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271
15
19
11
11
0
335
15
18
14
12
0
279
15
24
15
14
0
286
13
22
18
16
0
342
18
25
15
13
0
301
9
22
13
10
0
335
17
27
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0
370
19
27
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3
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0
313
15
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9
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284
12
26
9
5
0
301
12
24
14
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0
327
15
24
10
2
0
244
14
18
12
5
0
INFORME FINAL
OCTUBRE 2006
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PROTRANSPORTE DE LIMA
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ESTUDIO DE TRAFICO
PUNTO DE CONTROL: AV. PASEO DE LA REPUBLICA - CDRA.15
FECHA : 11/07/06
HORA
21:15 - 21:30
21:30 - 21:45
21:45 - 22:00
22:00 - 22:15
22:15 - 22:30
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22:45 - 23:00
23:00 - 23:15
23:15 - 23:30
23:30 - 23:45
23:45 - 24:00
ESTACION
SENTIDO
01
N-S
AUTOS Y
CAMIONETA
MICROBUS OMNIBUS CAMIONES TRAILER
CAMIONETAS
RURAL
287
18
18
10
6
0
270
10
18
8
2
0
235
16
20
10
1
0
197
5
9
7
1
0
243
10
16
7
3
0
254
8
17
8
1
0
219
8
19
9
1
0
130
6
15
5
0
0
155
5
12
10
3
0
131
1
13
5
2
0
111
4
14
4
2
0
En (1) :
Para la Vía Troncal:
N.EE = 313 x (255 x 9.7 + 955 x 0.7 x 9.7) x 0.50 x 22.916870
N.EE = 32’161,850.46
Para la Vía Alimentadora:
N.EE = 365 x (104 x 2.7 + 390 x 0.7 x 2.7) x 0.50 x 22.916870
N.EE = 4’273,503.54
Para la Vía Mixta:
N.EE = 365 x (1,671 x 0.8 x 2.7 + 856 x 0.7 x 5.6 + 444 x 0.7 x 2.7 + 111 x 0.7 x 5.6 + 5 x
0.8 x 9.2) x 0.50 x 10.922610
N.EE = 16’497,102.73
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4.3 PROCEDIMIENTO PARA
FLEXIBLE.-
EL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO
4.3.1 TRÁNSITO : Tal como se indica en el ítem 4.2.4, se considera un tráfico pesado,
para lo cual se hacen las transformaciones respectivas a ejes equivalentes para 20 años
(Vía Troncal y Vía Alimentadora) y 10 años (Vía Mixta).
Debido al volumen de tráfico proyectado que soportará la estructura, se ha establecido un
número de repeticiones de carga equivalente por eje simple igual a:
32’161,850.46
4’273,503.54
16’497,102.73
(Vía Troncal)
(Vía Alimentadora)
(Vía Mixta)
4.3.2 MÉTODO DE DISEÑO Y PARÁMETROS ADOPTADOS:
El método de la
American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) - versión
1993 – establece que la estructura de un pavimento debe satisfacer un determinado
Número Estructural, el cual se calcula en función de:
-
El tráfico que circulará por la vía durante un determinado número de años (período
de diseño).
La resistencia del suelo natural (sub-rasante) que soportará al pavimento.
Los niveles de serviciabilidad.
Asimismo, deben considerarse diversos factores de seguridad que garanticen que la
solución obtenida cumpla con un determinado nivel de confianza, los mismos que
funcionan a través de determinados parámetros estadísticos.
Cuando el Número Estructural requerido esté determinado, la estructuración del
pavimento se realiza por medio de tanteos, indicando espesores para cada una de las
capas tomadas en cuenta y calculando en función a estos espesores y a las
características de los materiales considerados (haciendo uso de coeficientes estructurales
y de drenaje) los números estructurales parciales, los mismos que deben satisfacer el
valor total requerido una vez sumados.
Por razones meramente constructivas (como por ejemplo : el tamaño máximo de las
partículas, el espesor mínimo para compactación de la capa superior, el tráfico y la
estructura del pavimento), los espesores de las capas finales deben cumplir con
determinados valores mínimos.
El método de la AASHTO - versión 1993 - proporciona la siguiente ecuación con la
finalidad de calcular el Número Estructural Total (SN), el mismo que debe satisfacer la
estructura del pavimento.
Gt
log (N18) = Zr * So + 9.36 log (SN+1) – 0.20 + ----------------------------- + 2.32 log Mr – 8.07……….(2)
1,094
0.40 + -----------------INFORME FINAL
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(SN+1)^5.19
Donde:
pi - pt
Gt = log (---------)
4.2-1.5
Además:
N18
pi
pt
Mr
Zr
So
:
:
:
:
:
:
Número Total de Ejes Equivalentes para el período de diseño.
Serviciabilidad inicial.
Serviciabilidad final.
Módulo de Resiliencia de la sub-rasante.
Desviación Estándar Normal.
Desviación Estándar Total.
El método AASHTO 93 proporcional la siguiente ecuación para la estructuración de un
pavimento:
SNT = a1 D1 + a2m2 D2 + a3m3 D3……………………......(3)
Donde:
SNT
a1, a2, a3
m2, m3
D1, D2, D3
:
:
:
:
Número Estructural Total requerido.
Coeficientes estructurales de los materiales.
Coeficiente de drenaje de materiales granulares.
Espesores asumidos de las capas.
Una vez obtenido el Número Estructural Total (SNT) requerido - el cual debe satisfacer la
estructura total del pavimento – el dimensionamiento se reduce a un sencillo problema
aritmético, debido a que a1, a2, a3, m2 y m3 son valores conocidos mientras que D1, D2
y D3 son valores asumidos, de modo tal que se debe cumplir con la igualdad una vez
realizadas las operaciones indicadas en la ecuación (3).
El método también indica que cada una de las capas debe cumplir con un Número
Estructural de capa (SNi). Los cálculos se realizan en forma similar que el Número
Estructural Total pero considerando el Módulo Resiliente del material subyaciente. De
este modo, se garantiza que haya una coherencia estructural tanto entre el espesor total
del pavimento y la calidad de la sub-rasante como entre el espesor de cada capa y la
calidad del material de la capa inmediatamente inferior. Asimismo, existen valores
mínimos que deben considerarse en función al volumen de tráfico.
Por otro lado, las correlaciones más utilizadas para determinar el Módulo de Resiliencia
(Mr) en función del CBR han sido obtenidas del Boletín Técnico “Caminos” del Instituto
Panamericano de Carreteras, Segundo Trimestre 1998 (Publicación Nº FHWA-PL-98029).
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Dichas correlaciones son las siguientes:
Para CBR < ó = 7
Para 7 < CBR < ó = 20
Para CBR > 20
Î
Î
Î
Mr = 1,500 CBR (psi)…………………………………(α)
Mr = 3,000 CBR ^ 0.65 (psi)………………………….(β)
Mr = 4326 ln CBR + 241 (psi)………………………...(γ)
En nuestro caso, tenemos un valor de CBR de diseño igual a 12.0. Entonces en (β):
Mr = 3,000 CBR ^ 0.65
Mr = 3,000 x 12.0 ^ 0.65
Mr = 15.09 Ksi.
Finalmente, para el cálculo del pavimento se tienen los siguientes datos:
a) Propiedades De Los Materiales
A.- Módulo de Resiliencia de la Base Granular (KIP/IN²)
30.00
B.- Módulo de Resiliencia de la Sub-Base Granular (KIP/IN²)
15.00
:
:
b) Datos De Tráfico Y Propiedades De La Sub-Rasante
A.- Número de Ejes Equivalentes Total (N18)
Vía Troncal
:
Vía Alimentadora
:
Vía Mixta
:
B.- Factor de Confiabilidad (R)
:
Standard Normal Deviate (Zr)
:
Overall Standard Deviation (So)
:
C.- Módulo de Resiliencia de la Sub-Rasante (Mr, Ksi) (Usando CBR)
D.- Serviciabilidad Inicial (pi)
:
E.- Serviciabilidad Final (pt)
:
F.- Período de Diseño (Años) – Vía Troncal y Vía Alimentadora :
Período de Diseño (Años) – Vía Mixta
:
32’161,850.46
4’273,503.54
16’497,102.73
90%
- 1.282
0.45
:
15.09
4.0
2.5
20
10
c) Estructuración Del Pavimento
A.- Coeficientes Estructurales de Capa
Concreto Asfático (a1)
Base Granular (a2)
Sub-Base Granular (a3)
:
:
:
0.44
0.14
0.11
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B.- Coeficientes de Drenaje de Capa
Base Granular (m²)
Sub-Base Granular (m³)
:
:
1.00
1.00
De este modo, en la ecuación (2) obtenemos el Número Estructural Requerido Total
(SNT):
SNT = 4.82 (Vía Troncal)
SNT = 3.47 (Vía Alimentadora)
SNT = 4.35 (Vía Mixta)
Reemplazando en la ecuación (3):
Para la Vía Troncal:
SN = 0.44 x 6 + 0.14 x 8 + 0.11 x 10 = 4.86 > 4.82 OK!
Para la Vía Alimentadora:
SN = 0.44 x 4 + 0.14 x 6 + 0.11 x 8 = 3.48 > 3.47 OK!
Para la Vía Mixta:
SN = 0.44 x 5 + 0.14 x 8 + 0.11 x 10 = 4.42 > 4.35 OK!
4.3.3
DIMENSIONAMIENTO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES:
De acuerdo a los
cálculos realizados en la ecuación anterior, se concluye que la estructura del pavimento
será:
4.3.3.1 PARA LA VÍA TRONCAL:
a) Terreno de Fundación.- El suelo de fundación (o sub-rasante) está
conformado en ciertos sectores por un material de relleno removido arcillo
arenoso, medianamente plástico y de consistencia firme y, en otros, por una
arcilla arenosa (CL), medianamente plástica y de consistencia firme a dura. Para
el primer caso, el estrato será escarificado, mejorado con 30% de material de subbase y compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima Densidad
Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado, retirando previamente las partículas
mayores de 2” y otros elementos excedentes, tales como deshechos orgánicos
(restos de ladrillos, cascotes de concreto, plásticos, papeles, cerámica, etc.);
mientras que para el último caso, el estrato solamente será escarificado y
compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima Densidad Seca
(MDS) del ensayo Proctor Modificado. Este procedimiento implica que entre las
progresivas 000 + 000 y 000 + 600, el corte y eliminación definitiva del material de
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OCTUBRE 2006
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relleno superficial existente sea de 0.60 m. de espesor considerando el nivel
actual de la rasante.
Asimismo, entre las progresivas 000 + 600 y 000 + 700, se recomienda que el
corte y eliminación definitiva del material superficial existente sea de 1.20 m. y su
posterior relleno con material de afirmado se realice en dos (02) capas de 0.30 m.
c/u compactadas al 95% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo
Proctor Modificado, en tanto que entre la progresiva 000 + 700 y la que marca el
fin del proyecto, se recomienda que el corte y eliminación del material superficial
sea de 1.50 m. y su posterior relleno con material de afirmado se realice en tres
(03) capas de 0.30 m. c/u compactadas al 95% de la Máxima Densidad Seca
(MDS) del ensayo Proctor Modificado.
b) Sub-Base.- Este material será un afirmado compactado al 98% de la Máxima
Densidad Seca del ensayo Proctor Modificado en una (01) capa de 0.25 m. (10”)
de espesor y deberá contar con cualquiera de las siguientes características:
Porcentaje en peso que pasa
Tamaño de la Malla
Tipo AASHTO T-11 y
T-27 (ABERTURA
Gradación
CUADRADA).
A
B
C
D
2 pulg.
100
100
-
-
1 pulg.
-
75 – 97
100
100
3/8 pulg.
30 – 65
40 – 75
50 – 85
60 – 100
Nº 4 – (4.76 mm.)
25 – 55
30 – 60
35 – 65
50 – 85
Nº 10 – (2.00 mm.)
15 – 40
20 – 45
25 – 50
40 – 70
Nº 40 – (0.420 mm.)
8 – 20
15 – 30
15 – 30
25 – 45
Nº 200 – (0.074 mm.)
2–8
5 – 20
5 – 15
5 – 20
Gradación Gradación
Gradación
c) Base.- El material a emplear en la base será del tipo granular seleccionado A-1a(0) en un espesor de 0.20 m. (8”) para un CBR del 80% como mínimo y
compactado al 100% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor
Modificado.
d) Carpeta de Rodadura.- Será de 6” (0.15 m.) de espesor, compactado y
constituido por una mezcla asfáltica en caliente, sellado e impermeabilizado para
protegerlo y colocarlo de acuerdo a las especificaciones técnicas generales de
construcción vigentes.
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4.3.3.2 PARA LA VÍA ALIMENTADORA:
a) Terreno de Fundación.- El suelo de fundación (o sub-rasante) está
conformado en ciertos sectores por un material de relleno removido arcillo
arenoso, medianamente plástico y de consistencia firme y, en otros, por una
arcilla arenosa (CL), medianamente plástica y de consistencia firme a dura. Para
el primer caso, el estrato será escarificado, mejorado con 30% de material de subbase y compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima Densidad
Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado, retirando previamente las partículas
mayores de 2” y otros elementos excedentes, tales como deshechos orgánicos
(restos de ladrillos, cascotes de concreto, plásticos, papeles, cerámica, etc.);
mientras que para el último caso, el estrato solamente será escarificado y
compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima Densidad Seca
(MDS) del ensayo Proctor Modificado. Este procedimiento implica que entre las
progresivas 000 + 000 y 000 + 600, el corte y eliminación definitiva del material de
relleno superficial existente sea de 0.60 m. de espesor y su posterior relleno con
material de afirmado se realice en una (01) capa de 0.15 m. compactada al 95%
de la Máxima Densidad
Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado
considerando el nivel actual de la rasante. Asimismo, entre las progresivas 000 +
600 y 000 + 700, se recomienda que el corte y eliminación definitiva del
material superficial existente sea de 1.20 m. y su posterior relleno con material de
afirmado se realice en tres (03) capas de 0.25 m. c/u compactadas al 95% de la
Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado, en tanto que entre
la progresiva 000 + 700 y la que marca el fin del proyecto, se recomienda que el
corte y eliminación del material superficial sea de 1.50 m. y su posterior relleno con
material de afirmado se realice en tres (03) capas de 0.25 m. c/u y una (01) capa
de 0.30 m. compactadas al 95% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del
ensayo Proctor Modificado.
b) Sub-Base.- Este material será un afirmado compactado al 98% de la Máxima
Densidad Seca del ensayo Proctor Modificado en una (01) capa de 0.20 m. (8”) de
espesor y deberá contar con cualquiera de las siguientes características:
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Tamaño de la Malla
Porcentaje en peso que pasa
Tipo AASHTO T-11 y
T-27 (ABERTURA
Gradación
CUADRADA).
A
B
C
D
2 pulg.
100
100
-
-
1 pulg.
-
75 – 97
100
100
3/8 pulg.
30 – 65
40 – 75
50 – 85
60 – 100
Nº 4 – (4.76 mm.)
25 – 55
30 – 60
35 – 65
50 – 85
Nº 10 – (2.00 mm.)
15 – 40
20 – 45
25 – 50
40 – 70
Nº 40 – (0.420 mm.)
8 – 20
15 – 30
15 – 30
25 – 45
Nº 200 – (0.074 mm.)
2–8
5 – 20
5 – 15
5 – 20
Gradación Gradación
Gradación
c) Base.- El material a emplear en la base será del tipo granular seleccionado
A-1-a(0) en un espesor de 0.15 m. (6”) para un CBR del 80% como mínimo y
compactado al 100% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor
Modificado.
d) Carpeta de Rodadura.- Será de 4” (0.10 m.) de espesor, compactado y
constituido por una mezcla asfáltica en caliente, sellado e impermeabilizado para
protegerlo y colocarlo de acuerdo a las especificaciones técnicas generales de
construcción vigentes.
4.3.3.3 PARA LA VÍA MIXTA:
a) Terreno de Fundación.- El suelo de fundación (o sub-rasante) está
conformado
en ciertos sectores por un material de relleno removido arcillo
arenoso, medianamente plástico y de consistencia firme y, en otros, por una
arcilla arenosa (CL), medianamente plástica y de consistencia firme a dura. Para
el primer caso, el estrato será escarificado, mejorado con 30% de material de subbase y compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima Densidad
Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado, retirando previamente las partículas
mayores de 2” y otros elementos excedentes, tales como deshechos orgánicos
(restos de ladrillos, cascotes de concreto, plásticos, papeles, cerámica, etc.);
mientras que para el último caso, el estrato solamente será escarificado y
compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima Densidad Seca
(MDS) del ensayo Proctor Modificado. Este procedimiento implica que entre las
progresivas 000 + 000 y 000 + 600, el corte y eliminación definitiva del material de
relleno superficial existente sea de 0.575 m. de espesor considerando el nivel
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actual de la rasante. Asimismo, entre las progresivas 000 + 600 y 000 + 700, se
recomienda que el corte y eliminación definitiva del material superficial
existente sea de 1.20 m. y su posterior relleno con material de afirmado se realice
en dos (02) capas de 0.20 m. c/u y una (01) capa de 0.225 m. compactadas al
95% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado, en
tanto que entre la progresiva 000 + 700 y la que marca el fin del proyecto, se
recomienda que el corte y eliminación del material superficial sea de 1.50 m. y su
posterior relleno con material de afirmado se realice en tres (03) capas de 0.25 m.
c/u una (01) capa de 0.175 m. compactadas al 95% de la Máxima Densidad
Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado.
b) Sub-Base.- Este material será un afirmado compactado al 98% de la Máxima
Densidad Seca del ensayo Proctor Modificado en una (01) capa de 0.25 m. (10”)
de espesor y deberá contar con cualquiera de las siguientes características:
Porcentaje en peso que pasa
Tamaño de la Malla
Tipo AASHTO T-11 y
T-27 (ABERTURA
Gradación
CUADRADA).
A
B
C
D
2 pulg.
100
100
-
-
1 pulg.
-
75 – 97
100
100
3/8 pulg.
30 – 65
40 – 75
50 – 85
60 – 100
Nº 4 – (4.76 mm.)
25 – 55
30 – 60
35 – 65
50 – 85
Nº 10 – (2.00 mm.)
15 – 40
20 – 45
25 – 50
40 – 70
Nº 40 – (0.420 mm.)
8 – 20
15 – 30
15 – 30
25 – 45
Nº 200 – (0.074 mm.)
2–8
5 – 20
5 – 15
5 – 20
Gradación Gradación
Gradación
c) Base.- El material a emplear en la base será del tipo granular seleccionado A-1a(0) en un espesor de 0.20 m. (8”) para un CBR del 80% como mínimo y
compactado al 100% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor
Modificado.
d) Carpeta de Rodadura.- Será de 5” (0.125 m.) de espesor, compactado y
constituido por una mezcla asfáltica en caliente, sellado e impermeabilizado para
protegerlo y colocarlo de acuerdo a las especificaciones técnicas generales de
construcción vigentes.
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5.0 DISEÑO DEL PAVIMENTO RÍGIDO
5.1 PROCEDIMIENTO PARA EL DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO RÍGIDO.5.1.1 FACTOR DE EQUIVALENCIA DEL TRÁFICO: La vida de diseño para el pavimento
de concreto proyectado es de 20 años. Asimismo, según dato proporcionado en el
diseño vial del proyecto: “Estudios Técnicos y Ambientales del Corredor Segregado de Alta
Capacidad (COSAC I) y sus Terminales de Transferencia” realizado por el Consorcio
Getinsa – Taryet, el número de omnibuses/día o volumen de tránsito actual (TPDA) considerando un solo sentido para la Vía Troncal - es igual a 1,210 siendo el factor de
proyección para 20 años de 1.5.
El TPDA de diseño para la Vía Troncal es de 1,210 x 1.5 = 1,815 omnibuses/día. De este
modo, para un solo sentido y una vida de diseño de 20 años, se tendrá para la Vía
Troncal : 1,815 x 313 x 20 = 11’361,900 = 11.36 millones de omnibuses de 3 ejes (ejes
equivalentes de diseño denominado con las siglas TTE).
Es importante hacer notar que los ejes equivalentes se calculan de manera diferente para
un pavimento rígido que para un flexible. Cuando se multiplica el tráfico por los diferentes
factores de equivalencia se obtienen los ejes equivalentes.
5.1.2 DIMENSIONAMIENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS: El método de diseño de la
American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) es uno de
los más utilizados a nivel internacional para el diseño de pavimentos de concreto
hidráulico.
La ecuación general de diseño a la que llegó la AASHTO para el diseño de pavimentos
rígidos basada en los resultados obtenidos de la prueba AASHO es la siguiente:
α
S’c * Cd * (D^0.75 –
1.132)
log (N18) = Zr * So + 7.35 log (D + 1) – 0.06 + ---- + (4.22 – 0.32 * pt) * log -----------------------------------β
215.63 * J * γ
ΔP
α = log ( --------)
3
1.624 * 10^7
β = 1 + -------------------(D+1)^8.46
18.42
γ = D^0.75 - ------------------(Ec / k)^0.25
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Donde:
N18 = Tráfico.
Zr =
So =
D=
ΔP =
Desviación Estándar Normal = - 1.282 (para un factor de confiabilidad del 90%).
Error Estándar Combinado = 0.40 (para pavimentos rígidos).
Espesor de la Losa de Concreto.
Diferencia de Serviciabilidad = 4.5 – 2.0 = 2.5 (para pavimentos urbanos
principales).
pt = Serviciabilidad Final = 2.0 (para pavimentos urbanos principales).
S’c = Módulo de Ruptura = 45 Kg/cm² = 640 psi (para pavimentos urbanos principales).
Cd = Coeficiente de Drenaje = 1.0 (para condiciones normales de drenaje en la
vialidad).
J =
Coeficiente de Transferencia de Carga = 2.7 (por el empleo de pasajuntas). Se
recomienda el uso de pasajuntas cuando el tráfico pesado sea mayor al 25% del
tráfico total y/o cuando el número de Ejes Equivalentes de diseño sea mayor a
5’000,000.
Ec = Módulo de Elasticidad = 6,750 * S’c = 303,750 Kg/cm².
k=
Módulo de Reacción de la Sub-Rasante = 4.51 * log CBR = 4.51 * log 12.0 = 4.87
Kg/cm²/cm (para CBR > 10%). El Módulo de Reacción de la Sub-Base para el
diseño del pavimento rígido se puede obtener de los ábacos de la Portland
Cement Association. Al Módulo de Reacción de la Sub-Rasante = 4.87 Kg/cm²/cm
(175 lb/pulg²/pulg) le corresponde un Módulo de Reacción de la Sub-Base = 6.25
Kg/cm²/cm (225 lb/pulg²/pulg) con un espesor de la capa de sub-base igual a 0.20
m.
Estas variables que intervienen en el diseño de los pavimentos constituyen en realidad la
base del diseño del pavimento, por lo que es importante conocer las consideraciones más
importantes que tienen que ver con cada una de ellas para así poder realizar diseños
confiables y óptimos al mismo tiempo.
El procedimiento de diseño normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar y
realizar tanteos. Con el espesor supuesto se calculan los ejes equivalentes y
posteriormente se evalúan todos los factores adicionales de diseño. Si se cumple el
equilibrio en la ecuación, el espesor supuesto es resultado es el resultado del problema.
En caso de no haber equilibrio en la ecuación, se deberán seguir haciendo tanteos para ir
tomando como base el resultado del tanteo anterior. La convergencia del método es muy
rápida.
Por otro lado, el Tránsito de Diseño (N18) se obtiene a partir de la ponderación de los ejes
equivalentes de diseño (TTE) por el Factor de Confiabilidad (Fc) y por el Factor Carril
(FC):
N18 = TTE * Fc * FC…..……………………………… 4)
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Donde el Factor de Confiablidad (Fc) es igual a:
Fc = 10 ^ (-Zr * So) = 10 ^ (1.282 * 0.40)
Fc = 3.26
Y de acuerdo a la siguiente tabla, se obtiene el Factor Carril (FC):
Número de Carriles en Ambas
Direcciones
Coeficiente de Distribución para el
Carril de Proyecto (%)
2
50
4
40 – 50
6 o más
30 - 40
Ahora en (4):
N18 = 11’361,900 * 3.26 * 0.50
N18 = 18’519,897
Con estos datos procederemos a determinar los parámetros de diseño.
Reemplazando en la ecuación general:
D = 21.5 cm. = 8.5”
a) Terreno de Fundación.- El suelo de fundación (o sub-rasante) está
conformado en ciertos sectores por un material de relleno removido arcillo
arenoso, medianamente plástico y de consistencia firme y, en otros, por una
arcilla arenosa (CL), medianamente plástica y de consistencia firme a dura. Para
el primer caso, el estrato será escarificado, mejorado con 30% de material de subbase y compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima
Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado, retirando previamente
las partículas mayores de 2” y otros elementos excedentes, tales como deshechos
orgánicos (restos de ladrillos, cascotes de concreto, plásticos, papeles,
cerámica, etc.); mientras que para el último caso, el estrato solamente será
escarificado y compactado en un espesor de 0.30 m. al 95% de la Máxima
Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado. Este procedimiento implica
que entre las progresivas 000 + 000 y 000 + 600, el corte y eliminación definitiva
del material de relleno superficial existente sea de 0.60 m. de espesor y su
posterior relleno con material de afirmado se realice en una (01) capa de 0.185 m.
compactada al 95% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor
Modificado considerando el nivel actual de la rasante.
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Asimismo, entre las progresivas 000 + 600 y 000 + 700, se recomienda que el
corte y eliminación definitiva del material superficial existente sea de 1.20 m. y su
posterior relleno con material de afirmado se realice en dos (02) capas de 0.25 m.
c/u y una (01) de 0.285 m. compactadas al 95% de la Máxima Densidad Seca
(MDS) del ensayo Proctor Modificado, en tanto que entre la progresiva 000 + 700
y la que marca el fin del proyecto, se recomienda que el corte y eliminación del
material superficial sea de 1.50 m. y su posterior relleno con material de afirmado
se realice en tres (03) capas de 0.30 m. c/u y una (01) de 0.185 m. compactadas
al 95% de la Máxima Densidad Seca (MDS) del ensayo Proctor Modificado.
b) Sub-Base.- Este material será un afirmado compactado al 98% de la Máxima
Densidad Seca del ensayo Proctor Modificado, el mismo que será colocado en una
(01) capa de 0.20 m. (8”) de espesor y deberá contar con cualquiera de las
siguientes características:
Porcentaje en peso que pasa
Tamaño de la Malla
Tipo AASHTO T-11 y
T-27 (ABERTURA
Gradación
CUADRADA).
A
B
C
D
2 pulg.
100
100
-
-
1 pulg.
-
75 – 97
100
100
3/8 pulg.
30 – 65
40 – 75
50 – 85
60 – 100
Nº 4 – (4.76 mm.)
25 – 55
30 – 60
35 – 65
50 – 85
Nº 10 – (2.00 mm.)
15 – 40
20 – 45
25 – 50
40 – 70
Nº 40 – (0.420 mm.)
8 – 20
15 – 30
15 – 30
25 – 45
Nº 200 – (0.074 mm.)
2–8
5 – 20
5 – 15
5 – 20
Gradación Gradación
Gradación
i.
La granulometría definitiva que se adopte dentro de estos límites
tendrá una gradación uniforme de grueso a fino.
ii.
La fracción del material que pase la malla Nº 200 no deberá exceder
de ½ y en ningún caso de los 2/3 que pase el tamiz Nº 40.
iii.
La fracción del material que pase el tamiz Nº 40 deberá tener un
límite líquido no mayor de 25% y un índice de plasticidad inferior o
igual a 6%, determinados de acuerdo a los métodos T-89 y T-91 de la
AASHTO.
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c) Carpeta de Rodadura.- Serán losas de concreto de 8.5” de espesor, las cuales
serán colocadas de acuerdo a las especificaciones técnicas generales de
construcción vigentes (resistencia mínima f’c = 350 Kg/cm²).
Las losas de concreto tendrán un largo de 4.50 m. con barras de traspaso de cargas y
bermas pavimentadas.
6.0 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Del análisis efectuado en el presente Informe Técnico, en base a los trabajos de campo,
ensayos de laboratorio, perfiles estratigráficos obtenidos y al conocimiento de los suelos
encontrados, se concluye:
•
El Estudio de Mecánica de Suelos con fines de Pavimentación del proyecto: “Estudios
Definitivos de Arquitectura e Ingeniería del Terminal Sur (Matellini) del Primer Corredor
Segregado de Alta Capacidad de Lima Metropolitana”, se llevó a cabo en la intersección
de la Av. Prolongación Paseo de la República con la Av. Colectora Residencial (Av.
Ariosto Matellini), en el distrito de Chorrillos, provincia y departamento de Lima.
•
La propuesta de diseño arquitectónico y vial del presente proyecto se desarrolla
tomando como punto inicial la intersección de los ejes de las vías mencionadas
anteriormente, desarrollándose a lo largo y hacia ambos lados del Derecho de Vía de
la Av. Prolongación Paseo de la República, tomando como punto de partida la sección
de esta vía que oscila entre 58.00 y 60.00 ml. La vía en Av. Prolongación Paseo de la
República cuenta con tres (03) calzadas asimétricas, dos de ellas principales y una
secundaria. Esta sección deberá ser replanteada para la ubicación del Terminal.
•
El área en estudio presenta superficialmente una carpeta asfáltica de espesor variable
entre 2.5 y 4”. Seguidamente, se observó un material de relleno de afirmado
compactado, ligeramente plástico y con presencia de gravillas y gravas subangulosas. A continuación, se pudo apreciar un material de relleno removido arcillo
arenoso, medianamente plástico, de consistencia firme y con restos aislados de
cerámica en el sector de C-1, además de una cantidad apreciable de restos de
ladrillos, cascotes de concreto, plásticos y papeles en el sector de C-6, precisándose
que en esta última calicata el estrato de relleno arcillo arenoso se prolongó hasta el
fondo de la misma. Subyaciendo a este estrato, en los sectores de C-1, C-2 y C-4, se
detectó una arcilla arenosa (CL), medianamente plástica y de consistencia firme a
dura; mientras que en el sector de C-5, se observó este estrato pero más plástico y
con un menor porcentaje de finos, el mismo que en esta calicata se prolongó hasta la
máxima profundidad excavada. Finalmente, en los sectores de C-1, C-2, C-3 y C-4, se
pudo apreciar un estrato arenoso pobremente graduado de partículas medianas a
finas, no plástico y de compacidad mediana a densa.
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•
Para el área en estudio, el C.B.R. del suelo natural más desfavorable encontrado (del
tipo CL) para el 95% de la Máxima Densidad Seca es igual a 12.0%.
•
Hasta la máxima profundidad excavada de 1.50 m. no se detectó la presencia del nivel
de aguas freáticas.
•
Asimismo, se realizó una calicata de comprobación de 1.50 de profundidad en la Vía
Auxiliar de la Av. Paseo de la República (cruce con la Av. Ariosto Matellini), la cual
determinó un espesor de carpeta asfáltica de 2” (0.05 m.) colocada sobre una capa de
material de relleno de afirmado de 6” (0.15 m.), la misma que sobreyace a un material
de relleno removido arcillo arenoso que se prolonga hasta la profundidad de 1.20 m.
donde hace su aparición el suelo natural arcillo arenoso detectado en las zonas
colindantes.
•
Las conclusiones y recomendaciones establecidas en el presente Informe Técnico son
sólo aplicables para el área en estudio.
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ANEXOS
ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS CON FINES DE PAVIMENTACIÓN
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ANEXO 1
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO
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ANEXO 2
REGISTROS DE EXCAVACIONES
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ANEXO 3
FOTOGRAFÍAS
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ANEXO 4
PLANOS
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ANEXO 5
CONTEO VEHICULAR
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FOTOGRAFÍAS
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E1 N-S
E1 S-N
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E2 N-S
E1 N-S
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E1 AUXILIAR
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PUNTO DE UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES
Av. Prolongación Paseo de la República intersección con Av. Matellini
E1
E2
Cdra. 15 Av. Prolongación Paseo de la República (Vía Principal)
Cdra. 17 Av. Prolongación Paseo de la República (Vía Principal)
E3a
E3a
Cdra. 15 Av. Prolongación Paseo de la República (Vía auxiliar de 06 a 22 horas)
Cdra. 17 Av. Prolongación Paseo de la República (Vía auxiliar de 08:45 a 22 horas)
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PANEL FOTOGRAFICO
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UBICACION DE ENCUESTADORES
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CUADROS EXCELL
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