Capítulo XI:
Diseño de Afirmados Pavimentos UNH
Red Vial No Pavimentada Carreteras
Km
A Nivel de Afirmado
12,690
Sin Afirmar
56,100
Total km de Superfic Superficie ie descubi descubierta erta
68,790
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Según estudios del Banco Mundial, el enorme perjuicio en las redes viales proviene del hecho, que cada dólar que no se gasta oportunamente en conservación se traduce en tres dólares en obras de rehabilitación y construcción.
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Nuestra Realidad
El 87% de nuestros caminos cuentan con una superficie de rodadura granular (afirmado), los cuales por situaciones presupuéstales o bajo volumen de transito actual no tienen asegurada su pavimentación a corto o a mediano plazo. Generalmente estos caminos son atendidos mediante la ejecución de mantenimiento periódico anual, con la reposición y/o mantenimiento de la superficie de rodadura, las que en corto tiempo se disgregan. Pavimentos UNH
La disgregación prematura de estas superficies de rodadura, además de la inversión mal aplicada trae como consecuencia :
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DETERIORO DE LAS CONDICIONES DE TRANSITO
EMISION DE POLVO
EXISTENCIA DE BARRO EN EPOCAS DE LLUVIAS
EXPLOTACION INDISCRIMINADA DE CANTERAS
Resistencia al Corte
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Capacidad Portante o Valor de Soporte
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Capacidad Portante o Valor de Soporte
La deformacion del suelo es modelada de la siguiente forma:
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Suelos y Capas de Revestimiento Granular Los caminos por sus capas superiores y superficie de rodadura pueden ser clasificados como sigue: a. Caminos de tierra, constituido por suelo natural y mejorado con grava seleccionada por zarandeo; b. Caminos gravosos, constituidos por una capa de revestimiento con material natural pétreo sin procesar, seleccionado manualmente o por zarandeo, de tamaño máximo de 75 mm.
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Suelos y Capas de Revestimiento Granular c. Caminos afirmados, constituidos por una capa de revestimiento con materiales de cantera, dosificadas naturalmente o por medios mecánicos (zarandeo), con una dosificación especificada, compuesta por una combinación apropiada de tres tamaños o tipos de material: piedra, arena y finos o arcilla, siendo el tamaño máximo 25 mm. c.1 afirmados con gravas naturales o zarandeadas c.2 afirmados con gravas homogenizadas mediante chancado Pavimentos UNH
Suelos y Capas de Revestimiento Granular d. Caminos con superficie de rodadura estabilizada con materiales industriales: d.1 afirmados con grava con superficie estabilizada con materiales como: asfalto (imprimación reforzada), cemento, cal, aditivos químicos y otros. d.2 suelos naturales estabilizados con: material granular y finos ligantes, asfalto (imprimación reforzada), cemento, cal, aditivos químicos y otros.
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Tráfico
El tráfico proyectado al año horizonte, se clasificará según lo siguiente:
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Tráfico
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CBR de diseño
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Capa de Afirmado
El afirmado es una mezcla de tres tamaños o tipos de material: piedra, arena y finos o arcilla. Si no existe una buena combinación de estos tres tamaños, el afirmado será pobre. El afirmado requiere de un porcentaje de piedra para soportar las cargas, asimismo necesita un porcentaje de arena clasificada según tamaño para llenar los vacíos entre las piedras y dar estabilidad a la capa; y, obligatoriamente un porcentaje de finos plásticos para cohesionar los materiales de la capa de afirmado. Pavimentos UNH
Tipos de Afirmado
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Tipos de Afirmado
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Requisitos de Calidad
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Capa de Afirmado
En el caso que se tuvieran materiales con Índice de Plasticidad fuera del rango 4- 12%, se deberá estudiar el empleo de un tratamiento superficial, como la imprimación reforzada bituminosa, estabilización con cal, cemento, cloruros de sodio (Sal) o magnesio u otros estabilizadores químicos; con la finalidad de mantener y/o prolongar la vida útil del camino.
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CATALOGO ESTRUCTURAL DE SUPERFICIE DE RODADURA
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Fórmula de diseño NAASRA
Para el dimensionamiento de los espesores de la capa de afirmado, se adoptó como representativa la siguiente ecuación del método NAASRA, (National Association of Australian State Road Authorities (hoy AUSTROADS) que relaciona el valor soporte del suelo (CBR) y la carga actuante sobre el afirmado, expresada en Número de Repeticiones de EE:
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Fórmula de diseño NAASRA
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CATALOGO DE CAPAS DE REVESTIMIENTO GRANULAR
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CATALOGO DE CAPAS DE REVESTIMIENTO GRANULAR
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Estabilizadores Estabilizador de suelos.- Producto químico, natural o sintético, que por su acción y/o combinación con el suelo, mejora una o mas de sus propiedades de desempeño desde el punto de vista de la ingeniería. Los productos estabilizadores mas estudiados son: A) Cemento, cal y asfaltos B)En base a sales (cloruros de Na, Ca, Mg ) C)En base a polímeros (derivados del petróleo) D)En base a enzimas
Estabilizadores Estabilizar un suelo natural consiste en mejorar sus características físicas y/o mecánicas, tales como la resistencia al esfuerzo cortante, la deformabilidad o compresibilidad, la estabilidad volumétrica ante la presencia de agua , entre otros, buscando en todos los casos un buen comportamiento al esfuerzo deformación de los suelos y de la estructura que se coloque sobre ellos, a lo largo de su vida útil.
Estos productos actúan exclusivamente sobre la fracción fina de los suelos (limos y arcillas) El efecto mas importante de estos productos es la reducción del agua contenida entre las partículas de suelo, aumentando así el % de vacíos y facilitando una mejor compactación.
De los efectos de estabilizar los suelos destacan: a) Aumento de la capacidad portante b) Ligera disminución de la plasticidad c) Reducción de la absorción capilar
d) Reducción de la capacidad de hinchamiento
Cuadro Nº 01 Present.
PERMAZYME 22X
Líquido
Características de Materiales • • • •
•
CON AID
Líquido
•
•
TERRAZYME 22X
Líquido
• • • •
Observación
A. Grueso (2” – malla Nº 4) .................. 30 a 60%
El uso de mayor Fino pasa Malla Nº 200 ........................ 20 a 30% cantidad de arcilla ó IP mayor a 10% produce Índice Plástico (IP) ............................... 6 – 15% resbalamiento al IP entre 10 y 15% implica el empleo de capa contacto con el agua. granular superficial antiderrapante. Usar superficie La dosis de Aditivo es a razón de un Litro por antiderrape. cada 33 m3 de material compactado. La dosis de Aditivo a aplicar es diseñada específicamente para las condiciones propias del proyecto (suelos, canteras, condiciones ambientales), variando entre 5 y 9 ml/m2. Básicamente funciona en suelos granulares que contengan arcilla.
A. Grueso (2” – malla Nº 4) .................. 30 a 60%
El fabricante del estabilizador proporciona el diseño (%) del estabilizador
El uso de mayor Fino pasa Malla Nº 200 ........................ 15 a 35% cantidad de arcilla produce resbalamiento Índice Plástico (IP) ............................... 6 – 10% al contacto con el La dosis de Aditivo es a razón de un Litro por agua. Usar superficie cada 33 m3 de material compactado. antiderrape.
Cuadro Nº 01
Present.
RBI GRADO 81
Polvo
Características de Materiales • •
CLORURO DE CALCIO KD 36
Líquido
• • • • •
CEMENTO PORTLAND
Polvo
• • • •
Tamaño máximo del agregado 2”.
Se emplea entre 2 y 5% de aditivo (en peso respecto del suelo seco).
Observación
Puede aplicarse en casi toda la variedad de suelos.
A. Grueso (1” – malla Nº 4) .................. 15 a 60% Fino pasa Malla Nº 200 ........................ 10 a 30% Índice Plástico (IP) ............................... 4 – 15% Sulfatos ............................................. Máx. 0.01% Se emplea entre 1 y 2% de aditivo (en peso respecto del suelo seco).
No puede colocarse directamente capas asfálticas, por la acción química sobre el asfalto, que produce el estabilizador.
Suelos A-1, A-2, A-3, A-4, A-5. A-6 y A-7 Índice Plástico (IP) ............................... NP – 18% Sulfatos SO4 ....................................... Máx. 0.2% Dependiendo del suelo entre 3 y 10% de cemento (en peso respecto del suelo seco).
-.-
Carretera: Huancayo – Imperial – Pampas – Churcampa Sector: km 43+480 – km 43+980
Ubicación Tráfico Medio ambiente Tipo de Superficie
: : : :
Departamento de Huancavelica Mediano – pesado Sierra con períodos de lluvia y heladas. Superficie de rodadura de tipo grava arcillosa GC/A-2-4(0)
Características del suelo: Pasa malla Nº 200 Piedra Arena Índice plástico
: : : :
17% 67% 16% 10%
Estabilizador Presentación Fecha de aplicación
: Cloruro de Calcio KD-36 : Líquido de color amarillento : Agosto 2001
Carretera: Huancayo – Imperial – Pampas – Churcampa Sector: km 43+480 – km 43+980
Abril 2002
Julio 2002
Subtramo I (afirmado sin estabilizar). Tomas donde se aprecian el antes y el después de los trabajos de mantenimiento efectuado a la carretera Imperial
Carretera: Huancayo – Imperial – Pampas – Churcampa Sector: km 43+480 – km 43+980
Abril 2002
Subtramo II (afirmado estabilizado). En la foto del mes de abril se puede apreciar el estado de un sector de la vía, con presencia de baches incipientes. La foto del mes de julio se muestra el estado actual del mismo sector, los baches han sido totalmente cubiertos.
Julio 2002
Carretera: Pacasmayo - Cajamarca Sector: Acceso a la Mina Yanacocha Carretera: Conococha – Antamina Sector: Acceso a la Mina Antamina / Yanacancha
Ubicación Tráfico Medio ambiente Tipo de Superficie
: : : :
Características del suelo: Pasa malla Nº 200 Piedra Arena Índice plástico
Departamento de Cajamarca-Ancash Pesado Sierra alta con lluvias y heladas Base del tipo GM / A-1-a(0); GP-GM / A-1a(0)
: : : :
10% - 14% 55% - 63% 35% - 19% NP
Estabilizador Presentación Fecha de aplicación
: RBI Grado 81 : Polvo : Setiembre y Agosto 2001
Carretera: Conococha – Antamina Sector: Acceso a la Mina Antamina / Yanacancha
Afirmado No Estabilizado
Afirmado Estabilizado
Carretera: Conococha – Antamina Sector: Acceso a la Mina Antamina / Yanacancha
Afirmado Estabilizado
Afirmado No Estabilizado
