2.3 Memoria de Calculo y Diseño Geometrico Suitucancha

PROYECTO: “CREACION DE TROCHA CARROZABLE TRAMO CHANGO – SHIMANA L 7+520 KM. DISTRITO DE CHACAYAN, PROVINCIA DANIEL CARRION  PASCO!

2.3. MEMORIA DE CÁLCULO Y DISEÑO GEOMÉTRICO A) ALINEAMIENTO HORIZONTAL DESC ESCRIPC IPCIO ION N DEL DIS DISEÑO GEO GEOMÉTR ÉTRICO ICO DEL EJE DE LA CARRETERA En el presente Estudio del mejoramiento de la carretera, el Diseño Geométrico se ha basado en las Normas Peruanas para el Diseño de Carreteras y el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras DG-2! del M"C y el Manual a!a "l #$%"&' #" (a!!""!a% n' a*$+"na#a% #" ,a-' *'lu+"n #" !an%$' 2/. #as Normas Normas Peruan eruanas as de Carr Carreteras eteras nos indica indican n $ue $ue la %elo %eloci cida dad d directri& es la esco'ida para el diseño, entendiéndose $ue ser( la m()ima $ue se podr( mantener con se'uridad sobre una secci*n dete deterrmina minada da de la ca carrreter etera, a, cuan cuando do las las cir circuns cunsta tanc ncia iass se sean an +a%orables para $ue pre%ale&can las condiciones de diseño Dentro del presente presente Proyecto Proyecto y diseño, diseño, las caracter caracterstica sticass 'eométric 'eométricas as .radio .radio mni mnimo mo de las las cur% cur%as as hori hori&o &ont ntal ales es y %ert %ertic ical ales es,, dist distan anci cias as de %isibilidad de parada y de sobrepaso, etc/ est(n relacionadas con la %elocidad directri& #a selecci*n de la %elocidad directri& est( in0uenciada directamente por por el relie elie%e %e del del ter errreno eno, tipo tipo de la ca carrreter etera a a co cons nstr trui uirrse, %ol1menes y tipo de tr(nsito $ue se espera y adem(s de consid considera eracio ciones nes de orden orden econ*m econ*mico ico Deter Determin min(nd (ndose ose para para este este Proyecto la elocidad Directri& de 2 0+1.

) CUR4AS HORIZONT HORIZ ONTALES ALES CARACTER5STICAS GEOMÉTRICAS El tramo cuenta con cur%as hori&ontales, sobre anchos, peraltes de las cur%as hori&ontales y la %isibilidad, est(n determinados en +unci*n a la %elocidad directri& El desarrollo de la carretera presenta en la mayora de su recorrido un tramo en corte en ladera, debido a lo accidentado del terreno, la pend pendie ient nte e es %aria ariabl bles es de 3! 3!4 4 a !!5 !!53 3 6, proyect yect(n (ndo dose se la colocaci*n de una capa de a7rmado sobre la sub rasante, el material seleccionado seleccionado a utili&ar ser( ser( pro%eniente pro%eniente de las canteras canteras identi7cadas identi7cadas en el proyecto 8iendo la elocidad de diseño adoptada para este tramo de 2 9m:hr, y apoyados por la tablas del Manual a!a "l #$%"&' #" (a!!""!a% n' a*$+"na#a% #" ,a-' *'lu+"n #" !an%$' 2/ , se ha

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obtenido un radio hori&ontal mnimo de !; m y un radio mnimo e)cepcional en cur%as de %olteo de !2 m el peralte se determino en < 6 de acuerdo al tipo de carretera =e+erente ha los sobres anchos adoptados en las cur%as hori&ontales, se han calculado de acuerdo al Manual de Diseño Geométrico de Carreteras con la si'uiente +ormula>

4ALORES DEL SOREANCHO

8 Es el sobre ancho en metros n Es el n1mero de carriles, $ue en este caso es 2 .9m ?-@?/ y de !carril .9m @?-3?<2/ = Es el radio de la cur%a en metros  Es la distancia entre ejes del %ehculo, $ue en este caso es 4; metros .9m ?-@?/ y 3; metros .Am @?-3?<2/ 8iendo el %alor mnimo a tomar de 3 mts #os peraltes de las cur%as +ueron determinadas de acuerdo con el Manual a!a "l #$%"&' #" (a!!""!a% n' a*$+"na#a% #" ,a-' *'lu+"n #" !an%$', $ue indica el tipo de carreteras de &ona rural ."ipo !, 2 o 3/, el mismo $ue el presente proyecto es de < 6 #a %ariaci*n de los sobreanchos y el peralte a lo lar'o de las cur%as hori&ontales, est(n en +unci*n de la lon'itud de la cur%a y de la lon'itud de transici*n aplic(ndose en el lado interior de la misma Btra caracterstica 'eométrica importante en la %a a anali&ar es la re+erente a la isibilidad #as distancias de la isibilidad a considerar son dos, necesaria para detener el %ehculo y la necesaria para $ue un %ehculo adelante a otro $ue %iaja con %elocidad in+erior, en el mismo sentido El Manual a!a "l #$%"&' #" (a!!""!a% n' a*$+"na#a% #" ,a-' *'lu+"n #" !an%$', nos da %alores de Distancia de isibilidad de Parada .metros/ de acuerdo al Cuadro si'uiente



#a distancia de %isibilidad de delantamiento .paso/, no se considera para el presente proyecto ya $ue, la carretera es de un solo sentido y la cal&ada es de 3; m y ; m de cunetas por lo $ue se considera pla&oletas de cruce cada ; m de 3 m ) 3 m

DISEÑO DE ORAS DE DRENAJE Y ARTE El drenaje se %e en dos casos> el 8uper7cial y el 8ubterr(neo En el caso del presente proyecto, solamente se tiene el primer caso, Drenaje 8uper7cial Este tipo de drenaje, esta dado en +unci*n al bombeo de la secci*n as como al peralte, as mismo las pendientes mnimas no deber(n ser menores de ;6 a 7n de +acilitar el mo%imiento de las a'uas en las cunetas en su recorrido hacia las alcantarillas u otro tipo de desa'e natural El drenaje se %e en dos casos> el 8uper7cial y el 8ubterr(neo

CUNETAS DE DRENAJE #as cunetas son canales lon'itudinales de +orma trian'ular cuya +unci*n es reco'er y eliminar r(pidamente las a'uas $ue cae sobre la plata+orma, debido a su pendiente trans%ersal y bombeo Para el caso del proyecto, la secci*n de las cunetas, ser(n de +orma trian'ular de ! ) ; m en !5, m ubicada se'1n la necesidad del proyecto y por encontrarse en &ona llu%iosa, sin re%estir en su totalidad Estas son de7nidas de acuerdo a Normas Peruanas de Diseño de Carreteras Est(n ubicadas 'eneralmente en el lado del corte, se'1n lo planteado en las secciones tipo para las di+erentes topo'ra+as #as cunetas se han diseñado de acuerdo a la &ona de ejecuci*n de la obra, donde se tomo en cuenta el tipo de terreno ALCANTARILLAS #as alcantarillas son estructuras de drenaje, $ue sir%en para conducir a'ua de las cunetas y:o a'uas de $uebradas pe$ueñas, pasando la %a en +orma trans%ersal, pueden ser de %arios materiales y +ormas, de acuerdo a los re$uerimientos y +acilidades Para este estudio se consideraron las alcantarillas de "MC alcantarillas con una sola pendiente #a ubicaci*n de esta obra de arte esta de acuerdo a la topo'ra+a del terreno y pe$ueños caudales a e%acuarse, en concordancia con las caractersticas hidrol*'icas y meteorol*'icas de la &ona, as como la naturale&a y pendiente del cauce y del costo de los materiales en relaci*n con la disponibilidad de los mismos #a cantidad y ubicaci*n se 7jaron de +orma tal $ue 'arantice el drenaje, e%itando la acumulaci*n e)cesi%a de a'ua en Ing. Civil EDINSON M, COTRINA HERNANDEZ CIP 85183


los tramos de la carretera y teniendo en consideraci*n la %ariaci*n y cambios de pendientes a lo lar'o de la %a En el diseño hidr(ulico se ha aplicado la +orma racional para determinar el 'asto del retorno de un periodo de 2; años siendo m(s +(ciles para reali&ar su limpie&a y e%iten el enterramiento

C) SECCIONES TRANS4ERSALES CALZADA En el diseño de carreteras de muy bajo %olumen de tr(7co FMD  ;, la cal&ada podr( estar dimensionada para un solo carril En los dem(s casos, la cal&ada se dimensionar( para dos carriles En el cuadro si'uiente se indican los %alores apropiados del ancho de la cal&ada en tramos rectos para cada %elocidad directri& en relaci*n al tr(7co pre%isto y a la importancia de la carretera

D) TRAZO DE PER6IL LONGITUDINAL7 E8PLANACIONES NI4ELACI9N Para el control altimétrico de la %a se ha considerado <3 HMs .Hench Mar9s/, ubicados cada ; m, habiendo e+ectuado una ni%elaci*n cerrada entre HMIs #os HMs se %eri7caron con ni%elaci*n de ida y %uelta cada ; m obteniéndose di+erencias menores a la tolerancia especi7cada de ! m:9m

PER6IL LONGITUDINAL



8e ha mantenido las mismas 'radientes y pendientes e)istentes en la carretera, reali&ando al'unos mejoramientos entre ellas, con la 7nalidad de no reali&ar 'randes taludes de corte, los mismos $ue son inestable, no se han reali&ado %ariantes para el mejoramiento o reducci*n de al'unas pendientes, debido a $ue a ambos lados de la carretera e)isten tierras de culti%o, cuyos propietarios no $uieren ceder un (rea determinada para el mejoramiento de las pendientes

E) CORTES Y RELLENOS SECCIONES TRANS4ERSALES Para dimensionar la secci*n trans%ersal, se ha tenido en cuenta $ue, siendo esta una carretera de bajo %olumen de tr(nsito, solo re$uerir(> - Jn solo carril de circulaci*n, con pla&oletas de cruce y:o de %olteo cada cierta distancia .cada ; m de 3 m ) 3 m/, con ubicaci*n indicada en los planos de obra El seccionamiento se ha reali&ado en cada uno de las estacas ubicadas a lo lar'o del eje de la Carretera, cada 2 m en &onas en tan'ente y cada ! m en cur%as, con un ancho mnimo de 3 m a ambos lados del eje

CONCLUSIONES: DISEÑO DE ESTRUCTURA DEL A6IRMADO OJETI4O El presente estudio se reali&a para determinar el espesor de la capa de material de cantera seleccionado $ue se colocara sobre la sub rasante de la carretera  7n de $ue la carretera ten'a durabilidad y capacidad de ser%icio durante el periodo de +uncionamiento  INTRODUCCION Para el presente proyecto el dimensionamiento del espesor del 7rmado, se reali&ar( de acuerdo a la ecuaci*n del método N8= .National ssociation o+ ustralian 8tate =oad uthorities/ En este método se relaciona el %alor soporte del suelo .CH=/ y la car'a actuante sobre el a7rmado, e)presado en N1mero de =epeticiones de EE



I.;CALCULO DEL N
TRA6ICO DE DISEÑO Desde el punto de %ista del diseño de la capa de rodadura solo tienen interés los %ehculos pesados .buses y camiones/, considerando como tales a$uellos cuyo peso bruto e)ceda de 2; "n El resto de los %ehculos $ue puedan circular con un peso in+erior .motocicletas, motocar, autom*%iles y camionetas/ pro%ocan un e+ecto mnimo sobre la capa de rodadura, por lo $ue no se tiene en cuenta su c(lculo El tr(7co proyectado al año hori&onte, se clasi7car( se'1n lo si'uiente>

CLASE TO IMDA >T'al *"?(ul'% !; a+,'% %"n$#'%) 4"?(ul'% < "%a#'% >(a!!$l #" #$%"&') N@ #" !". EE 2;)! >(a!!$l #" 4 #$%"&')

T=

T2

T3

!<-;

;!-!

!!-2

<-!;

!<-2@

25-;<

2<)!4Q@)!4

Q5)!4!;)!;

!<)!<3!)!;

Trafco de vehículos en dos sentidos por día

+cR +actor de correcci*n SCE%ehiculos li'eros R !2 SCE ehculos pesadosR !3!@ II.-CALCULO DEL VALOR DEL CR DE LA !URA!A"TE



DETERMINACI9N DE CR. Para el c(lculo del CH= de diseño se tendr( la si'uiente consideraci*n, de acuerdo al Manual de diseño para carreteras no pa%imentadas> o

o

8i el NT rep De EE @2 tn es menor de ! ) ! a la potencia ;> el CH= de diseño ser( a$uel $ue represente al porcentil <6 de los %alores de CH= 8i el NT rep De EE @2 tn es entre ! ) ! a la potencia ; y ! ) ! a la potencia <> el CH= de diseño ser( a$uel $ue represente al porcentil Q;6 de los %alores de CH=

plicando la +ormula con un percentil al <6, el CH= de diseño ser( de !456 De acuerdo al cuadro adjunto>

4ALORES

INSTITUTO DEL AS6ALTO

PROGRESI 4A

CALSI6ICACI 9N DE SUELOS

CR B

!? !;? ;? 2;? !5?

-Q-<.!!/ -Q-<.@/ -Q-<.!!/ -2-4./ -2-4./

!3
III.;DIMENSIONAMIENTO A6IRMADO

DEL

N DE 4ALORES MAYORES O IGUALES A CR$ ; 4 3 2 !

 DE 4ALORES MAYORES O IGUALES >) ! @ < 4 2

ESPESOR DE LA CAPA

DE

CATALOGO ESTRUCTURAL DE LA SUPER6ICIE DE RODADURA Para el dimensionamiento de los espesores de la capa de rodadura se adopt* como representati%a la si'uiente ecuaci*n del método N8= .National ssociation o+ ustralian 8tate =oad utorities, hoy J8"=BD8/ $ue relacionan el %alor soporte del suelo CH= y la car'a actuante sobre el a7rmado, e)presada en numero de repeticiones de EE Donde> eR U2!5-2!!) .lo'! CH=/?;@) .lo'!CH=2V/ )lo'!) .Nrep:!2/ Ing. Civil EDINSON M, COTRINA HERNANDEZ CIP 85183


E CH= Nrep

Respesor de la capa de a7rmado en mm R %alor del CH= de la subrasante R !45 R Q23233 para el primer tramo 5<;;!< para el se'undo tramo

E= [219-211x(log10CBR)+58x(log10CBR)^2]xlog10x(Nrep/120) E= [219-211x(log10(14.90))+58x(log10(14.90))^2]xlog10x(722.0/120) E= [219-211x(log10(14.90))+58x(log10(14.90))^2]xlog10x(722.0/120) E= 142.5826

Es un espesor de !42< cm, con un NW de repeticiones de ejes e$ui%alentes de Q2,3233 Para el NW de repeticiones de 5<,;;!<, del se'undo tramo, tenemos el si'uiente espesor> E= [219-211x(log10CBR)+58x(log10CBR)^2]xlog10x(Nrep/120) E= [219-211x(log10(14.90))+58x(log10(14.90))^2]xlog10x(96551.60/120) E= [219-211x(log10(14.90))+58x(log10(14.90))^2]xlog10x(96551.60/120) E= 149.0181772

Es un espesor de !45 cm LUEGO: CONTRASTADO CON EL IMDA Y LAS CARACTER5STICAS PREDOMINANTES DEL SUELO ASUMIMOS UN ESPESOR DE = CM PARA AMOS TRAMOS.

COMPROACION DE ESPESOR DE PA4IMENTO UTILIZANDO CUADROS Y AACOS. El Manual de Diseño de caminos de bajo tr(nsito, para un determinado n1mero de %ehculos pesados ha estimado un n1mero de ejes e$ui%alentes, se'1n el FMD, los cuales se dan a continuaci*n, tanto para periodo de ; como de ! años IMDA >'al a+,'% %"n$#'% ) ! 2 3 4 ;

4". P"%a#'% >(a!!$l #" D$%"&') 3 < 5 !2 !;

B a&'% >(a!!$l #" #$%"&')

=a&'% >(a!!$l #" #$%"&')

N@ #" R""$(.

N@ #" R""$(

N@ #" R""$(.

N@ #" R""$(

!3,;<; 2Q,!3 4,<5; ;<,!5Q
!3
!;,Q2; 3!4;! 4Q,!Q< <;!4@ Q@,<2Q

!;QE?4



< Q @ 5

!Q 2 23 2<

Q;,;Q< 5<,@52 !4,<43 !22,@4

!22E?;

@Q,
!42E?;

Para 3 %ehculos pesados en el carril de diseño, el NW de repeticiones de EE es !;,Q2; Para 4 %ehculos, interpolando, entre 3 y < %ehculos, el n1mero de repeticiones es> 2,5<@33

DETERMINACI9N DE CR. #a subrasante es la capa super7cial de terreno natural Para la construcci*n de carreteras se anali&ar( hasta 4; de espesor y para rehabilitaci*n los 1ltimos 2 m En nuestro caso es una rehabilitaci*n, y m(s a1n, esta carretera ha sido continuamente mejorada con material de a7rmado, y ese es el moti%o de $ue los CH= ten'an %alores altos #a capacidad de soporte en condiciones de ser%icio, junto con el tr(nsito y las caractersticas de los materiales de construcci*n de la super7cie de rodadura, constituyen las %ariables b(sicas para el diseño del a7rmado, $ue se colocar( encima 8e identi7car(n cinco cate'oras de subrasante> 8B 8! 82 83 84

> 8JH=8N"E MJX PBH=E > 8JH=8N"E PBH=E > 8JH=8N"E =EGJ#= > 8JH=8N"E HJEN > 8JH=8N"E MJX HJEN

#a 8ubrasante cate'ora 83,

CH= 36 CH=R 36-;6 CH= R <-!6 CH=R !!-!56 CH=Y 26

de esta carretera es buena y esta en la



"omando el %alor de !;,Q2; repeticiones, encontramos $ue la cur%a se desarrolla a partir de 2, repeticiones, con un espesor de ! cm, en la cur%a 83, por lo tanto tomamos estos ! cm, como espesor del a7rmado Entrando con el %alor de 25<@ repeticiones, en la cur%a 83, obtenemos ER!2 mm = ER! cm 2 3 Por lo tanto, asumimos el espesor de ! cm y se esta comprobando el espesor de pa%imento

P'! l' u" "% ('!!"(' a%u+$! EF = (+.  8e esta tomando como espesor de la capa de a7rmado la cantidad de ! cm, coincidiendo con el Manual de diseño de caminos de bajo tr(nsito, $ue toma este %alor como mnimo CALIDAD DE LOS MATERIALES A EMPLEARSE De acuerdo al Manual para Diseño de Caminos no Pa%imentados de Hajo olumen de "ransito, las caractersticas b(sicas para la super7cie de =odadura ser(> o Camino de H" > " > "-3 o FMD > ! carril 4; y ! carril de 3; o ncho de cal&ada .m/ o Estructura y super7cie de rodadura> 7rmado .mat 'ranular natural, 'ra%a, selecc por &arandeo o mano, tam M() ;cm/ El tipo de material a utili&arse corresponde a un material 'ranular natural o 'ra%a seccionada por &arandeo, con un ndice de plasticidad hasta entre 4-56, e)cepcionalmente se podr( incrementar la plasticidad hasta el !26, pre%ia justi7caci*n técnica Para este tipo de material corresponde una 'ranulometra>

Ta+$ ; mm . 2Z / 3Q; mm . ![Z / 2; mm . !Z /

P'!("na-" u" a%a ! ;-@



!5 mm . \Z / 5; mm . 3:@Z / 4Q; mm . NW 4 / 2 mm . NW ! / 42; um .NW 4 / Q; um .NW 2 /

2-;

4-!2

dem(s deber(n satis+acer los si'uientes re$uisitos de calidad> Des'aste #os Kn'eles> ;6 m() .M"C E 2Q/ #mite #$uido> 3;6 m() .M"C E !!/ CH= .!/> 46 mn .M"C E !32/ E$ui%alente de rena> 26 mn .M"C E !!4/ =e+erido al !6 de la M()ima Densidad 8ecaP y una Penetraci*n de Car'a de !] .2; mm/     


2.3 Memoria de Calculo y Diseño Geometrico Suitucancha

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