Diseño Capa Granular de Rodadura

Fondo Social La Granja – Programa Programa Vial PROYECTO: “APERTURA Y AFIRMADO DE LA CARRETERA PARIAMARCA CUCHO, DISTRITO DE QUEROCOTO, CHOTA

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DISEÑO DE LA CAPA GRANULAR DE RODADURA

1.

OBJETIVO El objetivo general del presente estudio es determinar el espesor de la capa granular de Rodadura de acuerdo a las características físicas – mecánicas de los suelos de Subrasante y la influencia del Tráfico en base al IMD desde el inicio centro poblado Pariamarca Km 0+000 hasta el caserío de El Cucho en el Km 3+891.95

2.

PARÁMETROS DE DISEÑO Los parámetros que definen los espesores de la capa granular de rodadura son: 

Del Estudio de Tráfico: método IMD



Del Estudio de Suelos de la Vía: CBR de Diseño

Fondo Social La Granja – Programa Vial PROYECTO: “APERTURA Y AFIRMADO DE LA CARRETERA PARIAMARCA CUCHO, DISTRITO DE QUEROCOTO, CHOTA

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Por lo que los tramos en estudio tendrían la siguiente clasificación:

Sector Centro Poblado El Naranjo (Km 0+000) – Caserío Pagaybamba Bajo (Km 2+732.59)

2.2.

EALs

Clase

4.73x104

T1

DETERMINACIÓN DEL CBR DE DISEÑO Para efectos de determinar el CBR de Diseño, se consideró el suelo natural en plataforma como subrasante, de la gráfica de CBR vs progresiva se observa que los valores se encuentran dispersos, presentándose valores bajos y medios de CBR al 95% de la Máxima Densidad Seca. Entonces, nos basaremos según el Diseño de Caminos No Pavimentados la cual clasifica el tráfico mediante el IMD y para el cálculo del CBR de Diseño se utilizará el promedio y el percentil recomendado por el Manual de Diseño de Caminos no


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que relaciona el valor soporte del suelo (C.B.R.) y la carga actuante sobre el afirmado, expresada en Número de Repeticiones de EE:

Donde: e

:

Espesor de capa de Afirmado en mm

C.B.R.

:

Valor de C.B.R. de la Subrasante

Nrep

:

Número de repeticiones de EE para el carril de Diseño.


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Módulo Resiliente Estacional El CBR de Diseño es 14.9%, valor que lo identifica como una Subrasante de buena calidad, según el siguiente cuadro:

CBR

Categoría

<3%

Subrasante muy pobre

3% - 5%

Subrasante pobre

6% - 10%

Subrasante regular

11% - 19%

Subrasante buena

>20%

Subrasante muy buena


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partes que formarán en nuevo Terraplén puede generar la aparición de fisuras longitudinales en los empalmes, asentamientos o aparición de fallas estructurales que se reflejarán a nivel superficial, es decir en la capa de Afirmado. Entonces, para determinar las zonas de mejoramiento primero determinamos sectores que son afectados por el nuevo trazo ya sea corte en el Terraplén o en el talud natural y después definimos si el estrato que quedará como Subrasante presenta características mecánicas inferiores a la determinada para el CBR de Diseño. Es importante tipificar la capacidad de soporte de acuerdo al tipo de suelo, para ello se ha promediado los valores de C.B.R. encontrados para un tipo de suelo, concluyendo lo siguiente: Clasificación del Suelo - SUCS PROGRESIVA

C.B.R.

0+000

15.6

2+000

14.2


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de una Subrasante muy Pobre. En caso necesario, se colocarán subdrenes o capas anticontaminantes y/o drenantes o se elevará la rasante hasta el nivel necesario. Entonces, después de haber tenido las consideraciones antes descritas y mediante el Manual de Diseño de Carreteras no Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito, el planteamiento para el espesor de afirmado se definirá como un nuevo Diseño de acuerdo a la Capacidad de Soporte del Suelo in-situ, cuyo espesor incluirá los 15 cm del Diseño proyectado para toda la vía. 

Criterio de Colapso según el Índice de Liquidez: Una apreciación importante

corresponde al colapso de los suelos en el cual se diferencian dos tipos de suelos, los estructuralmente estables que dependen solo de sus propiedades intrínsecas y de factores mecánicos y los suelos estructuralmente inestables, que dependen de factores externos como los químicos, variaciones ambientales, entre otros. El mecanismo de colapso se origina cuando en situaciones de precipitaciones y que superficialmente se seca por efecto del calor, se produce un efecto cíclico en el


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ÍNDICE DE LIQUIDEZ



ESTADO DEL SUELO

<1

Adecuado

>1

Inadecuado

Criterio de Estado del Suelo según el Índice de Consistencia: Esta apreciación corresponde a determinar el estado del suelo mediante el valor del índice de consistencia, el cual corresponde a la diferencia entre el límite líquido y el contenido de humedad, todo dividido por el índice de plasticidad. Este índice puede ser tomado como una medida de la consistencia del suelo, relacionada con la cantidad de agua que es capaz de absorber. Si es negativo el suelo es líquido y en otros casos podrá ser semi-líquido, plástico muy blando o blando, plástico duro y si es mayor que uno, el suelo se encuentra en estado sólido. (Jiménez Salas, José A., "Mecánica de Suelos y sus Aplicaciones a la Ingeniería"). Ante los tipos de suelos encontrados y aquellos suelos comprometidos por la descomposición biomecánica de algunos carbones fue conveniente evaluarlos por medio de su Índice de Consistencia. De acuerdo a José A. Jiménez Salas en su libro de


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Solo los materiales que presentan un índice de consistencia mayor que 1 son aptos como material de terraplén o de soporte, caso contrario deberán ser reemplazados. ESPESOR DE CAPA GRANULAR DE RODADURA (CGR) CON CBR BAJO (cm) C.B.R. (%) Clase de Sector Trafico <3% 3% - 5% 6% - 10% Centro Poblado El Naranjo (Km 0+000) – T1 46.0 36.0 21.0 Caserío Pagaybamba Bajo (Km 2+732.59)

ESPESOR DE MEJORAMIENTO TOTAL (CGR – 15 cm) ADOPTADO (cm) C.B.R. (%) Clase de Sector Trafico <3% 3% - 5% 6% - 10% Centro Poblado El Naranjo (Km 0+000) – T1 40.0 20.0 15.0 Caserío Pagaybamba Bajo (Km 2+732.59)

El criterio empleado para la ubicación y delimitación de las zonas con mejoramiento en el tramo en estudio se empleó el Índice de Liquidez donde el


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5.1.

De acuerdo a los resultados obtenidos de ensayos de CBR para tipificar la capacidad de soporte del suelo de Subrasante y mediante dos métodos para el cálculo del CBR de Diseño podemos decir que los suelos de Subrasante se pueden calificar como Subrasante Buena. El siguiente cuadro muestra los CBR de Diseño obtenidos mediante un promedio y mediante el percentil recomendado en el Manual de Diseño de Carreteras No Pavimentadas de Bajo Volumen de Transito. Método de cálculo de CBR de Diseño

5.2.

CBR (%)

Promedio (AASHTO-1993)

14.9

Percentil 60%

13.7

De acuerdo a los resultados del estudio de tráfico podemos definir la clasificación de este, según el siguiente cuadro:

Sector Centro Poblado El Naranjo (Km 0+000) – Caserío

EALs

Clase

4.73x104

T1


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DISEÑO DE VÍAS A NIVEL DE CAPA GRANULAR DE RODADURA MTC – NAASRA (National Association of Australian State Road Authorities - AUSTROADS) “APERTURA Y AFIRMADO DE LA CARRETERA EL NARANJO – PAGAYBAMBA BAJO, DISTRITO DE QUEROCOTO, CHOTA – CAJAMARCA” TRAMO EL NARANJO Km 0+000 – PAGAYBAMBA BAJO Km 2+732.59

EALs

DETERMINACION DE ESPESOR DE CAPA DE REVESTIMIENTO GRANULAR

C.B.R: 14.9%

250.0

200.0 ) m m ( o 150.0 d a m 135.2 r i f A e d r 100.0 o s e p s E

50.0

0.0 0.0E+00

Periodo: 5 años 2.0E+05

4.0E+05

6.0E+05

8.0E+05

Ejes Equivalentes Standar (EALs)

_______________________________________________________________________________ FONDO SOCIAL LA GRANJA

Espesor (mm)

CONSULTOR: ING. OMAR JILMER BARBOZA HERRERA

1.0E+06

Espesor

20000

120.2

80000

152.8

140000

165.9

200000

174.3

260000

180.5

320000

185.3

380000

189.4

440000

192.8

500000

195.8

560000

198.5

620000

200.9

680000

203.0

740000

205.0

800000

206.9

C.B.R. (%)

1 4.9

EALs

4.73E+04

E. Afir. (mm)

135.2

E. Afir. Adop. (cm)

15.0

Diseño Capa Granular de Rodadura

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