PRESENTACIÓN En el presente material monográfico, Es obra de los alumnos de la UNIVERSIDAD CATOLICA LOS ANGELES DE CHIMBOTE-FACULTAD DE INGENIERIAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL siempre atentos al fomento de la investigación. Nuestro trabajo monográfico ponemos a la cátedra de pavimentos, al catedrático Ing. MOROTE ARIAS, Maxwil A. para hacerle llegar lo mejor de nuestra investigación sobre material de préstamo (lastre, afirmado, sub base y base). Sin más que decir ponemos a su criterio la calificación de nuestro material monográfico, esperando que pueda alcanzar las expectativas requeridas por su persona. Los Alumnos.
INDICE PRESENTACIÓN INTRODUCCION RESUMEN CAPITULO I 1. 2.
BANCOS DE PRESTAMO TIPOS DE BANCOS DE PRÉSTAMO 3.
MATERIAL DE PRÉSTAMO COMPENSADO:
6. 7.
4. MATERIAL DE PRÉSTAMO LATERAL 5. MATERIAL DE PRÉSTAMO PROPIO: MATERIAL PRESTAMO IMPORTADO CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES GRUESOS SEGÚN LA SCT
8.
CARACTERÍSTICA DE BASES Y SUB-BASES
9. LAS FUNCIONES DE BASES Y SUB-BASES 10. MATERIALES PARA SUB-BASE Y BASE AFIRMADO 11.
LASTRADO
12.
CONTROL DE MATERIALES
CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS
INTRODUCCION Los agregados empleados en la construcción de carreteras, deben cumplir con requisitos de granulometría y especificaciones técnicas, que garanticen un buen comportamiento durante su periodo de vida. En este trabajo se cubrirá el tema de materiales de préstamo para el lastre, afirmado, sub base y base.
RESUMEN
CAPITULO I 1. BANCOS DE PRESTAMO Generalmente el material que se emplea en un terraplén es el que se encuentra sobre la misma ruta producto de cortes o prestamos laterales. Los bancos deberán contener como mínimo 10,000m³ de material para que sea explotable. Los bancos para sub-rasante deberán ser homogéneos, y de esta manera evitar que los espesores del pavimento varíen con demasiada frecuencia, los podemos encontrar en formaciones de roca muy alterada o en bancos arenosos estratificados.
2. TIPOS DE BANCOS DE PRÉSTAMO
Longitudinales: son producto de los cortes.
Laterales: distancia al eje del camino de hasta 20 metros.
Banco de préstamo: distancia al eje del camino de hasta 100 mts. Más de 10 Km. No es costeable.
3. MATERIAL DE PRÉSTAMO COMPENSADO: Es aquel que corresponde a compensaciones de materiales adecuados para su uso en las explanaciones, de cortes con rellenos, dentro de la distancia denominada “libre de transporte”.
4. MATERIAL DE PRÉSTAMO LATERAL: Material de características apropiadas para su uso en la construcción de las explanaciones, que provienen de bancos y canteras naturales adyacentes a la explanada de la carretera. 5. MATERIAL DE PRÉSTAMO PROPIO:
Material adecuado para las explanaciones, proveniente de los cortes para ser utilizado en rellenos, transportado fuera de la distancia denominada “libre de transporte”. 6. MATERIAL PRESTAMO IMPORTADO: Es aquel material que se obtiene de depósitos o bancos pre establecidos fuera del derecho de vía. Su ubicación deberá especificarse en los planos de la obra. Debe ser de calidad adecuada y no debe contener agregados superiores a los 15 cm, desperdicios, raíces o material vegetal.
7. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES GRUESOS SEGÚN LA SCT (SECRETARIA DE COMUNICACIONES Y TRANSPORTES) Se llama roca a toda formación que tenga un diámetro mayor de 2m. FRG f < 2.00 > 0.75 m FRM f < 0.75 > 0.20m FRCH f < 0.20 >0.075 m que es el f de la malla # 3 Todo lo que pase la malla de 3" se considera como un suelo FRG = Fragmento de roca grande. FRM = Fragmento de roca mediana. FRCH = Fragmento de roca chica. 8. CARACTERÍSTICA DE BASES Y SUB-BASES De acuerdo con el criterio usado en la actualidad se tiene que para carreteras con un tránsito menor a 1000 vehículos pesados, se recomienda que el espesor de la bases sea de 12 cm. Y cuando el tránsito sea mayor, se recomienda que el espesor
mínimo sea de 15cm. Para las sub-bases la SCT recomienda un espesor mínimo de 10 cm.
9. LAS FUNCIONES DE ESTAS CAPAS SON: SUB-BASE. Cumple una cuestión de economía ya que nos ahorra dinero al poder transformar un cierto espesor de la capa de base a un espesor equivalente de material de sub-base (no siempre se emplea en el pavimento), impide que el agua de las terracerías ascienda por capilaridad y evitar que el pavimento sea absorbido por la sub-rasante. Deberá transmitir en forma adecuada los esfuerzos a las terracerías. BASE. Es la capa que recibe la mayor parte de los esfuerzos producidos por los vehículos. La carpeta es colocada sobre de ella porque la capacidad de carga del material friccionante es baja en la superficie por falta de confinamiento. Regularmente esta capa además de la compactación necesita otro tipo de mejoramiento (estabilización) para poder resistir las cargas del tránsito sin deformarse y además de transmitirlas en forma adecuada a las capas inferiores. El valor cementante en una base es indispensable para proporcionar una sustentación adecuada a las carpetas asfálticas delgadas. En caso contrario, cuando las bases se construyen con materiales inertes y se comienza a transitar por la carretera, los vehículos provocan deformaciones transversales. En el caso de la granulometría, no es estrictamente necesario que los granos tengan una forma semejante a la que marcan las fronteras de las zonas, siendo de mayor importancia que el material tenga un VRS (valor relativo de soporte) y una plasticidad mínima; además se recomienda no compactar materiales en las bases que tengan una humedad igual o mayor que su límite plástico.
10. MATERIALES PARA SUB-BASE Y BASE Los materiales para sub-base y base estarán sujetos a los tratamientos mecánicos que lleguen a requerir para cumplir con las especificaciones adecuadas, siendo los más usuales: la eliminación de desperdicios, el disgregado, el cribado, la trituración y en algunas ocasiones el lavado, los podemos encontrar en cauces de arroyos de tipo torrencial, en las partes cercanas al nacimiento de un río y en los cerros constituidos por rocas andesíticas, basálticas y calizas. Es de gran importancia conocer el tipo de terreno con el que se va a trabajar ya que en base a esto se elige el tipo de maquinaria y el personal suficiente para trabajar en forma adecuada. El material que se manda del banco para efectuar el análisis correspondiente, deberá traer las etiquetas adecuadas y al llegar a laboratorio se le efectuará un secado, su disgregación y se le cuarteará. En pavimentos se realizan básicamente 3 tipos de ensayes que serán para clasificar el suelo, para controlar la obra y para proyectar el espesor y los porcentajes óptimos de aglutinante de las diferentes capas que se enlistan a continuación:
11. AFIRMADO: Capa compactada de material granular natural o procesado con gradación específica que soporta directamente las cargas y esfuerzos del tránsito. Debe poseer la cantidad apropiada de material fino cohesivo que permita mantener aglutinadas las partículas. El afirmado es una mezcla de tres tamaños o tipos de material: piedra, arena y finos o arcilla. Si no existe una combinación de estos tres tamaños, el afirmado será pobre. Funciona como superficie de rodadura en carreteras y trochas carrozables. Características: grava o piedra chancada, que tiene por objeto soportar la carga. Es importante que sea rugoso y no canto rodado. arena clasificada, para llenar las vacías entre la grava y así dar estabilidad a la capa. Finos plásticos sobretodo arcilla, para dar cohesión a la grava y la arena. Materiales: Los materiales granulares que conforma el afirmado debe cumplir con rangos granulométricos especificados por el MTC. La gradación es una de las más importantes propiedades de los agregados. Este afecta casi todas las propiedades importantes de una mezcla asfáltica en caliente, incluyendo
dureza, estabilidad, durabilidad, permeabilidad, trabajabilidad, resistencia a la fatiga. Resistencia al rozamiento, y resistencia a la humedad. Las especificaciones granulométricas vigentes en el Perú son las especificaciones técnicas generales para la construcción de carreteras: EG-2000; EG-2013, del MTC
ADEMÁS DEBERÁN SATISFACER LOS SIGUIENTES REQUISITOS
DE
CALIDAD: Desgates de los ángeles
50% máx. (MTC E 207)
Limite líquido:
35% máx. (MTC E 110)
Índice de plasticidad :
4-9% (MTCE 111)
CBR (1):
40% min(MTC R 132)
Referido al 100 % de la máxima densidad seca y una penetración de carga de 0,1” (2.5mm) PROCESO CONSTRUCTIVO 1.-Preparación de la superficie existente. El material de afirmado se descargara cuando se compruebe que la plataforma sobre la cual se va a apoyar tenga la densidad apropiada y las cotas indicadas en los planos. Todas
las irregularidades que excedan las tolerancias admitidas en la especificación respectiva deberán ser corregidas. 2.-Transporte y colocación del material. El contratista deberá transportar y depositar el material de modo, que no se produzca segregación, evitando los derrames de material y por ende la contaminación de fuentes de agua, suelos y flora cercana al lugar, ni cause daño a las poblaciones aledañas. 3.-Extensión, mezcla y conformación del material. El material se dispone en un cordón de sección uniforme, donde será verificada su homogeneidad. Si es necesario construir combinando varios materiales, se mezclaran formando cordones separados para cada material en la vía, que luego se unirán para lograr su mezclado. Si fuere necesario humedecer o airear el material, para lograr la humedad de compactación, el contratista empleara el equipo adecuado y probado, de manera que no perjudique la capa subyacente y deje una humedad uniforme en el material. Después del mezclado, se extenderá en una capa de espesor uniforme que permita obtener el espesor y grado de compactación exigidos. 3.- Compactación Cuando el material tenga la humedad apropiada, se compactará con el equipo aprobado hasta lograr la densidad especificada. En áreas inaccesibles a los rodillos, se usarán apisonadores mecánicos hasta lograr la densidad requerida. 4.- Apertura al tránsito Sobre las capas en ejecución se prohibirá la acción de todo tipo de tránsito mientras no se haya completado la compactación. Si ello no fuere posible, el tránsito que necesariamente tenga que pasar sobre ellas se distribuirá en forma tal que no se concentren huellas de rodaduras en la superficie.
Aceptación de los trabajos a) Controles: Durante la ejecución de los trabajos, el supervisor efectuara los siguientes controles principales:
Supervisar la correcta aplicación del método de trabajo aceptado como resultado de los tramos de prueba. Ejecutar ensayos de compactación Verificar la densidad de las capas compactadas efectuando la corrección previa por partículas de tamaño superior. Vigilar la ejecución de las consideraciones ambientales incluidas en esta sección para la ejecución de obras. b) La calidad de materiales De cada procedencia de los materiales a utilizarse y para cualquier volumen previsto se tomaran, cuatro muestras para los ensayos y frecuencias que se indica en la tabla.
Calidad del trabajo terminado
Los trabajos de afirmado terminados deberán presentar una superficie uniforme y ajustarse a las dimensiones, rasantes y pendientes establecidas en el Proyecto. La distancia entre el eje del Proyecto y el borde de la berma, no será inferior a la señalada en los planos. Este, además, deberá efectuar las siguientes comprobaciones: Compactación Las determinaciones de la densidad de la capa compactada se realizarán de acuerdo a lo indicado en la Tabla y los tramos Por aprobar se definirán sobre la base de un mínimo de 6 determinaciones de densidad. Los sitios para las mediciones se elegirán al azar, con la aprobación del Supervisor. Las densidades individuales (Di) deberán ser, como mínimo el 100% de la densidad obtenida en el ensayo Próctor Modificado de referencia (MTC E 115). La humedad de trabajo no debe variar en ±2,0% con respecto del Óptimo Contenido de Humedad, obtenido con el Próctor Modificado. En caso de no cumplirse estos términos se rechazará el tramo 12. LASTRADO SUB BASES GRANULARES Este trabajo consiste en la construcción de una o más capas de materiales granulares, que pueden ser obtenidos en forma natural o procesadas, debidamente aprobadas, que se colocan sobre una superficie preparada. Los materiales aprobados son provenientes de canteras u otras fuentes. Materiales La capa de sub base debe estar constituida por materiales de tipo granular en un estado natural o mezclados, que formen y produzcan un material que llene los requisitos siguientes: Tabla muestra las especificaciones granulométricas para materiales de sub base.
La curva de gradación A deberá emplearse en zonas cuya altitud sea igual o superior a 3000 msnm. Además, el material también deberá cumplir con los requisitos de calidad, indicados en la tabla siguiente.
Para prevenir segregaciones, garantizar los niveles de compactación y resistencia exigidos por la presente especificación, el material que produzca el contratista deberá dar lugar a una curva granulométrica uniforme y sensiblemente paralelas a los limites de la franja.
BASES GRANULARES Este trabajo consiste en la construcción de una o más capas de materiales granulares, que pueden ser obtenidas en forma natural o procesados,
debidamente aprobados, que se
colocan sobre una sub base. Especificación de calidad de base granular. A) granulometría la composición final de los materiales presentara una granulometría continua, bien graduada y según los requerimientos de una de las franjas granulométricas que se indica en la tabla,
para las zonas con altitud iguales o mayores de 3000 msnm. Se deberá seleccionar la gradación A.
El material de base granular deberá cumplir además con las siguientes características fisicosmecanicos y químicas que se indica en la tabla siguiente
B) AGREGADO GRUESO
Se denominara así a los materiales retenidos en la malla N° 4, que podrán provenir de fuentes naturales, procesados o combinación de ambos. Deberán cumplir las características, indicadas en la tabla siguiente.
C) AGREGADO FINO Se denominara así a los materiales que pasan la malla N° 4, que podrán provenir de fuentes naturales, procesados o combinación de ambos. Debe cumplir las características, indicadas en la siguiente tabla.
Compactación: - Las determinaciones de las densidades se efectuaran cuando menos una vez por cada 250 m2 y los tramos por aprobar se definirán sobre la base de un mínimo de 6 medidas de densidad, exigiéndose que los valores individuales sean iguales o mayores al 100% de la densidad máxima obtenida en el ensayo proctor modificado. - La humedad de trabajo no debe variar en +- 1.5% respecto del optimo contenido de humedad obtenido con el ensayo proctor modificado. - En caso de no cumplirse estos términos se rechazara el tramo. De cada procedencia de los materiales y para cualquier volumen previsto se tomaran muestras para los ensayos y frecuencias que se indica en la siguiente tabla.
13. CONTROL DE MATERIALES Todo los materiales necesarios para la ejecución de las obras serán suministrados por el contratista, por lo que es de su responsabilidad la selección de los mismos, de las fuentes de aprovisionamiento del proyecto, teniendo en cuenta que los materiales deben cumplir con todos los requisitos de calidad exigidos en las especificaciones y requerimientos establecidos en los estudios técnicos y ambientales del proyecto. Los materiales y elementos que el contratista emplee en la ejecución de las obras sin el consentimiento y aprobación del supervisor deberán ser rechazadas por este cuando no cumplan los controles de calidad correspondiente. Certificación de calidad Los materiales a emplear en obra y que sean fabricados comercialmente deben estar respaldados por certificados del productor en el que se indique el cumplimiento de los requisitos de calidad que se establecen en la especificación. Almacenamiento de materiales
Los materiales tienen que ser almacenadas de manera que se asegure la conservación de su calidad para la obra y tienen que ser localizados de modo que se facilite su rápida inspección. Los materiales aun cuando hayan sido aprobados antes de ser almacenados, pueden ser inspeccionados, cuantas veces sean necesarias, antes de que se utilice en la obra. Todo material rechazado por no cumplir con las especificaciones exigidas, deberá ser restituido por el contratista y queda obligado a retirar de la obra. Control de calidad La supervisión controlara y verificara los resultados obtenidos y tendrá la potestad, en caso de dudas, de solicitar al contratista la ejecución de ensayos especiales en un laboratorio independiente. La responsabilidad por la calidad de la obra es única y exclusivamente del contratista. La supervisión deberá establecer una organización para las labores de control de calidad de la
obra,
la
cual
estará
compuesta
como
mínimo
de
la
siguiente
forma:
- jefe de supervisión: profesional especialista y con la experiencia requerida de acuerdo al contrato suscrito con la entidad contratante. - jefe de laboratorio: profesional especializado en el manejo de laboratorios de suelos y pavimentos y con experiencia. - laboratoristas inspectores: profesionales o técnicos de laboratorio con experiencias en control de calidad de obras viales. - ayudante de laboratorio: personal auxiliar para la ejecución de ensayos de laboratorio y de campo.
CONCLUSIONES RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA 1. SECRETARIA DE INTEGRACIÓN ECONOMICA CENTROAMERICANA “MANUAL CENTROAMERICANO DE ESPECIFICACIONES PARA LA CONSTRUCCIÓN DE CARRETERAS Y PUENTES REGIONALES” MARZO DE 2001. 2. ANEXOS
