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  1. 1. UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE. FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA. INSTITUTO DE OBRAS CIVILES. ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL EN OBRAS CIVILES. “MEJORAMIENTO Y ESTANDARIZACIÓN DEL CAMINO VALDIVIA NIEBLA” Tesis para optar al título de: INGENIERO CIVIL EN OBRAS CIVILES Profesor Guía: SR. ADOLFO MONTIEL MANCILLA Constructor Civil UTE Comisión Examinadora: SR. ADOLFO CASTRO BUSTAMANTE Ingeniero Civil UC SR. RICARDO LARSEN HOETZ Ingeniero Civil UC PABLO ANDRÉS VERGARA MOSCOSO VALDIVIA 2005
  2. 2. III AGRADECIMIENTOS Gracias Dios mío, Hermano Mayor, porque cada vez que te necesité me diste las señales y fuerzas necesarias para seguir adelante y reenfocarme cuando así lo ameritaba. Quiero agradecer a mi familia y amigos, especialmente a mi hermano Mauricio, a Claudio y mary, ñaña y Vania., cezor, carlite, zura y karlita., goldo y fabio, fir, tano y jany, flaco, “el Boris”, bulentini, pollo, nacho, gaby, rocito, chica, panchy, consuelo, kayin y poly de Valdivia, a Marcelo, Lorena, Carla, Karla, dany, chulo, conejo, fafa, jany y Martín de Puerto Montt, Pilar de Chillán, a mis primos davicito, pity, rudy, palomita, natita y mis tíos Selma y David, Jindra, Angélica y Víctor, Cristina, Panchy y Belsy, porque en todos los momentos difíciles fueron siempre los primeros en estar ahí. A mis hermanos espirituales: Mory, Miguel, Alex y DennIs. Gracias amigos míos por tantas alegrías, por tantas noches de estudio y carrete juntos, por tantas penas que compartimos y nos hicieron crecer. Gracias por estar siempre conmigo incluso en los peores momentos, como verdaderos amigos. Escuché una vez que quien pasó por esta vida sin amar y sin tener amigos nunca vivió. Yo les digo gracias par darme vida. Los quiero. También quiero agradecer a mis profesores por la paciencia y la dedicación para solucionar todas mis dudas y ayudarme a crecer cada día un poco más. Especialmente a don Adolfo Castro, por su apoyo siempre incondicional. Gracias por su dedicación. Al señor alcalde de Valdivia, don Bernardo Berger F., por la colaboración en la realización de este tesis, poniendo a disposición todo el material y personal necesario, así como a la Dirección Provincial de Vialidad, por la disponibilidad, de manera especial a Osvaldo Cortés, Rodrigo Mancilla y Loretto Lanzetta. Gracias a todas aquellas personas que pasaron algún día por mi vida y dejaron una pequeña huella, porque su apoyo en algún momento también fue importante. DEDICATORIA A mis padres, Rosa y Nolberto, por aguantar mis mañas y por tratar de estar ahí cada vez que los necesité, por contribuir cada uno a su manera con su granito de arena a la realización de mis sueños, esto es para Uds. Fernanda, porque a pesar de que hoy ya no estamos juntos, cuando lo estuvimos sólo tú sabes cuán importante fuiste para mí. Cada vez que me sentía caer, siempre estuviste ahí para levantarme y para seguirme empujando hasta el final. Una vez te dije, quiero que estés orgullosa de mí, pues bien, hoy después de tanto caminar puedes estarlo. Gran parte de este triunfo es tuyo también. Desde lo más profundo de mi corazón guagua, este gran paso que hoy día doy, estás tú también caminando conmigo. Y finalmente, en forma muy especial quiero dedicarle este paso a la personita que más fuerza me ha dado, pues gracias a su llegada a este mundo, logré salir adelante y dedicar todo mi esfuerzo para quien se lo merece de verdad. A Matías, mi hijo, porque sin tus risas, sin tus abrazos y besos, nada de esto sería posible. Esto que he logrado, es para ti también, pues todo el esfuerzo, los sacrificios y el sudor derramado, dan hoy sus frutos. A veces el papá debió sacrificar cosas, ratos juntos, juegos, risas y llantos, pero eso no quiere decir que te quise menos. Te amo hijito.
  3. 3. IV ÍNDICE RESUMEN VII INTRODUCCION VIII OBJETIVOS X METODOLOGIA X CAPITULO I: ESTUDIO DE TRÁNSITO 1.1 ESTUDIO DE TRANSITO DE LA RUTA VALDIVIA-NIEBLA 1 1.1.1 OBJETIVOS 1 1.1.2 CLASIFICACION DE LOS VEHICULOS 1 1.1.3 ESTADISTICAS DE TRANSITO 2 1.2 CLASIFICACION DE LAS VIAS 3 1.3 ESTIMACION DEL TRANSITO FUTURO 3 1.4 FACTORES DE EQUIVALENCIA DE EJES Y TRANSITO DE DISEÑO 4 1.5 CARGAS MAXIMAS DE TRANSITO 6 CAPITULO II: MECÁNICA DE SUELOS 2.1 INTRODUCCION A LA MECANICA DE SUELOS 8 2.1.1 OBJETIVOS Y CONSIDERACIONES 8 2.2 CAPACIDAD ESTRUCTURAL 9 2.3 MECANICA DE SULOES Y DISEÑO DE PAVIMENTOS 10 2.3.1 PRUEBAS TECNOLOGICAS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS 10 2.4 SELECCIÓN DE TRAMOS DE ESTUDIO 12 2.5 DESCRIPCION DE LOS ENSAYES 21 2.5.1 GRANULOMETRIA 21 2.5.2 LIMITE LIQUIDO 24
  4. 4. V 2.5.3 LIMITE PLASTICO 26 2.5.4 PROCTOR MODIFICADO 28 2.5.5 RAZON DE SOPORTE DE CALIFORNIA 31 2.6 RESULTADOS 33 2.7 INTERPRETACION DE RESULTADOS 36 2.7.1 REPARACIONES 36 CAPITULO III: MEMORIA DE CÁLCULO 3.1 CONSIDERACIONES PARA EL CALCULO 39 3.2 PERFILES TIPO 39 3.3 MEMORIA DE CALCULO 41 3.3.1 ECUACIONES DE DISEÑO 41 3.3.2 MEMORIA 43 3.4 ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO Y OBRAS DE ARTE 47 3.4.1 ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO 47 3.4.2 OBRAS DE ARTE 50 3.5 ESTUDIO DE CICLO-VIAS 51 3.5.1 DEFINICIONES Y GENERALIDADES 51 3.5.2 NECESIDAD DE CICLO-VIA 53 3.5.3 CONSIDERACIONES Y ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE LA CICLO-VIA 54 CAPITULO IV: PRESUPUESTO ESTIMATIVO 4.1 CUADROS DE OBRAS Y PRESUPUESTO 55 CONCLUSIONES 70 BIBLIOGRAFIA 72 ANEXOS I RESUMEN DE LOS ENSAYES REALIZADOS 75 II LÁMINAS Y PERFILES TIPO 88
  5. 5. VI III ESPECIFICACIONES TECNICAS GENERALES PARA OBRAS DE PAVIMENTACIÓN 100 INDICE DE FIGURAS FIGURA 2-1 ESQUEMA DE CALICATAS DE EXPLORACION 13 FIGURA 2-2/16 SECTORES DE ESTUDIO 13 FIGURA 3-1 PERFILES TIPO FIGURA 3-2 DIMENSIONES DE LAS SOLERAS 48 FIGURA 3-3 DIMENSIONES DE LAS SOLERILLAS 49 FIGURA 3-4 CICLOPISTAS BIDIRECCIONALES 53 INDICE DE TABLAS TABLA 1-1: ESTADISTICAS DE TRANSITO VALDIVIA-NIEBLA 2 TABLA 1-2 ESTADISTICAS DE TRANSITO AÑO 1998 3 TABLA 1-3 FACTORES DE EQUIVALENCIA 5 TABLA 1-4 FACTORES DE EQUIVALENCIA PONDERADOS 5 TABLA 1-5 VEHICULOS PESADOS POR PISTA 6 TABLA 1-6 CARGAS MAXIMAS DE TRANSITO 7 TABLA 2-2 ESTRATIGRAFIA 33 TABLA 2-3 GRANULOMETRIA PARA EL SUELO DE SUBRASANTE 35 TABLA 2-4 DMCS, CBR, MODULO RESILIENTE, LIMITES DE ATTERBERG 35 TABLA 2-5 SECTORES CON CALIDAD DEFICIENTE Y MEODOS DE REPARACION 38 TABLA 3-1 DIMENSIONES DE LAS SOLERAS 48 TABLA 3-2 DIMENSIONES DE LAS SOLERILLAS 49 TABLA 4-1 CALCULO DE GASTOS GENERALES 55 TABLA 4-2 ANALISIS DE COSTOS UNITARIOS 58 TABLA 4-3 PRESUPUESTO FINAL 68
  6. 6. VII RESUMEN El camino Valdivia-Niebla, presenta en la actualidad una gran cantidad de fallas producto, entre otros, del aumento del tránsito pesado, por lo que se ha decidido hacer un estudio preliminar sobre la repavimentación y mejoramiento de éste. El objetivo de esta tesis es, entonces, realizar un estudio preliminar sobre la repavimentación del camino y por consiguiente, mejorar la calidad estructural del mismo. Para estos efectos, se tomó como referencia para el diseño el Método AASHTO 1993 y las especificaciones del Manual de Carreteras. Se realizó también un estudio de la Mecánica de Suelos, de manera de contrastar los resultados obtenidos con las especificaciones para suelos de fundación de pavimentos AASHTO, de manera de establecer si el suelo de los distintos tramos serviría como suelo de fundación para el estudio. Se concluye sobre esto último que pese a ser suelos de capacidad estructural baja a media, es posible repavimentar sin necesidad de remover las capas subyacentes. Una vez realizado este estudio se procedió a diseñar la carpeta de rodado así como las capas de base y sub-base, incluyendo dentro de la plataforma total el espacio destinado para una ciclo-vía. Luego de obtenidos todos espesores de las capas respectivas, se procedió a realizar un presupuesto estimativo, considerando los principales aspectos del estudio de la repavimentación.
  7. 7. VIII INTRODUCCIÓN Todos los pavimentos experimentan un progresivo deterioro, ya sea debido a factores climáticos como también debido a factores de tránsito. Como consecuencia de estas acciones, se reduce el índice de serviciabilidad del pavimento y se afecta la seguridad para el usuario. Llega entonces el momento en que se hace necesario emprender una acción correctiva que permita recuperar las condiciones en que ese pavimento se encontraba inicialmente. Las obras en tal caso, se llaman “obras de conservación”. Sin embargo, todo pavimento tiene una vida útil limitada, que es diferente para cada tipo. Dentro del periodo de duración de la vida útil se considera la vida de diseño del pavimento, según la cual se toma en cuenta el número de repeticiones de carga que debe soportar hasta que su serviciabilidad se reduzca a un valor mínimo. El término de esta vida útil, implica la necesidad de reconstruir el pavimento. En este caso, se debe considerar el mayor costo que significa la demolición, extracción del pavimento y remoción de escombros, además de las mejoras respectivas en la base y sub-base. De acuerdo a esto y debido en gran parte al incremento del parque automotriz a nivel chileno, la mejora en la calidad de vida ha traído de la mano una indispensable mejora en las rutas nacionales. Así como ya se ha implementado una autopista para la carretera panamericana que une en la actualidad La Serena y Puerto Montt, es necesario también, modificar los caminos ya existentes, readecuando sus carpetas de rodado a las actuales condiciones de tráfico vehicular, ya sea repavimentando en las mismas condiciones o bien, estudiando la factibilidad del cambio hacia pavimentos de asfalto mezclados en caliente, carpetas de hormigón o bien carpetas con doble tratamiento, para así aminorar el deterioro de los caminos. Dadas las condiciones de deterioro del camino Valdivia-Niebla, se hace necesario, de acuerdo al incremento que ha sufrido el tránsito sobretodo pesado, modificar la carpeta de rodado actualmente en uso. Si bien esta carpeta fue diseñada para un tránsito medio-liviano, con el correr de los años, el movimiento vehicular ha ido acrecentándose, por lo que se ha hecho necesario rediseñar esta carpeta para así transformarla en una adecuada para tránsito
  8. 8. IX medio-pesado, no sólo debido al tránsito de automóviles, sino que también al tránsito de buses y camiones que hoy en día circulan por esta ruta.
  9. 9. X OBJETIVOS Los objetivos generales son realizar un estudio previo para la repavimentación y el mejoramiento de la ruta Valdivia-Niebla. Además se realizará un estudio de mecánica de suelos, para obtener los valores característicos necesarios para el diseño de pavimentos flexibles y proponer la implementación de una ciclo-vía. Dentro de los objetivos específicos, se estudiarán las actuales condiciones de tránsito del camino, de acuerdo a la base de datos de la Ilustre Municipalidad de Valdivia Como parte de la mecánica de suelos, también se clasificarán las distintas muestras obtenidas y se contrastarán los resultados con la clasificación que establece AASHTO para la fundación de pavimentos flexibles, de manera de saber a ciencia cierta, si el camino será capaz de soportar las cargas producto del tránsito. Una vez obtenidos los distintos espesores para las capas de base, sub-base, capa intermedia y capa superficial, se realizará un presupuesto estimativo abordando los principales aspectos a considerar en un proyecto de pavimentación. METODOLOGIA La investigación se centrará en la ejecución de ensayos de suelos para determinar la estratigrafía del terreno y los valores característicos para diseño de pavimentos, como CBR, límites líquido y plástico, módulo resiliente y densidad máxima compactada seca. También se estudiarán los métodos de diseño para pavimentos asfálticos y de manera particular los asfaltos mezclados en caliente. El diseño se realizará mediante el método AASHTO-93. Para los estudios anteriores, se hará referencia al Manual de Carreteras, Normativa Chilena relacionada con la Construcción de Pavimentos Asfálticos, estudios de flujo vehicular para la ruta Valdivia-Niebla proporcionados por la Ilustre Municipalidad de Valdivia, normativa chilena relacionada con ensayes de suelos y asfaltos y finalmente de Instructivos Técnicos de la Dirección de Vialidad.
  10. 10. 1 CAPÍTULO I ESTUDIO DE TRÁNSITO. 1.1 ESTUDIO DE TRÁNSITO DE LA RUTA VALDIVIA-NIEBLA. 1.1.1 OBJETIVOS. Con el objeto de efectuar correctamente la formulación de las hipótesis, proyecciones y cálculos de volúmenes, frecuencias y composiciones de tránsito, para ser utilizados en el diseño de los pavimentos, es imprescindible efectuar estudios de tránsito cada vez que la magnitud de la inversión a efectuar justifique hacerlo. Sin embargo, en proyectos de magnitud pequeña resulta más fácil y conveniente basarse en los estudios que puedan existir al respecto y a la experiencia acumulada. 1.1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS VEHÍCULOS. Para el diseño de pavimentos es necesario conocer las solicitaciones debidas al tránsito que deberá soportar durante la vida útil. Este conocimiento puede obtenerse mediante censos de tránsito, que informan sobre el número y tipo de vehículos que circulan y mediante una estimación a futuro basado en tales datos, proyectada en una probable tasa de crecimiento anual. Especial relevancia adquiere la medición de las frecuencias de las diferentes categorías de cargas por eje en los vehículos pesados, como camiones y buses, que determinan la estratigrafía del tránsito. Su objetivo es establecer la distribución relativa de estas diferentes cargas por eje. Otro aspecto importante en un censo, es la determinación del número total de vehículos que circulan, para así estimar la capacidad necesaria de las vías, de acuerdo al nivel del servicio que desea prestarse y realizar un estudio geométrico de las mismas. Para este caso en particular, se adjuntan datos de censos realizados en distintos años, con lo que se aprecia el considerable aumento del tránsito pesado, así como de buses y vehículos particulares, sobre todo debido a la implementación de un transbordador hacia el puerto de Corral y el auge del turismo en la zona.
  11. 11. 2 1.1.3 ESTADÍSTICAS DE TRANSITO. La Dirección de Vialidad a través de la Sub-Dirección de Desarrollo en conjunto con la Ilustre Municipalidad de Valdivia, han realizado estudios estadísticos del tránsito en la ruta costera Valdivia- Niebla. Estos estudios han tenido por objeto determinar la distribución del tránsito, no sólo de acuerdo a la época del año en la que transita mayor cantidad de vehículos, sino que también ha permitido clasificar el camino de acuerdo al tipo de vehículos que transitan por ella. Esto es, vehículos livianos, medianos, camiones, buses y microbuses. TABLA 1-1: ESTADÍSTICAS DE TRANSITO VALDIVIA NIEBLA. AÑO LIVIANOS PESADOS BUSES Y MICROBUSES MEDIANOS TOTAL CRECIMIENTO (%) 1994 121.498 2.817 5.599 2.626 132.540 --- 1995 130.201 5.672 5.709 6.080 147.662 11.41 1996 172.927 3.791 5.382 5.719 187.819 27.19 2002 182.459 6.646 5.492 9.173 203.770 8.49 De la tabla anterior, podemos deducir que aunque en los últimos años el incremento no ha sido tan significativo, si se aprecia un aumento de más del 53% entre los años 1994 y 2002. Esto debido en gran parte a la explotación turística de la zona y a la implementación del transbordador hacia el puerto de Corral. Además, se observa que el crecimiento del tránsito medio-pesado, incluyendo buses y microbuses, ha sufrido un aumento desde un 8,33% el año 1994 hasta cerca de un 10,5% el año 2002, y que hasta la fecha sigue incrementándose. Cabe señalar que los datos anteriormente expuestos, representan datos obtenidos en las fechas de mayor afluencia de vehículos. Esto es, entre el 31 de diciembre y el 12 de marzo de los años mostrados.
  12. 12. 3 La Dirección de Vialidad a través de la Sub-Dirección de Desarrollo informa en el Plan Nacional de Censos de Tránsito (1998), los valores que a continuación se detallan en la tabla 1-2, que dicen relación con el valor del Tránsito Medio Diario Anual (TMDA), que para este año es de 1.143. TABLA 1-2: ESTADÍSTICAS DE TRANSITO VALDIVIA NIEBLA (año 1998). ÉPOCA AUTOS CAMIONETAS CAMIÓN (2E) CAMIÓN (+2E) BUSES TOTAL Verano 1.048 245 31 2 156 1.482 Invierno 240 178 49 0 414 881 Primavera 560 276 40 1 152 1.029 Totales 1.848 699 120 3 722 3.392 1.2 CLASIFICACIÓN DE LAS VÍAS. Tanto para el diseño geométrico como estructural de las vías urbanas, es necesario disponer de una clasificación de éstas con la suficiente amplitud, de manera de que cualquier camino en estudio pueda asimilarse a alguno de los tipos que comprenda dicha clasificación. Con esto se consigue que cada tipo de vía pueda encasillarse de acuerdo a sus características de tránsito de manera de utilizar estas mismas mediciones a las nuevas vías. De acuerdo a lo anterior, se ha optado por la clasificación de las vías urbanas, establecidas en el Manual de Carreteras, que establece según el uso, cantidad de vías y velocidad de diseño, la clasificación como vía colectora. 1.3 ESTIMACIÓN DEL TRÁNSITO FUTURO. En esta tesis se diseñará un pavimento asfáltico que tendrá una vida útil determinada según el estudio, por lo que será necesario disponer de un medio necesario para determinar el crecimiento del tránsito a través de dicho período, para así obtener el número total de ejes equivalentes que sería necesario considerar en el diseño. Al respecto es importante tener en cuenta que el crecimiento en
  13. 13. 4 referencia será permanente, siguiendo alguna ley determinada, pero solamente hasta que se produzca la saturación de la vía. La forma de determinar la ley de crecimiento consiste en una observación y apreciación de los factores que la influencian. Es así como podemos hablar de tendencias históricas, crecimiento del parque automotriz, de la actividad económica, construcción y ampliación de vías cercanas, entre otros. A comienzos de este trabajo, se explicaba que uno de los motivos fundamentales para mejorar y estandarizar la actual calzada es precisamente el crecimiento del parque automotriz, pese a que a la fecha a alcanzado un nivel más estable, pero que las condiciones para las que fue diseñado inicialmente han sido sobrepasadas. Cabe también señalar que la ruta ha sufrido modificaciones en cuento a los vehículos que transitan por ella. Esto debido a la implementación del puerto de la localidad de Corral y el consiguiente tránsito pesado al cual se ha visto afecta la carpeta de rodado, base y sub-base del camino existente, debido principalmente por la circulación de camiones madereros y de pesqueras. Como sólo se cuenta con datos anteriores al año 2003, se ha realizado una interpolación para calcular los datos a la fecha. Entonces se realizarán los cálculos para una tasa de crecimiento del 5% anual, cálculo que sirve también para determinar una vida de diseño o útil de 20 años. 1.4 FACTORES DE EQUIVALENCIA DE EJES Y TRÁNSITO DE DISEÑO. En la sección 4.1, se hizo mención a la estratigrafía de tránsito y a como ésta debía ser reducida hacia un patrón. Éste equivale a 8,16 ton (18.000 lb.) y se conoce como Eje Equivalente. Para esto se emplea un factor de equivalencia, mediante el cual se obtiene que el efecto producido por una carga cualquiera sea traducido a un efecto igual a una determinada carga equivalente. De acuerdo a estudios previos de los censos de tránsito realizados por el MINVU, ha llegado a determinarse los valores más representativos de los factores de equivalencia para los diferentes tipos de vías. “Tal determinación se basa fundamentalmente en una estimación lo suficientemente aproximada de los porcentajes que representan los vehículos pesados en relación al número total de vehículos que transitan por dichas vías”.7 7 Código de Normas y Especificaciones Técnicas para Obras de Pavimentación (1994).
  14. 14. 5 TABLA 1-3: FACTORES DE EQUIVALENCIA. De acuerdo a estos porcentajes, se han obtenido los factores de equivalencia que a continuación se detallan, además de una ponderación del número y tipo de ejes en circulación. TABLA 1-4: FACTORES DE EQUIVALENCIA PONDERADOS. TIPO DE VÍA Nº DE EJES EQUIVALENTES EJE VEHICULO PESADO Expresa 1,2 Troncal 1,0 Colectora 0,9 De Servicio 0,85 Local 0,8 Pasaje 0,7 La determinación del número total de ejes equivalentes a través de la vida útil del diseño del pavimento podrá efectuarse, consecuentemente, de acuerdo a los factores ya mencionados, aplicados al número total de vehículos pesados en circulación, que se haya obtenido en base a la estimación anteriormente mencionada. Para el caso de este proyecto, también podrá usarse para el tránsito de diseño consideraciones tales como una vida útil de veinte años y una tasa de crecimiento anual del 5%, de acuerdo a los datos presentados con anterioridad donde se explicaba cómo calcular las distintas tasas de crecimiento de acuerdo a los censos de tránsito disponibles. Claro que cabe señalar también que estas consideraciones sólo son efectivas si no se cuenta con un estudio o censo de tránsito. TIPO DE VÍA % VEHÍCULOS PESADOS Expresa 24 Troncal 20 Colectora 18 De Servicio 17 Local 16 Pasaje 14
  15. 15. 6 Así, la tabla que se presenta a continuación, muestra el valor para estas consideraciones. TABLA 1-5: VEHÍCULOS PESADOS POR PISTA TIPO DE VÍA Nº VEHÍCULOS PESADOS POR PISTA DURANTE VIDA DE DISEÑO Expresa 20*106 Troncal 11*106 Colectora 4*106 1.5 CARGAS MÁXIMAS DE TRÁNSITO. De acuerdo a la reglamentación vigente para las vías urbanas, en relación al peso de los vehículos, se recomiendan los pesos máximos por eje, que se indican en el cuadro 4-6. Como consideraciones especiales para este caso de cargas máximas, debemos señalar que el peso máximo por vehículo es de 30 toneladas y que, por lo demás, no se acepta el tránsito con llantas metálicas. En el diseño deben, en todo caso, considerarse cargas superiores a las indicadas, como son las correspondientes a las cargas máximas por eje establecidas por la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas, en tanto no sean obligatoriamente establecidas las cargas máximas para las vías urbana.
  16. 16. 7 TABLA 1-6: CARGAS MÁXIMAS DE TRANSITO8. TIPO DE VÍA TIPO DE RODADO PESO MÁXIMO POR EJE (TON) TOLERANCIA TON Simple Simple 7 0.35 Simple Doble 11 0.60 Doble Simple 14 0.70 Doble Doble + Simple 16 0.75 Doble Doble 18 0.90 Triple Simple 19 0.95 Triple 2 Dobles + Simple 23 1.10 Triple Doble 25 1.20 8 Según Manual de Carreteras edición 2001, Vol. 2, TABLA 3.005.4A
  17. 17. 8 CAPÍTULO II MECÁNICA DE SUELOS 2.1 INTRODUCCIÓN A LA MECÁNICA DE SUELOS. 2.1.1 OBJETIVOS Y CONSIDERACIONES. De acuerdo a la mecánica de suelos, se han establecido sistemas de clasificación, siendo los más importantes el sistema de clasificación de AASHTO y el de clasificación unificada (USCS). En esta tesis se hacen pequeñas menciones a estas clasificaciones, entendiéndose por supuesto que ambas ya son conocidas. Para clarificar un tanto el concepto, se tiene en general dos tipos de suelos para la primera de estas clasificaciones: los suelos granulares (gravas y arenas) y limosos-arcillosos. Asimismo, dentro de estas clasificaciones existen subdivisiones que se relacionan con el tamaño de las partículas del suelo, el límite líquido, índice de plasticidad e índice de grupo. Esta clasificación reviste importancia en los movimientos de tierra, ya que una vez efectuados, la capa superior del suelo ya rectificada de acuerdo al nivel de proyecto de la subrasante, debe tener una capacidad mínima para soportar las cargas transmitidas desde la superficie del pavimento. Considerando la clasificación AASHTO se acepta que cumplen esta condición los suelos clasificados como A-1, A-2, A-3 y, además, los que explícitamente recomiende el laboratorio oficial. La mecánica de suelos, como rama de la ingeniería que estudia las propiedades de los suelos para determinar su capacidad de servir de fundación a los distintos tipos de construcciones, ofrece ciertas modalidades especiales cuando se trata de los pavimentos, si se considera que existen condiciones propias de esta clase de estructuras, como son los distintos tipos de suelos que pueden encontrarse en una misma obra y las características de los esfuerzos aplicados, que son básicamente dinámicos. Como objetivo fundamental en la aplicación de los métodos de la mecánica de suelos a las obras de pavimentación, se busca establecer el estado de esfuerzos y deformaciones que se originan en el interior de la masa del suelo, debido a las solicitaciones originadas por las cargas provenientes desde el tránsito, actuantes en la superficie del pavimento y transmitidas a través de las diferentes capas que lo constituyen hasta el suelo de fundación o subrasante. Se determinan de esta forma las tensiones y deformaciones máximas que soporta este último.
  18. 18. 9 El objetivo particular de la mecánica de suelos para esta memoria, consiste básicamente en determinar si las propiedades de los distintos estratos de los tramos seleccionados cumplen con los valores mínimos para la ejecución de obras de pavimentación, es decir, si los valores de CBR, y los distintos límites, cumplen con las especificaciones para el diseño del camino, de tal manera de poder reparar las capas o estratos en que los distintos índices no cumplan con lo requerido. Es preciso señalar, que a pesar de que en rigor deberían realizarse ensayos para la obtención del valor de CBR para las capas de base y sub-base proyectadas, además de la subrasante, por una cuestión de tiempo, costos y necesidad para el diseño propiamente tal, se realizaron estratigrafías para los distintas capas, pero las granulometrías y ensayos Proctor y CBR sólo a la profundidad de un metro, en la base o sello de cada calicata. En tanto para las capas superiores y de acuerdo a la clasificación de cada estrato, será o no necesario reemplazar el suelo actual, removiéndolo y rellenando con una capa que cumpla con las especificaciones antes descritas.9 De acuerdo al Manual de Carreteras, se sabe que deben realizarse al menos cuatro calicatas por cada kilómetro de camino. Por razones de costo y tomando en cuenta que hay sectores del camino que cuentan con las mismas características, o al menos similares, se ha optado por realizar catorce calicatas en la extensión del camino. 2.2 CAPACIDAD ESTRUCTURAL. La evaluación de la capacidad estructural y funcional capa a capa durante la construcción de pavimentos utilizando ensayos no destructivos, es una alternativa usada en otros países. Actualmente estas tecnologías existen en Chile y son ampliamente utilizadas para la recepción y evaluación de pavimentos en servicio, no así para el control de calidad durante la construcción. Durante la construcción de una estructura de pavimento se llevan a cabo un conjunto de ensayos tradicionales para determinar las características de las capas, de forma tal que cumplan con las especificaciones del proyecto y los requerimientos del diseño. Sin embargo, muchos de estos ensayos tienen por objetivo determinar las características constitutivas, mecánicas y de colocación para cada capa de forma individual y no consideran el comportamiento de la estructura como un conjunto. Además, la mayoría de los ensayos realizados para control de los materiales representan el comportamiento del material en laboratorio, y no necesariamente representa su comportamiento in situ. 9 Clasificación AASHTO para Fundación de Pavimentos: A-1a, A1-b, A-3, A2-4, A2-5.
  19. 19. 10 Es importante buscar indicadores que permitan complementariamente evaluar la estructura de pavimento como un conjunto y con sus propiedades en terreno. Esto permitirá modelar adecuadamente la estructura del pavimento al momento de diseñarla y realizar correcciones durante la construcción para obtener una estructura homogénea a lo largo del proyecto. También es necesario determinar características funcionales de las capas como su irregularidad y textura durante la construcción, lo cual permitirá mejorar la serviciabilidad inicial al momento de la puesta en marcha. Con estos indicadores se podría tener control sobre la homogeneidad y calidad de la estructura y superficie de los pavimentos durante su construcción, para con ello obtener un buen comportamiento y por consiguiente una mayor rentabilidad de la inversión en obras viales. 2.3 MECÁNICA DE SUELOS Y DISEÑO DE PAVIMENTOS. 2.3.1 PRUEBAS TECNOLÓGICAS PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTOS. Se han desarrollado pruebas especiales especificadas en el “Código de Normas y Especificaciones Técnicas” del Ministerio de Vivienda y Urbanismo, para determinar la capacidad de soporte de las subrasantes, sub-bases y bases y del pavimento en su totalidad. Pruebas de Placa: Determinan la capacidad soportante mediante una carga aplicada sobre una placa circular, en contacto estrecho con el suelo. Se miden luego las deformaciones correspondientes a distintas cargas. Es frecuente el uso de placas de 76,2 cm (30”) de diámetro o de placas de áreas igual al contacto de una llanta. Para impedir la flexión del elemento se colocan encima otras placas de diámetros decrecientes, que dan al conjunto la rigidez deseada. Las deformaciones de la placa se miden por medio de un extensómetro ligado a un puente, cuyo apoyo se coloca a una distancia suficiente de la placa. Por medio de este método puede calcularse el módulo de reacción “k” de una subrasante, para pavimentos rígidos. Este módulo depende de la humedad del suelo. Preferentemente se trabaja con la “humedad de equilibrio” pero como no es posible conocerla a priori, se acostumbra usar una humedad considerada crítica, como la humedad de saturación. La carga debe ser aplicada a las placas por incrementos sucesivos. Un nuevo incremento se coloca cuando la velocidad de deformación bajo el anterior es de 0,001 cm/min.
  20. 20. 11 Prueba de valor relativo de soporte CBR: Esta es una prueba de penetración del suelo, en la que un vástago de 19,4 cm2 (3 1/2inch2) de área se hace penetrar en un espécimen de suelo a razón de 0,127 cm/min. Se mide la carga aplicada para penetraciones que varían 0,25 cm. El CBR se define como la relación, expresada como porcentaje, entre la presión necesaria para penetrar los primeros 0,25 cm y la presión para obtener la misma penetración en un material arbitrario escogido como patrón. Los factores que más afectan los valores del CBR son la textura del suelo, su contenido de agua y el peso específico de éste seco. Módulo Resiliente del suelo: Es una medida de sus propiedades elásticas que generalmente muestra ciertas características no lineales. El valor de este módulo interviene en el diseño de los pavimentos. En el caso de los pavimentos flexibles su valor se utiliza directamente en el diseño, en cambio en los rígidos es necesario transformar este valor al módulo de reacción de la subrasante “k”. El valor de este Módulo Resiliente, se obtiene a través del ensayo AASHTO T-274, en una tolva triaxial donde se depositan las muestras del suelo. Los resultados del ensayo determinarán, entonces, el carácter elástico del suelo, aunque puede obtenerse directamente mediante una relación obtenida a partir del valor del CBR. Para la ejecución de los ensayos y tomas de muestras en el caso de esta tesis, se procedió de la siguiente manera: • Visita a terreno para, mediante una inspección visual, determinar los sectores donde se tomarían las muestras, según la existencia de fallas o deficiencias en la calidad de la superficie de rodado. • Luego de tener los sectores claramente identificados, mediante fotografías y marcas en la misma carpeta, se procedió a excavar hasta una profundidad de un metro, para así obtener una muestra a la profundidad que se supone más o menos deberían afectar las solicitaciones de carga, pese a que más adelante se demostrará que eventualmente podrían afectar a una profundidad un poco mayor.
  21. 21. 12 • Posterior a esto, se tomaron las muestras desde el sello de la calicata y se trasladaron al laboratorio para ser ensayadas según la normativa chilena vigente. 2.4 SELECCIÓN DE TRAMOS DE ESTUDIO. Para la selección de los tramos de estudio, donde se realizarán las exploraciones mediante calicatas para obtener de esta manera las propiedades y características del suelo sobre el cual se cimentará la carpeta de rodado, se ha efectuado una exploración visual, sobre la base de las características y condiciones actuales del camino. Esto es, debido a la gran existencia de grietas y deformaciones, se ha optado por realizar, en primera instancia por razones de costo y luego por disponibilidad de equipos, exploraciones del suelo en los sitios donde se encuentran una mayor cantidad de fallas, asumiendo que las condiciones más desfavorables se encuentran precisamente en estos lugares. Por consiguiente, y como se trata de un tramo de alrededor de 13 Km, desde el Puente Cruces hasta el muelle de la localidad de Niebla, se procederán a realizar 14 calicatas de las dimensiones detalladas en la figura 2-1, distribuyéndose éstas de la siguiente manera: • 10 calicatas en los sectores en que se encuentran la mayor cantidad de fallas. • 4 calicatas en los sectores donde a-priori se asume que el estado de consolidación es ya avanzado, al no presentarse grietas o deformaciones en la superficie de la carpeta. De manera de obtener una distribución homogénea de los ensayos, también cabe señalar que para evitar que puedan eventualmente quedar largos tramos sin ensayar, se ha dispuesto como distanciamiento máximo entre calicatas sucesivas 1 Km, de manera de cubrir completamente los 12,6 Km del tramo total. Los ensayos antes descritos cuentan con la colaboración de la Ilustre Municipalidad de Valdivia, a través de la Dirección de Obras y de la Universidad Austral de Chile, por medio del Laboratorio de Ensaye de Materiales de Construcción, LEMCO, para la ejecución de las calicatas y de los estudios y ensayos de suelo, respectivamente.
  22. 22. 13 Fig. 2-1: ESQUEMA DE CALICATAS. De acuerdo a las consideraciones anteriores, se realizó una visita a terreno, donde se determinaron los sectores de estudio del suelo de acuerdo a la existencia de grietas y deformaciones, lugares que a continuación se detallan, en las figuras 3-2/3-15. • FIG. 2-2 (Silos de Torobayo): • FIG 2-3 (Entrada Cervecería Kunstmann):
  23. 23. 14 • FIG. 2-4 (Acceso Colegio El Alba):
  24. 24. 15 • FIG. 2-5 (Fundo Estancilla):
  25. 25. 16 • FIG. 2-6 (Condominio Riberas del Estancilla): • FIG. 2-7 (Estancilla):
  26. 26. 17 • FIG. 2-8 (Club de Yates, Marina Estancilla): • FIG. 2-9 (Cutipay, Restaurant El Gaucho): • FIG. 2-10 (Primer mirador Cutipay):
  27. 27. 18 • FIG. 2-11 (Tercer mirador Cutipay): • FIG. 2-12 (Camping Agua del Obispo):
  28. 28. 19 • FIG. 2-13 (Sector Camping Don Agustín):
  29. 29. 20 • FIG. 2-15 (Sector Pino Huacho): • FIG. 2-16 (Muelle Transbordador):
  30. 30. 21 2.5 DESCRIPCIÓN DE LOS ENSAYES. 2.5.1 GRANULOMETRÍA (LNV 105-86). 2.5.1.1 DEFINICIONES. • Granulometría: Distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de partículas que constituyen un pétreo. • Porcentaje parcial retenido: Porcentaje en masa correspondiente a la fracción directamente retenida en un determinado tamiz. • Porcentaje acumulado retenido: Porcentaje en masa de todas las partículas de mayor tamaño que la abertura del tamiz retenido. Se calcula como la suma del porcentaje parcial retenido en ese tamiz más todos los porcentajes parciales retenidos en los tamices de mayor abertura. • Porcentaje acumulado que pasa por un tamiz: Porcentaje en masa de todas las partículas de menor tamaño que la abertura que la de un determinado tamiz. Se calcula como la diferencia entre el 100% y el porcentaje acumulado retenido en ese tamiz. 2.5.1.2 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN. Este método permite determinar la distribución por tamaño de las partículas mayores que 0,08 mm de una muestra de suelo mediante tamizado. Si se desea determinar la
  31. 31. 22 distribución por tamaño de la fracción bajo tamiz 0,08 mm, se puede obtener a través de la sedimentación de dicha fracción en un líquido conocido, generalmente agua destilada, basándose para ello en la Ley de Stokes, que determina que un fluido de densidad y viscosidad determinada, esferas de un mismo material adquieren una velocidad de sedimentación proporcional al cuadrado de sus diámetros. Este método se conoce como el método de Boyoucos o del hidrómetro. 2.5.1.3 REFERENCIAS. LNV 1 Método para el cuarteo de muestras. LNV 65 Tamizado y determinación de la granulometría de los pétreos. 2.5.1.4 APARATOS. Se requieren los mismos aparatos especificados en LNV 65, párrafo 5. 2.5.1.5 ACONDICIONAMIENTO DE LAS MUESTRAS DE ENSAYE. Se homogeneiza cuidadosamente el total de la muestra en estado húmedo y luego se reduce por cuarteo según LNV 1, para obtener, cuando esté seca, una cantidad de material ligeramente superior a lo estipulado en la tabla 3-1 de acuerdo a su tamaño máximo. Luego se suelta el fino adherido al grueso, si es necesario con agua, y se deshacen los terrones con los dedos. Se seca la muestra obtenida hasta una masa constante a una temperatura de 110 + 5ºC. Si se detecta material orgánico, la muestra debe secarse en horno a una temperatura de 60 + 5ºC. TABLA 2-1: CANTIDAD MÍNIMA DE MUESTRA SEGÚN TAMAÑO MÁXIMO. TAMAÑO MÁXIMO mm CANTIDAD MÍNIMA Kg 5 0,5 25 2,0 50 4,0 80 5,0 2.5.1.6 PROCEDIMIENTO. • Pesar toda la muestra con aproximación a 1 g y registrar como A.
  32. 32. 23 • Separar las partículas mayores a 80 mm, pesarlas con aproximación a 1 g y registrar el resultado como B. • Cortar todo el material, excepto el sobretamaño, por tamiz 5 mm y determinar la masa con aproximación a 1 g de la fracción que pasó y que quedó retenida en dicho tamiz. Registrar como C y D respectivamente. • Tamizar el material retenido en 5mm según procedimiento LNV 65 a través de la serie 50, 25, 20 y 10 mm. • Del material bajo 5 mm, tomar 500 g, vaciar cuidadosamente sobre tamiz 0,08 mm previamente protegido con tamiza 0,5 mm y lavar con agua corriente. El material retenido en tamiz 0,08 mm se vacía en un bol y se seca hasta masa constante a 110 + 5ºC. • Tamizar el material preparado de acuerdo al párrafo anterior a través de la serie 2, 0,5 y 0,08 mm. • Determinar la masa final del material retenido en cada tamiz y el material que pasa por el tamiza 0,08 mm, recogido en el depósito. Registrar como γi con la aproximación que sea mayor entre 1 g y 0,1 % de la pesada. La suma de todos los pesos no debe diferir en más de 3% para el material bajo 5 mm ni en más de 0,5% para el material sobre 5 mm respecto a las masas registradas como C y D respectivamente. En caso contrario, se debe repetir el ensaye. 2.5.1.7 EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS • Calcular el porcentaje de sobretamaño, de acuerdo a la expresión: 100% ×= A B ST • Cálculo del porcentaje retenido en el tamiz i del material sobre 5 mm. 100 D % × + = C Ri iγ • Cálculo del porcentaje retenido en el tamiz i del material bajo 5 mm. ( ) 100 500 % × + × = DC C Ri iγ
  33. 33. 24 2.5.2 LIMITE LÍQUIDO (LNV 89-85). 2.5.2.1 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN. Este método establece el procedimiento para determinar el límite líquido de los suelos mediante el método mecánico. En general, debe aplicarse el método mecánico, debido a que el método puntual es aplicable solamente en control de faenas. 2.5.2.2 TERMINOLOGÍA. Se entiende por limite liquido, como la humedad, expresada como porcentaje, de la masa de suelo seco en horno, de un suelo remoldeado en el límite entre los estados líquido y plástico. 2.5.2.3 APARATOS. • Plato de evaporación: De porcelana, con un diámetro de aproximadamente 120 mm. • Espátula: Con una hoja flexible de aproximadamente 75 mm de largo y 20 mm de ancho. • Aparato de límite líquido: Taza de bronce con una masa de 200 + 20 g montada en un dispositivo de apoyo fijado a una base de plástico duro de una resiliencia tal que una bolita de acero de 8 mm de diámetro, dejada caer libremente desde una altura de 25 cm rebote entre un 75% y un 90%. • Acanalador: Combinación de acanalador y calibre, construido de acuerdo con el plano y dimensiones de uno de los tipos indicados en la figura 3 LNV 89-85. • Recipientes: Para la muestra del contenido de humedad. • Balanza: Con una precisión de 0,01 g. • Probeta: Con una capacidad de 25 ml. • Horno: Con los requerimientos de LNV 61. 2.5.2.4 TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE. La muestra de ensaye debe tener un tamaño igual o mayor que 100 g del material que pasa por el tamiz de 0,5 mm (ASTM Nº 40) obtenido de acuerdo con LNV 45. 2.5.2.5 AJUSTE Y CONTROL DEL APARATO DE LÍMITE LÍQUIDO. • Ajustar la altura de caída de la taza.
  34. 34. 25 • Verificar que no exista juego lateral de la taza y el pasador que la sostiene, que los tornillos se encuentren bien apretados y que el desgaste de los elementos nos sea mayor a lo dispuesto en LNV 85-89. 2.5.2.6 ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA. • Colocar la muestra en el palto de evaporación. Agregar agua destilada y mezclar completamente con la espátula. Continuar la operación durante el tiempo y con la cantidad de agua destilada necesarios para asegurar una mezcla homogénea. • Curar la muestra durante el tiempo necesario para que las fases liquidad y sólida se mezclen homogéneamente. Este plazo no debe ser menor de 24 hr para suelos de alta plasticidad y puede incluso suprimirse para suelos de baja plasticidad. 2.5.2.7 MÉTODO MECÁNICO. • Colocar el aparto de limite sobre una base firme. • Cuando se ha mezclado suficiente agua para obtener una consistencia que requiera aproximadamente 15 a 20 para cerrar la ranura, tomar una porción de la mezcla ligeramente mayor a la cantidad que se someterá a ensaye. • Colocar esta porción en la taza con la espátula, centrada sobre el punto de apoyo de la taza con la base, comprimirla y extenderla mediante la espátula, evitando incorporar burbujas de aire en la mezcla. Enrasar y nivelar a 10 mm en el punto de máximo espesor. Reincorporar el material excedente al palto de evaporación. • Dividir la pasta de suelo pasando el acanalador cuidadosamente a lo largo del diámetro que pasa por el eje de simetría de la taza de modo que se forme una ranura clara y bien delineada de las dimensiones especificadas en LNV 89-85. El acanalador de Casagrande de debe pasar manteniéndolo perpendicular a la superficie interior de la taza. En ningún caso se debe aceptar el desprendimiento de la pasta del fondo de la taza. Si esto ocurre se debe retirar todo el material y reiniciar el procedimiento. La formación de la ranura se debe efectuar con el mínimo de pasadas, limpiando el acanalador después de cada pasada. • Fijar el contador en cero, y encenderlo, contando la cantidad de golpes hasta que se cierre la ranura en un tramo de 10 mm. • Retirar aproximadamente 10 g del material que se junta en el fondo del surco. Colocar en un recipiente y registrar su humedad según LNV 61. • Retirar el material, limpiar la taza.
  35. 35. 26 • El ensaye se debe efectuar desde la condición más húmeda a la más seca. La pasta se bate con la espátula de modo de secarla homogéneamente hasta obtener una consistencia que requiere de 15 a 35 golpes para cerrar la ranura. 2.5.2.8 EXPRESIÓN DE RESULTADOS. • Calcular y registrar la humedad de cada prueba de acuerdo a LNV 61. • Construir un grafico semilogarítmico con la humedad como ordenada en escala aritmética y el número de golpes como abscisa en escala logarítmica. • Dibujar los puntos correspondientes a los resultados de cada una de las pruebas efectuadas y construir una recta que pase tan aproximadamente como sea posible de dichos puntos. • Expresar el límite líquido del suelo como la humedad correspondiente a la intersección de la curva de flujo con la abscisa de 25 golpes, aproximando al entero más próximo. 2.5.3 LIMITE PLÁSTICO (LNV 90-85). 2.5.3.1 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN. Este método establece el procedimiento para determinar el límite plástico y el índice de plasticidad de los suelos. Es además una adaptación de 1517/II-78. 2.5.3.2 TERMINOLOGÍA. Límite plástico es la humedad expresada como porcentaje de la masa de un suelo seco en horno en el límite entre el estado plástico y semisólido. 2.5.3.3 APARATOS. • Plato de evaporación: De porcelana con un diámetro de 120 mm. • Espátula: Con una hoja flexible de 75 mm de largo y 20 mm de ancho. • Superficie de amasado: Placa de vidrio esmerilado. • Balanza: Con una precisión de 0,01 g. • Probeta: Con una capacidad de 25 ml. • Patrón de comparación: Alambre o plástico de 3 mm de diámetro. • Horno: Con los requerimientos de LNV 61.
  36. 36. 27 2.5.3.4 TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE. Debe tener un tamaño en masa de aproximadamente 20 g. 2.5.3.5 ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA. Si sólo se requiere determinar el limite plástico, tomar la muestra de ensaye del material completamente homogeneizado que pasa por el tamiz 0,05 mm obtenido de acuerdo con LNV 45. Colocar en el plato de evaporación y mezclar completamente con agua destilada mediante la espátula hasta que la pasta se vuelva suficientemente plástica para moldearla como una esfera. En el caso de la realización de los ensayos para la presente tesis, se toma la muestra de la porción con la humedad final del límite líquido. 2.5.3.6 ENSAYE. • Tomar una porción de la muestra de ensaye acondicionada de aproximadamente 1 cm3. • Amasar la muestra entre las manos y luego hacerla rodar con la palma de la mano sobre la superficie de amasado conformando un cilindro sólo con el peso de la mano. • Cuando el cilindro alcance un diámetro de aproximadamente 3 mm, doblar, amasar nuevamente y volver a conformar el cilindro. • Repetir la operación hasta que el cilindro se disgregue al llegar a un diámetro de aproximadamente 3mm, en trozos de orden de 0,5 a 1 cm de largo y no pueda ser reamasado ni reconstituido. • Reunir las fracciones del cilindro disgregado y colocarlas en un recipiente tarado. Determinar y registrar su humedad de acuerdo con LNV 61. • Repetir las etapas 1 y 5 con dos porciones más de la muestra de ensaye. 2.5.3.7 EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS. • Calcular el límite plástico como el promedio de las tres determinaciones efectuadas sobre la muestra de ensaye. Dichas determinaciones no deben entre si en más de 2 puntos. Cuando no se cumpla esta condición se debe repetir todo el ensaye. • Calcular el índice de plasticidad de acuerdo con: LPLLIP −= , en que: LL es el límite líquido. LP es el límite plástico. IP índice de plasticidad.
  37. 37. 28 • Cuando no pueda determinarse uno de los dos limites, debe informarse el índice de plasticidad como NP. 2.5.4 PROCTOR MODIFICADO (LNV 95-85). 2.5.4.1 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN. Este método establece el procedimiento para determinar la relación entre la humedad y la densidad de un suelo compactado en un molde normalizado mediante un pisón de 4,5 kg en caída libre desde una altura de 460 mm, con una energía específica de 2,67 J/cm3. En aquellos suelos que no permiten obtener una curva definida de relación humedad/densidad y que contengan menos de un 12% de partículas menores que 0,08 mm, se debe determinar la densidad de acuerdo con LNV 96. 2.5.4.2 APARATOS. • Moldes metálicos y de forma cilíndrica: Pueden estar constituidos por una pieza completa o hendida por una generatriz, o bien por dos piezas semicilíndricas ajustables. El molde debe contar con un collar separable de aproximadamente 60 mm de altura. El conjunto del molde y el collar debe estar construido de modo que puedan ajustarse firmemente a una placa base. Los moldes utilizados contaban con una capacidad volumétrica de 2,035 L entre los números 1 y 14 y 2,075 L sobre el numero 15. • Pisón metálico: Con una cara circular de 50 mm de diámetro y con una masa de 4500 g. debe estar equipado con una guía tubular para controlar la altura de caída de 460 mm. • Probetas graduadas: Una con 500 cm3 de capacidad graduada a 5 cm3 y otra de 250 cm3 graduada a 5 cm3. • Balanzas: Una con 10 Kg de capacidad y una precisión de 5 Kg y otra de 1 Kg y una precisión de 0,1 Kg. • Horno: De temperatura regulable y circulación de aire. • Regla de acero: De 300 mm de largo y con un canto biselado. • Tamices: De 50, 20 y 5 mm de abertura nominal. Los tamices serán tejidos de alambre de abertura cuadrada. • Herramientas de mezclado: Paila de mezclado, cuchara, llana, espátula.
  38. 38. 29 2.5.4.3 EXTRACCIÓN DE MUESTRAS. Las muestras deben ser obtenidas de acuerdo con lo indicado en las especificaciones técnicas correspondiente. En este caso como se ha señalado con anterioridad, las muestras fueron obtenidas desde el sello de la calicata de exploración a 1 m de profundidad. 2.5.4.4 PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS. Secar las muestras al aire o en horno a una temperatura menor que 60ºC hasta que se vuelva desmenuzable. Disgregar evitando reducir el tamaño natural de las partículas. Pasar por el tamiz 5 mm (Nº4 ASTM). Descartar el material retenido. Es conveniente mantener el porcentaje de material grueso (que pasa por 50 mm y se retiene en 5 mm) del material original, por lo que debe determinarse el porcentaje de material que pasa por el tamiz de 50 mm y retenido en 20 mm, y luego reemplazar dicho material por una masa que pase el tamiz de 20 mm y retenido en 5 mm. 2.5.4.5 TAMAÑO DE LA MUESTRA DE ENSAYE. Del material preparado según 3.5.4.4, obtener una muestra de ensaye de 18 Kg para suelos granulares y finos. 2.5.4.6 ACONDICIONAMIENTO DE LA MUESTRA DE ENSAYE. Homogeneizar el material de la muestra de ensaye y se separa en 3 fracciones del tamaño indicado en 3.5.4.6. Mezclar completamente cada fracción por separado con agua suficiente para que las humedades alcanzadas en las tres fracciones varíen aproximadamente en dos puntos porcentuales entre si y que se distribuyan alrededor de la humedad optima (wo). Curar cada fracción para que las fases sólida y líquida se mezclen homogéneamente. 2.5.4.7 ENSAYE. • Colocar el molde con su collar sobre una base firme, plana y horizontal. • Llenar el molde con una de las fracciones de la muestra como sigue: a) Colocar una capa de material de aproximadamente 1/5 de la altura del molde más el collar. b) Compactar con 56 golpes c) Repetir 4 veces las operaciones a) y b) escarificando ligeramente las superficies compactadas antes de agregar una nueva capa. Al compactar la última capa debe quedar un pequeño exceso de material por sobre el borde del molde.
  39. 39. 30 • Tras compactar, retirar el collar y enrasar cuidadosamente con la regla en el borde del molde. Los agujeros resultantes de la remoción de partículas gruesas, deben taparse con material más fino. • Pesar el molde con el suelo compactado. Restar la masa del molde determinando la masa del suelo compactado que llena el molde (m). Registrar aproximando a 1 g. • Determinar la masa húmeda del suelo ρh dividiendo la masa del suelo por la capacidad del molde. V m h =ρ • Cuando esté por colocarse la tercera capa de llenado, tomar una muestra de humedad. • Repetir las operaciones de llenado hasta que haya un decrecimiento notorio de la densidad húmeda del suelo. • De manera de aprovechar estos resultados y procedimientos, se procedió de la misma forma descrita con anterioridad, para moldes con 25 y 10 golpes por capa, para así preparar los moldes para el ensayo CBR. 2.5.4.8 EXPRESIÓN DE RESULTADOS. • Densidad seca: Calcular la densidad seca del suelo compactado para cada determinación de acuerdo con la fórmula: 1 100 + = w h d ρ ρ , donde: ρd= densidad seca del suelo compactado (t/m3). ρh= densidad húmeda del suelo compactado (t/m3). W= humedad promedio del suelo compactado (%). • Relación humedad/densidad: Construir un gráfico con la densidad seca como ordenada y la humedad como abscisa. Registrar los puntos correspondientes a cada determinación y construir una curva conectando dichos puntos. • Expresar la humedad optima como la correspondiente al punto máximo de la curva.
  40. 40. 31 • Expresar la densidad máxima seca como la correspondiente a la humedad optima. 2.5.5 RAZÓN DE SOPORTE DE CALIFORNIA, ENSAYE CBR (LNV 92-85). 2.5.5.1 ALCANCE Y CAMPO DE APLICACIÓN. Este método de ensaye establece un procedimiento para determinar la razón de soporte de suelos y agregados cuando son compactados en laboratorio, con la humedad óptima y niveles de compactación variables. Se aplica a la evaluación de suelos de subrasante y algunos materiales de base y sub-bases granulares. 2.5.5.2 APARATOS. • Prensa de ensaye: Con una capacidad mínima de 44 KN, equipada con un cabezal movible que se desplace a una velocidad constante y sin pulsaciones de 1,25 mm/min, para presionar el pistón de penetración de la probeta. • Molde: Similares a los utilizados para el ensaye Proctor Modificado. • Disco espaciador: Metálico, cilíndrico, con un diámetro interno de 150,8 mm y una altura de 61,4 mm • Pisón: Que cumpla con la especificado en LNV 94 ó 95. • Cargas: Una carga metálica anular y varias cargas ranuradas con una masa de 2,27 Kg cada una de 149,2 mm de diámetro, con una perforación central de 54 mm. • Pistón de penetración: Metálico de 50 mm de diámetro, y no menor de 100 mm de largo • Calibre: Dos deformómetros, comparadores con indicador de dial, con graduaciones de 0,01 mm. • Herramientas y accesorios: Descritos en 3.5.4.2. 2.5.5.3 PREPARACIÓN DE PROBETAS. La preparación de las probetas, requiere en el caso puntual de esta tesis de las mismas probetas utilizadas para el ensayo proctor modificado, previa saturación o periodo de curado de estas. En suelos de alta plasticidad el periodo de curado no debe ser inferior a 24 hr en tanto que para los suelos de baja plasticidad este plazo puede ser mucho menor e incluso en algunos casos suprimirse. Anterior al periodo de curado, los moldes deben cargarse con los discos de cargas descritos con anterioridad. Se recomienda el uso de no menos de dos cargas, de manera de simular las condiciones del pavimento a las que estarán expuestos los suelos.
  41. 41. 32 Sacar el agua dejando drenar la probeta a través de las perforaciones de la placa durante 15 min. 2.5.5.4 PENETRACIÓN. • Colocar sobre la probeta la cantidad suficiente de cargas para producir una sobrecarga igual a la ejercida por el material de base y el pavimento. Debe cuidarse que la carga aplicada sea igual a la del período de inmersión. • Colocar el molde en la base de la máquina de ensayo, prensa de cbr, calibrar en cero las diales y comenzar a penetrar de manera de que la velocidad de penetración sea de 1,25 mm/min. • Anotar las lecturas de carga para en los siguientes niveles de penetración: 0,065 – 0,125 – 0,190 – 0,250 – 0,310 – 0,375 – 0,440 – 0,500 – 0,565 – 0,625 – 0,690 – 0,750 cm. 2.5.5.5 EXPRESIÓN DE RESULTADOS. • Curva de tensión-penetración: Calcular las tensiones de penetración en MPa y trazar la curva en un gráfico de tensión-penetración. Para el caso particular del ensaye realizado en el LEMCO, la lectura obtenida del dial debe amplificarse por factor y sumársele otro, de la manera siguiente: 15,275,98DialLectura(MPa)Tension +×= Luego este valor debe ser corregido en caso de que la curva tome inicialmente una forma cóncava hacia arriba, debido a irregularidades de la superficie u otras causas. En dichos casos, el punto cero debe corregirse trazando una recta tangente a la mayor pendiente de la curva y trasladando su origen al punto en que esa tangente corte a la abscisa. Empelando los valores de tensión corregidos tomados de la curva, dividir estos valores por la tensión normal de 20,412 MPa, de manera de que finalmente la tensión es: 412,20 15,275,98DialLectura (MPa)Tension +× =
  42. 42. 33 Usando los datos de las tres probetas, 56, 25 y 10 golpes, construir un gráfico razón de soporte v/s densidad seca de compactación. Para finalizar, se calcula, para el caso de pavimentos, el 95% de la D.M.C.S. y se obtiene el valor del %CBR para ese valor. 2.6 RESULTADOS. De acuerdo a la sección 2.4, se ha determinado la ejecución de 14 calicatas, para la obtención de los distintos valores y propiedades del suelo de fundación. Cabe señalar previo al muestreo, que de acuerdo a recomendaciones del Laboratorio, se realizó sólo un ensayo Proctor y CBR por cada calicata a nivel de sello de la misma. Asimismo, se procedió de la misma manera para la granulometría, de manera de clasificar el suelo de fundación. Esto es, a un metro de profundidad desde el borde de la excavación. La estratigrafía se realizó en los distintos niveles de la excavación de acuerdo a lo encontrado. A continuación se presenta un cuadro resumen de los valores obtenidos. Esto es, CBR, Límites de Atterberg, Granulometría, Estratigrafía, Módulo Resiliente, entre otros. TABLA 2-2: ESTRATIGRAFÍA. SECTOR ESTRATOS 23 cm vegetal 20 cm granular 16 cm arcilloso 5 cm arena 1 36 cm arena limosa, compacidad baja 5 cm vegetal 25 cm granular2 70 limo, compacidad media 12 cm vegetal 34 granular 17 laja 3 37 arena limosa, compacidad baja 10 cm vegetal 4 15 cm granular 7 cm vegetal 5 93 cm granular y arcilloso, compacidad baja 10 cm vegetal 6 90 cm limo, compacidad media
  43. 43. 34 10 cm vegetal 10 cm granular 20 cm arcilla 7 60 cm limo compacidad media a alta. 5 cm vegetal 10 cm granular 20 cm laja 8 65 cm arena arcillosa, compacidad alta 7 cm vegetal 25 cm granular 8 cm arcilla fina 6 cm laja 9 54 cm arena y arcilloso, compacidad media. 12 cm vegetal 23 cm granular 8 cm arcilla fina 10 57 cm arena y arcilloso, compacidad media. 4 cm vegetal 11 96 cm arena arcillosa 10 cm vegetal 24 cm laja12 66 cm arena limosa 8 cm vegetal 18 cm arena13 74 cm arena arcillosa 8 cm vegetal 18 cm granular 24 cm laja 14 50 cm arena arcillosa
  44. 44. 35 TABLA 2-3: GRANULOMETRÍA PARA EL SUELO DE SUBRASANTE. SECTOR CLASIFICACIÓN GRANULOMÉTRICA SEGÚN AASHTO 1 A 4 2 A 4 3 A 2-6 4 A 4 5 A 2-4 6 A 4 7 A 4 8 A 2-4 9 A 2-4 10 A 2-4 11 A 2-4 12 A 2-4 13 A 2-4 14 A 1-b TABLA 2-4: D.M.C.S., CBR, MODULO RESILIENTE DE LA SUBRASANTE, LIMITES DE ATTERBERG. SECTOR D.M.C.S. (T/m3) CBR (%) MÓDULO RESILIENTE (MPa) LÍMITE LÍQUIDO (%) LÍMITE PLÁSTICO (%) 1 1.52 13 92 24 20 2 1.21 12 87 24 23 3 1.50 25 131 37 27 4 1.14 7 63 33 31 5 1.71 33 152 28 26 6 1.21 10 77 39 34 7 1.45 21 118 33 29 8 1.89 27 134 22 20 9 1.90 26 132 21 19 10 1.94 24 126 22 20 11 1.95 26 134 26 20 12 1.85 22 121 25 22 13 1.72 22 121 22 21 14 2.00 26 132 22 19
  45. 45. 36 2.7 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. Debido a las condiciones del suelo, particularmente de los sectores estudiados, se hace necesaria la remoción de los estratos con problemas y el relleno con material compactado y estabilizado según se indica en las Especificaciones Técnicas de la presente tesis. Esto para dar la capacidad de soporte adecuada a las capas de base y subbase de manera de no sufrir modificaciones sustantivas con el transcurso de los años. 2.7.1 REPARACIONES. El método de reparación consiste básicamente en la colocación de geotextiles, según las recomendaciones del Manual de Carreteras, Volumen 5, en los sectores en que los valores de CBR no cumplan con el mínimo requerido para el diseño de pavimentos o bien, los resultados obtenidos de la granulometría estén fuera de la clasificación para fundación de pavimentos descritas en 3.3, o como método alternativo pueden también removerse el terreno que no cumpla los requerimientos y reemplazarlos por un suelo adecuado, compactado y estabilizado, mezcla de suelo natural y material chancado, que cumpla con las clasificaciones antes mencionadas. Se recomienda cualquiera de los dos métodos indistintamente. Para conocimiento general, la tela geotextil, en caso de ser necesaria la reparación mediante esta solución, deberá colocarse sobre la superficie previamente emparejada, compactada si ello es posible, y libre de elementos punzantes y cortantes. El geotextil deberá colocarse cuidadosamente sin arrugas o pliegues. A diferencia de los suelos, las telas geotextiles tiene la propiedad de desarrollar resistencia a la tracción, permitiendo disminuir las tensiones en el pavimento. Mientras mayor es el módulo secante, que es la fuerza necesaria para lograr una deformación del 5% en el ensayo de tracción (según ensayo ASTM D 4632), mayor es la eficiencia del geotextil. Adicionalmente, la tela actúa como un separador en la interfase, evitando la infiltración de suelo fino. Existe una amplia variedad de antecedentes sobre estudios e investigaciones realizadas en el exterior para establecer las bondades que implica el uso de estos elementos para salvar suelos de baja capacidad de soporte. Sin embargo, muchas de estas investigaciones han sido realizadas por los propios fabricantes del producto, de manera que la independencia de los resultados a veces se presta a algunas dudas. En el país, las telas geotextiles se han usado ampliamente, en general, con buenos resultados; asimismo, se han
  46. 46. 37 realizado algunas mediciones que tienden a confirmar los resultados de las investigaciones externas. El aspecto más importante a definir, puesto que influye en las ventajas que tendría el uso de estos elementos para cruzar áreas de baja capacidad de soporte, es cuantificar cuanto se incrementa la capacidad de soporte de un suelo al colocar la tela geotextil. Las investigaciones externas señalan que el soporte, expresado en términos del CBR, significaría incrementar el CBR del suelo reforzado entre 3 y 5 puntos porcentuales. Ello significa que si se refuerza un suelo CBR = 1% con geotextil, equivale a disponer para los efectos de diseño, de un suelo con CBR entre 4 y 6%. Para reparar los sectores, deben estos primero identificarse. Para esto se presenta a continuación, en la tabla 2-5, un resumen de los sectores con calidades deficientes y a su costado el método de reparación a utilizar. Debe tomarse en cuenta que si la reparación es pequeña, basta con la colocación de geotextiles, pero si la calidad dista mucho del mínimo requerido, se procederá a remover las capas y se realizará un relleno estructural, compactado y con un CBR de 80% para la base y 40% para la subbase. Para ello, al igual que en las tablas anteriores, se detallará el método de reparación, optativo, para cada estrato, bajo la rasante proyectada. Esto es, para las capas de base y subbase. Aun cuando se consulta la remoción de material y su reemplazo por una mezcla homogénea de suelo natural mezclado con material chancado para dar una capacidad de soporte mayor, los valores de CBR anteriormente expuestos en la tabla 3- 3, permiten obviar este tipo de solución, debido a que según se expondrá en el capitulo VI, los espesores para cada de pavimento son perfectamente soportados, pese a la deficiente calidad del suelo de subrasante. Como conclusión a las reparaciones, se aconseja no remover al material de la subrasante y simplemente realizar una adecuada compactación tanto para el terreno de base como de sub-base con material granular con un CBR de 80 y 40% como mínimo, respectivamente.
  47. 47. 38 TABLA 2-5: SECTORES CON CALIDADES DEFICIENTES Y MÉTODO DE REPARACIÓN. SECTOR REPARACIÓN 1 Remoción de material. Reemplazo por una mezcla de suelo natural y material chancado 2 Remoción de material. Reemplazo por una mezcla de suelo natural y material chancado 3 Sin reparación. 4 Remoción de material. Reemplazo por una mezcla de suelo natural y material chancado 5 Sin reparación. 6 Remoción de material. Reemplazo por una mezcla de suelo natural y material chancado 7 Remoción de material. Reemplazo por una mezcla de suelo natural y material chancado 8 Sin reparación. 9 Sin reparación. 10 Sin reparación. 11 Sin reparación. 12 Sin reparación. 13 Sin reparación. 14 Sin reparación.
  48. 48. 39 CAPITULO III MEMORIA DE CÁLCULO 3.1 CONSIDERACIONES PARA EL CÁLCULO. • Se diseñará, según la clasificación del Manual de Carreteras, como para una vía colectora, basado en el porcentaje de vehículos pesados que transitan según tabla 3-4, velocidad de diseño de 70 Km/hr, ancho de pista y de bermas. • Como número total de vehículos pesados durante la vida de diseño se considerará 4*106 EE. • Como índice de serviciabilidad inicial, Pt, se tiene 4,2, indistintamente del tramo que se calcule. Asimismo, como índice se serviciabilidad final, P0, se tendrá 2,0. • La vida útil de la vía será de 20 años. • Se escogerá un nivel de confiabilidad R del 60%. Para esto los valores de –Zr y So serán 0,253 y 0,45 respectivamente, con lo que Fr = 1,30. • Se procederá a asfaltar con una mezcla en planta y en caliente del tipo CA 60-80 de dimensiones a determinar, según 3.3. • La ciclo-vía se revestirá la carpeta con un Doble Tratamiento Superficial, cuyas dimensiones se especifican en el perfil tipo de la figura 3-1. • La berma estará compuesta por la misma mezcla diseñada para la ciclo-vía y tendrán un ancho de 1,5 m. • Se contempla la implementación de paraderos para locomoción colectiva a los costados del camino, separados aproximadamente a 1 Km de distancia o en los sectores donde sea posible implementarlos, tomando en consideración las requerimientos de seguridad y visibilidad. • Serán válidas todas las Especificaciones Técnicas descritas en la presente tesis, además de las descritas en el Manual de Carreteras, volumen nº 5. 3.2 PERFILES TIPO. Dentro de la gama de posibilidades que existen en el Manual de Carreteras y el Código de Normas del MINVU, debe escogerse, por supuesto, el tipo de perfil que más se acomode a las necesidades de diseño.
  49. 49. 40 Es por esto que, previa consulta al SERVIU Provincial, se ha optado por el perfil que se muestra a continuación, que cumple por cierto con el ancho de calzada necesario, además de incluir la posibilidad de la ciclo-vía. Además es relevante y necesario destacar que, aun cuando en un principio el proyecto pretendía extenderse hasta el sector conocido como playa grande, sólo se podrá extender hasta el muelle de Niebla, puesto que el ancho de la plataforma es demasiado grande y no es posible implementarlo en el tramo comprendido entre el muelle y la playa grande, debido principalmente a la cantidad de casas al costado del camino y que sería necesario entrar en un terreno legal, para proceder a la expropiación de la franja que sea necesaria para cumplir con el ancho proyectado, cosa que por sólo tratarse de una tesis y no del proyecto final no se considerará. Fig. 3-1: Perfil tipo. Fig. 3-1 a: Perfil tipo con solera Fig. 3-1 b: Perfil tipo sin solera
  50. 50. 41 Las dimensiones de los espesores sirven sólo como referencia, pues los espesores reales serán calculados a continuación, en la sección 3.3.2, así como el revestimiento de la berma y ciclo-vía 3.3 MEMORIA DE CÁLCULO. 3.3.1 ECUACIONES DE DISEÑO. Para la realización del cálculo serán válidas las ecuaciones que a continuación se detallan, obtenidas desde el Manual de Carreteras, Volumen 3, sección 3.604, “Diseño de Pavimentos Nuevos”. ECUACIONES BÁSICAS DE DISEÑO. β/1 32,2)40,16(36,9 5,1 10)4,25( 0 ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − − ×××+= ×+− f fi R SZr p pp MNEEE 19,5 4,25 81,97 40,0 ⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜ ⎝ ⎛ + += NE β 33322211 mhamhahaNE ××+××+×= ÍNDICES DE SERVICIABILIDAD. Índice de serviciabilidad inicial: 4,2 Índice de serviciabilidad final: 2,0 VALORES ESTADÍSTICOS SEGÚN EJES EQUIVALENTES. EE : 4*106 (<5*106). CONFIABILIDAD (R) : 60%. ZR : -0.253. S0 : 0,45.
  51. 51. 42 OBTENCIÓN DEL MODULO RESILIENTE A PARTIR DEL VALOR DEL CBR. 64,0 6,17)( CBRMPaM R ×= , para CBR < 12% 55,0 1,22)( CBRMPaM R ×= , para 12% ≤ CBR < 80% COEFICIENTES DE DRENAJE. Calidad del drenaje: buena. Coeficientes de drenaje para precipitaciones mayores a 1500 mm: Base permeable: 1,40-1,35 Base finos hasta 10% Subrasante granular (finos <10%): 1,25-1,15 Subrasante finos (finos <10%): 1,15 Base con más de 10% finos Subrasante granular (finos >10%): 1,00-0,80 Subrasante finos (finos >10%): 0,80-0,60 COEFICIENTES ESTRUCTURALES. Subbase Granular CBR = 40%: 0,12 Base Granular CBR = 80%: 0,13 Concreto Asfáltico, Capa Intermedia: 0,41 Concreto Asfáltico de Superficie: 0,43 ESPESORES MÍNIMOS DE CAPAS. Capa asfáltica sobre base granular, mín. 60 mm. Cada capa asfáltica individual, mín 50 mm. Capa superficial más la intermedia, máx 150 mm. Capa granular no tratada, mín. 120 mm. Espesor total de capas granulares, máx. 500 mm.
  52. 52. 43 3.3.2 MEMORIA. De acuerdo a los datos obtenidos en el Capítulo II, Mecánica de Suelos, se procede a continuación, a mostrar con detalle la Memoria de Cálculo Estructural para el camino que une la ciudad de Valdivia con la localidad de Niebla. Debe ser de conocimiento, que el diseño está basado exclusivamente en los parámetros y valores obtenidos por los ensayes, realizados en el Laboratorio de Ensaye de Materiales de Construcción, LEMCO, de la Universidad Austral de Chile, y que por lo demás han sido hechos en su totalidad por quien suscribe y cuentan con la supervisión de los laboratoristas Rodrigo Torres y Marcelo Uribe y de Alfonso Banda como encargado del Diagnóstico de Calidad. Además, el diseño de los espesores de capas se ha realizado tomando en consideración el valor más desfavorable del CBR, sabiendo que si los espesores de capa para este valor cumplen con los parámetros requeridos, cualquier otro superior lo hará. De esta manera y tomando en cuenta las disposiciones tanto del Manual de Carreteras como del Código de Normas y Especificaciones Técnicas del MINVU, se detallan a continuación las cálculos realizados.
  53. 53. 55 VALORES CARACTERISTICOS DE DISEÑO TRAMO R % So Zr Fr Pt Po CBR SubRas Mr (Mpa) a1 Carpeta asfáltica a1 Base asfáltica a2 base granular a3 s-b granular m2 base granular m3 s-b granular 1 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 13 92 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 2 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 12 87 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 3 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 25 131 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 4 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 7 63 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 5 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 33 166 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 6 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 10 77 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 7 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 21 118 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 8 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 27 134 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 9 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 26 132 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 10 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 24 126 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 11 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 26 134 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 12 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 22 121 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 13 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 22 121 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 14 60 0.45 -0.253 1.30 2.0 4.2 26 132 0.43 0.41 0.13 0.12 1.2 1 ai= coeficiente estructurales MR: 17,6*CBR0,64, si CBR < 12% mi= coeficientes de drenaje 22,1*CBR0,55, si 12% < CBR < 80%
  54. 54. 56 NUMEROS ESTRUCTURALES, ALTURAS MINIMAS Y DE DISEÑO TRAMO NE1 NE2 NE3 h1 Carpeta asfáltica h1 Base asfáltica h2 base granular h3 s-b granular h1* Carpeta asfáltica h1* Base Asfáltica h2* h3* H TOTAL NE1* NE2* NE3* NE* NE 1 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 2 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 3 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 4 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 5 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 6 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 7 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 8 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 9 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 10 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 11 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 12 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 13 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 14 46.10 18.72 14.40 50 60 120 120 60 60 120 120 360 50.40 18.72 14.40 83.52 79.22 1.- ai, mi, hi, NEi son los valores minimos recomendados 2.- hi*, NEi* indica que son los valores actualmente usados. 3,- Alturas en mm. VERIFICACIONES NUMEROS ESTRUCTURALES Y EJES EQUIVALENTES
  55. 55. 57 TRAMO NE* NE NE* > NE EE EE* EE* > EE 1 83.52 79.22 OK 4.00E+06 1.77E+07 OK 2 83.52 79.22 OK 4.00E+06 1.53E+07 OK 3 83.52 79.22 OK 4.00E+06 3.99E+07 OK 4 83.52 79.22 OK 4.00E+06 7.23E+06 OK 5 83.52 79.22 OK 4.00E+06 6.91E+07 OK 6 83.52 79.22 OK 4.00E+06 1.16E+07 OK 7 83.52 79.22 OK 4.00E+06 3.11E+07 OK 8 83.52 79.22 OK 4.00E+06 4.25E+07 OK 9 83.52 79.22 OK 4.00E+06 4.10E+07 OK 10 83.52 79.22 OK 4.00E+06 3.65E+07 OK 11 83.52 79.22 OK 4.00E+06 4.20E+07 OK 12 83.52 79.22 OK 4.00E+06 3.30E+07 OK 13 83.52 79.22 OK 4.00E+06 3.32E+07 OK 14 83.52 79.22 OK 4.00E+06 4.10E+07 OK NE= número estructural mínimo requerido NE*= número estructural de diseño.
  56. 56. 55 3.4 ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO Y OBRAS DE ARTE. 3.4.1 ELEMENTOS DE CONFINAMIENTO. El diseño de los elementos de confinamiento, tendrá por objetivo fundamental, evitar que los vehículos invadan el espacio destinado al tránsito de peatones o, en el caso de esta tesis, el tránsito de bicicletas. Sin embargo, hay dos objetivos más importantes aun: • Servir de contención lateral del pavimento e impedir posibles desplazamiento laterales. • Permitir la formación de una cuneta lo suficientemente ancha, para permitir la adecuada captación de aguas lluvia. En el diseño de pavimentos de asfalto mezclados en planta y en caliente, utilizaremos como medio de confinamiento soleras y solerillas de hormigón vibrado prefabricado. 3.4.1.1 SOLERAS. La base del terreno de fundación se obtendrá excavando una zanja en el terreno natural o en la sub-base granular compactada. La excavación tendrá un ancho mínimo de 35 cms, para las soleras tipo A, escogidas para la realización de este proyecto. La profundidad será la necesaria para permitir que la altura desde el borde del pavimento adyacente a la solera sea de 15 cms. Para su colocación, deberá humedecerse ligeramente la excavación y colocar sobre ella una capa de hormigón de 170 Kg de cemento/m3 y 10 cms de espesor como mínimo, colocando la solera en el hormigón aun fresco y alineada según la dirección del eje de la calzada. Deberán verificarse los niveles y pendientes, tomando en consideración que la arista formada por la intersección de la cara inclinada y la cara vertical, debe coincidir con el borde superior de la calzada. Será colocadas con una separación máxima entre si de 5 mm, y el espacio entre ellas deberá ser rellenado con un mortero de junta de proporción 1:4 en peso. Teniendo en cuenta que existen varios tipos de soleras, a pesar de que se ha optado por el tipo A, se muestran a continuación los requisitos geométricos y dimensionales de éstas.
  57. 57. 56 TABLA 3-1: DIMENSIONES DE LAS SOLERAS. TIPO DE SOLERA DIMENSIONES (mm) A B C TOLERANCIA (mm) Longitud a 900-100010 500 500 3 Altura h 300 250 250 2 Base b 160 120 100 2 Ancho superior c 120 80 80 2 Rebaje triangular d 40 40 20 2 e 150 150 120 2 Fig. 3-2: Dimensiones de las soleras. 3.4.1.2 SOLERILLAS. En esta sección se hará referencia a las especificaciones para solerillas de hormigón prefabricado, que serán utilizadas como elemento de confinamiento para la ciclo-vía11. Entonces, diremos que la base de fundación se obtendrá excavando una zanja en el terreno natural o sub-base compactada. La excavación tendrá un ancho mínimo de 25 cm y la profundidad necesaria para que el extremo superior de la solerilla quede a 5 cm sobre el nivel de la carpeta de la ciclo- vía. Además se deberá humedecer ligeramente la excavación y colocar sobre ella una capa de hormigón de 170 Kg de cemento/m3 y de 7 cm de espesor como mínimo. 10 Tolerancia de +/- 5 mm. 11 Se recomienda uso de solerilla Tipo C c d a b e h
  58. 58. 57 Serán colocadas sobre el hormigón aun húmedo, manteniendo una separación no superior a 5 mm entre las juntas. Éstas a su vez, deberán ser rellenadas con un mortero de junta de proporción 1:4 en peso (cemento:arena), así como el respaldo de las mismas. TABLA 3-2: DIMENSIONES DE LAS SOLERILLAS. TIPO DE SOLERILLA DIMENSIONES (mm) A B C TOLERANCIA (mm) Longitud a 1000 - 500 1000 - 500 1000 - 500 5 3 Ancho base b 75 60 60 2 Altura c 200 200 200 2 Ancho superior d 60 45 50 2 Rebaje triangular e --- 15 --- 1 Fig. 3-3: Dimensiones de las solerillas. d d e c (TIPO A) c (TIPO B) b b d c (TIPO C) b
  59. 59. 58 3.4.2 OBRAS DE ARTE. 3.4.2.1 EVACUACIÓN DE AGUAS LLUVIA. En general, todas las vías urbanas se ven afectadas de una u otra manera por la acción de aguas de distinto origen, lo que exige disponer de los medios necesarios para poder evacuarlos. En le presente sección se hará referencia a estas distintas obras, para finalmente seleccionar lo que más se adecue a la ejecución del proyecto, de acuerdo a las condiciones topográficas del camino. Obras de drenaje superficial. Tienen por objeto captar las aguas provenientes de precipitaciones o derrames de cualquier naturaleza, que lleguen hasta la superficie del pavimento. El efecto desfavorable de este tipo de aguas, se manifiesta bajo tres aspectos fundamentales: a. Deterioro del pavimento. b. Incremento en el número de accidentes. c. Disminución de la capacidad de la vía. Para evitar tales efectos desfavorables, se deberá estudiar la solución más adecuada para una rápida evacuación de las aguas desde la superficie el pavimento, ya sea mediante la disposición de pendientes transversales adecuadas en la calzada, disposición de una pendiente longitudinal que permita un escurrimiento fácil e impida empozamientos, o bien proveer sistemas adecuados de captación y conducción de las aguas lluvia tales como sumideros, cámaras, pozos absorbentes y/o colectores. Obras de subdrenaje. Las aguas subterráneas pueden escurrir libremente por gravedad o bien ser del tipo de humedad capilar. Para el primer caso es relativamente simple interceptarlas disponiendo de elementos de drenaje adecuados. Para el segundo caso, el material de la base y sub-base, deben cumplir ciertas condiciones que impidan el movimiento capilar. Resulta fundamental, por cierto, que la carpeta de rodado sea impermeable, puesto que el efecto de las aguas subterráneas puede verse acrecentado por aguas que se filtran desde la superficie del pavimento o zonas adyacentes.
  60. 60. 59 Obras de canalización. Se clasifican en dos grupos, de acuerdo al régimen hidráulico imperante. Pueden ser de “corriente abierta” o “corriente cerrada”. En el primer grupo se incluyen obras como canaletas, canoas, canales revestidos, alcantarillas y acueductos, mientras que en el segundo, sifones y tuberías. Además se puede diferenciar también entre obras de canalización longitudinales, cuyo trazado es paralelo al eje de la vía y obras de canalización transversales, cuyo eje es normal o aproximadamente normal a dicho eje. Entre estos tres tipos de obras definidos anteriormente, se ha decidido optar por una combinación del primero y tercero. Esto debido a la gran existencia de curvas verticales en el trayecto, haciendo posible la evacuación de las aguas por gravedad hacia los sitios más bajos de dicha curva, disponiendo captadores en estos lugares, que conducirían eventualmente las aguas bajo la superficie del pavimento hacia el lado del río por medio de ductos o tubos de media caña dispuestos para este efecto y para evitar la formación de pozos se han dispuesto pendientes lo suficientemente grandes, 3% en la calzada y en la berma, para evacuar las aguas hacia los costados y así hacerlas escurrir hacia dichos sitios bajos. Las especificaciones para los tubos se encuentran en el anexo B (láminas y perfiles tipo). Como el perfil que se ha adoptado y el mismo ancho de la plataforma son mayores a los que se encuentran actualmente en uso, debe también considerarse el mejoramiento o ampliación de las obras de alcantarillado. Para este efecto, sólo se realizará la extensión de la red ya existente, de manera que se mantenga la misma disposición actual. 3.5 ESTUDIO DE CICLO-VÍAS. 3.5.1 DEFINICIONES Y GENERALIDADES. Las ciclopistas son ciclo-vías en las cuales las pistas para biciclos están segregadas del resto de las demás pistas de circulación, sean éstas normales o exclusivas para buses, y también de las bandas peatonales, mediante separadores o mediante bandas verdes en el caso de estar dichas pistas en la acera.
  61. 61. 60 Las ciclo-bandas son pistas para biciclos que están separadas de las unidades adyacentes para circulación vehicular o peatonal sólo mediante demarcación. Debe preferirse el esquema de una ciclo-vía bidireccional a cada lado de la plataforma vial o una a cada lado si esta plataforma es muy ancha, a ciclo-vías unidireccionales a ambos lados, puesto que estas últimas tienden a ser usadas en ambos sentidos. Los arcos que contienen ciclo-vías pueden ser compuestos de muchísimas maneras, por lo que en los literales que siguen se mostrará familias de casos de ciclopistas y ciclo-bandas unidireccionales y bidireccionales, reiterándose en cada caso la manera en que se derivan otras composiciones pertenecientes a cada familia. Las variables principales que determinan los casos particulares al interior de cada caso general son la cantidad de vías y pistas de la plataforma vial; su posición transversal dentro de la sección de dicha plataforma, y su posición vertical, ya que una ciclo-vía puede disponerse a la altura de la calzada o de la acera. Otras variables secundarias que multiplican la variedad posible de arcos con ciclo-vías son los tipos de separadores (bandejón o solerón) que las segregan; los elementos que confinan sus superficies dentro de la acera (solerilla, tabla, baldosas, etc.), y las características de sus firmes en relación a la geometría, ya que éstos pueden ser construidos por completo según sección tipo calculada para asentarse sobre terreno natural, o aprovechando total o parcialmente firmes existentes. • Ciclopistas Bidireccionales. En la figura 3-4 se muestran las características de las ciclopistas bidireccionales. En dicha figura se aprecia una ciclopista bidireccional situada a un lado de una calzada, en este caso única, y segregada de ésta mediante separador. Las variaciones dentro de esta familia dependen del lado de la plataforma que la ciclo-vía se encuentre, de la composición de las calzadas para vehículos motorizados y de las variables secundarias. Como se dijo, este esquema se justifica si las calzadas para vehículos motorizados son numerosas o muy anchas. Las variaciones dentro de esta familia dependen de la composición de las calzadas para vehículos motorizados y de las variables secundarias.
  62. 62. 61 Fig. 3-4: Ciclopistas bidireccionales. 3.5.2 NECESIDAD DE CICLO-VÍA. Siendo el objetivo de esta tesis el mejoramiento y la estandarización del camino que une Valdivia y Niebla, se ha pensado que sería conveniente dado el flujo vehicular y de ciclistas a la vez, dar una mayor seguridad a estos últimos, construyendo una vía especial para facilitar su desplazamiento, evitar posibles accidentes y hacer el viaje tanto para vehículos particulares y/o de transporte y los mismos ciclistas, más placentero. Es por esto, que se piensa crear una ciclo-vía en toda la extensión del camino, de modo de facilitar el desplazamiento y ponerse a la altura de otras ciudades turísticas que ya cuentan con vías especiales para ciclistas, para así poder competir mano a mano contra aquellas que tienen tanto o mayor importancia turística que Valdivia. Para tener un conocimiento más acabado sobre el significado de una ciclo-vía, el Manual de Carreteras las define como pistas auxiliares destinadas a las personas que se desplazan en bicicleta, cuya seguridad peligra cuando lo hacen empleando la calzada o las bermas de ancho normal. Se podrán consultar ciclo-vías en Caminos Colectores y Locales con Vp ≤ 70 km/h, en aquellos tramos que presenten un flujo superior a 2 ciclistas por minuto, en ambos sentidos, en períodos continuados de 15 minutos de duración, determinado dentro la hora posterior al término de las faenas agrícolas, agroindustriales o industriales características del sector. La ciclo-vía se construirá en uno de los costados de la ruta ampliando la plataforma a partir del término del SAP (Sobreancho de Plataforma) que le corresponde al camino sin considerar ciclo-vía.
  63. 63. 623 3.5.3 CONSIDERACIONES Y ESPECIFICACIONES PARA EL DISEÑO DE LA CICLO- VÍA. Dentro de las consideraciones especiales que deben seguirse para el diseño de los elementos de la ciclo-vía, deben señalarse, primeramente, los elementos de seguridad que deben formar parte de esta. Estos factores, están referidos a la manera de cómo se demarcará la vía, como ésta se separará del camino principal y en general, qué tan seguro será para los ciclistas y automovilistas. Debido a lo anterior, entonces, se diseñará una ciclo-vía lo suficientemente ancha para permitir el tránsito de dos ciclistas a la vez, sin que ninguno de estos deba correr peligro producto del tránsito de vehículos por el costado. Para esto, se han estudiado las distintas posibilidades obtenidas desde el SERVIU y MOPTT.12 Para el diseño geométrico de la ciclo-vía, según lo anterior, de acuerdo a los perfiles obtenidos desde la base de las entidades ya mencionadas, se ha determinado que el perfil transversal debe ser de 1,5 m de ancho, con una pendiente de 3% y debe estar revestida de una capa de tratamiento simple y una capa superior de Slurry Seal o Lechada Asfáltica de 3 cm de espesor. De manera de aprovechar la capa de protección de la berma se realizará el revestimiento con dicha mezcla de manera de optimizar los recursos y el tiempo, obviando la especificación anterior. Debido a las características geométricas del camino, la ciclo-vía tendrá una extensión de 12,6 Km., al igual que el tramo total de la repavimentación. Esto al igual que en el caso anterior, porque el ancho de la plataforma total, es impracticable por las razones descritas con anterioridad. Mención aparte debe hacerse para el movimiento de tierras necesario para la ejecución de esta ciclo-vía, pues es necesario mover aproximadamente 96.000 m3 de tierra, considerando el terraplén de la ciclo-vía como de 1,5 m de ancho, un promedio de 3 m de altura, pese a que en sectores se debe mover sólo 1 ó 2 m, pero en otros hasta 4 m, y un largo total de 12.600 m (12,6 Km). Como elementos de confinamiento se ha determinado el uso de solerillas tipo C, cuyas especificaciones y dimensiones ya han sido descritas en 3.4.1.2. 12 El perfil transversal de la ciclo-vía se adjunta en los anexos
  64. 64. 63 CAPITULO IV PRESUPUESTO ESTIMATIVO 4.1 CUADROS DE OBRAS Y PRESUPUESTO. Toda obra o proyecto que se precie de tal, debe incluir al menos un presupuesto estimativo. Se dice sólo estimativo porque eventualmente estudios posteriores a la ejecución de esta tesis podrían modificar en algo lo aquí dispuesto. Es por esto que para finalizar, se detallan a continuación los elementos más importantes que forman parte del presupuesto estimativo del mejoramiento y estandarización del camino Valdivia-Niebla. Se han considerado para tal efecto, un cuadro con los gastos generales considerando como plazo del contrato 10 meses, análisis de costos unitarios, valores típicos para obras de pavimentación, todo en base a documentos de la Dirección de Estudios de Vialidad, para luego con todos estos datos crear un presupuesto estimativo del proyecto. TABLA 4-1: CALCULO DE GASTOS GENERALES Y PRESUPUESTO13. Item Descripción Unidad Cantidad P. Unitario Meses Subtotal Total 1 Administración 20.637.500 Administrativo mes 1 180.000 10 1.800.000 Alumno en Práctica mes 1 100.000 2 200.000 Ayudante Laboratorista mes 1 200.000 3 600.000 Bodeguero mes 1 120.000 10 1.200.000 Capataces (1) mes 1 200.000 10 2.000.000 Finiquitos gl 1 562.500 1 562.500 Jefe de Obras mes 1 350.000 10 3.500.000 Laboratorista mes 0 400.000 5 0 Prevensionista mes 1 125.000 3 375.000 Profesional Residente mes 1 800.000 10 8.000.000 Rondín (2, guardia y goma) mes 1 120.000 10 1.200.000 Topógrafo mes 1 300.000 4 1.200.000 2 Boletas y Seguros 7.901.700 Boletas de Garantía gl 1 7.601.700 1 7.601.700 Interes bancario % 0,055 0 1 0 Seguro Daños a Terceros mes 1 60.000 5 300.000 13 Detalle en tabla 4-3.
  65. 65. 64 3 Consumo de Instalaciones 360.000 Agua mes 1 5.000 10 50.000 Luz mes 1 5.000 10 50.000 Gas mes 0 6.000 10 0 Teléfono Fijo mes 0 20.000 10 0 Celulares mes 0 15.000 10 0 Radio mes 1 15.000 10 150.000 Insumos Oficina mes 0 10.000 10 0 Computador Residente mes 0 40.000 10 0 Gastos de Representación mes 1 10.000 10 100.000 Fotografías mes 1 5.000 2 10.000 4 Equipo Menor 1.200.000 Soldadora gl 1 50.000 10 500.000 Equipo Oxígeno gl 1 30.000 10 300.000 Bombas gl 0 20.000 2 0 Elementos de Seguridad gl 8 50.000 1 400.000 5 Implementaciones 2.410.000 Oficina Empresa gl 1 50.000 5 250.000 Oficina Inspector gl 0 50.000 1 0 Laboratorio gl 0 100.000 10 0 Sala de Curado gl 1 200.000 10 2.000.000 Topografía (Taquímetro) gl 1 40.000 1 40.000 Topografía (Nivel) gl 1 40.000 3 120.000 Ensayos a Terceros un 0 40.000 2 0 6 Instalaciones 600.000 Arriendo Sitio mes 0 40.000 10 0 Oficina Empresa gl 0 400.000 1 0 Oficina Inspector Fiscal gl 0 400.000 1 0 Laboratorio con Oficina gl 0 500.000 1 0 Bodega gl 1 100.000 1 100.000 Sala de Curado gl 1 500.000 1 500.000 7 Movilización y Fletes 5.060.000 Vehículo Residente mes 1 200.000 10 2.000.000 Vehículo Jefe de Obras mes 0 250.000 10 0 Vehículo Laboratorista mes 0 250.000 10 0 Vehículo Topógrafo mes 0 250.000 10 0 Camión de Servicio mes 0 350.000 10 0 Flete Maquinaria (TTE Maq. A la Obra) gl 0 500.000 1 0 Flete Extra (Imprevisto) mes 1 300.000 10 3.000.000 Visita a Obra mes 1 30.000 2 60.000 8 Pensiones y Colaciones 4.410.000 Pensión Residente mes 1 70.000 10 700.000 Pensión Jefe de Obras mes 1 70.000 10 700.000 Pensión Laboratorista mes 1 70.000 10 700.000 Pensión Ayudante mes 0 70.000 10 0 Pensión Administrativo mes 1 70.000 10 700.000
  66. 66. 65 Pensión Bodeguero mes 1 70.000 10 700.000 Pensión Alumno en Práctica mes 0 70.000 10 0 Pensión Topógrafo mes 1 70.000 3 210.000 Pensión Capataces mes 1 70.000 10 700.000 Pensiones Operadores mes 0 70.000 10 0 Colaciones mes 0 2.000 10 0 9 Señalización 900.000 Letrero de Obra Provisoria gl 1 250.000 1 250.000 Letrero de Obra Definitivo gl 0 400.000 1 0 Control de Tránsito (Paletera) mes 0 120.000 4 0 Mantención de Tránsito (Motoniveladora) mes 1 50.000 10 500.000 Implementación del Control de Tránsito gl 1 150.000 1 150.000 10 Varios 160.035.799 Oficina Central mes 0 5.000.000 1 0 Imprevistos gl 0 80.017.899 1 0 Utilidades gl 1 160.035.799 1 160.035.799 TOTAL GASTOS GENERALES 203.514.999
  67. 67. TABLA 4-2: ANÁLISIS DE COSTOS UNITARIOS14. LIMPIEZA DE FAJA 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total SubTotal 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Camión Plano hr 0,03 2.710 81 SubTotal 81 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornalero h/d 0,02 5.000 100 SubTotal 100 Total Costo Directo 181 G.G. Y Utilidades 12% 22 Total Neto 203 TERRAPLENES 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Mat.Terraplen m3 1 700 700 Der.a Pozo m3 1 350 350 SubTotal 1.050 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Rodillo hr 0,01 14.000 140 Motoniveladora hr 0,01 18.000 180 Camión Algibe hr 0,01 2.300 23 Transporte (DMT) m3 30 80 2.400 SubTotal 2.743 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornalero h/d 0,02 5.000 100 SubTotal 100 Total Costo Directo 3.893 G.G. Y Utilidades 12% 471 Total Neto 4.364 CONFECCION DE FOSOS Y/O CONTRAFOSOS 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total SubTotal 0 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Camión Tolva hr. 0,05 3.800 190 Retroexcavadora hr. 0,05 14.000 700 SubTotal 890 3.- Mano de Obra 14 Los valores aquí señalados incluyen Leyes Sociales de los trabajadores.
  68. 68. Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal día 0,03 5.000 150 SubTotal 150 Total Costo Directo 1.040 G.G. Y Utilidades 12% 126 Total Neto 1.166 EXCAVACION EN T.C.N. 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total SubTotal 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Excavadora hr 0,04 18.000 720 Camión Tolva hr 0,2 4.375 875 SubTotal 1.595 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornalero h/d 0,02 5.000 100 SubTotal 100 Total Costo Directo 1695 G.G. Y Utilidades 12% 205 Total Neto 1900 REMOCION DE PAVIMENTO ASFALTICO (m2 ) 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Varios gl 1 50 50 SubTotal 50 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Excavadora hr 0,007 18.000 126 Camión Tolva hr 0,007 4.375 31 Motoniveladora hr 0,0033 18.000 59 SubTotal 216 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornalero h/d 0,02 5.000 100 Capataz h/d 0,02 8333 167 SubTotal 267 Total Costo Directo 533 G.G. Y Utilidades 12% 65 Total Neto 598 REMOCION DE OBRAS DE DRENAJE SUPERFICIAL 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Varios gl 1 50 50 SubTotal 50
  69. 69. 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Retroexcavadora hr 0,008 14.000 112 Camión Tolva hr 0,008 4.375 35 SubTotal 147 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornalero h/d 0,05 5.000 250 Capataz h/d 0,05 8333 417 SubTotal 667 Total Costo Directo 864 G.G. Y Utilidades 12% 105 Total Neto 969 REMOCION DE DEFENSAS CAMINERAS SIMPLES 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Varios gl 1 50 50 SubTotal 50 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Retroexcavadora hr 0,006 14.000 84 Camión Tolva hr 0,006 4.375 26 SubTotal 110 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornalero h/d 0,05 5.000 250 Capataz h/d 0,05 8333 417 SubTotal 667 Total Costo Directo 827 G.G. Y Utilidades 12% 100 Total Neto 927 EXCAVACION DE ESCARPE 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total SubTotal 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Excavadora hr 0,03 18.000 540 Camión Tolva hr 0,2 4.375 875 SubTotal 1.415 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornalero h/d 0,02 5.000 100 SubTotal 100 Total Costo Directo 1515 G.G. Y Utilidades 12% 183 Total Neto 1698
  70. 70. EXC. EN T.C.N. PARA DRENAJES Y ESTRUCTURAS 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Herramientas Varias gl 1 100 100 SubTotal 100 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Excavadora hr 0,02 18.000 360 Camión Tolva hr 0,15 4.375 656 Motobomba mes 0,002 120.000 240 SubTotal 1.256 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal h/d 0,02 5000 100 Capataz h/d 0,02 8333 167 SubTotal 267 Total Costo Directo 1.623 G.G. Y Utilidades 12% 196 Total Neto 1.819 RELLENO ESTRUCTURAL 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Mat. Granular T.Máx.2" m3 0,9 1000 900 Der. Pozo m3 1 350 350 SubTotal 1.250 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Retroexcavadora hr 0,03 14.000 420 Transport(DMT) m3 30 80 2.400 Compactadora hr 0,4 1.200 480 SubTotal 3.300 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal h/d 0,02 5000 100 SubTotal 100 Total Costo Directo 4.650 G.G. Y Utilidades 12% 563 Total Neto 5.213 PREPARACION DE LA SUBRASANTE 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total SubTotal 0 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Motoniveladora hr 0,00900 18.000 162 Camión Algibe mes 0,00010 552.000 55 Rodillo hr 0,00500 14.000 70 SubTotal 287
  71. 71. 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal h/d 0,007 5000 35 SubTotal 35 Total Costo Directo 322 G.G. Y Utilidades 12% 39 Total Neto 361 SUBBASE GRANULAR CBR>=40% 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Mat. Subbase m3 1,3 1000 1.300 Der. Pozo m3 1 350 350 SubTotal 1.650 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Cargador Frontal hr 0,02 14.000 280 Transporte(DMT) m3 30 80 2.400 Motoniveladora hr 0,015 18.000 270 Rodillo hr 0,02 14.000 280 Camion Aljibe hr 0,02 2.300 46 SubTotal 3.276 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal h/d 0,02 5000 100 SubTotal 100 Total Costo Directo 5.026 G.G. Y Utilidades 12% 608 Total Neto 5.634 BASE GRANULAR, CBR>=80% 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total Mat. base m3 1,3 1800 2.340 Der. Pozo m3 1 350 350 SubTotal 2.690 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Cargador Frontal hr 0,02 14.000 280 Transporte(DMT) m3 30 80 2.400 Motoniveladora hr 0,015 18.000 270 Rodillo hr 0,02 14.000 280 Camion Algibe hr 0,02 2.300 46 SubTotal 3.276 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal h/d 0,02 5000 100 Capataz h/d 0,02 8333 167 SubTotal 267 Total Costo Directo 6.233
  72. 72. G.G. Y Utilidades 12% 755 Total Neto 6.988 IMPRIMACION BITUMINOSA 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total MC-30 lts. 1,1 250 275 SubTotal 275 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Camión Imprimador hr 0,0008 25.000 20 Barredora hr 0,0008 10.000 8 SubTotal 28 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal h/d 0,0015 5000 8 Capataz h/d 0,0004 8333 3 SubTotal 11 Total Costo Directo 314 G.G. Y Utilidades 12% 38 Total Neto 352 TRATAMIENTO SUPERFICIAL DOBLE CON ELASTOMERO 1.- Materiales e Insumos Descripción Un. Cantidad P.Unitario P.Total CRS-2 o RS-2 lts. 3 290 870 CSS-1 o SS-1 lts. 0,7 220 154 Gravilla 3/4" m3 0,015 9500 143 Gravilla 3/8" m3 0,009 12000 108 Materiales Varios gl. 1 150 150 SubTotal 1.425 2.- Maquinarias y Herramientas Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Camión Imprimador hr 0,008 25.000 200 Barredora hr 0,005 10.000 50 Camión Tolva hr 0,006 7.500 45 Gravilladora hr 0,007 24.000 168 Rodillo Liso hr 0,005 15.000 75 Rodillo Neumatico hr 0,005 18.000 90 SubTotal 628 3.- Mano de Obra Descripción Un. Rendimiento P.Unitario P.Total Jornal h/d 0,009 5000 45 Capataz h/d 0,008 8333 67 SubTotal 112 Total Costo Directo 2.165 G.G. Y Utilidades 12% 262 Total Neto 2.427

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