El documento presenta los resultados de un estudio de mecánica de suelos realizado para un proyecto de construcción vial en el distrito de Acoría, Huancavelica. El estudio incluyó la realización de calicatas y ensayos de laboratorio para caracterizar las propiedades físicas y mecánicas de los suelos. Los resultados mostraron que el suelo de la subrasante tiene un CBR de 18% y está clasificado como tipo GM, por lo que es adecuado para soportar la carga vehicular estimada de menos de 50 vehí

1. ESPECIALIDAD:CONSTRUCCIÓN CIVIL

2. Instituto Superior Tecnológico Público "Huancavelica”
EXPOSITOR: WILMER ESCOBAR

3. ESTUDIO DE MECÁNICA DE SUELOS.
GENERALIDADES
El Estudio de Mecánica de Suelos tiene por objeto investigar el subsuelo del terreno que constituye el proyecto, mediante trabajos de
campo realizados en pozos de exploración o calicatas, a fin de
obtener las principales características físicas y mecánicas del suelo,
así como sus propiedades de resistencia, deformación y de
agresividad química de sus componentes que puedan afectar el
comportamiento de la estructura afirmada, en base a estos
parámetros se definen los registros de exploración que permiten
definir el tipo y espesor de la capa portante.
.

4. a)
UBICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO
El terreno materia del estudio se encuentra ubicado en el Distrito de
Acoría. Provincia de Huancavelica, Región Huancavelica, iniciándose por
el kilometro 10+540, de la carretera Panccan hacia Acoria, desde la
repartición de la carretera Acoria hacia Silva, de allí a 800 metros
aproximadamente la repartición ingresando al KM. 0+000, para luego
proseguir 0+020 km y llegar hacia el centro poblado de Llahuecc.
b)
UBICACIÓN Y EJECUCIÓN DE CALICATAS
A lo largo de la trocha carrozable se han perforado calicatas a una
distancia de entre sí de Km 0+500 mt. a una profundidad alcanzada de
1.50 mt. de cada una de estas calicatas se extrajeron muestras para ser
enviadas al laboratorio.

5. ENSAYOS ESPECIALES
Para determinar la capacidad de soporte de la sub rasante se han efectuado ensayos de CBR en las
calicatas: según se indica en los resultados adjuntos al presente (ver anexos), realizándose solo
en esas calicatas debido a las características similares que presentan con otras calicatas. En los
resultados adjuntos se muestran las progresivas donde se realizaron las calicatas, indicando la
profundidad a la que fueron tomadas; así como sus principales características mecánicas.
c)
PERFIL ESTRATIGRAFICO
La superficie de rodadura está conformada en la mayoría por arenas gravosas, gravas, arenas
limosas y material orgánico; sobre las cuales subyacen suelos finos, cuyas características se
detallan en los resultados de laboratorio adjuntos al presente.
d)
ENSAYOS DE LABORATORIO
Así mismo, en el laboratorio de mecánica de suelos se realizó una verificación de la clasificación
visual de todas las muestras obtenidas durante los trabajos de campo. Las muestras de suelos
fueron clasificadas y seleccionadas siguiendo el procedimiento descrito en ASTM D-2488
“Practica recomendada para la descripción de Suelos”. Estas muestras representativas fueron
sometidas a los siguientes ensayos:

6. 

Análisis Granulométrico por tamizado
ASTM C – 136.
Ensayo de Limite de consistencia
ASTM D – 4318
 Limite Liquido
 Limite Plástico
 Índice de Plasticidad



Clasificación SUCS
ASTM D – 2487
Clasificación AASHTOASTM D–3282 AASHTO M – 145
Contenido de Humedad Natural
ASTM D – 2216

7. :

Proctor Modificado
ASTM D – 1557

CBR
ASTM D - 1883
En cuanto al tiempo de inmersión de agua para determinar la expansión,
la Norma ASTM D-1883, permite reducir el tiempo de 96 horas, si el suelo
es friccionante (no plástico) y el ensayo demuestra que no afecta el
resultado final, recomendación que se tuvo en cuenta en los suelos no
expansivoscbr

8. e) REGISTTRO DE EXPLORACIÓN DE CALICATA
Se tomaron a nivel de terreno natural muestras disturbadas representativas de
los estratos excavados en cada calicata y en cantidades suficientes como para
realizar los ensayos de identificación y calificación, y con estos resultados se
pudieron graficar los registros de exploración de cada calicata, registrándose los
espesores y diferentes características de los estratos subyacentes clasificados,
tales como tipo de suelo, espesor del estrato, color, estado de humedad..
f) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.
 La información obtenida de las muestras de laboratorio han suministrado
información del terreno más representativo que ha sido asociado a las
condiciones del estudio de tráfico
 Las características del suelo de fundación que servirá como subrasante es
clasificado como “GP” y “GM”; según la clasificación SUCS, predominando en
un 85% el suelo “GM”; conformado por grava arena limosa de baja plasticidad;
se ha considerado un CBR de diseño mínimo de 18.00%;

9. CATEGORIA
C.B.R.
Excelente
POSIBLE HINCHAMIENTO
35 – más
1.00%
Buena
13 – 35
Regular
6 – 12
Malo
3–5
2.00%
3.00%
de 3.00%
mas

10. CATEGORIA DE LOS SUELOS





Esta dada en base al CBR y se tiene lo siguiente:
CBR
:
0–3
Clasif. General
:
Muy pobre
Capa
:
Subrasante
SUCS
:
CH, CM, MH, OL
AAHSTO
:
A5, A6, A7
Reconocimiento :
Arcillas muy plásticas ( CH ) a
CBR
:
3–7
Clasif. General
:
Pobre a regular
Capa
:
Subrasante
SUCS
:
CH, CM, MH, OL
AAHSTO
:
A4, A5, A6, A7
Reconocimiento :
Suelo limoso baja
Plasticidad ( OL )
CBR
:
7 –20
Clasif. General
:
Regular
Capa
:
Sub base
SUCS
:
CL, ML, SC, SM, SP
AAHSTO
:
A2, A4, A6, A7
Reconocimiento :
(3)
CBR
:
20 –50
Clasif. General
:
Bueno
Capa
:
Base, Sub base
SUCS
:
GM, GC, SW, SM, SP, GP.
AAHSTO
:
A1-b, A2-5, A3, A2-6
Reconocimiento :
(2)
CBR
:
Mayor a 50
Clasif. General
:
Excelente
Capa
:
Base
SUCS
:
GM, GW.
AAHSTO
:
A1, A2-4, A3.
Reconocimiento
:
(1)
Limos Orgánicos ( OL )

11. ESTUDIO DE TRÁFICO DEL PROYECTO

A fin de determinar el grado de importancia del tráfico y
participación de los vehículos de la vía.

Los conteos se llevaron a cabo mediante la ubicación de
un punto que se considera de pase forzoso (inicio de la
trocha carrozable) recolectándose la información vehicular
durante 07 días las 24 horas determinándose las siguientes
condiciones especiales

Para la vía en diseño, tomado en cuenta los efectos de
los días festivos y de feria de las principales poblaciones
vecinas.

12. Nombre de la ruta:
C.P. PANCCAN – Dist. ACORIA ( Km 10+540 ).
Clasificación:
N°
01
02
03
04
05
06
PESO BRUTO ( Ton )
2.00 – 2.50
2.50 – 3.00
3.00 – 3.50
3.50 – 4.00
4.50 – 4.50
Mayor a 4.50
TOTAL
VEHICULOS/DIA.
6
02
02
00
00
00
10

13. GENERALIDADES:
Con el objeto de que la vía proyectada
soporte y distribuya las cargas del tráfico
determinado en el estudio de tráfico y
cumpla con el período de diseño, se
determinará la estructura del afirmado, la
capacidad portante de la
subrasante

14. CONSIDERACIONES DE LA SOBRE CARGA:
La función de la estructura del pavimento es soportar las cargas que transmiten los
vehículos a través de sus llantas y es normal en el diseño del afirmado considerar la
distribución de las cargas por ejes que pueden tener dos o cuatro llantas.
El peso máximo es de 14,750.00 kg para eje tándem de ocho llantas
CONSIDERACIONES DE DISEÑOY EQUIVALENTE DE CARGA:
El volumen de transito es uno de los parámetros más importantes del diseño de la
estructura del afirmado y la encuesta ha determinado una densidad baja, que es
considerada como tráfico ligero.
El proceso es de conversión para cada tipo de vehículo a cargas de eje sencillo de 8200 kg (
18,000 lbs )( EAL ) y generalmente se cuantifica el número de estas cargas o aplicaciones
para 10, 20 ó 25 años,
Para el presente caso la información se obtiene del cuadro cuyos resultados han sido
propuestos por la AASTHO mediante la formula:
Factor de equivalencia de carga = 10; en que L = carga por eje sencillo ó ( 1.14/2 )x carga de eje
tandem en miles de libras; para el presente caso considerando eje simple de 18 Kips; L = factor
de carga de equivalencia es igual a uno FEC = 1.00

15. CARRIL DE DISEÑO:
Considerándose que existirá un carril de diseño que corre en una dirección y que
la mayoría de la longitud de la vía esta en pendiente, se ha tomado como carril
para determinar el volumen de tráfico crítico el de descenso que es el caso en que
los vehículos bajaran cargados; en consecuencia se ha considerado como ancho
del afirmado 4.00 metros; para una velocidad directriz de 30.00 km/hora.
PERIODO DE DISEÑO:
Aunque el pavimento puede ser diseñado para soportar los efectos acumulativos
del tráfico para un período deseado; el análisis seleccionado para el presente caso
ha sido para un periodo de diseño de 10 años.
CAPACIDAD DE LA VIA:
Este factor ha sido considerado en relación a que la vía en el tramo de la
población forma parte del plan regulador y fuera de ella se desarrolla a media
ladera, con pendientes fuertes en algunos tramos y con tráfico medio, limitada
por las propiedades agrícolas en ambos lados de la vía por lo que se ha fijado un
carril de 4.00 metros.

16. CONSIDERACIONES SOBRE LA SUBRASANTE:
El efecto de usar varias capas en la estructura del pavimento es el de distribuir en el nivel
de la subrasante la carga recibida en la rasante que entregan las llantas de los vehículos
mediante un bulbo de presiones de la fuerza concentrada en el área de contacto de las
llantas y que es deseable que sea cero o un valor menor al 10% de las cargas transmitidas
El CBR obtenido de la subrasante como valor representativo de las calicatas ha sido
determinado un CBR D = 18.00 “GM”.
CATEGORIA DE LA SUBRASANTE
CATEGORIA
C.B.R.
Excelente
Buena
Regular
Malo
35 – más
13 – 35
6 – 12
3–5
POSIBLE HINCHAMIENTO
1.00%
2.00%
3.00%
mas de 3.00%

17. Los espesores de compactación de esta capa de subrasante debe hacerse con los
siguientes criterios cuando el índice de plasticidad es mayor a 20.00%.
I.M.D.
MINIMA.
ESPESOR REC. ( CM )
COMPACT.
Traf. Ligero, 10 – 50 veh.
15 - 30
90.00%
Traf. Mediano, 50 – 100 veh.
30 – 45
95.00%
Traf. Pesado, mas de 100 veh.
45 – 60
95.00%
Para nuestro caso teniendo un tráfico ligero la subrasante debe ser escarificada,
perfilada y compactada hasta una profundidad de 20.00 cm.

18. Los métodos para establecer los espesores totales de la estructura del afirmado
pueden ser entre otros uno de los siguientes:
 Método de Wyoming
 Método del Índice de Grupo
 Método del CBR.
Con base en la información que suministran los niveles de los suelos de las
calicatas hechas en campo, la apreciación visual, los análisis de laboratorio y el
estudio de tráfico que determina un número menor de 50 vehículos por día es
decir un tráfico ligero, se puede clasificar el suelo de la subrasante, su CBR como
elementos para el diseño del espesor del afirmado.
Para la determinación del espesor del afirmado en base al CBR escogemos un
CBR de diseño en base a las muestras críticas de las calicatas más
representativas efectuada en campo; el CBR D =18.00%

19. Este método para diseños urbanos o rurales está basado en la resistencia del suelo a la penetración y esta
relacionado a cinco factores:
a)
PRECIPITACIÓN PLUVIAL ANUAL:
Se determina el valor asignado correspondiente a las condiciones de precipitaciones
pluviales
anuales que para el presente proyecto se tiene que la precipitación máxima
en
treinta
años ha
sido de 890.60 mm lo que corresponderá a un valor asignado
según tabla un factor de
“10” en
la escala ( 0 – 10 )
b)
PROFUNDIDAD DE LA NAPA FREATICA:
Las calicatas efectuadas de profundidad alcanzada hasta 1.50 m, no muestran el nivel
freático
ni humedad significativa por lo que el valor asignado es “ 0 ” dentro de la
escala de ( 0 – 5 )
c)
FACTOR DE HELADA
El terreno puede estar sometido a ligeras heladas sobre terreno no expansivo por lo
corresponderá un valor asignado de “0” dentro de la escala de ( 0 – 6 )
que
le
d)
DRENAJE
Siendo la vía en media ladera en zona de secano, con poco requerimiento de drenaje
superficial
que se resuelve con cunetas de tierra proyectadas, que tiene un drenaje regular y se asignara un valor de “ 2”
dentro de la escala ( 0 – 6 ).
e)
TRANSITO
Siendo el transito reducido al ser convertido a cargas equivalentes de 5000 lbs por
rueda
durante 20 años por lo que corresponde a un valor calculado de 02 – 03
millones
en
valor
equivalente correspondiéndole un valor asignado de “ 4
“dentro de la escala de ( 0 – 24).

20. N° PESO BRUTO ( TN ) VEHICULOS X DÍA
(LIB ) VEHICULOS X DIA
01
02
03
04
05
06
2.00 - 2.50
2.50 - 3.00
3.00 - 3.50
3.50 - 4.00
4.00 - 4.500
MAYOR A 4.50
6
2
2
0
0
0
COEFICIENTE
1
2
4
8
16
32
5,434
6,500
7,500
8,500
9,500
10,000
CARGA EQUIVALENTE ( MILLON 0.23)
PESO MAX.
32724
26000
60000
118724
La suma de los valores asignados por los cinco ( 5 ) conceptos es de “ 16 ” correspondiéndole la curva
para diseño número “ 07 ”; y para un CBR de 18.00% para la sub rasante, corresponde un espesor de
la estructura del afirmado de 8” ( 20.00 cm ) como espesor total del firme.
N°
01
ESPESOR TOTAL
20.00 cm
ESTRUCTURA DEL FIRME
Afirmado 20.00 cm