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Informe Final

8.08.0 SUELOS Y PAVIMENTOSSUELOS Y PAVIMENTOS

8.1 Generalidades

8.1.1 Ubicación y escri!ción del "rea de Traba#$

El tramo en estudio, se encuentra ubicado dentro del departamento de Puno y formaparte de la Carretera Puno – Desaguadero, tramo Puno – Ilave (Km. 11!"### alKm. 1$1"###%, el &rea de influencia abarca, el departamento de Puno, provincias dePuno, del Collao y C'ucuito.

8.1.% Alcance del Traba#$

De acuerdo a los trminos de referencia, por tratarse de un estudio de mantenimientoperi)dico, el capitulo de suelos y pavimentos incide principalmente en la evaluaci)ndel pavimento para establecer su estado respecto a*

• +a condici)n superficial.• +a condici)n funcional.•

+a condici)n estructural.• +a condici)n de seguridad.

 s- como la verificaci)n de espesores de las capas del pavimento y su clasificaci)n.De igual forma se verificaron los sectores de m&ima deflei)n pues es esta condici)nla base del an&lisis estructural del pavimento.

En general, la filosof-a de dise/o toma en consideraci)n las defleiones obtenidascomo punto principal de c&lculo en los dise/os, los mismos 0ue 'an sido contrastadoscon ensayos destructivos y pruebas de laboratorio.

+os alcances del presente capitulo son plantear las soluciones o tratamientos m&sadecuados para conservar la Infraestructura ial de cada sector del tramo, previa

selecci)n de la alternativa )ptima 0ue permita maimi2ar la rentabilidad de losrecursos empleados, y determinaci)n de la oportunidad de su aplicaci)n y elpresupuesto re0uerido.

+os estudios plantean intervenciones en la Infraestructura ial, dentro del conceptode la e3ecuci)n del 4antenimiento Peri)dico para los pr)imos 1# a/os.

+a evaluaci)n de la condici)n para el pavimento, comen2) por la recolecci)n dedatos, 0ue luego fueron interpretados para definir la condici)n o disponibilidadpresente del pavimento. +a informaci)n recabada incluy) el tipo, cantidad y severidadde los defectos superficiales, capacidad estructural y resistencia al desli2amiento delpavimento.

El prop)sito b&sico de los pavimentos es brindar una superficie segura y suave parael p5blico 0ue lo utili2a.

+a filosof-a de dise/o contempla principios b&sicos de a'orro de materiales yprotecci)n del medio ambiente. En la mayor-a de los casos se 'a buscado orientar lassoluciones donde se minimice el empleo de materiales de canteras, as- como lam-nima cantidad de materiales a eliminar.

+os materiales a emplearse, proceden de canteras utili2adas tanto por el 46C en lare'abilitaci)n de la v-a.

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8.% An&eceden&es del Tra'$

1.1 (ec$!ilación

7e 'a tenido acceso a dos estudios reali2ados con anterioridad, tales como lossiguientes* 

• 4antenimiento Peri)dico de la Carretera Puno – Desaguadero Km. 1!"###al 1$1"### tramo Puno – Ilave (46C Previas 8acional 9onal :I Puno% enel a/os ;##!.

• Estudio definitivo de ingenier-a para la re'abilitaci)n de la carretera <uliaca –Puno – Desaguadero, tramo* <uliaca – Ilave (informe final%

1.% An)lisis

  De ellos podemos indicar lo siguiente*

a%. El primer documento es un Epediente 6cnico en el cual no 'ay informaci)n de losestudios, solo se puede ver las soluciones para la carretera como* remoci)n del pavimento yde bermas para luego colocar carpeta asf&ltica, utili2ando las canteras <alla'uaya (Km.1!"1##% y la cantera =alsabe (Km. 1$1>"$##% y ubicando la planta de asfalto c'ancadoraen el Km. 1??"###, con un anc'o en general de @.@# m.

b%. El segundo documento*

+a superficie asf&ltica, tanto la carpeta en caliente, como el tratamiento bicapa seencuentran en un grado de deterioro tal 0ue es necesario retirar la superficie de rodaduraasf&ltica.

+a estructura del pavimento eistente del sector Puno Ilave* tratamiento bicapa de 1.# a ;.#cm, base granular variable de ;!.# a !.# cm y sub base granular de ;!.# a .# cm paralos $.$ Km. finales.

Abicaron B canteras para el sector > canteras (C'e3o/a, 7alcedo, <all'uaya, -o Cutimbo,-o Ilave%.

+as soluciones 0ue dan para el 7ector de Puno Ilave

Escarificar la capa del tratamiento bicapa y la base eistente de 1# cm de profundidada/adir material de base en espesor de 1# cm, etender regar y compactar escarificar lasbermas 'asta > cm de profundidad a/adir el material de base para nivelar las bermas,etender, regar y compactar para finalmente imprimir la capa de la base y bermas y colocar la carpeta asf&ltica de ? cm.

1.* +$ncl,si$nes

De la totalidad de canteras en dic'os documentos en el estudio actual se consideraron lascanteras* -o Cutimbo, -o Ilave, no se consideraron los dem&s canteras debido a*problemas de propiedad, cantera de cerro 0ue sirven solo para relleno, escasa potenciabruta, etc.

7e observa 0ue dentro del sector de Puno Ilave no eisten canteras, estos se encuentranel los etremos. Por ello las soluciones plantadas de remoci)n del pavimento y de la bermay colocaci)n de carpeta asf&ltica serian muy costosas debido a lo distante de las canteras.

+a base eistente es por lo general 7C o FC, 0ue no cumplen las especificaciones paramaterial de base granular adecuados.

 

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EVALUA+I-N E PAVIMENTOS.

  Ac&iidades de +a'!$

7e programaron actividades de campo, con el ob3etivo de medir y calificar eldesempe/o de la v-a, durante estas actividades se evaluaron las condicionesactuales de la v-a, estas evaluaciones fueron de los siguientes tipos*

• Evaluaci)n de la condici)n superficial del pavimento• Evaluaci)n de la condici)n funcional del pavimento• Evaluaci)n de la condici)n estructural del pavimento• Evaluaci)n de la condici)n de seguridad del pavimento

+a evaluaci)n de cada una de las actividades y su desarrollo 'a sido monitoreado ydirigido directamente por el Ingeniero Especialista de suelos y pavimentos, cada unade las actividades se detallan a continuaci)n.

8.* Eal,ación de la +$ndición S,!er/icial del Pai'en&$

An -ndice de condici)n del pavimento (PCIPavement Condition Inde%, es unindicador de la salud del pavimento. 7e puede utili2ar cual0uier escala sin embargoes conveniente usar una 0ue sea lo suficientemente grande para 0ue permitadistinguir con n5mero enteros a pavimentos en diferente condici)n. El PCIdesarrollado por el sistema PE son com5nmente utili2ados para la gesti)n depavimentos, la escala es del PCI es del # al 1## como se aprecia en la figurasiguiente.

El mtodo fue desarrollado por el Dr. 4. G. 7'a'in y su e0uipo en el +aboratorio de

Investigaciones de Construcci)n de Ingenier-a del Cuerpo de Ingenieros de la rmada de los Estados Anidos (A.7. rmy Corps of Engineers ConstructionEngineering esearc' +aboratory (CE+%%

+a evaluaci)n 'a sido reali2ada sobre el ;#H de la superficie total, superior a loeigido en el mtodo. 7eg5n la metodolog-a, el n5mero de muestras se determinapor*

 

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( )   22

2

14

σ  

σ  

+−×

×=

 N e

 N n

Donde*8 8umero total de unidadese Error permisible en determinaci)n del PCI (normalmente e" > del P7I%J Desviaci)n est&ndar del valor PCI en las unidades de la secci)n (si se

desconoce J, 5sese inicialmente J1#%

Esta ecuaci)n provee un B>H de confian2a en 0ue el valor de PCI estar& dentro de" e del valor real.

De esta manera se determin) el n5mero de muestras y espacio muestral, significandoun @ H de la superficie total.

+a labor reali2ada es ampliamente mayor en porcenta3e recomendado por lametodolog-a. abindose traba3ado sobre el ;#H de la superficie total.

(elea'ien&$ direc&$

En general los sistemas de relevamiento son muy similares entre si, y al obtener informaci)n directa, se cuantifica y mide las mismas fallas eistentes, tanto enmtodos basados en el cuerpo de ingenieros de los estados unidos como en el +6PP,se reali2aron mediciones directas, tal como se describe a continuaci)n.

+os 6rminos de eferencia indican la aplicaci)n de la metodolog-a PCI para lainterpretaci)n de los da/os superficiales (8orma 764 D!$#%. Cuyametodolog-a se describe a continuaci)n. Cabe se/alar 0ue adicionalmente elconsultor 'a aplicado en simultaneo la metodolog-a recomendada por el programaestratgico de investigaci)n de carreteras de los EEAA (7trategic ig'Lay esearc'Program – 7P%.

+a adecuaci)n del formato de relevamiento 'a sido ba3o estos criterios, adecuada a lanecesidad de recolectar informaci)n 0ue pueda ser utili2ada por ambos mtodos (ver cuadro DP #;%. s-, las diferencias principales entre ambos mtodos lo caracteri2a eltipo de falla descrita como =A4P7 and 7F7 (bultamientos y 'undimientos%,CMAFCIM8, DE7P+94IE86M y 7P+IPPFE, ya 0ue le mtodo 7P no loconsidera como tal sino 0ue los engloba dentro de las fallas tipo CMI4IE86M7. s- mismo el mtodo 7P no considera las fallas de cruce de l-nea frrea.

En lo 0ue respecta a los dem&s tipos de falla, ambos mtodos consideran los mismostipos de falla e iguales niveles de severidad. Cabe indicar 0ue eiste una grandiferencia entre los a/os de publicaci)n de los mtodos. +a metodolog-a PCI fuedesarrolla en 1B@? por 4.G. 7'a'in y 7.D. K'on, mientras 0ue la metodolog-a 7Pfue planeada su implementaci)n en mas de 1> pa-ses en el a/o 1B?@ y por unperiodo de ;# a/os.

En 1B?@, el 7P dio inicio al mayor ensayo sobre funcionamiento de carreteras enel mundo conocido como +6PP (+ong 6erm Pavement Performance%, durante este

 

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programa de ;# a/os, las agencias de carreteras de los EEAA y de otros 1> paises,recolectaran datos sobre la condici)n de los pavimentos, para ello la 'erramientauniversal es el Manual de Indentificación de Fallas para el Proyecto deFuncionamiento de Pavimentos a Largo Plazo  (6'e Distress Identification 4anual for t'e +ong6erm Pavement Performance Proyect%, as- este manual es la base uniformey consistente para la toma de datos de fallas en los pavimentos. s- proporciona un

lengua3e com5n para describir las fallas de los pavimentos.

Para los calculos de PCI, se 'an aplicado los valores de reducion 0ue recomienda elmetodo cuyos graficos se ad3untan a continuaci)n.

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+a secci)n 1 aplicada para el relevamiento de fallas en la carretera en estudio

identifica las fallas sobre superficie de concreto asf&ltico tal como se indica en elcuadro DP#1.

+,adr$ P014anual de fallas +6PP, secci)n 1

 

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+os tipos de fallas est&n identificadas del siguiente modo*

 . grietamientos=. Parc'es y =ac'esC. Deformaciones 7uperficialesD. Defectos 7uperficialesE. 4iscel&neos

De tal manera 0ue cada tipo de falla, esta subdividida en un tipo de falla

especifico, de tal modo 0ue todas las fallas de los pavimentos 0uedanidentificadas, as- las subdivisiones se indican a continuaci)n*

 . grietamientos1. grietamiento por fatiga;. grietamiento en =lo0ue. grietamiento de =orde$. grietamiento +ongitudinal>. grietamiento efle3o!. grietamiento 6ransversal

=. Parc'es y =ac'es1. Parc'es

;. =ac'es

C. Deformaciones 7uperficiales1. 'uellamiento;. Corrimiento

D. Defectos 7uperficiales1. 7angrado;. gregado Pulido. Peladuras

 

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E. 4iselaneos1. Desnivel pistaberma;. Eyecci)n de agua y bombeo

Cada uno de los tipos de fallas indicados tiene una unidad de medida y un nivel de

severidad definidos.

8.*.1 Traba#$ de +a'!$.

Pr$cedi'ien&$

El relevamiento de fallas se efectu) cada ;># metros de longitud de cal2ada. G el&rea evaluada comprendi) todo el anc'o de la cal2ada por >#m de longitud, a partir del inicio de la estaca.

El formato 0ue se utili2) para evaluar la condici)n del pavimento esta basado en elmanual descrito, anteriormente, el formato utili2ado para los fines 0ue perseguimos

se indica en el cuadro DP#;, donde se indican los tipos de fallas descritos.

+a toma de datos est&n precedidos por las siguientes pautas 0ue a continuaci)n dedetallan

+,adr$ P0%$r'a&$ de (elea'ien&$ de allas

LTPP

 

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1. Agrietamiento por Fatiga

7e producen por estar su3etas a repetidas cargas de tr&fico, y se ubican en las

'uellas ve'iculares, la unidad de medida es en m;, los niveles de severidad son*

=a3o* Ana &rea de grietas con pocas o ninguna de ellas interconectadas(ramificada%.

4oderado* An &rea de grietas interconectadas formando un patr)n completo lto* &rea de grietas interconectadas astilladas (Piel de cocodrilo%

2. Agrietamiento en Bloque

Es un patr)n de grietas 0ue divide al pavimento en pie2as aproimadamenterectangulares, la unidad de medida es en m;, los niveles de severidad son*

 

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=a3o* grietas con un anc'o menor de !mm.4oderado* grietas con anc'os entre !mmm y 1Bmmm lto* grietas con un anc'o mayor a 1Bmm

3. Agrietamiento de borde

7on grietas 0ue intersectan al borde del pavimento, la unidad de medida es en m, losniveles de severidad son*

=a3o* grietas sin 0ui/aduras.4oderado* grietas con algunas gui/aduras 'asta el 1#H de la longitud lto* grietas con gui/aduras con 1#H mayor de la longitud

4. Agrietamiento Longitudinal 

Frietas semiparalelas a la l-nea central del pavimento, la unidad de medida es en m,los niveles de severidad son*

=a3o* grietas con un anc'o menor de !mm.4oderado* grietas con anc'os entre !mmm y 1Bmmm

 lto* grietas con un anc'o mayor a 1Bmm

5. Agrietamiento Reflejo

Frietas refle3as de sobrecapas asf&lticas sobre concreto portland, la unidad demedida es en m, los niveles de severidad son*

=a3o* grietas con un anc'o menor de !mm.4oderado* grietas con anc'os entre !mmm y 1Bmmm lto* grietas con un anc'o mayor a 1Bmm

6. Agrietamiento Tran!eral 

Frietas predominantemente perpendicular a la l-nea central del pavimento, la unidad

de medida es en m, los niveles de severidad son*=a3o* grietas con un anc'o menor de !mm.4oderado* grietas con anc'os entre !mmm y 1Bmmm lto* grietas con un anc'o mayor a 1Bmm

". #ar$%e

Porci)n de superficie de un pavimento 0ue 'a sido removido o reempla2ado, launidad de medida es en m;, los niveles de severidad son*

=a3o* falla de cual0uier tipo al m&s ba3o nivel de severidad.4oderado* falla de cual0uier tipo al nivel de severidad moderado lto* falla de cual0uier tipo al nivel de severidad lto

&. Ba$%e gu3eros de barios tama/os, la unidad de medida es en m;, los niveles de severidadson*

=a3o* menos de ;>mm de profundidad.4oderado* entre ;>mm y >#mm de profundidad lto* mayor de >#mm de profundidad

'. A%uellamiento

Depresi)n longitudinal en la superficie de la 'uella ve'icular, la unidad de medida esen mm, los niveles de severidad son*

 

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Informe Final

=a3o* no definido.4oderado* no definido lto* no definido

1(. )orrimiento

Despla2amiento longitudinal de la superficie del pavimento, la unidad de medida esen m;, los niveles de severidad son*

=a3o* no definido.4oderado* no definido lto* no definido

11. *angrado +e,uda$i-n

Eceso de ligante en la me2cla asf&ltica, la unidad de medida es en m ;, los niveles deseveridad son*

=a3o* &rea descolorada.

4oderado* perdida de tetura lto* brillo en la superficie

12. #ulimento

Perdida de ligante superficial, la unidad de medida es en m;, los niveles de severidadson*

=a3o* no definido.4oderado* no definido lto* no definido

13. #eladura

Perdida de me2cla de concreto asfaltico en la superficie, la unidad de medida es enm;, los niveles de severidad son*

=a3o* alguna perdida de finos.4oderado* perdida de finos y pocos gruesos, rugoso lto* perdida de finos y gruesos, a'uecado

14. Realto

Diferencia de elevaci)n entre la cal2ada y la berma, la unidad de medida es en mm,los niveles de severidad son*

=a3o* no definido.4oderado* no definido

 lto* no definido

15. /0e$$i-n de agua

Nlu3o de agua deba3o del pavimento a travs de las grietas, la unidad de medida esen m, los niveles de severidad son*=a3o* no definido.4oderado* no definido lto* no definido

 

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16. /roi-n de Berma

Cual0uier tipo de falla, la unidad de medida es en m;, los niveles de severidad son*=a3o* falla de cual0uier tipo al m&s ba3o nivel de severidad.4oderado* falla de cual0uier tipo al nivel de severidad moderado lto* falla de cual0uier tipo al nivel de severidad lto

8.*.% Traba#$ de 2abine&e

Ana ve2 'ec'o el inventario, de acuerdo a las condiciones descritas, procedi)caracteri2ar la condici)n el pavimento de acuerdo con las recomendaciones de lanueva Fu-a 76M ;##;, indicadas en el cuadro DP#, 0ue a continuaci)n deindica.

 

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+,adr$ P0*+ali/icación de !ai'en&$s /le3ibles LTPP4 AAS5TO %00%

 

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MET(AOS 

MANIESTA+ION EL ETE(IO(O 

UNIA LEVE MOE(AO SEVE(O

A

     A     G

     (     I     E     T     A     M     I     E     N     T     O

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B% AE++4IE86M m; 11,@>#.## ;B,;>#.## $,!;>.##

1#% CMI4IE86M m; #.## #.## #.##

          E     1     E     +     T     O     S

     S     U     P     E     (     1     I     +     I     A     L     E     S

11% E:ADCIM8E7 m; #.## 1>.# #.##

1;% FEFDM PA+IDM m; #.## #.## #.##

1% PE+DA7 m; !,;.#> ,##;.1> ;!,BB1.@#

E

     1     A     L     L     A     S

          I     V     E     (     S     A     S 1$% DE78IE+ PI76 =E4 m #.## #.## #.##

1>% EM7IM8 DE =E47 m #.## #.## #.##

1!% M8DA+CIQ8 GA8DI4IE86M E8 C+9D m; #.## ?;.#> @.>#

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Informe Final

epresentan el total del ;#H de la evaluaci)n reali2ada.

+,adr$ P07

 

Estudio Definitivo para el Mantenimiento Periódico de la Carretera Puno –Desaguadero, Tramo: Puno – Ilave

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Informe Final

 simismo se obtuvieron los metrados representativos de las fallas asociadas a lospavimentos, estos resultados de aprecian en el cuadro DP#>

+,adr$ P0

 

Estudio Definitivo para el Mantenimiento Periódico de la Carretera Puno –Desaguadero, Tramo: Puno – Ilave

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Informe Final

7e reali2aron los c&lculos de los -ndices por tipo de da/o y se reali2aron gr&ficos conlos resultados obtenidos, los gr&ficos se indican al final del capitulo, los res5menes deinformaci)n se indican a continuaci)n*

+os valores PCI obtenidos son*

6al como se observa en el grafico anterior, se tiene 0ue el mayor porcenta3e devalores, se encuentran en el nivel muy pobre debido principalmente a la fatiga de lacapa de rodadura y el enve3ecimiento de la carretera, tambin se puede apreciar untramo bien marcado de muy bueno a ecelentes condiciones en los Km. 1?!"?!# al

Km. 1B1";?# correspondiente a un tramo de carpeta asf&ltica recientementeconstruida.

Esto se representa en los gr&ficos siguientes, de mayor incidencia 0ue son de* fatiga,a'uellamientos, parc'es y peladura en la carretera, siendo los de tipo severo lo m&ssignificativos.

 

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Informe Final

+,adr$ P09

+,adr$ P0b

+,adr$ P0c

 

Estudio Definitivo para el Mantenimiento Periódico de la Carretera Puno –Desaguadero, Tramo: Puno – Ilave

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Informe Final

+,adr$ P0d

+os valores estad-sticos del PCI por sector se presentan.

Sec&$r N: 01 ;'. 1*<*=000 > ;'. 1*<<=000

 PM4EDIM ;$.?

D. E76R8D 11.B

CMN. ICIM8 $?.1

4R:I4M $.B

4S8I4M 1#.!

Sec&$r N: 0% ;'. 1*<<=000 > ;'. 1*?0=000

 PM4EDIM ;;.$D. E76R8D @.

CMN. ICIM8 ;.@

4R:I4M @.#

4S8I4M 1;.;

Sec&$r N: 0* ;'. 1*?0=000 > ;'. 1*8?=000

 PM4EDIM ;;.#

D. E76R8D 1#.@

CMN. ICIM8 $?.@

4R:I4M >.B

4S8I4M 1#.>

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Informe Final

Sec&$r N: 07 ;'. 1*8?=000 > ;'. 1*@%=000

 PM4EDIM ?B.@

D. E76R8D ;1.B

CMN. ICIM8 ;$.$

4R:I4M 1##.#4S8I4M ;.?

Sec&$r N: 0 ;'. 1*@%=000 > ;'. 170?=000 

PM4EDIM 1>.#

D. E76R8D !.B

CMN. ICIM8 $>.?

4R:I4M $.B

4S8I4M 1#.$

Sec&$r N: 0< ;'. 170?=000 > ;'. 171*=000

 PM4EDIM [email protected]

D. E76R8D B.#

CMN. ICIM8 >;.;

4R:I4M >;.$

4S8I4M 1#.!

8.7 +$ndición ,nci$nal del Pai'en&$

8.7.1 Traba#$s de ca'!$

+a medici)n de rugosidad, reali2ada en <ulio del a/o ;##?, se efectu) con unrugos-metro tipo respuesta =ump Integrator de marca 64N8E++ montadosobre una camioneta ural de e3e posterior r-gido marca 6oyota de tracci)n simple,especialmente acondicionada y un navegador satelital FP7 marca Farmin.

+a rugosidad superficial es un dato empleado en el inventario vial 0ue permitecalificar el estado de la condici)n vial y permite el c&lculo de los costos de operaci)ndel usuario. El Sndice de ugosidad Internacional (II% es el par&metro masrecomendado por el =anco 4undial y es el m&s difundido actualmente para lamedici)n de la rugosidad en pavimentos.

El concepto de serviciabilidad 'a sido desarrollado en la ..7..M. oad 6est y sedefine en relaci)n con el prop)sito para el 0ue fue construido el pavimento* asegurar una circulación suave, confortable y segura.

El e0uipo de rugos-metro utili2ado es fabricado por +. N8E++ T Co. +td. En eleino Anido y proviene de un dise/o del 6ransport and oad esearc' +aboratory(6+%, con sede en Fran =reta/a. El instrumento consiste en un medidor de larugosidad vial, del tipo respuesta, 0ue al estar instalado en el ve'-culo, durante sufuncionamiento acumula el despla2amiento vertical del e3e del cuerpo del ve'-culo, alser inducido por las deformaciones de la v-a. Cada ;.> cm acumulados de rugosidad,

 

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Informe Final

transmite un impulso a un cont)metro, 0ue a su ve2 acumula el n5mero de impulsosrecibidos. 7e calibr) el ugos-metro para obtener los datos de rugosidad en secciones de ;##m. +a calibraci)n fue efectuada para obtener una ecuaci)n de calibraci)n 0uerelacione las lecturas del instrumento con el Sndice de ugosidad Internacional.

+a e3ecuci)n de los traba3os comprendieron cuatro etapas* la primera fue lainstalaci)n y operatibilidad del instrumento, la segunda fue las mediciones derugosidad en la v-a mediante lecturas directas del =A4P I86EF6M yposteriormente, en base a las lecturas, la ubicaci)n de las pistas de calibraci)n, paraluego proceder a la medici)n con un rugos-metro clase ; de estas pistas enlongitudes de ;## m y de esta manera proceder a calibrar las lecturas del instrumentocon valores II reales.

8.7.% Traba#$s de 2abine&e

7e efectu) la calibraci)n de este e0uipo siguiendo la metodolog-a del =anco 4undial,

efectu&ndose mediciones sobre tramos de distinta condici)n de rugosidad.

+,adr$ P0?

 

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Informe Final

Pis&as de calibraciónSen&id$

I(I Merln 6,'! In&e2ra&$r  5,ella Be#e YC Lec&,ras Be#e DC

N;'.

inici$;'. /inal In&erna E3&erna Pr$'edi$ 1 % * 7 Pr$'edi$

1Km

1!"#$###Km

1!"#$%##Carril

Derec&o'1%" (#)' ('1 ** *" *" *" *" *'*#

%Km

1!"!$+##Km

1!"*$###Carril

I-uierdo'(() '(!) '(( '# '1 '( (+ (" '#%#

!Km

1!+"$'##Km

1!+"$+##Carril

I-uierdo11*% 11+) 11" + " " + + "'#

*Km

1!)($*##Km

1!)($'##Carril

Derec&o'!'% (""* '#" (% (! (* (% (1 (%*#

(Km

1*#($###Km

1*#($%##Carril

Derec&o!#+% %(1! %+# %% %% !% !1 !1 %"'#

'Km

1*1($"##Km

1*1($)##Carril

I-uierdo1" %*+( %#) 1' 1" 1+ 1" 1' 1'+#

+as seis pistas de calibraci)n, fueron identificadas y medidas con el e0uipo 4erlinas- se obtuvo los II absolutos 0ue 'an sido correlacionados con las lecturaspromedio del =ump Integrator por pista de calibraci)n. Mbtenindose la ecuaci)n de

 

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Informe Final

calibraci)n para todo el tramo estudiado. +a formula de calibraci)n empleada para losc&lculos de rugosidad fue*

+,adr$ P08

Con un adecuado valor de regresi)n de ;  #.BB$, 0ue nos indica una adecuadaconsistencia de valores y por lo tanto una formula de calibraci)n adecuada y fiable.+as lecturas de II, se 'an obtenido cada ;##m. Del an&lisis de estos resultados setiene para todos los sectores, una rugosidad de*

+,adr$ P0@

 

Estudio Definitivo para el Mantenimiento Periódico de la Carretera Puno –Desaguadero, Tramo: Puno – Ilave

( )   26.1)(0361.0)(005.05.05   23+−+−−=   BI  BI  BI  E  IRI 

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Informe Final

6al como se observa en el grafico, ambos carriles guardan relaci)n uno del otro, esdecir 0ue el desgaste y nivel de confort en ambos sentidos de circulaci)n, sonsimilares, se observan 0ue los iris mas ba3os son m&s coincidentes en las 2onas depavimento nuevo, como se indica en la evaluaci)n superficial.

En el grafico siguiente, se observa el II promedio de ambos carriles, se indicaadem&s el valor promedio de todos los valores y tambin el valor caracter-stico,obtenido. El coeficiente de variaci)n de todos los valores es de @.@, por lo 0ue elvalor promedio es un indicador muy aproimado.

+,adr$ P10

 

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Informe Final

+os valores estad-sticos obtenidos de la totalidad de valores son los siguientes*

+,adr$ P11

PM4EDIM $.B>D. E76R8D 1.$

CMN. ICIM8 ;?.@H4R:I4M !.4S8I4M 1.;

I(I +A(A+TE(FSTI+A?.%8

El estado superficial o transitabilidad seg5n los valores II, se 'a clasificado deacuerdo a las siguientes 6ablas*

A Niel de As/al&ad$

+,adr$ P1%II E76DMU =ueno

$ egular  $ – ! 4alo! – 1# Psimo

 

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Informe Final

De los valores obtenidos la transitabilidad de la v-a es de PV7I4M E76DM, estandocerca del l-mite inferior de dic'o rango, debido a 0ue el pavimento se encuentrafatigado y muy enve3ecido, tambin se puede observar un sector bien definido cercade la parte central con un II en promedio de 1.> 0ue corresponde al tramo decarpeta asf&ltica recientemente construida.

7e recomienda una intervenci)n inmediata a fin de me3orar el estado del pavimentodentro del margen de transmisibilidad adecuado.

  continuaci)n se indican los IIs por tramos.

SE+TO( N: 01

   E   7   6   ,   D .

 PM4EDIM .%?

D. E76R8D 0.8

CMN. ICIM8 1.@

 4R:I4M <.*

4S8I4M 7.%

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Informe Final

I(I +A(A+TE(FSTI+A   <.<

SE+TO( N: 0%

   E   7   6   ,   D .

 PM4EDIM >.1!

 D. E76R8D1.1

CMN. ICIM8 ;#.!

4R:I4M !.

4S8I4M ;.?

II CC6ES76IC*   !.B#

SE+TO( N: 0*

 

Estudio Definitivo para el Mantenimiento Periódico de la Carretera Puno –Desaguadero, Tramo: Puno – Ilave

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Informe Final

   E   7   6   ,   D .

 PM4EDIM >.>$

D. E76R8D #.@

CMN. ICIM8 1%.1

4R:I4M !.

4S8I4M .>

II CC6ES76IC*   !.!$

SE+TO( N: 07

 

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Informe Final

   E   7   6   ,   D .

 PM4EDIM 1.B

 D. E76R8D 1.$ CMN. ICIM8 @!.;

4R:I4M >.B

4S8I4M 1.;

 II CC6ES76IC*   $.1?

SE+TO( N: 0

 

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Informe Final

   E   7   6   ,   D .

 PM4EDIM >.#

D. E76R8D 1.1

CMN. ICIM8 ;1.;

 4R:I4M !.

4S8I4M ;.;

II CC6ES76IC*   !.@>

SE+TO( N: 0<

 

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Informe Final

   E   7   6   ,   D .

 PM4EDIM .7

D. E76R8D 0.@CMN. ICIM8 ?.1

4R:I4M <.%

4S8I4M %.?

I(I +A(A+TE(FSTI+A   <.@0

+a determinaci)n anal-tica de la ugosidad se 'a efectuado utili2ando la epresi)naproimada establecida por la 76M, 0ue relaciona la ugosidad con el Sndicede 7erviciabilidad la correlaci)n adoptada se desarroll) usando los datos obtenidos

en el Ensayo Internacional sobre ugosidad en Caminos, reali2ado en =rasil en1B?;.

7e tiene as- la epresi)n*

   

  ×= PSI 

 Ln R  0.5

5.5

Donde*

* ugosidad, en II (International oug'ness Inde%P7I * Sndice de 7erviciabilidad Presente

 

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Informe Final

Mbtenindose as-, un P7I de ;.! en todo el tramo.

8. +$ndición Es&r,c&,ral del Pai'en&$

8..1 Traba#$ de +a'!$

El consultor 'a evaluado la condici)n estructural del pavimento mediantemediciones de curvas de deflei)n o deformada del pavimento, las cuales permitenefectuar modelaciones y c&lculos de par&metros el&sticos a travs de teor-asmecanicistas.

+as defleiones son una medida de la deformaci)n el&stica 0ue eperimenta unpavimento al paso de una carga, y stas son funci)n no s)lo del tipo y estado delpavimento sino tambin del mtodo y e0uipo de medida.

7e empleo la viga de doble bra2o, con un cami)n de peso normali2ado.

+as mediciones se 'an reali2ado cada ># m alternados en cada sentido, o lo 0ue eslo mismo, cada 1## m a lo largo de cada carril de circulaci)n la medici)n se efect5oen cada uno de los carriles y a lo largo de todo el tramo, el detalles de los ensayospuede consultarse en el 8E:M 8W #@

El e0uipo utili2ado es el m&s com5n en el Per5 y se emple) el 4odelo de ogg, elcual calcula directamente los m)dulos el&sticos, en la capa de subrasante,

En cada ensayo se reali2aron un total de aplicaciones de carga.

 

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Informe Final

8..% Traba#$ de Gabine&e

En base a los ensayos reali2ados, se proceso la informaci)n de la totalidad del tramoen estudio, 'all&ndose, para ello se 'icieron las correcciones por temperaturaindicadas seg5n norma, y se calcularon tanto la deflei)n, como el radio de curvatura,as- como los m)dulos el&sticos y C= del material de subrasante.

En los aneos correspondientes se presentan los formatos con las planillas de c&lculo

y valores obtenidos por punto ensayado.

 

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+,adr$ P1*

+,adr$ P17

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Informe Final

  continuaci)n se muestra la estad-stica de los valores de defleiones*

+,adr$ P1<

promedio $?.>B@##

Desviaci)n Est. ;$.!1$1BCoef. ar. >#.1;B$!?>

ma 1#

min #

Caracter-stico  ??

.!@

De acuerdo al grafico anterior, se observa 0ue en general los valores de deflei)n sonaltas lo cual indica un comportamiento inadecuado del material del pavimento por encontrarse enve3ecida, el valor promedio de la deflei)n en todo el tramo es de$?.!# (mm;%, cuyo coeficiente de variaci)n es de >#.1 (H%, asimismo el valor caracter-stico obtenido 'a sido de ??.!@ (mm ;%, con una desviaci)n est&ndar de

;$.!.De acuerdo a los valores obtenidos, se determinaron 2onas dbiles por defleionesaltas, dic'os sectores son*

+,adr$ P1

CD#1CD#;CD#CD#$CD#>CD#!

CD#@CD#?CD#BCD1#CD11CD1;CD1CD1$CD1>CD1!

Km.1!$"$##Km. 1!>"$##Km. 1@$"?##Km. 1@@"##Km. 1?#"B##Km. 1?1"##

Km. 1?1"@>#Km. 1?;"###Km. 1?;"?##Km. 1?"$##Km. 1?!"##Km. 1B;">##Km. 1$#@">##Km. 1$#?"##Km. 1$1#"@##Km. 1$1;"$>#

En estos sectores se recomienda una intervenci)n, en distancias no menores de ;>(m% a ambos lados de la estaca de estudio.

En los dem&s sectores estudiados, se 'a observado la carencia de una adecuadaberma.

8.< +$ndición de l$s ac&$res de Se2,ridad del Pai'en&$

8.<.1 Traba#$ de +a'!$

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Informe Final

Macr$&e3&,ra

Este mtodo de ensayo es adecuado para pruebas de campo, ya 0ue permitedeterminar en forma simple el promedio del espesor de la macrotetura de lasuperficie del pavimento. El conocimiento del espesor de la macrotetura sirve comouna 'erramienta en la caracteri2aci)n de las teturas superficiales de los

pavimentos.

Cuando se utili2a en con3unci)n con otras pruebas f-sicas, el espesor de lamacrotetura derivada de este mtodo de prueba puede ser utili2ado paradeterminar la capacidad de resistencia al desli2amiento de los materiales enpavimentos o sustentar la recomendaci)n para un me3oramiento del acabadosuperficial, como parte de los planes de mantenimiento.

+as mediciones del espesor de la tetura producida utili2ando este mtodo deensayo se ve influenciada por las caracter-sticas de la macrotetura de la superficie.+a forma de la part-cula del agregado, tama/o y distribuci)n son caracter-sticas dela tetura superficial no tomada en cuenta en este procedimiento. Este mtodo deensayo no intenta proporcionar una calificaci)n completa de las caracter-sticas de la

tetura superficial.

+a superficie del pavimento muestreado utili2ando este mtodo de prueba debeestar seca y libre de cual0uier residuo de construcci)n, escombros superficiales, ypart-culas agregados sueltos 0ue se pudieran remover o despla2ar durantecondiciones ambientales y de servicio normales.

Pr$cedi'ien&$ de Ensay$

+os materiales y mtodo de prueba est&ndar constan de una cantidad de materialuniforme, un recipiente de volumen conocido, una pantalla adecuada paraprotecci)n contra el viento, broc'as para limpiar la superficie, un disco plano paradispersar al material sobre al superficie y una regla o cual0uier otro dispositivo para

determinar el &rea cubierta por el material. 7e recomienda tambin una balan2a delaboratorio para asegurarse de la consistencia de las mediciones de cada ensayo.

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Informe Final

El procedimiento de ensayo involucra la dispersi)n de un volumen conocido dematerial sobre una superficie de pavimento limpia y seca, la medici)n de dic'a &reacubierta, y subsecuentemente se calcula el promedio del espesor entre la parteinferior de los vac-os y la parte superior de los agregados. Esta medici)n de espesor de la tetura superficial refle3a las caracter-sticas de la macrotetura.

En la dispersi)n del material especificado en este mtodo, la superficie de losvac-os est& completamente llena 'asta los picos de las part-culas circundantes. Estemtodo de prueba no se considera conveniente para utili2arse en superficiesestriados o pavimentos con vac-os grandes (X 1.# pulgada (;>mm%%.

S,!er/icie de !r,eba. Inspeccione la superficie del pavimento por ser evaluada yseleccione un &rea seca y 'omognea 0ue no contenga caracter-sticas 5nicas olocali2adas tales como grietas y 3untas. Debe estar completamente limpia utili2andoprimeramente la broc'a de alambre y posteriormente la broc'a de cerdas suavespara remover cual0uier residuo, escombro o part-culas de agregado sueltas de lasuperficie. Colocar la pantalla contra viento alrededor de la superficie por ensayar.

Ma&erial de !r,eba.  +lene el volumen de material conocido con material seco,golpee suavemente la base del cilindro varias veces sobre una superficie r-gida.+lene con material 'asta la parte superior del cilindro y nivele con una regleta. 7i sedispone de una balan2a, determine la masa del material en el cilindro en el cilindro yutilice esta misma masa de material de prueba en cada determinaci)n.

Medición del ensay$. ierta el volumen del material en la superficie limpia dentrodel &rea protegida por la pantalla contra viento. Disperse cuidadosamente almaterial en el parc'e circular con la 'erramienta de disco, con la parte cubierta con'ule 'acia aba3o, llenando los vac-os superficiales 'asta los picos de las part-culasde agregados, tambin puede reali2arse con una regleta.

4ida y registre el di&metro del &rea cubierta por el material como m-nimo de cuatrolocali2aciones igualmente espaciadas alrededor de la circunferencia de la muestra.Calcule y registre el di&metro promedio.

NH'er$ de 'edici$nes de !r,eba. El mismo operador deber& desarrollar almenos cuatro mediciones del espesor de la macrotetura, espaciadasaleatoriamente sobre un tipo de superficie de pavimento ensayado. El promedioaritmtico de los valores de espesor de la macrotetura se deben considerar comoel promedio del espesor de la macrotetura de la superficie del pavimento ba3oestudio.

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Informe Final

E,i!$ (e,erid$ !ara la Macr$&e3&,ra

4aterial Esferas de vidrio s)lido con B#H de redonde2 de acuerdo con el mtodo deprueba 764 D 11>> o podr-a utili2arse arena graduada de tal manera 0ue tenganun m-nimo de B#H en peso 0ue pase la malla 8o. !# y se retenga un 1##H en lamalla 8o. ?#.

ecipiente de prueba. 7e puede utili2ar un recipiente cil-ndrico met&lico o de vidrio,con volumen interno predeterminado de al menos 1.> pulgadas c5bicas (;>,###mm%, el cual se utili2ar& para determinar el volumen de arena dispersa.

erramienta de dispersi)n. 7e deber& utili2ar un disco plano duro deaproimadamente 1 pulgada (;> mm% de espesor y ;.> a pulgadas (!# a @> mm%de di&metro para dispersar la arena. +a parte inferior del disco deber& estar cubiertocon un material de 'ule duro y se puede acoplar un asa conveniente a la partesuperior del disco. M si no se cuenta con esta 'erramienta, puede ser rempla2arapor una regleta, lo suficientemente larga para abarcar el di&metro formado por laarena dispersa.

=roc'as. 7e deber&n utili2ar una broc'a de alambre y una de cerdas suaves sedeber& utili2ar para limpiar completamente a la superficie del pavimento antes de laaplicaci)n del material de prueba.

Pantalla contra viento. 7e utili2a para proteger al material del viento y la turbulenciacreada por el tr&fico.

Escala. 7e deber& utili2ar una escala est&ndar (regla o cinta mtrica% de #> mm ode longitud mayor 0ue contenga divisiones de 1 mm.

Atilice una balan2a de laboratorio, con sensibilidad de #.1 g, se recomienda coneste mtodo de prueba para proporcionar un control adicional y para asegurar 0uela cantidad de material utili2ado para cada medici)n del espesor de la macrotetura

es igual tanto en masa como en volumen.Micr$&e3&,ra

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Informe Final

El procedimiento tiene por ob3eto obtener un Coeficiente de esistencia alDesli2amiento (CD% 0ue, manteniendo una correlaci)n con el coeficiente f-sico dero2amiento, valore las caracter-sticas antidesli2antes de la superficie de unpavimento. +os resultados obtenidos mediante este ensayo no son necesariamenteproporcionales o correlativos con medidas de ro2amiento 'ec'as con otros e0uipos

o procedimientos. Este ensayo consiste en medir la prdida de energ-a de un pndulo decaracter-sticas conocidas provisto en su etremo de una 2apata de goma, cuando laarista de la 2apata ro2a, con una presi)n determinada, sobre la superficie a ensayar y en una longitud fi3a. Esta prdida de energ-a se mide por el &ngulo suplementariode la oscilaci)n del pndulo. El mtodo de ensayo se puede emplear tambin paramedidas en pavimentos de edificaciones industriales, ensayos de laboratorio sobreprobetas, baldosas o cual0uier tipo de muestra de superficies planas terminadas.

Pr$cedi'ien&$ de Ensay$

8ivelaci)n del e0uipo. 8ivelar el instrumento eactamente (con precisi)n girando lostornillos niveladores 'asta 0ue la burbu3a este centrada en el o3o la burbu3aniveladora.  3uste a ceros. 7e eleva la cabe2a del aparato, de tal forma 0ue el bra2o delpndulo oscile sin ro2ar la superficie a medir y se procede a comprobar el cero de laescala de medida. Para ello se lleva el bra2o del pndulo a su posici)n 'ori2ontal'acia la derec'a del aparato, 0uedando enganc'ado autom&ticamente en elmecanismo de disparo. Despus se despla2a la agu3a indicadora 'asta el topesituado en la cabe2a del aparato, de forma 0ue 0uede paralela al e3e del bra2o delpndulo. Este tope, constituido por un tornillo, permite corregir el paralelismo entrela agu3a y el bra2o. 7eguidamente, por presi)n sobre el pulsador se dispara el bra2odel pndulo, 0ue arrastrar& la agu3a indicadora solamente en su oscilaci)n 'aciadelante. 7e anota la lectura se/alada por la agu3a de la escala del panel y se vuelveel bra2o a su posici)n inicial de disparo.

+a correlaci)n de la lectura del cero se reali2a mediante el a3uste de los anillos defricci)n. 7i la agu3a sobre pasa el cero de la escala, la correcci)n eigir& apretar losanillos de fricci)n. 7i la agu3a no alcan2a el cero de la escala, la correcci)n eigir&aflo3ar los anillos de fricci)n.

 3uste de la longitud de desli2amiento. Con el pndulo colgando libre colocar elespaciador aba3o del tornillo de a3uste o regulaci)n del bra2o del pndulo. =a3ar elbra2o del pndulo de manera 0ue la superficie de la goma apenas to0ue lasuperficie. =lo0uear la cabe2a del pndulo firmemente, levantar el bra2o delpndulo, y remover el espaciador.

Colocar el calibrador al lado y paralelo a la direcci)n del balanceo para verificar lalongitud de la trayectoria de contacto. Elevar el bra2o del pndulo, entoncessuavemente ba3ar 'asta la superficie de desli2amiento otra ve2 se apoye odescanse en la superficie.

7i la longitud de la trayectoria de contacto no esta entre 1;$ y 1;@ mm, parasuperficies de prueba planas, o entre @> y @? mm, para superficies curvas, medidoscon la 2apata de goma, se puede corregir a3ustando la elevaci)n del pndulo o ba3ar el instrumento con los tornillos niveladores frontales.

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Informe Final

E,i!$ e'!lead$ en la Micr$&e3&,ra

7e utili2a el pndulo brit&nico o tambin conocido como Pndulo del 6+(6ransport and oad esearc' +aboratory%, una regleta graduada, term)metro,recipientes para agua, cepillo, cinta mtrica.

8.<.% Traba#$ de Gabine&e

+)lc,l$s e/ec&,ad$s !ara la Macr$&e3&,ra

olumen del cilindro. Calcule el volumen interno del cilindro de prueba como sigue*

Donde* volumen interno del cilindro, (mm%,d di&metro del cilindro de prueba, (mm%, y altura del cilindro, (mm%

Espesor promedio de la macrotetura del pavimento. Calcule el promedio de lamacrotetura de la superficie utili2ando la siguiente ecuaci)n*

Donde* promedio del espesor de la macrotetura de la superficie, mm, volumen de la muestra, mm, yd di&metro promedio del &rea cubierta por el material, en mm.

+,adr$ P1?(es,l&ad$s Ob&enid$s de Macr$&e3&,ra

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Informe Final

7e observa, 0ue los resultados de 4acrotetura indican en el tramo, una profundidadde #.;B a .>! mm, con una altura promedio de #.BB mm, propio de un tratamientosuperficial 0ue re0uiere de intervenci)n, se puede apreciar un tramo bien marcadacorrespondiente al tramo con carpeta asf&ltica cumple con las eigencias para la4acrotetura.

+)lc,l$s e/ec&,ad$s !ara la Micr$&e3&,ra

El coeficiente de resistencia al desli2amiento es obtenido de la siguiente manera*

+( J Lec&,ra E/ec&iaK100

+as medidas efectuadas sobre el pavimento est&n siempre afectadas por lasvariaciones de temperatura de la 2apata y de la superficie ensayada es por esto,0ue al valor obtenido del pndulo se le adiciona un factor a la lectura efectiva. Por e3emplo, si obtenemos una lectura de promedio de @? y tenemos una temperaturade #YC, le adicionaremos a @? el factor de ; y tendremos ?#.

+,adr$ P18

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Informe Final

Nactor de correcci)n por temperatura

+os resultados de las medidas efectuadas en cada 2ona de ensayo de una secci)ndel pavimento ser&n epresados en por lo menos tres valores, correspondientescada uno, a 2onas representativas de la condici)n de la superficie. Con cada uno delos tres o m&s valores obtenidos se calcular& la media aritmtica 0ue ser& elCoeficiente de esistencia al desli2amiento

Para la correcci)n por temperatura se empleara las siguientes ecuaciones*

+,adr$ P18a

C  ParaTP 

TP TP  F 

°≤

−+−=∆

307)(45.0)(005.0

  2

+,adr$ P18b

C  ParaTP 

TP  F 

°>

−=∆

30

1)(1.0

Donde*6PZZZ. temperatura del pavimento ∆N ZZZ.. valor a adicionar o restar

+,adr$ P1@+$e/icien&e de ricción al eslia'ien&$

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Informe Final

7e observa, 0ue en general los valores obtenidos, se encuentran por encima del valor #.$>, indicando una resistencia a la fricci)n adecuada, se asocia al tipo de superficiede rodadura 0ue presenta.

8.? Pr$s!ecci$nes de S,el$s y Ensay$s es&r,c&i$s en el Pai'en&$

8.?.1 Traba#$s de +a'!$

7e reali2aron prospecciones para la verificaci)n de los espesores de las capas delpavimento y la clasificaci)n visual de los suelos y materiales 0ue lo conforman, conuna frecuencia de una cada dos (;% Km., y una profundidad de 1.;maproimadamente, totali2ando ;! calicatas, denominadas C1 a C;! (8E:M 8W#B%.

 simismo, se reali2aron calicatas de 1.>#m en las cuales se efectuaron ensayos decaracteri2aci)n f-sica de los materiales de las distintas capas de los pavimentosencontrados, totali2ando #? calicatas denominadas CD1 a CD#?, estos puntosde investigaci)n corresponden a 2onas dbiles por defleiones altas (8E:M 8W#B%.

6ambin se tomaron muestras de la capa de rodadura me2clada con 1> cm deespesor de base eistente de cada una de las calicatas para obtener una muestrarepresentativa del tramo. las cuales fueron enviadas a +ima para reali2arle ensayosde reciclado asf&ltico.

+os resultados de los suelos encontrados y de los resultados de laboratorio sepresentan en los aneos correspondientes (8E:M 8W # y #$%.

8.?.% Traba#$s de Gabine&e

7e anali2aron los resultados de laboratorio y fueron contrastados con los resultadosde las evaluaciones deflectomtricas as- como, como las condiciones defuncionalidad y seguridad, a fin de sectori2ar en sectores 'omogneos los tramos aanali2ar y dar soluci)n par la vida 5til del pavimento.

7e observa en general, de los resultados de laboratorio, 0ue la muestra 1 de lascalicatas, presenta un considerable contenido de finos superando el 1# H delporcenta3e 0ue pasa la malla [ ;##, no 'abindose encontrado ninguna calicata conlas caracter-sticas 0ue eigen las Especificaciones 6cnicas Fenerales, en lo 0uerespecta a este re0uisito.

7e observa asimismo 0ue los porcenta3es de compactaci)n de la muestra 1, seencuentran bordeando del BH al B@H.

+os espesores 'allados de las capas eistentes del pavimento se muestran en elcuadro ad3unto.

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Informe Final

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Informe Final

8.8 Sec&$riación del Tra'$

7e confeccionaron los planos de evaluaci)n de pavimentos, donde se volc) toda lainformaci)n levantada y tomada en campo, referida a las evaluaciones indicadas enlos trminos de referencia, anali2&ndose los da/os por tipo de severidad, asimismo se

anali2) los resultados obtenidos de rugosidad superficial y de seguridad de pavimentomediante la medici)n de la fricci)n.

+os criterios b&sicos de sectori2aci)n obedecen principalmente a la evaluaci)ndeflectomtrica y superficial, siendo coincidentes ambos criterios en la sectori2aci)nseleccionada.

+a corroboraci)n de dic'a sectori2aci)n mediante la evaluaci)n destructiva apoyanuestra 'ip)tesis.

7e deber&n reali2ar las recomendaciones indicadas en las 2onas dbiles por defleiones altas, de tal manera de 'omogeni2ar los materiales de subrasante.

En base a los an&lisis efectuados se seleccion) seis (#!% sectores 'omogneos, losmismos 0ue se aprecian en los planos correspondientes y a los cuales se 'aseleccionado la soluci)n de pavimentos mas optima.

Cabe mencionar 0ue tanto las defleiones 'alladas como los c&lculos de m)dulosel&sticos y los valores de PCI obtenidos 'an sido gravitantes en la selecci)n de lossectores 'omogneos. Estos sectores son*

+,adr$ P%1Selección de Sec&$res 5$'$2ne$s

Sec&$res ;'. inici$ ;'. /inal1 1!"### 1!!"###; 1!!"### 1@#"### 1@#"### 1?@"###$ 1?@"### 1B;"###> 1B;"### 1$#@"###! 1$#@"### 1$1"###

8.@ ise$s

7e 'a reali2ado lo correspondiente al dise/o del pavimento, seg5n lo contempla los6rminos de eferencia.

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Informe Final

Para tal fin se reali2) la verificaci)n de los espesores propuestos, aplicando lasmetodolog-as, entre ellos 76M B. Para tal fin en primer lugar trataremos los factores eternos a la v-a como es el clima,anali2aremos tanto las precipitaciones como la temperatura. +uego anali2aremos las

cargas aplicadas (6rafico%, asimismo anali2aremos la estructura eistente(espesores%, posteriormente se anali2aran los resultados de las EvaluacionesEstructurales y 7uperficiales del Pavimento eistente y finalmente se verificara lacapacidad portante (7ubrasante%.

6odas las variables con3ugan para finalmente dar un dise/o representativo de lasnecesidades y aportaciones de los elementos estructurales, ante las solicitaciones decargas de tr&fico.

8.@.% T("I+O

El n5mero acumulado de repeticiones de carga de e3e e0uivalente (?,; toneladas%,0ue circular& por la v-a de dise/o durante la vida 5til prevista para la obra, se lodeterminar& en base a los estudios de tr&fico y cargas por e3e efectuados a los finesparticulares del presente estudio.

Para estos c&lculos se 'a considerado eclusivamente la acci)n de los )mnibus ycamiones, dado 0ue el efecto destructivo de los ve'-culos ligeros se puede considerar pr&cticamente despreciable.

De acuerdo al estudio de tr&fico reali2ado, para el a/o estimado de inicio del servicio,se tienen los vol5menes ve'iculares, por d-a (ambas direcciones%,

En base a esta informaci)n b&sica se calcular& el n5mero acumulado de repeticionesde carga (81#%. 7e adopta un per-odo de dise/o de 1# a/os.

De acuerdo a lo anterior, para los primeros 1# a/os se tendr& el siguiente n5meroacumulado de repeticiones de carga*

En base a los an&lisis estad-sticos descritos en el estudio de 6rafico y de acuerdo alas consideraciones epuestas se 'a calculado los n5meros acumulados de e3ee0uivalente (E+%, as- se desprende en el cuadro DP#@. s- se tiene*

P %%EAL !$r &ra'$s

Tra'$ EAL

Puno – Ilave (a > a/os% ;.#? 1#

!

Puno – Ilave (a 1# a/os% $.$@ 1#!

8.@.* EST(U+TU(A EDISTENTE

En base a la eploraci)n de 7uelos y a las calicatas efectuadas se 'a podido medir los diferentes espesores de la estructura del pavimento, as- se 'a observado 0ueeisten distintos espesores del mismo a lo largo del tramo estudiado, los resultados'an sido anali2ados estad-sticamente.

Estos an&lisis se pueden visuali2ar en los cuadros de dise/os de pavimentos, dondese 'a vertido la informaci)n de campo en funci)n a los sectores 'omogneos.

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Informe Final

En general, el pavimento presenta una primera capa compuesta por gravas arcillosascon un moderado contenido de finos, superior al 1#H del material pasante la malla[;##, con un porcenta3e de compactaci)n en promedio de B>.>H respecto de ladensidad del ensayo proctor, se observa 0ue el comportamiento, para el nivel actual

de tr&fico 'a sido adecuado, toda ve2 0ue los tratamientos superficiales tienen'ori2ontes de vida 5til de a $ a/os dependiendo principalmente del mantenimiento0ue reciben.+a segunda capa esta conformada por materiales de similares caracter-sticas.El material de subrasante, presenta materiales de dos tipos, en el sector , estaconformado principalmente por arena o grava arcillosa con contenidos de finos altoscon algunos tramos 0ue contienen el mismo material con presencia de piedrasgrandes, mientras 0ue en los sector ! presenta arcilla y limos inorg&nico ypuntualmente arcillas.

Es recomendable me3orar las caracter-sticas de la actual capa de base, para ello se'a definido recurrir a tcnicas de recicla3e

[email protected] EVALUA+I-N EST(U+TU(AL

+os traba3os reali2ados para la evaluaci)n estructural est&n descritos en los cap-tulosanteriores y los detalles por sectori2aci)n se presentan en el 8E:M #@.

8.@. EVALUA+I-N SUPE(I+IAL

+os traba3os reali2ados para la evaluaci)n 7uperficial est&n descritos en los cap-tulosanteriores y los detalles por sectori2aci)n se presentan en el 8E:M #>

8.@.< EVALUA+I-N SEGU(IA

+os traba3os reali2ados para la evaluaci)n de la seguridad est&n descritos en loscap-tulos anteriores y los detalles por sectori2aci)n se presentan en el 8E:M #?

8.@.? +APA+IA PO(TANTE E LOS SUELOS E SU6(ASANTE B+6(C

7e reali2aron ensayos de laboratorio a las muestras etra-das de los suelos ypavimentos evaluados, los resultados de dic'as evaluaciones fueron contrastadascon los resultados de la evaluaci)n deflectomtrica, obtenindose correlaciones parala obtenci)n del C= de dise/o y el 4odulo resilente de dise/o, acordes con larealidad.

+os valores obtenidos para cada sector 'omogneo, se presentan en el 8E:Mcorrespondiente, calculados en base a los an&lisis de defleiones y resultados delaboratorio.

[email protected] SE+TO(ES 5OMOGNEOS

+os sectores 'omogneos seleccionados son seis, los mismos 0ue se indican acontinuaci)n

+,adr$ P%*Sec&$res ;'. inici$ ;'. /inal

1 1!"### 1!!"###; 1!!"### 1@#"### 1@#"### 1?@"###

$ 1?@"### 1B;"###> 1B;"### 1$#@"###! 1$#@"### 1$1"###

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Informe Final

+,adr$ P%7

8.@.@ ETE(MINA+I-N E ESPESO(ES

8.@[email protected] M&$d$ AAS5TO4 Versión 1@@*

Para la determinaci)n del espesor del refuer2o del pavimento mediante laaplicaci)n del mtodo 76M B, (FAIDE NM DE7I8F MN PE4E8676AC6AE7 1BB%, se 'a anali2ado cuidadosamente los siguientes

par&metros*

• Confiabilidad (H%• Desviaci)n standard total (7o%• 6rafico (E+%• 4odulo esiliente (4r%• 7erviciabilidad• Sndices estructurales del pavimento

+uego se procedi) a calcular el n5mero estructural 0ue re0uiere la v-aactualmente para luego compararlo con el eistente, de esta manerapodemos encontrar el n5mero estructural re0uerido.

+os sucesivos valores del n5mero estructural, 78, se determinan en cadacaso mediante la aplicaci)n de la ecuaci)n de dise/o indicada en la Nigura.1 (Pag. II – ;% del mtodo de dise/o, ver cuadro DP#B.

$r',la General de AAS5TO

( )

( )

07,8log32,2

1

109440,0

5,12,4log

20,01log36,9

19,5

−×+

++

−∆×

+−+×+×=   RO R   M 

SN 

 PSI 

SN S  Z  N  Log 

donde*

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Informe Final

8* 85mero acumulado de repeticiones de e3e de ?,; t9* Desviaci)n 7tandard 8ormal, para el 8ivel de Confiabilidad, ,

seleccionado7M* arian2a78* 85mero Estructural correspondiente al pavimento anali2ado

\P7I* Ca-da admitida del Sndice de 7ervicio4* 4)dulo resiliente de la capa verificada

+$n/iabilidad

+a confiabilidad de un proceso de dise/ocomportamiento de un pavimento,es la probabilidad de 0ue una secci)n del pavimento, dise/ada usando elproceso, se comportara satisfactoriamente ba3o las condiciones de trafico ymedio ambiente durante el periodo de dise/o, seg5n la tabla ;.; (pag II.B% dela guia de dise/o (cuadro DP1#%, los valores para nuestro caso particular corresponder-an a una v-a Interestatal rural cuya confiabilidad varia entre ?#y BB.B

+UA(O P%

Para nuestro caso especifico y base a la confiabilidad de nuestros datosestudiados, como son par&metros mencionados al inicio, y de acuerdo a lasespecificaciones tcnicas 0ue deber&n cumplirse en la etapa de construcci)n,

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Informe Final

el Consultor estima conveniente considerar un valor medio de ?>H parael dise/o total a 1# a/os.

Para estos niveles de confiabilidad, la Desviaci)n 7tandard 8ormal (6abla$.1, pag. 1!; de la Fu-a de Dise/o 76M%, resulta 9r 1.#@, (Cuadro

DP;!%

+UA(O P%<

esiación S&andard T$&al $ ariana

Cuando se procede con un dise/o por etapas, las confiabilidades parcialesdeben traba3arse de acuerdo a la recomendaci)n de la gu-a, por tal lasconfiabilidades parciales son de B;.>H para cada etapa, las cuales encon3unto y para el periodo de dise/o (1# a/os%, nos garanti2an laconfiabilidad del ?>H, cuyo valor se encuentra en el rango recomendado por la Fu-a.

Por otro lado, considerando 0ue se 'a efectuado un estudio de tr&ficodetallado, 0ue 'a incluido censos de ve'-culos y de cargas, se adopta, parapavimento fleible*

S$ J 047

Tr ) /ic$El tr&fico esperado para el periodo de dise/o corresponde a*

+,adr$ P%?Tra'$ EAL

Puno – Ilave (a > a/os% ;.#? 1#!

Puno – Ilave (a 1# a/os% $.$@ 1#!

M$d,l$ (esilien&eEn base a la sectori2aci)n de los sectores 'omogneos se 'a calculado losm)dulos resilentes por los mtodos antes mencionados (defleiones y

laboratorio%.

Sericiabilidad

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Informe Final

+a serviciabilidad de un pavimento esta definido como su 'abilidad paraservir al tipo de tr&fico (autom)viles y camiones% 0ue usa la v-a. +a medidaprimaria de la serviciabilidad es el Sndice de 7erviciabilidad Presente (P7I,Present 7erviciabilty Inde%, 0ue varia entre cero (#%, camino imposible, y

cinco (>%, camino perfecto.

El Consultor propone en base al desarrollo de otros proyectos similares 0ueel -ndice de serviciabilidad inicial sea de Po $ y el -ndice de serviciabilidadfinal Pt ;, lo 0ue la disminuci)n del -ndice de serviciabilidad ser& ;.

Fndices es&r,c&,rales

+os -ndices estructurales considerados son los siguientes*

Para los pavimentos eistentes se 'a seguido las recomendaciones de loscoeficientes de reducci)n en base a las evaluaciones superficiales, losmismos 0ue se indican en el 8E:M correspondiente a la memoria dec&lculo, pues para cada secci)n 'omognea se 'a procedido al c&lculo delos -ndices de reducci)n.

Para la colocaci)n de refuer2os, se 'an considerado los siguientescoeficientes estructurales, en base a sus propiedades f-sicas, en base alensayo 47++, como se indica a continuaci)n*

+,adr$ P%8Ti!$ de Pai'en&$ Pr$!iedad isica +$e/icien&e

4icro pavimento modificado con pol-meros 7=7 (Estabilidad 4in @K8% #.$>Concreto asf&ltico Convencional (Estabilidad 4in 1#K8% #.$>

Concreto asf&ltico con emulsi)n eciclado (Estabilidad 4in K8% #.;

=ase 8egra eciclada (o Null De'p% (Estabilidad 4in >K8% #.P " sfalto Espumado (Estabilidad 4in K8% #.;;=ase Franular (nueva% (C= 1##H% #.1$

7ub =ase Franular (nueva% (C= $#H% #.1;>

+a 3ustificaci)n de los -ndices estructurales recomendados, se puedenconsultar en el manual de dise/o de la gu-a de dise/o de la 76M (1BB%,tal como se muestran en las figuras ad3untas. M en la bibliograf-aespeciali2ada usada en diferentes partes del mundo.

especto al asfalto espumado, el comportamiento es b&sicamente similar auna base estabili2ada. Puede consultarse adicionalmente las gu-as deLirtgen, para su empleo en estabili2aciones de materiales granulares.

De a cuerdo a los manuales de dise/o de los proveedores de esta tecnolog-ade reciclado, el rango es de #.1# a #.#, en el proyecto de ntamina, para lacarretera Conococ'a – Ganacanc'a, se consider) un valor de #.;; 0ue luegode ser e3ecutado con ito 'a 0uedado validado con las pruebasdeflectomtricas post e3ecuci)n de obra.

Para las bases estabili2adas, se 'an efectuado ensayos 47++,eclusivamente para el proyecto, arro3ando un valor promedio de estabilidadde ;,!1 +b. 7i observamos el cuadro DP;B, se puede observar 0ue dic'ovalor sobre pasa largamente los valores superiores recomendados, por lo0ue el Consultor considera conveniente no sobre pasar dic'o valor. esteproyecto se considero el valor estructural #..

+,adr$ P%@

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Informe Final

+,adr$ P%@ A

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Informe Final

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Informe Final

+,adr$ P*0

+,adr$ P*1

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Informe Final

 simismo, para el c&lculo de la vida remanente, los coeficientes estructuralesde los pavimentos eistentes 'an sido afectados por un coeficiente dereducci)n el mismo 0ue se asocia a los deterioros superficiales, seg5n indicala gu-a de dise/o, estos coeficientes de reducci)n se asocian a la magnitudde da/os observados durante la evaluaci)n superficial, teniendo mayor incidencia los da/os severos y menor los da/os leves.

Para el sector 1 el valor de reducci)n corresponde al >H, mientras 0ue parael sector ; el valor de reducci)n es de 1H, para el sector tiene un valor dereducci)n de ?H, para el sector $ el valor de reducci)n es de >H(pavimento nuevo%, para el sector > un valor de reducci)n de ;H yfinalmente para el sector ! un valor de reducci)n de 1?H.

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Informe Final

El coeficiente estructural para la base eistente es de #.1;, correspondiente aun C= de >!H, el cual corresponde al C= eistente de la via (ma prom @;Hminprom $;H%

+os supuestos para el c&lculo del refuer2o en la 7EFA8D E6P, est&n

considerados en base a un deterioro del 1>H de da/os en la superficie derodadura. Para ello deber& efectuarse antes de la colocaci)n del refuer2o,una evaluaci)n integral del tramo, y corroborarse el supuesto indicado. De'allarse mayores los da/os indicados, deber& EDI7E]7E los espesoresde refuer2o. simismo deber& EINIC7E la carga de trafico. mbascondicionantes son motivos de EDI7E]M.

+,adr$ P*%

Coeficientes de educci)nEstructurales

7ector 1

7ector ;

7ector 

7ector $

7ector >

7ector !

coeficiente de reducci)n basegranular E:I76E86E #.#? #.#? #.#@ #.1 #.#? #.11

coeficiente de reducci)n sub basegranular E:I76E86E #.#@ #.#@ #.#! #.#B #.#@ #.1#

+$e/icien&es de rena#e

En lo 0ue respecta a los factores, mi, 0ue toman en cuenta las condiciones dedrena3e, se siguen las recomendaciones del mtodo del dise/o (Part IIc'apter ; – ;.$.1 Drainage – 6able ;.$ – p&gina II;>% (Cuadro DP;1%

+,adr$ P**

De acuerdo a las condiciones particulares del presente caso, esto es suelosgranulares 0ue aseguran un drena3e relativamente bueno y una sola estaci)nlluviosa, casi sin lluvias, un bombeo de ;H m-nimos y pendientes moderadas,y teniendo en consideraci)n 0ue los elementos del pavimento ya est&ncolocados, y 0ue la v-a se desarrolla sobre un terrapln constituido 'ace masde # a/os cuya altura con respecto del terreno natural es superior a los#.?#m. Cuyo tiempo de eposici)n a 'umedades pr)imas a la saturaci)n esinferior al >H de tiempo en el a/o y 0ue la calidad es buena (debido a estar construido en terrapln%, se considera conveniente adoptar para el pavimentounos coeficientes de drena3es indicados en el cuadro DP$

+,adr$ P*7

Coeficientes de Drena3e And7ector 

17ector 

;7ector 

7ector 

$7ector 

>7ector 

!

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Informe Final

coeficiente de drena3e =ase8egra (mi% 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$

coeficiente de drena3e =aseFranular (mi% 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$

coeficiente de drena3e 7ub=ase Franular (mi% 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$ 1.;$

[email protected] (es,'en de Al&erna&ias+uego de estudiar costos de alternativas preliminares, los mismos 0ue figuran eninformes anteriores. 7e 'a determinado para an&lisis m&s rigurosos (D4%, tres

alternativas las mismas 0ue se describen a continuaci)n*

Al&erna&ia 1 a 1# a/os, para todos los sectores con ecepci)n del sector $,Eliminaci)n de 1# a 1> cm de capa de rodadura y base eistente y colocaci)n de

base granular de cantera " colocaci)n de Concreto sf&ltico Convencional.

7e proceder& con la eliminaci)n de la carpeta eistente " base eistente en

1# cm (sectores 1, ;, y !% y de 1> cm en el sector >, para luego colocar base granular de cantera los espesores indicados en el dise/o, mediante el

reempla2o de base y reconformaci)n del pavimento eistente, posteriormentese colocar& un refuer2o estructural tipo Concreto sf&ltico convencional en

todos los sectores incluido el sector $.

Al&erna&ia % a > a/os, para todos los sectores con ecepci)n del sector $*

eciclado de base eistente y conformaci)n de base negra con emulsi)n "colocaci)n de 67=

7e proceder& con el reciclado de los materiales eistentes en los espesoresindicados en el dise/o, mediante el reciclado y reconformaci)n del pavimento

eistente, estabili2ando los materiales reciclados con emulsi)n asf&ltica,posteriormente se colocar& un refuer2o estructural tipo 67=. Para el sector $

se reali2ara sellado de fisuras con sellador elastomrico.

Al&erna&ia ** a > a/os, 1Y Etapa de # a a/os, para todos los sectores con

ecepci)n del sector $* eciclado de base eistente y conformaci)n de basenegra con emulsi)n " colocaci)n de 67= ;Y Etapa de a > a/os efuer2o con

carpeta asf&ltica convencional.

1: E&a!a7e proceder& con el reciclado de los materiales eistentes en los espesoresindicados en el dise/o, mediante el reciclado y reconformaci)n del pavimento

eistente, estabili2ando los materiales reciclados con emulsi)n asf&ltica,

posteriormente se colocar& un refuer2o estructural tipo 67=. Para el tramo $se reali2ara sellado de fisuras con sellador elastomrico.

%: E&a!a l cabo del tercer a/o se recomienda colocar previo sellado de fisuras

refuer2o con Carpeta sf&ltica convencional en los espesores indicados en eldise/o.

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Informe Final

Al&erna&ia 7* a 1# a/os por E6P7, 1Y Etapa de # a > a/os, para todos los

sectores con ecepci)n del sector $* eciclado de base eistente y conformaci)nde base negra con emulsi)n " colocaci)n de 67= ;Y Etapa de > a 1# a/os

efuer2o con carpeta asf&ltica convencional con adici)n de micropavimentos en

sectores puntuales.

1: E&a!a7e proceder& con el reciclado de los materiales eistentes en los espesores

indicados en el dise/o, mediante el reciclado y reconformaci)n del pavimentoeistente, estabili2ando los materiales reciclados con emulsi)n asf&ltica,

posteriormente se colocar& un refuer2o estructural tipo 67=. Para el tramo $

se reali2ara sellado de fisuras con sellador elastomrico.

%: E&a!a l cabo del 0uinto a/o se recomienda colocar previo sellado de fisuras

refuer2o con Carpeta sf&ltica convencional en los espesores indicados en eldise/o a ecepci)n del tramo $, luego en los tramos , $,>, y !, se colocaraun micropavimento modificado con pol-meros.

[email protected] +ON+LUSIONES Y (E+OMENA+IONES

• El dise/o de la cuarta alternativa, se reali2) para 1# a/os en dos etapas,para la 1Y etapa de un periodo de > a/os, se recomienda colocar al trminodel mismo Carpeta sf&ltica para poder preservar de esta forma la vida 5tilde la carretera.

• +a selecci)n de la alternativa de e3ecuci)n corresponde a factoresecon)micos, asociados a la inversi)n inicial, a la performance y al costo demantenimiento.

• En el tramo $ se reali2aran sellado de fisuras, correspondiente al tramo decarpeta asf&ltica recientemente construida.

• 7e 'an observado en la totalidad de calicatas reali2adas 0ue el materialcorrespondiente a la =ase eistente no es material 0ue cumple las eigenciaspara base granular por lo 0ue se 3ustifica su estabili2aci)n con emulsi)nasf&ltica.

• 7e deber& reali2ar una evaluaci)n integral al a/o 0uinto y corroborar las'ip)tesis de c&lculo, verificando el aporte estructural estimado y el da/osuperficial supuesto (no mayor al 1>H de la superficie%, asi como laverificaci)n del tr&fico estimado. Cual0uier variaci)n en los supuestos obligana recalcular los dise/os.