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57545795 diseno-del-pavimento-ejemplo-andes

  1. 1. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 DISEÑO DEL PAVIMENTO6.1 GENERALIDADESEl espesor del pavimento se define siguiendo las indicaciones de los Términos de Referencia mediante la aplicaciónde los Métodos de Diseño siguientes: AASHTO, ASPHALT INSTITUTE, TRRL, USACE. Los cálculos se realizaronpara dos alternativas: carpeta asfáltica para un período de diseño de 10 años, 20 años y refuerzo a los 10 años paraun periodo de diseño adicional hasta 20 años. La segunda alternativa es pavimento a nivel de tratamiento superficialbicapa.6.2 ALTERNATIVA I: CARRETERA ASFALTADA A NIVEL DE CARPETA ASFÁLTICA8.2.1 MÉTODO AASHTO (1993)El diseño del pavimento, utilizando el Método AASHTO, versión 1993 (GUIDE FOR DESIGN OF PAVEMENTSTRUCTURE 1993).basado en AASHTO Road Test, consiste en determinar el Número Estructural (SN) en función delMódulo Resiliente de la subrasante (Mr), número de ejes standard anticipado (N), Confiabilidad (R%), DesviaciónStandard total (S0), pérdida de serviciabilidad (∆ PSI) e índices estructurales del pavimento.Los valores del número estructural se determinan mediante la aplicación de la ecuación de diseño indicada en la Fig.3.1 del método de diseño. Figura 3.1Informe Final
  2. 2. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Confiabilidad (R%)La confiabilidad es la probabilidad de que una sección del pavimento diseñada mediante el método indicado secomporte satisfactoriamente durante el período de diseño bajo las condiciones de tráfico determinadas.De acuerdo a lo indicado en los Términos de Referencia se adopta el valor de R=90% para el diseño para 10 años y elrefuerzo.Desviación Standard NormalPara el nivel de confiabilidad adoptado, la Desviación Standard Normal resulta Z R = -1.282 para la confiabilidad de 90%(Tabla 4.1). Table 4.1 Standard Normal Deviate (ZR) Values Corresponding to Selected Levels of Reliability Reliability Standard Normal R (percent) Deviate, ZR 50 0.000 60 -0.253 70 -0.524 75 -0.674 80 -0.841 85 -1.037 90 -1.282 91 -1.340 92 -1.405 93 -1.476 94 -1.555 95 -1.645 96 -1.751 97 -1.881 98 -2.054 99 -2.327 99.9 -3.090 99.99 -3.750Desviación Standard TotalEl valor de Desviación Standard Total varía entre 0.40 y 0.50 para pavimento flexible. Se adopta el valor promedio deS0 = 0.45.ServiciabilidadLa serviciabilidad de un pavimento es su capacidad de servir al tipo de tráfico que usa la vía (ligero y pesado). Lamedida de serviciabilidad es el Índice de Serviciabilidad presente (PSI) que varia entre 0 (carretera intransitable) y 5(carretera en perfectas condiciones). El valor de la serviciabilidad inicial, de acuerdo a la practica usual, es de p i=4.0para la carpeta asfáltica y 3.5 para el tratamiento superficial dobleInforme Final
  3. 3. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000De acuerdo a lo indicado en los Términos de Referencia el Índice de Serviciabilidad final será p t=2.0, por lo que lapérdida del Índice de Serviciabilidad es ∆p = 2.0. En el Cuadro 8.2.1 se presenta el resumen de los valores deserviciabilidad aplicados en el diseño. Tipo de superficie de rodadura pi pt ∆p Carpeta asfáltica 4.0 2.0 2.0 Tratamiento superficial bicapa 3.5 2.0 1.5Capacidad soporte de la subrasante.La capacidad de soporte de la subrasante esta representada por los valores de CBR determinados mediante losensayos de laboratorio realizados con las muestras de suelos obtenidas en el campo.El Método AASHTO 1993 requiere el uso del Modulo de Resiliencia, el cual se obtiene de la correlación con los CBRmediante las siguientes formulas: Mr = 1500 * CBR (psi)para los CBR< 10% Mr = 3000 * CBR0.65 (psi)para los CBR de 10% a 20% Mr = 4326 * lnCBR+241 (psi)para los CBR > 20%El Método AASHTO 2002 propone una formula de correlación del Modulo de Resiliencia con el CBR que rige paratodos los casos: Mr = 2555 * CBR0.64 (psi)Consideramos que los valores de los Módulos de Resiliencia obtenidos mediante la formula propuesta por el MétodoAASHTO 2002 son mas afines a las propiedades de los suelos, por lo que en el presente estudio usaremos esta ultimacorrelación.Número de ejes equivalentes para el período de diseñoInforme Final
  4. 4. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000El número de repeticiones de ejes equivalentes a 18,000 lbs fue calculado en el estudio de tráfico que forma parte delpresente estudio.Determinación del espesor de las capas del pavimentoUna vez obtenido el número estructural del pavimento, se calcula el espesor de cada una de las capas del pavimentocon la formula siguiente: SN = a1D1 + a2m2D2 + a3m3D3donde:SN - Número estructural requeridoa1,2,3 - Coeficiente de equivalencia de espesor de las capas del pavimentom2,3 - Coeficiente de drenajeD1,2,3 - Espesores de capas del pavimentoEl valor del coeficiente de equivalencia de la carpeta asfáltica se obtiene de la Fig. 3.2 para un modulo elástico dela mezcla asfáltica estimado en 450,000 psi. Figura 3.2 Chart for estimating structural layer coefficient of dense graded asphalt mixes based on the elastic (resilient) modulusLos coeficientes de equivalencia de las capas de base y subbase se obtienen de las Fig. Fuente: AASHTO3.3 y 3.4 para los valores de CBR especificados.Informe Final
  5. 5. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 Figura 3.3 Variation in Granular Base Layer (a2) with Various Base Strength Parameters (3) Fuente: AASHTO Figura 3.4 Variation in Granular Subbase Layer Coefficient (a3) with Various Subbase Strength Parameters (3)De esta manera se tienen los siguientes coeficientes estructurales para cada una de las capas del pavimento: • Carpeta Asfáltica:Informe Final
  6. 6. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 a1 =0.44/pulg. (ver Figura 3.2). • Base Granular: a2 = 0.14/pulg (ver Figura 3.3) • Subbase Granular: a3 = 0.12/pulg. (ver Figura 3.4)El coeficiente de drenaje mi esta en función a la calidad del drenaje de la carretera y al porcentaje del tiempodurante el año durante el cual el pavimento esta expuesto a niveles de humedad cercanos a la saturación.Considerando una calidad del drenaje regular y del 5% al 25% del tiempo del año exposición a la humedad, losvalores de los coeficientes de drenaje asumidos son los siguientes: • Base Granular : De acuerdo a las especificaciones para materiales de base y de las condiciones de drenaje, podemos asumir un valor de m2=1.00 • Subbase Granular : De acuerdo a las especificaciones para materiales de subbase y de las condiciones de drenaje, podemos asumir un valor de m3=1.00Parámetros de diseñoTráfico de diseñoEn el Cuadro 6.2.1 se presentan los valores de EAL, determinados en el estudio de tráfico, para el periodo de diseñode 10 años, 20 años y el diseño por etapas. CUADRO 6.2.1 SECTOR PERIODO DE DISEÑO 10 años 10-20 años 20 años CHINCHEROS - DV. RANGRACANCHA (km 173+520) 2.58E+06 3.50E+06 6.08E+06 DV. RANGRACANCHA (km 173+520) - KM 210+000 2.87E+06 3.92E+06 6.79E+06Sectorización de la carretera con fines de diseño del pavimentoPara definir o identificar tramos de características homogéneas o similares que permitan establecer paquetesestructurales de pavimento, se han realizado:• Muestreos de suelos a lo largo del trazo de la carretera con equidistancia cada 250 m, con la finalidad de clasificar los mismos.Informe Final
  7. 7. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000• Muestreos de suelos cada dos kilómetros con el propósito de realizar ensayos CBR.Los valores de CBR correspondientes al tramo en estudio se presentan en el Cuadro 6.2.2. CUADRO 6.2.2 PROGRESIVA PROFUNDIDAD CBR CLASIFICACION CLASIFICACION (km) (m) 95% MDS AASHTO SUCS 154+000 0.70-1.50 47.9 A-1-b(0) SM 156+000 0.50-1.50 55.2 A-2-4(0) SM-SC 158+000 0.20-1.50 34.0 A-1-a(0) GM 160+000 0.30-1.70 9.0 A-6(5) CL 162+000 0.20-1.70 12.0 A-6(6) CL 164+000 0.30-1.70 10.0 A-4(1) GC 166+000 0.20-1.70 7.0 A-6(1) GC 168+000 0.30-1.70 6.0 A-4(7) ML 170+000 0.95-1.50 3.8 A-7-6(14) CL 172+000 0.10-1.70 13.0 A-2-4(0) GC 174+000 0.30-1.70 6.0 A-6(7) CL 176+000 0.30-1.70 3.2 A-6(12) CL 178+000 0.40-1.70 5.9 A-4(4) CL 180+000 0.60-1.70 11.7 A-5(6) ML 182+000 0.40-1.70 14.8 A-4(1) GM 184+000 0.20-1.70 2.0 A-7-6(16) ML 186+000 0.30-1.70 8.8 A-5(15) MH 188+000 0.30-0.90 21.3 A-2-4(0) GC 190+000 0.80-1.70 9.2 A-2-5(0) SM 192+000 0.30-0.50 22.6 A-2-4(0) GC 194+000 0.70-1.70 26.7 A-2-4(0) GM 196+000 0.30-1.70 19.2 A-2-6(0) GCEn base a la clasificación de los estratos del subsuelo, perfil estratigráfico y los valores de resistencia de lasubrasante CBR, se han considerado para los fines de diseño del pavimento cinco sectores homogéneos, los quese indican en el cuadro 6.2.3: CUADRO 6.2.3 SECTORES HOMOGENEOS PROGRESIVAS CBR Longitud (km) (%) (m) 154+000 158+250 45.7 4,250 158+250 166+000 10.3 7,750 166+000 180+000 7.6 14,000 180+000 187+250 11.8 7,250 187+250 195+968 22.5 8,718Informe Final
  8. 8. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Descripción de la estratigrafía de los sectores homogéneosKm 154+000 – km 158+250Superficialmente se encuentra una capa del material gravoso, clasificado como grava arcillosa (GC) de un espesorentre 0.20 y 0.30 m. Debajo de esta capa superficial el subsuelo está conformado por intercalación de suelosgranulares gruesos clasificados como grava limosa (GM) y grava limo-arcillosa (GM-GC), medianamente densa,ligeramente húmeda, color de marrón claro a marrón oscuro, y suelo granular fino, arena limo-arcillosa y limosa,medianamente densas, ligeramente húmedas, el contenido de humead varía entre 2.4% y 14.1%. En la progresivakm 158+250 aparece un estrato de limo inorgánico de baja plasticidad, clasificado como (ML), el que se encuentraen el estado medianamente compacto, ligeramente húmedo. Estos estratos llegan hasta una profundidad de 1.70m.Km 158+250 – km 166+000Este sector se caracteriza por la presencia de una capa de afirmado superficial cuyo espesor varía entre 0.20 y0.30 m y está clasificado como grava arcillosa (GC). Debajo de la capa superficial predominan arcillas de bajaplasticidad de color marrón oscuro, medianamente compactas, con el contenido de humedad entre 2.7% y 12.0%,intercalados con estrato de grava arcillosa que clasifica como GC, medianamente densa, ligeramente húmeda, Elporcentaje de humedad se encuentra entre 3.8% y 9.4%. En las progresivas km 158+750, km 161+250 a km161+500 y km 163+250 se aprecia un estrato de limo de baja plasticidad con el contenido de humedad de 6.5% a8.6%Km 166+000 – km 173+520El subsuelo de este sector se caracteriza por la intercalación de los estratos de grava arcillosa (GC), grava limosa(GM) y grava mal graduada limosa (GP-GM) en estado medianamente denso, con la humedad de 3.1% a 7.6% yen las progresivas km 169+750, km 171+000, km 171+500 se observa estrato de limo de baja plasticidadinorgánico (ML), medianamente compacto, el contenido de humedad varía entre 12.9% y 17.3%, arcilla demediana plasticidad, inorgánica clasificada como CL, de bajo contenido de humedad medianamente compacta. Enla progresiva km 169+000 se observa que el suelo (CL) tiene alto contenido de humedad (28.7%), sin embargoeste se encuentra por debajo del LL.km 173+520 - Km 180+000En estas progresivas el subsuelo está conformado por una intercalación de los estratos de grava arcillosa (GC),grava limosa (GM), y grava limo-arcillosa (GM-GC) medianamente densas, de bajo contenido de humedad de1.0% a 6.1%, con los estratos de arcilla de baja plasticidad, inorgánica, clasificada como CL, humedad entre 4.6%y 12.6%, en la progresiva km 178+250 el contenido de humedad es de 26.7%. Y limo inorgánico, de bajaplasticidad (ML), medianamente compacto con la humedad entre 11.4% y 16.7%.Informe Final
  9. 9. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Km 180+000 - Km 187+250Superficialmente se encuentra una capa de grava arcillosa (GC) de 0.20 a 0.40 m de espesor. En la progresiva km181+500, el estrato de limo (ML) que se encuentra entre 0.40 m y 1.20 m de profundidad se encuentra saturado, elcontenido de humedad es de 31.9% que supera el LL de 26.0%. Debajo de la capa superficial se encuentranestratos de suelos finos: arcilla inorgánica de baja plasticidad (CL) en las progresivas km 182+750, km 184+250,km 184+500, km 185+000, km 185+500 y km 186+250 medianamente compactos con la humedad de 9.2% a23.8%. En las progresivas km 183+250, km 184+000 y km 184+500 se encuentran estratos de limo de medianaplasticidad, inorgánico, clasificado como ML en estado medianamente compacto con la humedad de 19.7% a28.1%. En las progresivas km 185+250y km 186+000 se observa un estrato de limo de alta plasticidad, inorgánico(MH), medianamente compacto, húmedo, con el contenido de humedad de 20.4% a 29.4%. En la progresiva km185=250 a la profundidad de 0.90 m se encuentra roca. En la progresiva km 183+000 a la profundidad de 1.20 mse encuentra roca. En el km 185+750 se encuentra un estrato de grava limosa, medianamente densa, seca con elcontenido de humedad de 1.6%.Km 187+250 – km 195+968Debajo de la capa superficial de grava arcillosa la que está compuesta por un lastrado antiguo mezclado con elsuelo de la subrasante de espesor entre 0.20 y 0.30 m, predominan en este sector los estratos de grava arcillosa(GC), grava bien graduada (GW), grava limo-arcillosa, de mediana densidad, la humedad es de 1.3% a 6.7% ysuelos granulares finos representados por arena limosa clasificada como SM, medianamente densa, húmeda conel contenido de humedad entre 12.2% y 22.6%. En la progresiva km 187+000 se encuentra un estrato de limoinorgánico de alta plasticidad, clasificado como MH, medianamente compacto, húmedo con el contenido dehumedad de 30.4%. En las progresivas km 187+255 a km 187+500, km 188+000 a km 188+250 se encuentra rocaa una profundidad de 0.90 m y 1.20 m. En la progresiva km 189+000 se observa un estrato de arcilla inorgánica,de baja plasticidad, clasificada como CL, medianamente compacta, seca, con el contenido de humedad de 1.4%.Entre las progresivas km 191+250–km 192+250 se encuentra un estrato de arcilla de baja plasticidad (CL) de colormarrón, semi compacta, ligeramente húmeda con el contenido de humedad de 11.4%. En las progresivas km192+500 a km 192+750 a la profundidad de 0.80 m yace roca En las progresivas km 193+500 a km 193+750 seencuentra un estrato de arcilla inorgánica, de baja plasticidad ligeramente húmeda, con el contenido de humedadentre 5.7% y 12.5%. En las progresivas km 195+000 y km 195+750 se observa un estrato de limo inorgánico dealta plasticidad (MH), compacto, seco con contenido de humedad de 4.3%.Informe Final
  10. 10. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Parámetros de diseñoPara el cálculo de los espesores del pavimento, según el método AASHTO, se emplea el promedio de los valoresde CBR para cada sector homogéneo, omitiendo los valores extremos para no distorsionar el promedio. Luegopara cada valor promedio de CBR se determinó el valor del modulo resiliente siguiendo las formulascorrespondientes a cada rango de CBR.En los sectores a los que corresponden valores de CBR que están por debajo del promedio considerado para eldiseño del pavimento se recomienda mejorar la subrasante para compensar la capacidad soporte de la misma.En el Cuadro siguiente se presenta los resultados de los cálculos de los valores del CBR de diseño para cadasector homogéneo. CALCULOS DEL CBR DE DISEÑO POR SECTORES HOMOGENEOS CBR USADO PROGRESIVA PROFUNDIDAD CLASIFICACION CLASIFICACION CBR PARA EL CBR Mr km m SUCS AASHTO CALCULO PROMEDIO DISEÑO % DEL % (psi) (95% MDS) PROMEDIO (95% MDS) 154+000 0.70-1.50 SM A-1-b(0) 47.9 47.9 156+000 0.50-1.50 SM-SC A-2-4(0) 55.2 55.2 158+000 0.20-1.50 GM A-1-b(0) 34.0 34.0 45.7 29494 160+000 0.30-1.70 CL A-6(5) 9.0 9.0 162+000 0.20-1.70 CL A-6(6) 12.0 12.0 164+000 0.30-1.70 GC A-4(1) 10.0 10.0 10.3 11390 166+000 0.20-1.70 GC A-6(1) 7.0 7.0 168+000 0.30-17.70 ML A-4(7) 6.0 6.0 170+000 0.60-1.70 CL A-7-6(14) 3.8* 172+000 0.10-1.70 GC A-2-4(0) 13.0 13.0 174+000 0.30-1.70 SP-SM A-6(7) 6.0 6.0 176+000 0.30-1.70 CL A-6(12) 3.2* 178+000 0.40-1.70 CL A-4(4) 5.9 5.9 7.6 9341 180+000 0.60-1.70 ML A-5(6) 11.7 11.7 182+000 0.40-1.70 GM A-4(1) 14.8 14.8 184+000 0.20-1.70 ML A-7-6(16) 2.0* 186+000 0.30-1.70 ML A-5(15) 8.8 8.8 11.8 12377 188+000 0.30-0.90 GC A-2-4(0) 21.3 21.3 190+000 0.80-1.70 SM A-2-5(0) 9.2* 192+000 0.30-0.50 GC A-2-4(0) 22.6 22.6 194+000 0.70-1.70 GM-GC A-2-4(0) 26.7 26.7 196+000 0.30-1.70 GC A-2-6(0) 19.2 19.2 22.5 18714 * Valores del CBR no considerados para el promedioEn el Cuadro 6.2.4 se presentan los parámetros de diseño determinados para el diseño del pavimento para cadauno de los sectores homogéneos en el tramo en estudio, considerando tanto la capacidad soporte de lasubrasante como los valores del tráfico.Informe Final
  11. 11. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 CUADRO 6.2.4 PARAMETROS DE DISEÑO Trafico Trafico Trafico Resistencia suelo SECTOR PROGRESIVAS EAL EAL EAL CBR Mr (km) (km) 10 Años 10-20 Años 20 Años % (psi) 1 154+000 158+250 2.58E+06 3.50E+06 6.08E+06 45.7 29,494 2 158+250 166+000 2.58E+06 3.50E+06 6.08E+06 10.3 11,390 3 166+000 173+520 2.58E+06 3.50E+06 6.08E+06 7.6 9,341 4 173+520 180+000 2.87E+06 3.92E+06 6.79E+06 7.6 9,341 5 180+000 187+250 2.87E+06 3.92E+06 6.79E+06 11.8 12,377 6 187+250 195+968 2.87E+06 3.92E+06 6.79E+06 22.5 18,714Cálculo del Número Estructural Total requerido (SNreq)Los cálculos del número estructural de diseño (SN dis), que corresponde a los valores exactos de los espesores delas capas del pavimento y el número estructural obtenido (SNobt) que representa los espesores redondeados, asícomo los espesores del pavimento se realizarán mediante un programa de cómputo.En el Anexo se presentan los resúmenes de los cálculos realizados mediante el programa de cómputo.En el Cuadro N° 6.2.5 se presentan los valores de los números estructurales obtenidos y de diseñocorrespondientes a los periodos de diseño de 10 y 20 años. CUADRO 6.2.5 PROGRESIVAS 10 años 20 años SECTOR km km SN obt SN dis SN obt SN dis 1 154+000 158+250 2.39 2.37 2.77 2.72 2 158+250 166+000 3.38 3.36 3.84 3.83 3 166+000 173+520 3.61 3.61 4.12 4.10 4 173+520 180+000 3.71 3.67 4.19 4.17 5 180+000 187+250 3.33 3.32 3.80 3.79 6 187+250 195+968 3.09 2.86 3.33 3.27En el Cuadro 6.2.6 se presentan los espesores de las capas del pavimento obtenidos mediante el MétodoAASHTO para un periodo de diseño de 10 años:Informe Final
  12. 12. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 CUADRO 6.2.6 TRAMO PERIODO DE DISEÑO 10 años km km SN obt SN dis CA BASE SUBBASE (cm) (cm) (cm) 154+000 158+250 2.39 2.37 9.0 15.0 - 158+250 166+000 3.38 3.36 9.0 15.0 21.0 166+000 173+520 3.61 3.61 9.0 15.0 26.0 173+520 180+000 3.71 3.67 9.0 15.0 28.0 180+000 180+000 3.33 3.32 9.0 15.0 20.0 180+000 187+250 3.09 2.86 9.0 15.0 15.0En el Cuadro 6.2.7 se presentan los resultados de los cálculos de espesores de capas del pavimento obtenidosmediante el Método AASHTO para un periodo de diseño de 20 años: CUADRO 6.2.7 TRAMO PERIODO DE DISEÑO 20 años km km SN obt SN dis CA BASE SUBBASE (cm) (cm) (cm) 154+000 158+250 2.77 2.72 9.0 22.0 - 158+250 166+000 3.84 3.83 9.0 20.0 25.0 166+000 173+520 4.12 4.10 9.0 25.0 25.0 173+520 180+000 4.19 4.17 9.0 22.0 30.0 180+000 187+250 3.80 3.79 9.0 15.0 30.0 187+250 195+968 3.33 3.27 9.0 15.0 20.0Alternativa del pavimento considerando solo la capa de base.La zona donde esta ubicada la carretera en estudio se caracteriza por la escasez de canteras de material granularque cumple con las especificaciones para subbase y base. Para las capas de base se usará el material chancadode la cantera de roca. Para obtener el material para las capas de subbase se tiene que mezclar el agregadochancado con material de canteras de relleno. Con la finalidad de simplificar el proceso constructivo y bajar loscostos se propone la alternativa de diseño del pavimento considerando solamente la carpeta asfáltica y la capa debase. En los cuadros 6.2.6 A y 6.6.7 A se presentan los espesores del pavimento calculados para los periodos dediseño de 10 años y 20 años.Informe Final
  13. 13. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 CUADRO 6.2.6 A TRAMO PERIODO DE DISEÑO 10 años km km SN obt SN dis CA BASE (cm) (cm) 154+000 158+250 2.39 2.37 9.0 15.0 158+250 166+000 3.38 3.36 9.0 33.0 166+000 173+520 3.65 3.61 9.0 38.0 173+520 180+000 3.71 3.67 9.0 39.0 180+000 180+000 3.32 3.32 9.0 32.0 180+000 187+250 2.39 2.86 9.0 24.0 CUADRO 6.2.7 A TRAMO PERIODO DE DISEÑO 20 años km km SN obt SN dis CA BASE (cm) (cm) 154+000 158+250 2.77 2.72 9.0 22.0 158+250 166+000 3.87 3.83 9.0 42.0 166+000 173+520 4.15 4.10 9.0 47.0 173+520 180+000 4.20 4.17 9.0 48.0 180+000 180+000 3.82 3.79 9.0 41.0 180+000 187+250 3.32 3.27 9.0 32.0Calculo del refuerzo del pavimento a los 10 añosEl refuerzo que requiera el pavimento a los 10 años para prolongar el periodo de diseño hasta 20 años se calculamediante la formula siguiente: SNref = SNreq - SNeffDonde:SNref - Numero Estructural de RefuerzoSNreq - Numero Estructural requerido para el nuevo periodo de diseñoSNeff - Numero Estructural efectivo en el año del refuerzoInforme Final
  14. 14. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Numero Estructural Efectivo del pavimentoEl Método AASHTO proporciona la formula siguiente para el cálculo del Numero Estructural Efectivo delpavimento: RL=100(1-(Np/ N1.5))Donde:RL - Porcentaje de vida remanenteNp - EAL a la fecha de refuerzoN1.5 - EAL al termino de la vida útil o cuando pt=1.5El número estructural efectivo se determina mediante la formula siguiente: SNeff =CF * SN0Donde:SNeff - Numero Estructural efectivo en el año del refuerzo (año 10)CF - Factor de condiciónSN0 - Numero Estructural en el año del refuerzo (año 10)De la Figura 5.2 del manual de AASHTO se obtienen los valores de CF. Relación entre el Factor de Condición y la Vida Remanente Fig. 5.2Cálculo del Número Estructural Efectivo (SNeff) y del refuerzo (SNref) para la etapa 10-20 añosInforme Final
  15. 15. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000En base a la aplicación de la metodología AASHTO 1993 se han obtenido los siguientes resultados:Alternativa del pavimento considerando la capa de base y subbase. CUADRO 6.2.8 TRAMO Np N1.5 RL CF SN0 SNeff km km 154+000 158+250 2.58E+06 2.93E+06 11.9 0.70 2.39 1.68 158+250 166+000 2.58E+06 3.39E+06 23.9 0.79 3.38 2.67 166+000 173+520 2.58E+06 3.51E+06 26.5 0.80 3.62 2.91 173+520 180+000 2.87E+06 3.91E+06 26.6 0.80 3.68 2.96 180+000 187+250 2.87E+06 3.72E+06 22.8 0.78 3.33 2.61 180+000 187+250 2.87E+06 5.82E+06 50.7 0.89 3.09 2.76Reemplazando los valores obtenidos en las formulas correspondientes se calculan los espesores de refuerzo quees necesario colocar a los 10 años. En el Cuadro 6.2.9 se presenta el espesor de refuerzo. CUADRO 6.2.9 TRAMO Refuerzo SNeff SN req SN ref km km (cm) 154+000 158+250 1.68 2.49 0.81 5.0 158+250 166+000 2.67 3.52 0.85 5.0 166+000 173+520 2.76 3.78 1.02 6.0 173+520 180+000 2.96 3.84 0.88 6.0 180+000 187+250 2.61 3.48 0.87 6.0 187+250 195+968 2.76 3.00 0.24 3.0Alternativa del pavimento considerando solo la capa de base. CUADRO 6.2.8 A TRAMO Np N1.5 RL CF SN0 SNeff km km 154+000 158+250 2.58E+06 2.93E+06 11.9 0.70 2.39 1.68 158+250 166+000 2.58E+06 3.39E+06 23.9 0.79 3.38 2.67 166+000 173+520 2.58E+06 3.73E+06 30.8 0.82 3.62 2.98 173+520 180+000 2.87E+06 4.15E+06 30.8 0.82 3.68 3.03 180+000 187+250 2.87E+06 3.66E+06 21.6 0.78 3.33 2.59 180+000 187+250 2.87E+06 3.58E+06 19.8 0.77 3.09 2.37Informe Final
  16. 16. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 CUADRO 6.2.9 A TRAMO Refuerzo SNeff SN req SN ref km km (cm) 154+000 158+250 1.68 2.49 0.81 5.0 158+250 166+000 2.67 3.52 0.85 5.0 166+000 173+520 2.98 3.78 0.80 5.0 173+520 180+000 3.03 3.84 0.81 5.0 180+000 187+250 2.59 3.48 0.89 6.0 187+250 195+968 2.37 3.00 0.63 4.08.2.2 MÉTODO DEL INSTITUTO DE ASFALTO (1991)A fin de determinar el espesor del pavimento requerido, se utilizara el Método de diseño para pavimentos flexiblesdel ASPHALT INSTITUTE 1991, el mismo que requiere de los siguientes parámetros:• Trafico EAL• Modulo Resilente Mr• Condiciones Ambientales de TemperaturaEstos parámetros han sido cuidadosamente analizados con el fin de establecer los parámetros que se usaron enlos cálculos.Número de ejes equivalentes para el período de diseñoEl número de aplicaciones de carga por eje simple equivalente a 18,000 Lbs (80 kN), EAL (Equivalent Axle Load),es el mismo que se uso en la metodología anterior.Capacidad soporte de la subrasante.El cálculo de los valores de CBR de diseño en el Método del Instituto de Asfalto esta basado en valorespercentiles, los que dependen del tráfico y se indican en el cuadro siguiente: NIVEL DE TRAFICO (EAL) PERCENTIL DE DISEÑO (%) 10E4 ó menos 60 entre 10E4 y 10E6 75 10E6 ó más 87.5Informe Final
  17. 17. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Los datos EAL para la carretera en estudio esta dentro del rango “10E6 ó más”, por lo que para el calculo del CBRde diseño se aplica el percentil de 87.5%.En el Cuadro 6.2.10 se presentan los valores del CBR calculados al 87.5% percentil y los Módulos de Resiliencia(Mr) correspondientes. CUADRO 6.2.10 TRAMO CBR Trafico EAL Trafico EAL Trafico EAL Mr (87.5 % 10 Años 10-20 Años 20 Años (Mpa) km km percentil) 154+000 158+250 2.58E+06 3.50E+06 6.08E+06 37.5 387.8 158+250 166+000 2.58E+06 3.50E+06 6.08E+06 9.3 96.2 166+000 173+520 2.58E+06 3.50E+06 6.08E+06 3.7 38.3 173+520 180+000 2.87E+06 3.92E+06 6.79E+06 3.7 38.3 180+000 187+250 2.87E+06 3.92E+06 6.79E+06 4.6 47.6 187+250 195+968 2.87E+06 3.92E+06 6.79E+06 14.2 146.9Los valores de Mr se han estimado a partir de CBR usando la correlación recomendada por ASPHALTINSTITUTE 1991: Mr = 10.342*CBR (MPa)Condiciones ambientales de temperaturaEl Método de Diseño del Pavimento del Instituto de Asfalto ha desarrollado las Cartas de Diseño de los espesoresdel pavimento para tres grupos de condiciones ambientales representativas, como sigue: Temperatura Media Anual del Aire Efecto de la Helada < 7°C Si 15.5°C Posible >24°C NoLas condiciones ambientales de la carretera en estudio corresponden al segundo grupo, por lo que para definir losespesores se utilizarán las Cartas de Diseño con MAAT=15.5°C.Determinación del espesor de las capas del pavimentoDeterminadas las repeticiones de carga a las que estará sometido el pavimento y considerando el Mr de diseñopercentil adoptado, se procede a determinar el espesor del pavimento en base a los métodos establecidos porASPHALT INSTITUTE.La metodología esta basada en los monogramas de diseño propuestos por MANUAL SERIES N° 1 (MS-1) versiónde febrero del 1991 del ASPHALT INSTITUTE. Los resultados de cálculos de los espesores del pavimento paralos periodos de diseño de 10 y 20 años se presentan en el Cuadro 6.2.11: CUADRO 6.2.11Informe Final
  18. 18. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 TRAMO PERIODO DE DISEÑO 10 AÑOS PERIODO DE DISEÑO 20 AÑOS CARPETA BASE CARPETA BASE km km ASFALTICA GRANULAR ASFALTICA GRANULAR (cm) (cm) (cm) (cm) 154+000 158+250 12.5 15.0 14.0 15.0 158+250 166+000 20.0 15.0 26.0 15.0 166+000 173+520 27.0 15.0 32.0 15.0 173+520 180+000 27.5 15.0 32.5 15.0 180+000 187+250 26.0 15.0 32.0 15.0 187+250 195+968 17.5 15.0 24.0 15.0Determinación del espesor del refuerzo del pavimento para el periodo de diseño de 10 a 20 añosEl método de diseño para construcción por etapas esta basado en el concepto de vida remanente. Se presume que lasegunda etapa se construirá antes de que el pavimento tenga serias fallas por fatiga. Para que la segunda capa de lacarpeta asfáltica funcione de manera efectiva conjuntamente con la primera la segunda capa tiene que aplicarsecuando el daño acumulado en la primera capa no exceda 60% o la vida remanente sea no menor del 40%.Los siguientes parámetros serán aplicados en el diseño:n1 - EAL para período de diseño de 10 añosn2 - EAL para período de diseño de 10 a 20 añosN1 - EAL corregido para período de diseño de 10 añosN2 - EAL corregido para período de diseño de 10 a 20 añosh1 - espesor del pavimento para período de diseño de 10 añosh2 - espesor del pavimento para período de diseño de 10 a 20 añoshs - espesor del refuerzo del pavimentoDonde:N1 = 1.67 n1N2 = 2.5 n2hs = h2 - h1En el Cuadro 6.2.12 se presentan los resultados de los cálculos de refuerzo realizados CUADRO 6.2.12 TRAMO Refuerzo h1 h2 n1 n2 N1 N2 (hs) km km (cm) (cm) (cm) 154+000 158+250 2.58E+06 3.50E+06 4.31E+06 8.75E+06 162.50 206.30 5.0 158+250 166+000 2.58E+06 3.50E+06 4.31E+06 8.75E+06 262.50 312.50 5.0 166+000 173+520 2.58E+06 3.50E+06 4.31E+06 8.75E+06 325.00 368.50 5.0 173+520 180+000 2.87E+06 3.92E+06 4.79E+06 9.80E+06 331.30 375.00 5.0 180+000 187+250 2.87E+06 3.92E+06 4.79E+06 9.80E+06 312.50 358.30 5.0 187+250 195+968 2.87E+06 3.92E+06 4.79E+06 9.80E+06 241.70 287.50 5.0Informe Final
  19. 19. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+0006.3 ALTERNATIVA II: CARRETERA PAVIMENTADA A NIVEL DE TRATAMIENTO SUPERFICIAL DOBLEExisten diferentes métodos para el diseño de la superficie de rodadura consistente en el tratamiento superficialdoble. A continuación se exponen algunos de ellos:Método TRRLEl método TRRL ha sido desarrollado por el TRRL de Gran Bretaña y consiste en procedimiento de diseño paracaminos con tratamiento superficial bituminoso en los países tropicales y subtropicales. Los espesores requeridos seobtienen en función al CBR de la subrasante y número de repeticiones de ejes standard.El método es aplicable para repeticiones de hasta 1’000,000 de ejes equivalentes de 18,000 libras por lo que noprocede el uso de este método para el presente estudio por tener el numero de EAL superior.Método del CUERPO DE INGENIEROS DEL EJÉRCITO NORTEAMERICANO (USACE)El procedimiento de este método se basa en ecuaciones que permiten determinar el espesor de material requeridosobre una capa o subrasante de un CBR conocido. La condición es que el CBR del material de la capa superior seamayor que el de la subyacente.El espesor del pavimento obtenido mediante este método es tal que permite un cierto número de repeticiones, antesque la estructura alcance un nivel de deformación que corresponda a una serviciabilidad baja.Este método ha sido desarrollado para los caminos de bajo transito con repeticiones de hasta 1’000,000 de ejesequivalentes de 18,000 libras por lo que no es aplicable para la carretera en estudio.Método US FOREST SERVICEEste método se basa en los siguientes factores básicos:- Soporte del suelo (SS)- parámetro empírico de resistencia del suelo que se correlaciona con el valor de CBR- Número Estructural (SN) SN = a1D1 + a2D2 + a3D3donde:Di - el espesor en pulgadasai - coeficiente de equivalencia del espesorEste método ha sido desarrollado para los caminos de bajo transito con repeticiones menores a 1’000,000 de ejesequivalentes de 18,000 libras por lo que no es aplicable para la carretera en estudio.Método AASHTOInforme Final
  20. 20. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Consideramos que para el número de repeticiones de ejes equivalentes para el periodo de 10 años, que fueroncalculados en el estudio de tráfico, no es conveniente un pavimento a nivel del Tratamiento Superficial Bicapa. Sinembargo para dar cumplimiento con lo señalado en los Términos de Referencia se calcularan los espesores delpavimento para esta alternativa.Como hemos visto los métodos convencionales previstos para este tipo de pavimento no pueden usarse debido alEAL mas alto que el máximo previsto en estos métodos, por lo que se aplicará el Método AASHTO para calcular losespesores de las capas granulares mediante la estimación del número estructural total, tomado en cuenta que eltratamiento superficial bicapa no aporta el número estructural al paquete del pavimento.Los siguientes coeficientes estructurales se usaron para el cálculo de espesores: • Tratamiento superficial bicapa (no tiene aporte estructural): a1 = 0.00/pulg. • Base Granular: a2 = 0.14/pulg (ver Figura 3.3) • Subbase Granular: a3 = 0.12/pulg (ver Figura 3.4)De acuerdo a los cálculos realizados, cuyo detalle se incluye en el Anexo, en el Cuadro 6.3.1 se presentan losespesores resultantes de los cálculos de pavimento realizados para la alternativa Tratamiento Superficial Bicapa. CUADRO 6.3.1 TRAMO PERIODO DE DISEÑO 10 años km km SN obt SN req TSB* BASE SUBBASE (cm) (cm) (cm) 154+000 158+250 2.43 2.42 2.5 20.0 28.0 158+250 166+000 3.54 3.54 2.5 30.0 40.0 166+000 173+520 3.87 3.84 2.5 36.0 40.0 173+520 180+000 3.92 3.91 2.5 36.0 41.0 180+000 187+250 3.54 3.50 2.5 30.0 40.0 187+250 195+968 2.98 2.96 2.5 24.0 35.0 * El espesor del TSB indicado es aproximado, el espesor real esta en función a la gradación de los agregadosDeterminación del espesor del refuerzo del pavimento para el periodo de diseño de 10 a 20 añosEl calculo del espesor del refuerzo a colocarse al termino de 10 años se determina siguiendo la metodologia deAASHTO 1993 explicada en el numeral 6.2.1.Informe Final
  21. 21. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000Calculo del Numero Estructural Efectivo (SNeff) y del refuerzo (SNref) para la etapa 10-20 añosEn base a la aplicación de la metodología AASHTO 1993 se han obtenido los siguientes resultados:Informe Final
  22. 22. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 CUADRO 6.3.2 TRAMO Np N1.5 RL CF SN0 SNeff km km 154+000 158+250 2.58E+06 2.95E+06 12.5 0.71 2.43 2.00 158+250 166+000 2.58E+06 3.62E+06 28.7 0.81 3.54 2.88 166+000 173+520 2.58E+06 4.12E+06 37.4 0.85 3.87 3.29 173+520 180+000 2.87E+06 4.47E+06 35.8 0.84 3.92 3.31 180+000 187+250 2.87E+06 4.39E+06 34.6 0.84 3.54 2.97 180+000 187+250 2.87E+06 3.73E+06 23.1 0.78 2.98 2.34Reemplazando los valores obtenidos en las formulas correspondientes se calculan los espesores de refuerzo quees necesario colocar a los 10 años. En el Cuadro 6.3.3 se presenta el espesor de refuerzo. CUADRO 6.3.3 TRAMO Refuerzo SNeff SN req SN ref km km (cm) 154+000 158+250 2.00 2.55 0.55 4.0 158+250 166+000 2.88 3.53 0.65 4.0 166+000 173+520 3.29 4.04 0.75 5.0 173+520 180+000 3.31 4.11 0.80 5.0 180+000 187+250 2.97 3.69 0.72 5.0 187+250 195+968 2.34 3.13 0.79 5.0DISEÑO DEL PAVIMENTO POR ETAPASUna alternativa importante por sus ventajas económicas, especialmente en carreteras de penetración es laconstrucción por etapas. Se diseña una estructura para un período determinado, para mejorarla una vez que el traficoha crecido lo suficiente para justificarlo. En nuestro medio se acostumbra diseñar para 10 años y luego reforzar elpavimento hasta llegar a los 20 años.Alternativa 1 Carpeta AsfálticaLa alternativa de carpeta asfáltica se identifica con los niveles de servicio de la carretera superiores a la de laalternativa 2 y permite a los usuarios ahorros en combustibles, tiempo de viaje, mantenimiento de las unidades, etc.,así como con la disminución sustancial de los trabajos de mantenimiento.El mantenimiento rutinario demanda inversiones menores y el periódico puede ser necesario a partir de los 10 años dela rehabilitación de la carretera.En el año 10 de la carpeta asfáltica, previa evaluación superficial, funcional y estructural del estado del pavimento,consistente en lo siguiente:Informe Final
  23. 23. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000• Limpieza de la superficie• Reparacion de fallas superficiales• Riego de liga• Colocación del refuerzo con mezcla asfáltica en caliente de espesor correspondiente para cada uno de lossectores homogéneos según el diseño de refuerzoAlternativa 2 Tratamiento Superficial BicapaPara esta alternativa de superficie de rodadura es necesario prever el mantenimiento periódico de la mismaconsistente, como una de las posibilidades, en sellado de la superficie de rodadura cada 3 a 4 años. El mantenimientode los niveles de servicio de la carretera en este caso dependerá del cumplimiento de las tareas previstas en elmantenimiento tanto rutinario, como periódico y control de las cargas de los vehículos que transitaran en la carretera.Debe señalarse que dado el alto volumen del tráfico proyectado para el periodo de diseño y las característicasgeográficas de la zona, no es la alternativa recomendable. Además se debe tomar en consideración quehistóricamente en el Perú el Mantenimiento es deficiente, por lo tanto esta alternativa tiene la incógnita de cómo será elmantenimiento futuro y la oportunidad de su ejecución de acuerdo a un monitoreo del trafico y cargas después de larehabilitación y mejoramiento de la carretera, bajo las condiciones de diseño previstas en el presente estudio.Al término de 10 años contados a partir de la pavimentación de la carretera y de acuerdo con los resultados de laevaluación superficial, funcional y estructural previa del pavimento, se realizará el refuerzo del pavimento mediante lassiguientes acciones:• Fresar la superficie de rodadura• Mezclar el material fresado (TSD) con el material de base, reconformándolo y compactándolo.• Imprimar la capa de base• Colocar refuerzo con mezcla asfáltica en caliente de espesor correspondiente para cada uno de los sectoreshomogéneos según el diseño de refuerzo, incluyendo el ancho de las bermas.6.4 PAVIMENTO RÍGIDO EXISTENTE PROGRESIVAS KM 154+000 – KM 154 + 240 En la zona urbana de Chincheros el pavimento existente es del tipo rígido constituido transversalmente por 4losas armadas de concreto hidráulico con las siguientes dimensiones: las dos losas centrales 2.80 m de ancho y4.55 m de longitud. Las losas laterales tienen un ancho variable entre 1.47 m mínimo y 4.00 m máximo, queincluye los sobreanchos en las curvas de la avenida. El espesor promedio de las losas centrales es de 0.20 m, lasInforme Final
  24. 24. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000losas laterales tienen un espesor promedio de 0.12 m. Las juntas de construcción entre las losas tienen un anchoentre 6 .0 y 8.0 cm y no cuentan con el sello.Se ha realizado el relevamiento de las losas de concreto hidráulico anotando en una planilla las fallas encontradas. Enbase a los resultados del relevamiento se llego a la conclusión que las losas centrales se encuentran en el estadoregular, presentando algunas fracturas, fisuraciones y/o hundimientos.Las losas laterales se encuentran en mal estado, presentando gran deterioro, el que se debe al menor espesor delas mismas. Se observan fisuras, hundimientos y desintegración parcial. Todas las losas laterales deben serreemplazadas por no contar con el espesor mínimo.Dentro de las obras a ejecutar como parte del mejoramiento y rehabilitación de la carretera en estudio se haconsiderado la construcción de cunetas laterales en la zona urbana de Chincheros a ambos lados de la calle, loque implica la rotura parcial del pavimento rígido.Debido al estado general de las losas y con la finalidad de proporcionar una buena transitabilidad al usuario de lacarretera desde el inicio del tramo, se considera reemplazar el pavimento rígido de la parte urbana de Chincheros porel pavimento flexible con los espesores considerados en el diseño del sector homogéneo correspondiente.6.5 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES6.5.1 El pavimento ha sido diseñado por dos métodos: AASHTO e Instituto de Asfalto. Los valores de espesores obtenidos mediante el método del Instituto de Asfalto son más altos que los obtenidos por el método AASHTO. En el cuadro 6.5.1 se presentan los espesores obtenidos mediante los Métodos de AASHTO e Instituto de Asfalto. CUADRO 6.5.1 TRAMO PERIODO DE DISEÑO 10 años AASHTO AASHTO INSTITUTO DE ASFALTO km km CA BASE SUBBASE CA BASE CA BASE (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) (cm) 154+000 158+250 9.0 15.0 - 9.0 15.0 12.5 15.0 158+250 166+000 9.0 15.0 21.0 9.0 33.0 20.0 15.0 166+000 173+520 9.0 15.0 26.0 9.0 38.0 27.0 15.0 173+520 180+000 9.0 15.0 28.0 9.0 39.0 32.5 15.0 180+000 187+250 9.0 15.0 20.0 9.0 32.0 26.0 15.0 187+250 195+968 9.0 15.0 15.0 9.0 24.0 17.5 15.0 6.5.2 Los espesores del pavimento obtenidos por el método AASHTO se ajustan mas fielmente a los parámetros del diseño, por lo que la alternativa recomendada a tomar en consideración es el diseño realizado por este método. 6.5.3 La comparación económica de la alternativa del pavimento con las capas de base (material chancado de la cantera de roca) y subbase (mezcla de 70% de material chancado de la cantera de roca con 30% deInforme Final
  25. 25. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000 material de la cantera de relleno) y la que considera solamente el uso de base (material chancado de la cantera de roca) demostró que los costos de la segunda alternativa son mas bajos por lo que se recomienda la alternativa del diseño del pavimento obtenida mediante el Método AASHTO 1993 con carpeta asfáltica en caliente y la capa de base granular para un periodo de diseño de 10 años y un refuerzo a colocar a los 10 años. Los espesores recomendados de las capas del pavimento incluyendo el refuerzo a los 10 años se muestran en el cuadro 6.5.2: CUADRO 6.5.2 TRAMO AASHTO 10 años Refuerzo a los 10 años km km CA BASE CA (cm) (cm) (cm) 154+000 158+250 9.0 15.0 5.0 158+250 166+000 9.0 33.0 5.0 166+000 173+520 9.0 38.0 5.0 173+520 180+000 9.0 39.0 5.0 180+000 187+250 9.0 32.0 6.0 187+250 195+968 9.0 24.0 4.06.5.4 La colocación del material de base se realizara por capas cuyo espesor no debe exceder de 0.25 m, ni ser menor de 0.15 m.6.5.5 El ancho de bermas no supera 0.50 m, por lo que, con el propósito de facilitar el procedimiento constructivo, en las bermas se colocará carpeta asfáltica en caliente de igual espesor que en la calzada.6.5.6 Para el periodo adicional de 10 años se recomienda reforzar el pavimento mediante la colocación de una carpeta asfáltica con el espesor indicado en el diseño para cada tramo homogéneo, previa evaluación funcional y estructural6.5.7 La colocación de la carpeta asfáltica de 9 cm de espesor deberá realizarse en dos capas, sin embargo el contratista podría efectuarlo en una sola capa, siempre y cuando suministre equipo apropiado y se compruebe en un tramo de prueba que se llegue a obtener la compactación requerida.6.5.8 En la preparación del concreto asiático en caliente se usará el cemento asfáltico PEN 120/ 1506.5.9 Si la colocación de la segunda capa del concreto asfáltico se realice de manera inmediata, no será necesario el riego de liga. En caso contrario se realizara el riego de liga previo a la colocación de la segunda capa.6.5.10 Para la construcción del pavimento se deberá tener en cuenta la siguiente secuencia de actividades:Informe Final
  26. 26. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000• Colocación de la capa de base con el material de cantera de espesor correspondiente al diseño para cada sector homogéneo. De acuerdo al espesor de la capa de base esta se colocará en una o dos capas, como se indica en el Cuadro 6.5.3• Colocación del material de base en las bermas• Imprimación de la capa de base• Colocación de una carpeta asfáltica de 9.0 cm de espesor en todo el ancho de la plataforma, incluyendo las bermas6.5.11 Con la finalidad de evitar el deterioro de los bordes del pavimento de la carretera en las intersecciones con las bocacalles de los centros poblados y tomando en cuenta el escaso tráfico interno, en las bocacalles se colocará un pavimento asfaltico de espesores mínimos: una base granular de 0.15 m y una carpeta asfáltica de 0.05 m de espesor.Informe Final
  27. 27. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000• Colocación de la capa de base con el material de cantera de espesor correspondiente al diseño para cada sector homogéneo. De acuerdo al espesor de la capa de base esta se colocará en una o dos capas, como se indica en el Cuadro 6.5.3• Colocación del material de base en las bermas• Imprimación de la capa de base• Colocación de una carpeta asfáltica de 9.0 cm de espesor en todo el ancho de la plataforma, incluyendo las bermas6.5.11 Con la finalidad de evitar el deterioro de los bordes del pavimento de la carretera en las intersecciones con las bocacalles de los centros poblados y tomando en cuenta el escaso tráfico interno, en las bocacalles se colocará un pavimento asfaltico de espesores mínimos: una base granular de 0.15 m y una carpeta asfáltica de 0.05 m de espesor.Informe Final
  28. 28. Estudio Definitivo para el Mejoramiento y Rehabilitación de la Carretera: Ayacucho-Abancay, Tramo: KM.154+000 – KM.210+000• Colocación de la capa de base con el material de cantera de espesor correspondiente al diseño para cada sector homogéneo. De acuerdo al espesor de la capa de base esta se colocará en una o dos capas, como se indica en el Cuadro 6.5.3• Colocación del material de base en las bermas• Imprimación de la capa de base• Colocación de una carpeta asfáltica de 9.0 cm de espesor en todo el ancho de la plataforma, incluyendo las bermas6.5.11 Con la finalidad de evitar el deterioro de los bordes del pavimento de la carretera en las intersecciones con las bocacalles de los centros poblados y tomando en cuenta el escaso tráfico interno, en las bocacalles se colocará un pavimento asfaltico de espesores mínimos: una base granular de 0.15 m y una carpeta asfáltica de 0.05 m de espesor.Informe Final

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