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DISEO DEL PAVIMENTO RGIDO DE LA CARRETERA
MOLLEBAYA POCSI KM 0+000 AL KM 1+000
CAPTULO I
INTRODUCCIN
I.1 GENERALIDADES
El presente proyecto consiste en realizar trabajos de
mejoramiento de la carretera que une
los distritos de Mollebaya y Pocsi; la cual es parte de red vial
Departamental entre las
regiones de Moquegua y Arequipa, es por este motivo que es una
red vial de gran
importancia para la economa y el desarrollo de muchos poblados
agrcolas que se
encuentran en la zona.
Para garantizar que la va ofrezca un nivel de serviciabilidad
adecuado que genere
bienestar, confort y seguridad tanto para el comercio, turismo y
transporte urbano, es
necesario una va que se cumpla todas las condiciones antes
mencionadas, para lograr esto
es necesario conocer ciertas variables como son el trnsito, el
nivel de importancia y el tipo
de terreno sobre el cual se apoyara la va.
Con el propsito de conseguir una va que se acomode a las
condiciones a las cuales est
sometida, se ha planteado desarrollar el presente proyecto desde
la perspectiva de la
Ingeniera Civil, de manera que fundamente el estudio para el
diseo del pavimento rgido
como solucin a la deficiencia en la transitabilidad de
vehculos.
Es por lo cual que la presente tiene como objetivo el
mejoramiento de la carretera entre los
distritos de Mollebaya Pocsi por medio del diseo de pavimento
rgido en el tramo que
comprende del Km 0+000 al Km 1+000 la cual es una zona en la que
se hallan altas
pendientes en las cuales el pavimento rgido funciona mejor. Para
esto se hace necesario:
el estudio de transito el cual se hizo mediante un aforo
vehicular para determinar el trfico
y convertirlo a ejes equivalentes, el estudio geotcnico el cual
se hizo por medio de calicatas
que permitirn determinar las condiciones de la sub-rasante.
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I.1.1 OBJETIVOS
I.1.1.1 OBJETIVO GENERAL
- Mejorar la carretera entre los distritos de Mollebaya Pocsi
por medio de la utilizacin
del concreto Hidrulico para el Pavimento.
I.1.1.2 OBJETIVOS ESPECFICOS
- Determinar el flujo vehicular de la zona
- Determinar las propiedades de la sub-rasante.
- Identificar las canteras de subbase y de agregados.
- Disear estructuralmente el Pavimento.
- Disear el pavimento rgido para la carretera de Mollebaya
Pocsi.
I.1.2 ALCANCES
Aplicar los conceptos de Ingeniera de Trnsito, Mecnica de
Suelos, Diseo de
Pavimentos, para desarrollar el proyecto de acuerdo a las
condiciones que se dan en la
carretera Mollebaya - Pocsi.
I.1.3 UBICACIN
La carretera Mollebaya Pocsi se ubica en la regin de Arequipa,
provincia de Arequipa,
en la margen izquierda del rio Mollebaya. La Longitud de la
carretera en estudio es de
aproximadamente 12.1 kilmetros para la presente tesis
desarrollaremos el tramo que
comprende del Km 0+000 al Km 1+000. Las alturas entre las cuales
se desarrollara el
proyecto se encuentran entre los 2538 m.s.n.m. y los 2591
m.s.n.m.
Figura 1.1.- Mapa de la provincia de Arequipa en el departamento
de Arequipa.
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Figura 1.2.- Ubicacin de Distrito de Mollebaya y Pocsi.
I.1.4 ANTECEDENTES Y SITUACIN ACTUAL
El distrito de Mollebaya fue creado en el gobierno de Manuel A.
Odra el 27 de mayo de
1952 en los terrenos del distrito de Pocsi; asi mismo por su
diversidad geogrfica su
poblacin cuenta con diversas actividades econmicas como: la
agricultura, ganadera
floricultura, Industria ladrillera, extraccin de materia prima
para la construccin como
agregados y turismo.
Actualmente el distrito de Mollebaya est conformado por 03
Anexos: Machahuaya, Santa
Ana y El Tejar, en los cuales se encuentran 33 asociaciones de
vivienda, los principales
productos agrcolas de la zona es el maz y ltimamente se est
incursionando en la siembra
de palta y rboles frutales.
El distrito de Pocsi tiene una fundacin espaola que se llev
acabo 25 de enero de 1540,
adems tiene una superficie de 172.48 km2 a una altitud de 3045
m.s.n.m. con una poblacin
de 602 habitantes, sus actividades econmicas son principalmente
la ganadera y la
agricultura.
I.2 CARACTERSTICAS DE LA ZONA
I.2.1 FISIOGRAFA
La superficie comprendida en el cuadrngulo de Characato, se
halla en su mayor parte dentro
de la Cordillera de los Andes del Sur del pas, con diferencias
de elevacin bastante
marcadas, correspondientes a las partes ms bajas por los
distritos de Mollebaya y Characato.
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El proyecto ocurre dentro de la configuracin de la Cuenca
Oriental, adems los suelos son
de origen rocas metamrficas con un relieve semiaccidentado. La
textura del suelo vara de
arena franca a franco arenoso. Agricultura en las laderas y
quebradas. Permite un mejor
aprovechamiento agrcola y pecuario. Presenta limitaciones
topogrficas debido a su
moderada inclinacin que vara entre 2% a 15% (pendiente) y de
disponibilidad hdrica.
Figura 1.3.- Cuenca Oriental, formada por suelos de origen
aluvial.
I.2.2 GEOLOGA
GEOMORFOLOGA REGIONAL
La superficie comprendida en el cuadrngulo de Characato, se
halla en su mayor parte dentro
de la cordillera de los Andes del Sur del pas, con diferencias
de elevacin bastante marcadas,
correspondiendo las partes ms bajas a los alrededores de las
localidades de Mollebaya y
Characato (2,400 m.s.n.m.) y las ms altas a las cumbres de los
grandes montaas, que en
caso particular del Volcn Misti sobrepasa los 5,800 m.
Topogrficamente, la acumulacin de material volcnico ha sido un
factor positivo en esta
regin y las diferentes erupciones han dado origen a rocas que se
les considera integrantes
de las formaciones Tacaza, Maure, Senca, Capillune, Chila y
Barroso, entre las que se han
distinguido tres superficies de erosin: superficie Puna,
superficie Maure y superficie
Capillune. En general se han diferenciado tres unidades
geomorfolgicas: El Flanco
Occidental de los Andes; la cadena del Barroso y el
Altiplano.
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Figura 1.4.- Ubicacin del Cuadrngulo de Characato.
(Fuente: Ministerio de Energa y Minas)
GEOMORFOLOGA LOCAL
FLANCO OCCIDENTAL DE LOS ANDES
Est circunscrito a la esquina Suroeste del cuadrngulo y
representa el 13% del rea total de
la hoja. Al Noreste est limitado por la Cadena del Barroso,
desde la cual bajan numerosas
quebradas y riachuelos que son encausados hacia el lecho de tres
ros principales: el
Andamayo. El Sabandia y el Mollebaya, afluentes del rio Chili en
su margen izquierda,
siendo este el colector principal de la mayor parte del rea.
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Esta unidad se encuentra mayormente constituida por colinas de
elevacin moderada con
perfiles poco abruptos, formadas en su mayor parte en los flujos
de lodo as como en los
depsitos aluviales y piroclsticos, sobre los cuales el drenaje
se dispone segn diseo
dedritico, con una fuerte pendiente, aun en pequeas
extensiones.
Figura 1.5.- Unidades Geomorfolgicas.
(Fuente: Ministerio de Energa y Minas)
ESTRATIGRAFA
GNEIS DE CHARCANI
El gneis de Charcani representa a las rocas ms antiguas de la
regin, en el cuadrngulo de
Characato se le encuentra en forma bastante restringida prximo a
la localidad de Mollebaya,
Mollebaya
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a lo largo del rio del mismo nombre, relacionado con los
plutones pertenecientes al batolito
y con los flujos de lodo al Sureste y Este de dicha localidad
respectivamente.
El afloramiento de Charcani, corresponde a un gneis tpico de
inyeccin grantica (Jenks
1948), bien compactado, de color marrn algo grisceo y
constituido por feldespato, cuarzo
y biotita, con una foliacin marcada y una inclinacin general
hacia el Noroeste.
Al Sureste de Mollebaya, el gneis tiene una longitud de 2,800
m., ms o menos, mostrando
cierta variacin con respecto al primero. En general es de color
gris oscuro a gris verdoso
debido a las lminas de hornablenda; est profundamente atravesado
por diques apliticos de
anchos variables; los mismos que algunos casos siguen los planos
de exfoliacin; teniendo
la mayora un rumbo general de N 85 W con buzamientos que fluctan
entre los 70 a 80
hacia el Noreste. Estas aplitas son de color marrn claro o
rosado, con abundante cuarzo,
feldespato y en menor proporcin hornablenda.
Los planos de exfoliacin presentan inclinaciones tanto hacia el
Noreste como hacia el
Sureste.
Edad y correlacin.- Dentro del cuadrngulo de Characato las
relaciones del gneis no
permiten asignarle una edad exacta, pero por ser similar a las
rocas encontradas en las
cercanas de Cerro Verde y Lluta se le considera precambriano,
correlacionndosele con las
rocas afines del complejo basal de la Costa.
Figura 1.6.- Rocas Metamrficas; Gneis.
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FLUJOS DE BARRO
Los flujos de barro inicialmente fueron considerados como
morrenas; y posteriormente como
corrientes de lodo. Estos depsitos cubren gran parte de la
ladera occidental de la cadena del
Pichu-Pichu y del Misti, llegando hasta las inmediaciones de la
ciudad de Arequipa y de las
localidades de Socabaya y Pocsi.
Las mejores exposiciones se hallan en las vecindades de los
pueblos de Chiguata y Sabandia,
donde los depsitos, al igual que en los dems sitios, ofrecen en
conjunto una coloracin gris
y marrn claro con una textura variable. Debido a la escasa
compactacin, los ros y arroyos
all presentes, han profundizado sus cauces con gran facilidad,
dando lugar a quebradas de
paredes verticales o casi verticales, que llegan hasta los 200
m. de altura lo que cambia la
monotona del relieve general caracterizado por colinas de
perfiles regulares, a excepcin de
las partes ms bajas, donde conforman una superficie solamente
ondulada.
Litolgicamente, los flujos de barro estn constituidos por
fragmentos angulosos de rocas
volcnicas andesiticas y tufaceas, de tamao variable,
encontrndose grandes bloques de
tufo que llegan hasta los 400 m de dimetro. La matriz es
arena-tufacea, algo arcillosa y de
poca consistencia; razn por la cual al ser arrastrado los
materiales ms finos, van quedando
al descubierto in situ o con muy poco transporte, los elementos
de mayor tamao, sobre todo
los grandes bloques.
No se ha encontrado estratificacin definida ni seleccin
granulomtrica alguna, salvo una
disminucin de tamao de los componentes a medida que se alejan
del lugar de donde
provienen. Adems, la presencia de oquedades en la matriz de
estos flujos de barro es una
caracterstica notable.
En cuanto al origen de los flujos de barro, estos depsitos
provienen del flanco occidental
del Pichu-Pichu, debido a una avalancha de lodo y agua,
descartando el origen glaciar
propuesto por Fenner C. N. (1948).
Efectivamente, durante las observaciones de campo en esta rea,
se ha podido constatar que
en dichos depsitos, que exceden de los 200 metros de grosor, no
existe material morrenico;
adems, la glaciacin en esta parte, solamente ha llegado hasta
los 3900 m.s.n.m.
El fenmeno que origino la acumulacin de los materiales
volcnicos, posiblemente se debi
a que grandes masas, poco o nada compactadas, fueron saturadas
de agua provenientes de
los deshielos o de fuertes lluvias, producindose la subsiguiente
inestabilidad de estas,
favorecida a su vez por la pendiente fuerte sobre la cual se
desplazaron. La masa iba
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aumentando cada vez ms su velocidad y englobando gran cantidad
de detritos y rodados,
hasta quedar inmvil, ya sea por falta de aporte de los
materiales solidos o por carencia de
agua. Estos flujos de lodo por sus caractersticas corresponden a
torrentes de barro
volcnico frio.
Edad y correlacin.- los flujos de barro se consideran de edad
pleistocenica, por que yacen
sobre el volcnico barroso del pleistoceno e infrayacen a los
depsitos Chihuata del
Pleistoceno Reciente.
Figura 1.7.- Flujo de Barro.
CLASIFICACION DEL SUELO
Los horizontes geolgicos descritos ms antes pueden tener
diferentes denominaciones
segn los sistemas de clasificacin, considerando nicamente dos
parmetros geotcnicos:
la granulometra y los lmites de consistencia de Atterberg.
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Tabla 1.1.- Clasificacin de Suelos
(Elaboracin propia)
I.2.3 CLIMA
El clima correspondiente al flanco occidental es
predominantemente desrtico. Los meses
de Noviembre y Diciembre son los ms calientes, siendo Junio el
mes ms frio el promedio
de la temperatura anual es de 13 15 C, con precipitaciones que
llegan a 20 mm. o ms
al ao, siendo ms abundantes durante los meses de Enero, Febrero
y Marzo. Segn la
clasificacin del Dr. Javier Pulgar Vidal expuesta en su geografa
del Per la zona en
estudio se encuentra en la regin Quechua.
Quechua: El clima es templado y seco por lo que en el da y la
noche las temperaturas son
drsticamente distintas. La temperatura media anual flucta entre
11 C y 16 C; las
mximas entre 22 C y 29 C y las mnimas entre 7 C y -4 C. La
humedad atmosfrica es
poco sensible aun cuando el suelo es normalmente hmedo, como
consecuencia de las
lluvias que caen con regularidad en el verano
El clima es fro y seco, con fuertes corrientes de aire fro en la
parte alta, precipitaciones en
los meses de octubre a abril y con una temperatura mnima de
-7.7C y una temperatura
mxima de 14,5 C.
I.2.4 TOPOGRAFA
La superficie del terreno de la carretera posee una pendiente
mxima de 14,70%, entre los
distritos de Mollebaya y Pocsi, en efecto se trata de un relieve
con una moderada
inclinacin. El distrito de Mollebaya se encuentra a los 2505
m.s.n.m. en altitud y en las
coordenadas 162859S 712700O, con una superficie total de 26.7
km2. El distrito de
Pocsi se encuentra a los 3045 m.s.n.m. en altitud y entre las
coordenadas 163058S
712317O, con una superficie total de 172.48 km2. Se presentan
los principales parmetros
topogrficos (longitud, cotas y pendientes) de la carretera
Mollebaya Pocsi en los planos.
GEOL. HORIZONTE CLASIFICACIN POZOS
EXPLORATORIOS DESCRIPCIN
SUCS ASSHTO
Gneis SM, SC A-1-b 1-2-3
Flujos de Barro SM A-1-a 2
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I.3 MEJORAMIENTO PROPUESTO DE LA INFRAESTRUCTURA VIAL
I.3.1 MODO DE INTERVENCIN
Se propone el mejoramiento de la infraestructura vial mediante
la pavimentacin con
pavimento rgido de la calzada.
I.3.2 SECCIN TPICA
A continuacin se presenta la seccin tpica que resumen al
pavimento a nivel de
infraestructura de pavimentacin:
Figura 1.8.- Seccin Tpica normal de un pavimento rgido.
(Fuente: Montejo, 1996)