TERCERA SITUACINEn la provincia de Huarochir, bajo su
responsabilidad, le han encargado efectuar una evaluacin
superficial de la condicin de la red vial para lo cual debe
efectuar el relevamiento de fallas de la ruta afirmada que
corresponde a la responsabilidad del Gobierno Local, siguiendo los
lineamientos de la metodologa del ndice de Condicin del camino no
pavimentado (URCI).
Del inventario vial se ha encontrado, del anlisis de las
condiciones de la zona y del IMD se han priorizado 07 tramos de
rutas, de las cuales se proceder a analizar la ruta LM-120, cuyas
caractersticas son:
Longitud 52.65 Km Ancho de calzada3.50 m Superficie de
rodaduraTrocha Espesor inicial0 m Se le solicita que recomiende lo
siguiente:
a. Calcule el rea de la unidad de muestra indicando el largo y
ancho.
De acuerdo al Manual para carreteras no pavimentadas, una unidad
de muestra est definida como un rea de aproximadamente 230 metros
cuadrados [90 metros cuadrados]).Ancho de Calzada = 3.50 m
La Unidad de Muestra ser de: 70 x 3.50 = 245.00m2
b. Calcule cuantas unidades de muestreo necesita para la
ruta
Nmero de Unidades de muestra = 43,520 / 70 = 621.71Para el tramo
en estudio se necesita = 625 unidades de muestra
c. Calcule la prdida de espesor de afirmado por ao
Para calcular la perdida de espesor se requieren los siguientes
datos:IMD
VEHICULOCANTIDAD
AUTOS42
BUSES1
CAMIONES1
TOTAL44
Segn Formula para prdida de agregado al ao de Texas:GL = 0.12 +
0.1223(LT)
Donde:GL = Prdida total de agregados en pulgadasLT = Nmero de
camiones al ao cargados en milesRUTAN Camiones (LT)GL (al ao)
PulgadasCentmetros
LM - 12010.160.42
Considerando que en un ao el afirmado se perder 0.42cm, en un
kilmetro (1,000m) con una seccin de 3.50m y un factor de
esponjamiento de 1.20 se perdern en total 17.56 m3/km.
d. Calcule el periodo de perfilado al ao y el costo
d.1. Clculo de periodo de perfilado: Para el clculo del
perfilado se requiere el dato del IMDIMD
VEHICULOCANTIDAD
AUTOS42
BUSES1
CAMIONES1
TOTAL44
Segn modelo del HDM - IV publicado en el OVERSEAS ROAD NOTE (ORN
1) 2003:
Del grfico se concluye que el nmero de perfilados al ao deben
ser 2 perfilados, es decir se deber de realizar el perfilado cada
90 das.
d.2. Clculo del costo del perfilado:
CLCULO DE NMERO DE PASADAS:
TRABAJOSN PASADAS
Limpieza de Cunetas0
Corte de las irregularidades de la plataforma1
Nivelacin y extendido de material1
2
CLCULO DE TIEMPO NECESARIO PARA 1 KM
T =5.33h/Km
e. Ultimo mantenimiento abril 2011. No se tiene conocimiento del
ltimo mantenimiento realizado a la carretera, pero por el estado en
que se encuentra segn el URCI evaluado que califica la carretera en
estado BUENO, asumimos que el ltimo mantenimiento se ha realizado
el 2013.. f. rea de la unidad de muestra 70mx 3.50 m La Unidad de
Muestra es de: 70 x 3.50 = 245.00m2g. De acuerdo a la inspeccin IN
SITU de campo, segn el formato, calcule el URCI, para dos unidades
de muestra:El URCI se calcul para las unidades de muestra N 01 y
10, cuyos resultados en ambos casos fue de: URCI = 57 y segn la
escala se considera la carretera est clasificada como BUENA. Se
anexan las hojas de inspeccin de carretera no pavimentada que
sustenta al clculo del URCI.h. Que actividades de mantenimiento
recomendara? De acuerdo a las fallas encontradas en las dos
unidades de muestra, se recomienda realizar las actividades de
mantenimiento siguientes: Enrasar, aadir material y compactar
Limpiar las cunetas cada ao Aadir agua
i. Cul sera el costo por km de perfilado, reconformacin de base
y adicin de material de base?
i.1. Costo del Perfilado por Km
i.2. Costo del Reconformacin de base por Km
i.3. Costo del Mantenimiento Rutinario por KmACTIVIDADHORASHORAS
x Km
CORTE63.212.31
EXTENDIDO50.571.85
ACABADO112.374.10
TOTAL226.148.26
CUARTA SITUACIN
Ud. ha recibido la caracterizacin de suelos, con los ensayos de
granulometra y lmites atteberg, de la carretera en estudio, que se
ubica en la regin sierra y se considera de topografa accidentada,
asimismo, tiene las siguientes informaciones:La ruta LM- 120 (Tramo
I) con las siguientes caractersticas: Lluvias=0.05 m/mes Pendiente
promedio=5 m/km Curvas=300 grados/km Longitud=43.52 km Calzada=
3.50 m Bermas a cada lado= 0.00 m Superficie de rodadura=Trocha
Costo de construccin= Estado de condicin de la superficie de
rodadura = Mala Espesor Inicial= 0.00m IMD=Autos 42, Buses 1 y
Camiones 1
j. Efectu el clculo de los ahorros de costo de operacin
vehicular, al cambiar la condicin de la superficie de rodadura.
k. Estime el comportamiento de la superficie de rodadura y
grafique en el diagrama de perfomance
d)Del diagrama de Performance
CONCLUSIONES:
Es posible que en el futuro este material presente fallas de
superficie resbaladiza
l. Indique el nmero de perfilados que hara segn el modelo de
frecuencias del HDM IV, y comprelo con el modelo del ORN 1
Para hallar el nmero de perfilados al ao se necesita conocer el
IMDRUTASIMDA
LM - 12044
Segn modelo del HDM - IV publicado en el OVERSEAS ROAD NOTE (ORN
1) 2003
m. Haga el clculo de prdida de afirmado al ao siguiendo la
formula N 01, y estime la norma de cantidad de afirmado por reponer
cada ao, as como la tasa de deterioro
La prdida de agregado debido al IMD al ao es de 14.64m3/km.,
teniendo este material un esponjamiento de 20%, se debe de reponer
17.56m3/km.Para el clculo de la tasa de deterioro se tom en cuenta
los datos:
La tasa de deterioro es de 2.09%
n. Ud. Dispone de un presupuesto de S/. 90,000.00 para
mantenimiento rutinario (perfilado con motoniveladora) y el costo
de alquiler horario de una motoniveladora MODELO 120 H es de S/.
180 .00 Nuevos Soles la hora.
Las velocidades de trabajo son: Corte : 4 km/h . 3 pasadas
Extendido : 5 km/h .. 3 pasadas Acabado : 3 km/h .. 4 pasadas
Eficiencia 0.65
n.1. Calcule el costo del mantenimiento (1 perfilado) con
motoniveladora para su camino rural asignado
1.-El rendimiento de la motoniveladora se calcula mediante la
siguiente frmula:A = S * (Le - Lo) *1000 *EDonde: A:rea de operacin
horaria (m2/h) S:Velocidad de operacin (km/h) Le:Longitud efectiva
de la hoja (m) Lo:Ancho de superposicin (m) E:Eficiencia del
trabajoCalculando el rea de operacin horaria (m2/h) para cada
actividad:
n.2. Indique el N de perfilados que dara al ao y cul sera el
costo por Km al ao.
o. Formule su plan de mantenimiento vial para los prximos 5 aos,
indicando el valor patrimonial de su carretera, y los ahorros o
perdida que le generara, y que alternativas recomendara?
POLITICA 1: REHABILITAMOS EL PRIMER AO Y NOS OLVIDAMOS DEL
MANTENIMIENTO RUTINARIO
POLITICA 2: SOLO REALIZA MANTENIMIENTO RUTINARIO
De las alternativas propuestas, se recomienda optar por la
poltica 2 de realizar Mantenimiento Rutinario, lo cual nos generara
un ahorro de COV de S/ 7,919.91 por Km.
p. Analice la granulometra del terreno natural con las
caractersticas del afirmado segn el manual del MTC, y con las
curvas de granulometra que recomienda el Ing GORDON KELLER, y luego
del anlisis, Indique si podra existir soluciones ms econmicas,
cuales serian estas y que significara en materia de costo/
beneficio
q.1. Segn el manual del MTC Volumen III, el trfico de nuestra
carretera es Tipo 1, por lo tanto le corresponde la siguiente
granulometra:
De los rangos de los porcentajes que pasan la granulometra
recomendada por el MTC, se obtienen los promedios de los
porcentajes para poder hallar su Modulo Granulomtrico MG, segn se
indica:
mmpulgadas% pasa del tamiz
502100
25165
4.75N 435
0.075N 2008
MG =2.08
ESTUDIO DE SUELOS DE LA CARRETERA
ESTUDIO DE SUELOS DE LA CANTERA
GRFICO DEL SUELO Y EL AFIRMADO DE LA CANTERA
LEYENDA
Granulometra del SueloGranulometra de la Cantera
Se puede observar que al suelo evaluado por un lado le falta
material grueso y tiene exceso de material fino que el recomendado,
lo que producira fallas de superficie resbaladiza, pero en trminos
generales no es un suelo malo ya que en gran parte cae dentro de
los mrgenes establecidos, pero es necesario mejorarlo, es un suelo
GC.
q.2.METODO DE ESTABILIZACION GRANULOMETRICAHallamos el Modulo
Granulomtrico MG del suelo y de la cantera evaluada, segn se
indica:SUELO
mmPulgadas% pasa del tamiz% Retenido del tamiz
5021000
25192.37.7
4.75N 460.439.6
0.075N 20026.473.6
MG = 1.209
CANTERA
mmPulgadas% pasa del tamiz% Retenido del tamiz
5021000
25174.225.8
4.75N 443.156.9
0.075N 2009.590.5
MG = 1.732
Se busca que el modulo granulomtrico de la combinacin del suelo
y la cantera sea el de los valores medios del uso de 1 1/2"
recomendados por el MTC que tiene el valor MG = 2.08.
Debido a que el modulo granulomtrico recomendado por el MTC es
de 2.08 el que se encuentra fuera del rango comprendido entre los
mdulos granulomtricos del suelo y la cantera que son 1.209 y 1.732
respectivamente, por lo tanto con ninguna combinacin del suelo con
la cantera se podra lograr alcanzar un Mdulo Granulomtrico de 2.08,
recomendado por el MTC, es por ello que no se podra optar por el
Mtodo Granulomtrico para la Estabilizacin del suelo, se DESCARTA
esta alternativa.
q.3. SELECCIN DEL TIPO DE ESTABILIZADORPara seleccionar el tipo
de estabilizador, se realizaron los siguientes pasos:q.3.1.
Seleccin del rea a la que pertenece el suelo segn su
granulometra:
De la Figura 2.2., se observa que nuestro suelo cae dentro de la
AREA 2C
q.3.2. Seleccin de Tipo de estabilizador, mediante la ayuda del
cuadro 9.1., segn se indica:
Calculando con el IP de 18.19, se podra tener las siguientes
alternativas:
(1) Cal:Se requiere que el IP no sea menor que 12Se evaluara
este estabilizador, segn el Manual: SOIL STABILIZATION FOR
PAVEMENTS MOBILIZATION CONSTRUCTION.
(2) Cal- Cemento - Ceniza:Se requiere que el IP < 25Como el
IP es igual a 18.19, este es mayor al valor requerido, por lo tanto
si puede estabilizar con Cal-Cemento-Ceniza.
q.3.3. Analizamos la estabilizacin con Cal con el Manual: SOIL
STABILIZATION FOR PAVEMENTS MOBILIZATION CONSTRUCTION.Se requieren
los siguientes datos:ndice de Plasticidad, Como tenemos el Limite
de Contraccin 10.40%, le corresponde un IP = 18.19Porcentaje
Retenido de la malla N 40 = 36.3%
Con estos valores obtenemos el porcentaje de Cal que se requiere
para estabilizar en el siguiente cuadro:
Por lo tanto se deber de estabilizar con cal-cemento-ceniza con
una dosificacin de 3% (con respecto al peso del material)
q. Aplique el modelo DETOUR del Banco Mundial y determine la
prdida de afirmado anual, el tiempo ptimo de perfilado
Se comenz con un espesor de 200mm y termin con 184mm, el cual se
perdi 6mm/ao.
ANEXOS Hojas de inspeccin de carretera no pavimentada URCI
Estudio de suelos de la progresiva Km.102 + 650 L/IZQ. Muestra M-2
Anlisis granulomtrico de la Cantera KM.37 + 030. Tramo:
Tocache-Pizana Cuadro 9.1. Gua Referencial para la seleccin del
tipo estabilizador Cuadro 9.2. Gua Complementaria Referencial para
la seleccin del tipo estabilizador Hoja de evaluacin del modelo
DETOUR del Banco Mundial.