Informe Canteras de Afirmado

INDICE I.

INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ......................................... ................ 3

II.

OBETIVOS ................................................ .................................................. .. Error! Bookmark not defined.

III. MARCO TEÓRICO ..................................... ..................................... Error! Bookmark not defined. CANTERAS .................................................. .................................................... .. Error! Bookmark not defined.

1. TIPOS DE CANTERAS .................... Error! Bookmark not defined. 2. CARACTERISTICAS ....................... Error! Bookmark not defined. AFIRMADO..................................................... Error! Bookmark not defined.

1. ESTUDIOS GEOTECNICOS DE SUELOSError! Bookmark not defined. 2. DISEÑO PARA AFIRMADO. ................. Error! Bookmark not defined. 3. TIPOS DE AFIRMADO ......................... ......................... Error! Bookmark not defined. 4. SECCIONES DE CAPAS DE AFIRMADOError! Bookmark not defined. 5. MATERIALES DE AFIRMADO ............. Error! Bookmark not defined. 6. ESPECIFICACIONES TECNICAS

GEOLOGIA APLICADA

…………………………………………...

CANTERAS DE AFIRMADO Página 1

I.

INTRODUCCIÓN

En el presente informe se acompañan las Investigaciones de Mecánica de Suelos ejecutadas como parte de la Evaluación de Áreas de Préstamo de material para afirmado y/o relleno, que constituyen estudios complementarios para el proyecto “CONSERVACION VIAL CAMINO VECINAL BALSAHUAICO - LA FLOR, CRUCE SAN NICOLAS – ACERILLAL”. El estudio realizado se orientó a verificar las características físicas y mecánicas de los materiales que podrían ser utilizados como afirmado en la vía materia de la conservación que ejecutará la Municipalidad de Jaén bajo la supervisión del Instituto Vial Provincial (IVP) de Jaén.

Los resultados obtenidos de los ensayos estándar realizados se acompañan en los formatos correspondientes, los que han permitido la interpretación y correlación geotécnica; igualmente se acompañan los gráficos de las curvas granulométricas y pruebas de resistencia de los materiales.

II. OBJETIVOS GEOLOGIA APLICADA


II.1 OBJETIVO PRINCIPAL Conocer los ensayos

II.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 

III. MARCO TEÓRICO CANTERAS GEOLOGIA APLICADA


Yacimiento o depósito de material de origen rocoso y mineral, el cual desde el punto de vista de los materiales se dividen en: 



Yacimientos Transportado: Los cuales provienen de: Depósitos Aluviales, Glaciares, Coluviales, Aluvio – Coluviales. Yacimientos de Roca Maciza: O también se les denomina de Cerro. Los mismos que para ser aprovechados tienen que ser tratados por métodos de trituración.

Los cantos rodados, desgastados por las aguas, se van acumulando al pie de los acantilados. Las playas de arena se acumulan en bahías tranquilas. En el fondo del mar, las partículas más finas se depositan en anchas franjas de sedimentos, extendiéndose los más tenues de ellos por la plataforma continental, e incluso sobrepasando su borde hacia el fondo oceánico más profundo. Todos estos depósitos son ejemplo de rocas sedimentarias en vías de formación. 1. TIPOS DE CANTERAS

Se pueden clasificar dependiendo del tipo de explotación, el material que se quiera explotar y su origen. Según el tipo de explotación:  

Canteras a Cielo Abierto: Canteras Subterráneas.

Según el material a explotar:  

De Materiales Consolidados o Roca. De Materiales no Consolidados como suelos, saprolito, agregados, terrazas aluviales y arcillas

Según su origen:   

Canteras Coluviales Canteras de origen Glaciar Canteras de origen Eólico

2. CRACTERISTICAS A TOMAR EN CUENTA EN CANTERAS

2.1. CANTERA INDICADA PARA UNA CONSTRUCCION: Los factores a tener en cuenta para considerar a un depósito como cantera, en líneas generales, son los siguientes: El depósito debe estar constituido por materiales o minerales no metálicos. Calidad de la roca a explotar. Volumen considerable a explotar de la cantera (potencia). Ubicación de la cantera. GEOLOGIA APLICADA


Accesibilidad. Impacto ambiental. Economía de producción y transporte. 2.2. CALIDAD Para determinar la calidad de la roca se pueden realizar exámenes de muestras que se consideren representativas en toda la cantera. Si la roca ha de utilizarse en la industria en la que solamente son esenciales sus propiedades químicas, se pueden obtener datos suficientes tomando muestras con una sonda de percusión. Sin embargo, para piedra labrada y casi toda la machacada y partida, deben determinarse las propiedades físicas, para lo cual se tomas testigos con corona de diamantes, generalmente de 3” de diámetro . 2.3. CANTIDAD Este factor depende fundamentalmente del volumen bruto del yacimiento a explotar, Más no de su distancia que ocupe, si la cantera de materiales es de volumen considerable y de características físicas y mecánicas regularmente buenas de sus materiales este depósito será considerado como cantera de explotación inmediata, para obras de construcción civil principalmente. 2.4. MODO DE EXTRACCIÓN Se deberá extraer de la manera más eficaz posible, los métodos de extracción son diversos pero se conoce que el más eficaz podría ser el que consiste en realizar una serie de graderías en la cantera de manera que no se desestabilice la cantera para no tener problemas de derrumbes los cuales causarían accidentes y pérdidas económicas. 2.5. POSIBILIDADES DE USO Las operaciones a gran escala de la explotación de canteras, no dependen necesariamente del trabajo en mayor magnitud o del uso de equipos de perforaciones sofisticados (lo que significa economía en la operación), sino de la posibilidad de que esta explotación requiera de una buena demanda respecto a los proyectos ingenieriles de la industria de la construcción. 2.6. VARIEDAD DE TAMAÑO DE LOS AGREGADOS Este factor está referido a la heterogeneidad del yacimiento en cuanto a los diferentes tamaños de materiales que presente el depósito, es decir, que a fractura de sus materiales sea de regularmente buena hacia arriba. 2.7. HOMOGENEIDAD DEL YACIMIENTO Este criterio se refiere a las características físicas, mecánicas y geológicas de la roca, es decir la cantera debe ser en lo posible de una misma roca para no tener ningún problema con los aspectos antes mencionados. GEOLOGIA APLICADA


2.8. COSTO DE EXPLOTACIÓN Uno de los factores que pueden hacer económicamente prohibida la explotación es el costo del transporte del producto al lugar de consumo. Las entregas locales pueden hacerse en camiones y los transportes a larga distancia, si es posible, en barco, ya que los precios del transporte marino o fluvial son inferiores a los del ferrocarril. 2.9. ACCESO A LA CANTERA

Las canteras deberán tener libre acceso al lugar de explotación, con vías de comunicación interconectadas entre sí, ya que si el acceso es difícil para extraer los materiales estos tendrán tendencia a incrementar su costo, por lo difícil que será llegar a ellos o de caso contrario ser depreciados por inaccesibilidad al lugar de extracción. 2.10. DISTANCIA DE LA CANTERA A LA OBRA Es necesario considerar la distancia de la cantera a la obra, porque el material a ser explotado estará en relación directa con el factor tiempo y costos de transporte, ya que si una cantera queda muy distante de la obra el precio de estos materiales será muy elevado por el incremento acarreado por el factor transporte y el mayor tiempo de mano de obra. 2.11. POSIBILIDADES DE NEGOCIAR EL MATERIAL La posibilidad de negociar el material de un depósito natural está ligada con los aspectos anteriores, como: calidad, cantidad; etc.

AFIRMADO: Capa compactada de material granular natural ó procesado con gradación especifica que soporta directamente las cargas y esfuerzos del tránsito. Debe poseer la cantidad apropiada de material fino cohesivo que permita mantener aglutinadas las partículas. Funciona como superficie de rodadura en carreteras y trochas carrozables.

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El afirmado es el revestimiento de la calzada (3.5 m. de ancho) con materiales dosificados para determinar una mejor resistencia de la vía al tránsito y la erosión. El afirmado consta de una mezcla de materiales con las características siguientes: a). Grava o piedra chancada, que tiene por objeto soportar la carga. Es importante que sea rugoso y no canto rodado. b). Arena clasificada, para llenar las vacías entre la grava y así dar estabilidad a la capa. c). Finos plásticos, sobretodo arcilla, para dar cohesión a la grava y la arena. La granulometría recomendada para tráfico TO y TI (IMD < 50 vehículos) debe ser la siguiente: Tamiz o malla 2”

Porcentaje que pasa 100 50 - 80 1” Malla N° 4 20 - 50 Malla N° 200 4 - 12 Índice de plasticidad: 4 a 9

El afirmado por su ubicación se clasifica como: • Superficie de rodadura, que debe tener un espesor mínimo de 10 cms. • Capa inferior (que reemplaza a materia inadecuada de la sub-rasante). Esta deberá tener mayor cantidad de piedras y menor porcentaje de finos para resistir la carga de tránsito y ser buen dren. 1. ESTUDIO GEOTÉCNICO DE LA SUB-RASANTE La sub-rasante es la capa superficial del terreno natural (plataforma). El estudio debe considerar los siguientes aspectos:     

Granulometría. Límites Atterberg. Humedad natural. Clasificación SUCS. Ensayos CBR.

El estudio deberá realizarse hasta una profundidad de 0.45 m. y obtener muestras aproximadamente cada 500 m. El CBR es el valor de resistencia del suelo al 95% de la máxima densidad seca, a una penetración de carga de 0.1” (2.54 mm.). 2. DISEÑO DEL AFIRMADO

A. Categorías de la sub-rasante: De acuerdo al CBR, se tiene la clasificación siguiente: GEOLOGIA APLICADA


Categoría S0 S1 S2 S3 S4

Referencia Muy pobre Pobre Regular Buena Muy buena

CBR (%) <3 3-5 6 - 10 11 - 19 > 20

B. Condiciones para el diseño:

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

Estabilización de la sub-rasante: Si la sub-rasante tiene CBR < 6%, se eliminará



la capa de material inadecuado y reemplazará con material granular con CBR > 6%, para su estabilización. Nivel freático de la sub-rasante: El nivel freático debe quedar debajo a 0.65 ó 1.20 m., dependiendo del material de la sub-rasante, caso contrario se colocarán drenes.


En zonas de congelamiento deberá evitarse suelos limosos, pues estos favorecen el congelamiento por el efecto capilaridad. C. Diseño del espesor del afirmado En caminos TO, con IMD < 15:

D. Condiciones para el afirmado Se pueden considerar tres casos: 



Tramos que no requieren afirmado: necesariamente Ocurre cuando la sub-rasante presenta suelos GW, GM, GC/SW, SP y SC con CBR al 95% > 20%. Tramos que requieren afirmado: Ocurre con suelos con CBR al 95% < 20% Sobre todo con suelos CL, ML, MH, CH y OH.

La alternativa es afirmado de 37 y 30 cm. respectivamente, sin reemplazo de la sub-rasante. E. Presupuesto Para el presupuesto se considerarán los siguientes aspectos: • Condición previa al afirmado, deberá ejecutarse una de las siguientes partidas,

dependiendo del estado de la vía: - Perfilado sub-rasante con motoniveladora. - Perfilado y compactado al 95% Proctor Standard de la sub-rasante. • Partidas para el afirmado:

- Corte de material en cantera. - Carguío. - Traslado. - Lastrado y compactado (incluye riego). Las partidas de carguío y traslado deben considerar esponjamiento de 20%. Todas las partidas anteriores se pueden considerar por m3 y m2, y convertir a costo por Km. GEOLOGIA APLICADA


Para determinar el volumen de afirmado deberá considerarse: • • • • •

Espesor del afirmado compactado. Ancho de calzada (3.50 m.). Ampliación de calzada en curvas (0.5 m. de ancho por 30 m. de largo). Plazoletas de cruce (2 m. de ancho x 20 m. de largo). Para el traslado deberá considerarse 3 variables: - Distancia media de traslado en el proyecto - Determinar si el traslado es cuesta arriba o cuesta abajo - Facilidad de volteo para volquetes

3. TIPOS DE AFIRMADO: TIPO 1: AFIMRADO SUELTO Corresponde a un material natural o grava seleccionada por zarandeo, con índice de plasticidad 9-12, para caminos de tránsito vehicular pequeño menores a 50 vehículos al día.

TIPO 2: AFIRMADO NETO Corresponde a un material natural o grava seleccionada por zarandeo, con índice de plasticidad 9-12, para caminos con tránsito vehicular pequeño y moderado, 51-100 vehículos al día.

TIPO 3: AFIRMADO PESADO Corresponde a un material granular natural o grava seleccionada por zarandeo, con índice de plasticidad 9-12, para caminos de tránsito vehicular regular y pesado, 101 -200vehículosaldía.

TIPO4:-AFIRMADOPROCESADO Corresponde a un material granular o grava seleccionada por chancado o trituración y zarandeada cuando el material natural tenga aristas, con índice de plasticidad 9-12, paracaminos de tránsito vehicular de cargamento y transporte, también para tránsito vehicular concurrente de 200 a mas vehículospordía. Las carreteras no pavimentadas con revestimiento granular en sus capas superiores y superficie de rodadura corresponden en general a carreteras de bajo volumen de tránsito y un número de repeticiones de Ejes Equivalentes de hasta 300,000 EE en un periodo de diez años; estas carreteras no pavimentadas pueden ser clasificadas como sigue: a)

Carreteras de tierra constituidas por suelo natural y mejorado con grava seleccionada por zarandeo y finos ligantes.

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b) Carreteras gravosas constituidas por una capa de revestimiento con material natural pétreo

sin procesar, seleccionado manualmente o por zarandeo, de tamaño máximo de 75 mm. c)

Carreteras afirmadas constituidas por una capa de revestimiento con materiales de cantera, dosificadas naturalmente o por medios mecánicos (zarandeo), con una dosificación especificada, compuesta por una combinación apropiada de tres tamaños o tipos de material: piedra, arena y finos o arcilla, siendo el tamaño máximo 25mm. Pudiendo ser estos: Afirmados con gravas naturales o zarandeadas, ó Afirmados con gravas homogenizadas mediante chancado.

d) Carreteras con superficie de rodadura tratada con materiales industriales: d.1 Afirmados con superficie tratada para el control de polvo, con materiales como:

cloruros, aditivos, productos asfálticos (imprimación reforzada o diferentes tipos de sello asfáltico), cemento, cal u otros estabilizadores químicos. d.2 Suelos naturales estabilizados con: emulsión asfáltica, cemento, cal, cloruros,

geosintéticos y otros aditivos que mejoren las propiedades del suelo.

4. METODOLOGÍA DE DISEÑO Se presenta una metodología para diseñar estructuras de pavimentos cuya capa de rodadura estará compuesta por material de afirmado en su totalidad, entendiéndose esta como una capa de material granular destinada a soportar las cargas del tránsito, que adicionalmente puede ser tratada para el control de polvo. La metodología a desarrollarse permitirá diseñar de manera técnica y rápida el espesor de una capa de afirmado, teniendo en cuenta la resistencia de la subrasante y el transito estimado para un periodo de diseño. En el funcionamiento estructural de las capas de revestimiento granular influye el tipo de suelo de la subrasante, el número total de los vehículos pesados durante el periodo de diseño, expresados en ejes equivalentes (EE); y, los materiales granulares cuyas propiedades mecánicas y comportamiento son conocidos y están considerados en las Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción de Carreteras vigente; también forman parte las estabilizaciones y mejoramientos de suelos de la subrasante o el tratamiento de las capas de revestimiento granular. Esta metodología establece el espesor del diseño en función de los siguientes parámetros: • Características de la Subrasante . • Nivel de Transito. 4.

SECCIONES DE CAPAS DE AFIRMADO

Para el dimensionamiento de los espesores de la capa de afirmado se adoptó como representativa la siguiente ecuación del método NAASRA, (National Association of Australian State Road Authorities, hoy AUSTROADS) GEOLOGIA APLICADA


que relaciona el valor soporte del suelo (CBR) y la carga actuante sobre el afirmado, expresada en número de repeticiones de EE.

e = [219 211 x (log CBR) + 58 x (log CBR)2]10 x log1(0Nrep/120) 10 Dónde: e= espesor de la capa de afirmado en mm. CBR = valor del CBR de la subrasante. Nrep = número de repeticiones de EE para el carril de diseño A continuación se presentan los espesores de afirmado propuestos considerando subrasantes con CBR > 6% hasta un CBR > 30% y tráfico con número de repeticiones de hasta 300,000 ejes equivalentes.Es necesario precisar que los sectores que presenten subrasantes con CBR menor a 6% (subrasante pobre o subrasante inadecuada), serán materia de un estudio específico de estabilización o reemplazo de Suelos de la Subrasante.

Subrasante con CBR <6%, serán materia de estabilización o mejoramiento de subrasante, según los criterios expuestos en el Capítulo

9

ESTABILIZACIÓN DE

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SUELOS


5. MATERIALES DE AFIRMADO

El material a usarse varía según la región y las fuentes locales de agregados, cantera de cerro o de río, también se diferencia si se utilizará como una capa superficial o capa inferior, porque de ello depende el tamaño máximo de los agregados y el porcentaje de material fino o arcilla, cuyo contenido es una característica necesaria en la carretera de

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afirmado.El afirmado es una mezcla de tres tamaños o tipos de material: piedra, arena y finos o arcilla. Si no existe una buena combinación de estos tres tamaños, el afirmado será pobre. El afirmado requiere de un porcentaje de piedra para soportar las cargas. Asimismo necesita un porcentaje de arena clasificada, según tamaño, para llenar los vacíos entre las piedras y dar estabilidad a la capa y, necesariamente un porcentaje de finos plásticos para cohesionar los materiales de la capa de afirmado. Existen pocos depósitos naturales de material que tiene una gradación ideal, donde el material sin procesar se puede utilizar directamente por lo que será necesario zarandear el material para obtener la granulometría especificada. En general, los materiales serán agregados naturales procedentes de excedentes de excavaciones o canteras o podrán provenir de la trituración de rocas y gravas o podrán estar constituidos por una mezcla de productos de ambas procedencias. Las características que deberá de cumplir el material de afirmado será la que se describe en el presente Manual. No obstante, es importante indicar que todos los materiales para afirmados no son los mismos, en tal sentido, la calidad del material debe determinarse mediante ensayos. Para la dosificación y mezcla del material para afirmado, se tendrá como referencia y punto de partida las gradaciones que se recomiendan en el cuadro 11.2 referidas a AASHTO M 147 y en el cuadro 11.3 referidas a FHWA. Gradación del Material de Afirmado

PORCENTAJE QUE PASA DEL TAM 50 mm (2”) 37.5 mm (1½”) 25 mm (1” 19 mm (¾”) 12.5 mm (½”) 9.5 mm (3/8”)

4.75 mm (Nº 4) 2.36 mm (Nº 8) 2.0 mm (Nº 10) 4.25 um (Nº 40) 75 um (Nº 200) Índice de Plasticidad Límite Líquido Desgaste Los Ángeles

GRADACIÓN C

GRADACIÓN D

GRADACIÓN E

GRADACIÓN F

100

100

100

100

50 - 85

60 - 100

35 - 65

50 - 85

55 - 100

70 - 100

25 - 50

40 - 70

40 - 100

55 - 100

15 - 30

25 - 45

20 - 50

30 - 70

5 -15

5 - 20

6 - 20

8 - 25

4 – 9

4 – 9

4 – 9

4 – 9

Máx. 35%

Máx. 35%

Máx. 35%

Máx. 35%

Máx. 50%

Máx. 50%

Máx. 50%

Máx. 50%

Mín. 40%

Mín. 40%

Mín. 40%

Mín. 40%

CBR [referido al 100% de la Máxima densidad seca y una penetración de carga de 0.1” (2.5mm)]

PORCENTAJE QUE PASA DEL TAMIZ

FHWA-FP03

FHWA – SD LT AP

97 – 100(1)

100

50 mm ( 2” ) 37.5 mm ( 1½” ) 100(1) 19 mm ( ¾” )

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12.5 mm ( ½” ) 9.5 mm ( 3/8” ) 4.75 mm ( Nº 4 ) 2.36 mm (Nº 8)

41 – 71 (7)

50 - 78 37 - 67

2.0 mm ( Nº 10 ) 4.25 um (Nº 40 ) 75 um (Nº 200 ) Índice de Plasticidad Límite Líquido Desgaste Los Ángeles

12 – 28 (5)

13 - 35

9 -16 (4) 8 (4) Máx. 35%

14-15 4 - 12 Máx. 35%

Máx. 50%

Máx. 50%

CBR (Referido al 100% de la máxima densidad seca y una penetración de carga de 0.1”- 2.5 mm ) (*)

Mín. 40%

Mín. 40%

Nota: (1) = Procedimiento estadístico no aplica ( ) = desviación admisible ( ± ) del valor indicado

(*) Si el CBR del material es menor al mínimo recomendado se efectuará un estudio específico para mejorar las propiedades del material

Para el caso del porcentaje que pasa el tamiz 75 um (Nº 200), se tendrá en cuenta las condiciones ambientales locales (temperatura y lluvia), especialmente para prevenir el daño por la acción de las heladas. En este caso será necesario tener porcentajes más bajos al especificado que pasa el tamiz 75 um (Nº 200), por lo que, en caso no lo determine el proyecto, el supervisor deberá fijar y aprobar los porcentajes apropiados. Muy importante es el índice de plasticidad que podrá llegar hasta un máximo de 12 y no debe ser menor de 4. La razón es que la capa de rodadura en su superficie necesita un mayor porcentaje de material plástico y las arcillas naturales le darán la cohesión necesaria y por lo tanto una superficie cómoda para la conducción vehicular. Esto puede ser crítico durante el período seco, pues necesitará riego de agua. En el caso de que se tuvieran materiales con índice de plasticidad fuera del rango 4-12%, se estudiará el empleo de un estabilizador de suelos con un producto asfáltico, con cal, cemento, cloruros de sodio (Sal), calcio o magnesio u otros estabilizadores químicos de suelos con la finalidad de mantener y/o prolongar la vida útil de la carretera. Es a partir de lo antes señalado que se efectúan los ensayos y dosificaciones hasta conseguir un material de afirmado de buena calidad, con gradación y plasticidad adecuadas que le de cohesión. De ser el caso, se establecerán las diferencias que sustenten una especificación especial, como variante de lo indicado en el presente manual o lo estipulado en la Sección 301 de las Especificaciones Técnicas Generales para Construcción de Carreteras, vigente. Un aspecto que debe tenerse en cuenta en los caminos afirmados, es el control de polvo, debido a que todos estos caminos emiten polvo por el tráfico circulante. La cantidad de polvo que se produce en un camino afirmado es muy variable, depende de GEOLOGIA APLICADA


la zona del país (lluvioso o árido), del tráfico que soporta y la calidad del afirmado. Es necesario que el Ingeniero Proyec tista, analice y sustente la necesidad de aplicación de paliativos de control de polvo, especialmente en cruces urbanos, zonas agrícolas o restos históricos, donde el polvo generado por el tráfico resulta perjudicial a la salud, a la producción agrícola y al deterioro progresivo del patrimonio cultural; el análisis debe incluir el periodo de servicio, debido a que prácticamente la aplicación de todos los métodos de control de polvo es anual. Los tipos de control de polvo, pueden ser riegos con agua natural, riegos incluyendo cloruros o aditivos, aplicación de productos asfálticos (imprimación reforzada, diferentes tipos de sellos asfálticos), utilización de cal, cemento u otros estabilizadores químicos .

6. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS EN CANTERAS DE AFIRMADO Según el manual de carreteras “Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción EG -2013 del Ministerio de Transportes

y Comunicaciones en su capítulo 3, sección 301, Los requisitos de calidad que deben cumplir los materiales, deberán ajustarse a alguna de las siguientes franjas granulométricas.

Además deberán satisfacer los siguientes requisitos de calidad:



Desgaste Los Ángeles: 50% máx. (MTC E 207) Límite Líquido: 35% máx. (MTC E 110) Índice de Plasticidad: 4-9% (MTC E 111)



CBR : 40% mín. (MTC E 132) Referido al 100% de la Máxima Densidad Seca y una Penetración de Carga de 0,1” (2,5

 

mm) Se deberá realizar las pruebas de control de calidad durante la explotación y colocación del material afirmado de acuerdo AL manual de carreteras “Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción EG -2013 del Ministerio de Transportes y Comunicaciones en su capítulo 3, sección 301

ENSAYOS Y FRECUENCIAS Propiedades y Características

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Método de ensayo

Norma ASTM

Norma AASHTO

Frecuencia (1)

Lugar de Muestreo


Granulometría

MTC E 204

D 422

T 27

1 cada 750 m3

Cantera

Límites de Consistencia

MTC E 111

D 4318

T 89

1 cada 750 m3

Cantera

Equivalente de arena

MTC E 114

D 2419

T 176

1 cada 2000 m3

Cantera

Abrasión Los Ángeles

MTC E 207

C 131

T 96

1 cada 2000 m3

Cantera

CBR

MTC E 132

D 1883

T 193

1 cada 2000 m3

Cantera

MTC E 115

D 1557

T 180 1 cada 750 m2

Pavimento

1 cada 250 m2

Pavimento

Densidad - Humedad

Compactación

MTC E 117

D 1556

T 191

MTC E 124

D 2922

T 238

7. MATERIALES Los materiales para la construcción de la base granular deberán satisfacer los requisitos indicados. Además, deberán ajustarse a las siguientes especificaciones de calidad:

A. GRANULOMETRIA La composición final de los materiales presentara una granulometría continua, bien graduada y según los requerimientos de una de las franjas granulométricas que indica la siguiente tabla. Para las zonas con altitud iguales o mayores a 3000 msnm. Se deberá seleccionar la granulometría .

TAMIZ  mm. (”) GEOLOGIA APLICADA

PORCENTAJE QUE PASA EN PESO GRADACION A

GRADACION B

100

100

GRADACION C

GRADACION D


 mm. (”) , mm. (/”) .  mm. (N° ) , mm. (N° )  µm. (N° )  µm. (N° )

GEOLOGIA APLICADA

30−65 25−55

75−95 40−75 30−60

100 50−85 35−65

100 60 − 100 50−85

15−40

20−45

25−50

40−70

8 − 20

15−30

15−30

25−45

2−8

5−15

5−15

8−15


EVALUACION GEOLOGICA Y GEOTÉCNICA DE CANTERAS PARA AFIRMADO 1.

INVESTIGACIONES EJECUTADAS Según el requerimiento de las obras, la evaluación del área de préstamos materia del presente informe abarcó las siguientes fases: •

Reconocimiento de campo (Exploración de áreas de préstamo)

•

Excavaciones exploratorias (Calicatas y/o trincheras)

•

Recolección de muestras (Suelos)

•

Ejecución de los ensayos de laboratorio

•

Evaluación, correlación y análisis geotécnico de la información técnica obtenida en el

campo y laboratorio. 2.

DE SUPERFICIE Corresponde a la fase de exploración de las áreas de préstamo ubicadas a lo largo de la vía, donde en primer lugar se procede al reconocimiento de campo de las principales formaciones geológicas que predominan en cada sector, seguidamente se realiza una evaluación preliminar con pruebas sencillas de campo, así como: granulometría, plasticidad, resistencia y dureza de los fragmentos rocosos, potencia, área de explotación, etc.

3.

EXPLORACION DEL SUBSUELO Luego se procede a ejecutar un programa de investigaciones que comprende: excavación de calicatas y/o trincheras, muestreos representativos que luego serían procesados en laboratorio. En la determinación de los volúmenes de explotación se utilizó la información topográfica existente complementada con las observaciones de campo y las excavaciones exploratorias. Los ensayos estándar y pruebas de resistencia se ejecutan en un laboratorio especializado de mecánica de suelos; a continuación se indican los ensayos ejecutados para definir las propiedades de los suelos investigados:        

Granulometría de agregados (ASTM-D-422) Límite Líquido (ASTM-D-423) Límite Plástico (ASTM-D-424) Clasificación SUCS (ASTM-D-2487) Proctor Modificado (ASTM-D-1557) CBR (ASTM-D-1883) Abrasión Los Ángeles (MTC-E-207) Equivalente de arena (MTC E 114)

4. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Según el manual de carreteras “Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción

EG-2013 del Ministerio de Transportes y Comunicaciones en su capítulo 3, sección 301, Los requisitos de calidad que deben cumplir los materiales, deberán ajustarse a alguna de las siguientes franjas granulométricas. Además deberán satisfacer los siguientes requisitos de calidad:    

Desgaste Los Ángeles: 50% máx. (MTC E 207) Límite Líquido: 35% máx. (MTC E 110) Índice de Plasticidad: 4-9% (MTC E 111) CBR : 40% mín. (MTC E 132) Referido al 100% de la Máxima Densidad Seca y una Penetración de Carga de 0,1” (2,5 mm)

5.

LITOESTRATIGRAFÍA Se procede a reconocer la secuencia estratigráfica en las áreas de estudio, sus afloramientos de unidades geológicas y edades correspondientes. Seguidamente se hace una breve descripción de la secuencia estratigráfica que aflora en el área de estudio, desde la unidad más antigua a la más moderna.

6.

CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS – CANTERAS EVALUADAS Una vez realizado el muestreo representativo y los respectivos ensayos de laboratorio, cuyos resultados se deben adjuntar en los anexos correspondientes del informe sobre el estudio de suelos realizado. Se procede a la evaluación correlación y análisis geotécnico de la información técnica obtenida en el campo y laboratorio, la cual permite caracterizar las principales propiedades ingenieriles de las canteras evaluadas.

7. DETALLES DE CANTERAS Se procede a detallar todo lo referente a la cantera: su ubicación, lado en el que se ubica, descripción de zona, tipo se suelos que presenta, etc. Ejemplo:



CANTERA C-1 (KM 1+950 – 1+010)

Se ubica a la altura del Km 1+950 al 1+100 sobre el lado izquierdo de la vía, su relieve corresponde a los flancos de un zanora, de moderadas pendientes está conformada por suelos gravosos bien gradados a gravo limosos tipo GW - GM que engloban bloques heterométricos subredondeados, superficialmente presentan una delgada capa de suelos orgánicos (0.20 a 0.40m).

Vistas de la Cantera Km 1+950 al 1+010



Geología: Corresponden a depósitos aluviales conformados por suelos gravosos bien gradados que varían a gravo limosos (GW-GM), los que derivan de la Formación Tamborapa, predominan elementos de formas subredondeadas con una matriz arenosa a areno limosa de color pardo amarillento a marrón claro.

CARACTERISTICAS FISICO – MECANICAS: Se describen las principales características físico – mecánicas de los depósitos prospectados :



SUCS

GW-GM



ASSHO

A-1-a(0)



Porcentaje de gravas

52.55 a 72.54%



Porcentaje de arenas

17.58 a 37.24%



Porcentaje de finos

9.88 a 10.21%



Límite líquido

24.18 a 33.34



Límite plástico

18.66 a 27.42



Índice de plasticidad

5.52 a 5.92



CBR

89.82 a 94.94%



Datos del Proctor

-

M.D.S. (gr/cm3)

:

2.05 – 2.09

-

O.C.H. (%)

:

7.76 – 8.72



Abrasión Los Ángeles

:

28.02 a 30.80%



Equivalente de arena

:

56.6 a 57.9%



Volumen de explotación

:

Aprox.3,000m3



Método de explotación

:

Extracción con equipo convencional,



Periodo de explotación

:

De Junio a Diciembre.



Utilización

:

Material para afirmado y /o relleno



Rendimiento

:

Se estima un porcentaje de utilización del 80% considerando una potencia de explotación 4.0m en promedio.

8. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Se presentan los resultados de los ensayos ejecutados con materiales de las canteras evaluadas se muestran en el cuadro siguiente:

CANT ERA

C 1

UBICACI ÓN

Km 1+950 – 1+0 10

MUEST RA

P r o f.

Granulometría (%) < 3"

Límites de Atterberg

CB R

Gra va

Are na

Fin os

L L

L P

I P

100 %

PROCT OR MODIFICADO MD S

O C

ABRASI ON LOS ANGELE S

Equivalen te de Arena (%)

CLASIFICACIO N SU CS

AASH TO

I

0.40 3.00

52. 55

37. 24

10. 21

24. 18

18. 66

5. 5 2

94.9 4

2.0 9

7. 76

28.02

56.60

GWGM

A-1-a (0)

I I

0.40 3.00

72. 54

17. 58

9. 88

33. 34

27. 42

5. 9 2

89.8 2

2.0 5

8. 72

30.80

57.90

GWGM

A-1-a (0)

Como se aprecia en el cuadro anterior, las canteras evaluadas cumplen con los requisitos o especificaciones técnicas de los materiales para afirmado así: 

Las granulometrías se encuentran dentro del rango con una ligera deficiencia de finos pero con un adecuado batido en cancha se podrá optimizar este aspecto.



Los Límites de Consistencia también se encuentran dentro del rango indicado en las especificaciones técnicas con valores LL ( 23.94 a 33.34) por debajo de 35 que es lo especificado, IP=5.52 a 8.42. siendo lo especificado 9.00.



Con respecto al CBR, los valores obtenidos se encuentran entre 82 y 95, siendo lo mínimo especificado de 40 al 100% de la densidad máxima obtenida del ensayo Proctor Modificado.



Los ensayos de abrasión determinados mediante la prueba de desgaste por el Método de Los Ángeles arrojaron valores de 28.02 a 37.04%, siendo lo máximo permisible según las especificaciones para material de afirmado, de 40%.



Finalmente, los ensayos de equivalente de arena arrojaron valores de 55.4 a 60.0%.





Para la explotación de canteras se deberá considerar la eliminación de una capa superficial de 0.50 a 1.00m, ya que dicha capa contiene abundante materia orgánica. Se deberá realizar un zarandeo del material a fin de eliminar elementos mayores a 2”, luego un batido a fin de uniformizar la granulometría.



Se deberá realizar las pruebas de control de calidad durante la explotación y colocación del material afirmado de acuerdo AL manual de carreteras “Especificaciones Técnicas Generales para la Construcción E G-2013 del Ministerio de Transportes y Comunicaciones en su capítulo 3, sección 301



sí por su génesis, existe variación estratigráfica horizontal y vertical que originen cambios en las propiedades físico

mecánicas de los agregados. En

–

caso de que los metrados del proyecto no alcancen las frecuencias mínimas especificadas se exigirá como mínimo un ensayo de cada propiedad y/o característica.



Visto lo anterior se concluye a especificar si las canteras evaluadas son aptas para ser usadas como material de afirmado para el proyecto.

GEOLOGIA APLICADA


Informe Canteras de Afirmado

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