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.