INDICE VOLUMEN Nº 5 RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO

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INDICE

VOLUMEN Nº 5 RESUMEN EJECUTIVO DEL PROYECTO

Pag.

1.- RESUMEN EJECUTIVO ……….……….. 2

2.- PLANO CLAVE ………. 59

3.- SECCIONES TÍPICAS ………. 61

4.- EQUIPO MINIMO DE OBRA ……….. 70

5.- RESUMEN DE METRADOS ……….. 73

6.-PRESUPUESTO REFERENCIAL DE OBRA ……….... 78

7.-FÓRMULA POLINÓMICA ……….... 84

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RESUMEN EJECUTIVO

1.0 GENERALIDADES

El presente estudio se desarrolla a nivel de “Rehabilitación y Mejoramiento”, de la carretera Lima – Canta – La Viuda – Unish, en su tramo Lima - Canta, implica actividades que modifican la geometría existente, a fin de obtener una vía con mejores condiciones de transitabilidad, seguridad y estética, sin dejar de lado la economía del proyecto.

2.0 UBICACIÓN DEL PROYECTO

La carretera Lima - Canta se encuentra ubicada en la zona noreste del departamento de Lima, ubicándose el Km 0+000 al final de la doble vía de la Av. Tupac Amaru en el Km 21.5 del Km existente de la carretera Lima – Canta en Carabayllo.

El siguiente cuadro muestra la ubicación de la carretera con relación a las provincias y distritos en los que se desarrolla la vía.

UBICACIÓN DEL PROYECTO

DEPARTAMENTO PROVINCIA DISTRITO DESCRIPCIÓN

Lima

Lima Carabayllo 0+000 – 17+300

Canta

Santa Rosa de Quives El límite se ubica en la progresiva 17+300

Lachaqui El límite se ubica en la progresiva 60+840

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3.0 ESTUDIO DE TRAZO Y DISEÑO GEOMÉTRICO

3.1 TOPOGRAFÍA DE LA ZONA

La carretera se desarrolla sobre topografías que varían desde llanas a muy accidentadas, el desarrollo de los trabajos de Trazo y Topografía se realizó por el Método Indirecto considerando además que, con ayuda de los programas asistidos por computadora para el diseño de carreteras es posible analizar diversas alternativas a fin de obtener un trazo y diseño mejor definido cumpliendo con las características geométricas requeridas y evitando movimientos de tierra innecesarios.

CLASIFICACIÓN DEL TERRENO

El siguiente cuadro indica la clasificación del relieve del terreno a lo largo del eje proyectado:

TOPOGRAFÍA DEL ÁREA DE ESTUDIO

Nº TRAMO LONGITUD

(KM) TOPOGRAFÍA

1 KM 0+000 al KM 17+000 17.00 Plana a Ondulada

2 KM 17+000 al KM 18+000 1.00 Accidentada a Muy Accidentada

3 KM 18+000 al KM 26+650 8.65 Plana a Ondulada

5 KM 35+400 al KM 38+500 3.10 Ondulada a Accidentada

GEOREFERENCIACIÓN

Para la georeferenciación de la poligonal básica se ha monumentado 16 puntos geodésicos (puntos de control) medidos con GPS diferencial ubicados a lo largo del tramo en estudio y distanciados aproximadamente cada 10 Km (02 puntos cada 10 Km). Las coordenadas UTM (Universal Transverse Mercator) serán obtenidas por la conversión de coordenadas geográficas al Sistema de Coordenadas WGS84.

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La poligonal de apoyo fue medida en su totalidad con Estación Total, realizando mediciones angulares y ajuste por mínimos cuadrados. En cuanto a las cotas de los puntos de la poligonal estás fueron ajustadas de acuerdo a los valores obtenidos en la nivelación.

Los puntos de la poligonal de apoyo fueron monumentados con hitos de concreto y varillas de fierro, la ubicación de los puntos fue tal que pueda permitir una mayor visibilidad del área a levantar.

A partir de los vértices ajustados de la poligonal de apoyo se realizó el levantamiento de la franja en la que se desarrollará la carretera. El ancho de la franja es en promedio de 40 metros a cada lado del eje, para la obtención de secciones transversales se tomaron puntos distanciados longitudinalmente entre 10 y 20 metros en tramos rectos y entre 05 y 10 metros en tramos curvos.

NIVELACIÓN

La nivelación se realizó en su totalidad con nivel automático, siendo 50 metros la distancia máxima entre puntos de nivelación. La cota de partida corresponde a la elevación del BM 0.0 ubicado en el Km 21.5 de la carretera Lima – Canta, al lado derecho.

Durante la nivelación se obtuvo las elevaciones de los puntos de la Poligonal y de los Bench Marks (BMs) que fueron dejados a cada 500 metros a lo largo del tramo en estudio.

Los Bench Marks se monumentaron sobre los postes de kilometraje y elementos de concreto o material pétreo estables y cercanos a la carretera, fueron pintados con pintura esmalte de color rojo.

La ubicación de los BMs monumentados a lo largo de la carretera se muestra en los planos de Planta y Perfil del presente estudio.

3.2 ESTADO ACTUAL DE LA CARRETERA

La carretera Lima – Canta tiene una longitud aproximada de 80 Km., parte en la salida del distrito de Carabayllo, y asciende por la margen izquierda del Río Chillón hasta llegar al empalme con la carretera Canta – Huayllay en la localidad de Canta a los 2,840 m.s.n.m.

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presentando bermas de tierra con anchos que varían entre 0.50 m. y 0.90 m. de ancho en algunos tramos.

El eje existente tiene radios mínimos de 25m y puntualmente radios mínimos de 10 m en curvas de volteo, las pendientes máximas se presentan en la llegada a canta y llegan hasta 9.00%. En los últimos 20 kilómetros se presentan ascensos continuos con pendiente que varían entre 4.00% y 9.00% existiendo tramos cortos de descanso con pendientes entre 2.00% y 3.00%.

La carretera en sus primeros 06 kilómetros (salida de Carabayllo) se desarrolla sobre un área netamente urbana, pasando por la Planta de Tratamiento de Agua Potable de Río Chillón, las urbanizaciones El Progreso y Torre Blanca y a partir del km 6 continua el ascenso atravesando los poblados de Chocas, Leticia, Yangas, Apán y Yaso, pasando por el lado izquierdo de la localidad de Santa Rosa de Quives. No existen vías de evitamiento para los poblados antes mencionados.

Existen a lo largo de la carretera 02 puentes de concreto de 6.60 m de ancho (Puente Verde y Puente Chaperito), 02 pontones de concreto de 4.00 m de ancho (Pontón Apán y Pontón Añapo) y 02 puentes tipo Bailey de un solo carril con longitudes de 25 y 50 m aproximadamente (Puente La Cabaña y Puente Santa Rosa).

Las estructuras de drenaje se presentan en los últimos 22 kilómetros, viéndose afectados, principalmente los badenes por los huaycos y derrumbes en temporadas de lluvias.

3.3 DISEÑO GEOMÉTRICO

NORMATIVIDAD

Manual para el Diseño de Geométrico de Carreteras (DG-2001) aprobado por Resolución Directoral N° 1146-2000-MTC/15.17 del 27 de Diciemb re del 2000 y complementariamente lo indicado en las Normas de Diseño AASHTO.

CLASIFICACIÓN VIAL

Según la normatividad vigente para el diseño de carreteras, la carretera en estudio puede clasificarse como:

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• De acuerdo al Estudio de Tráfico se tienen las siguientes intensidades de tráfico proyectadas al año 2031. Se clasifica a la carretera en estudio de acuerdo a la demanda como una Carretera de Primera Clase (carretera con una calzada de 02 carriles DC), presentando la mayor parte de la longitud de la vía una demanda dentro del rango de 2001 a 4000 veh/día.

• De acuerdo a las condiciones orográficas del terreno, la carretera se divide en 02 clasificaciones bien definidas. Del Km 0 al Km 26+650 corresponde a una carretera de tipos 1 y 2. Del Km 54 al Km 79+470 (fin del tramo) corresponde a una carretera de tipos 3 y 4.

CRITERIOS BÁSICOS DEL DISEÑO GEOMÉTRICO VEHÍCULO DE DISEÑO

Las características de los vehículos de diseño condicionan los distintos aspectos del dimensionamiento geométrico y estructural de una carretera. Así, por ejemplo:

• El ancho del vehículo adoptado incide en el ancho del carril de las bermas y de los ramales.

• La distancia entre los ejes influyen en el ancho y los radios mínimos internos y externos de los carriles en los ramales.

• La relación de peso bruto total/potencia guarda relación con el valor de pendiente admisible e incide en la determinación de la necesidad de una vía adicional para subida y, para los efectos de la capacidad, en la equivalencia en vehículos ligeros.

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VELOCIDAD DE DISEÑO

La tabla 104.01 de la DG-2001 permite la determinación de la velocidad de diseño en base a la orografía que atraviesa la vía y a la clasificación de la carretera. A partir de dicha tabla, se tiene:

• Para una carretera de primera clase, con una orografía tipo 2 la velocidad de diseño recomendada varía entre 60 y 90 Km/h.

Sin embargo, en vista que la carretera atraviesa quebradas angostas, en lugares puntuales se ha diseñado el alineamiento horizontal con velocidades menores a las recomendadas, además en zonas urbanas la velocidad de diseño utilizada es 30 Km/h, tal como lo establecen los Términos de Referencia del presente estudio (ítem 3.3.4).

DISTANCIAS DE VISIBILIDAD

A) Distancia de Visibilidad de Parada

El siguiente cuadro muestra el cálculo de distancias de visibilidad de parada de acuerdo a las velocidades de diseño utilizadas:

CÁLCULO DE DISTANCIAS DE VISIBILIDAD DE PARADA

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75 2.0 0.305 140 129 119 110 104 99

80 2.0 0.3 159 145 134 123 116 111

90 2.0 0.3 195 178 164 150 141 134

B) Distancia de Visibilidad de Paso

Los valores de distancia de visibilidad de paso fueron tomados de lo establecido en las DG-2001 y se indican en el siguiente cuadro:

VALORES DE DISTANCIAS DE VISIBILIDAD DE PASO (Da)

VELOCIDAD (Km/h) Da (m) VELOCIDAD (Km/h) Da (m) VELOCIDAD (Km/h) Da (m) VELOCIDAD (Km/h) Da (m) 25 100 45 200 65 320 85 440 30 110 50 230 70 350 90 470 35 140 55 260 75 380 95 500 40 170 60 290 80 410 100 530 ALINEAMIENTO HORIZONTAL

El alineamiento horizontal se diseñó verificando que exista en todo el trazo a lo menos la distancia mínima de visibilidad de parada, cuando en el proceso de verificación se observó que no se tiene la visibilidad requerida y no es posible o económico aumentar el radio de la curva, se recurrió al método gráfico para calcular las rectificaciones necesarias, ya sea que se trate de un talud de corte u otro obstáculo que se desarrolla a lo largo de toda o parte de la curva.

RADIOS MÍNIMOS

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RADIOS MÍNIMOS Velocidad (Km/h) Peralte p (%) Fricción Lateral f Radio Mínimo (m) 40 8.0 0.17 51 45 8.0 0.165 66 50 8.0 0.16 83 55 8.0 0.155 102 60 8.0 0.15 124 65 8.0 0.145 148 70 8.0 0.14 176 75 8.0 0.14 202 80 8.0 0.14 230 90 8.0 0.13 304 CURVAS DE TRANSICIÓN

Las longitudes de curvas de transición utilizadas en el diseño geométrico de la vía en estudio varían de 30 m. a 65 m. de largo.

TRANSICIÓN DE PERALTE

El siguiente cuadro muestra los valores de longitud mínima de transición de peralte, según la velocidad de diseño y considerando un bombeo de calzada de 2.5% (peralte inicial), ancho de calzada de 7.20m y eje de giro del peralte ubicado al centro de la calzada (B = 3.60m).

LONGITUD DE TRANSICIÓN DE PERALTE (B = 3.60m)

pi = -2.5% Valores de peralte final %

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60 14.0 17.0 20.0 23.0 26.0 29.0 32.0 65 15.0 18.0 21.0 24.0 27.0 30.0 33.0 70 15.0 18.0 22.0 25.0 28.0 32.0 35.0 75 16.0 19.0 23.0 26.0 30.0 33.0 36.0 80 17.0 20.0 24.0 27.0 31.0 35.0 38.0 90 18.0 22.0 26.0 30.0 34.0 38.0 42.0 SOBREANCHO

En curvas de radio pequeño y mediano, según sea el tipo de vehículos que circulan habitualmente por la carretera, se deberá ensanchar la calzada con el objeto de asegurar espacios libres adecuados, entre vehículos que se cruzan en calzadas bidireccionales o que se adelantan en calzadas unidireccionales, y entre los vehículos y los bordes de las calzadas

ALINEAMIENTO VERTICAL

Las cotas del eje en planta de la carretera al nivel de la superficie del pavimento, constituyen la rasante del alineamiento vertical. La representación gráfica de esta rasante recibe el nombre de Perfil Longitudinal del Proyecto.

PENDIENTE

A) Pendiente Mínima.

La pendiente mínima asignada a la sub rasante a lo largo de todo el tramo en estudio es de 0.50%. Esta pendiente es la mínima recomendada en las DG-2001 principalmente por consideraciones de drenaje longitudinal.

B) Pendiente Máxima.

La pendiente máxima asignada utilizada para el diseño de la sub rasante es de 8.00%. Excepcionalmente se utilizó la pendiente de 9.57% en 610 m. de longitud y sobre los 875 m.s.n.m. para el tramo ubicado al inicio de la vía de evitamiento de las localidades de Leticia y Yangas, antes y después del tramo indicado la vía se proyecta con pendientes menores a 3% en longitudes mayores a 2 Km.

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Se diseñó curvas verticales bajo el criterio de seguridad, aplicable para curvas cóncavas y convexas y en donde se garantiza que la longitud de curva vertical es tal, que en toda la curva la distancia de visibilidad sea mayor o igual a la de parada.

SECCIÓN TRANSVERSAL

NÚMERO DE CARRILES

Debido a que la carretera en estudio corresponde a una Carretera de Primera Clase, la sección transversal estará conformada por una calzada de 02 carriles, uno para cada sentido de circulación.

ANCHO DE CARRILES

La carretera en estudio pertenece a la Red Vial Nacional con significativa presencia de tráfico pesado (transporte de productos mineros, madereros, agrícolas, etc.) y con velocidades que llegan hasta los 90 Km/h, se optó por uniformizar el ancho de los carriles a 3.60 metros, dotando de este modo de mayor seguridad al tránsito vehicular por esta carretera.

SOBREANCHO DE COMPACTACIÓN

La sección transversal a nivel de subrasante en terraplén tendrá un sobreancho de compactación (SAC) mínimo de 0.50 metros que permita confinar las capas de sub base y base de modo que en el extremo exterior de la berma sea posible alcanzar el nivel de compactación especificado.

BOMBEOS

• La calzada tendrá un bombeo de 2.0%.

• Las bermas y sobreanchos de compactación tendrán un bombeo de 4.0% hacia el exterior de la plataforma.

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PERALTES

La sobreelevación o peralte, siempre se necesita cuando un vehículo viaja en una curva cerrada a una velocidad determinada, para contrarrestar las fuerzas centrífugas y el efecto adverso de la fricción que se produce entre la llanta y el pavimento.

Donde se limite la velocidad permisible por la congestión del tránsito o el extenso desarrollo marginal a lo largo de la carretera, la tasa de sobreelevación no debe exceder entre 4.0% y 6.0%. Dado que las condiciones meteorológicas y topográficas imponen condiciones particulares en los diseños.

Los valores de peralte utilizados corresponden a los recomendados por las normas AASHTO en el Manual de Diseño Geométrico de Carreteras y Calles. En curvas de escaso desarrollo el peralte total requerido se mantiene en una longitud mayor o igual a V/3,6 (m). (V : Velocidad (Km/h).

TALUDES

A) Taludes de Terraplenes

• El talud de diseño en terraplenes es de 1 : 1.50 (V : H) B) Taludes de Corte

Los taludes para las secciones en corte varían de acuerdo a la estabilidad de los terrenos necesarios a cortar para la conformación de la plataforma; la altura admisible del talud y su inclinación fue determinada en el Estudio Geológico Geotécnico.

CUNETAS

Para el drenaje longitudinal de las aguas superficiales (calzada, taludes y bermas) y sub superficiales (taludes) se proyecta construir cunetas revestidas con concreto y de sección triangular a lo largo de la carretera.

A) Talud Interior de Cunetas

El numeral 304.08.02 (a) del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras (DG-2001), para velocidades menores o iguales a 70 Km/h y IMDA mayor a 750 veh/día establece que:

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B) Profundidad de Cunetas

El numeral 304.08.02 (b) de las DG-2001 recomienda que, en caso de cunetas de sección triangular, las profundidades mínimas de estas cunetas será de 0.20 m para regiones secas, de 0.30 m para regiones lluviosas y de 0.50 m para regiones muy lluviosas.

El estudio de Hidrología e Hidráulica considera colocar cunetas revestidas con las dimensiones antes mencionadas desde el Km 52+420 hasta el fin del tramo. A medida de prevención se colocan cunetas no revestidas de 0.20 m de profundidad desde el km 26+800 hasta el km 52+420.

PLAZOLETAS DE ESTACIONAMIENTO

Debido a que el ancho de bermas es menor a 2.40 metros, surge la necesidad de proveer espacios para acomodar los vehículos que ocasionalmente sufren desperfectos durante su recorrido, aquellos que necesiten revisión o sólo descanso por parte del conductor.

Las plazoletas proyectadas son de 3.0 metros de ancho y 30 metros de largo, con una longitud adicional de ingreso de 10 metros y de salida de 15 metros.

La ubicación de plazoletas será de acuerdo a las indicadas en los planos del estudio.

DESVÍOS Y PARADEROS

A lo largo del tramo en estudio se han identificado desvíos a terrenos de cultivos, centros poblados y cruces por los mismos, en el caso de centros poblados se han proyectado paraderos a ambos lados de la vía y en los casos en que los centros poblados tengan dos ingresos se proyectaron paraderos en el desvío más cercano o uno por cada ingreso.

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Las áreas proyectadas para paraderos tendrán las mismas características que las plazoletas de estacionamiento y serán de 3.0 metros de ancho y 30 metros de largo, con una longitud adicional de ingreso de 10 metros y de salida de 15 metros.

PAVIMENTO

El Diseño de Pavimentos del presente estudio concluye que el dimensionamiento del pavimento será como se indica a continuación.

Para determinar el ancho de la plataforma a nivel de sub rasante se ha considerado un espesor de 70 cm de pavimento (sub base granular, base granular, carpeta asfáltica y refuerzo asfáltico) con taludes de los derrames de 1:3 en caso de cunetas y 1:1.5 en caso de rellenos.

DERECHO DE VÍA

El derecho de vía o faja de dominio de la carretera en estudio, se encuentra reglamentada por la sección 303 “Derecho de Vía o Faja de Dominio” del Manual de Diseño Geométrico de Carreteras, la que menciona que el ancho mínimo absoluto del derecho de vía correspondiente para una carretera de primera clase, de dos carriles es de 20 metros.

Adicionalmente, a cada lado del Derecho de Vía habrá una faja de Propiedad Restringida. La restricción se refiere a la prohibición de ejecutar construcciones permanentes que afecten la seguridad o visibilidad, y que dificulten ensanches futuros.

MAC Convencional cm Base G. cm Sub-Base cm

1ra Alternativa MAC 10 años 12.00 15.00 17.50 4.00

1ra Alternativa MAC 10 años 10.00 15.00 20.00 3.50

1ra Alternativa MAC 10 años 10.00 15.00 15.00 5.50 T 1-1A Km. 0+000 - Km. 17+330 T1-1B Km. 17+330 - Km. 41+000 T 1-1C Km. 41+000 - Km. 79+500

CUADRO RESUMEN DIMENSIONES ALTERNATIVA (1-10) y (10-20) AÑOS

T R A M O 1 K m 0 + 00 0 - K m 7 9+ 50 0 Sectorizacion Periodo Diseño

CAPAS DE PAVIMENTO AASHTO - 1993 REFUERZO ASFALTICO AÑO 10

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El ancho de esa zona para una carretera de primera clase, de dos carriles es de 15 metros.

PUENTES Y PONTONES

A lo largo de la carretera se ha proyectado 01 puente y 01 pontón ambos de concreto armado. El puente Santa Rosa se proyectó para cruzar el Río Quisquichaca cerca al poblado de Santa Rosa de Quives y está ubicado entre las progresivas 42+658 y 42+678 con una luz de 20 m.

El pontón Añapo se proyectó para cruzar el cauce de la quebrada Añapo cerca al poblado de Yaso y está ubicado entre las progresivas 55+955.50 y 55+962.50 con una luz de 7 m.

En ambas estructuras se conserva el ancho de calzada (7.20 m.) y bermas (1.20 m a cada lado).

El siguiente cuadro indica la ubicación de los pontones proyectados a lo largo del tramo de estudio.

Sección 1.01 RELACIÓN DE PUENTES Y PONTONES PROYECTADOS

Nº NOMBRE INICIO FINAL MATERIAL LUZ (m)

1 PUENTE SANTA ROSA 42+658.00 42+678.00 Concreto Armado 20.00 2 PONTÓN AÑAPO 55+955.50 55+962.50 Concreto Armado (a) 7.0 0

RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

CUADRO RESUMEN DE CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS

Ancho de Calzada 7.20 m

Ancho de Bermas 1.20 m. y 1.50 m. a cada lado

Bombeo 2% Radio mínimo 25 m. Velocidad Máxima 80 Km/h. Sobreancho máximo 7.70 m. Peralte máximo 8% Pendiente máxima 8% Pendiente máxima excepcional 9.57% Talud de relleno 1.5H:1V

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4.0 DISEÑO

DE

PAVIMENTOS

1. PERIODO DE ANÁLISIS

De acuerdo a lo indicado en los TDRs el periodo de Análisis es de 20 años, el mismo que en un caso considera periodos de diseño de 0-10, 0-20 y en otro un periodo de diseño 0-10 con un refuerzo para el periodo de diseño 11-20 años.

2. ANÁLISIS DE TRÁFICO

El Estudio de Trafico, según referencia 2.e, estableció las siguientes solicitaciones para los Periodos de Diseño indicados según los Cuadros 45, 46, 47:

VEHÍCULOS IMDA 2011 FACTOR

DIRECCIONAL ESAL

FACTOR x P.

Neumáticos G (10 AÑOS) EE (10 AÑOS) G (20 AÑOS) EE (20 AÑOS) AUTO 1244 0.5 0.001 1.000 12.118 2751 30.404 6903 PICK UP 256 0.5 0.001 1.000 12.118 566 30.404 1419 CAMIONETA RURAL 255 0.5 0.001 1.000 12.118 565 30.404 1417 MICRO 27 0.5 0.001 1.000 12.118 60 30.404 150 BUS 2 EJES 52 0.5 4.651 1.900 12.118 1020235 30.404 2559728 BUS 3 EJES 65 0.5 2.811 1.900 12.118 767632 30.404 1925956 CAMIÓN 2 EJES 862 0.5 2.802 1.900 10.462 8766409 22.019 18449979 CAMIÓN 3 EJES 160 0.5 3.615 1.900 10.462 2098313 22.019 4416156 CAMIÓN 4 EJES 12 0.5 5.455 1.900 12.118 275074 30.404 690148 T2S2 0 0.5 5.252 1.900 12.118 0 30.404 0 T2S3 41 0.5 8.095 1.900 12.118 1394583 30.404 3498950 T3S2 8 0.5 4.448 1.900 12.118 149510 30.404 375115 T3S3 101 0.5 7.655 1.900 12.118 3233032 30.404 8111541 C2T2 0 0.5 4.158 1.900 12.118 0 30.404 0 C2T3 0 0.5 0.000 1.900 12.118 0 30.404 0 C3T2 7 0.5 6.678 1.900 12.118 198818 30.404 498827 C3T3 8 0.5 5.648 1.900 12.118 191911 30.404 481497

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DIRECCIONAL ESAL

FACTOR x P.

TOTAL 1401 9.746.E+06 2.445.E+07

CUADRO Nº 46

CÁLCULO DEL NÚMERO TOTAL DE EJES EQUIVALENTES (TRAPICHE km 17+300 - SANTA ROSA km 41+700)

DIRECCIONAL ESAL

FACTOR x P.

TOTAL 990 8.663.E+06 2.174.E+07

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3. ANÁLISIS Y SECTORIZACIÓN

3.1. SECTORIZACIÓN POR CRITERIOS DE TRÁFICO

La demanda de Tráfico para todo el Tramo 1 permite bajo el criterio de sectores homogéneos establecer 3 sub tramos claramente definidos.

3.2. SECTORIZACIÓN POR CRITERIOS DE VALOR CBR Y PERFIL

ESTRATIGRÁFICO

De acuerdo a lo expuesto se adopta el criterio c. como el más conveniente para Sectorización debido a que la plataforma existente será sometida a actividades de Corte o Relleno intermitentemente obteniéndose lo siguiente:

Tabla 6.2

Los valores CBR promedio presentados se incluyen en el Anexo 6.2.3 Sectorización y CBR promedio.

Los valores de CBR promedio obtenidos permiten el siguiente análisis:

• Son del mismo rango de valores (entre 30-33)

10 años 20 años

1A (0+000 - 17+330) 1.810E+07 4.102E+07

1B (17+330 - 41+700) 9.746E+06 2.445E+07

1C (41+700 - 79+478) 8.663E+06 2.174E+07 Fuente: ESTUDIO DE TRAFICO WINROD S.A.C. (APROBADO EL 16 FEB 2011)

SECTORIZACION TRAFICO TRAMO 1 : LIMA-CANTA

TRAMO SECTORIZACION SECTORIZACION EALs 2009 TRAMO 1 Km. 0+000 - Km. 79+500 CBRpromedio: (C/R) DE DISEÑO 1A (0+000 - 5+750) 31.6 1B (5+750 - 25+000) 1C (25+000 - 79+478) 33.4 TRAMO 1 Km. 0+000 - Km. 79+500 29.0

SECTORIZACION CBR TRAMO 1 : LIMA-CANTA

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• Existe predominancia de valores CBR extrapolados

Con el fin no crear una excesiva sub sectorización con el componente CBR y con criterio conservador se adopta como CBR representativo el CBR promedio= 29.0 a 0.1” pen. 95% MDS el que será empleado para fines de diseño de pavimentos.

3.3. SECTORIZACIÓN GENERAL ADOPTADA

De acuerdo al ítem anterior la sectorización por Tráfico y CBR permite establece la siguiente Sectorización General:

La sectorización general adoptada servirá de base para fines del diseño de pavimentos a desarrollar.

4. ANÁLISIS Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

De acuerdo a las exigencias de los TDRs se procederá al dimensionamiento según los Métodos sugeridos AASHTO 93 y ASPHALT INSTITUTE.

Es de mencionar a priori que las diferencias notables entre los dimensionamientos obtenidos de la aplicación de los citados métodos se debe a la diferencia conceptual que existe entre sus bases teóricas de diseño.

SECTORIZACION GENERAL TRAMO 1 : LIMA-CANTA

P K 0 +0 00 P K 5 +7 50 P K 1 7+ 33 0 P K 2 5+ 00 0 P K 4 1+ 70 0 P K 7 9+ 47 8

TRAFICO Sub Sector 1A

Km 0+000 - 17+330

Sub Sector 1C km 41+700 - 79+478

Tff 10 años 1.810E+07 8.663E+06

Tff 20 años 4.102E+07 2.174E+07

(21)

4.1. ALTIMETRÍA DEL PROYECTO

El Tramo 1 puede ser caracterizado según su altimetría como sigue:

Figura 7.1 Altimetría Lima-Canta-Huayllay

4.2. TEMPERATURAS DEL PROYECTO

Las variaciones de temperatura según SENAMHI son las siguientes:

Localidad Progresiva Altitud msnm

COMAS 0.000 138

CARABAYLLO 5.500 344

STA. ROSA QUIVES 36.000 1200

CANTA 79.500 2832 MARCAPOMACOCHA 129.500 4600 133.400 4706 143.960 4707 156.250 4625 167.600 4672 170.000 4649 CHAUPIMARCA 175.000 4260 HUAYLLAY 178.500 4308 AÑO

Temp. °C MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO Maximo 21.2 11.8 22.6 11.0 22.5 11.0 21.2 10.0 21.2 10.2

Minimo 11.4 3.6 10.0 3.2 9.8 1.0 11.2 1.0 11.8 3.0

2009

CUADRO RESUMEN TEMPERATURAS MAXIMA Y MINIMA SEGÚN DATOS SENHAMI

(22)

Las temperaturas a considerar para el Tramo 1 no presentan gradientes notables durante el periodo anual que afecten el comportamiento de los materiales de Subrasante y granulares del pavimento. Sin embargo con respecto al Cemento Asfaltico será recomendable el empleo del Pen. CA 60-70 para los subsectores T1-1A, T1-1B y CA 85-100 para el subsector T1-1C (1300-2800 m.s.n.m. aprox.) como la experiencia indica en proyectos de altitud y clima similares.

4.3. MÉTODO AASHTO-93

4.3.1. METODOLOGÍA DE DISEÑO

El procedimiento de diseño del pavimento según el método AASHTO-93 es básicamente una extensión de los algoritmos originados desde el AASHO Road Test en los años 1958-60 y publicados inicialmente en el manual de 1961 y luego en versiones de actualización aparecidas en 1972, 1986 y 1993.

En la referencia 2.c y 2.d se incluyen los conceptos metodológicos y teóricos.

4.3.2. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO

Tanto el método de diseño AASHTO-93 como el Asphalt Institute requieren para el diseño de nuevos pavimentos la determinación de los siguientes parámetros característicos para las distintas capas estructurales:

AÑO

Temp. °C MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO Maximo - - 31.1 18.9 30.3 20.7 29.7 19.4 30.6 23.7 Minimo - - 15.8 10.2 18.1 9.4 11.0 8.2 16.7 11.5 ESTACION STA. ROSA DE QUIVES 2005 2006 2007 2008 2009 AÑO

Temp. °C MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO MAXIMO MINIMO Maximo 26.0 17.9 30.6 22.2 26.4 18.6 24.3 20.0 Minimo 16.9 14.0 15.4 12.1 13.7 14.3 21.7 18.3 2010 ESTACION CARABAYL LO 2006 2007 2008 2009

(23)

CAPA AASHTO - 93 ASPHALT INSTITUTE

Concreto asfáltico a1 Me1

Base granular a2 Mr2

Sub-base granular a3 Mr3

Sub-rasante Mr 4 Mr 4

ai = coeficientes de equivalencia o aporte AASHTO (/pug) por capa Me = módulos elásticos (Mpa) por capa

Mr = módulo de resiliencia (elástico) (Mpa) por capa

4.3.3. CUADRO RESUMEN DE DIMENSIONAMIENTO AASHTO 93

4.4. MÉTODO DEL ASPHALT INSTITUTE

El método Asphalt Institute se empleará para el diseño de las secciones 1A, T1-1B y T1-1C considerando materiales convencionales (no asfaltos modificados, no granulares estabilizados con asfalto) y para períodos de diseño de 10 y 20 años similares a los adoptados por el método AASHTO.

Este método considera el pavimento como un sistema multi-capa elástico en el que el parámetro característico de las distintas capas es el modulo elástico y su aplicación por medio electrónico esta ya desarrollado según el programa HW-1 empleado.

Dadas las características climáticas enunciadas en la especialidad de Hidrología y Drenaje y temperaturas del SENAMHI el concreto asfáltico se estará sujeto a variaciones en el rango 5-15 °C de temperatura medi a anual (MAAT).

Por lo tanto para fines del diseño de pavimentos se adoptara una Temperatura Media Anual de 7°C. MAC Convencional cm Base G. cm Sub-Base cm

1ra Alternativa MAC 10 años 12.00 15.00 17.50 4.00 1ra Alternativa MAC 10 años 10.00 15.00 20.00 3.50 1ra Alternativa MAC 10 años 10.00 15.00 15.00 5.50 T1-1A Km. 0+000 - Km. 17+330 T 1-1B Km. 17+330 - Km. 41+700 T 1-1C Km. 41+700 - Km. 79+500

(24)

4.4.1. DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS DE DISEÑO

Se mantienen las características enumeradas para los componentes del pavimento presentados bajo el Método AASHTO debiéndose efectuar modificación para la determinación del CBR subrasante como se expresa a continuación. Se calculará el dimensionamiento del pavimento para una sub-rasante y tráfico correspondiente a cada sub tramo según se ha detallado anteriormente, calculándose previamente el valor CBR con percentil 87.5% como se muestra a continuación.

Sector T1-1A

En este sector el procesamiento estadístico de valores CBR permite obtener la siguiente figura.

Figura 7. Valores Percentil T1-1A

CBR87.5 = 31%

En Anexo 7.4.1 se incluyen los valores considerados en el cálculo CBR87.5%. Por lo tanto a partir del valor CBR87.5% se determina el valor del Mr según la expresión AASHTO 2002:

(25)

Sector T1-1B

En este sector el procesamiento estadístico de valores CBR permite obtener la siguiente figura.

Figura 8. Valores Percentil T1-1B

CBR87.5 = 31%

En Anexo 7.4.1 se incluyen los valores considerados en el cálculo CBR87.5%.

Por lo tanto a partir del valor CBR87.5% se determina el valor del Mr según la

(26)

CBR87.5 = 31%

En Anexo 7.4.1 se incluyen los valores considerados en el calculo CBR87.5%.

Por lo tanto a partir del valor CBR87.5% se determina el valor del Mr según la

expresión AASHTO 2002: Mr= 2555*CBRdis 0.64 (psi) Para un valor CBR = 31% se obtiene: Mr = 23007 psi.

4.4.2. ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS DE DIMENSIONAMIENTO

Las 1ras Alternativas con periodo de diseño de 10 años y refuerzo en el año 10 adoptadas bajo el método AASHTO son en principio las consideradas en el presente análisis por el método AI, es decir aquellas constituidas por mezclas asfálticas convencionales y materiales granulares no estabilizados cuyos parámetros o módulos fueron expuestos previamente.

(27)

Sub Sector (T1-1B) Estudio Tráfico EE CBR (percentil) Mr (psi) 17+330 – 41+000 (0-10) 9.746 x 106 (11-20) 1.47 x 107 31 (87.5%) 23007

Sub Sector (T1-1C) Estudio Tráfico EE

CBR (percentil) Mr (psi) 41+000 – 79+500 (0-10) 8.663 x 106

(11-20) 1.30 x 107

31 (87.5%) 23007

4.4.3. CUADRO RESUMEN DE DIMENSIONAMIENTO AI

Los resultados obtenidos son los siguientes:

Las salidas electrónicas se adjuntan en el Anexo 1B.

4.5. ANÁLISIS DEL DIMENSIONAMIENTO OBTENIDO

El análisis del dimensionamiento calculado mediante los procedimientos precedentes

Que el dimensionamiento del pavimento adoptado según Método AASHTO-93 es suficiente estructuralmente bajo el criterio Serviciablidad (PSI).

Que el dimensionamiento del pavimento adoptado según el Asphalt Institute resultara suficiente bajo el criterio de deformaciones en subrasante. Asimismo la carpeta asfáltica bajo el mismo Método resultara suficiente bajo el criterio de fatiga.

MAC Convencional cm Base G. cm Sub-Base cm 46.00 46.00 46.00 -1ra Alternativa MAC

10 años 10 años

10 años 22.00

CUADRO RESUMEN DIMENSIONES ALTERNATIVA (1-10) y (10-20) AÑOS ASPHALT INSTITUTE

T R A M O 1 K m 0 + 00 0 - K m 7 9+ 50 0 _{Sectorizacion} Periodo Diseño

CAPAS DE PAVIMENTO TAI REFUERZO ASFALTICO AÑO 10 MAC Convencional T1-1A Km. 0+000 - Km. 17+330 T 1-1B Km. 17+330 - Km. 41+700 T 1-1C Km. 41+000 - Km. 79+500 12.00 12.00 11.00 30.00 23.00 1ra Alternativa MAC

(28)

4.6 DIMENSIONAMIENTO ADOPTADO

En concordancia con la practica vial de nuestro medio se adopta el periodo de diseño de (0-10) y (11-20) años y el dimensionamiento obtenido mediante la Guía AASHTO 93.

Considerando que el dimensionamiento bajo la Guia AASHTO 93 no es suficiente bajo el criterio de fatiga de la carpeta asfáltica se recomienda ejecutar monitoreos bianuales de condición superficial que permitan adoptar las medidas oportunas de mantenimiento preventivo.

5.-

ESTUDIO

DE

SUELOS

1. EVALUACIÓN DE LA PLATAFORMA EXISTENTE

Se realizó el estudio del suelo de fundación para la determinación de las características físico mecánicas utilizando ensayos tipo destructivos mediante la ejecución de calicatas. El Estudio de Trazo y Diseño Geométrico contempla mejoramientos de trazo en todos sus niveles, tal como se menciona a continuación:

- El ancho de la plataforma proyectada corresponde a una calzada de 7.20 m. y bermas de 1.20 a 1.50 m. de ancho a ambos lados de la vía, haciendo un total de 9.60 m. a 10.20 m. de ancho más los anchos necesarios para la colocación de elementos de señalización y seguridad vial. Lo antes mencionado requiere un ancho de plataforma a nivel de subrasante que varía entre 11.20 m. a 13.20 m., esto representa prácticamente el doble del ancho de la plataforma existente (6.00 m. en promedio).

MAC Convencional cm Base G. cm Sub-Base cm

1ra Alternativa MAC 10 años 12.00 15.00 17.50 4.00 1ra Alternativa MAC 10 años 10.00 15.00 20.00 3.50 1ra Alternativa MAC 10 años 10.00 15.00 15.00 5.50 T1-1A Km. 0+000 - Km. 17+330 T 1-1B Km. 17+330 - Km. 41+000 T 1-1C Km. 41+000 - Km. 79+500

(29)

- El alineamiento horizontal (eje proyectado) contempla incrementos de radios de curvatura, generación de tramos en tangente con mayor longitud eliminando tramos sinuosos (curvas y contracurvas), variantes y vías de evitamiento en una longitud aproximada de 12 Km. Estos cambios hacen que el eje sea desplazado hacia la derecha o izquierda con relación al eje existente, proyectándose la plataforma sobre nuevos terrenos.

- El alineamiento vertical de la carretera (perfil longitudinal) considera mejoramientos en relleno y en corte generando que la subrasante esté por encima o por debajo del nivel de la superficie de rodadura existente.

Debido al grado de deterioro de la carpeta asfáltica existente y a los cambios proyectados sobre la sub rasante es recomendable remover toda la carpeta asfáltica sobre los tramos en que se conformará la carretera proyectada ya sea en corte o en relleno.

En cuanto a obras de drenaje pluvial, estos se presentan a partir del Km. 55+700 están representadas por cunetas, badenes, alcantarillas de paso y alivio.

2. VARIANTES SEGÚN EJE PROYECTADO

• KM 12+850 – KM 16+400 (L = 3.55 Km.)

La variante se proyecta para evitar el paso por los poblados de Chocas Bajo, Chocas Alto y Buenavista, se desarrolla sobre terrenos de cultivo cerca a la margen izquierda del Río Chillón. La plataforma se proyecta en relleno a lo largo de toda la variante, los materiales utilizados deberán tener un CBR mayor a 30%.

KM 30+000 – 35+200 (L = 5.2 Km.)

La variante se proyecta para evitar el paso por los poblados de Leticia y Yangas pasando por la parte posterior (cuesta arriba) de los mismos, se desarrolla sobre terrenos eriazos con topografía ondulada a accidentada obteniendo una plataforma a nivel de subrasante en relleno y en corte a media ladera.

• KM 50+100 – 50+400 (L = 0.3 Km.)

(30)

3. ESTUDIO DE SUELOS

3.1 DESCRIPCIÓN DE TRABAJOS DE CAMPO

Los trabajos de campo se realizaron a mediados del año 2009, haciendo en primer lugar el reconocimiento general de la zona de estudio y procediendo con las coordinaciones para la ejecución de muestreos de suelos a través de la excavación de calicatas y registros de campo para los respectivos ensayos de laboratorio y caracterización del material.

Las calicatas fueron realizadas cada 250 metros sobre el eje proyectado coincidiendo tramos sobre la plataforma existente, terreno natural y las variantes sobre terrenos naturales.

Con las muestras de suelo obtenidas de las prospecciones de campo se realizaron ensayos para identificar los tipos de suelos, determinando sus constantes físicas y mecánicas.

3.2 DESCRIPCIÓN DE LA SUB RASANTE

Debido a que los esfuerzos significativos transmitidos por las cargas del tránsito alcanzan hasta 1.50 m. de profundidad, se describirá a continuación la ubicación de la sub rasante con respecto al nivel del terreno sobre el cual se realizó las calicatas. De este modo se analizará la carretera en estudio en tramos con niveles de sub rasante mayores a los 1.50 m. por debajo del nivel del nivel de ejecución de calicatas para con ayuda del Estudio de Geología estimar en lo posible el tipo de terreno de fundación; tramos con nivel de subrasante entre -1.50 m. y +1.50 m. sobre el nivel de ejecución de calicatas y finalmente tramos con niveles de sub rasante mayores a 1.50 m. sobre el nivel de ejecución de calicatas (terraplenes).

(31)

3.2.1 UBICACIÓN DE NIVELES FREÁTICOS

En los casos en que se encontraron suelos saturados o niveles freáticos (cercanos al nivel de sub rasante), se recomendó al especialista en Trazo y Diseño Geométrico que se levante la rasante, así mismo se coordinó con el especialista en Hidrología e Hidráulica para la proyección de sub drenes.

El siguiente cuadro indica la ubicación de los niveles freáticos registrados durante la exploración de campo por medio de calicatas:

UBICACIÓN DE NIVELES FREÁTICOS

CALICATA INICIO FINAL PROF.

(m) OBSERVACIÓN TRATAMIENTO

C-008A 14+600 14+900 1.30

El eje proyectado atraviesa áreas de cultivo que son regadas con canales de tierra sin revestir. El tramo pertenece a la variante de Chocas.

El trazo se proyecta en relleno, se debe de reubicar los canales de riego y revestir los tramos de canales que colinden con la plataforma. Conformar las estructuras de cruce de canales.

C-122 40+050 40+350 1.00

Ubicación de canales sin revestir al lado izquierdo de la vía para el riego de las áreas de cultivo ubicadas en el talud inferior.

El trazo se proyecta en relleno, se debe reubicar los canales de riego alejados a mínimo 2 metros de la plataforma.

C-123 40+350 40+700 1.30

Ubicación de canales sin revestir al lado izquierdo de la vía para el riego de las áreas de cultivo ubicadas en el talud inferior.

La sub rasante se proyecta al nivel de la vía existente, s, se debe reubicar los canales de riego alejados a mínimo 2 metros de la plataforma.

3.2.2 UBICACIÓN DE ESTRATOS ROCOSOS

No se ejecutaron calicatas en aquellos tramos conformados en su mayoría por estratos o taludes de roca maciza y fracturada, sin embargo, para evaluar los suelos del entorno se hicieron calicatas sobre la plataforma de la trocha existente.

(32)

efectuarse una sobre excavación de 0.15 metros y reemplazar con material granular antes de colocar la Sub-Base.

La sobre excavación de corte en roca se da con la finalidad de presentar una capa de transición entre el pavimento y un elemento rígido como la roca. Esto también se prevee en las Especificaciones Técnicas donde se indica que los cortes en roca se deberán profundizar por debajo de la cota de subrasante y reemplazar con material de corte o cantera.

3.2.3 UBICACIÓN DE TERRAPLENES

Los terraplenes son rellenos de material adecuado y compactado por capas hasta alcanzar el nivel de subrasante.

Los materiales que se empleen en la construcción de terraplenes podrán ser aquellos provenientes de los cortes realizados para la conformación de la plataforma siempre en cuando cumplan con las especificaciones, en caso de que el material no cumpla con las especificaciones se utilizará material proveniente de las canteras identificadas en el Estudio de Canteras y Fuentes de Agua. El material utilizado en la corona (0.30 m.) deberá tener un CBR mayor a 30%.

Los tipos de suelos que se utilizarán en la conformación de estos terraplenes pueden ser A-1-a, A-1-b y A-2-4, los mismos que han sido identificados en diferentes sectores de la carretera en estudio.

3.3 MEJORAMIENTO DE SUELOS DE SUBRASANTE

En este acápite se analiza y desarrolla de manera conceptual y práctica las necesidades de mejoramiento de materiales a lo largo del tramo en estudio. Para este fin es necesario, teniendo en cuenta que normalmente se especifica efectuar mejoramiento en suelos blandos e inadecuados.

(33)

De la evaluación y análisis de los resultados de los ensayos de laboratorio obtenidos del terreno de fundación, se puede determinar los tramos que requieran mejoramientos según los criterios indicados a continuación:

3.3.1 SUELOS DE BAJA CAPACIDAD PORTANTE (CBR < 5%)

Se realizarán mejoramientos de la subrasante a aquellos tramos que presenten suelos con CBR de laboratorio menores a 5%; es decir suelos de pobre a muy pobre capacidad portante.

Determinación del espesor de mejoramiento a realizar

Los procedimientos de cálculo y la altura de mejoramiento de la subrasante obtenido por sub tramos para el período de diseño de 0 a 20 años, son los siguientes:

SUELOS CON BAJA CAPACIDAD PORTANTE Calicata

N° Progresiva Estrato Profundidad SUCS AASHTO CBR (%)

(34)

SUELOS CON BAJA CAPACIDAD PORTANTE Calicata

N° Progresiva Estrato Profundidad SUCS AASHTO CBR (%)

82 23+250 1 0.00 - 1.50 ML - CL A-4 (8) 3.60* 83 23+500 1 0.00 - 1.60 CL A-4 (8) 6.80 84 23+750 1 0.00 - 1.60 CL A-4 (7) 6.50* 85 24+000 1 0.00 - 1.50 CL A-4 (8) 6.50* 87 24+500 2 0.20 - 1.50 CL A-4 (7) 6.50 88 24+750 1 0.00 - 1.50 CL A-4 (6) 6.50* 148 46+750 1 0.00 - 1.50 ML A-4 (6) 6.50*

(*) Valores de CBR asumidos en concordancia con suelos de similares características existentes en la carretera en estudio (clasificación y límites de consistencia).

Para el presente proyecto el espesor mínimo de mejoramiento seleccionado para la subrasante por baja capacidad portante será por cada subtramo y según el análisis para el periodo de diseño de 20 años; con la finalidad de asegurar un mejor comportamiento de la estructura del pavimento.

3.3.2 RESUMEN DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE POR REEMPLAZO DE SUELOS

El siguiente cuadro presenta el resumen de los sectores y espesores en los que se deberá realizar mejoramiento de suelos con material granular.

CUADRO RESUMEN DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE POR REMPLAZO DE SUELOS

(35)

CUADRO RESUMEN DE MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE POR REMPLAZO DE SUELOS

(36)

6.0 ESTUDIO DE CANTERAS Y FUENTES DE AGUA

1. OBJETIVO

El estudio de canteras tiene como objetivo ubicar y delimitar las fuentes de materiales disponibles; efectuando muestreos para evaluar las características físico-mecánicas de los materiales, y así poder determinar los usos y tratamientos que requieran dichos materiales, requeridos para las diferentes partidas consideradas en la construcción del tramo Lima – Canta de la carretera Lima – Canta – La Viuda - Unish.

2. DESCRIPCIÓN DE TRABAJOS DE CAMPO

El estudio de Canteras se ha realizado siguiendo los lineamientos de los Términos de Referencia, siendo los trabajos ejecutados en campo los siguientes: reconocimiento, localización, prospecciones (calicatas), muestreos, delimitando el área de explotación mediante levantamiento topográfico y posterior cálculo de potencia. De acuerdo a la magnitud y características de la obra se identificó aquellos componentes de la obra que necesiten de materiales granulares para su producción y/o conformación. Estos son:

- Material de relleno.

- Sub base granular.

- Base granular.

- Mezclas asfálticas.

- Concreto de cemento portland.

- Roca para gaviones.

- Rellenos Estructurales.

- Filtros.

3. ENSAYOS DE LABORATORIO

(37)

4. IDENTIFICACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE CANTERAS

Las características observadas en campo y los resultados de los ensayos de Laboratorio de Mecánica de Suelos nos permiten interpretar y describir las características físico-mecánicas de los materiales, recomendando o descartando su utilización, de acuerdo a su calidad para cada una de las diferentes obras propuestas en el presente estudio. Los estratos encontrados en el estudio de campo se han clasificado según AASHTO y SUCS y ensayados según la Norma EM-2000 del MTC.

Para la descripción de usos y tratamientos de canteras se ha utilizado la siguiente leyenda:

LEYENDA DE USOS Y TRATAMIENTOS R Relleno

SBG Sub Base Granular BG Base Granular Triturada

MACS Mezcla Asfáltica en Caliente de Superficie MCCP Mezcla de Concreto de Cemento Portland

N Natural

Tp Trituración primaria Ts Trituración secundaria

Z Zarandeo M Mezcla

A Aditivo Mejorador de Adherencia F Filler, cal hidratada

V Venteo

Las canteras identificadas son las siguientes:

4.1. CANTERA N° 1 – TRAMEQ

- Ubicación km: 1+700 – Lado derecho.

- Acceso: Longitud total de acceso = 2.9 Km

(38)

CONSTRUCTORA TRAMEQ S.A.C. propietarios de la misma.

- Potencia: No se pudo realizar el levantamiento topográfico de la cantera

por el impedimento de los propietarios para el ingreso de personal de campo. Volumen = 63,060 m3

- Usos, Tratamientos y Rendimientos

CANTERA TRAMEQ

USOS TRATAMIENTOS RENDIMIENTO

Piedra para MACS Z, Tp, Ts 53%

Piedra para MCCP Z, Tp, Ts 53%

4.2. CANTERA N° 2 – RÍO SECO

- Ubicación: km 10+150 – Lado derecho.

- Acceso longitud total de acceso existente = 3.2 Km

- Propietario: La cantera viene siendo explotada por la empresa JMK

Contratistas Generales S.A.C. propietarios de la misma.

por el impedimento de los propietarios para el ingreso de personal de campo. Volumen = 134,880 m3

CANTERA RÍO SECO

R Z 90%

SBG Z 75%

BG Z, Tp, Ts y M 88%

Piedra para MACS Z, Tp y Ts y M 40%

Piedra para MCCP Z, Tp y Ts y M 40%

Arena para MACS Z, A, F y M 53%

(39)

4.3. CANTERA N° 3 – INVERSIONES MINERA SAN JUAN

- Ubicación km: 17+340 – Lado izquierdo.

- Acceso longitud total de acceso existente = 5.0 Km

- Propietario: La cantera viene siendo explotada por la empresa

INVERSIONES MINERA SAN JUAN S.A.C. propietario de la misma.

por el impedimento de los propietarios para el ingreso de personal de campo. Volumen = 181,330 m3

CANTERA INVERSIONES MINERA SAN JUAN

R Z 85%

SBG Z 70%

Piedra para MACS Z, Tp y Ts y M 44% Piedra para MCCP Z, Tp y Ts y M 44%

Arena para MACS Z, A, F y M 53%

Arena para MCCP f'c ≤ 210 Kg/cm2 Z y M 53% Arena para MCCP f'c > 210 Kg/cm2 Z, V y M 53%

4.4. CANTERA N° 4 – LETICIA

- Ubicación: km: 31+320 – Lado derecho.

- Acceso: Longitud total de acceso nuevo = 0.5 Km

- Propietario: El área propuesta para la explotación de material pertenece

a la Comunidad Campesina de Jicamarca.

- Potencia: El volumen de la cantera fue calculado a partir de secciones

(40)

CANTERA LETICIA

R Z 85%

SBG Z 65%

4.5. CANTERA N° 5 – 40+500

- Acceso: No existe la necesidad de conformar un acceso en vista que la

cantera colinda con la vía proyectada.

- Propietario: El área establecida como cantera pertenece a la

Comunidad Campesina de Jicamarca.

- Potencia: El volumen de la cantera fue calculado a partir de secciones

transversales obtenidas del levantamiento topográfico realizado en el área. Volumen = 162,340 m3

CANTERA 40+500

R Z 95%

SBG Z 85%

4.6. CANTERA N° 6 – 64+500

(41)

cantera colinda con la vía proyectada.

- Propietario: El área establecida como cantera pertenece a la

Comunidad Campesina de Viscas.

Potencia: El volumen de la cantera fue estimado de

Volumen = 54,560 m3

CANTERA 64+500

Arena chancada (sub producto del proceso) ………. 15%

FUENTES DE AGUA RÍO CHILLÓN

- Ubicación : Km 12+550.

- Acceso : 200 m. de trocha carrozable.

- Extracción : Todo el año, con bomba.

- Usos : Concreto, Bases Granulares y Terraplenes.

- Ubicación : Km 29+800.

- Acceso : No necesita.

- Ubicación : Km 38+300.

- Ubicación : Km 61+500.

(42)

- Ubicación : Km 71+520.

6.

UBICACIÓN DE LAS PLANTAS TRITURADORAS

- Km: 10+150, Lado derecho (acceso 3.2 Km). Cantera Río Seco.

- Km: 31+320, Lado derecho (acceso 0.5 Km). Cantera Leticia.

- Km: 64+500, Lado derecho, costado de la vía.

7.

UBICACIÓN DE PLANTAS DE ASFALTO

- Km: 31+320, Lado derecho (acceso 0.5 Km). Cantera Leticia.

- Km: 67+800, Lado derecho, costado de la vía.

7.0 ESTUDIO DE HIDROLOGÍA E HIDRÁULICA

GENERALIDADES

El presente estudio contiene la evaluación hidráulica de las estructuras existentes de drenaje a lo largo del tramo Lima-Canta de la Carretera Lima – Canta – La Viuda – Unish. Además se identifican y analizan las características hidrológicas y geomorfológicas de las quebradas y/o subcuencas que interceptan el tramo en estudio.

De la evaluación de estructuras existentes y cálculos hidrológicos para las diferentes quebradas y subcuencas se proyectarán las actividades de mantenimiento, reemplazo y proyección de nuevas estructuras de drenaje a fin de que se asegure el buen funcionamiento a lo largo de la vida útil del proyecto vial.

ESTUDIOS EXISTENTES

(43)

Carretera Lima – Canta, sin embargo de acuerdo a lo verificado en campo existen 2 pontones de Concreto, 2 puentes de Concreto y 2 puentes tipo Bailey.

En cuanto a alcantarillas y cunetas, los estudios consideran la construcción de nuevas alcantarillas en todo el tramo, En estos estudios se considera la construcción de nuevas alcantarillas de TMC de 36” como mínimo y de 60” como máximo.

DESCRIPCIÓN GENERAL DEL ÁREA DE ESTUDIO

HIDROGRAFÍA

La carretera motivo del presente estudio se desarrolla en el departamento de Lima, dentro de la cuenca del Río Chillón perteneciente a la vertiente del Pacífico.

La cuenca del Río Chillón, se encuentra ubicada en la costa central del País, entre las coordenadas geográficas 11°20' y 12°15' de latitud sur y 76°24' y 77°10' de longitud oeste, limitando por el norte con la cuenca de río Chancay, por el sur con la cuenca del río Rímac, por el este con la cuenca del río Mantaro, y por el oeste con el litoral peruano, formando parte del departamento de Lima, abarcando una extensión de 2,303 Km2.

El río Chillón tiene sus nacientes en las inmediaciones del flanco occidental de la cordillera la Viuda, en las lagunas Pucracocha, Aguascocha y Chuchón, aproximadamente en la cota 4,600 msnm y discurre con rumbo generalizado de NE – SO; sus afluentes más importantes son los ríos Yamacoto, Huancho, Ucaña y Quisquichaca.

El relieve de la cuenca del río Chillón presenta el aspecto típico de la mayoría de las cuencas de la costa, de forma alargada, fondo profundo y pendiente pronunciada, aguas arriba de la cuenca media la fisiografía se presenta escarpada y abrupta, cortada frecuentemente por quebradas profundas.

CLIMA Y PRECIPÌTACION

El clima de la zona varía a medida que la carretera va ascendiendo desde su inicio en Lima hasta los 2,832 m.s.n.m. en Canta.

En el tramo Lima – Canta se identifican los siguientes tipos de climas:

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Se presenta desde el inicio de la carretera hasta los 2,500 m.s.n.m., la precipitación varía entre los 100 mm y 300 mm de lluvia anual. La temperatura media anual varía de 15 ºC a 22 ºC.

Clima seco y semi árido.

Se presenta entre las altitudes de 2,500 m.s.n.m. y 3,000 m.s.n.m., la precipitación media anual varía entre 300 mm a 450 mm., la temperatura promedio anual oscila entre los 12 ºC y 15 ºC.

ANÁLISIS HIDROLÓGICO

INFORMACIÓN CARTOGRÁFICA

La información cartográfica disponible en la zona del estudio para el reconocimiento de las cuencas que interceptan y/o inciden en la vía, fue obtenida del Instituto Geográfico Nacional – IGN y del Organismo de Formalización de la Propiedad Informal – COFOPRI.

INFORMACIÓN PLUVIOMÉTRICA

La información pluviométrica se obtuvo del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología - SENAMHI, el parámetro necesario para el cálculo de caudales es la precipitación máxima por mes durante 24 horas.

HIDROLOGÍA ESTADÍSTICA

El análisis de frecuencias referido a precipitaciones máximas diarias, tiene la finalidad de estimar precipitaciones máximas para diferentes períodos de retorno, mediante la aplicación de modelos probabilísticos, los cuales pueden ser discretos o continuos, cuya estimación de parámetros se ha realizado mediante el Método de Momentos.

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El tiempo promedio, en años, en que el valor del caudal pico de una creciente determinada es igualado o superado por lo menos una vez se le llama Período de Retorno.

SUBCUENCAS HIDROLÓGICAS

En el tramo vial estudiado, se han identificado 37 subcuencas que interceptan su alineamiento y donde actualmente existen algunas obras de cruce provisionales que permiten salvar sus cauces. La extensión de las subcuencas hidrográficas y sus parámetros morfométricos, al igual que la ubicación de las mismas se muestra en el plano de Subcuencas Hidrológicas.

CAUDALES DE DISEÑO

El método de estimación de los caudales asociados a un período de retorno depende del tamaño y naturaleza de la cuenca tributaria.

ANÁLISIS HIDROMÉTRICO DEL RÍO CHILLÓN

La información hidrométrica empleada representa una importante información por los registros en el río Chillón y por su cercanía al área de estudio. En él recorrido desde Obrajillo hasta Lima-Canta no se evidencias aportes de agua considerables, para la cual el escenario real nos lleva asumir el mismo caudal aguas arriba. Del Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), se seleccionó la correspondiente a la estación Obrajillo.

OBRAS DE DRENAJE EXISTENTES

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DISEÑO HIDRÁULICO DE PUENTES Y PONTONES

El ámbito específico de la investigación se circunscribe a las inmediaciones de 03 Puentes, 01 Pontón y 01 Alcantarilla tipo Arco, siendo el propósito evaluar el comportamiento hidráulico de la estructura proyectada, así como las márgenes y el cauce de la corriente, ante las solicitaciones de los caudales máximos de avenidas.

OBRAS DE DRENAJE PROYECTADAS

Para el tramo comprendido entre Lima-Canta, se establece la proyección de las siguientes obras de drenaje:

ALCANTARILLAS

El control y la conducción del escurrimiento superficial que fluye de las cunetas y de los cauces naturales de las quebradas adyacentes, se prevé mediante un sistema de drenaje transversal formado por alcantarillas de cruce y de alivio. Se proyecta construir 198 alcantarillas TMC.

BADENES

En total se proyectan 11 badenes. Todos los badenes serán de concreto lo cual permitirá dar pase a los flujos de material sólido y caudal líquido que transportan dicho talud en épocas de avenida.

PUENTES Y PONTONES

Tal como se mencionó anteriormente, se proyectan construir 01 puente en el río Quisquichaca y 01 pontón nuevo en Añapo. Los dos puentes restantes de Pte. Verde y Pte. Chaperito permanecerán con su diseño actual luego de la verificación hidráulica.

CUNETAS LATERALES

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interior de los sectores a media ladera y en ambos lados en los tramos excavados en corte cerrado.

En los tramos en la que la cuneta hará las veces de un canal de riego se está planteando cuneta de sección trapezoidal para una mejor conducción.

Se proyecta construir: LI = 11,260 ml y LD = 36,381 ml.

ZANJAS DE DRENAJE

En algunos sectores de topografía llana donde no ha sido posible la proyección de una estructura tipo cuneta, debido a los rellenos de las explanaciones, se plantea zanjas de drenaje revestida de concreto en uno o en ambos lados de la plataforma para el control de la erosión del pie del talud. Se proyecta construir: LI = 2,222 ml y LD = 24,902 ml.

SUBDRENES

En los últimos kilómetros se han identificado sectores con presencia de filtraciones sobre el pie del talud de corte, provocando la saturación de los materiales que conforman dichos sectores adyacentes a la carretera.

Con el objeto de contrarrestar los efectos nocivos del agua subterránea, se prevé ejecutar sub drenes. Se proyecta construir: 2,191 ml.

OBRAS COMPLEMENTARIAS

REUBICACIÓN DE CANALES EXISTENTES

La presencia de canales de riego en la carretera existente, obliga a la reubicación de estos canales debido a que el trazo proyectado interseca a estos.

Estas aguas serán conducidas mediante canales reubicados para luego ser conducidas hasta sus respectivos destinos según la utilidad que le den los pobladores.

OBRAS DE ENCAUZAMIENTO Y LIMPIEZA

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MUROS DE GAVIONES

En el tema de defensas ribereñas se plantea la ubicación de muros de gaviones por su buena disposición y uso en la actualidad. Se proyecta construir: 210 ml.

ENROCADO DE PROTECCIÓN

Como obras de protección, en la zona del puente Santa Rosa (Km 42+670 del trazo proyectado) se plantea hacer un encausamiento con enrocado mismo del material del lecho aguas arriba y aguas abajo del puente.

PASES VEHICULARES

Por la presencia de desvíos en la vía proyectado y con el fin de no interrumpir el pase del flujo de agua ya sea de cunetas o canales de riego, se plantea pases vehiculares como solución del problema. Se proyecta construir: 2 pases con un total de 95 ml.

MANTENIMIENTO DE CAUCES

Toda obra de cruce proyectada, debe ir acompañado de un mantenimiento periódico de por lo menos 2 veces al año en zonas críticas. Se proyecta construir: 11 cruces con un total de 182 ml.

8.- ESTUDIO DE SEGURIDAD Y SEÑALIZACIÓN VIAL

SEGURIDAD VIAL

El problema de la seguridad VIAL es un tema de atención prioritaria por parte de los gobiernos, principalmente por tres tipos de razones: humanitarias, de salud pública y económica.

SITUACIÓN EXISTENTE CARRETERA – LIMA - CANTA

La carretera en estudio tiene un IMDA sectorizado para el año 2009 tal como se menciona a continuación:

IMDA2009 (Carabayllo – Trapiche) : 1987 veh/día.

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IMDA2009 (Santa Rosa de Quives - Canta) : 252 veh/día.

Parte de la localidad de Carabayllo, a la altura del Km 21.5 de la Avenida Túpac Amaru y se dirige con dirección al Noreste hasta llegar a la provincia y distrito de Canta. La longitud existente de la vía es de 80 Km, pasando por los poblados de Sipán Perú, San Martín, el Rosario, Chocas, Trapiche, Huanchipuquio, Azapán, Cocayalta, Leticia, Yangas, Santa Rosa de Quives, Apán, Yaso y Canta.

Los accidentes registrados en las comisarias de Yangas no permiten realizar un análisis estadístico de accidentes a fin de determinar la ubicación de puntos negros en la carretera por frecuencia de accidentes.

La evaluación de seguridad Vial de la carretera Lima - Canta se realizará en función a las características físicas actuales de la vía, identificando los factores que puedan afectar la seguridad Vial.

SEÑALIZACIÓN VÍAL

NORMATIVIDAD

Para la realización del Estudio de Señalización y Seguridad VIAL de la carretera Lima-Canta se ha considerado lo establecido en el Manual de Dispositivos de Control del Tránsito Automotor para Calles y Carreteras aprobado con R.M. N 210-2000-MTC/15.02 del 3 de Mayo del 2000.

Complementariamente se ha utilizado El Manual de Dispositivos Uniformes de Control de Tráfico para Calles y Carreteras – Edición 2009 aprobado por la Federal Highway Administrator. Además se consideraron normas de países sudamericanos y centroamericanos.

VELOCIDAD DE TRÁNSITO

Debido a que la velocidad de tránsito representa uno los principales parámetros para definir la ubicación y tamaño de la mayoría de los elementos de señalización a proyectar, se ha sectorizado la velocidad de tránsito en ambos sentidos.