11.0 Afirmados Uap 2014

Pavimentos

Ing. Johny Bendezu Acero 1

Capítulo XI:

Diseño de Afirmados

Red Vial No Pavimentada

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Carreteras Km

A Nivel de Afirmado 12,690

Sin Afirmar 56,100

Total km de Superficie descubierta 68,790

Según estudios del Banco Mundial, el

enorme perjuicio en las redes viales

proviene del hecho, que cada dólar que no

se gasta oportunamente en conservación se

traduce en tres dólares en obras de

rehabilitación y construcción.

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Nuestra Realidad

El 87% de nuestros caminos cuentan con una

superficie de rodadura granular (afirmado), los

cuales por situaciones presupuéstales o bajo

volumen de transito actual no tienen asegurada su

pavimentación a corto o a mediano plazo.

Generalmente estos caminos son atendidos

mediante la ejecución de mantenimiento

periódico anual, con la reposición y/o

mantenimiento de la superficie de rodadura, las

que en corto tiempo se disgregan.

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La disgregación prematura de estas

superficies de rodadura, además de la

inversión mal aplicada trae como

consecuencia :

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DETERIORO DE LAS

CONDICIONES DE TRANSITO

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EMISION DE POLVO

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EXISTENCIA DE BARRO EN

EPOCAS DE LLUVIAS

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EXPLOTACION INDISCRIMINADA

DE CANTERAS

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Resistencia al Corte

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Capacidad Portante o

Valor de Soporte

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Capacidad Portante o

Valor de Soporte

La deformacion del suelo es modelada de la

siguiente forma:

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Suelos y Capas de

Revestimiento GranularLos caminos por sus capas superiores y superficie de

rodadura pueden ser clasificados como sigue:

a. Caminos de tierra, constituido por suelo natural y mejorado

con grava seleccionada por zarandeo;

b. Caminos gravosos, constituidos por una capa de

revestimiento con material natural pétreo sin procesar,

seleccionado manualmente o por zarandeo, de tamaño

máximo de 75 mm.

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Suelos y Capas de

Revestimiento Granular

c. Caminos afirmados, constituidos 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 25 mm.

c.1 afirmados con gravas naturales o zarandeadas

c.2 afirmados con gravas homogenizadas mediante

chancado

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Suelos y Capas de

Revestimiento Granular

d. Caminos con superficie de rodadura estabilizada con

materiales industriales:

d.1 afirmados con grava con superficie estabilizada con

materiales como: asfalto (imprimación reforzada),

cemento, cal, aditivos químicos y otros.

d.2 suelos naturales estabilizados con: material granular y

finos ligantes, asfalto (imprimación reforzada), cemento,

cal, aditivos químicos y otros.

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Tráfico

El tráfico proyectado al año horizonte, se

clasificará según lo siguiente:

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Tráfico

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CBR de diseño

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Capa de 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,

obligatoriamente un porcentaje de finos plásticos para

cohesionar los materiales de la capa de afirmado.

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Tipos de Afirmado

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Requisitos de Calidad

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Capa de Afirmado

En el caso que se tuvieran materiales con Índice

de Plasticidad fuera del rango 4- 12%, se deberá

estudiar el empleo de un tratamiento superficial,

como la imprimación reforzada bituminosa,

estabilización con cal, cemento, cloruros de sodio

(Sal) o magnesio u otros estabilizadores químicos;

con la finalidad de mantener y/o prolongar la vida

útil del camino.

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CATALOGO ESTRUCTURAL

DE SUPERFICIE DE

RODADURA

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Fórmula de diseño NAASRA

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) que relaciona el valor soporte del suelo (CBR) y la

carga actuante sobre el afirmado, expresada en Número de

Repeticiones de EE:

Fórmula de diseño NAASRA

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CATALOGO DE CAPAS DE REVESTIMIENTO GRANULAR

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Estabilizadores

Estabilizador de suelos.- Producto químico, natural osintético, que por su acción y/o combinación con elsuelo, mejora una o mas de sus propiedades dedesempeño desde el punto de vista de la ingeniería.

Los productos estabilizadores mas estudiados son:

A)Cemento, cal y asfaltos

B)En base a sales (cloruros de Na, Ca, Mg )

C)En base a polímeros (derivados del petróleo)

D)En base a enzimas

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Estabilizadores

Estabilizar un suelo natural consiste en mejorar

sus características físicas y/o mecánicas, tales

como la resistencia al esfuerzo cortante, la

deformabilidad o compresibilidad, la estabilidad

volumétrica ante la presencia de agua, entre

otros, buscando en todos los casos un buen

comportamiento al esfuerzo deformación de los

suelos y de la estructura que se coloque sobre

ellos, a lo largo de su vida útil.

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Estos productos actúan exclusivamente sobrela fracción fina de los suelos (limos y arcillas)

El efecto mas importante de estos productoses la reducción del agua contenida entre laspartículas de suelo, aumentando así el % devacíos y facilitando una mejor compactación.

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De los efectos de estabilizar los suelos destacan:

a) Aumento de la capacidad portante

b) Ligera disminución de la plasticidad

c) Reducción de la absorción capilar

d) Reducción de la capacidad de hinchamiento

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Cuadro Nº 01

Present. Características de Materiales Observación

PERMAZYME 22X Líquido • A. Grueso (2” – malla Nº 4) .................. 30 a 60%

• Fino pasa Malla Nº 200 ........................ 20 a 30%

• Índice Plástico (IP) ............................... 6 – 15%

• IP entre 10 y 15% implica el empleo de capa

granular superficial antiderrapante.

• La dosis de Aditivo es a razón de un Litro por

cada 33 m3 de material compactado.

El uso de mayor

cantidad de arcilla ó IP

mayor a 10% produce

resbalamiento al

contacto con el agua.

Usar superficie

antiderrape.

CON AID Líquido • La dosis de Aditivo a aplicar es diseñada

específicamente para las condiciones propias del

proyecto (suelos, canteras, condiciones

ambientales), variando entre 5 y 9 ml/m2.

• Básicamente funciona en suelos granulares que

contengan arcilla.

El fabricante del

estabilizador

proporciona el diseño

(%) del estabilizador

TERRAZYME 22X Líquido • A. Grueso (2” – malla Nº 4) .................. 30 a 60%



• La dosis de Aditivo es a razón de un Litro por

cada 33 m3 de material compactado.

El uso de mayor

cantidad de arcilla

produce resbalamiento

al contacto con el

agua. Usar superficie

antiderrape.Pavimentos


Present. Características de Materiales Observación

RBI GRADO 81 Polvo • Tamaño máximo del agregado 2”.

• Se emplea entre 2 y 5% de aditivo (en peso

respecto del suelo seco).

Puede aplicarse en

casi toda la variedad

de suelos.

CLORURO DE

CALCIO KD 36

Líquido • A. Grueso (1” – malla Nº 4) .................. 15 a 60%



• Sulfatos ............................................. Máx. 0.01%

• Se emplea entre 1 y 2% de aditivo (en peso

respecto del suelo seco).

No puede colocarse

directamente capas

asfálticas, por la

acción química sobre

el asfalto, que produce

el estabilizador.

CEMENTO

PORTLAND

Polvo • Suelos A-1, A-2, A-3, A-4, A-5. A-6 y A-7

• Índice Plástico (IP) ............................... NP – 18%

• Sulfatos SO4 ....................................... Máx. 0.2%

• Dependiendo del suelo entre 3 y 10% de cemento

(en peso respecto del suelo seco).

-.-

Cuadro Nº 01

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Ubicación : Departamento de Huancavelica

Tráfico : Mediano – pesado

Medio ambiente : Sierra con períodos de lluvia y heladas.

Tipo de Superficie : Superficie de rodadura de tipo grava

arcillosa GC/A-2-4(0)

Características del suelo:

Pasa malla Nº 200 : 17%

Piedra : 67%

Arena : 16%

Índice plástico : 10%

Estabilizador : Cloruro de Calcio KD-36

Presentación : Líquido de color amarillento

Fecha de aplicación : Agosto 2001

Comportamiento : Bueno

Carretera: Huancayo – Imperial – Pampas – Churcampa

Sector: km 43+480 – km 43+980

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Subtramo I (afirmado sin estabilizar). Tomas donde se aprecian el antes y el

después de los trabajos de mantenimiento efectuado a la carretera Imperial –

Pampas – Churcampa.

Abril 2002

Julio 2002


Sector: km 43+480 – km 43+980

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Subtramo II (afirmado estabilizado). En la

foto del mes de abril se puede apreciar el

estado de un sector de la vía, con

presencia de baches incipientes. La foto

del mes de julio se muestra el estado

actual del mismo sector, los baches han

sido totalmente cubiertos.

Abril 2002

Julio 2002


Sector: km 43+480 – km 43+980

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Carretera: Pacasmayo - Cajamarca

Sector: Acceso a la Mina Yanacocha

Carretera: Conococha – Antamina

Sector: Acceso a la Mina Antamina / Yanacancha

Ubicación : Departamento de Cajamarca-Ancash

Tráfico : Pesado

Medio ambiente : Sierra alta con lluvias y heladas

Tipo de Superficie : Base del tipo GM / A-1-a(0); GP-GM / A-1-

a(0)Características del suelo:

Pasa malla Nº 200 : 10% - 14%

Piedra : 55% - 63%

Arena : 35% - 19%

Índice plástico : NP

Estabilizador : RBI Grado 81

Presentación : Polvo

Fecha de aplicación : Setiembre y Agosto 2001

Comportamiento : Bueno

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Afirmado

Estabilizado

Afirmado No

Estabilizado

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a) La estabilización de suelos es una tecnología que se basa en la aplicación

de un producto, genéricamente denominado estabilizador, el cual se debe

mezclar íntima y homogéneamente con el suelo a tratar y curar de

acuerdo a especificaciones técnicas propias del producto.

b) La aplicación de un estabilizador tiene como objetivo principal transferir al

suelo tratado, en un espesor definido, ciertas características tendientes a

mejorar sus propiedades de desempeño, ya sea en la etapa de

construcción y/o en la de servicio.

c) Las propiedades de desempeño indicadas, dependen de un gran número

de factores, difíciles de reproducir y/o evaluar, tanto en el laboratorio como

en el terreno. Entre estos se incluyen la ubicación geográfica de los

caminos y las condiciones climáticas, tales como la temperatura,

humedad, etc., además, dependen de otros factores externos como los

producidos por el transito de los vehículos.

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