ANEXO 2

ESTUDIO DE INGENIERÍA, CONSERVACIÓN PERIÓDICA RUTA ROL G-340, CAMINO EL BARRANCÓN_______________________________________________

CONTENIDO DEL ESTUDIO

El presente Anexo 2, corresponde a un extracto del Informe “Estudio de Ingeniería, Conservación Periódica Ruta Rol G-340, Camino El Barrancón” ingresado a la Dirección de Vialidad RM en Julio del año 2005 y aprobado posteriormente por el mismo organismo según Ordinario N°423 con fecha 21 de febrero de 2006.

Del contenido del estudio, se adjuntan los siguientes capítulos indicando en cada caso aquellos que no forman parte del presente anexo por tratarse de materias anexas:

1. Introducción

2. Plano de Ubicación

3. Topografía

- Informe Técnico Medición G.P.S. No incluido en este anexo

4. Estudio de Tránsito

5. Mecánica de Suelos

- Evaluación Estructural Ruta G-340, Camino El Barrancón. No incluido en este anexo

6. Estructura de Pavimento

7. Apertura, Uso y abandono de Botaderos. No incluido en este anexo

8. Apertura, Explotación y Abandono de Empréstitos. No incluido en este anexo

9. Expropiaciones (Plano). No incluido en este anexo

10. Anexos. No incluido en este anexo

1.- INTRODUCCION

El presente estudio tiene como objetivo principal, determinar el deterioro causado en la estructura de pavimento actual de la ruta G-340, camino El Barrancón, por el paso cotidiano de camiones recolectores de basura, cuyo destino es el vertedero Santa Marta perteneciente al Consorcio Santa Marta S.A..

Para estudiar lo anterior se realizó un estudio de tránsito cuya base fue un conteo de 24 horas, donde se contabilizaron por separado los vehículos públicos y los camiones recolectores de basura, más las estadísticas de circulación de éstos últimos proporcionados por el Consorcio Santa Marta S.A..

Además, se realizó una encuesta de pesaje para determinar exactamente el peso de los camiones recolectores de basura y los vehículos comerciales públicos. Con ambos estudios es posible determinar los ejes equivalentes acumulados totales (públicos y privados) que solicitarán el camino en cuestión en los próximos cinco años.

Para determinar la capacidad de soporte del suelo de fundación se realizó una serie de deflectometrías de impacto cada 100 m aproximadamente.

Con ambos estudios (Tránsito y Mecánica de Suelos) fue posible modelar la situación actual y futura y encontrar los resultados que permitieron obtener las conclusiones adecuadas en relación al deterioro de la estructura de pavimento.

En relación a la seguridad vial se optó por diseñar el cruce ubicado en el Km 7.907,58, con pista central de viraje a la izquierda, principalmente, para los camiones recolectores de basura que se dirigen desde el sur y giran a la izquierda en dicho cruce, esto se realizó a petición de la Dirección Regional de Vialidad, quedando un cruce bastante más seguro que el cruce actual. Agregando la señalética y la demarcación adecuada para el nuevo diseño. Además, por ser un diseño más ancho que el actual se tuvo que alargar las obras de drenaje existentes y proyectar obras de saneamiento.

Además, en el cruce ubicado en el Km 9.960,67, se mejoró la seguridad vial con mayor señalética y demarcación de pavimento y se agregó además, para los vehículos que acceden desde el sur a dicho cruce una carpeta asfáltica para mejorar la tracción de los vehículos, principalmente, en época de invierno.

Por último, para realizar las modificaciones en los cruces y para posibles modificaciones de la rasante se realizó la topografía en la totalidad del camino, es decir:

- Georeferenciación GPS.- Levantamiento terrestre escala 1:500 del cruce ubicado en el Km 7.907,58.- Estacado en la totalidad del camino.- Nivelación longitudinal en la totalidad del camino.- Perfiles transversales cada 20 m en la totalidad del camino.

Todo lo anterior se entrega en el siguiente Informe.

3.- TOPOGRAFÍA

Los trabajos de balizado y topografía realizados corresponden a todos los necesarios para elaborar un proyecto de conservación periódica de la ruta G-340, Camino El Barrancón, Región Metropolitana. Para ello se trabajó según lo estipulado metodología de trabajo estipulada en el Manual de Carreteras, Volúmenes 2 y 3.

3.1 Topografía Preliminar

Se realizó un levantamiento topográfico escala 1:1.000 del tramo en estudio para optimizar el eje en planta y así realizar las rectificaciones necesarias para emplazar el eje proyectado y así minimizar en lo posible el movimiento de tierra y no incurrir en expropiaciones. El levantamiento se realizó con el suficiente detalle para poder proyectar en gabinete la solución de trazado.

3.2 Topografía Definitiva

Posteriormente, se procedió a ejecutar la topografía completa con estacado definitivo cada 20 metros y puntos singulares. El eje estacado, se ejecutó considerando todos los aspectos definidos anteriormente, tanto en los sectores con anteproyecto previo como para el resto del camino. De este modo se estacó el eje para una velocidad de diseño de 50 Km/hr. en el sector del cruce dm 7.786,91 a dm 8.140 y >70 Km/hr.para el resto del camino.

El eje se definió mediante vértices monumentados con clavos de acero de 1” en el pavimento.

Todos los monolitos se amarraron a construcciones sólidas como postes, pilares, cercos, con lo que se asegura su permanencia para su posterior ubicación y replanteo durante la construcción. Se adjuntan los cuadros con las amarras de los vértices del estacado monumentado.

El balizado y estacado de relleno cada 20 metros se realizó con huincha de acero y con el apoyo constante de una estación total Topcon Modelo GTS-212 con programa de transferencia de datos, anotándose el kilometraje de todos los puntos singulares de estos tramos: PC, FC, PK, FK, EA y otros puntos singulares. La demarcación del kilometraje se anotó cada 20 m a lo largo de todo el camino en el pavimento,con pintura de color amarillo y números de color negro, en el sentido de avance del kilometraje.

Como elementos geométricos se utilizaron preferentemente curvas circulares y donde el trazado del camino lo permitía se proyectaron enlaces clotoidales.

Una vez determinado y estacado el eje y finalizada la demarcación del balizado, se procedió a monumentar puntos de referencia (PR) altimétricos aproximadamente cada 500 metros en lugares seguros. Los P.R. del camino fueron construidos con hormigón, tal como se indica en el Manual de Carreteras V2(2.207.302(3)) y fueron debidamente pintados de color amarillo, balizados y amarrados al eje del camino proyectado.

Se realizaron nivelaciones cerradas entre cada par de PRs, distante no más de 500 metros, verificándose un error máximo admisible en cada una igual a 0,01 x (m). La referencia altimétrica del

primer PR se obtuvo de la medición GPS, nivelado desde el GPS-1 al PR 88. Las estacas se nivelaron de ida y regreso para verificar el error de cota. Se anexan los cuadros de amarre de los puntos de referencia altimétricos y la memoria de cierre y compensación de la nivelación longitudinal.

Posteriormente se ejecutó la nivelación de perfiles transversales en todas las estacas niveladas longitudinalmente. Para la referida nivelación se consideró las siguientes tolerancias admisibles tanto en cota como en distancia, en función del tipo de terreno:

* 1 cm. en puntos que caen sobre un pavimento o sobre una estructura.* 5 cm. en terreno natural con un desnivel transversal moderado (plano o pendiente < 20%).* 10 cm. en terreno natural escarpado (pendiente transversal > 20%).* 25 cm. en terreno natural con gran desnivel transversal (Por ejemplo coronamiento de cortes

altos existentes).

Donde la topografía existente así lo requería, se tomaron perfiles largos, para definir fielmente los sectores con taludes de corte y terraplenes.

La nivelación transversal se realizó con estaciones totales Topcon, modelo GTS-212 con programa de transferencia de datos.

El cálculo de coordenadas de la poligonal del trazado, se realizó por medio de mediciones angulares de todos los vértices utilizando el método de reiteración, ejecutando como mínimo 2 y midiendo las distancias entre vértices de ida y regreso anotando el promedio de ambas. Para esto se trabajó con una Estación Total Spectra modelo Constructor, con un rango de precisión de +/-5cc (segundos centesimales), la cual se encuentra certificada por servicio técnico respectivo.

El Manual de Carreteras exige como mínimo un orden de control terciario con cierres angulares < 50cc

donde N es el número de vértices, y en posición < 1:5.000 y trabajar con dos bases GPS en 10 Km; una al inicio y otra al final del tramo para la compensación de la poligonal.

4.- TRANSITO SOLICITANTE

El presente informe del tránsito solicitante tiene como objetivo encontrar los parámetros necesarios para el diseño estructural del pavimento.

Con tal propósito el consultor realizó mediciones del tipo aforo vehicular, para determinar el Tránsito Medio Diario Anual (TMDA), y un pesaje, para determinar la estratigrafía de pesos por eje del camino, lo que nos permitirá establecer el número de ejes equivalentes acumulados al año horizonte del proyecto para el cálculo del diseño estructural del pavimento.

4.1 Mediciones de Tránsito y T.M.D.A. 2005

Con el propósito de establecer el actual nivel de solicitación de tránsito que tiene el tramo en estudio, el Consultor realizó mediciones del tipo aforo vehicular clasificado en el acceso al camino El Rodeo que corresponde al acceso principal al Vertedero Santa Marta.

Las mediciones fueron realizadas durante 24 horas entre las 10:00 horas del jueves 09 y las 10:00 horas del viernes 10 de junio de 2005, en condiciones de tiempo que varió de nublado inicialmente a lluvioso las horas del dia viernes. Los vehículos fueron ordenados de acuerdo a la clasificación adoptada por la Dirección de Vialidad para este tipo de encuestas.(Cuadro Nº 1)

Con el propósito de corregir las mediciones realizadas, se adoptaron los coeficientes de expansión estacional que se exponen en el cuadro Nº 2 para la época de invierno, ya que las mediciones realizadas por el Consultor corresponden a esta estación del año.

De acuerdo con estos antecedentes, las mediciones realizadas fueron corregidas y se exponen en el cuadro Nº 3.

CUADRO Nº 1MEDICIONES REALIZADAS POR EL CONSULTORCRUCE: RUTA G-340 / ACCESO A CAMINO EL RODEOCAMINO: RUTA G-340, CAMINO EL BARRANCON

IDENTIFICACION T I P O D E V E H I C U L O S TOTAL

DE VEHICULOS LIVIANOS

CAMIONES RIGIDOS

CAMIONES ARTICULADOS LOCOMOCION

COLECTIVA24

HORASMOVIMIENTOS A.S. C.T.A. C.S. 2

ejesC.S.+ 2 ejes SEMIREMOLQUES

TIPO 1SEMIREMOLQUES

TIPO 2REMOLQUES

1 334 116 60 6 0 2 6 5 529

2 323 71 53 5 0 2 3 3 460

3 4 1 4 4 68 0 0 0 81

4 5 6 5 0 68 1 0 1 86

5 71 31 8 1 0 2 1 2 116

6 54 39 7 3 0 1 1 3 108MOVIMIENTOS:MOVIMIENTO Nº 1 :RIO MAIPO – SAN BERNARDOMOVIMIENTO Nº 2 :SAN BERNARDO – RIO MAIPOMOVIMIENTO Nº 3 :RIO MAIPO – RELLENOMOVIMIENTO Nº 4 :RELLENO – RIO MAIPOMOVIMIENTO Nº 5 :SAN BERNARDO – RELLENOMOVIMIENTO Nº 6 :RELLENO – SAN BERNARDO

CUADRO Nº 2COEFICIENTES DE CORRECCIÓN ESTACIONALTipo de Vehículos Coeficientes de Corrección Estacional

(1)A.S. 1,13

C.T.A. 0,96C.S. 2 Ejes 0,72

C.S. + 2 Ejes 0,35Semi Remolques 0,43

Remolques 0,42B.T.B. 0,94

OBS.: (1) Según P.N.C. 2004 de la Dirección de Vialidad, para la época de INVIERNO. Punto de control Nº 25, tránsito de/a: SAN BERNARDO, Región Metropolitana.

CUADRO Nº 3TMDA 2005CRUCE: RUTA G-340 / ACCESO A CAMINO EL RODEOCAMINO: RUTA G-340, CAMINO EL BARRANCON

IDENTIFICACION T I P O D E V E H I C U L O SDE VEHICULOS

LIVIANOSCAMIONES

RIGIDOSCAMIONES ARTICULADOS LOCOMOCIO

NCOLECTIVA

TMDA 2005

MOVIMIENTOS A.S. C.T.A. C.S. 2 ejes C.S.+ 2 ejes SEMIREMOLQUESTIPO 1

SEMIREMOLQUESTIPO 2

REMOLQUES

1 401 107 69 7 0 3 8 5 600

2 388 65 61 6 0 3 4 3 530

3 5 1 5 4 68 0 0 0 83

4 6 6 6 0 68 2 0 1 89

5 85 29 9 1 0 3 1 2 130

6 65 36 8 3 0 2 1 3 118MOVIMIENTOS:MOVIMIENTO Nº 1 :RIO MAIPO – SAN BERNARDOMOVIMIENTO Nº 2 :SAN BERNARDO – RIO MAIPOMOVIMIENTO Nº 3 :RIO MAIPO – RELLENOMOVIMIENTO Nº 4 :RELLENO – RIO MAIPOMOVIMIENTO Nº 5 :SAN BERNARDO – RELLENOMOVIMIENTO Nº 6 :RELLENO – SAN BERNARDO

El cuadro Nº 4 expone el T.M.D.A. 2005 resultante de acuerdo a las mediciones realizadas por el Consultor y los valores del TMDA 2005 promedio meses Marzo, Abril y Mayo de 2005 de los vehículos semiremolques Tipo 2 que acceden al relleno.

CUADRO Nº 4T.M.D.A. 2005 ADOPTADO

TIPO DE VEHICULOS T M D A 2 0 0 5A.S. 800

C.T.A. 179C.S. 2 ejes 141

C.S. + 2 ejes 17Semiremolques Tipo 1 146Semiremolques Tipo 2 8

Remolques 12B.T.B. 9

T O T A L 1.312

4.2 ESTRATIGRAFIA DE TRANSITO

Con el propósito de establecer los parámetros necesarios para el cálculo estructural de la carpeta de rodado que necesita el sector en estudio, en este punto se determinarán los ejes equivalentes acumulados al año horizonte.

En efecto, para lograr este objetivo se utilizará la estratigrafía de pesos por eje obtenida de pesaje realizado por el consultor los dias 16 y 17 de junio de 2005 en el Km 8,6 de la ruta G-340.

La estratigrafía de ejes equivalentes por vehículo que entrega ésta tabla es la siguiente:

Para los vehículos comerciales que transitan por la ruta G-340

C.S.: 1.854,14; T.S.T.: 1.819,41; B.T.B: 1.900,00 (Cuadro Nº 5)

Para los vehículos semiremolques del Relleno que transitan por la ruta G-340T.S.T.: 468.30 (Cuadro Nº 6)

Además en este informe se utilizarán, para los vehículos comerciales que transitan por la ruta G-340, las tasas de crecimiento determinadas en estudio de ingeniería Mejoramiento Ruta G-131, Cruce Long.-Huechún-Quilapilún realizado por AXIOMA el año 2004. La ruta G-131 posee similares características en cuanto a tránsito e importancia que la ruta G-340. Tales tasas de crecimiento son las siguientes:

C.S.: 0.067; T.S.T.: 0.071; B.T.B: 0.061

En el caso de los vehículos tipo semiremolques de uso exclusivo para el transporte de basura al relleno que transitan por la ruta G-340, se considera el incremento de camiones considerado en la Resolución de Calificación Ambiental que es el 3%.

El cálculo de ejes equivalentes acumulados será efectuado en función de las siguientes fórmulas:

1) EEA = EEj * Tj2) Tj = 0,365 * tj * ((1 + ij)n - 1)/ij ; si ij 03) Tj = 0,365 * tj * n ; si ij = 0

Donde:

EEA = Ejes equivalentes acumulados.EEj = Ejes equivalentes del vehículo.Tj = Factor de proyección de tránsito del vehículo.ij = Tasa de crecimiento en tanto por uno adoptada para el vehículo.n = Vida útil expresada en años.tj = T.M.D.A. real del vehículo que transita durante el año base del proyecto, por la pista de

diseño.

El cuadro Nº 7 expone los ejes equivalentes acumulados a 5 años, tomando 2006 como año de puesta en servicio para los vehículos comerciales que transitan por la ruta G-340.

El cuadro Nº 8 expone los ejes equivalentes acumulados a 5 años, tomando 2006 como año de puesta en servicio para los vehículos semiremolques del Relleno que transitan por la ruta G-340.

Es importante destacar que para los efectos del cálculo de los ejes equivalentes es preciso definir:

C.S. = C.S. 2 EjesT.S.T. = (C.S. + 2 Ejes) + (Remolques) + (Semi-remolques)

Este cálculo se realiza para un posible diseño de pavimento, cuya construcción se termine en el año 2006 (cuadros N°7 y N°8). Pero para el análisis estructural del pavimento existente desde el año 2005 hasta los próximos 5 años se debe considerar hasta el año 2010 solamente(cuadros N°9 y N°10).

CUADRO Nº 7EJES EQUIVALENTES TOTALES

Vida Util: 5 añosCAMINO EL BARRANCON, ROL G-340

AASHTO

TRAMO Km 7.786,91 - Km 10.020,00; L = 2.233,09 m

TIPO DE

VEHICULO

T.M.D.A.

2005 (1)

ij

(2)

T.M.D.A.

2006

tj Tj EEj

(3)

Ejes Equivalentes

Acumulados

C.S. 141 0.067 150 75 156 1.854,14 289.246

T.S.T. 37 0.071 40 20 42 1.819,41 76.415

B.T.B. 8 0.061 8 4 8 1.900,00 15.200

T O T A L E S 380.861(1) : TMDA de los vehículos comerciales que transitan por la ruta G-340 (2) : Tasas de crecimiento Ruta G-340(3): Estratigrafía obtenida del pesaje realizado por el consultor en la ruta G-340. En el caso de los buses se adoptó la que entrega Tabla 3.603.202.C, plaza de pesaje San Francisco, ruta 5 Sur Km 63.

CUADRO Nº 8EJES EQUIVALENTES TOTALES

Vida Util: 5 añosCAMINO EL BARRANCON, ROL G-340

AASHTO

TRAMO Km 7.786,91 - Km 10.020,00; L = 2.233,09 m

TIPO

DE VEHICULO

T.M.D.A.

2005

(1)

Ij

(2)

T.M.D.A.

2006

tj Tj EEj

(3)

Ejes Equivalentes

Acumulados

T.S.T. 146 0.03 150 75 145 468.30 67.904

(1) : TMDA de los vehículos semiremolques recolectores de basura que transitan por la ruta G-340. (2) : Tasas de crecimiento de camiones tipo semiremolques que acceden/salen del relleno sanitario(3) : Estratigrafía obtenida del pesaje realizado por el consultor en la ruta G-340 a los camiones tipo semiremolques recolectores de basura que acceden/salen del relleno sanitario

CUADRO Nº 9EJES EQUIVALENTES TOTALES

Vida Util: 5 añosCAMINO EL BARRANCON, ROL G-340

AASHTO

TRAMO Km 7.786,91 - Km 10.020,00; L = 2.233,09 m

TIPO DE

VEHICULO

ij

(2)

T.M.D.A.

2005 (1)

tj Tj EEj

(3)

Ejes Equivalentes

Acumulados

C.S. 0.067 141 71 148 1.854,14 274.413

T.S.T. 0.071 37 19 40 1.819,41 72.776

B.T.B. 0.061 8 4 8 1.900,00 15.200

T O T A L E S 362.389(1) : TMDA de los vehículos comerciales que transitan por la ruta G-340 (2) : Tasas de crecimiento Ruta G-340

(3) : Estratigrafía obtenida del pesaje realizado por el consultor en la ruta G-340. En el caso de los buses se adoptó la que entrega Tabla 3.603.202.C, plaza de pesaje San Francisco, ruta 5 Sur Km 63.

CUADRO Nº 10EJES EQUIVALENTES TOTALES

Vida Util: 5 añosCAMINO EL BARRANCON, ROL G-340

AASHTO

TRAMO Km 7.786,91 - Km 10.020,00; L = 2.233,09 m

TIPO

DE VEHICULO

ij

(2)

T.M.D.A.

2005

(1)

tj Tj EEj

(3)

Ejes Equivalentes

Acumulados

T.S.T. 0.03 146 73 141 468.30 66.030(1) : TMDA de los vehículos semiremolques recolectores de basura que transitan por la ruta G-340.

(2) : Tasas de crecimiento de camiones tipo semiremolques que acceden/salen del relleno sanitario (3) : Estratigrafía obtenida del pesaje realizado por el consultor en la ruta G-340 a los camiones tipo semiremolques recolectores de basura que acceden/salen del relleno sanitario

5.- MECANICA DE SUELOS

La característica de este tramo de la ruta G-340, de 2,1 Km de longitud, es que posee una topografía

plana con terraplenes de baja altura y prácticamente sin cortes, con suelos de gravas limosas, bajo los

cuales, en un vasto sector, se encuentran estratos de arcillas.

5.1.- EVALUACION CON DEFLECTOMETRO DE IMPACTO FWD

5.1.1 Introducción

Este informe corresponde a la Evaluación Estructural del pavimento existente de la ruta G-340, Camino

El Barrancón, ubicado en la Región Metropolitana. El objetivo de este informe es caracterizar la

condición estructural actual de la estructura existente y plataforma de fundación para posteriormente

realizar el diseño del refuerzo estructural requerido, si corresponde.

Para esto se realizaron 23 mediciones de deflexiones con Deflectómetro de Impacto, a partir de las cuales

utilizando el procedimiento de retroanálisis recomendado por el Manual de Carreteras Volumen 3 se

obtuvo el Módulo resiliente de la subrasante.

La medición con FWD se realizó durante el día 17 de junio del año 2005, y están referidas al balizado

existente a la fecha en el camino.

5.1.2 Metodología

El Deflectómetro de Impacto (FWD) es un equipo que aplica una carga de impacto a la superficie del

pavimento, determinando las deflexiones verticales (cuenco de deflexiones) producidas en él. Se trata

de un ensayo no destructivo, que simula el comportamiento del pavimento ante el paso de los vehículos

pesados. Puede ser utilizado en pavimentos de asfalto, hormigón o una composición de ambos, o bien,

sobre cualquier capa de un pavimento en construcción. A través del análisis de este cuenco se obtiene

información de la rigidez de la estructura de pavimentos y su suelo de fundación, siendo ella muy

importante para definir la condición de la estructura a lo largo de un proyecto. Lo anterior es

fundamental para evaluar actividades relacionadas con la rehabilitación, mantención o control de

calidad.

En el proyecto en estudio se emplearon los resultados para obtener el módulo resiliente (MR), lo cual

es indispensable al momento de diseñar pavimentos asfálticos o su mantención.

A partir de la información proporcionada por el FWD es posible realizar diversos estudios sobre la

capacidad estructural del pavimento existente, entre los que se encuentran: evaluación de la capacidad

estructural y vida remanente, lo que permite efectuar un buen diseño de las rehabilitaciones. Por

ejemplo, en diseño de rehabilitaciones se puede utilizar la información de las características de las

capas para identificar tramos que requieran soluciones distintas y además utilizar dichos valores para

diseñar las rehabilitaciones según el método AASHTO, el que reconoce y establece procedimientos con

FWD.

El Deflectómetro de Impacto puede ser utilizado para obtener diversa información estructural de los

pavimentos. En el presente estudio se realizaron ensayos de deflexiones en ambas pistas, con los cuales

fue posible la caracterización del comportamiento de la estructura de rodado existente.

La caracterización de las capas corresponde al proceso de retroanálisis mediante el cual se obtienen las

características o parámetros que son representativos de la condición estructural de cada capa. En este

proyecto la característica más relevante se refiere al Módulo Resiliente (MR)

Módulo Resiliente de la Plataforma de Fundación (MR) representa el módulo elástico del suelo en el

cual se funda la estructura de pavimento luego de aplicar cargas cíclicas sobre él. Este parámetro se

utiliza en los diseños de pavimentos asfálticos y de recapado asfáltico sobre hormigón.

5.1.3 Resultados Obtenidos

La Deflexión Máxima a una carga de 50 kN, representa la deflexión vertical de la superficie del

pavimento, bajo el punto donde se aplica la carga. Este parámetro es un indicador general de la

condición estructural de los pavimentos, cuyo principal uso es definir tramos que presenten diferentes

características estructurales.

6.- ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

El objetivo de este análisis es determinar el comportamiento que tendrá la estructura de pavimento existente, dentro de los próximos 5 años, en relación a la sobresolicitación producto del flujo de camiones de recolección de basura, cuyo destino es el vertedero Santa Marta.

La estructura de pavimento existente está compuesta por un tratamiento superficial sobre una capa de base granular CBR > 100% de 20 cm de espesor. Este pavimento se terminó de construir en Julio del año 2001.

Para realizar el análisis se tuvo que conocer los siguientes parámetros básicos:

- Capacidad de Soporte del Suelo de Fundación:

Para esto se realizó una deflectometría de impacto en 23 puntos del camino en cuestión, resultando un CBR de diseño (percentil 90%) igual a 33,8% (La información se encuentra en el capítulo “Mecánica de Suelos”).

- Estratigrafía de Pesos por Eje

Para obtener la estratigrafía de pesos por ejes se realizó una encuesta de pesaje de 24 horas en el camino en cuestión, donde se pesaron por separado los vehiculos comerciales públicos y los camiones recolectores de basura cuyo destino es el vertedero Santa Marta.

La estratigrafía de pesos obtenida, en resumen, es la siguiente:

Vehículos comerciales camino público

C.S.: 1.854,14; T.S.T.: 1.819,41; B.T.B: 1.900,00

Vehículos recolectores de basura

T.S.T.: 468.30

(La información en detalle se encuentra en el capítulo “Estudio de Tránsito)

- Tránsito Medio Diario Anual (T.M.D.A.)

Para obtener el T.M.D.A. (año 2005) del flujo vehicular por tipo de vehículo se realizó un conteo vehicular de 24 horas en el camino en cuestión. Lo cual se contabilizó por separado, es decir, agrupados en vehículos públicos y en camiones de recolección de basura (privados).

En resumen se obtiene lo siguiente:

Tipo de vehículo

AS CTA CS Articulados BTB Total

2 Ejes +2 Ejes Semiremolques RemolquesVehículosPúblicos 800 179 141 17 8 12 9 1.166VehículosRecolectoresde Basura - - - - 146 - - 146

(La información en detalle se encuentra en el capítulo “Estudio de Tránsito”.

- Tasa de Crecimiento

Para obtener las tasas de crecimiento de los vehículos comerciales públicos se usaron las obtenidas en el Estudio Ruta 5 – Huechún – Quilapilún, cuyo camino es de la Región Metropolitana y de similares características a la Ruta G-340.

Las cuales son los siguientes:

C.S. = 6,7%T.S.T. = 7,1%B.T.B. = 6,1%

Para obtener las tasas de crecimiento para los camiones de recolección de basura, se usó la entregada por la empresa Santa Marta, cuyo valor es de 3%.

- Ejes Equivalentes Acumulados

Con los antecedentes obtenidos en los puntos anteriores se pudo calcular los ejes equivalentes acumulados para distintas vidas útiles.

Lo cual se resume en el siguiente cuadro:

Para el estudio del comportamiento de la estructura de pavimento existente en los próximos 5 años a contar del año 2005.

Año 2010Vehículos Comerciales Públicos 362.389

Camiones de Basura 66.030Total 428.419

Para el diseño de pavimento del cruce del Km 7.907,58 cuya construcción sería el año 2006.

Año 2011Vehículos Comerciales Públicos 380.861

Camiones de Basura 67.904Total 448.765

De los cuadros anteriores se desprende que los ejes equivalentes producto de los camiones recolectores de basura corresponden a un 15% aproximadamente, en relación a los ejes equivalentes totales.

Estructura de Pavimento Camino Existente

Para comparar el índice estructural necesario para las solicitaciones de tránsito obtenidas, éste se calculará en dos situaciones:

Ocupando la fórmula siguiente, correspondiente al Método Morin Todor aceptada por la Dirección de Vialidad.

IE(mm) =

Donde: V es el coeficiente de variación y se acepta 0,25 y EE son los ejes equivalentes acumulados en la vida útil considerada.

a) Con los Ejes Equivalentes Acumulados sólo para vehículos comerciales públicos para una vida útil de 5 años, es decir hasta el año 2010.

EE= 362.389

IE(mm) =

Indice Estructural: 384 (mm)

b) Con los Ejes Equivalentes Acumulados para vehículos comerciales públicos más los camiones de recolección de basura, para una vida útil de 5 años, es decir hasta el año 2010.

EE= 428.419 = (362.389 públicos + 66.030 privados)

IE(mm) =

Indice Estructural: 397 (mm)

Al comparar los resultados se puede concluir lo siguiente:

El aumento del Indice Estructural necesario causado por los camiones de recolección de basura sólo corresponden a 3,4%.

Para determinar si el aumento del Indice Estructural, debido a los camiones de recolección de basura, causarán problemas en la estructura de pavimento en los próximos 5 años, se determinará el Indice Estructural Aportante de la estructura de pavimento existente.

IE (mm) Aportante:

200 x 1.394 = 278.8050 x 0.000 = 0.00250 x 0.205 = 51.25400 x 0.481 = 192.40

522.45 >> 397 (mm) calculados en el punto b) anterior.

Para este cálculo se supuso que la Base Granular existente de 200 mm de espesor mantiene las características originales, debido a que está sobre una ripiadura antigua y el tratamiento superficial está en buen estado, por lo cual, se mantuvo el CBR de la base granular en 100 % correspondiéndole en factor igual a 1.394. Para el terreno de fundación resultó un CBR de diseño (Percentil 90%) igual 33.8%, se consideró sólo 30% para obtener un diseño estructural conservador.

En todo caso, si se supone que la base granular existente, desde julio del 2001 hasta Julio del 2005, tuvo una pérdida de capacidad estructural de un 20% en términos de CBR, quedaría una base granular CBR 80%, cuyo índice estructural sería de 1.102, si se reemplaza este valor por 1.394 en el cálculo anterior quedaría el Indice Estructural Aportante, igual a 461.1 mm >> 397 mm, calculado en el punto b) anterior. Es decir, igualmente cumple.

Esto implica que los camiones recolectores de basura no sobrepasarán la capacidad de soporte de la estructura de pavimento, en los próximos 5 años como mínimo.

Por último, si se analiza el deterioro de la estructura de pavimento causado por los camiones recolectores de basura entre Julio del 2001 (Término de la construcción) y Julio del 2005, se puede afirmar lo siguiente:

a) Si se hubiera analizado la capacidad de soporte de la estructura de pavimento y suelo de fundación en Julio del 2001, es decir terminada la construcción, el resultado en términos de índice estructural aportante habría sido mayor que los obtenidos en Julio del 2005, debido a que la base granular habría estado intacta, sin dudas, con un CBR >100%, la ripiadura existente estaría con cuatro años menos de contaminación, etc.

b) El tránsito solicitante como suma de los públicos y privados entre Julio del 2001 y Julio del 2005 (4 años) sería bastante menor que lo obtenido entre Julio del 2005 y Julio del 2010 (5 años) y porque el tránsito base del año 2001 habría sido menor que el tránsito base del año 2005.

c) Con un tránsito solicitante acumulado menor (año 2001-2005) y con una capacidad de soporte mayor (Julio 2001) se habría obtenido un mejor resultado, que lo obtenido actualmente proyectado al año 2010, en término de índices estructurales.

Por lo tanto, se puede concluir que la solicitación de tránsito producto de los camiones recolectores de basura entre los años 2001 y 2005, tampoco habrían sobrepasado la capacidad de soporte de la estructura de pavimento existente en dicho período.

Conclusiones

Teniendo en consideración que los camiones recolectores de basura desde el año 2005 hasta los 5 años siguientes no sobrepasarán la capacidad de soporte de la estructura de pavimento existente, es recomendable y lógico que los esfuerzos se centren en mantener las características de la estructura de pavimento existente para que se cumple lo anterior, por consiguiente no se debe permitir que el tratamiento superficial existente se desgaste y permita la infiltración del agua, lo cual ayudaría a deteriorar gravemente la estructura de pavimento existente. Por lo tanto, este Consultor sugiere que en vez de recargar la estructura existente y volver a sellar, lo cual se demostró que no es necesario, lo más conveniente es sellar el tratamiento superficial existente.

Estructura de Pavimento Cruce Km 7.907,58

Teniendo en consideración que no es necesario agregar una nueva estructura de pavimento sobre el camino actual y que a la vez, el diseño geométrico del cruce es más ancho que el cruce actual, esto obliga a diseñar una estructura de pavimento para todas las zonas que se ubican entre el borde del pavimento actual y el borde del nuevo pavimento, ya que dicha zona presenta terreno natural y la deflectometría de impacto realizada, en este caso, no es válida.

Para esto se propone la siguiente estructura:

250 mm de Base Granular CBR > 100%.350 mm de Terraplén CBR > 20%

y se supone que el terreno de fundación presenta un CBR de 5%.

Ejes Equivalentes Acumulados (año 2011) = 448.765

IE (mm) =

Verificación (Según Morin – Todor)

250 x 1.394 = 348.50250 x 0.000 = 0.00100 x 0.481 = 48.10300 x 0.033 = 9.90

406.50 > 400 Cumple