FACULTAD DE INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

Autor(es):

Alamo Riva Miguel Angel Rodríguez Salirrosas Jhosver Reyna Noriega Yeniffer Ruiz Uceda Renzo Sanches castillo Jose

Curso:

Pavimentos

Docente:

Juan Paul E. Henriquez Ulloa

TRUJILLO – PERÚ

2015-2

CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES DE PRESTAMO

Informe académico

INTRODUCCIÓN

INDICE

1) CONCEPTOS BASICOS ................................................................................................................ 4

1.1) CONTROL DE CALIDAD ........................................................................................................4

1.2) NORMALIZACION ..................................................................................................................4

1.3) NORMA TÉCNICA ..................................................................................................................4

1.4) REGLAMENTO TECNICO......................................................................................................4

1.5) DIFERENCIA ENTRE UN REGLAMENTO TÉCNICO Y UNA NORMA TÉCNICA ................4

2) NORMAS SEGÚN SU NVIEL DE APROBACIÓN .......................................................................... 5

3) NORMAS Y REGLAMENTOS DEL MTC ....................................................................................... 5

4) REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR LOS MATERIALES AFIRMADOS. Sección 302B (2008) 5

4.1) DESCRIPCIÓN ............................................................................................................................5

5) REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION ................................................................................... 6

5.1) EXPLOTACIÓN DE MATERIALES Y ELABORACIÓN DE AGREGADOS.................................7

5.2) PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE EXISTENTE ................................................................ 10

5.3) TRANSPORTE Y COLOCACIÓN DEL MATERIAL.................................................................. 10

5.4) EXTENSION, MEZCLA Y CONFORMACION DEL MATERIAL ............................................... 10

5.5) COMPACTACION ..................................................................................................................... 10

5.6) APERTURA AL TRANSITO ...................................................................................................... 11

5.7) ACEPTACION DE LOS TRABAJOS ........................................................................................ 11

5.7.1) CONTROLES ............................................................................................................ 11

5.7.2) CALIDAD DE LOS AGREGADOS ............................................................................. 12

5.7.3) CALIDAD DEL PRODUCTO TERMINADO ............................................................... 12

6) ENSAYOS ..................................................................................................................................... 13

6.1) ENSAYOS PARA EL RECONOCIMIENTO DEL TERRENO ................................................... 14

6.1.1) CALICATAS ............................................................................................................... 14

6.2) ENSAYOS EN LABORATORIO ................................................................................................ 14

6.2.1) CALIDAD DEL SUELO .............................................................................................. 15

6.2.2) ENSAYOS DE RESISTENCIA .................................................................................. 16

6.2.3 CALIDAD DE AGREGADOS ...................................................................................... 17

7) SISTEMAS DE GESTIÓN DE CALIDAD: ..................................................................................... 19

7.1) CONTROL ................................................................................................................................. 20

7.2) SGC EN PAVIMENTOS AFIRMADOS ..................................................................................... 21

7.3) PERSONAL TÉCNICO ............................................................................................................. 21

7.4) ESTADÍSTICA EN EL CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES. .............................. 22

1) CONCEPTOS BASICOS 1.1) CONTROL DE CALIDAD Son todos los mecanismos, acciones, herramientas realizadas para detectar la presencia de errores. La función del control de calidad existe primordialmente como una organización de servicio, para conocer las especificaciones establecidas por la ingeniería del producto y proporcionar asistencia al departamento de fabricación, para que la producción alcance estas especificaciones. Como tal, la función consiste en la recolección y análisis de grandes cantidades de datos que después se presentan a diferentes departamentos para iniciar una acción correctiva adecuada 1.2) NORMALIZACION Disciplina que trata del establecimiento aplicación y adecuación de las reglas destinadas a conseguir y mantener un ordenamiento dentro de un campo determinado, con el fin de procurar beneficios para la sociedad acordes con su desarrollo económica y social. 1.3) NORMA TÉCNICA Es un documento aprobado por una institución reconocida, que prevé, para un uso común y repetido, reglas, directrices o características para los productos o los procesos y métodos de producción conexos, y cuya observancia no es obligatoria. También pueden incluir prescripciones en materia de terminología, símbolos, embalaje, marcado o etiquetado aplicables a un producto, proceso o método de producción. 1.4) REGLAMENTO TECNICO Es un documento en que se establecen las características de un producto o los procesos y métodos de producción con ellas relacionados, con inclusión de las disposiciones administrativas aplicables, y cuya observancia es obligatoria. También puede incluir prescripciones en materia de terminología, símbolos, embalaje, marcado o etiquetado aplicables a un producto, proceso o método de producción. 1.5) DIFERENCIA ENTRE UN REGLAMENTO TÉCNICO Y UNA NORMA TÉCNICA La diferencia entre un reglamento técnico y una norma reside en la observancia. Los Reglamentos Técnicos son obligatorios y las Normas Técnicas son voluntarias. Es importante destacar que las reglamentaciones técnicas son responsabilidad únicamente del Gobierno, mientras que las normas pueden ser desarrolladas por diversos organismos tanto del sector público como del sector privado.

2) NORMAS SEGÚN SU NVIEL DE APROBACIÓN INTERNACIONAL Norma Internacionales ISO – IEC- ITU REGIONAL (SUBREGIONAL) Norma Regionales (COPANT- CEN) NACIONAL Norma Nacionales (NTP-BS-DIN-AFNOR-UNE-UNIT-IRAM) ASOCIASION (SECTORIALES USA) Normas de Asociación (ASME-AASHTO-ASTM)

3) NORMAS Y REGLAMENTOS DEL MTC

El manual de ensayo de materiales para obras viales EM-2000, contiene normas de ensayo, elaboradas en base a la normativa y exigencia establecidas por las instituciones técnicas reconocidas internacionalmente como AASHTO, ASTM, instituto del asfalto, ACI, etc., contrastadas con las condiciones propias y particulares de nuestro país.

Un aspecto que revierte importancia es el relacionado a la competencia técnica de los laboratorios viales, establecidos en la NORMA GENERAL MTC E 001 2000, que regula las condiciones que deben poseer los técnicos en laboratorios así como los equipos para la ejecución de los ensayos, y la presentación de informes en proyecto contratados por el MTC. En ella establecen:

Calificación de los técnicos de laboratorio Equipo de laboratorio Presentación de informes

4) REQUISITOS QUE DEBEN CUMPLIR LOS MATERIALES AFIRMADOS. Sección 302B (2008)

4.1) DESCRIPCIÓN

Consiste en el suministro, transporte, Colocación y compactación de los materiales de afirmado sobre la subrazante terminada, de acuerdo con la presente especificación. Los alineamientos, pendientes y dimensiones indicados en los planos del proyecto. Generalmente el afirmado que se especifica en esta sección se utilizara en carreteras que no van a llevar otras capas de recubrimiento.

Se distinguen tres tipos de afirmado y su aplicación está en función del IMD

AFIRMADO TIPO 1:

Material granular natural o grava seleccionada por zarandeo Índice de plasticidad 9 a 12 Espesor definido por (manual de diseño de carreteras no pavimentadas de bajo volumen

de transito) Clases T0 y T1 IMD proyectado debe ser menor a 50 vehículos por día

AFIRMADO TIPO 2

Material granular natural o grava seleccionada por zarandeo Índice de plasticidad 9 a 12 Clase T2 IMD proyectado debe ser menor a 51 y 100 vehículos por día.

AFIRMADO TIPO 3:

Material granular natural o grava seleccionada por zarandeo Índice de plasticidad 9 a 12 Espesor definido por (manual de diseño de carreteras no pavimentadas de bajo volumen

de transito) Clases T3 IMD proyectado debe ser menor a 101 y 200 vehículos por día

Los agregados para la construcción de afirmado deberán ajustarse a alguna de las siguientes franjas granulométricas .Anexo (tabla de tipo y afirmado)

Deberá satisfacer los siguientes requisitos

Desgaste los Ángeles: 50%max. (MTC E 207)

Limite líquido: 35%max. (MTC E 110)

CBR: 40%max. (MTC E 132)

5) REQUERIMIENTOS DE CONSTRUCCION

5.1) EXPLOTACIÓN DE MATERIALES Y ELABORACIÓN DE AGREGADOS

Las fuentes de materiales, así como los procedimientos y equipos utilizados para la explotación de aquellas y para la elaboración de los agregados requeridos, deberán tener aprobación previa del supervisor, la cual no implica necesariamente la aceptación posterior de los agregados que el contratista suministre o elabore de tales fuentes, ni lo exime de la responsabilidad de cumplir con todos los requisitos de cada especificación.

Se deberá evaluar las canteras establecidas, el volumen total a extraer de cada cantera, asimismo estimar la superficie que será explotada y proceder al estacado de los límites, para solicitar la respectiva licencia de explotación.

Los procedimientos y equipos de explotación, clasificación, trituración, lavado y el sistema de almacenamiento, deberán garantizar el suministro de un producto de características uniformes.

Todos los trabajos de clasificación de agregados y, en especial, la separación de partículas de tamaño mayor que el máximo especificado para cada gradación, se deberán efectuar en el sitio de explotación o elaboración, distinta a la vía, salvo aprobación del supervisor.

Luego de la explotación de canteras, se deberá readecuar de acuerdo a la morfología de la zona, ya sea con cobertura vegetal o con otras obras para recuperar las características de la zona antes de su uso, siguiendo las disposiciones de la sección 907B.

Los suelos orgánicos existentes en la capa superior de las canteras deberán ser conservados para la posterior recuperación de las excavaciones y de la vegetación nativa. Al abandonar las canteras, el contratista remodelará el terreno para recuperar las características hidrológicas superficiales de ellas, teniendo en consideración lo indicado en la subsección 05B.06 de estas especificaciones.

En los casos que el material proceda de lechos de río, el contratista deberá contar previamente al inicio de su explotación con los permisos respectivos. Así también, el material superficial removido debe ser almacenado para ser reutilizado posteriormente para la readecuación del área de préstamo. La explotación del material se realizará fuera del nivel del agua y sobre las playas del lecho, para evitar la remoción de material que generaría aumento en la turbiedad del agua.

La explotación de los materiales de río debe localizarse aguas abajo de los puentes y de captaciones para acueductos, considerando todo los detalles descritos en el plan de manejo ambiental.

Si la explotación es dentro del cauce de río, esta no debe tener más de un 1.5 metros de profundidad, evitando hondonadas y cambios morfológicos del río. Esta labor debe realizarse en los sectores de playa más anchas utilizando toda la extensión de la misma. Paralelamente, se debe ir protegiendo las márgenes del río, a fin de evitar desbordes en épocas de creciente.

Al concluir con la explotación de las canteras de río se debe efectuar la recomposición total del área afectada, no debiendo quedar hondonadas, que produzcan empozamientos del agua y, por ende, la creación de un medio que facilite la aparición de enfermedades transmisibles o que, en épocas de crecidas, pueda ocasionar fuertes desviaciones de la corriente y crear erosión lateral de los taludes del cauce.

Se deberán establecer controles para la protección de taludes y humedecer el área de operación o patio de carga a fin de evitar la emisión de material particulado durante la explotación de materiales. Se aprovecharán los materiales de corte, si la calidad del material lo permite, para realizar rellenos o como fuentes de materiales constructivos.

Esto evitará la necesidad de explotar nuevas canteras y permitirá disminuir los costos ambientales.

Los desechos de los cortes no podrán ser dispuestos a media ladera, salvo aprobación del supervisor ni arrojados a los cursos de agua. Deberán ser colocados en el lugar de disposición de materiales excedentes o reutilizados para la readecuación de la zona afectada.

Para mantener la estabilidad del macizo rocoso y salvaguardar la integridad física de las personas no se permitirán alturas de taludes superiores a los diez (10) metros, sin escalonamientos.

Se debe presentar un registro de control, de las cantidades extraídas de la cantera, al supervisor para evitar la sobre explotación. La extracción por sobre las cantidades máximas de explotación se realizará únicamente con la autorización del supervisor.

El material no seleccionado para el empleo en la construcción de la carretera, deberá ser apilado convenientemente a fin de ser utilizado posteriormente en el nivelado del área que lo requiera, según sea aprobado por el supervisor.

PLANTA DE TRITURACIÓN

La planta de trituración se debe instalar y ubicar en el lugar que cause el menor daño posible al medio ambiente y debe estar dotada de filtros, pozas de sedimentación y captadores de polvo u otros aditamentos necesarios a fin de evitar la contaminación de aguas, suelos, vegetación, poblaciones aledañas, etc. por causa de su funcionamiento.

La instalación de la planta de trituración requiere un terreno adecuado para ubicar los equipos, establecer patios de materias primas, así como las casetas para oficinas y administración.

La planta de trituración debe estar ubicada a suficiente distancia de las viviendas a fin de evitar cualquier afectación que pudieran sufrir por impacto de contaminaciones, ruidos, riesgos operativos, gases de combustión, vibraciones, contaminación de fuentes de agua, etc.

Si el lugar de ubicación es propiedad de particulares, se deberá contar con los permisos por escrito del dueño o de su representante legal.

Los operadores y trabajadores que están más expuestos al ruido y las partículas generados, principalmente por la acción mecánica de las trituradoras y la tamizadora, deben estar dotados con gafas, tapa oídos, tapabocas, ropa de trabajo, casco, guantes, botas y otros que sean necesarios.

Dependiendo de la dirección y velocidad del viento, las fajas transportadoras deben ser cubiertas con mangas de tela a fin de evitar la dispersión de estas partículas al medio ambiente.

Se deben instalar campanas de aislamiento acústico sobre los sitios de generación de ruido a fin de disminuir este efecto y la emisión de partículas finas. Si es necesario se debe instalar un sistema de recirculación en el interior de las campanas, a baja velocidad. El volumen de aire dependerá de la capacidad de la planta y de las características del material.

En épocas secas, se deben mantener húmeda las zonas de circulación vehicular, principalmente aquellas de alto tráfico.

Al finalizar el funcionamiento de la planta de trituración, se debe proceder a la recomposición total del área afectada recuperando en lo posible su fisonomía natural, según se indica en la sección 907B. Todas las construcciones que han sido hechas para el funcionamiento de la planta chancadora deberán ser demolidos y trasladados a los lugares de disposición final de materiales excedentes, según se indica en la sección 906B.

TRANSPORTE DE SUELOS Y AGREGADOS

Los materiales se trasportarán a la vía protegidos con lonas u otros cobertores adecuados, asegurados a la carrocería y humedecidos para impedir que parte del material caiga o se disperse sobre las vías por donde transitan los vehículos.

5.2) PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE EXISTENTE

El material afirmado se desbragara cuando se compruebe que la superficie sobre la cual se va a apoyar tenga la densidad apropiada y las cotas indicadas en los planos, toda irregularidad que exceda la tolerancia será corregida.

5.3) TRANSPORTE Y COLOCACIÓN DEL MATERIAL

El contratista deberá transporta y depositar en material de modo que no produzca segregación, ni se cause daño o contaminación en la superficie existente.

Por razones de mantenimiento de tránsito y seguridad vial, en caso sector de trabajo la colocación del material se hará en una longitud recomendable de hasta mil quinientos metros (1500m) de las operaciones de mezcla, conformación y compactación del material.

5.4) EXTENSION, MEZCLA Y CONFORMACION DEL MATERIAL

El material se dispondrá en un cordón de sección uniforme, donde será verificada su homogeneidad. Si es necesario construir combinando varios materiales, se mezclaran formando cordones separados para cada material en la vía, que luego se unirán para lograr su mezclado. Si fuere necesario humedecer o airear el material para lograr la humedad de compactación, el contratista empleara el equipo adecuado y aprobado, de manera que no perjudique la capa subyacente y deje una humedad uniforme en el material. Después de mezclado, se extenderá en una capa de espesor uniforme que permita obtén el espesor y grado de compactación exigidos.

Durante esta actividad se tomara las medidas durante la extensión, mezcla y conformación del material evitando los derrames de material que pudieran contaminar fuentes de agua, suelo y flora cercana al lugar

5.5) COMPACTACION

Cuando el material tenga la humedad apropiada, se compactara con el equipo aprobado hasta lograr la densidad específica. En áreas inaccesibles a los rodillos, se usaran apisonadores mecánico hasta lograr la densidad requerida con el equipo que normalmente se utiliza, se compactara por los medios adecuados para el caso, en forma tal que las densidades que se alcancen, no sean inferiores a las obtenidas en el resto de la capa.

La compactación se efectuara longitudinalmente, comenzando por los bordes exteriores y avanzando hasta el centro, traslapando en cada recorrido un ancho no menor a un tercio del ancho del rodillo compactador de halla realizado la nivelación y comprobación del grado de compactación de la capa precedente o en instantes en que haya lluvia.

En esta actividad se tomara los cuidados necesarios para evitar derrames de material que puedan contaminar las fuentes de agua, suelo y flora cercana al lugar de compactación. Los residuos generados por esta y las dos actividades mencionadas anteriormente, deben ser colocados en lugar de disposición de desechos adecuados especialmente para este tipo de residuo.

5.6) APERTURA AL TRANSITO

Sobre las capas en ejecución, se prohibirá la acción de todo tipo de transito mientras no se haya completado la compactación. Si ello no fuere posible, el transito que necesariamente tenga que pasar sobre ella se distribuirá en forma tal que no se concentren huellas de rodadura en la superficie.

5.7) ACEPTACION DE LOS TRABAJOS

5.7.1) CONTROLES

Durante la ejecución de los trabajos, el supervisor efectuará los siguientes controles principales:

Verificar la implementación para cada fase de los trabajos de lo especificado en la sección 103B.

Verificar el estado y funcionamiento de todo el equipo empleado por el contratista. Comprobar que los materiales cumplan con los requisitos de calidad exigidos en la

subsección 300B.02 y en la respectiva especificación. Supervisar la correcta aplicación del método de trabajo aceptado como resultado de los

tramos de prueba en el caso de afirmados, macadam granular, empedrados, adoquinados y suelos estabilizados.

Ejecutar ensayos de compactación. Verificar la densidad de las capas compactadas efectuando la corrección previa por

partículas extra dimensionales, siempre que ello sea necesario. Este control se realizará en el espesor de capa realmente construido de acuerdo con el proceso constructivo a ser aplicado.

Tomar medidas para determinar espesores, levantar perfiles y comprobar la uniformidad de la superficie.

Vigilar la regularidad en la producción de los agregados de acuerdo con los programas de trabajo.

Vigilar la ejecución de las consideraciones ambientales incluidas en esta sección para la ejecución de obras de afirmados, macadam granular, empedrados, adoquinados y suelos estabilizados.

5.7.2) CALIDAD DE LOS AGREGADOS

De cada procedencia de los agregados pétreos y para cualquier volumen previsto, se tomarán cuatro (4) muestras con las frecuencias que se indican en la tabla 302B-1.

Los resultados deberán satisfacer las exigencias indicadas en la subsección 302B.02 de esta especificación.

Durante la etapa de producción, el supervisor examinará las descargas a los acopios y ordenará el retiro de los agregados que, a simple vista, presenten restos de tierra vegetal, materia orgánica o tamaños superiores al máximo especificado.

5.7.3) CALIDAD DEL PRODUCTO TERMINADO

La capa terminada deberá presentar una superficie uniforme y ajustarse a las dimensiones, rasantes y pendientes establecidas en el proyecto. La distancia entre el eje del proyecto y el borde de la berma no será inferior a la señalada en los planos. Este, además, deberá efectuar las siguientes comprobaciones:

5.7.3.1) COMPACTACIÓN

Para las determinaciones de la densidad de la capa compactada se realizará como mínimo 1 prueba de densidad cada 250 m2, de acuerdo a lo indicado en la tabla 302B-1 y en caso de sub tramos con áreas menores a 1 500 m2, se deberá realizar un mínimo de seis (6) pruebas de densidad. Los sitios para las mediciones se elegirán al azar.

Las densidades individuales (Di) deben ser, como mínimo, el cien por ciento (100%) de la obtenida en el ensayo próctor modificado de referencia (MTC E 115)

Di ≥ De

La humedad de trabajo no debe variar en ± 2.0 % respecto del optimo contenido de humedad obtenido con el próctor modificado. El tramo se rechazará el tramo en caso de los términos no se cumplan.

Siempre que sea necesario, se efectuarán las correcciones por presencia de partículas gruesas, previamente al cálculo de los porcentajes de compactación.

La densidad de las capas compactadas podrá ser determinada por cualquier método aplicable de los descritos en las normas de ensayo MTC E 117, MTC E 124.

5.7.3.2) ESPESOR

Sobre la base de los tramos escogidos para el control de la compactación, se determinará el espesor medio de la capa compactada (em), el cual no podrá ser inferior al de diseño (ed).

em ≥ ed

Además el valor obtenido en cada determinación individual (ei) deberá ser, cuando menos, igual al noventa y cinco por ciento (95 %) del espesor del diseño, bajo pena del rechazo del tramo controlado.

ei ≥ 0.95 ed

Todas las áreas de afirmado donde los defectos de calidad y terminación sobrepasen las tolerancias de la presente especificación, deberán ser corregidas por el contratista, a su costo, hasta cumplir lo especificado.

6) ENSAYOS

Las propiedades del suelo y macizos rocosos se establecen a partir de los resultados de los ensayos de reconocimiento de campo y ensayos de laboratorio. Para ello, es preciso contar con:

Personal competente: ingenieros civiles, geólogos, químicos, debidamente colegiados y analistas expertos en las diversas áreas de ensayo: suelos, concreto, asfalto, etc.

Empresas u organizaciones encargadas de la realización de los trabajos, que tengan infraestructura apropiada.

Laboratorio de ensayo con acreditación oficial, para que los resultados tengan valor oficial.

6.1) ENSAYOS PARA EL RECONOCIMIENTO DEL TERRENO

Ensayos para el reconocimiento del terreno Para tener éxito en el reconocimiento de un terreno, se debe tener una correcta definición de las prospecciones y ensayos tanto “in situ” como en laboratorio. Por su carácter de obra lineal extensa, las carreteras requieren en general de exploraciones que alcancen profundidades superficiales, con un amplio espaciamiento. Las condiciones geológicas, son las que definen si es necesario un programa exploratorio muy detallado, como por ejemplo en zonas inestables

6.1.1) CALICATAS

Excavaciones que permiten la observación del terreno hasta profundidades máximas de hasta 3 ó 4 metros. Además de observaciones de tipo litológico, se pueden obtener datos sobre la compacidad del material, la estabilidad de las paredes de la excavación, nivel freático, etc. También permiten la ejecución de algunos ensayos in situ a diferentes cotas, como el penetrómetro dinámico de cono. Existen también los llamados métodos geofísicos, siendo los más Utilizados: 1. Métodos sísmicos 2. Métodos eléctricos, sondeos eléctricos verticales (S.E.V.) 3. Métodos gravimétricos 4. Georradar

6.2) ENSAYOS EN LABORATORIO

Al igual que en el caso de los ensayos “in situ”, existe una gran variedad de ensayo de laboratorio disponibles, dependiendo de las características del terreno. Los ensayos más usuales son los de identificación, de resistencia y de deformabilidad.

La toma de muestras debe ser lo más representativa posible de la realidad a analizar y durante su envío hasta el laboratorio, se cuidará de que las muestras no sufran deterioros o mezclas de las mismas, que nos puedan inducir errores en los resultados obtenidos.

6.2.1) CALIDAD DEL SUELO

6.2.1.1) ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO POR TAMIZADO Y SEDIMENTACIÓN Este ensayo tiene por objeto determinar los diferentes tamaños de las partículas de un suelo y obtener la cantidad, expresada en tanto por ciento de éstas, que pasan por los distintos tamices de la serie empleada en el ensayo, desde el tamiz de 2” hasta el tamiz N° 200. Cuando se quiera conocer la distribución de tamaños de las partículas inferiores a dicho tamiz (Nº 200), se debe completar este procedimiento con el de sedimentación. De la realización de este ensayo se obtiene la siguiente información: - Distribución granulométrica del suelo analizado. - Clasificación de los suelos granulares. - Se puede, en algunos casos, inferir su origen geológico. - Se pueden obtener parámetros como el diámetro efectivo, coeficiente de Uniformidad, y coeficiente de curvatura 6.2.1.2) DETERMINACIÓN DE LOS LÍMITES DE ATTERBERG Es junto con la granulometría uno de los ensayos más comunes, debido a la información que se obtiene del mismo y la posibilidad de clasificar un suelo a partir de los datos obtenidos. El contenido de agua o humedad límite al que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro. El método usado para medir estos límites se conoce como método de Atterberg y los contenidos de agua o humedad con los cuales se producen los cambios de estados, se denominan límites de Atterberg (LL, LP, IP, LC). 6.2.1.3) CONTENIDO EN HUMEDAD. Es junto con el contenido de vacíos, una de las características fundamentales para explicar el comportamiento del suelo (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, la relación (%) entre el peso agua / partículas sólidas.

6.2.1.4) DENSIDAD DE UN SUELO Existen diferentes normas para determinar las diferentes densidades de un suelo, dependiendo el uso que se le vaya a dar a las mismas. Así podemos distinguir entre densidad aparente, densidad seca, densidad relativa, densidad máxima y densidad mínima de suelos granulares. 6.2.1.5) ENSAYO DE COLAPSABILIDAD La colapsabilidad es la tendencia que puede tener un terreno a reducir su volumen de forma rápida (colapso). Este fenómeno sucede en determinados tipos de suelos, como son los de granulometría tipo limo y los que pueden perder parte de sus componentes por lavado de finos (rellenos) o por disolución (yesos). El ensayo reproduce el efecto de una saturación súbita del terreno cuando está sometido a una carga de magnitud prefijada. Se estudia en suelos naturales poco consolidados, rellenos y terrenos con alto contenido de limos

6.2.2) ENSAYOS DE RESISTENCIA

6.2.2.1) ENSAYO CORTE DIRECTO Con este ensayo se obtienen dos parámetros del suelo, la cohesión y ángulo de fricción interna. Se usa el aparato de corte directo, que consiste en una caja de sección cuadrada o circular dividida horizontalmente en dos mitades. Dentro de ella se coloca la muestra de suelo con piedras porosas en ambos extremos, se aplica una carga vertical de confinamiento (esfuerzo normal) y luego una carga horizontal (esfuerzo cortante) creciente que origina el desplazamiento de la mitad móvil de la caja originando el corte de la muestra. 6.2.2.2) ENSAYO TRIAXIAL Es un ensayo que se emplea para determinar los principales parámetros resistentes de un suelo, es decir, delimitar los estados de tensiones principales posibles de los no posibles. El umbral que separa ambos estados es una recta que viene definida por el ángulo de rozamiento interno del suelo (φ’) y la cohesión (C). 6.2.2.3) ENSAYO PRÓCTOR El ensayo Próctor es un ensayo de compactación de suelo que tiene como finalidad obtener la humedad óptima de compactación de un suelo para una determinada energía de compactación. La humedad óptima de compactación es aquella humedad (%de agua) para la cual la densidad del suelo es máxima, es decir la cantidad de agua que hemos de añadir a un suelo para poderlo compactar al máximo con una energía concreta. Existen dos tipos de ensayo próctor. La realización de un tipo u otro deberá estar de acorde con el material y el equipo de compactación que se utilizará en obra.

6.2.2.4) DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE CBR DEL SUELO El ensayo CBR mide la carga necesaria para penetrar un pistón de dimensiones determinadas a una velocidad previamente fijada en una muestra de suelo, compactada según su próctor, formada por tres probetas (generalmente compactada a 15, 30 y 60 golpes/capa), después de haberla sumergido en agua durante cuatro días y de haber medido su hinchamiento. El hecho de sumergir la muestra se debe a que así podemos prever la hipotética situación de acumulación de humedad en el suelo después de la construcción.

6.2.3 CALIDAD DE AGREGADOS

Todos los agregados que conformen alguna de las capas de la estructura del pavimento, deberán cumplir con las especificaciones de la tabla 3.4 Anexos) Los ensayos considerados verifican cierta característica de los agregados Para verificar la calidad de un determinado banco de materiales, estos deben ser sometidos a ensayos de suelos, debiendo cumplir con las especificaciones técnicas emitidas por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones EG-2000. Los materiales que serán empleados como material de afirmado o sub base podrá ser agregado natural, triturado o una combinación de ambos. Los agregados para bases deberán ser chancados. Todos los agregados utilizados como afirmados, sub base y base serán resistentes, sin exceso de partículas chatas o alargadas, no podrán presentar terrones de arcilla ni materia orgánica. Los ensayos a los que están sometidos los suelos son: Abrasión “Los Ángeles”, Equivalente de Arena, ensayo de próctor modificado, CBR asociados a la máxima densidad seca y al óptimo contenido de humedad del próctor, partículas chatas y alargadas, caras de fractura, sales solubles y contenido de impurezas orgánicas. 6.2.3.1) ENSAYO DE ABRASIÓN POR MEDIO DE LA MÁQUINA DE LOS ÁNGELES (ASTM C-131, MTC E 207) Los agregados deben ser capaces de resistir el desgaste irreversible y degradación durante la producción, colocación y compactación de las obras de pavimentación, y sobre todo durante la vida de servicio del pavimento. Debido a las condiciones de esfuerzo-deformación, la carga de la rueda es transmitida a la superficie del pavimento a través de la llanta como una presión vertical aproximadamente uniforme y alta. La estructura del pavimento distribuye los esfuerzos de la carga, de una máxima intensidad en la superficie hasta una mínima en la subrasante. Por esta razón los agregados que están en, o cerca de la superficie, como son los materiales de base y carpeta asfáltica, deben ser más resistentes que los agregados usados en las capas

inferiores, sub base, de la estructura del pavimento, la razón se debe a que las capas superficiales reciben los mayores esfuerzos y el mayor desgaste por parte de cargas del tránsito. Por otro lado, los agregados transmiten los esfuerzos a través de los puntos de contacto donde actúan presiones altas. El Ensayo de Abrasión de Los Ángeles, ASTM C-131 ó MTC E 207, mide básicamente la resistencia de los puntos de contacto de un agregado al desgaste y/o a la abrasión. El porcentaje de desgaste se calcula como la diferencia del peso inicial menos el peso final de la muestra ensayada, entre el peso inicial. 6.2.3.2) ENSAYO DE DURABILIDAD, PÉRDIDA CON SULFATO DE SODIO O MAGNESIO ASTM C 88 Ó MTC E 209 Es el porcentaje de pérdida de material en una mezcla de agregados durante el ensayo de durabilidad de los áridos sometidos al ataque con sulfato de sodio o sulfato de magnesio. Este ensayo estima la resistencia del agregado al deterioro por acción de los agentes climáticos durante la vida útil de la obra. Puede aplicarse tanto en agregado grueso como fino. El ensayo se realiza exponiendo una muestra de agregado a ciclos alternativos de baño de inmersión en una solución de sulfato de sodio o magnesio y secado en horno. Una inmersión y un secado se consideran un ciclo de durabilidad. Durante la fase de secado, las sales precipitan en los vacíos del agregado. En la reinmersión las sales se rehidratan y ejercen fuerzas de expansión internas que simulan las fuerzas de expansión del agua congelada. El resultado del ensayo es el porcentaje total de pérdida de peso sobre varios tamices para un número requerido de ciclos. Los valores máximos de pérdida son aproximadamente de 10 a 20% para cinco ciclos de inmersión-secado. 6.2.3.3) PORCENTAJE DE PARTÍCULAS CHATAS Y ALARGADAS. (ASTM D-4791; MTC E 211) Se ha demostrado en un sin número de investigaciones, que el exceso de partículas chatas y alargadas, pueden perjudicar el comportamiento de la estructura del pavimento. La carga proveniente del tráfico puede quebrar las partículas y modificar la estructura original. Se denomina partícula chata cuando la relación ancho/espesor es mayor de 1/3; y alargada cuando la relación largo/ancho es mayor de 1/3. 6.2.3.4) PORCENTAJE DE CARAS FRACTURADAS (ASTM D-5821; MTC E 210) Algunas especificaciones técnicas contienen requisitos relacionados al porcentaje de agregado grueso con caras fracturadas con el propósito de maximizar la resistencia al esfuerzo cortante con el incremento de la fricción entre las partículas. Otro propósito es dar estabilidad a los agregados empleados para carpeta o afirmado; y dar fricción y textura a agregados empleados en pavimentación.

La forma de la partícula de los agregados puede afectar la trabajabilidad durante su colocación; así como la cantidad de fuerza necesaria para compactarla a la densidad requerida y la resistencia de la estructura del pavimento durante su vida de servicio. Las partículas irregulares y angulares generalmente resisten el desplazamiento (movimiento) en el pavimento, debido a que se entrelazan al ser compactadas. El mejor entrelazamiento se da, generalmente, con partículas de bordes puntiagudos y de forma cúbica, producidas, casi siempre por trituración 6.2.3.5) ENSAYO DE EQUIVALENTE EN ARENAS (ASTM D 2419; MTC E 114) Este método de ensayo asigna un valor empírico a la cantidad relativa, finura y características del material fino presente en una muestra de ensayo formado por suelo granular que pasa el tamiz Nº4 (4.75 mm). El término “Equivalente de Arena” transmite el concepto que la mayoría de los suelos granulares y agregados finos son mezcla de partículas gruesas, arenas y generalmente finos. Para determinar el porcentaje de finos en una muestra, se incorpora una medida de suelo y solución en una probeta plástica graduada que luego de ser agitada separa el recubrimiento de finos de las partículas de arena; después de un período de tiempo, se pueden leer las alturas de arcilla y arena en la probeta. El equivalente de arena es la relación de la altura de arena respecto a la altura de arcilla, expresada en porcentaje. Este método proporciona una manera rápida de campo para determinar cambios en la calidad de agregados durante la producción o colocación. 6.2.3.6) SALES SOLUBLES TOTALES (ASTM D 1888; MTC E 219) El objetivo de este ensayo es cuantificar el contenido de cloruros y sulfatos, solubles en agua, de los agregados pétreos empleados en bases y mezclas bituminosas. Este método sirve para efectuar controles en obra, debido a la rapidez de visualización y cuantificación de la existencia de sales. Una muestra de agregado pétreo se somete a continuos lavados con agua destilada a ebullición. La presencia de sales, se detecta mediante reactivos químicos, los cuales, al menor indicio de sales forman precipitados fácilmente visibles. Del agua total de lavado, se toma una parte y se procede a cristalizar para determinar la cantidad de sales presentes.

7) SISTEMAS DE GESTIÓN DE CALIDAD:

Tenemos un ciclo en los cuales se tienen a varios responsables de que este sistema funcione de una manera adecuada para el fin requerido, en caso de una obra, se tiene que contar con los siguientes ítems

SUPERVISIÓN RESIDENTE DE OBRA LABORATORIOS CENTRALES LABORATORIOS DE OBRA GRUPO REVISOR DE ESPECIFICACIONES

7.1) CONTROL

Controlar es medir lo logrado con relación a un plan o a una norma prefijada y corregir las desviaciones observadas, para asegurar la calidad de la obra, desde la etapa de concepción del proyecto, pasando por la ejecución propiamente dicha, hasta el seguimiento del comportamiento en servicio. Sólo así se controlarán los programas de construcción; la calidad, de acuerdo con el proyecto y las normas o especificaciones; y el costo, al comparar los gastos con los presupuestos. De encontrar desviaciones, se deben adoptar las medidas correctivas necesarias. Evidentemente, lo más conveniente es evitar que se presenten estas desviaciones; por ello, es fundamental que: El proyecto y las especificaciones sean formulados en forma clara y precisa, los materiales empleados en la fase constructiva sean de la calidad especificada. Que el personal haya recibido la capacitación conveniente y adquirida conciencia de la importancia de la calidad. Hay algunas actividades que se pueden realiza para tener un buen Las actividades pueden ser:

Preventivas: en esta se realizan las investigaciones y se dan las especificaciones acordes al proyecto.

Control de proceso: aquí se debe exigir el cumplimiento de las especificaciones y del proyecto en todas las etapas de la construcción.

Verificación de la obra: en esta parte, se debe cumplir la meta propuesta y de acuerdo con los resultados, adoptar acciones correctivas necesarias.

Motivación: Se debe motivar en forma adecuada a todo el personal, desde los directivos hasta los obreros, para alcanzar la meta propuesta.

Retroalimentación de las experiencias adquiridas durante la construcción y tomarlas en cuenta para modificar total o parcialmente las especificaciones y los proyectos.

Para asegurar el éxito de toda obra. En esta se consideran 4 aspectos:

Establecimiento de normas de calidad (Expediente Técnico). Estimación de la concordancia con las normas (Ensayos de Laboratorio y Campo) Información oportuna y clara (Análisis de resultados) Acción cuando no se coincide con las normas (Análisis de causas y acciones correctivas).

7.2) SGC EN PAVIMENTOS AFIRMADOS

El SGC de pavimentos afirmados, interviene en todas las etapas de la obra. En la etapa de proyecto se deben hacer los estudios necesarios para saber con qué materiales se cuenta, e indicar los tratamientos a los que deben sujetarse para usarse en las diferentes partes del pavimento afirmado. Cuando la obra está en construcción se verifica que los materiales que lleguen a los distintos frentes sean los adecuados y tengan aplicados los tratamientos especificados. En la puesta en servicio, se verifica el comportamiento estructural y superficial que se manifiesta, y de acuerdo a los resultados se recomienda las acciones a desarrollar para que haya un funcionamiento adecuado. Pruebas para materiales En un SGC, quee define el conjunto de pruebas necesarias para clasificar los materiales, verificar la calidad de la obra, proyectar la estructura y proporcionar la base metodológica y técnica del sistema. La elección de los ensayos debe basarse en el estudio detallado de los elementos de una obra, acorde al fin que se persigue. Así mismo se deben tomar en cuenta diferentes aspectos, como la confianza que se puede tener en los ensayos, por su reproducibilidad, el grado de dificultad en su ejecución, las posibilidades de error, la precisión requerida en los resultados, la disponibilidad del equipo, etc.

7.3) PERSONAL TÉCNICO

Debe tener suficiente práctica y habilidad en las labores que le corresponden, además de mostrar interés para que los resultados obtenidos sean de utilidad en la obra. Asimismo es muy importante la ética del laboratorista para no influir negativamente en los resultados, debido a presiones del programa o costos de la obra. El laboratorista debe verificar los resultados y tener procedimientos que le permitan tomar las medidas necesarias de corrección, en caso de equivocaciones.

7.4) ESTADÍSTICA EN EL CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES.

Los materiales deben ser seleccionados de acuerdo a especificaciones del proyecto, generando gran cantidad de datos que requieren tratamiento estadístico, aplicable al muestreo de materiales, programa de ensayos (en tipo y número), diseño, evaluación de las obras post construcción, etc. Las especificaciones pueden marcar límites máximos o mínimos, basarse en la desviación estándar o en la variabilidad de los resultados. El tratamiento estadístico, permite establecer esquemas de aseguramiento de la calidad de resultados para cada ensayo. En las obras públicas, la responsabilidad de tener un buen CC, recae en las autoridades públicas, por lo que estas deben contar con un buen sistema de gestión de la calidad, para cumplir con los usuarios que finalmente son los que se beneficiarán; para ello, es preciso anteponer la ética profesional a los intereses particulares.

8) ANEXOS

Tabla3.4: Especificaciones Técnicas para Materiales empleados en construcción de Carreteras

Ensayo

Norma

Afirmado

Sub base granular Base granular

<3000 msnm

≥3000 msnm

<3000 msnm ≥3000 msnm Agregado

grueso Agregado

fino Agregado

grueso Agregado

fino

Límite Líquido, % ASTM D 4318

MTC E 110

35% máx

25% máx

25% máx

Índice Plástico, % ASTM D 4318

MTC E 111

4 a 9

6% máx

4% máx

4% máx

2% máx

Abrasión Los

Ángeles, %

ASTM C 131

MTC E 207

50% máx

50% máx

50% máx

40% máx

40% máx

Equivalente de arena, %

ASTM D 2419

MTC E 114

20% mIn

25% mIn

35% mIn

35% mIn

45% mIn

CBR al 100% de la M.D.S. y 0.1”

de penetración

ASTM D 1883

MTC E 132

40% mín

40% mín

40% mín

Tráfico ligero a medio: 80% mín

Tráfico pesado: 100% mín

Pérdida con

Sulfato de Sodio,

%

ASTM C 88

MTC E 209

12% máx

Pérdida con

Sulfato de

Magnesio, %

ASTM C 88

MTC E 209

18% máx

Índice de

Durabilidad

MTC E 214

35% mIn

35% mIn

Caras de fractura,

%

1 cara fracturada

2 caras fracturadas

ASTM D 5821

MTC E 210

80% mín

40% mín

80% mín

50% mín

Partículas chatas y alargadas, %

Relación 1/3 (espesor/longitud)

ASTM D 4791

MTC E 211

20% máx

20% máx

15% máx

15% máx

Sales Solubles

Totales, %

ASTM D 1888

MTC E 219

1% máx

1% máx

0.5% máx

0.5% máx

0.5% máx

0.5% máx

Requisitos Actual (EG - 2000) Antes

CONCRETO ASFALTICO CALIENTE

Caras de fracturadas entre 65/40 y 100/80 (*) mínimo 50% (una cara )

Sales solubles totales máximo 0.5% máximo 0.5% Ningún Requisito

Absorción 1.00% Según diseño Ningún Requisito

Adherencia +95% +95%

Agregado Fino

Índice Plástico malla Nº 40 NP NP Ningún Requisito

Índice Plástico malla Nº 200 máximo 4 NP Ningún Requisito

Equivalente de Arena mínimo 45 ó 55 (*) Ningún Requisito

Sales solubles totales máximo 0.5% máximo 0.5% Ningún Requisito

Índice Plástico malla Nº 40 NP NP Ningún Requisito

Limite liquido Ningún Requisito

Limite plástico Ningún Requisito

Absorción 0.50% Según diseño Ningún Requisito

Adhesividad (Riedel Weber) mínimo 4% mínimo 6% Ningún Requisito

Angularidad de agregado fino mínimo 30 ó 40 (*) Ningún Requisito

Durabilidad sulfato de sodio máximo 12%

Nota: (*) dependiendo del tráfico

Requisitos Actual (EG - 2000) Antes

SUBBASE GRANULAR

< 3000 msnm ≥ 3000 msnm

Granulometría

Limite Liquido máximo 25% máximo 25% máximo 25%

Índice Plástico máximo 6% máximo 4% máximo 6%

Equivalente de Arena mínimo 25% mínimo 35% mínimo 35%

CBR mínimo 40% mínimo 40% mínimo 30%

Abrasión máximo 50% máximo 50% Ningún Requisito

Sales solubles máximo 1% máximo 1% Ningún Requisito

Partículas Chatas y Alarga. máximo 20% máximo 20% Ningún Requisito

BASE GRANULAR

< 3000 msnm ≥ 3000 msnm

Agregado Fino

Índice Plástico máximo 4% máximo 2% ≤ 6%

Equivalente de Arena mínimo 35% mínimo 45% mínimo 30% ó 50% (*)

Sales solubles totales máximo 0.55% máximo 0.5% Ningún Requisito

Índice de durabilidad mínimo 35% mínimo 35% Ningún Requisito

Limite Liquido máximo 25%

Agregado Grueso

Con una cara de fractura mínimo 80% mínimo 80% mínimo 50%

Con dos caras de fractura mínimo 40% mínimo 50% Ningún Requisito

Abrasión máximo 40% máximo 40% máximo 50%

Partículas Chatas y Alarg. máximo 15% máximo 15% No debe tener

Sales solubles totales máximo 0.5% máximo 0.5% Ningún Requisito

Perdida Sulfato de Sodio máximo 12% Ningún Requisito

Perdida Sulfato de Magnesio máximo 18% Ningún Requisito

CBR Trafico Ligero y medio mínimo 80% mínimo 80%

Tráfico pesado mínimo 100% mínimo 100%

CONCRETO ASFALTICO CALIENTE

< 3000 msnm ≥ 3000 msnm

Agregado Grueso

Durabilidad sulfato de sodio máximo 12% máximo 10% máximo 12%

Durabilidad sulfato de máximo 18% máximo 15% Ningún Requisito

magnesio

Abrasión máximo 40% máximo 35% máximo 40%

Índice de durabilidad mínimo 35% mínimo 35% Ningún Requisito

Partículas chatas y alargadas máximo 10% máximo 10% Ningún Requisito

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