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UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
¨año de la diversificación productiva y del fortalecimiento de la educación¨
:
DOCENTE: Ing. RODO ESPINOZA, Galarza
ALUMNOS: PALACIOS RUBINA, Rissel
BUSTAMANTE SANTIAGO, Carlos
ZAVALA GONZALES, Adelina
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 1
C
A
M
I
N
O
S
II
TEMAEXPLOTACIÓN DE CANTERASTRABAJOS CON EQUIPOSTRACTORES
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Huánuco – Perú
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 2
DEDICATORIA
En el presente trabajo de investigación agradecemos a
nuestros padres que con sus enseñanzas y sus buenas
costumbres han creado en nosotros, la sabiduría que hoy
tenemos y los conocimientos.
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INTRODUCCION
En el presente trabajo les daremos a conocer e explicaremos sobre los
temas que a continuación les nombrare: EPLOTACION DE CANTERAS,
TRABAJOS EN EQUIPO Y TRACTORES; en el curso de CAMINOS II.
En las canteras lo que nos permitirá es obtener conocimientos sobre la
exploración y explotación de canteras, además por medio de esta
recopilación de información nos permitirá realizar un análisis del material que
se extraerá de la cantera, cuyas características físicas y mecánicas sean
aptas para los diferentes procesos constructivos en obras civiles.
Principalmente hay que distinguir dos tipos de canteras las de río y las de
cerro las dos con características físicas y mecánicas diferentes, pero la
principal diferencia radica en su composición química las de cerro poseen
una gran porcentaje de finos, además un elevado porcentaje de sales que
son muy perjudiciales para el concreto.
El trabajo con equipo, mayormente son utilizados en la ingeniería, para las
construcciones de carreteras, edificios, empresas estos equipos de trabajo y
de hecho que debe estar en un buen estado para su utilización.
El rendimiento de una máquina debe medirse como el costo por
unidad de material Movido, una medida que incluye tanto producción como
costo. Influyen directamente en la
Productividad factores tales como la relación de peso a potencia, la
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capacidad, el tipo de Transmisión, las velocidades y los costos de operación.
Hay otros factores menos directos que influyen en el funcionamiento y
productividad de las máquinas, pero no es posible Mostrarlos en tablas ni
gráficas.
Un tractor oruga es un dispositivo de transporte utilizado principalmente
en vehículos pesados, como tanques y tractores, u otro tipo de vehículos.
Consiste en un conjunto de eslabones modulares que permiten un
desplazamiento estable aun en terrenos irregulares.
La mayoría de las orugas forman parte de un cinturón flexible con un
conjunto de eslabones rígidos unidos unos a otros fuertemente. Los
eslabones ayudan al vehículo a distribuir el peso en una superficie mayor
que la que hubiera tenido con el empleo de ruedas, y esto hace que pueda
moverse por un número mayor de superficies sin hundirse debido a su propio
peso. Por ejemplo, la presión que ejerce un automóvil sobre el suelo es igual
aproximadamente a 207 kPa, mientras que las setenta toneladas que pesa
un carro M1 Abrams ejercen una presión sobre el firme de 103 kPa.
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SEMANA I
INTRODUCCION
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MECANICA DE SUELOS I
1. DEFINICIÓN DE CBR
El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1” ó 0.2” de
penetración, expresada en por ciento en su respectivo valor estándar.
También se dice que mide la resistencia al corte de un suelo bajo
condiciones de humedad y densidad controlada. El ensayo permite obtener
un número de la relación de soporte, que no es constante para un suelo dado
sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba el suelo durante el
ensayo.
Por lo tanto:
1.1. Número CBR
El número CBR (o simplemente CBR), se obtiene de la relación de la carga
unitaria (lbs/pulg2.) necesaria para lograr una cierta profundidad de
penetración del pistón de penetración (19.4 cm2) dentro de la muestra
compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con
respecto a la carga unitaria patrón (lbs/pulg2.) requerida para obtener la
misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material
triturado.
Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al
contenido de humedad óptimo para un suelo específico, determinado
utilizando el ensayo de compactación estándar o modificada del experimento.
Proctor Estándar ASTM D 698
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Proctor Modificado ASTM D 1557
1.2. El Método CBR comprende los 3 Ensayos siguientes:
Determinación de la densidad y humedad.
Determinación de las propiedades expansivas del material.
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Determinación de la resistencia a la penetración.
El comportamiento de los suelos varía de acuerdo a su grado de alteración
(inalterado y alterado) y a su granulometría y características físicas
(granulares, finos, poco plásticos). El método a seguir para determinar el
CBR será diferente en cada caso.
A. Determinación del CBR de suelos perturbados y remoldados:
1. Gravas y arenas sin cohesión.
2. Suelos cohesivos, poco plásticos y poco o nada expansivo.
3. Suelos cohesivos y expansivos.
B. Determinación del CBR de suelos inalterados.
C. Determinación del CBR in situ.
1.3. ENSAYO DE CBR. (NCH 1852 OF.81)
El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria en
Kilos/cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una
cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 19.4
centímetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un
contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria
patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una
muestra estándar de material triturada, en ecuación, esto se expresa:
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Los valores de carga unitaria que deben utilizarse en la ecuación son:
El número CBR usualmente se basa en la relación de carga para una
penetración de 2.54 mm (0,1”), sin embargo, si el valor del CBR para una
penetración de 5.08 mm (0,2”) es mayor, dicho valor debe aceptarse como
valor final de CBR.
Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al
contenido de humedad óptimo para el suelo específico, determinado
utilizando el ensayo de compactación estándar. A continuación, utilizando los
métodos 2 o 4 de las normas ASTM D698-70 ó D1557-70 (para el molde de
15.5 cm de diámetro), se debe compactar muestras utilizando las siguientes
energías de compactación:
El ensayo de CBR se utiliza para establecer una relación entre el
comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y
subrasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, la siguiente tabla
da una clasificación típica:
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2. PROCTOR MODIFICADO
En mecánica de suelos, el ensayo de compactación Proctor es uno de los
más importantes procedimientos de estudio y control de calidad de la
compactación de un terreno. A través de él es posible determinar la
compactación máxima de un terreno en relación con su grado de humedad,
condición que optimiza el inicio de la obra con relación al costo y el desarrollo
estructural e hidráulico.
Existen dos tipos de ensayo Proctor normalizados; el "Ensayo Proctor
Normal", y el "Ensayo Proctor Modificado". La diferencia entre ambos estriba
en la distinta energía utilizada, debido al mayor peso del pisón y mayor altura
de caída en el Proctor modificado.
Ambos ensayos se deben al ingeniero que les da nombre, Ralph R. Proctor
(1933), y determinan la máxima densidad que es posible alcanzar para
suelos o áridos, en unas determinadas condiciones de humedad, con la
condición de que no tengan excesivo porcentaje de finos, pues la prueba
Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente por la malla No 4, o
que tengan un retenido máximo del 10 % en esta malla, pero que pase (dicho
retenido) totalmente por la malla 3/8”. Cuando el material tenga retenido en la
malla 3/8” deberá determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico
seco máximo con la prueba de Proctor estándar.
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El ensayo consiste en compactar una porción de suelo en un cilindro con
volumen conocido, haciéndose variar la humedad para obtener el punto de
compactación máxima en el cual se obtiene la humedad óptima de
compactación. El ensayo puede ser realizado en tres niveles de energía de
compactación, conforme las especificaciones de la obra: normal, intermedia y
modificada.
La energía de compactación viene dada por la ecuación:
Donde:
Y - energía a aplicar en la muestra de suelo;
n - número de capas a ser compactadas en el cilindro de moldeado;
N - número de golpes aplicados por capa;
P - peso del pisón;
H - altura de caída del pisón; y
V - volumen del cilindro.
El Grado de compactación de un terreno se expresa en porcentaje
respecto al ensayo Proctor; es decir, una compactación del 85% de
Proctor Normal quiere decir que se alcanza el 85% de la máxima
densidad posible para ese terreno.
3. PROCTOR ESTÁNDAR Y MODIFICADO
El término compactación se utiliza en la descripción del proceso de
densificación de un material mediante medios mecánicos. El incremento de
la densidad se obtiene por medio de la disminución de la cantidad de aire
que se encuentra en los espacios vacíos que se encuentra en el material,
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manteniendo el contenido de humedad relativamente constante. En la vida
real, la compactación se realiza sobre materiales que serán utilizados para
relleno en la construcción de terraplenes, pero también puede ser empleado
el material in situ en proyectos de mejoramiento del terreno.
El principal objetivo de la compactación es mejorar las propiedades
ingenieriles del material en algunos aspectos:
- Aumentar la resistencia al corte, y por consiguiente, mejorar la
estabilidad, de terraplenes y la capacidad de carga de cimentaciones y
pavimentos.
- Disminuir la compresibilidad y, por consiguiente, reducir los
asentamientos.
- Disminuir la relación de vacíos y, por consiguiente, reducir la
permeabilidad.
- Reducir el potencial de expansión, contracción o expansión por
congelamiento.
Para medir el grado de compactación de material de un suelo o un relleno se
debe establecer la densidad seca del material. En la obtención de la
densidad seca se debe tener en cuenta los parámetros de la energía
utilizada durante la compactación y también depende del contenido de
humedad durante el mismo.
Las relaciones entre la humedad seca, el contenido de humedad y la energía
de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en
laboratorio.
La compactación en laboratorio consiste en compactar una muestra que
corresponda a la masa de suelo que se desea compactar, con la humedad
calculada y en un molde cilíndrico de volumen conocido y con una energía de
compactación especificada. En la actualidad se presentan deferentes tipos
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de ensayos los cuales determinan el grado de compactación del material,
entre otros se pueden encontrar los ensayos de: Método del martillo de 2.5
Kg, método del martillo de 4.5 Kg, Proctor (estándar), Proctor modificado y el
método del martillo vibratorio. Los primeros cuatro están basados en la
compactación dinámica creada por el impacto de un martillo metálico de una
masa específica que se deja caer libremente desde una altura determinada,
el suelo se compacta en un número de capas iguales y cada capa recibe el
mismo número de golpes. La compactación en el quinto ensayo está basado
en la combinación de presión estática y la vibración. El suelo se compacta en
tres capas iguales presionado fuertemente hacia abajo el compactador
vibratorio durante 60 segundos en cada capa.
Los resultados obtenidos a partir del ensayo proporcionan una curva, en la
cual el pico más alto dicta el contenido de humedad óptima a la cual el suelo
llega a la densidad seca máxima. Por medio de los ensayos sé a podido
determinar que por lo general la compactación es más eficaz en los
materiales bien gradados que contienen una cantidad de finos que en los
materiales de gradación uniforme que carecen de finos.
4. MATERIALES
4.1. MOLDE DE COMPACTACIÓN: Los moldes deberán ser cilíndricos de
paredes sólidas fabricados con metal y con las dimensiones y capacidades
mostradas más adelante. Deberán tener un conjunto de collar ajustable
aproximadamente de 60 mm (2 3/8") de altura, que permita la preparación de
muestras compactadas de mezclas de suelo con agua de la altura y volumen
deseado. El conjunto de molde y collar deberán estar construidos de tal
manera que puedan ajustarse libremente a una placa hecha del mismo
material.
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4.2. MARTILLO DE COMPACTACIÓN: Un martillo metálico que tenga una
cara plana circular de 50.8 ± 0.127 mm (2 ± 0.005") de diámetro, una
tolerancia por el uso de 0.13 mm (0.005") que pese 2.495 ± 0.009 kg (5.50 ±
0.02 lb.). El martillo deberá estar provisto de una guía apropiada que controle
la altura de la caída del golpe desde una altura libre de 304.8 ± 1.524 mm
(12.0 ± 0.06" ó 1/16") por encima de la altura del suelo. La guía deberá tener
al menos 4 agujeros de ventilación, no menores de 9.5 mm (3/8") de
diámetro espaciados aproximadamente a 90° y 19 mm (3/4") de cada
extremo, y deberá tener suficiente luz libre, de tal manera que la caída del
martillo y la cabeza no tengan restricciones.
- Horno de rotación 110 grados centígrados +/- 5 grados
centígrados .Sirve para secar el material.
- Balanza con error de 1 gr: Sirve para pesar el material y diferentes
tipos de recipientes.
- Recipientes: Es allí donde se deposita el material a analizar
- Tamices: Serie de tamices de malla cuadrada para realizar la
clasificación No 4 y ¾.
4.2.1. PROCEDIMIENTO
Proctor:
En primera instancia se tomaron cerca de 50 kilogramos de base granular B-
200, el material se introdujo en el horno por 24 horas para quitarle la
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humedad y trabajar con el material totalmente seco. En este proceso se
obtuvo la humedad inicial del material.
Con el material seco se procedió a tamizar 20 y 10 kilogramos. El material
retenido en el tamiz de tamaño ¾ de pulgada fue remplazado por el mismo
peso del material retenido en el tamiz número 4, como sé estable en la
norma.
Del material tamizado se pesaron 4800 y 1800 gramos y se le hallo el 3% de
la humedad el cual fue mezclado e introducido dentro del recipiente del
Proctor en tres capas, cada una de las capas fue compactada por medio del
martillo compactador, el cual al levantarse se le provee de una energía
potencial, la cual es transmitida al suelo cuando se suelta el martillo. De
acuerdo con la norma se debe aplicar 25 golpes a cada capa de material y
para que las capas no sean independientes una de la otra, con la espátula se
raya el material. Al terminar las tres capas el recipiente debe ser enrazado y
pesado, una pequeña porción de material se utiliza para la determinación de
la humedad del material. El mismo procedimiento se repite para las
humedades del material de 5%, 7%, 9% y 11%
El Proctor se pesó sin material y se le midieron tanto el diámetro interno
como su altura lo cual permite determinar el volumen del mismo.
4.2.2. BENEFICIOS DE LA COMPACTACIÓN
a) Aumenta la capacidad para soportar cargas: Los vacíos producen
debilidad del suelo e incapacidad para soportar cargas pesadas.
Estando apretadas todas las partículas, el suelo puede soportar
cargas mayores debidas a que las partículas mismas que soportan
mejor.
b) Impide el hundimiento del suelo: Si la estructura se construye en el
suelo sin afirmar o afirmado con desigualdad, el suelo se hunde dando
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lugar a que la estructura se deforme (asentamientos diferenciales).
Donde el hundimiento es más profundo en un lado o en una esquina,
por lo que se producen grietas o un derrumbe total.
c) Reduce el escurrimiento del agua: Un suelo compactado reduce la
penetración de agua. El agua fluye y el drenaje puede entonces
regularse.
d) Reduce el esponjamiento y la contracción del suelo: Si hay vacíos, el
agua puede penetrar en el suelo y llenar estos vacíos. El resultado
sería el esponjamiento del suelo durante la estación de lluvias y la
contracción del mismo durante la estación seca.
e) Impide los daños de las heladas: El agua se expande y aumenta el
volumen al congelarse. Esta acción a menudo causa que el pavimento
se hinche, y a la vez, las paredes y losas del piso se agrieten. La
compactación reduce estas cavidades de agua en el suelo.
5. DIFERENCIA ENTRE PROCTOR ESTANDAR Y MODIFICADO
La diferencia básica entre el ensayo Proctor Normal y el Modificado es la
energía de compactación usada. En el Normal se hace caer un peso de 2.5
kilogramos de una altura de 30 centímetros, compactando la tierra en 3
camadas con 25 golpes y, en el Modificado, un peso de 5 kilogramo de una
altura de 45 centímetros, compactando la tierra en 5 camadas con 50 golpes.
6. DENSIDAD DE CAMPO
Este ensayo proporciona un medio para comparar las densidades secas en
obras en construcción, con las obtenidas en el laboratorio. Para ello se tiene
que la densidad seca obtenida en el campo se fija con base en una prueba
de laboratorio. Al comparar los valores de estas densidades, se obtiene un
control de la compactación, conocido como Grado de Compactación, que se
define como la relación en porcentaje, entre la densidad seca obtenida por el
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equipo en el campo y la densidad máxima correspondiente a la prueba de
laboratorio.
El Grado de Compactación de un suelo se determina de acuerdo a la
siguiente expresión:
6.1. EQUIPO
- Equipo de Densidad de campo:
a) Cono Metálico (diámetro 4 plg.).
b) Arena Calibrada (Arena de Ottawa).
c) Placa metálica hueca (diámetro del agujero 4 plg.).
- Balanza con una precisión de 0.10 lb.
- Pica, para extraer la arena del suelo en estudio.
- Bolsas plásticas, para echar la muestra extraída del suelo.
6.2. PROCEDIMIENTO
Antes de iniciar el ensayo, se debe calibrar el equipo de densidad de
campo, para de esta forma obtener el peso volumétrico de la arena
calibrada y el peso de arena calibrada que queda en el cono después
de ejecutar el ensayo; datos que nos sirven en la determinación de la
Densidad de Campo.
Seguidamente se nivela el suelo compactado en el campo y se retira
el material suelto.
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A continuación se coloca la placa y se comienza a hacer una
perforación, teniendo como guía el agujero interior de la placa, a una
profundidad de 10 a 12 cm.
Todo el material que se saque del agujero se coloca en una bolsa
plástica y se pesa.
Para determinar el volumen del agujero, utilizamos el equipo de
densidad de campo de la siguiente forma:
Se determina el peso inicial del frasco con la arena calibrada.
Luego se invierte y se coloca sobre la placa, la cual está
colocada en la parte superior del agujero; se abre la llave del
cono, permitiendo el paso de la arena.
Cuando el agujero y el cono están llenos de arena, se cierra la
llave y se procede a determinar el peso final del frasco y la
arena contenida en él.
Por la diferencia de los pesos del frasco más la arena inicial y
del frasco más la arena final, obtenemos el peso de la arena
contenida en el agujero y el cono. A este valor le restamos el
peso de la arena que cabe en el cono, obteniendo de esta
forma el peso de la arena contenida en el agujero.
El peso de la arena dividida por su densidad, obtenida en el
laboratorio mediante la calibración, nos da el volumen del
agujero.
Finalmente se debe determinar en el laboratorio, la densidad seca
máxima y la humedad de la muestra recuperada del agujero, para de
esta forma, determinar el Grado de Compactación.
6.3. CÁLCULOS
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Con el peso de la muestra recuperada y el volumen del agujero, obtenemos
la Densidad Húmeda del suelo, mediante la siguiente expresión, ya
conocida:
Así mismo determinamos el Contenido de Humedad de la muestra
recuperada:
Finalmente, la Densidad Seca del suelo la obtenemos mediante la siguiente
expresión:
Donde:
γd = Densidad Seca de campo.
γh = Densidad Húmeda.
h = Contenido de humedad. h1 h d
TECNOLOGIA DE MATERIALES
AGUA PARA MORTERO Y CONCRETO
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 19
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1. DEFINICION. El agua para para elaborar el concreto, debe de ser limpia,
pura etc. Si es turbia no obtendremos un concreto resistente.
El concreto es un material durable y resistente pero, dado que se trabaja en
su forma líquida, prácticamente puede adquirir cualquier forma. .Esta
combinación de características es la razón principal por la que es un material
de construcción tan popular para exteriores.
El agua para elaborar morteros no debe contener sustancias en suspensión
disueltas que alteran el fraguado del cemento.
Mayormente las aguas puras como la lluvia, son acidas y no recomendable
para el uso, en cambio el agua potable es puro, insípida e incoloro sin
inorgánicos.
2. AGUA PARA MORTERO
El mortero también es un material de construcción que en estado endurecido
presenta propiedades físicas y mecánicas similares a las del concreto.
2.1. COMPONENTES DEL MORTERO
cemento (gris o blanco).
arena fina o gruesa como agregado.
agua
2.2. USOS DE MORTEROS
Usado para la pega de piezas de ladrillo y bloques estructurales, también
para repellos y resanes.
2.3. TIPOS DE MORTEROS
Mortero de cal
Mortero de cal y cemento portland
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Mortero de cemento portland
Morteros premezclados de larga vida
Morteros secos.
2.4. TIPOS DE AGUA Y SU UTILIZACION
Agua de mar: usados en concretos simples.
aguas acidas: la cantidad máxima permisible de acida es diez mil
ppm, con un pH=3
aguas alcalinas : la cantidad máxima permisible es de diez mil ppm.
3. AGUA PARA CONCRETOS
Es una mezcla de varios componentes en diversas proporciones que se
combinan a mano o en mezcladoras mecánicas para producir un gel.
3.1. COMPONENTES DEL CONCRETO
Cemento como material aglutinante
Arena y grava
Agua
3.2. CARACTERISTICAS DEL CONCRETO
Las piedras naturales tienen una gran resistencia a las fuerzas de
compresión, pero igual que estas usan resistencia moderada a la flexión ya
la tracción.
3.3. USO DEL CONCRETO.se usa en vigas, columnas, pavimentos,
cimentaciones, muros pantalla, etc.
3.4. TIPOS DE CONCRETO
Concreto simple
Concreto armado
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Concreto ciclópeo
4. AGREGADOS DEL CONCRETO HIDRAULICO
En las mezclas del concreto hidráulico, los agregados suelen ser 60% y 75%
del volumen absoluto de todos los componentes.
4.1. USOS DEL AGUA
Tiene dos aplicaciones como ingrediente a la aplicación de las mezclas y
como medio fe curado de las estructuras recién construidas.
5. VERIFICACION DE CALIDAD DE AGUA
El agua procede de la red local de suministro para uso doméstico no color,
olor ni sabor.
TOPOGRAFIA Y CAMINOS I
ESTUDIO DE TOPOGRÁFIA Y DISEÑO GEOMÉTRICO
1. GENERALIDADES.
El presente informe forma parte de
los Estudio topográfico realizado
en la carretera “MEJORAMIENTO
DE LA CARRETERA ACCESO A
MARABAMBA, DISTRITO DE
HUANUCO - HUANUCO -
HUANUCO” desarrollado de
acuerdo a los términos del Curso
de Topografía II.
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Este Informe presenta parte es referido al informe de curso, realizados
por los alumnos, como parte para el desarrollo de nuestros
conocimientos y formarse buenos profesionales en la carrera de
Ingeniería Civil.
Los trabajos que integran este Informe reflejan la obtención de
información necesaria para las obras a proyectarse y es resultado de los
trabajos desarrollados en forma sistemática tanto en campo como en
gabinete.
2. TRABAJOS TOPOGRAFICOS
2.1 ALCANCE DE LOS TRABAJOS
El Punto de inicio del tramo está en la subida de Marabamba con
coordenadas E: 362,671.25 y N: 8’900,544.92, luego de aquí se
hace el recorrido, con una longitud Total del Tramo de 500m.
El alcance del trabajo comprende los siguientes:
Levantamientos de obras lineales
Estos trabajos comprenden el levantamiento Topográfico de todo
el eje de la carretera desde el punto inicial hasta el punto final
del tramo, como también los desvíos que se muestra desde el
inicio hasta el final del tramo, para lo cual se tomo datos a cada
20 metros.
Levantamiento Transversal a lo largo del Eje de la Carretera
Estos trabajos fueron ejecutados con la finalidad de ver y saber
el ancho de la plataforma existente de la carretera y posterior
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servirá para calcular los volúmenes de corte o relleno de la
carretera en estudio.
2.2 EQUIPOS UTILIZADOS Y PROGRAMAS
a) Equipo de Colección de Datos
- 01 Teodolito Electrónico
- 01 Trípode
- 02 Miras Topográficas
- 01 Wincha de 50 m
- 01 GPS
- 01 Eclímetro
- 02 Lapiceros
- 01 Libreta Topográfica
- 01 Cuaderno cuadriculado de 50 hojas
- 01 Cámara Fotográfica
b) Equipo de Cómputo
- 01 Computadora de Escritorio
- 01 Monitor
- 01 Teclado
- 01 Mouse
- 01 Impresora Canon
- 01 Ploter de Planos
c) Software de Apoyo
- Microsoft Office 2010 y Asistencia Integral al Diseño de
Carreteras (AIDC).
2.3 METODOLOGÍA EMPLEADA
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a) Fijación de BM
Para el presente trabajo se ha utilizado el método de poligonal
abierta, con la colocación de Bm a cada 500 m de eje lado
izquierdo o derecho.
b) Levantamientos Topográficos
Para los trabajos de levantamiento topográfico de las obras
lineales y Transversal se siguió el siguiente procedimiento:
Apoyados en los vértices de las Poligonales de Control
(Estaciones), se levantaron en campo todos los detalles
planimétricos del eje a cada 20metros de estacado durante
todo el tramo, visados y lecturados en cada estacado con la
ayuda de un teodolito electrónico apuntado en la libreta
topográfica que a continuación se muestra el trabajo de libreta
topográfica.
Los puntos obtenidos con un GPS han servido para la
orientación de los azimutes y las coordenadas se han
transportado topográficamente hacia todos los puntos mediante
las poligonales de control (estaciones).
Estación Este Norte Cota
E-1362643.0
08900485.0
01904.00
También se realizaron el seccionamiento del eje según el
estacado en el lado derecho y izquierdo de la vía para luego
obtener las curvas de nivel de la franja de la carretera.
Toda la información obtenida se ha procesado en programas,
con un software de cálculo Excel.
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Los puntos de coordenadas y con el empleo del programa
AIDC, se procedieron a modelar los puntos de los estacados
para el trazado del eje de la carretera (Tomando las
Consideraciones de Diseño Geométrico).
Los puntos son incluidos como bloques en la capa Puntos
Topográficos y controlada en tres tipos de información básica
(número de punto, descripción y elevación).
Se guiadamente se procedió al ingreso de las secciones de
cada estacado del eje, con el empleo del programa AIDC, se
procedieron a modelar las superficies topográficas para
finalmente obtener las curvas de nivel.
Estos trazos que generan los planos, han sido procesados en
dibujos Vectorizados en el AIDC, Los archivos están en
unidades métricas.
3. INGENIERIA DEL PROYECTO Y DISEÑO GEOMETRICO
2.4 CLASIFICACION DE LA VIA
a) Según su Demanda
El tramo materia del presente se clasifica en trocha carrozable,
por lo general tienen un IMDA menor a 200 veh/día.
b) Según su Orografía
Según la clasificación establecida por el Manual de Carreteras
“Diseño Geométrico” (DG-2013) Tipo 2 (Terreno ondulado), con
pendientes transversales al eje de la vía entre 11% y 50% y sus
pendientes longitudinales se encuentran entre 3% y 6 %,
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 26
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demandando un moderado movimiento de tierras, lo que permite
alineamientos más o menos rectos, sin mayores dificultades en el
trazado.
3.2. TOPOGRAFIA
Los datos del Levantamiento Topográfico, del Tramo Seleccionado
para el estudio Acceso A Marabamba Long. = 500ml, fueron
obtenidos de los trabajos de campo efectuados por el Grupo de
Topografía II. De estos trabajos se obtuvo el Plano Planímetico y de
Perfil longitudinal, que fueron refrendados en la evaluación de campo
efectuada en la que se procedió a lo siguiente:
Levantamiento Topográfico:
El proyecto será diseñado sobre el trazo preliminar desarrollado para
el reconocimiento de Rutas, considerando aspectos técnicos, los
será sustentando de forma técnica y en función a los estándares
técnicos precisados en el Manual de Carreteras “Diseño Geométrico”
(DG – 2013).
El estacado de la vía para fines del presente estudio se hizo cada
20m, en tangentes y 10 m en curvas, así mismo todos los puntos
importantes del eje, como los PCs, PIs, PTs, cambios de corte a
relleno y viceversa.
Para el cálculo de las coordenadas (UTM) correspondientes a los
vértices de la poligonal definitiva, se tomaron o se usaron puntos
definidos por Posicionamiento Satelital (GPS).
Las secciones transversales para fine del presente estudio, fueron
levantadas en cada 20m del eje vial, en un ancho no menor de 20m a
cada lado del eje, debiendo permitir la óptima evaluación de los
volúmenes de movimiento de tierras.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 27
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
El diseño del eje en corte con los taludes establecido por el Manual
de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG – 2013), con la información
correspondiente que la sustente, preparando los planos de detalle en
sección transversal, longitudinal y planta.
2.5 PARAMETROS BASICOS PARA EL DISEÑO
El diseño de una carretera responde a una necesidad justificada
social y económicamente. Ambos conceptos se correlacionan para
establecer las características técnicas y físicas que debe tener la
carretera que se proyecta a fin de que los resultados buscados sean
óptimos, en beneficio de una comunidad que requiere del servicio,
normalmente en situación de limitaciones muy estrechas de recursos
locales y nacionales.
Para alcanzar el objetivo buscado se evaluó y selecciono los
siguientes Parámetros que definirán las características del proyecto.
Según se explica a continuación en el siguiente orden:
Estudio de la demanda.
La velocidad de diseño en relación al costo de la carretera.
La sección transversal de diseño.
El tipo de superficie de rodadura.
a) Estudio de la Demanda - Estudio de Tráfico
i) Índice medio diario anual (IMDA)
Representa el promedio aritmético de los volúmenes diarios para
todos los días del año, previsible o existente en una sección dada
de la vía. Su conocimiento da una idea cuantitativa de la
importancia de la vía en la sección considerada y permite realizar
los cálculos de factibilidad económica.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 28
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
La carretera se diseña para un volumen de tránsito, que se
determina como demanda diaria promedio a servir hasta el final
del período de diseño, calculado como el número de vehículos
promedio, que utilizan la vía por día actualmente y que se
incrementa con una tasa de crecimiento anual.
No se realizó el estudio de tráfico para determinar la cantidad
exacta del índice medio diario anual de transito pero se estima a
un valor menor a 200veh/día.
ii) Crecimiento del tránsito
Una carretera debe estar diseñada para soportar el volumen de
tráfico que es probable que ocurra en la vida útil del proyecto.
No obstante, el establecimiento de la vida útil de una carretera,
requiere la evaluación de las variaciones de los principales
parámetros en cada segmento de la misma, cuyo análisis reviste
cierta complejidad por la obsolescencia de la propia infraestructura
o inesperados cambios en el uso de la tierra, con las
consiguientes modificaciones en los volúmenes de tráfico,
patrones, y demandas. Para efectos prácticos, se utiliza como
base para el diseño un periodo de veinte años.
La definición geométrica de las nuevas carreteras, o en el caso de
mejoras en las ya existentes, no debe basarse únicamente en el
volumen de tránsito actual, sino que debe considerar, el volumen
previsto que va a utilizar esta instalación en el futuro.
De esta forma, deberán establecerse los volúmenes de tránsito
presentes en el año de puesta en servicio del proyecto y aquellos
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 29
IMD < 200 VEHICULOS/DIA
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
correspondientes al año horizonte de diseño. Ello, además de fijar
algunas características del proyecto, permite eventualmente,
elaborar un programa de construcción por etapas.
A continuación se establece la metodología para el estudio de la
demanda de tránsito:
Pf = P0 (1+Tc)N
Dónde:
Pf : tránsito final.
P0 : tránsito inicial (año base).
Tc : tasa de crecimiento anual por tipo de vehículo.
N : año a estimarse.
(*) La proyección debe también dividirse en dos partes. Una
proyección para vehículos de pasajeros que crecerá
aproximadamente al ritmo de la tasa de crecimiento de la
población y una proyección de vehículos de carga que crecerá
aproximadamente con la tasa de crecimiento de la economía.
Ambos índices de crecimiento correspondientes a la región que
normalmente cuenta con datos estadísticos de estas tendencias.
iii)Volumen Horario de Diseño (VHD)
El patrón de tráfico en cualquier carretera, muestra una variación
considerable en los volúmenes de tránsito, durante las distintas
horas del día y de cada hora durante todo el año.
En caminos de alto tránsito, es el volumen horario de diseño
(VHD), y no el IMDA, lo que determina las características que
deben otorgarse al proyecto, para evitar problemas de congestión
y determinar condiciones de servicio aceptables. Por lo tanto, una
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 30
No se realizó proyección de tráfico por no contar con estudio de tráfico
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
decisión clave para el diseño, consiste en determinar cuál de estos
volúmenes de tránsito por hora, debe ser utilizado como base para
el diseño.
iv)La Velocidad de Diseño y Su Relación con el Costo de la
Carretera
La velocidad de diseño es muy importante para establecer las
características del Trazado en planta, elevación y sección
transversal de la carretera.
Definida la velocidad del diseño para la circulación del tránsito
automotor, se pro- cederá al diseño del eje de la carretera,
siguiendo el trazado en planta compuesto por tramos rectos (en
tangente) y por tramos de curvas circulares y espirales. Y
similarmente del trazado vertical, con tramos en pendiente rectas y
con pendientes curvilíneas, normalmente parabólicas.
La velocidad de diseño está igualmente relacionada con el ancho
de los carriles de circulación y, por ende, con la sección
transversal por adoptarse.
La velocidad de diseño es la que establecerá las exigencias de
distancias de visibilidad en la circulación y, consecuentemente, de
la seguridad de los usuarios de la carretera a lo largo del trazado.
ÁNGULOS DE DEFLEXIÓN MÁXIMOS PARA LOS QUE NO SE
REQUIERE CURVA HORIZONTAL
Velocidad Directriz Deflexión Máxima aceptable sin
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 31
Como se cuenta con un bajo volumen de transito no existe VHD
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Km/h curva circular30
40
50
60
70
80
2º 30’
2º 15’
1º 50’
1º 30’
1º 20’
1º 10’
Fuente: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG –
2013)
Elaboración. Grupo de Trabajo
Para nuestro proyecto el ángulo de deflexión máximo para lo que
no se requiere curva horizontal es el que corresponde a una
velocidad directriz de 30Km/h.:
i) Curvas Circulares
Las curvas horizontales circulares simples son arcos de
circunferencia de un solo radio que unen dos tangentes
consecutivas, conformando la proyección horizontal de las curvas
reales o espaciales.
Elementos de la curva circular
Los elementos y nomenclatura de las curvas horizontales
circulares que a continuación se indican, deben ser utilizadas sin
ninguna modificación y son los siguientes:
P.C. : Punto de inicio de la curva
P.I. : Punto de Intersección de 2 alineaciones consecutivas
P.T. : Punto de tangencia
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 32
∆max. SIN CURVA CIRCULAR = 2º 30’
.
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
E : Distancia a externa (m)
M : Distancia de la ordenada media (m)
R : Longitud del radio de la curva (m)
T : Longitud de la subtangente (P.C a P.I. y P.I. a P.T.) (m)
L : Longitud de la curva (m)
L.C : Longitud de la cuerda (m)
Δ : Angulo de deflexión (º)
p : Peralte; valor máximo de la inclinación transversal de la
calzada, asociado al diseño de la curva (%)
Sa : Sobreancho que pueden requerir las curvas para
compensar el aumento de espacio lateral que
experimentan los vehículos al describir la curva (m)
Nota: Las medidas angulares se expresan en grados
sexagesimales.
En la Figura siguiente se ilustran los indicados elementos y
nomenclatura de la curva horizontal circular.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 33
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
ii) Peralte del Camino
El peralte máximo que tendrá como valor máximo normal 10%.
iii)Radios Mínimos
Los radios mínimos de curvatura horizontal son los menores
radios que pueden recorrerse con la velocidad de diseño y la tasa
máxima de peralte, en condiciones aceptables de seguridad y
comodidad, para cuyo cálculo puede utilizarse la siguiente
fórmula:
Dónde:
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 34
PERALTE MAXIMO NORMAL = 10%
.
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Rm : Radio Mínimo
V : Velocidad de diseño
Pmáx : Peralte máximo asociado a V (en tanto por uno).
ƒmax : Coeficiente de fricción transversal máximo asociado a V.
Valores del radio mínimo para velocidades específicas de
diseño, peraltes máximos y valores límites de fricción.
Velocidad especifica
(Km/h)
Peralte Máximo e
(%)
Valor Límite
de Fricción
f max
Calculado Radio Mínimo
(m)
Redondeo Radio Mínimo
(m)
30 4.0 0.17 33.70 35
30 6.0 0.17 30.80 30
30 8.0 0.17 28.30 30
30 10.0 0.17 26.20 25
30 12.0 0.17 24.40 25
Fuente: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG –
2013)
Elaboración. Grupo de Trabajo
En zonas favorables para una Vd =30 Km/h se empleara un
peralte máximo normal de 10%. Para lo cual el radio mínimo es:
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 35
RADIO MINIMO = 25m.
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
iv)Sobreancho
Es el ancho adicional de la superficie de rodadura de la vía, en los
tramos en curva para compensar el mayor espacio requerido por
los vehículos.
Valores del sobreancho
El sobreancho variará en función del tipo de vehículo, del radio de
la curva y de la velocidad de diseño y se calculará con la siguiente
fórmula:
Donde:
Sa : Sobreancho (m)
N : Número de carriles
R : Radio (m)
L : Distancia entre eje posterior y parte frontal (m)
V : Velocidad de diseño (km/h)
El primer término, depende de la geometría y el segundo de
consideraciones empíricas, que tienen en cuenta un valor
adicional para compensar la mayor dificultad, en calcular
distancias transversales en curvas.
La consideración del sobreancho, tanto durante la etapa de
proyecto como la de construcción, exige un incremento en el costo
y trabajo, compensado solamente por la eficacia de ese aumento
en el ancho de la calzada. Por tanto, los valores muy pequeños de
sobreancho no deben considerarse.
Sobre Anchos Calculados
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 36
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
R (m) L (m) V (Km/h) nSa (m)
30 7.30 30 1 2.3535 7.30 30 1 2.0540 7.30 30 1 1.8250 7.30 30 1 1.5070 7.30 30 1 1.1280 7.30 30 1 1.00
100 7.30 30 1 0.83
a) Diseño geométrico en perfil
El diseño geométrico en perfil o alineamiento vertical, está
constituido por una serie de rectas enlazadas por curvas verticales
parabólicas, a los cuales dichas rectas son tangentes; en cuyo
desarrollo, el sentido de las pendientes se define según el avance
del kilometraje, en positivas, aquéllas que implican un aumento de
cotas y negativas las que producen una disminución de cotas.
El perfil longitudinal está controlado principalmente por la
Topografía, Alineamiento, horizontal, Distancias de visibilidad,
Velocidad de proyecto, Seguridad, Costos de Construcción,
Categoría del camino, Valores Estéticos y
Drenaje.
i) Pendiente
Pendiente mínima
Es conveniente proveer una pendiente mínima del orden de 0,5%,
a fin de asegurar en todo punto de la calzada un drenaje de las
aguas superficiales. Se pueden presentar los siguientes casos
particulares:
Si la calzada posee un bombeo de 2% y no existen bermas y/o
cunetas, se podrá adoptar excepcionalmente sectores con
pendientes de hasta 0,2%.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 37
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Si el bombeo es de 2,5% excepcionalmente podrá adoptarse
pendientes iguales a cero.
Si existen bermas, la pendiente mínima deseable será de 0,5%
y la mínima excepcional de 0,35%.
En zonas de transición de peralte, en que la pendiente
transversal se anula, la pendiente mínima deberá ser de 0,5%.
Pendiente máxima
Es conveniente considerar las pendientes máximas que están
indicadas en la Tabla siguiente, no obstante, se pueden presentar
los siguientes casos particulares:
En zonas de altitud superior a los 3.000 msnm, los valores
máximos de la Tabla siguiente, se reducirán en 1% para
terrenos accidentados o escarpados.
En autopistas, las pendientes de bajada podrán superar hasta
en un 2% los máximos establecidos en la Tabla siguiente.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 38
PENDIENTE MINIMA = 0.50%
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Pendientes máximas (%)
Fuente: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG –
2013)
Elaboración. Grupo de Trabajo
ii) Alineamiento Vertical
Consideraciones:
En carreteras de calzada única el eje que define el estudio,
coincidirá con el eje central de la calzada.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 39
PENDIENTE MAXIMA = 9%
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Salvo casos especiales en terreno llano, la rasante estará por
encima del terreno, a fin de favorecer el drenaje.
En terreno ondulado, por razones de economía, la rasante se
acomodará a las inflexiones del terreno, de acuerdo con los
criterios de seguridad, visibilidad y estética.
Es deseable lograr una rasante compuesta por pendientes
moderadas, que presente variaciones graduales entre los
alineamientos, de modo compatible con la categoría de la
carretera y la topografía del terreno.
Los valores especificados para pendiente máxima y longitud
crítica, podrán emplearse en el trazado cuando resulte
indispensable. El modo y oportunidad de la aplicación de las
pendientes determinarán la calidad y apariencia de la carretera
Curvas Verticales:
Los tramos consecutivos de rasante, serán enlazados con curvas
verticales parabólicas, cuando la diferencia algebraica de sus
pendientes sea mayor del 1%, para carreteras pavimentadas y del
2% para las demás.
Dichas curvas verticales parabólicas, son definidas por su
parámetro de curvatura K, que equivale a la longitud de la curva
en el plano horizontal, en metros, para cada 1% de variación en la
pendiente, así:
Donde,
K : Parámetro de curvatura
L : Longitud de la curva vertical
A : Valor Absoluto de la diferencia algebraica de las pendientes
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 40
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Valores del índice K para el cálculo de la longitud de curva
vertical convexa en carreteras de Tercera Clase
Velocidad Directriz Km./h
LONGITUD CONTROLADA POR VISIBILIDAD DE
FRENADO
LONGITUD CONTROLADA POR VISIBILIDAD DE
ADELANTAMIENTO
Distancia de Visibilidad de Frenado m.
Índice de Curvatura
K
Distancia de Visibilidad de
Adelantamiento
Índice de Curvatura
K
20304050607080
2035506585
105130
0.61.93.86.4111726
-.-200270345410485540
-.-4684
138195272338
Fuente: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG –
2013)
Elaboración. Grupo de Trabajo
Valores del índice K para el cálculo de la longitud de curva
vertical convexa en carreteras de Tercera Clase
Velocidad de diseño (km/h)
Distancia de visibilidad de parada (m).
Índice de curvatura K
20304050607080
2035506585
105130
36913182330
Fuente: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG –
2013)
Elaboración. Grupo de Trabajo
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 41
LONGITUD DE CURVA VERTICAL = KA.
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
b) Diseño geométrico de la sección transversal
El diseño geométrico de la sección transversal, consiste en la
descripción de los elementos de la carretera en un plano de corte
vertical normal al alineamiento horizontal, el cual permite definir la
disposición y dimensiones de dichos elementos, en el punto
correspondiente a cada sección y su relación con el terreno
natural.
La sección transversal varía de un punto a otro de la vía, ya que
resulta de la combinación de los distintos elementos que la
constituyen, cuyos tamaños, formas e interrelaciones dependen de
las funciones que cumplan y de las características del trazado y
del terreno.
i) Elementos de la sección transversal
Los elementos que conforman la sección transversal de la
carretera son: carriles, calzada o superficie de rodadura, bermas,
cunetas, taludes y elementos complementarios (barreras de
seguridad, ductos y cámaras para fibra óptica, guardavías y otros),
que se encuentran dentro del Derecho de Vía del proyecto.
ii) Calzada o superficie de rodadura
Parte de la carretera destinada a la circulación de vehículos
compuesta por uno o más carriles, no incluye la berma. La calzada
se divide en carriles, los que están destinados a la circulación de
una fila de vehículos en un mismo sentido de tránsito.
El número de carriles de cada calzada se fijará de acuerdo con las
previsiones y composición del tráfico, acorde al IMDA de diseño,
así como del nivel de servicio deseado. Los carriles de
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 42
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
adelantamiento, no serán computables para el número de carriles.
Los anchos de carril que se usen, serán de 3,00 m, 3,30 m y 3,60
m.
Se tendrán en cuenta las siguientes consideraciones:
En autopistas: El número mínimo de carriles por calzada será de
dos.
En carreteras de calzada única: Serán dos carriles por calzada.
Ancho de la calzada en tangente
El ancho de la calzada en tangente, se determinará tomando
como base el nivel de servicio deseado al finalizar el período de
diseño. En consecuencia, el ancho y número de carriles se
determinarán mediante un análisis de capacidad y niveles de
servicio.
En la Tabla siguiente, se indican los valores del ancho de calzada
para diferentes velocidades de diseño con relación a la
clasificación de la carretera.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 43
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Anchos mínimos de calzada en tangente
Fuente: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG –
2013)
Elaboración. Grupo de Trabajo
Para velocidad de diseño de 30 Km/h de acuerdo a clasifiacion de
IMDA menor a 200 veh/dia:
Ancho de tramos en curva
A los anchos mínimos de calzada en tangente indicados en el
parrajo anterior, se adicionaran los sobreanchos correspondientes
a las curvas, de acuerdo a lo establecido en el ítem de
sobreanchos.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 44
ANCHO DE CALZADA = 4.00m.
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
iii)Bermas
Franja longitudinal, paralela y adyacente a la calzada o superficie
de rodadura de la carretera, que sirve de confinamiento de la capa
de rodadura y se utiliza como zona de seguridad para
estacionamiento de vehículos en caso de emergencias.
Cualquiera sea la superficie de acabado de la berma, en general
debe mantener el mismo nivel e inclinación (bombeo o peralte) de
la superficie de rodadura o calzada, y acorde a la evaluación
técnica y económica del proyecto, está constituida por materiales
similares a la capa de rodadura de la calzada.
Ancho de las bermas
En la una tabla encontramos los anchos de las bermas, se
establece el ancho de bermas en función a la clasificación de la
vía, velocidad de diseño y orografía.
No se considera berma según Manual de Carreteras “Diseño
Geométrico” (DG – 2013), para trochas carrozables.
iv)Bombeo
En tramos en tangente o en curvas en contraperalte, las calzadas
deben tener una inclinación transversal mínima denominada
bombeo, con la finalidad de evacuar las aguas superficiales. El
bombeo depende del tipo de superficie de rodadura y de los
niveles de precipitación de la zona.
Valores del bombeo de la calzada
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 45
ANCHO DE BERMAS = 0.00m.
.
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Fuente: Manual de Carreteras “Diseño Geométrico” (DG –
2013)
Elaboración. Grupo de Trabajo
El bombeo puede darse de varias maneras, dependiendo del tipo
de carretera y la conveniencia de evacuar adecuadamente las
aguas, entre las que se indican:
La denominada de dos aguas, cuya inclinación parte del centro de
la calzada hacia los bordes.
v) Ancho de la Plataforma
El ancho de la plataforma a rasante terminada resulta de la suma
del ancho en calzada y del ancho de las bermas.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 46
BOMBEO = 3%.
ANCHO DE PLATAFORMA = 4.00m.
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INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 47
SEMANA 02EXPLOTACION DE CANTERAS
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
INDICE
3. OBJETIVO 52
3.1. CANTERA 52
3.2. DEFINICION 52
3.3. CLASIFICAION 53
3. ETAPAS DE EXPLORACIÓN 52
3.1. TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS 52
3.2. CUIDADOS EN LA EXPLOTACIÓN 52
3.3. PASOS PARA PROGRAMAR LA EXPLOTACIÓN 53
3.3.1. DESTAPE 53
3.3.2. ARRANQUE 54
3.3.4. TRANSPORTE INTERNO 54
3.3.5. CLASIFICACIÓN 54
3.3.6. COMERCIALIZACIÓN 55
3.3.7. ALMACENAMIENTO 55
3.3.8. ESCOMBRERAS 55
3.4. ADECUACIÓN DE CANTERAS 55
a. POR SU CALIDAD 56
b. POR POTENCIA Y RENDIMIENTO 57
c. POR SU SITUACIÓN LEGAL Y DISPONIBILIDAD 57
d. POR SU ACCESIBILIDAD Y ESTADO DE LAS VÍAS DE ACCESO 58
4.TOPOGRAFÍA 58
5. CALICATAS 58
6. ESTRATIGRAFIA 59
7. EVALUACION DE LA CANTERA 60
8. CALCULO DE RENDIMIENTO 60
9. REQUERIMIENTOS DE TRABAJO 63
9.1. ACEPTACIÓN DE LOS TRABAJOS 63
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 48
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
9.1.1. CONTROLES 63
9.1.2. METODOS DE REMOCION Y DE PROCESAMIENTO 64
10. PROCESO DE EXPLOTACION 64
10.1. TRASLADO Y ACUMULACION DE MATERIALES PROCESADOS 64
10.1.1. EQUIPO 65
11. CARGA Y TRANSPORTE DE MATERIALES EN CANTERA 66
11. 1. EQUIPOS DE PROCESAMIENTO EN CANTERA 67
11.1.1. PROCESAMIENTO DE CANTERA DE ÁRIDOS 67
11.1.2. ZARANDA 68
12. CHANCADORAS 70
12.1. PROCEDIMIENTO 70
12.2. TIPOS DE CHANCADORAS 71
13. CHANCADORA DE MANDÍBULAS 72
13.1. USOS 72
14. CHANCADORA DE CONO 72
15. CHANCADORA DE IMPACTO 73
15.1. Usos 73
16. CHANCADORA PRIMARIO 74
17. CHANCADORAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS 75
18. PLANTAS DE AGREGADOS DE LAVADO 75
CONCLUSIONES 77
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 49
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
1. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL:
Describir las características generales de una cantera.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Conocer los pasos para programar la explotación,
disponibilidad, consideraciones de acceso, topografía,
calicatas, estratigrafía, evaluación de la cantera, potencia
bruta y potencia neta, rendimientos, métodos de remoción
y de procesamientos, traslado y acumulación de
materiales procesados.
Conocer los equipos de procesamiento en canteras.
Conocer los componentes de ciclo transporte tiempos fijos, tiempos, variables.
2. CANTERA
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 50
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
2.1. DEFINICIÓN: Se llama cantera a la fuente de aprovisionamiento de
suelos y rocas necesarias para la construcción de una obra. Es el término
genérico que se utiliza para referirse a las explotaciones a cielo abierto de
materiales de construcción, entre los cuales se incluyen las rocas industriales
y ornamentales, gravas, gravillas,
arenas y arcillas.
Las canteras aprovisionan material
para la conformación de
terraplenes, estabilizaciones, capa
de su base y bases o como
agregado para la elaboración de
concretos de cemento portland y
asfáltico.
Toda cantera tiene una vida útil, y una vez agotada, el abandono de la
actividad puede originar problemas de carácter ambiental, principalmente
relacionados con la destrucción del paisaje.
2.2. CLASIFICACIÓN: Se pueden clasificar dependiendo del tipo de
explotación, el material que se quiera explotar y su origen.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 51
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
3. ETAPAS DE EXPLORACIÓN
3.1. TIPOS DE EXPLOTACIÓN DE CANTERAS
La explotación de canteras es el conjunto de actividades por medio de las
cuales se extrae materiales de una cantera para ser empleados en una obra
determinada.
Las actividades necesarias durante la explotación en una cantera son:
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 52
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Desmonte y limpieza.
Preparación
Extracción y acopio
Zarandeo o chancado.
Carguío y transporte.
3.2. CUIDADOS EN LA EXPLOTACIÓN
Cuando se trata de la explotación de materiales térreos por ejemplo para
terraplenes, sub base y bases:
No mezclar los materiales de desperdicio (capa de desbroce o el over)
- Acopiar mezclando lo más posible a fin de logra uniformidad.
Cuidar la humedad de los finos en el banco.
Cargar de abajo hacia arriba para evitar segregación. Si se trata de
producir agregado para concreto asfaltico o de cemento portland, los
trabajos más comunes incluyen:
Alimentación
Zarandeo o cribado.
Trituración.
Lavado.
3.3. PASOS PARA PROGRAMAR LA EXPLOTACIÓN
Son las fases de la explotación de una cantera a cielo abierto y comprende lo
siguiente: Destape, arranque, transporte interno, clasificación,
comercialización, transporte externo, almacenamiento, escombreras.
3.3.1. DESTAPE
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 53
UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015
Es la actividad que permite retirar todo el material de sobrecarga y dejar el
material útil listo para que sea arrancado por cualquiera de los medios, sea
por perforación o voladura (Rocas duras), o mediante retroexcavadora,
buldózer con ripper (Rocas suaves).
Esta operación da la oportunidad de conservar el suelo fértil y las especies
nativas, semillas, estacas, etc. para reforestar y para la recuperación del
espacio explotado.
El destape se efectuará excavando trincheras de acceso (caminos en la
cantera).
Los parámetros básicos de una trinchera son: Largo, Anchura de fondo,
Pendiente Ángulo de talud, Equipo de excavación y depende del objeto para
el que se construya la trinchera
3.3.2. ARRANQUE
Consiste en caso de rocas duras, proceder a la perforación de Bancos
descendentes con la ayuda de máquinas de perforación y proceder a la
voladura con el uso de explosivos.
En el caso de rocas suaves, el arranque se realiza de manera directa, para lo
cual se utiliza excavadores que disgregan la roca para que luego sea
cargado hasta los volquetes.
.
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3.3.4. TRANSPORTE INTERNO
El material heterogéneo dispuesto en la plataforma de trabajo, con la ayuda
de la retro excavadora, es alimentado a los camiones, los cuales llevan hasta
la zaranda, que se encuentra ubicada fuera o dentro del área de la
concesión, para su respectiva clasificación.
3.3.5. CLASIFICACIÓN
El material que ha sido quebrado mediante voladura puede ser alimentado a
una trituradora de mandíbulas o cónica, desde donde se obtendrán los
diferentes productos, como ripio, arena, chispa, etc. para la comercialización.
El material suave obtenido de laboreo mediante excavadora es llevado hasta
zarandas estacionarias en las cuales se obtienen los diferentes productos
como: arena, ripio, base, sub base, piedra bola y del material grueso no
condicionado se obtienen los molones los cuales serán comercializados.
3.3.6. COMERCIALIZACIÓN.- Los diferentes tipos de productos que se han
preparado en la cantera son comercializados en función de las necesidades
del consumidor, para lo cual empresas que no tienen relación con los
titulares mineros se encargan de comercializar.
Ocasionalmente los titulares disponen de volquetes y comercializan
directamente.
3.3.7. ALMACENAMIENTO.- El material que no ha sido comercializado, es
almacenado en lugares fuera del área de procesamiento de la roca para su
posterior comercialización y se les conoce como stocks.
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3.3.8.
ESCOMBRERAS.- Lugar en el cual se deposita de manera temporal o
definitiva el suelo de cobertura o se deposita el material que no ha sido
considerado útil o comercializable, según el caso.
2.4. ADECUACIÓN DE CANTERAS
Para cada cantera se deberá diseñar un adecuado sistema y programa de
aprovechamiento del material, de manera de producir el menor daño al
ambiente. Será diferente si se trata de explotar un lecho de río o quebrada,
un promontorio elevado (cerros), una ladera o extraer material del subsuelo.
Se deberá seguir las estipulaciones que al respecto se incluye en el Manual
Ambiental para el Diseño y Construcción de Vías del MTC.
a) POR SU CALIDAD
La calidad de una cantera está dada por su grado de cumplimiento de las
especificaciones técnicas, del material que se busca; y se deduce de los
ensayos de laboratorio que se practiquen sobre las muestras tomadas
durante la etapa exploratoria
Ensayos de laboratorio:
Las muestras representativas fueron sometidas a los siguientes ensayos:
Análisis granulométrico por tamizado (NTP 400.012)
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Límites de consistencia (NTP 339.129) Límite líquido, límite plástico,
índice de plasticidad
Clasificación SUCS, AASHTO (NTP 339.134,NTP 339.135)
Contenido de humedad (NTP 339.127)
Proctor modificado (NTP 339.141)
Equivalente de arena (NTP 339.146)
Abrasión (NTP 400.020)
California Bearing Ratio (CBR) (NTP 339.145)
Durabilidad con sulfato de magnesio (NTP 400.016)
Peso unitario (NTP 400.017
b) POR POTENCIA Y RENDIMIENTO
Referido a la cantidad de material existente en la zona y el % aprovechable.
Potencia bruta: Es el volumen total de la cantera, se obtiene multiplicando el
área total de la cantera por la profundidad de exploración.
Potencia Neta: Es el volumen de material utilizable que se espera obtener de
la potencia bruta. Es la potencia bruta menos el material de desbroce y el
desperdicio (Over).
Potencia Aprovechable: Es aquella parte de la potencia neta aprovechable
para un fin específico.
c) POR SU SITUACIÓN LEGAL Y DISPONIBILIDAD
Se debe de determinar el estado de la propiedad de las zonas donde se ha
identificado la existencia de material explotable. Nombre los actuales y de ser
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posible de los anteriores propietarios; existencia de contratos de
servidumbre, concesiones, etc.
d) POR SU ACCESIBILIDAD Y ESTADO DE LAS VÍAS DE ACCESO.
La accesibilidad y el estado de las vías de acceso a la cantera así como la
situación legal no definida desde la etapa exploratoria, pueden ser en
muchos casos definitorias al ocasionar gastos innecesarios y hasta atrasos o
paralización de obra.
Características de accesos:
a. Costo de construcción.
b. costo de mejoramiento.
c. costo de mantenimiento.
d. Flujo vehicular
4. TOPOGRAFÍA
Las áreas para uso de canteras y que serán afectadas deben ser materia de
levantamientos topográficos antes y después de la explotación según se
estipula en la especificación Trazo y Replanteo referente a Canteras.
Asimismo, se deberá efectuar otro levantamiento topográfico después de
haberse efectuado los trabajos de readecuación para verificación y contraste
de las condiciones iniciales y finales de los trabajos.
Los planos topográficos deben incluir información sobre los volúmenes
extraídos, los volúmenes de relleno para la readecuación ambiental, tipo de
vegetación utilizada.
5. CALICATAS
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Las calicatas o catas son una de las técnicas de prospección empleadas
para facilitar el reconocimiento geotécnico, estudios edafológicos o
pedológicos de un terreno. Son excavaciones de profundidad pequeña a
media, realizadas normalmente con pala retroexcavadora.
Las calicatas permiten la inspección directa del suelo que se desea estudiar
y, por lo tanto, es el método de exploración que normalmente entrega la
información más confiable y completa. En suelos con grava, la calicata es el
único medio de exploración que puede entregar información confiable, y es
un medio muy efectivo para exploración y muestreo de suelos de fundación y
materiales de construcción a un costo relativamente bajo.
La sección mínima recomendada es de 0,80 m por 1,00 m, a fin de permitir
una adecuada inspección de las paredes. El material excavado deberá
depositarse en la superficie en forma ordenada separado de acuerdo a la
profundidad y horizonte correspondiente. Debe desecharse todo el material
contaminado con suelos de estratos diferentes. Se dejarán plataformas o
escalones de 0,30 a 0,40 metros al cambio de estrato, reduciéndose la
excavación. Esto permite una superficie para efectuar la determinación de la
densidad del terreno. Se deberá dejar al menos una de las paredes lo menos
remodelada y contaminada posible, de modo que representen fielmente el
perfil estratigráfico del pozo. En cada calicata se deberá realizar una
descripción visual o registro de estratigrafía comprometida.
Las calicatas serán según la Norma Técnica Peruana 339.162 (ASTM
D420).
6. ESTRATIGRAFIA
La estratigrafía, del latín stratum y del griego graphia, es la descripción de
todos los cuerpos rocosos que forman la corteza terrestre y de su
organización en unidades distintas, útiles y cartografiables. Las unidades
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están basadas en sus características o cualidades a fin de establecer su
distribución y relación en el espacio y su sucesión en el tiempo, y para
interpretar la historia geológica.
La estratigrafía es la
rama de la geología
que trata del estudio
e interpretación de
las rocas
sedimentarias estratificadas, y de la identificación, descripción, secuencia,
tanto vertical como horizontal; cartografía y correlación de las unidades
estratificadas de rocas.
Estratificación es la disposición en capas paralelas de las rocas
sedimentarias. Estrato es cada una de las capas de que consta una
formación de rocas estratificadas.
7. EVALUACION DE LA CANTERA
Referido a la cantidad de material existente en la zona y el % aprovechable.
POTENCIA BRUTA.
Es el volumen total de la cantera, se obtiene multiplicando el área total de la
cantera por la profundidad de exploración.
POTENCIA NETA.
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Es el volumen de material utilizable que se espera obtener de la potencia
bruta. Es la potencia bruta menos el material de desbroce y el desperdicio
(Over).
8. CALCULO DE RENDIMIENTO
DATOS DE LA EXPLOTACIÓN DE LA CANTERA
CALCULO DE RENDIMIENTO
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9. REQUERIMIENTOS DE TRABAJO
Características de Accesos: Verificar accesibilidad a la cantera
Costo de construcción
Costo de mejoramiento
Costo de mantenimiento
Flujo vehicular
Pueden requerir ampliación de toda la trocha, construir plazoletas de cruce, o
camino de retorno independiente
18.1. ACEPTACIÓN DE LOS TRABAJOS
Los trabajos serán recibidos con la aprobación del Supervisor considerando:
9.1.1. CONTROLES
Verificar el estado y funcionamiento de los vehículos de transporte.
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Comprobar que las ruedas del equipo de transporte que circule sobre
las diferentes capas granulares se mantengan limpias.
Exigir la limpieza de la superficie en caso de contaminación atribuible
a la circulación de los vehículos empleados para el transporte de los
materiales.
Determinar la ruta para el transporte al sitio de utilización o desecho
de los materiales, siguiendo el recorrido más corto y seguro posible.
9.1.2. METODOS DE REMOCION Y DE PROCESAMIENTO
Es el conjunto de actividades por medio de las cuales se extrae materiales
de una cantera para ser empleados en una obra determinada.
Con equipo mecánico (tractores, rippers, pala mecánica)
Con Explosivos (Taladros manuales, taladros con compresora y martillos,
taladros con track drill, calambucos)
Esta utiliza técnicas modernas de perforación y voladuras, además del uso
de maquinaria adecuada, que garantizan la correcta explotación, carguío y
transporte de la materia prima desde la cantera, cumpliendo con los planes
normados de Explotación de Cantera y Manejo Ambiental, según las
exigencias legales vigentes en el país
Los equipos usados en la exploración de canteras son normalmente: tractor
sobre oruga o neumático, cargador frontal, excavadora, chancadora.
19. PROCESO DE EXPLOTACION
19.1. TRASLADO Y ACUMULACION DE MATERIALES PROCESADOS
Bajo estas partidas se considera el material en general que requieren ser
transportados de un lugar a otro de la obra.
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Materiales provenientes de Canteras
Se refiere al transporte de materiales de canteras procesados o mezclados
que son destinados a formar terraplenes y capas granulares de afirmado,
naturales o procesados en planta.
Se excluyen los materiales para concretos hidráulicos, rellenos estructurales,
solados, filtros para sub drenes y todo aquel que esté incluido en los precios
de sus respectivas partidas.
Vagones de riel
Vagones teleféricos.
Fajas transportadora.
Volquetes
10.1.1. EQUIPO
Los vehículos para el transporte de materiales estarán sujetos a la
aprobación del Supervisor y deberán ser suficientes para garantizar el
cumplimiento de las exigencias de esta especificación y del programa de
trabajo. Deberán estar provistos de los elementos necesarios para evitar
contaminación o cualquier alteración perjudicial del material transportado y
su caída sobre las vías empleadas para el transporte.
Todos los vehículos para el transporte de materiales deberán cumplir con las
disposiciones legales referentes al control de la contaminación ambiental.
Ningún vehículo de los utilizados podrá exceder las dimensiones y las cargas
admisibles por eje y totales fijadas en el Reglamento de Pesos y Dimensión
Vehicular para Circulación en la Red Vial Nacional (D.S. 013-98-MTC).
Cada vehículo deberá, mediante un letrero visible, indicar su capacidad
máxima, la cual no deberá sobrepasarse.
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Todos los vehículos, necesariamente tendrán que humedecer su carga (sea
piedras o tierra, arena, etc.) y demás, cubrir la carga transportada para evitar
la dispersión de la misma. La cobertura deberá ser de un material resistente
para evitar que se rompa o se rasgue y deberá estar sujeta a las paredes
exteriores del contenedor o tolva, en forma tal que caiga sobre el mismo por
lo menos 30 cm a partir del borde superior del contenedor o tolva.
El lavado de los vehículos deberá efectuarse, lejos de las zonas urbanas y
de los cursos de agua.
11. CARGA Y TRANSPORTE DE MATERIALES EN CANTERA
La operación de carga se define como la introducción de materiales en un
determinado recinto o área de confinamiento, generalmente para su
transporte o su utilización dentro del proceso productivo. El material
previamente volado o extraído será recogido por un equipo móvil para ser
vertido o depositado, bien en la caja de un dúmper, bien en la tolva de
alimentación directamente.
• Las palas cargadoras, al ser articuladas sobre ruedas, tienen una gran
capacidad de traslación. Por ello pueden cargar los dúmperes y verter en la
tolva de alimentación directamente.
• Las excavadoras suelen ir montadas sobre orugas. Son, además,
máquinas versátiles para realizar otros trabajos como hacer rampas, sanear
frentes de banco, hacer zanjas, etc.
20. 1. EQUIPOS DE PROCESAMIENTO EN CANTERA
Operaciones de Extracción consisten en varias fases e involucrar a muchas
plantas de procesamiento de cantera. El primer paso en la extracción es
obtener acceso al depósito mineral. Se procesa mediante la eliminación de la
capa de tierra y roca no apto para el producto final, con equipo pesado y la
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 66
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transferencia a almacenamiento in situ para su posterior procesamiento.
Después de la cara del depósito está expuesto, la piedra se extrae de la
cantera en capas o piezas. Si los planos de estratificación son visibles,
carretillas elevadoras o cuñas de acero se transite entre las capas para
levantar las capas. Una vez que las capas o piezas se sujetan en la
maquinaria pesada, se transfieren a una zona de inspección para la
clasificación, el almacenamiento temporal y la expedición eventual desde el
sitio. Y entonces la cantera será entregada a planta de trituración o molienda
de la máquina para la reducción de tamaño de acuerdo a diferentes
aplicaciones finales.
20.1.1. PROCESAMIENTO DE CANTERA DE ÁRIDOS
Operaciones de agregados y de trituración de roca implican la manipulación
y elaboración de productos minerales no metálicos para la industria de la
construcción. Productos minerales no metálicos se extraen o minadas y son
transportados a la planta de
Procesamiento para la clasificación de más y/o reducción de tamaño.
Además, algunos productos reciclados agregados (tales como hormigón y
hormigón asfáltico) también son procesados en estas plantas. El
procesamiento de arena y grava para un mercado específico implica el uso
de diferentes combinaciones de lavadoras, pantallas, y clasificadores para
separar los tamaños de partículas, trituradoras para reducir el tamaño de
material y de almacenamiento e instalaciones de carga. Los diferentes tipos
de equipos utilizados en estas plantas son: tolvas, cintas transportadoras, las
pantallas, los depuradores, bombas, depósitos de almacenamiento,
trituradoras, plantillas, tornillos, cargadores frontales, raspadores, camiones,
motores y generadores
20.1.2. ZARANDA
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Se llama zaranda a una especie de instrumento cuadrangular, compuesto de
cuatro tablas que se estrechan hacia el suelo el cual está compuesto de una
red hecha de lías delgados. Esta zaranda sirve en los lagares y más
comúnmente en las lagaretas para acribar o zarandear, que es el término
que usado.
a. Zaranda estática:
Zaranda estática está construida en acero inoxidable.
También puede construirse con gabinete de PVC y malla de acero
inoxidable.
Este equipo es utilizado para tratamiento o pre tratamiento de aguas
residuales industriales y urbanas.
b.Zarandas mecánica:
1. Estos tipos de zaranda tiene la característica de vibración y el
rendimiento estable.
2. Operación conveniente mediante el ajuste de la fuerza para cambiar y
controlar el flujo.
3. Bajo consumo, poco ruido.
4. Estructura simple, ligero, pequeña cubicación, así que es fácil de
mantener.
5. se puede adoptar tipo de cuerpo cerrado, al fin de evitar ser
contaminados por el polvo.
6. Zarandas vibratorias tienen un largo ciclo de vida.
C.MALLAS ZARANDAS
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La construcción de una malla para zaranda reside en la concepción racional
del producto, pensado y construido para ser sometido a las más duras
condiciones de desgaste y abrasión.
Los más diversos materiales son seleccionados por nuestras mallas para
zaranda, y están diseñadas para, con seguridad, satisfacer sus necesidades
específicas.
Variables que debemos considerar:
Abertura y diámetro de alambre: Resultando el espacio útil de pasaje.
Superficie de Pasaje: Es el porcentaje entre la superficie de abertura y
la superficie total de la malla.
Calidad de Material: Acero de carbono, galvanizado, crudo natural,
acero inoxidable, aceros de alta resistencia.
Datos útiles para solicitar una malla para zaranda:
Para solicitar una malla para zaranda debemos tener conocimiento del tipo y
características del material a seleccionar y que queremos obtener.
Características para solicitar la malla para zaranda:
» Tipo de malla: tejida, soldada, sobrepuesta.
» Abertura o número de malla.
» Diámetro de alambre.
» Calidad del material.
» Dimensiones de la zaranda: ancho y largo.
» Tipo de tensado.
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Mallas Soldadas Sobrepuestas
La construcción es mediante la superposición de hierros fijados mediante
soldadura de alta fijación y material básico. .
Se realizan en aberturas cuadradas o rectangulares de 7 a 250 mm., con
hierros de acero de espesor de 8 a 25 mm. SAE 1010 a 1075. Son útiles
como grillas, para el preclasificado de piedras o materiales de gran tamaño.
21. CHANCADORAS
Chancadora es un dispositivo diseñado para disminuir el tamaño de los
objetos mediante el uso de la fuerza, para romper y reducir el objeto en una
serie de piezas de volumen más pequeñas o compactas.
Si se trata de una máquina empleada para la minería, la construcción o para
el proceso industrial, puede procesar rocas u otras materias sólidas. En
cuanto a la chancadora para la construcción o minería.
21.1. PROCEDIMIENTO
En el procedimiento de chancar las piedras en más pequeñas, la primera
chancada es generalmente la principal. Esto por lo general, consiste en
colocar el objeto entre dos superficies sólidas; una de las superficies actúa
como una plataforma y proporciona un lugar para colocar el objeto; la
segunda superficie normalmente se encuentra por encima del objeto y la
plataforma, y baja lentamente para ejercer la fuerza sobre el objeto. Como la
fuerza destruye el objeto, la superficie superior continúa descendiendo hasta
que se ha producido un grado óptimo de reducción de tamaño.
21.2. TIPOS DE CHANCADORAS
Las chancadoras se emplean especialmente en la construcción o minería,
para romper rocas y reducirlas a un tamaño más pequeño.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 70
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Algunas de las trituradoras estacionarias son:
Chancadora o trituradora de mandíbula o chancadora general.
Chancadora o trituradora de cono o Trituradora de cono resorte.
Trituradora o chancadora de cono hidráulica.
Chancadora o trituradora de impacto o chancadora de tipo europeo.
Trituradora de impacto hidráulica.
Trituradora de impacto de eje vertical. o Trituradora de impacto de eje
vertical con cámara profunda.
Trituradora o chancadora primaria de impacto.
Chancadora o trituradora desbrozadora.
La chancadora de cono hidráulica, es la nueva chancadora de cono que tiene
el nivel avanzado, su uso no sólo mejora la capacidad de producción y la
eficiencia de trituración, sino también amplia el campo de aplicación, de la
piedra caliza a basalto, de la producción de piedra a una variedad de
minerales de trituración.
22. CHANCADORA DE MANDÍBULAS
Chancadora de mandíbulas tienen beneficios considerables como
chancadora primaria.
Los puntos para la cuenta puede incluir el tipo de material de alimentación de
la productividad esperada y el tamaño agregado deseado.
13.1. USOS
La trituradora de esta serie es más conveniente para triturar los minerales
blandos y duros de la resistencia a compresión no mayor a 300Mpa, el
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 71
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tamaño máximo de las materias a triturar no puede exceder lo especificado
en la tabla de parámetros técnicos.
Ventajas:
• Más lento RPM – esto evita el daño potencial que las chancadora
trituradora con RPM más rápido puede experimentar.
• Bajo mantenimiento – los costes de mantenimiento asociados con
chancadora de mandíbulas son normalmente bajos ya que hay menos riesgo
de daños a la trituradora.
23. CHANCADORA DE CONO
Es una chancadora giratoria modificada. La principal diferencia es el diseño
aplanado de la cámara de chancado con el fin de lograr una alta capacidad y
una alta razón de reducción del material. El objetivo es retener el material por
más tiempo en la cámara y así lograr una mayor reducción del material.
Esto permite que los finos sean descargados rápidamente. Logran una razón
de reducción de entre 3/1 a 7/1.
La chancadora de cono se produce en dos versiones:
a) Cono standard
b) Cono de cabeza corta.
El tipo (a) se usa para chancado secundario y el tipo (b) se usa para
chancado terciario. Ambos tipos difieren principalmente en la forma de la
cámara de chancado.
24. CHANCADORA DE IMPACTO
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Chancadora de impacto tiene beneficios considerables en las trituradoras de
compresión.
15.1. Usos
Son ampliamente utilizadas la trituración mediana y fina en las industrias de
mineral, ferrocarril, carretera, energía, cemento, química, construcción, etc.
Tales como piedra caliza, clinker, escoria, coque, carbón, etc. El tamaño de
partícula se puede ajustar de descarga, con diversas especificaciones de
trituración.
En la siguiente tabla se describen los usos típicos de las chancadoras de uso
común:
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25. CHANCADORA PRIMARIO
El sistema de Chancado Primario es un proceso de trituración por fuerzas de
compresión del mineral que viene de la fase de minado y termina con la
entrega de un producto menor a 6” de diámetro al Sistema de Chancado
Secundario.
¿Qué hace el Sistema de Chancado Primario?
El Sistema de Chancado Primario reduce el mineral proveniente de mina con
un tamaño máximo de 54” a un diámetro menor a 6”. Usa como flujos
auxiliares la energía eléctrica, el aire comprimido y agua fresca. Recupera
agua con finos desde el colector de polvos y desecha material particulado al
ambiente y ruido.
26. CHANCADORAS SECUNDARIAS Y TERCIARIAS
Las chancadoras secundarias son más pequeñas que las chancadoras
primarias. Tratan el producto del chancado primario (generalmente menor a 6
pulgadas de diámetro) ya sin elementos dañinos en el mineral tales como
trozos metálicos, madera, etc.
Al igual que las primarias, trabajan en seco y reducen el mineral a un tamaño
adecuado para molienda o chancado terciario, si es que el material lo
requiere.
El equipo más usado es la chancadora de cono aunque también se usan
chancadoras de rodillo y molino de martillo.
27. PLANTAS DE AGREGADOS DE LAVADO
Aplicación de la máquina Lavadora de arena
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Esta serie de la lavadora de arena se utiliza ampliamente en los trabajos de
la selección, clasificación y edulcoración de las industrias de metalurgia,
materiales de construcción, etc… favorable a los materiales de grano fino y
grano grueso en la operación de lavado. Es el producto esencial para la
arena.
La máquina lavadora de rueda se utiliza ampliamente en los trabajos de la
selección, clasificación y edulcoración de las industrias de metalurgia,
materiales de construcción, etc. Favorable a la arena de construcción y la
grava de los caminos.
Lavadora de la arena del tornillo es para las obras de construcción, plantas
de grava, cristalería, estación hidroeléctrica y otras unidades, utilizada en la
selección, clasificación y la deshidratación como se requiere arena de
partículas pequeñas.
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CONCLUSIONES
• Después de haber realizado este trabajo llegamos a definir lo que es
una cantera y como es que se clasifica, lo cual para nosotros como
estudiantes fue muy importante conocer todo lo referido a canteras.
• Como al inicio del trabajo nos propusimos objetivos específicos
logramos lo propuesto, los pasos para realizar una explotación,
disponibilidad, consideraciones de acceso, topografía, calicatas, estratigrafía,
evaluación de la cantera, potencia bruta y potencia neta, rendimientos,
métodos de remoción y de procesamientos, traslado y acumulación de
materiales procesados. Lo cual para nuestro grupo el más importante es la
disponibilidad del terreno.
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INDICE
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 77
SEMANA 03
TRABAJO DE EQUIPO
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EFICIENCIA DEL EQUIPO
La eficiencia comprende el trabajo, la energía y/o la potencia. Las máquinas
sencillas o complejas que realizan trabajo tiene partes mecánicas que se
mueven, de cómo que Siempre se pierde algo de energía debido a la fricción o
alguna otra causa. Así, no toda la Energía absorbida realiza trabajo útil. La eficiencia
mecánica es una medida de lo que se obtiene a partir de lo que se invierte,
esto es, el trabajo útil generado por la energía Suministrada.
FACTORES QUE INFLUYEN EN EL RENDIMIENTO DE LOS EQUIPOS.
En cuanto al uso y eficiencia del equipo mecánico en obra, estos dependen
de los siguientes factores:
Factores primarios:
a) Factores humanos.-Destreza y pericia de los operadores
b) Factores geográficos.-Condiciones de trabajo y condiciones climáticas
según su ubicación y altitud media
c) Naturaleza del terreno. Para establecer el tipo o tipos de máquinas a
Utilizarse de acuerdo al material que conforma el terreno, en el cual se va
Trabajar (rocoso, arcilloso, pantanoso, etc.).
Factores secundarios:
a) Proporciones del equipo. Para determinar el volumen del equipo a
emplear.
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 78
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b) Metas por alcanzar.-Para establecer rendimientos aproximados y tipos
de máquinas a utilizar, de acuerdo a la misión y plazos.
c) Distancias a la que los materiales deben transportarse o moverse.-
Para
Establecer el tipo y cantidad de máquinas a utilizar, teniendo en cuenta:
Longitud, pendiente, condiciones del camino de acarreo, superficie de las
áreas
De carga.
d) Personal.-Para establecer de acuerdo a su capacidad de operación,
Mantenimiento, control y supervisión, el tipo de máquina que ofrezca
mayores facilidades.
e) Uso adecuado del equipo.-Para determinar con exactitud la maquina a
utilizar
Para cada trabajo.
FACTORES PARA LA SELECCIÓN DE UNA MAQUIMNARIA
a) Tipos de materiales que se van a excavar.
b) Tipo y tamaño del equipo para el transporte.
c) Capacidad de soporte de carga del piso original.
d) Volumen del material excavado que se va a mover
e) Volumen que se va a mover por unidad de tiempo.
f) Longitud del acarreo.
g) Tipo del camino del acarreo.
h) Maniobrabilidad
i) Compactación
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j) Costo
CLASIFICACION DEL EQUIPO MECANICO
1. TRACTOR
2. MOTONIVELADORA
3. CARGADOR FRONTAL
4. VOLQUETE
5. EXCAVADORA
6. RODILLOS
7. CARGADOR FRONTAL
8. RODILLO COMPACTADOR
9. PAVIMENTADORA
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 80
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INDICE
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 81
SEMANA 04TRACTORES
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1. OBJETIVOS
1.1. OBJETIVO GENERAL
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
2. TRACTORES
2.1. DESCRIPCION Y CARACTERISTICAS DEL EQUIPO
2.1.1. TRACTORES DE ORUGAS
2.1.1.1. ACCESORIOS ESPECIALES PARA TRACTORES DE ORUGA
2.1.1.2. RENDIMIENTO DE TRACTOR ORUGA
2.1.1.3. CONDICIONES INICIALES EN LAS OBRAS DE
CONSTRUCCIÓN
2.1.1.4. CALCULO DEL COSTO HORA - MAQUINA (TRACTOR DE
ORUGAS)
2.1.1.5. FUNCIONES DEL RENDIMIENTO DE TRACTOR ORUGA
2.1.1.6. COSTOS DEL EQUIPO
2.1.1.7. MANTENIMIENTO DEL EQUIPO
2.1.2. TRACTORES CON NEUMATICOS
2.1.2.1. DOZERS
2.2. ALGUNAS DIFERENCIAS ENTRE TRACTOR ORUGA Y UNO
NEUMÁTICO
3. CAMPO DE APLICACIÓN
3.1. MÉTODOS DE TRABAJO
3.1.1. CORTE MASIVO
3.1.2. EXPLOTACIÓN DE CANTERAS O EXCAVACIONES EN
PRESTAMOS (CANTERAS O BANCO DE MATERIALES)
3.1.3. DESBROCE
3.1.4. APILAMIENTO DE MATERIALES
4. RENDIMIENTOS DE TRACTOR ORUGA Y CON NEUMÁTICOS
5. MANTENIMIENTO DEL EQUIPO
CONCLUSIÓN
INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 82
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1. OBJETIVOS
1.1. OBJETIVO GENERAL
Conocer los conocimientos técnicos de los componentes
del equipo, capacidad de proponer la aplicación, medir
los rendimientos y desarrollar la gestión de maquinaria
pesada, incluyendo la operación y el mantenimiento.
1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Reconocer cada uno de los componentes que conforman la máquina.
Reconocer el funcionamiento de cada uno de los componentes del equipo.
Conocer la teoría básica, el funcionamiento, la evaluación de los principales componentes de la maquinaria pesada: sistema motor, sistema motriz, sistema hidráulico y sistema electrónico.
Conocer, identificar y diagnosticar los principales problemas y las causas que originan fallas en diversos componentes de la maquinaria pesada.
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2. TRACTORES
2.1. DESCRIPCION Y CARACTERISTICAS DEL EQUIPO
Son máquinas que transforman la potencia del motor en energía de
tracción, para excavar, empujar o jalar cargas.
Es un equipo fundamental para las construcciones, por su amplia
versatilidad es capaz
de realizar una infinidad
de tareas.
Se fabrican sobre
orugas o enllantados:
Los tractores sobre
orugas desarrollan una
mayor potencia a
menor velocidad, los de ruedas trabajan a mayor velocidad con un menor
aprovechamiento de la energía del motor, su fuerza de tracción es
considerablemente menor a la del tractor de orugas.
2.1.1. TRACTORES DE ORUGAS
Tienen la ventaja de trabajar en condiciones adversas, sobre terrenos
accidentados o poco resistentes, en lugares donde no existen caminos, ya
que es capaz de abrir su propia senda. Puede transitar por laderas
escarpadas y con fuertes pendientes.
Generalmente forma parte
del primer contingente de
máquinas que inician una
obra, ya sea abriendo
sendas, efectuando la
limpieza y desbosque del
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terreno o realizando las tareas de excavación. Se utiliza para una
variedad de trabajos, tales como excavación, desbroce de árboles y
arbustos, remolque de traíllas sobre terrenos inestables, pantanosos y
con fuerte pendiente, remolque de apisonadoras, arados, etc., como
pusher para el movimiento de traíllas. También se utilizan para trabajos
de mayor precisión, como ser nivelación de terraplenes, desmonte de los
lugares de corte, empuje y acopio de materiales, apertura de cunetas,
peinado inicial de taludes, etc.
Se fabrican tractores con motores cuya potencia varía de 70 a 800 HP o
más.
2.1.1.1. ACCESORIOS ESPECIALES PARA TRACTORES DE ORUGA
a) MÁQUINAS ESCARIFICADORAS. Estas máquinas se utilizan para
preparar el trabajo del bulldozer. Mullen (ahuecar, cavar) los suelos
demasiado compactos, destruyen las costras o capas superficiales duras,
cortan y arrancan las raíces,
etc. El trabajo posterior de los
bulldozers, palas mecánicas u
otras máquinas queda así
facilitado. Existen
escarificadores remolcados o
montados, dientes
escarificadores situados delante de la cuchilla y dientes escarificadores
situados detrás de la cuchilla.
b) ESCARIFICADOR DESRAIZADOR ESCO. Dientes escarificadores
situados delante de la cuchilla del bulldozer. Los dientes escarificadores
están formados por un gancho robusto, regulable en profundidad y con
punta de ataque intercambiable. El diente va sujeto en un alojamiento, fijo
a su vez sobre la hoja mediante dos mordazas que lo afianzan a la parte
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superior e inferior de la
misma, sin necesidad de
abrir orificios. El montaje es
fácil y rápido. Estos dientes
actúan a la vez que la
cuchilla del bulldozer, el suelo queda con ello mullido a medida que se
avanza.
c) CUCHILLAS DESBROZADORAS. Estos accesorios son en
realidad topadoras de forma
especial provista de dientes y
construida para el descuaje
(arrancar las plantas de raíz).
Retroescarificador en marcha
atrás (a la izquierda), en
marcha adelante (centro) y
con los dientes retirados detrás de la cuchilla (a la derecha).
d) ARRANCACEPAS FLECO. El arrancacepas queda así en posición
de trabajo y puede volverse a
montar en pocos instantes y
sin ninguna otra operación.
e) LA CABRIA ARRANCACEPAS FLECO EN FUNCIONAMIENTO.
Cabriaarrancacepas (pullstumper). Este accesorio se engancha en la
barra porta-herramientas del tractor y está formado fundamentalmente por
un gancho robusto de acero fijo sobre un bastidor que puede elevarse con
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el malacate (máquina similar al cabrestante invertido). Penetra hasta 20
cm. en el suelo. Este accesorio puede utilizarse:
Para cortar las raíces alrededor de un árbol que deba derribarse
con la topadora o de una cepa que deba extraerse.
Para arrancar las propias cepas: los movimientos de tracción y
balanceo provocados extraen fácilmente las cepas grandes.
2.1.1.3. RENDIMIENTO DE TRACTOR ORUGA
El rendimiento de esta máquina depende de una buena relación entre la
hoja empujadora y el tractor, además, también influyen en el rendimiento
las características del material que se va a mover, tales como:
Tamaño y forma de las partículas: Cuanto más grandes sean las
partículas, más difícil es la penetración de la cuchilla; y como las
partículas de bordes cortantes se oponen a la acción natural de volteo
que imparte la hoja empujadora, se necesita más potencia que para
mover igual cantidad de tierra con partículas de bordes redondeados.
Vacíos: Cuando no hay vacíos, o son muy pocos, la mayor parte de la
superficie de cada partícula está en contacto con otras. Esto constituye
una ligazón que debe romperse. Un material bien nivelado carece de
vacíos y es generalmente muy denso, de modo que es difícil extraerlo del
banco o tajo.
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Contenido de agua: En casi toda materia seca es mayor la ligazón entre
las partículas, y es más difícil la extracción; y si está muy húmeda, pesa
más y se necesita más potencia para moverla. Con un grado óptimo de
humedad, es muy bajo el contenido de polvo, resulta muy fácil empujar y
el operador no se fatiga.
El efecto de congelamiento depende del grado de humedad. Se intensifica
la ligazón entre las partículas en función del mayor contenido de humedad
y del descenso de temperatura. El enfriamiento de una materia
completamente seca no altera sus características.
La penetración fácil de la hoja depende de la relación de KW por metro (o
por hp por pie) de la cuchilla. Cuando más alta sea la relación de KW/m,
mejor es la penetración. La relación de potencia por m3 de material suelto
indica la capacidad de la hoja para empujar la tierra con más velocidad. El
rendimiento de un bulldozer se halla según la siguiente ecuación:
Rendimiento (m3 sueltos/hora) = Producción máxima
(m3/hora)*Factores de corrección
Es de anotar que la producción máxima es función de la distancia
promedio de empuje y del tipo de combinación tractor-hoja que se utilice.
Curvas para diferentes tipos de factores combinados con diferentes tipos
de hojas.
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Hasta ahora tenemos todos los datos que son necesarios para poder
calcular el rendimiento de los bulldozer según las condiciones del terreno
y las características del mismo, a modo de ejemplo procederemos a hallar
los rendimientos de los bulldozer D6, D7, D8 y D9, los cuales son las más
utilizados en la obras de construcción en nuestro territorio, el cual
presenta las siguientes condiciones iniciales:
2.1.1.3. CONDICIONES INICIALES EN LAS OBRAS DE
CONSTRUCCIÓN
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GRÁFICA DE PORCENTAJE (%) DE PENDIENTE VS FACTOR DE
EMPUJE
Como inicialmente se comienza por realizar el descapote, y como vimos
anteriormente, la maquinaria sobre orugas es la más adecuada para
comenzar a realizar los trabajos pues tiene mayor facilidad de acceso a
lugares difíciles de alcanzar, los factores de corrección se tomaron en
todos los casos para bulldozer sobre orugas.
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En la siguiente tabla se observa la producción máxima, el rendimiento
calculado y el tiempo que se demora c/u de bulldozer. En este ejemplo se
considera 43105 m3. Para una longitud de acarreo de 100 m se tiene el
siguiente rendimiento de la maquinaria.
De acuerdo a los resultados que se relacionan en la tabla anterior, se
deduce que es casi imposible recomendar una sola máquina dependiendo
solamente de las propiedades geotécnicas del suelo., pues sobre el
rendimiento de dicha máquina también influyen factores tales como el
porcentaje de pendiente del terreno, la distancia de acarreo, la eficiencia
del trabajo, la habilidad de operador, etc. Por lo tanto lo más
recomendable para un proyecto de construcción es realizar un análisis de
rendimiento para diferentes maquinarias que se tenga disponible en las
diferentes etapas del proyecto, ya que las condiciones de trabajo se van
modificando a medida que este avanza.
2.1.1.6. CALCULO DEL COSTO HORA - MAQUINA (TRACTOR DE
ORUGAS)
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a) OPERACIONES REALIZADAS POR BULLDOZER
EMPUJE
Una operación de empuje se realizará con una hoja frontal de empuje
montada en el extremo frontal del tractor. Las condiciones de carga para
el bulldozer, variaran desde las relativamente ligeras y uniformes, hasta
las aplicaciones de fuerza de impacto necesaria, a través de la hoja, para
mover una piedra muy grande, como arrancar una raíz o derribar un árbol.
Para llenar los requisitos de fuerza de impacto, se prefiere la transmisión
directa. De lo contrario, para las variaciones más ligeras y graduales de
carga de un bulldozer, es mejor que posea convertidor de par de torsión.
Para todos los usos es mejor tener transmisión de cambios de potencia.
b) DESMONTE O DESPEJE
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Esta función requiere en la mayoría de los casos de un angledozer que
posee una hoja angular especial de empuje y accesorios de
desgarramiento.
c) DESGARRAMIENTO
Los materiales sólidos o fuertemente consolidados pueden tener que
aflojarse sea por una maniobra de rasgamiento o desgarramiento, o por
una perforación o voladura. Cuando las condiciones del trabajo indiquen
operación de desgarramiento, debe hacerse otras determinaciones
preliminares. El uso final del material es importante, si va a ser utilizado
como material de relleno, de nivelado o se va a desechar. Controlando la
distancia entre las pasadas o los accesorios, puede regularse
perfectamente bien el tamaño del material arrancado.
2.1.1.7. FUNCIONES DEL RENDIMIENTO DE TRACTOR ORUGA
La cuchilla de un bulldozer, tiene una capacidad teórica que varia con las
clases de tierras y con el tamaño de la cuchilla. Si se conoce la capacidad
de la cuchilla, puede det. el rendimiento aproximado de una maquina
estimando el número de pasadas que pueda efectuar en una hora.
El tiempo total de un equipo para acarreo de tierra (TT) es, básicamente,
la suma de cuatro componentes; tiempo de carga (TC); tiempo variable de
movimiento con carga (TVC); tiempo variable de traslado del equipo vació
(TVV); tiempo de vaciado.
TT = TC + TVC + TV + TVV.
TT = TF + TVC` + TVV`
2.1.1.6. COSTOS DEL EQUIPO
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Las consideraciones básicas para los costos del equipo sobre orugas son
las mismas que para todos los equipos de movimiento de tierras.
La parte más importante del costo horario total del funcionamiento de este
equipo, es el costo del bulldozer mismo. La operación de los tractores
más pequeños seria la excepción, en la que los salarios del operador
podrían representar una partida mayor, además de considerar que estas
máquinas más pequeñas podrían transportarse directamente sobre
carretera y no utilizar camiones especiales para tal función.
Un costo que debe observarse con cuidado, por parte del usuario
responsable, es el de las reparaciones mayores, la cual debe
considerarse aproximadamente igual a la tercera parte del costo de
adquisición. Esta última recomendación se está eliminando de las
empresas mandantes con la incorporación de contratistas especializados
los cuales absorben dichas consideraciones.
2.1.1.7. MANTENIMIENTO DEL EQUIPO
Cambio de aceite de motor a las 250 hrs.
Cambio de filtro de aceite a las 250 hrs.
Cambio de filtro de petróleo a las 250 hrs.
Cambio de filtro de aire a las 250 hrs.
Cambio de aceite hidráulico a las 1000 hrs.
Cambio de aceite de sistema de transporte a las 1000 hrs.
Cambio de aceite mandos finales a las 1000 hrs.
1.1.2. TRACTORES CON NEUMATICOS
Pueden desarrollar altas velocidades llegando a 60 KM/Hora, con la
desventaja de que su fuerza tractiva es mucho menor, debido a que el
coeficiente de tracción es menor para los neumáticos. Para su operación
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requieren superficies estables y uniformes, con poca pendiente, para
evitar hundimientos que disminuyen su tracción.
Los tractores sobre neumáticos pueden recorrer distancias considerables
sin daflar los pavimentos, por lo cual se utilizan en el mantenimiento de
vías asfaltadas y con preferencia en el transporte de materiales a largas
distancias, como por ejemplo los tractores que remolcan traíllas.
Los tractores de neumáticos pueden estar montados sobre dos o cuatro
ruedas, de acuerdo al trabajo que van a ejecutar.
Los tractores de dos ruedas tienen fácil maniobrabilidad, para hacer giros
en espacios reducidos. Su fuerza de tracción es mayor comparada con el
de cuatro ruedas, debido a que la resistencia a la rodadura es menor por
tener un solo eje. Su costo de mantenimiento es menor por el menor
número de llantas.
Los tractores de cuatro ruedas tienen mayor estabilidad, por lo cual
pueden transitar por caminos más accidentados y desarrollar una mayor
velocidad. Tienen la ventaja que pueden desacoplarse de la unidad de
remolque y usarse para otros fines.
1.1.2.1. DOZERS
Los DOZERS se definen
como tractores dotados de
una hoja topadora montada
en la parte delantera y al
frente de los mismos.
La hoja tiene una sección
transversal curva para
facilitar el trabajo de excavación, en su parte inferior esta provista de
piezas cortantes atornilladas denominadas cuchillas y en ambos extremos
una puntera también atornillada.
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Las hojas están -unidas al chasis de la oruga por dos brazos laterales,
que tienen accionamiento hidráulico, mediante dos pistones de doble
acción que soportan los brazos laterales y son movidos por la presión de
una bomba hidráulica de alta presión.
Los DOZERS se subdividen, de acuerdo al ángulo de trabajo de su hoja
en tres tipos principales:
BULLDOZER
Son tractores que tienen
la hoja topadora fija,
perpendicular a su eje
longitudinal, trabajan en
línea recta, solo tienen
movimiento vertical. La
hoja puede inclinarse girando sobre el eje horizontal. Su uso es más
productivo y económico en el empuje de materiales producto de
excavaciones, o para excavaciones y rellenos en línea recta.
ANGLEDOZER
Son tractores equipados con una hoja topadora movible que puede girar
hasta un ángulo de 30 grados, con respecto al eje longitudinal del tractor.
Su hoja también puede inclinarse ligeramente bajando una de sus
punteras con respecto al extremo opuesto. Su uso es más eficiente en
trabajos a media ladera.
TILDOZER
Esta máquina tiene un
sistema de giro en la hoja
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topadora, giro horizontal y vertical a través de un sistema de mandos
hidráulicos.
Otras veces se monta la cuchilla detrás del tractor, constituyéndose así
otra rama de máquinas de la misma aplicación de los DOZERS.
En cada caso existen ventajas y desventajas, espacialmente por el
sistema de mantenimiento que se debe efectuar en la máquina, los
mandos hidráulicos son más caros para su mantenimiento en tanto que
los mandos por cable son fáciles y de menos costo, aunque actualmente
el sistema de mandos por cable ya no existe.
2. ALGUNAS DIFERENCIAS ENTRE TRACTOR ORUGA Y UNO
NEUMÁTICO
ORUGAS
Mayor tracción (fuerza)
En un rio se deteriora la oruga No deteriora el pavimento
Tiene que ser transportado en un
camión
Se desestabiliza mas rápido
Funciona bien en grandes
volúmenes de tierra
Trabaja mejor en un rio, suelos
granulares, dunas
Trabaja bien en suelos arcillosos,
mojados
Con fango patina
Distancia máxima económica =
100 m
Distancia máxima económica =
150 – 180 m
3. CAMPO DE
APLICACIÓN
El campo de aplicación de los buldóceres es amplísimo, no limitándose a
las labores constructivas, principalmente. En la construcción se emplean
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en la ejecución de grandes movimientos de tierra en obras viales
(carreteras, autopistas, vías férreas y aeropistas); construcción de trochas
y caminos, etc. Todo esto da idea de su gran campo de utilización.
Los trabajos específicos que pueden realizar son los siguientes:
Corte masivo, explotación de canteras, desbroce, apilamiento de
materiales.
En general en procedimiento a seguir para realizar la selección del
buldócer idóneo, técnica y económicamente para hacer un trabajo es:
1. Conocer las características del trabajo a realizar (dureza del suelo,
distancia media de trabajo, dimensiones principales de la labor,
etc.)
2. Definir los parámetros fundamentales del equipo (potencia, peso,
capacidad) así como sistemas de mando y órganos de trabajos
disponibles.
3. Elegir el equipo idóneo como aquel de potencia, parámetros y
características más adecuadas a la actividad a realizar, de forma
tal de asegurar mínimos costos con altos rendimientos.
3.1. MÉTODOS DE TRABAJO
Para el ingeniero civil es muy necesario poseer conocimientos sobre
cómo realizar cada una de las operaciones y actividades antes
mencionadas, por su estrecha relación con el rendimiento que puede
obtenerse durante su ejecución.
3.1.1. CORTE MASIVO
3.1.2. EXPLOTACIÓN DE CANTERAS O EXCAVACIONES EN
PRESTAMOS (CANTERAS O BANCO DE MATERIALES)
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Es una de las laboras más fáciles a realizar consistiendo en la ejecución
de tres fases u operaciones:
Extracción o excavación.
Acarreo.
Apilado; con lo cual se posibilita que los equipos de carga tomen el
material con facilidad. Debe de trabajarse en tramos ≤ 25 m para
evitar pérdidas de volumen de material excavado, obteniéndose
mayores rendimientos. Debe irse trabajando en capas, evitando
que se originen grandes oquedades en el área del préstamo,
facilitando su explotación y aumentando la duración del mismo al
no desaprovecharse dicha área.
3.1.3. DESBROCE
Esta operación consiste en eliminar las hierbas y arbustos existentes en
una área determinada (excluye los arboles de diámetro mayor a 30 cm)
Método: (usando hoja normal). Se coloca la hoja a nivel del suelo para ir
eliminando todo arbusto, matorral, etc. Existente. Evadiendo los arboles
troncos y piedras sobresalientes.
3.1.4. APILAMIENTO DE MATERIALES
4. RENDIMIENTOS DE TRACTOR ORUGA Y CON NEUMÁTICOS
El factor de corrección se toma según las condiciones del trabajo y las
condiciones del material que se va a mover. A continuación se muestra
una tabla donde se presentan diferentes factores de corrección según las
condiciones de trabajo
CONDICIÓN DE
TRABAJO
TRACTOR ORUGA TRACTOR DE
RUEDAS
OPERADOR
Excelente 1.00 1.00
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Bueno 0.75 0.50
Deficiente 0.60 0.60
MATERIAL
Arena húmeda 0.85 0.75
Arena seca 0.80 0.70
Arena suelta 0.90 0.85
Rocas desgarradas 0.6 – 0.80
Terreno lodoso 0.80 0.80
Tierra firme (limo o
arcilla)
0.85 0.80
Tierra suelta ( limo o
arcilla)
0.90 0.85
Tierra suelta seca
( limo o arcilla)
0.95 0.95
EFICIENCIA DE
TRABAJO
50 min/hora 0.83 0.83
40 min/hora 0.67 0.67
5. MANTENIMIENTO DEL EQUIPO
cambio de aceite de motor a las 250 hrs.
Cambio de filtro de aceite a las 250 hrs.
Cambio de filtro de petróleo a las 250 hrs.
Cambio de filtro de aire a las 250 hrs.
Cambio de aceite hidráulico a las 1000 hrs.
Cambio de aceite de sistema de transporte a las 1000 hrs.
Cambio de aceite mandos finales a las 1000 hrs.
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CONCLUSIÓN
Se puede concluir de todo este trabajo que la maquina en estudio,
un bulldozer, nos otorga un gran poder de trabajo en cualquier
estado del terreno con la excepción de los pantanosos como ya se
ha mencionado pero no lo aleja de trabajar en pendientes más
inclinadas de lo común en donde trabajan otra máquinas de ruedas
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ya que otorga mayor estabilidad por la mejor dispersión de la carga
propia sobre el terreno.
Además se puede señalar sobre la gran potencia que desarrolla,
que incluso se utiliza rompiendo rocas señalando que en las puntas
inferiores de la cuchilla posee las punta cantonera que son
especies de espolones para un mejor hincado de la cuchilla en el
terreno.
Con este trabajo queda abierta una brecha para realizar el
siguiente trabajo sobre un cargador frontal o una motoniveladora
que son utilizadas en movimientos de tierra, lo cual me ha
interesado muchísimo por las grandes capacidades de poder de
estas máquinas que representan gran ayuda en el rubro de la
construcción.
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