;e¡E~i!jJmij,,';j~fj\!~¡~I";:';~~~¡1~~~~~~\:l°aV~I~tt~~;[,:,'-:'-~~+)f";~,-- ":'.-,:"'_ '. '""_""L~ ,.# ••••••, :.: .".,,>-/ __-..,..,~.,. '.;' ,._...,. -:.__:., . _·_·.:·:><~:.:,d.'_.~ ••. · •
. :;.: :':;:=~~:. ;-~':' :: :~, ..' . ,- . - : ,..:: :--,- ' '- - " > ....,.:' ...'.':' .... ',,>: .•.:, _, '_'; ,,::,_,- __: ,'__'"" -:" .. ',_">:, "00,'" , ..•
.i~~é0T?'fJ'A\G7r,¡",j~~'A~M~~I.·Ej·!;¡~h~0¡1~~~~P!A~cr~'-·:,r~~~j~~~~~~1f:::' ~E:~~:~~·I:'~:'fS\.J.\D:~~.")~I:f~\..:rr\-<:.'::: ':_.:e:"~ - :~.>_;_:;.-; .... _:<,~<,'.',:;'":'-, ' .• ,. ::~-;:.~... .'< -:-.-.:>. -- .. "" .. >/._c-_,·, <'_::< '~\.;r. -,:_:.::'>,,_., .. ,-.i: .• ,-::7' .. -.\:,<.,::.'-:'. O",
RICARDO ESCOBAR - ORGANIZACION CONDOR - Tel: 02573.1444
AUTORES: IngenierosFREDDY SANCHEZ - SOLESTUDIOS - Tel: 06851.8965
CARRETERA MORaN - CORO. Tramo Curarí - Huequito
Este tramo dA 6 kilómetros, está ub!cado en un terreno !!::me, dende se
conforma una planicie de inundación integrada por un sistema de ciénagas, un
cauce principal de drenaje, los ríos Curarí y Huequito, las quebradas El Paso y
Tumurugual, además de una serie de vaguadas todas con cauces erráticos,
que en las máximas avenidas inundan totalmente los terrenos de esta planicie
cuyas elevaciones oscilan de los 20 m a los 6 m sobre el nivel del mar.
Estructura de la Vía
La estructura de la vía la componen tres puentes, un terraplén y un pavimento
cuya rasante tiene una elevación de 3 a 4 m por encima del terreno natural.
Materiales de relleno y del pavimento
El terraplén se construyó con rellenos obtenidos de préstamos laterales, cuyos
materiales están constituidos por suelos arcillosos de elevada plasticidad y de
capacidad de soporte muy baja; también susceptibles a los cambios de
humedad que ocasionan alta succión en verano e hidratación en invierno. Las
inundaciones en la zona son frecuentes, la última notable ocurrió en 1988.
Encima del terraplén arcilloso se apoya una capa de caliche, con espesor
promedio de 70 cm. Por último una capa de concreto asfáltico que alcanza un
espesor promedio de 40 cm; espesor resultante de una política de
mantenimiento que se limitó a construir carpetas superpuestas de nivelación
para eliminar las distintas deformaciones que ocurrieron en la plataforma de la
vía en el tiempo hasta el presente.
Hipótesis de las etapas constructivas de la vía
El proceso constructivo del terraplén existente se hizo en dos etapas, una
primera con sección transversal a un nivel de subrasante más bajo que el
actual y una segunda de ampliación donde se aumentó el área de la sección
transversal y se elevó el nivel de la rasante, esto mediante rellenos
compactados, pero adosados directamente sin escalones o terrazas de liga.
Síntomas de fallas
Con el tiempo, se produjeron grietas longitudinales en el pavimento, las cuales
fueron rellenadas con asfalto y se construyeron carpetas de nivelación
sucesivas. Estas grietas tienen cientos de metros en distintos trayectos y se
observan aberturas hasta de 20 cm.
Al efectuar una calicata en la progresiva 162+700, se observó que estas
grietas llegaban hasta una profundidad de 2 metros.
Características de los materiales
Tanto el cuerpo del terraplén, como la subrasante están constituidos por
arcillas expansivas, cuyas propiedades mecánicas son:
Esfuerzo de equilibrio expansivo: (j eq = 4 Kg / cm2
Deformación volumétrica unitaria máxima: Ev max = 3,73%.
Los minerales arcillosos se clasifican como vermiculita.
La zona activa se encuentra a la profundidad de 3 metros.
El material de la base granular (caliche), tiene un valor CBR del 60%.
Tratamiento de rehabilitación
C~mo ~esultado de los estudios de campo y ~Ci!?orat~T_i~_sellegó a la conclu~l~_n
de que las causas determinantes de las fallas la constituyen primordialmente:
el carácter expansivo de las arcillas y, posiblemente también, el ensanche del
terraplén directamente adosado sin terraceo previo.
Proyecto de rehabilitación
Remoción del pavimento y terraplén
Remover parcialmente el terraplén existente hasta una profundidad de 2,20 m
para eliminar las grietas profundas y atenuar la junta existente debida al
ensanche del terraplén, en su fase constructiva de ampliación, ejecutada en
los años 70.
La remoción de la carpeta asfáltica con un espesor de 40 cm, se efectuó con el
procedimiento de fresado sucesivo mediante la utilización de una máquina RR
250 de Caterpillar, lo cual permitió acopiar el material para utilizarse como
base estabilizada con emulsión asfáltica.
La remoción del material granular se hizo cuidadosamente, acopiándose en
un sitio estratégico para luego ser reutilizado como subbase.
Se continuó con la remoción de 50 cm de capa de arcilla para saneamiento del
terraplén y este material conjuntamente con el préstamo lateral fue utilizando
para ampliar la base del terraplén, empleando procedimientos de terraceos de
liga entre los materiales existentes y los importados.
Estabilización electro química
Tratamiento del suelo expansivo mediante estabilización electroquímica
utilizando aceite sulfonado c.ombinada con e! control de !a humedad
construyendo barreras verticales y horizontales.
Reconstrucción del pavimento
El caliche recuperado se utilizó para construir la subbase de 70 cm de espesor.
Luego colocar una base estabilizada de mezcla reciclada ~n frío con emulsión
asfáltica, con espesor de 15 cm.
La carpeta de rodamiento de 10 cm de espesor, se especificó de mezcla
asfáltica Tipo IV.
Protección de taludes
Cobe.rtura lateral del terraplén con material de arrime vegetal, sembrado con.,J
pasto estrella, para proteger los taludes de la erosión.
En las figuras 1 a la 4 se esquematiza el proceso constructivo.
Estabilización electroquímica
Se realizó con aceite sulfonado, en inyecciones para estabilizar la base del
terraplén y mezclado con la arcilla en el proceso de compactación de
reconstrucción y ampliación de la plataforma de la vía.
Las partículas de arcilla, debido a su composición mineralógica tienen exceso
de aniones, por lo cual atraen los cationes del agua, haciendo que ésta se
adhiera a ellas, formando al agua pelicular.
El agua pelicular o adherida no puede ser extraída mecánicamente, ya que la
fuerza del enlace electroquímico ~obrepasa los 10.000 Kg/cm2, y por ello se
considera que está formando parte de la fase sólida de la masa del suelo.
El aceite sulfonado, derivado de la fracción naftaleno del petróleo, soluble en
agua, por su composición química tiene un alto potencial de intercambio ¡ónico,
capaz de producir un vigoroso intercambio entre las cargas eléctricas de las
partículas sólidas del suelo y del agua ionizada; de esta manera, al originarse
choques iónicos, se libera la energía necesaria para que el agua adherida a las
partículas se desprenda, convirtiéndose en agua libre que drena por gravedad
y evaporación. Este proceso es lento y requiere un tiempo mayor de 45 días
para producir el intercambio de cargas y 180 días o más, dependiendo de la
estación climática para evaporar el agua libre.
Por experiencias obtenidas en la carretera Coro - Churuguara, donde se trató
el suelo, en un espesor de 40 cm, con una solución de aceite sulfonado en
agua, se logró un aumento de hasta 12% en el CBR en aproximadamente 2meses.----
-:'--====~=======---
_._ .._-------------------------~--
En investigaciones de la Universidad Francisco de Miranda con la arcilla de
Coro, el valor del Esfuerzo de Equilibrio Expansivo ( (j' eq ) disminuyó en 87%
y la deformación volumétrica un'itaria (tv max) en 58 %, después de 3 meses
de iniciada la acción electroquímica por la mezcla de arcilla con aceite
sulfonado (ver figura 5).
Especificaciones para la estabilización electroquímica
Las inyecciones fueron ejecutadas desde el nivel -2.20 con una profundidad de ~1.50 m y_una dósis de 0,2 LT de AS en cada inyección.- :...
El patrón de inyección cubría un plano horizontal de 13 m de ancho dentro del,.....I~"""''''''' .,.J-I .L I ~.-v"'~1 !-'V UCJ lC11 d~I~11.
El replanteo de las inyecciones se hizo en 5 ejes paralelos y distribuidos en
forma de tresbolillos, separados a cada 2 metros entre las progresivas
162+736 - 163+165; y cada 4 metros entre las progresivas 158+700
161+925; 161+925 - 162+695 (ver figura 6).
En la reconstrucción del terraplén, se mezcló la arcilla con aceite sulfonado·
diluido en el agua de amasado en una dósis de 0,2 LT de AS por cada metro ~__ o -
cúbico, con una dilución de 200 a 500 LT de agua por LT de AS.
Barreras de control de humedad
Las barreras verticales, consisten en zanjas construidas en la base del
terraplén, a nivel de la subrasante de arcilla, dispuesta paralelamente a los
bordes de la vía. Están constituidas por una zanja de 30 cm de ancho y 1
metro de profundidad rellena con arena de médanos. Su función es preservar
la condición de humedad para atenuar los cambios volumétricos inducidos en
~ la arcilla durante las estaciones de sequía y lluvias.
-, Las barreras horizontales, son recubrimientos impermeables para impedir el
ingreso y salida de humedad en el cuerpo arcilloso del terraplén. Se utilizó una
doble imprimación asfáltica densa (cada una de 2,5 LT/m2). Este doble riego
envolvió todo el cuerpo del terraplén y fue colocado previo a la subbase y
después de construir las barreras verticales.
Desvío provisional
Para facilitar las operaciones de rehabilitación del tramo, se proyectaron dos
Estos desvíos presentaron una limitación operativa, ante la presencia de las
lluvias, dado que la subrasante, arcilla de alta plasticidad, tiene una capacidad
de soporte CBR de 3%. En razón de ello los trabajos de reconstrucción
contaron con un tiempo perentorio ante la presencia de las lluvias.
Con la llegada de fuertes lluvias en la sabana de Hueque, el desvío provisional
sufrió serios daños, debido a la pérdida de estabilidad de la base por
saturación e influencia del tránsito automotor, en consecuencia el tramo en
rehabilitación requirió ser abierto al tráfico (19/10/95) cuando sólo se había
colocado la primera capa de base estabilizada con emulsión, siendo su
espesor de 8 cm. El 26/10/95 la obra fue paralizada, sin embargo el tráfico
continúa sobre la misma, presentándose algunos pequeños daños en el
pavimento, tales como ahuellamientos, rotura de carpeta y agrietamientos tipo
piel de cocodrilo.
Estado del tramo para octubre de 1996
En inspección realizada al tramo no se detectaron grietas en el cuerpo del
terraplén.
Ensayo SPT en la progresiva 162+740
ESTABILlZACION ELECTROQUIMICA
PROFUNDIDAD - M
03.05.9528.10.96ANTES
DESPUES
~~~.~=~."'~~-~'v
8PTHurt.ED,"',D z.~~
SPT
1,00
24,1919,572
1,50
23,81416,258
2,50
26,31320,926
3,50
22,42019,930
Resumen fotográfico
Al final se anexan fotografías.
".- ...-.......
CARRETERA MORON CORO
· .;:;:::::;=::::::::::::::: ;:::::::::::::::::::::::::: ::: ::::::::::::;:::::::;::: ::::::;:::
Y:::R'"A:"':M'"'O:,'::C'·:::U:·R'"A.:'::R'':1':::: H':'U"::E':C"1":Y:'T':0',:':::::." .. ". :.::: .. ,':,,:: ~ : :: ..... ;:: : :,':............· .. :.:.: .: .:. : .: . : .: -: • :.: •• :.:.:.: -: -: . :-: -: o: . : . : . : .• : .• : . : . : . :. : • : o: • :. : .; .: -: • :. :-: .;.:· o.· ··.··· .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . .
PROCESO CONSTRUCTIVO DE REMABILITACION
FASE I - REMOCION DE MATERIALES
[TI FRESADO DE LA CARPETA ASFALTICAy ACOPIO
m REMOCION DE LA SUBBASE GRANULAREXISTENTE (CALlCHE) y ACOPIO
0,/-:'::-_ ~_-= _-:.::-_ ~ _-= ~ ::-_~_~
O.OM Y 1-----------~
I I'--------
[I] REMOCION DE LA BASE GRANULAREXISTENTE (CALlCHE) y ACOPIO
0,70 M I ,,.""..,",..".".,./ ~
m REMOCI6N DE ARCILLA Y ACOPIO
III """ .....
, ,l' ,
1,10M l" :'~"5'~~'r"""""" .
7/ ~
lA~IIt~AS CURARI·EL IIUEQUITO/CARRETERA MORON·CORO.PPT
LA REMOCiÓN DE LA ARCILLA SE HIZO PARA:
A) ELIMINAR GRIETAS LONGITUDINALES HASTA 2,20 M. DE PROFUNDIDADB) ATENUAR LA JUNTA DE CONSTRUCCiÓN EXISTENTE, FIGURA 1
I
)
CARRETERA MOROhl - CORO
· .• • • • • • • • • • • o •••••••••••••••••••••••••••••· .. . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .
:]"··RA····.;··<M·····O>'';. O·'·"U'';':R"<A<<'R"'';:.; :1'>I"U'"·E··'<Q"';'U":-:1'l'·"0"•••••• o ••••••· ., •••• 'o •••••••••••••
:::: : : .:.: ::"::: .. ' :.: ~ : ',::' ::::;:· .:~: i:::~::: ~:;:;:;:;:;:;:~ ~:: :~:::;:;: ~:;: ~:::;::: : f: ::: ~:~::: ~:; :;:;:;:;:;:;::: ~:~::
)
PROCESO CONSTRUCTIVO DE REHABILITACION
FASE 11- RECONSTRUCCION DE PLATAFORMA Y ESTABILlZACION DEL SUBSUELO
m AMPLlACION DE LA BASE DEL TERRAPLEN
/--- 1--'/ 1 I '
/ __ J ,/¿---------ARCILLA - - - - - - - - - ~ '~---- I :-..~
~
o CONSTRUCCION DE BARRERAS VERTICALESPARA CONTROL DE HUMEDAD
."
III INYECCIONES DE ACEITE SULFONADO
<l13 M
••
L INYECCIONES: 0,2 LTIINYPROFUNDIDAD: 1,50 M
LAMINAS CURARI·EL HUEQUITOICARHHERA MORON·CORO.PPT
1-1 I III IIII IIII 1 I
I1 II
II II1 I II, __ 1--
1I IIII 1 I
I1 1 I
II I,II IIII III, IIJ ••• 1 •.•
IIIIIII,III1
I11-,
."
FIGURA 2
I\j
CARRETERA MORON - CORO..............................................
• • • • • • • • • • •• o ••••••••••••••••••••••••••••. . . . . . . . . . . .. .. .• , ••••••••••••••••••••••••••••••••• o. o •••
T····:R···:A·:-::·M-:···O····::C··-::U·:··RA···-::·-::R····:!·::::H··:··U-::·:I·.¡.;Q···.;:U·:··[····0···-:............... , .:::: ,"o -: : ::': : .' :. :: •••• :: ~ ;.:: :::-
>«:;:;:;:::/ ~:<::::::>:»:: ~:: :;:;.;:>r<:>: <;:::;
PROCESO CONSTRUCTIVO DE R.EHABILITACION
FASE 111- LEVANTAMIENTO DEL TERRAPLEN Y CONTROL DE HUMEDAD
I
) "
IIJ RELLENO DE ARCILLA ESTABILIZADOCON ACEITE SULFONADO
[[] CONSTRUCCION DE BARRERAS VERTICALES
BARRERADE
CONTROL1,10M I .- 1-1-l-
o .'_, •.-
1-.,-
1-..-, •1, 11I
1, I1I1l.I1 I1. ,1 I11I1
1,l.1,1 II1 1,1,l.' ,11
I 11 •l.1 1II • IIIII' 1I1
• I1 II11 I• 1 I11 ,I11,I1
1 I
1,1 Il.1 I I1I 11 1III1, I' 1II1 I' I II1 II11,11
1",
1",1.-1",1.- 1.-'.-1.-1.-1.-
[!]
CONSTRUCCION DE BARRERA HORIZONTAL
'l.
LAMINAS CURARI·(L HUEQUITO/CARRETERA MORON·CORO.PPT
RIEGO DOBLE IMPRIMACION
DENSA 2,5 LT/M2
íl í,ílílí,'1
11I1I 11 I
1 1
' I1 1I ,' 1
, I
' II1I I' I
I1
I 11 II 111 ---¡:1."''';////'1' I1 II 1II
~ INYECCIONES: 0.2 LTIINY
UFIGURA 3PROFUNDIDAD: 1.50 M
)I
\
)CARRETERA MORON - CORO
°T:<R<;>M;:>O>~~C<:l::J::oR:<A<;R:::::I::::~H>:I;:J;::E<'Q::>U;:::T:;::O>~:000: 0:1\: 00' :000:: : 0:0:: :::' ::00 o,:: o o 00::;;: .. '~ ;', :'.:;: ,-'-. ::.:: ~ : : : ..~.. ,:: : ;"':· , '"...........................................· .· : .:. :- :- :- : .;. :. ;.: .:- :.. :- :. :.:- :. : . :. : . :. :-: . :-: . .; .. :. : .: . : . :. :-: -: -: .; -: -: . : . ; . : . :.;
II ,
\/
PROCESO CONSTRUCTIVO DE REHABILITACION
FASE IV - CONSTRUCCION DE CAPAS ESTRUCTURALES
[TI CONSTRUCCION SUBBASE DE CALlCHE RECICLADO o CONSTRUCCION DE BASE ESTABILlZADA
(CARPETA ASFAL TICA RECICLADA + EMULSION)
CALlCHE /CALlCHE
r,
r,r,rlr, lJr,
r,r,r,r,, , I,' ,II1, "I,II, ,II, , ' ,' ,I,' , ", IIIIIII -r:J.'- '-'-'V/ //, , 1,1,II' I 1,IIII, ,IIII 1,"II' , I,1,II, I'I1,
'I1,, I' I , I1,II, III
m
CONSTRUCCIONDECARPETADERODAMIENTOY PROTECCION
LATERALCONARRIME VEGETAL
CONCRETO ASFAL TICO
LAMINAS CURARloEL HUEQUITO/CARRETERA MORON-COROPPT
r,, ,, I1,, III
r,'I, I"
, I1,
CALlCHE
r,II'III, I1,
r,II, ,, I1,II
r,IIIIIIII, I
FIGURA 4
)I I \ I I
::::::::::::::::::::::: ::::):):::::): >::::: -::~::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: ::::::::::
¡p~T~~~~~~g:,º~~:¡:¡~:p~g~Rºqº~.Mº~··············0·"'E""A'"R'"C'"·'·b·······A···S·······E·.'X"'P'.1\'"'N"'S'"I'V'"·····S·'.' ... .. . ·L· A·· .· ., .· .
• ••••••••••••••••••••• o ••••• •••••••••••••••••••••• o ••••••• •••••••••••• o •••••••••••••••••· '" .· .· ........................ .· .• •••••••••• o ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••· .· .· .· .· .
)
) .,1
............................................ . . . . . . . . . . " .
~~FY~~~8iR~~~RYH'~~'P~X~~~~~yp· .· .
R~rPRMAp'qN:)rp~~M~t~p~· UNITA·RIA· .MA'XIMA .
· .· .· .· '" .· , .· .· , .· .· , ,.· .· .
(J equi12kg/cm
9
6
3
12
1,5
Ev máx
% 6
3
2.56
o 2 3 MESI ----------, I IO 1 2 3 MES
ANTES DELTRATAMIENTO
DESPUES DELTRATAMIENTO
ANTES DELTRATAMIENTO
DES PUES DELTRATAMIENTO
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA - INGENIERIA CIVIL
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO. Greyci Castillo - Carlos Narváez. MARZO 1995.INVESTIGACION SOBRE ESTABILlZACION ELECTROQUIMICA DE ARCILLAS DEL ESTADO FALCON FIGURA 5
)i
] I I \
) 1,
· .• ••••••••••• o ••••••••• ••• ••••••••••••••••••· .· "" .· .
T'"R'"A""'M'"'O'"C'"'U''R'"A'"'R'"1' ,', H'"u',',lE''Q'"'U"T''O'','.' -: .: :. '.' '. ,,: : : -:.: : :: . -:: :: .... :::::." .. ".:':::.":": ~ : :: ;:: ::,,:............· .
• ••••••••••••••• , •••••• o •••••••••••••••••••
••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••• 0,' ••••••••••••••••••••••••••••••••••· " .· .
CROQUIS DE UBICACION DE LA VIA ALTERNA
163+165 161+400
CURARI
1-:::§'/,:~-
::~::~~.
158+925 ,/á:?~~::~:;~~~~~~~j>
'''%::'2;-/
1to~ ~~O ' ~
q¡ ,~ .. \
I DESVIO No, 2 I
0+000
LI DESVIO No, 1 I
FIGURA 7
)
)",)
CARRETERA MORON-CORO
'6¡~!lv1o !éitj!r4!Á!f{ T ~HtJ.eA:lJrTQiiff~+tt<:::><>\>t\:< m :>::;::<~4t;:)/:>
CROQUIS DE INYECCIONES
,I .
t
2,90m
2,90m
PROGRESIVAS: 162+736 - 163+165
2m 2m 2m---(1-- -----J(1'-----'(1 n,----
2m 2m
----0>-- --0>-------lO2m 2m 2m--- ...•nl----4n,----In~--_f'l,- _ t
PROGRESIVAS: 158+700 -161+925 -161+950 -162+695
4m 4m--[)>- ------<n~----2,90 m
_____ ~() 4 m é\-2,90 m
4m 4m---In,- -------'()>- _2,90 m2,90 m
2,90 m
O 2m 2m__ --<o t--. --0>----0- --2m 2m 2m
--0--- -'0---------0-----0- -;;o U;2-
2,90 m
4m-----n .....----C\-4m 4m---<n>-------<[)>- -----
DIAMETRO PERFORACION 1" A 2"
PROFUNDIDAD: 2,20 MDOSIS: 0,2 LT ASIINY
FIGURA 6