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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 TEMA EXPLOTACIÓN DE CANTERAS TRABAJOS CON EQUIPOS TRACTORES

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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

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 16

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 17

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 18

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 20

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 21

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 22

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 23

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 24

Page 25: Cantera

UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 25

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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

Page 27: Cantera

UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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

Page 28: Cantera

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

Page 29: Cantera

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

Page 30: Cantera

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

Page 31: Cantera

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

Page 32: Cantera

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’

.

Page 33: Cantera

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

Page 34: Cantera

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%

.

Page 35: Cantera

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.

Page 36: Cantera

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

Page 37: Cantera

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

Page 38: Cantera

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%

Page 39: Cantera

UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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%

Page 40: Cantera

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

Page 41: Cantera

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.

Page 42: Cantera

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

Page 43: Cantera

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

Page 44: Cantera

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.

Page 45: Cantera

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.

.

Page 46: Cantera

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.

Page 47: Cantera

UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 47

SEMANA 02EXPLOTACION DE CANTERAS

Page 48: Cantera

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

Page 49: Cantera

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

Page 50: Cantera

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

Page 51: Cantera

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

Page 52: Cantera

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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:

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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

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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.

.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 54

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 55

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 67

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 69

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 72

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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:

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 73

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 74

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 75

Page 76: Cantera

UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 76

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANS 9-9-2015

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

Page 79: Cantera

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 79

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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

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 83

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 84

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 85

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 86

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 87

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 88

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INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 89

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 90

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 91

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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)

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 92

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 95

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 96

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 97

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 98

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 99

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 100

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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)

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 101

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 102

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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

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 104

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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.

INGENIERIA CIVIL – CAMINOS II 105