Manual de Carreteras

1. Manual de Carreteras Especificaciones y Métodos de Muestreo, Ensaye y Control Vol. 8 Alberto Fernández Elvis Agurto Gabriel Garrido Elizabeth Barboza Víctor Araya Mauricio Riveros Pamela Villegas Maximiliano Carbajal Marco Rojas Johnatan Carter Paola Vera

2. Capitulo 8000Antecedentes Generales Pamela Villegas

3. OBJETIVOS Y ALCANCES El presente volumen del manual de carreteras esta enfocado a la construcción de caminos, integrando conocimientos científicos y técnicos, materiales complejos, uso de equipos y maquinarias. Es indispensable asegurar que los diseños deben ajustarse a normativas aprobada, los materiales deben responder a lo previsto y los controles de calidad se ejecuten según un patrón único, uniforme y confiable. Los materiales naturales y preparados utilizados en la construcción de una carretera se caracterizan mediante la valorización de parámetros. Siendo absolutamente necesario ejecutar el trabajo ajustándose en forma estricta a una norma o sistema previamente definido.

4. El manual se refiere a los requisitos que deben cumplir los materiales, a los sistemas para diseñar mezclas de materiales, procedimientos a que se debe ajustar la extracción de muestras, métodos a seguir para ensaye en laboratorios y a los métodos para determinar in situ propiedades y características de los materiales. El contenido del volumen esta constituido por normas que no deben cambiarse bajo ninguna circunstancia. Los procedimientos y requerimientos están basados en normas oficiales nacionales y extranjeras, adaptadas a las necesidades especificas de la Dirección de Vialidad. Los certificados emitidos con resultados de ensayes, deben indicar las condiciones según lo prescrito en los métodos.

5. ESTRUCTURA DEL VOLUMEN Cada estructura se refiere a especificaciones que se exigen a determinados materiales, y a procedimientos por seguir para ensayar muestras representativas. Cuando se describe un procedimiento o especifica la calidad que se requiere de los materiales, se denomina Método o Especificación, las cuales deben considerarse como norma. Capítulo 8100 Suelos Capítulo 8200 Agregados Pétreos Capítulo 8300 Asfaltos Capítulo 8400 Hormigones Capítulo 8500 Auscultaciones y Prospecciones Capítulo 8600 Seguridad Vial Capítulo 8700 Productos para Juntas y Grietas

6. SISTEMA DE CONTROL DE CALIDAD DESCRIPCIÓN GENERAL La regionalización de la administración pública ha entregado a las regiones, la ejecución de las tareas y al nivel central, la parte normativa, capacitación, investigación y supervisión. Por otra parte la subsidiariedad ha entregado a la empresa privada la responsabilidad de establecer y mantener un autocontrol permanente de sus obras. Por lo anterior, la empresa constructora debe implementar de acuerdo a especificaciones, un laboratorio de faena con equipo y personal adecuado y suficiente para controlar las distintas faenas de confección de las obras.

7. Una vez que la fase esta confeccionada según las E.T. debe informar de los resultados y análisis a la Inspección Técnica de la Obra (ITO), equipo formado por un Inspector Fiscal y asesorías, con su laboratorio y equipo de topografía. La ITO debe contar con un equipo profesional dedicado al control de calidad de la gestión del laboratorio de autocontrol. Sobre ambos controles existe una instancia superior constituida por el Laboratorio Regional, cuyo objetivo es mantener vigente la confiabilidad del sistema.

8. FUNCIONES Y PROCEDIMIENTOS DE AUTOCONTROL1. FUNCIONES Contratista debe instalar laboratorio de faena Incluir equipos y elementos para efectuar ensayes y análisis (MC-V5) Considerar cantidad de equipos para obra e IF IF revisará funcionamiento y tendrá libre acceso a pruebas y ensayes. Función principal del laboratorio es avalar el cumplimiento de especificaciones de cada fase constructiva.

9. 2.- PROCEDIMIENTO Previo al inicio de la obra, la empresa constructora debe presentar un listado con el personal, equipos y elementos para el funcionamiento del laboratorio Personal calificado y certificado (licencia) Equipos deben cumplir con requisitos de normas y certificados de calibración. Material de consulta debe considerar ET del contrato, Vol. 5 del M. Carreteras, Vol.8 M. Carreteras y documentos del contrato. Contar con recinto para uso exclusivo y movilización propia Considerar un plan general de trabajo En etapa de producción informar resultados a los ITO En etapa constructiva informar a ITO, luego de obtener resultados de ensayes. Resumir la información mediante certificados, entregando quincenalmente a la IF y al Laboratorio Regional. Disponer de la información que se genere, certificados, tablas de control.

10. 2.- PROCEDIMIENTO FUNCIONES Y PROCEDIMIENTOS DEL LABORATORIO ITO (LI)1. FUNCIONES Solicitar al contratista la pronta instalación del Laboratorio de faena. (30 dias) y pronta designación del laboratorista Una vez implementado el laboratorio, verificar el cumplimiento de equipos en calidad y cantidad Coordinar una reunión en que participe IF, Ingenieros de la empresa, Asesoría, Jefes de Laboratorio Regional, Jefes de Laboratorio Autocontrol. Garantizar la confiabilidad de la gestión del autocontrol y verificar procedimientos de trabajo

11. Llevar al día cuadros de avance de lo ejecutado y controlado Informar de inmediato cualquier incumplimiento de los resultados con relación a las exigencias del contrato En caso de error, solicitar solicitar al L. Regional su intervención Los ensayes del LI deben ser independientes de los de autocontrol Los informes mensuales deben indicar: promedios, rangos, números de muestras de autocontrol y LI. Disponer de la información que se genere, visaciones, certificados, tablas de control, etc. Enviar a LR con copia a LNV.

12. FUNCIONES Y PROCEDIMIENTOS DEL LABORATORIO REGIONAL1. FUNCIONES 2.- PROCEDIMIENTO 2.1.- Jefe de laboratorio debe asistir a las reuniones de apertura, informar sobre la cantidad, calidad, calibraciones y conformidad con las normas que los rigen. Asesorar a IF, mantener control sobre cumplimiento de la normativa, efectuar ensayes esporádicos y aumentar frecuencia en caso de dudas, informar a LNV del desempeño de los laboratoristas, analizar ensayes, solicitar al LNV calibración de los equipos, emitir informe resumido referente a la gestión del laboratorio, previo a la recepción provisoria. Velar para que las obras viales que se ejecuten queden controladas de acuerdo a especificaciones, normas e instrucciones impartidas por el LNV. Cuando no exista asesoría de inspección con laboratorio y los de autocontrol, si las bases administrativas así lo indiquen.

13. 2.2.- Unidad de construcción deberá informar al Laboratorio Regional, antes del inicio de cada obra, la resolución que formaliza el contrato y designa un Inspector Fiscal. Comunicar al Lab. Regional fecha de recepción provisoria (2 semanas antes) programada para cada obra. 2.3.- IF informará al L. Regional de su designación y verificará que el LR cuente con todos los antecedentes del contrato. Organizar reunión inicial. Informar por escrito al LR sobre la ubicación del laboratorio de faenas de autocontrol, antecedentes laboratoristas. Modificaciones de contrato referentes a cantidades.

14. 2.- PROCEDIMIENTO FUNCIONES DEL LABORATORIO NACIONAL DE VIALIDAD (LNV)1. FUNCIONES 2.1.- Jefe de laboratorio debe asistir a las reuniones de apertura, informar sobre la cantidad, calidad, calibraciones y conformidad con las normas que los rigen. Asesorar a IF, mantener control sobre cumplimiento de la normativa, efectuar ensayes esporádicos y aumentar frecuencia en caso de dudas, informar a LNV del desempeño de los laboratoristas, analizar ensayes, solicitar al LNV calibración de los equipos, emitir informe resumido referente a la gestión del laboratorio, previo a la recepción provisoria. Supervisar el sistema de calidad, a través de Ing. Visitador para obtener un eficiente funcionamiento de este, pronunciarse en la aplicación de las especificaciones, interpretarlas, visar estudios especiales y derimir resultados

15. CAPACITACION Y ACREDITACION DE LABORATORISTAS1. FUNCIONES LABORATORISTARealizar muestreos, ensayes, mediciones y análisis para verificar el cumplimiento de las ET y normativas vigentes. • Rendir un curso (clase c) para recibir Acreditación para laboratoristas Viales. • LNV llevará registro de todos los laboratoristas y su clasificación: • “A”, “B” o “C” • Laboratorista clase C: encargado de realizar ensayes rutinarios. • Laboratorista clase B: capacitado para dirigir un laboratorio en obra pequeña a mediana envergadura. Debe conocer y dominar las técnicas de muestreo y ensaye. • Laboratorista clase A: habilitado para administrar laboratorios en obra mediana o gran envergadura, supervisado por el encargado de la obra. Dominar materias del nivel B, manejar información técnica y administrativa, calidad de materiales, dosificaciones y aspectos constructivos

16. REQUISITOS LICENCIA DE LABORATORISTA VIAL • Licencia Clase A • Aprobar curso Lab. Vial Clase A • 8 años de experiencia acreditada de Lab. C o 4 años si posee licencia B, obtenida mediante curso. • Licencia E. Media • Currículo actualizado y firmado • Certificado de Antecedentes • Licencia Vial Clase B al día • Licencia Clase C • Aprobar curso del nivel • Licencia E. Media • Currículo actualizado y firmado • Certificado de Antecedentes • Licencia Clase B • Aprobar curso Lab. Clase B • 4 años de experiencia de Lab. C • Licencia E. Media • Currículo actualizado y firmado • Certificado de Antecedentes • Licencia Vial Clase C al día • C

17. Plan de aseguramiento de la Calidad 1.- Se aplica a las partidas o items, materiales y servicios que se someterán a control mediante PAC. 2.- Considera el programa completo de acciones sistemáticas y documentadas. Actividades de importancia económica, técnica o social, que generar problemas 3.- Este punto exige la aplicación de normas de buenas practicas y cumplimiento de las especificaciones técnicas. Se deben considerar los siguientes puntos; normativa aplicable, organización de la obra, programa de trabajo, control de procesos, compras de materiales, acopio, control de equipo de medidas de ensaye, no conformidades, etc. PLAN DE ASEGURAMIENTO DE LA CALIDAD

18. Capitulo 8100 SUELOS Maximiliano Carbajal

19. Introducción El capitulo 8100 esta destinado a señalar las exigencias que deben ajustar los suelos a incorporar en las obras de caminos y describir los procedimientos que se han definido para determinar sus propiedades

20. Especificaciones para subbases, bases y capas de rodadura • Alcances y Campo de Aplicación. Estas especificaciones definen las calidades y graduaciones de mezclas de arena - arcillas; gravas o escorias seleccionadas; arenas o material triturado proveniente de pétreos o escorias o cualquier combinación de estos materiales, para ser utilizados como subbases, bases y capas de rodadura. Estos requerimientos son aplicables únicamente a materiales que tienen densidades netas entre 2.000 y 3.000 kg/m3 y absorciones y graduaciones características

21. Método para determinar la Granulometría • Este método permite, mediante tamizado, determinar la distribución por tamaños de las partículas mayores que 0,08 mm, de una muestra de suelo. • para este método necesitamos los siguientes aparatos tal como: balanza, tamices, horno mortero, herramientas y accesorios básicos

22. Método para determinar el contenido de humedad • Este método establece el procedimiento para determinar, en el laboratorio, el contenido de humedad de suelos cuyas partículas son menores que 50 mm. • este método es una adaptación de la norma NCH 1515 – 79 • existe dentro de este un método para determinar el limite liquido de los suelos.

23. Ensaye • Obtención de la Muestra Obtenga la muestra para ensaye de la muestra del suelo en estado húmedo, mediante los procedimientos y con el tamaño que indique el método de ensaye correspondiente. En general se recomienda emplear los tamaños de muestra que se indican en la tabla siguiente

24. Método para determinara el limite liquido • Límite Líquido  Humedad, expresada como porcentaje de la masa de suelo seco en horno, de un suelo remoldeado en el límite entre los estados líquido y plástico. Corresponde a la humedad necesaria para que una muestra de suelo remoldeada, depositada en la taza de bronce de la máquina Casagrande y dividida en dos porciones simétricas separadas 2 mm entre sí, fluyan y entren en contacto en una longitud de 10 mm.

25. Método para determinar el limite plástico • Este método establece el procedimiento para determinar el Límite Plástico y el Índice de Plasticidad de los suelos. • Norma NCh 1517/ II-78 Determinación del Límite Plástico de los Suelos. • Terminología Límite Plástico. Humedad expresada como porcentaje de la masa de suelo seco en horno, de un suelo remoldeado en el límite entre los estados plástico y semisólido. Corresponde a la humedad necesaria para que bastones cilíndricos de suelo de 3 mm de diámetro se disgreguen en trozos de 0,5 a 1 cm de largo y no puedan ser reamasados ni reconstituidos

26. Método para determinar el limite de contracción • Este método establece el procedimiento para determinar el límite de contracción de los suelos. • Límite de Contracción: Humedad máxima de un suelo para la cual una reducción de la humedad no causa disminución de volumen.

27. Método para determinar la relación humedad/densidad Proctor normal • Este método establece el procedimiento para determinar la relación entre la humedad y la densidad de un suelo compactado en un molde normalizado, mediante un pisón de 2,5 kg en caída libre desde una altura de 305 mm, con una energía específica de compactación de0,59 J/cm³. En los suelos que no permiten obtener una curva definida de relación humedad/densidad y que contengan menos de un 12 % de partículas menores que 0,080 mm.

28. Se describen cuatro procedimientos alternativos: • Método A - molde de 100 mm de diámetro: material de suelo que pasa por el tamiz de 5 mm. • Método B - molde de 150 mm de diámetro: material de suelo que pasa por el tamiz de 5 mm. • Método C - molde de 100 mm de diámetro: material de suelo que pasa por el tamiz de 20 mm. • Método D - molde de 150 mm de diámetro: material de suelo que pasa por el tamiz de 20 mm. El método por emplear debe indicarse en las especificaciones, según el material por ensayar. Si no se especifica, debe regirse por las indicaciones del método A.

29. Método para determinar la relación humedad/densidad Proctor modificado • Este método establece el procedimiento para determinar la relación entre la humedad y la densidad de un suelo, compactado en un molde normalizado, mediante un pisón de 4,5 kg en caída libre, desde una altura de 460 mm, con una energía específica de compactación de2,67 J/cm³. En suelos que no permiten obtener una curva definida de relación humedad/densidad y que contengan menos de un 12% de partículas menores que 0,08 mm.

30. Se describen cuatro procedimientos alternativos: • Método A - molde de 100 mm de diámetro: suelo que pasa por el tamiz de 5 mm. • Método B - molde de 150 mm de diámetro: suelo que pasa por el tamiz de 5 mm. • Método C - molde de 100 mm de diámetro: suelo que pasa por el tamiz de 20 mm. • Método D – molde de 150 mm de diámetro: suelo que pasa por el tamiz de 20 mm. El método por emplear debe indicarse en las especificaciones para el material que debe ensayarse. Si no se especifica debe regirse por las indicaciones del método D

31. Método del cono de arena para determinar la densidad en terreno • Este método establece un procedimiento para determinar en terreno la densidad de suelos cuyo tamaño máximo absoluto de partículas sea menor o igual a 50 mm (2”) en un caso y menor o igual a 150mm. (6”) en el otro. • Este procedimiento está referido a dos equipos utilizados en la medición del volumen de la perforación: cono de arena de 6" (cono convencional) y cono de arena de 12" (macro cono)

32. Método para determinar la densidad de partículas solidas • Este método establece el procedimiento para determinar, mediante un picnómetro, la densidad de partículas sólidas de suelos compuestos por partículas menores que 5 mm. • Pero cuando el suelo se compone de partículas mayores que 5 mm se debe aplicar el método determinación de densidad neta de los gruesos.

33. Método de ensaye CBR (razón de soporte de california) • Este método se utiliza para evaluar la capacidad de soporte de suelos de subrasante, como también de materiales empleados en la construcción de terraplenes, subbases, bases y capas de rodadura granulares. • También establece el procedimiento para determinar un índice de resistencia de los suelos, conocido como Razón de Soporte de California (CBR). El ensaye se realiza normalmente a suelos compactados en laboratorio, con la humedad óptima y niveles de energía variables

34. Ensaye con penetrometro dinámico de cono portátil El Penetrometro Dinámico de Cono Portátil (PDCP) es un equipo, que permite medir la penetración dinámica por golpes de una masa (martillo), que se deja caer libremente desde una altura constante. La penetración es función de la resistencia al corte de la(s) capa(s) que está(n) siendo traspasada(s) por el ensaye. La energía recibida por el yunque es traspasada a la barra y al cono, que perforan las capas de la estructura del material; es, por lo tanto, una medida de la resistencia al corte del suelo.

35. Ensaye de placa de carga repetida (suelos y pavimentos flexibles) • En este método se trata el procedimiento de ensaye de placa de carga estática repetida sobre subrasante, capas componentes de pavimento flexible y suelos, tanto en estado natural como compactados, con el objeto de proporcionar información para su uso en evaluación y diseño de pavimentos de tipo rígido o flexible de carreteras y aeropuertos.

36. Método para dosificar bases y gravas tratadas con cemento • Este método tiene por finalidad determinar la cantidad de cemento hidráulico por agregar a materiales granulares para obtener una resistencia específica a una densidad determinada • El método 8.102.15 (LNV 94) es aplicable a bases tratadas con cemento (BTC) y gravas tratadas con cemento (GTC). No es aplicable a suelo – cemento ni a bases abiertas ligadas con cemento (BAL).

37. Método de control de bases y gravas tratadas con cemento • En este método se entregan los procedimientos para el control de las bases y gravas tratadas con cemento empleadas en las obras viales y diseñadas de acuerdo con el método ya explicado anteriormente.

38. Dentro de este existe el control de mesclado que refieren a que antes de comenzar la confección de la mezcla, se debe contar con el 30% dela producción total del árido pétreo. La calidad, uniformidad y dosis a emplear deben estar respaldadas por la dosificación correspondiente efectuada en el método anterior.

39. Método para determinar el contenido de cemento por titulación en mezclas estabilizadas con cemento • Este método permite determinar el porcentaje de cemento de bases tratadas con cemento, gravas tratadas con cemento y suelos cemento, en estado fresco para esto de realiza un ensaye que se basa en un proceso de titulación química, empleando para tal efecto dos métodos alternativos que dependen de las características de los agregados estos son: • Titulación ácido - base, que se utiliza cuando los agregados no reaccionan con ácido clorhídrico. • Método de neutralización, para el caso que los agregados presenten reacción con ácido clorhídrico

40. Método para evaluar el uso de estabilizadores químicos • Este método se aplica para evaluar la efectividad de los estabilizadores químicos en el mejoramiento de las propiedades mecánicas de los suelos. • La eficacia de estos productos se mide por comparación entre suelos tratados y no tratados mediante determinaciones de resistencia a la compresión no confinada, Razón de Soporte de California, relación humedad/densidad y módulo resiliente, entre otras pruebas.

41. Los estabilizadores químicos son básicamente productos aglomerantes. Pueden ser de dos tipos: • iónicos o poliméricos. Los del tipo iónico están representados por sales solubles. • poliméricos por productos derivados del petróleo. • Los estabilizadores químicos pueden tener efectos sobre una o varias de las propiedades de desempeño del suelo, de acuerdo al tipo específico y condiciones de aplicación del estabilizador químico, así como del tipo de suelo tratado.

42. Capitulo 8200Agregados Pétreos Marco Rojas

43. Agregados pétreos El capitulo 8200 agregados pétreos, contiene las exigencias para los agregados que se usaran en la preparación de morteros y hormigones utilizados en obras viales. Está dividido en dos partes: Especificaciones Procedimientos para ensayes

44. Especificaciones generales de aridos para hormigones y morteros Alcances y campo de aplicación: establece los requisitos que deben cumplir loa aridos de densidad neta, entre 2000 y 3000 kg/m3 Arido: material petreo formado de partículas duras, de forma y tamaño estables. Arido natural: sin tratamiento alguno. Arido tratado: sometido a trituración en una operación mecánicamente controlada. Arido fino: pasa el tamiz de 5mm.y retenido en el de 0.08mm. Arido grueso: todo el retenido en el de 5mm. Arido combinado: proporciones definidas por estudios de dosificación definida. Arido integral:mezcla sin proporción definida ASTM: American Society for Testing Materials.

45. Clasificación: los aridos para uso en morteros y hormigón se clasifican según el tamaño de sus partículas en dos tipos; grueso y fino. Requisitos generales: deben estar compuesto por partículas duras, de forma y tamaño estable, y libres de toda impureza que pudiera afectar la resistencia y/o durabilidad del hormigón o mortero de acuerdo a valores establecidos por la ASTM.

46. Método para extraer y preparar muestras Establece procedimientos para extraer y preparar las muestras de pétreos finos, gruesos e integrales para fines de ensaye.(naturales – tratados ) Muestras de yacimiento:en estado natural. Muestras de producción: tratado. Muetras de obra: ubicada en obra ya sea en vehiculo y/o almacenada.

47. PROCEDIMIENTO: extraer muestras de materiales pétreos, homogeneizándolo y reduciendo de tamaño mediante método de cuarteo. Envasar y transportar al laboratorio, debidamente identificadas, para los ensayes correspondientes. MUESTRAS DE TERRENO: la cantidad tomada en terreno será reducida por cuarteo hasta obtener al menos el doble de la cantidad requerida como muestra de laboratorio, conservando el restante como contramuestra.

48. MUESTRA DE LABORATORIO: La cantidad depende del numero y tipos de ensayes a realizar. Para los ensayes básicos de calidad se requiere como minimo; Petreo fino:30 kg. Petreo grueso: cantidad en kg.equivalente a dos veces el tamaño máximo absoluto del petreo grueso expresado en mm.} Petreo integral: dependiendo de la dosificación de ambos pétreos antes mencionados.

49. Extracción muestras para reconocimiento de yacimiento YACIMIENTO DE FRENTE DESCUBIERTO:extraer muestras por fajas verticales del frente de explotación, ubicadas a menos de 30 mt, registrando ancho de la faja, la profundidad horizontal y las cotas verticales de extracción, además del color y la estructura. Yacimiento sin frente descubierto: extraer muestras de los diferentes estratos, realizando un pozo o sondaje cada 5000mt2, registrando la profundidad de la extracción y el espesor de los estratos.

50. Extracción de muestras de producción CINTAS TRANSPORTADORAS:detener la cinta y extraer el material requerido a intervalos de 1 mt SILOS Y DEPOSITOS: tomar tres o mas porciones desde el flujo de descarga sin incluir el 1er ni el ultimo 10%. Extraer una muestra cada 1000 mt3 de cada tipo de petreo producido PREPARACIO DE MUESTRAS: mezcle con una pala, sobre una superficie limpia, hasta obtener una muestra homogénea. REDUCCION: por cuarteo, para obtener muestras de laboratorio. TRANSPORTE AL LABORATORIO: se realizara en recipientes que eviten la perdida de material, identificándolos claramente con marcas protegidas ante eventuales deterioros.