TEMA 1

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Mayo del 2020
TEMA 1:“EXPLANACIONES”
Asignatura: 
Caminos II
Docente: 
Mg.Ing Pérez Castañón Daniel
UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS
CAMINOS II
INTRODUCCIÓN
En este capitulo se desarrollará los conceptos básicos que se 
debe manejar en trabajos de carretera, para ello se ha 
conceptuado términos como proyecto, también se hace 
mención los factores que determinan la producción .
Como es el ciclo del trabajo, el material y la eficiencia del 
equipo, para luego continuar con conceptos de carretera 
como alineamientos de perfil, secciones transversales, y 
cálculo de áreas y volúmenes de excavación en carretera 
en corte y relleno.
DEFINICION DE EXPLANACIONES
¿Qué es EXPLANACIONES?
La definición de 
explanaciones también 
conocida como 
“Movimiento de tierras”,
incluye el movimiento de 
una parte de la superficie 
de la tierra de un lugar a 
otro y, en su nueva 
posición crear una forma y 
condición física deseada.
CAMINOS II
CLASIFICACIÓN DEL SUELO EN CARRETERAS
CAMINOS II 
A) ROCA DURA O FIJA.
Es un conjunto de partículas de consistencia 
dura y uniforme. En esta clasificación se incluye 
la roca ígnea, el granito, la caliza, esquistos, 
etc.
B) TIERRAS Y OTRAS MATERIAS DEL SUELO-
MATERIAL SUELTO
Consisten en rocas descompuestas o 
desintegradas y se clasifican usualmente de 
acuerdo con el tamaño de sus partículas. Por 
ejemplo: Material orgánico e inorgánico así 
también como: la grava, la arena, la arcilla y el 
limo.
C) MEZCLA DE ROCA SUELTA.
Corresponden al tipo más común de suelos en 
el mundo. Se basan en los diferentes 
porcentajes de rocas y de tierra que las forman. 
Por ejem: la rocas sedimentarias (arenisca, 
caliza y conglomerado)
PROPIEDADES DEL SUELO
CAMINOS II 
A) DENSIDAD
No se puede evaluar el rendimiento de un equipo sin saber el peso 
por metro cubico del material que hay que transportar
Se calcula mediante la fórmula: ρ=P/V
Donde:
ρ = densidad
P= peso
V= volumen
B) ESPONJAMIENTO O EXPANSION (HINCHAMIENTO)
Es cuando el suelo aumenta el volumen después de ser excavados. 
La importancia del esponjamiento depende de la naturaleza del 
terreno. (Se expresa como porcentaje del volumen en banco)
Por ejemplo, el esponjamiento de tierra vegetal es 43%, lo cual 
significa que un metro cubico de tierra en estado natural tendrá un 
volumen de 1.43 𝑚3cuando este suelto. Expresándola mediante una 
formula tendremos:
𝑚3𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑜 = 𝑚3𝑒𝑛 𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 𝑥(1 +% 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑗𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜)
PROPIEDADES DEL SUELO
CAMINOS II 
Sin embargo, si tenemos el volumen de un 𝑚3 suelto y es necesario hallar el volumen 
que esta cantidad de tierra ocupaba antes de la excavación, o sea el volumen de 
un metro cúbico en banco, empleamos la fórmula:
𝑚3𝑏𝑎𝑛𝑐𝑜 =
𝑚3𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑟𝑟𝑎 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑡𝑎
1 +% 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑝𝑜𝑛𝑗𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
EJEMPLO:
Supongamos que tenemos 40 𝑚3 suelto y que su esponjamiento es 35%. Hallar el 
volumen original (o en estado natural) en 𝑚3.
SOLUCION:
Según la formula anterior reemplazamos datos:
𝑚3𝑏 =
40𝑚3𝑠
1+0.35
𝑚3𝑏 = 29.6 𝑚3
El esponjamiento se expresa también a partir de las densidades
%𝐸 =
𝜌𝑏
𝜌𝑠
− 1 𝑥 100
Donde: E= esponjamiento
𝜌𝑏=Densidad (peso) del suelo en banco.
𝜌𝑠= Densidad del suelo – en estado natural.
También se halla el esponjamiento a partir de los volúmenes:
%𝐸 =
𝑉𝑠−𝑉𝑏
𝑉𝑏
𝑥 100
Donde: 
Vb=Volumen del material en banco
Vs=Volumen del material suelto.
PROPIEDADES DEL SUELO
CAMINOS II 
C) CONTRACCION O COMPRENSIBILIDAD (ENJUNTAMIENTO)
Es la propiedad que experimentan los suelos de disminuir el volumen cuando son 
compactados. La contracción se expresa mediante la relación que tiene con un metro 
cubico en banco (no con un metro cubico suelto).
Por ejemplo: ¿Cuál es el volumen compactado (𝑚3c) de 800 𝑚3𝑏 de tierra con un factor 
de compactación del 20 %?
La solución se obtiene del modo siguiente: 𝑚
3 = 𝑚3𝑏(1 −% 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛
= 800 (1-0.20)
= 640 m3c.
La operación frecuente es calcular el número de metros cúbicos en banco que se 
necesitan para obtener un relleno compactado de cierto volumen.
EJEMPLO:
Por ejemplo: ¿Cuántos 𝑚3 en banco se necesitan para un relleno compactado de 750 𝑚3
compactados, sabiendo que el factor de comprensibilidad es 25%?
𝑚3𝑏 =
𝑚3 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠
1 −% 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑎𝑐𝑡𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛
=
750
1 − 0.25
= 1000𝑚3𝑏.
La contracción se expresa también como porcentaje del volumen original inalterado.
%𝐶 = 1 −
𝜌𝑏
𝜌𝑐
𝑥 100
Donde:
𝜌𝑏= densidad del suelo en banco
𝜌𝑐 =densidad del suelo compactado
SOLUCION:
FACTORES DE CONVERSION DE SUELOS
CAMINOS II
CLASES DE 
SUELOS
CONDICION 
ACTUAL
ESTADO 
NATURAL
ESTADO SUELTO
ESTADO 
COMPACTADO
ARENA
Estado Natural 1.00 1.11 0.95
Suelto 0.90 1.00 0.86
Compactado 1.05 1.17 1.00
TIERRA COMUN 
Estado Natural 1.00 1.25 0.90
Suelto 0.80 1.00 0.72
Compactado 1.11 1.39 1.00
ARCILLAS
Estado Natural 1.00 1.43 0.90
Suelto 0.7 1.00 0.63
Compactado 1.11 1.59 1.00
ROCA 
DINAMITADA
Estado Natural 1.00 1.50 1.30
Suelto 0.67 1.00 0.87
Compactado 0.77 1.15 1.00
IMPORTANCIA DE APLICAR Y CONOCER LOS COEFICIENTES 
DE CONVERSION
CAMINOS II
1. El volumen suelto se usa para expresar la capacidad de transporte del equipo.
2. El volumen en sitio se convierte en volumen compactado para determinar la cantidad 
de 𝑚3 de terreno natural que se necesita para ejecutar un determinado volumen de 
relleno.
3. El volumen en material suelto que mueve el equipo debe ser convertido en volumen 
compactado para determinar el volumen final de relleno.
Determinar el % de esponjamiento y de contracción para una 
tierra cuyas densidades son :
EJEMPLO 1:
𝜌𝑏=2000 𝑘𝑔/𝑚3,𝜌𝑠=1600 𝑘𝑔/𝑚3,𝜌𝑐=2350 𝑘𝑔/𝑚3
%𝐸 =
𝜌𝑏
𝜌𝑠
− 1 𝑥 100 =
2000
1600
− 1 𝑥100 = 0.25𝑥100 = 25% 𝑑𝑒 𝐸.
% 𝐶 = 1 −
𝜌𝑏
𝜌𝑐
𝑥 100 = 1 −
2000
2350
𝑥100 = 0.15𝑥100 = 15% 𝑑𝑒 𝐶
SOLUCION:
IMPORTANCIA DE APLICAR Y CONOCER LOS COEFICIENTES 
DE CONVERSION
CAMINOS II 
EJEMPLO 2: 
Determinar el volumen de tierra común medido en estado natural que será necesario 
excavar de una cantera para construir una base cuyas características son:
De la figura podemos decir que es un volumen 
compactado, luego:
SOLUCION:
VEC=
6+12
2
𝑥3.5𝑥25 → 𝑉𝑒𝑐 = 788𝑚3
Como nos pide el volumen en estado natural 
utilizamos la TABLA Nº2 de estado compactado 
(EC) a estado natural (EN):
EC→EN, de donde el coeficiente de 
conversión es 1.11, luego:
VEN = 788 X 1.11 = 875
VEN=875 𝑚3
Lo que significa que para tener un volumen compactado de 788 𝑚3es 
necesario contar en estado natural banco o de 875 𝑚3de tierra.
IMPORTANCIA DE APLICAR Y CONOCER LOS COEFICIENTES 
DE CONVERSION 
CAMINOS II
EJEMPLO 3:
Determinar:
a)El volumen de tierra común medida en estado natural que será necesario excavar de 
una cantera para construir un terraplén de 6000 𝑚3.
b)El número de viajes que hará un volquete de 4 𝑚3para transportar el material.
a)Al decir “terraplén”, se está indicando que el estado del material es 
compactado.
Para saber que el volumen se tiene en estado natural (E.N.) se va a la tabla 
Nº2 y en el renglón que dice “Tierra común” en la columna “Condición 
actual”, se toma el factor de conversión 1.11 que corresponde de estado 
compactado a estado natural.
Luego: VEN = 6000 𝑚3x 1.11=6660 𝑚3
Respuesta: 6600 𝑚3 en estado natural.
b)Para determinar el número de viajes del volquete, es necesario saber que 
el volumen del material en estado suelto. En la misma tabla se encuentra el 
factor de EC a ES, el que es igual a 1.39.
Volumen del material en E.S.=6000 X 1.39 = 8340 𝑚3 en E.S.
Número de viajes del volquete = 8340:4 =2085 viajes.
SOLUCION:
SUBRASANTE
CAMINOS II 
La Subrasante es la capa en la que se apoya la estructura del pavimento y la 
característica especial que define la propiedad de los materiales que componen la sub 
rasante, se conoce como Módulo de Resiliencia (Mr.). 
Se considerarán como materiales aptos para las capas de lasubrasante suelos con CBR 
≥ 6%, en caso de ser menor se procederá a la estabilización de suelos.
CATEGRIAS DE SUBRASANTE CBR
𝑆0=Subrasante Inadecuada De CBR < 3%
𝑆1=Subrasante Insuficiente De CBR ≥ 3% A CBR<6%
𝑆2=Subrasante Regular De CBR ≥ 6% A CBR<10%
𝑆3=Subrasante Buena De CBR ≥ 10 %A CBR<20%
𝑆4=Subrasante Muy Buena De CBR ≥ 20% A CBR< 30 %
𝑆5=Subrasante Excelente De CBR ≥30 %
¿QUE ES EL 
ENSAYO 
DEL CBR?
CBR(California bearing Ratio), que es el valor 
soporte o resistencia del suelo, que estará 
referido al 95% de la máxima densidad seca y 
a una penetración de carga de 2.54 mm.
ENSAYOS DE LABORATORIO
Con las muestras extraídas de las calicatas efectuadas, se 
realizarán los siguientes ensayos de laboratorio:
− Análisis Granulométrico por Tamizado ASTDM D-422, MTC E 107.
− Limite Liquido ASTM D-4318, MTC E 110
− Limite Plástico ASTM D-4318, MTC E 111
− Contenido de humedad ASTM D-2216, MT
− C E 108
− Clasificación SUCS ASTM D-2487
− Contenido Sulfatos ASTM D-516
− Contenido Cloruros ASTM D-512
− Contenido Sales Solubles Totales MTC E 219
− Clasificación AASHTO M-145
Ensayos Especiales
− California Bearing Ratio ASTM D-1883, MTC E 132, O modulo 
resiliente de suelos de subrasante AASHTO T 274, MTC E 128.
− Proctor Modificado ASTM D-1557, MTC E 115
− Equivalente de Arena ASTM D-2419, MTC E 114
− Ensayo de expansión libre ASTM D-4546
− Colapsabilidad Potencial ASTM D-5333
− Consolidación Uniaxial ASTM D-2435CAMINOS II
¡GRACIAS!