ESTIMACIÓN DE LAS CANTIDADES DE OBRA POR KILÓMETRO DE CARRETERA

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1 ESTIMACIÓN DE LAS CANTIDADES DE OBRA POR KILÓMETRO DE CARRETERA Para permitir la estimación de las cantidades de obra por kilómetro de carretera se elaboró un modelo de cálculo sencillo en una hoja Excel. Se utilizaron los datos recopilados de algunos proyectos de las tres principales regiones Costa (CO), Sierra (SI) o Selva (SE) del país, así como de otros países de América del Sur en condiciones similares. Para la estimación de las cantidades de obra correspondientes a cada precio de referencia, se consideraron los siguientes elementos: - Tipo de carretera caracterizada con su sección transversal típica (anchura). - Tipo de obra: Nueva (N), Cambio de Tipo de sección transversal típica (CT) o Refuerzo/rehabilitación sin cambio de tipo (R). - Características de topografía: Plano (P), Ondulado (O), Montañoso (M) o con Pendientes Críticas (PC). - Espesores típicos de capas según la clase de tránsito (T1 a T5) y el CBR (S1 a S5) de plataforma (véase Cuadro 2). 1. MOVIMIENTO DE TIERRA Para cada tipo de sección transversal A3, A2, B3, B2, C, D, E, Fa y Ft (véase Cuadro 2.3 y Gráfico 2.1 adjunto al final del Capítulo 2 del informe), se calculó un volumen promedio de excavación y relleno, con base en el ancho de la rasante multiplicado por los espesores típicos elegidas en cada caso de topografía, P, O, M o PC. La altura promedio de corte o terraplén disminuye con la topografía de PC a P y también de A hasta F para tomar en cuenta las características en plano y perfil longitudinal de cada tipo de carretera además de su sección transversal. Cabe señalar que la diferencia entre Ft y Fa es únicamente en base de la capa de rodadura: Ft es una carretera afirmada y Fa asfaltada, con capa de rodadura de costo estimado en base de 3 cm de capa asfáltica, pero que presenta la misma sección transversal. El Cuadro 1 muestra el resultado del cálculo de las cantidades promedio de excavación y terraplén utilizadas en el cuadro Excel de estimación de los costos, en el caso de una carretera nueva. Para un cambio de tipo de sección transversal de uno o dos niveles (por ejemplo, de D a C o B2), se consideró la recuperación de parte de la carretera en su condición inicial. Se tomó en cuenta sólo parcialmente lo existente, debido a cambios de trazado localizados y de mejoramiento en perfil longitudinal y con un porcentaje menos importante cuando se cambia de dos niveles de ampliación que cuando se cambia de un nivel. Para más de dos niveles de cambio, se consideraron las cantidades correspondientes a la construcción de una carretera nueva del tipo final elegido. Informe Final - Parte 4, Apéndice 2/6. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de /6-1

2 Cuadro 1- Ejemplo de cálculo de cantidades para una carretera nueva (con suelo CBR S2) (en m 3 por km) Terreno Tipo Plano Ondulado Montañoso A3 67, , ,160 A2 56, , ,760 B3 44,519 83, ,945 B2 35,394 67, ,795 C 16,760 31,299 99,045 D 9,994 21,675 61,075 E 4,875 16,875 31,875 F 1,894 8,700 20,400 La variación de la capacidad de soporte de la plataforma induce una variación del espesor de calzada que induce un ajuste de los volúmenes de movimiento de tierra. Para las zonas de pendientes criticas, se eligió manualmente un espesor promedio de Corte/Terraplén representativa de la zona en base del examen en mapas o de las indicaciones del inventario. En caso de Cambio de Tipo de carretera de un o dos niveles (por ejemplo E en D o C) se consideró que una parte decreciente de las cantidades de corte y de relleno se recuperan para la carretera final, que tiene características en planta y perfil longitudinal mayores en partes de la ruta. Este método significa que se toma en cuenta un valor residual de la carretera existente que se reintegra a la obra final. 2. ESPESORES DE CAPAS DE CALZADA Para la determinación de los espesores de capas de calzada, se utilizó la metodología del CEBTP (Centro de Estudio para la Construcción y las Obras Públicas, CEBTP por sus siglas en Francés) para los países tropicales, introduciendo estructuras típicas constituidas con materiales de uso corriente en las tres regiones del país. Los espesores óptimos son función del tránsito y del CBR de la subrasante. El Cuadro 2 muestra las clases de tránsito (T1 a T5) y de CBR (S1 a S5) tomadas en cuenta. Cuadro 2 - Clases de tránsito y de CBR de plataforma Clases de tránsito en relación al IMD ( * ) T1 T2 T3 T4 T5 IMD <= < IMD <= 1, < IMD <= 3,000 3,000 < IMD <= 6,000 6,000 < IMD <= 12,000 Clases de CBR de subrasante S1 S2 S3 S4 S5 CBR <= 5 5 < CBR <= < CBR <= < CBR <= 30 CBR > 30 ( * ) Hipótesis adicional: 30 % de vehículos pesados y 15 años de duración de vida de pavimento. Cabe destacar que la determinación de la clase de tránsito anterior o futura se hace tomando en cuenta el tránsito de vehículos pesados asignado a cada sub tramo en el proceso de modelación. 2/6-2 Informe Final - Parte 4, Apéndice 2/6. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de 2005

3 Para cada clase de tránsito y cada categoría de CBR de subrasante promedio por tramo de carretera, se consideró una estructura de calzada correspondiente, con tres capas generalmente o cuatro capas en caso de tránsito alto. Así se encontraron 25 posibilidades por capa. Cabe señalar que las normas peruanas usan cuatro clases de tránsito pero relativas a la clase de carretera y no para el examen estructural de la calzada. Por ello, no se consideraron estas clases. El Cuadro 3 muestra un ejemplo de los espesores de una capa de calzada elegida para el cálculo de los espesores de capa, de acuerdo con el volumen de tránsito y el CBR. La cantidad de material de cada capa se calcula automáticamente en el cuadro Excel con base en el ancho de calzada ya utilizado para el movimiento de tierra y eso para cada sección transversal típica. Cuadro 3 - Ejemplo de estructura de calzada (en cm para una subbase de grava triturada) CBR Subrasante Clase de tránsito T1 T2 T3 T4 T5 S S S S S El Cuadro 4 muestra un ejemplo de resultados del cálculo de las cantidades de material de capas de calzada de una carretera nueva. Cuadro 4 - Ejemplo de estimación de cantidades de materiales de calzada (en m 3 por km) Tipo Subbase Base triturada Base negra Capa asfáltica Total calzada A3 4,503 7,430 5,260 2,309 19,501 A2 3,408 5,605 3,946 1,725 14,683 B3 4,503 7,430 5,260 2,309 19,501 B2 3,408 5,605 3,946 1,725 14,683 C 3,795 2, ,438 D 3,225 2, ,743 E 2,415 1, ,258 F 2, ,520 Ejemplo con tránsito T5 para A3, B3, A2, B2, T3 para C, D, E y T2 para F con CBR de subrasante S2 / Plano De manera similar al cálculo de movimiento de tierra, en caso de Cambio de Tipo de sección transversal, se considera que se usa una parte del volumen de las capas existentes: por ejemplo cierta cantidad de una base de grava triturada se va a recuperar como sub base de la nueva calzada, en todos los sitios donde el trazado o el perfil longitudinal correspondientes a las antiguas o nuevas características en base de la velocidad de referencia lo permiten. Informe Final - Parte 4, Apéndice 2/6. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de /6-3

4 3. PUENTES Se consideraron dos categorías de obras de arte: - para traspasar los ríos, - de intercambios, o para traspasar una carretera secundaria. Los diversos inventarios de los puentes existentes en el país y el análisis de datos promedios de otros países permitieron estimar la longitud promedio de puentes por kilómetro de carretera. Para las categorías F, E y D sólo se encuentran puentes del primer tipo sobre ríos. Para las categorías C, B2, B3, A2 y A3, además de los puentes sobre los ríos, se tomaron en cuenta longitudes promedio por kilómetro de puentes del segundo tipo. Estas longitudes aumentan cuando se considera tipos desde C a A3. El Cuadro 5 resume la superficie de puentes tomada en cuenta para cada uno de los tipos de sección transversal de carretera nueva. Cuadro 5 - Superficie de puentes sobre las carreteras nuevas (en m 2 por km) No. de puentes por km Superficie Tipo Sobre ríos Otros (m 2 /km) A A B B C D E F DRENAJE La estimación de la cantidad de obras de drenaje se hizo en términos de cantidad de concreto, tomando en cuenta una frecuencia por km para las alcantarillas (dos unidades de 1.50 x 1.50 m) y las cunetas de concreto (0.60 m/km de carretera). El Cuadro 6 resume las cantidades de base utilizadas para la estimación de los costos de alcantarillas y cunetas para las carreteras nuevas. Para el cambio de tipo se toma en cuenta un porcentaje del existente en cada caso de cambio de menos de dos categorías. 5. TRANSPORTE DE MATERIALES Las cantidades consideradas corresponden a una distancia promedio de transporte de materiales para terraplenes y capas de calzada aplicada directamente en el cuadro Excel final de cálculo global del costo. Se considera 0.5 km de transporte de materiales de corte o préstamo por m 3 y 5, 10 y 20 km para cada m 3 de subbase, base, base negra y capa asfáltica respectivamente. 2/6-4 Informe Final - Parte 4, Apéndice 2/6. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de 2005

5 Cuadro 6 - Cantidades de concreto para alcantarillas y cunetas (en m 3 por km) Tipo Alcantarillas Cunetas Total A A B B C D E F Informe Final - Parte 4, Apéndice 2/6. Consorcio BCEOM-GMI-WSA. Junio de /6-5