Innovaciones Técnicas en la Construcción de Carreteras.
La Maquinaria y su Legislación.
Ponencia 3:
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Curso: Innovaciones Técnicas en la Construcción de Carreteras
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Movimiento de Tierras
EXPLANADA
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grandes Movimientos de Tierras
Suelo Roca
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Carga 20% 15%
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Prospección mediante catas
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Prospección sísmica
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CLASIFICACIÓN DE RIPABILIDAD SEGÚN WEAVER
135200/135290/200575/290--KW
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DESGARRADORES
Desgarradores !BULLDÓZER CON 535 H.P.
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Equipos para arranque y carga de los materiales
1. Material de fácil excavabilidad -”Tierra”-
1.1 Con Bulldózer y Cargador...
Equipos para Transporte de los Materiales
Excavados
1. Camión Volquete
2. Tracto-camión “Bañera”
3. Dúmper Articulado
4. D...
ELECCIÓN DEL TIPO DE VEHÍCULO DE TRANSPORTE
EN LOS MOVIMIENTOS DE TIERRAS
R= Recomendable
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Rendimiento de las Máquinas de Carga
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TIERRA
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BLANDA DURA VOLADA
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Peso de los Materiales
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Rendimiento de las Retroexcavadoras y Palas Cargadoras
(Expresado en m3 banco/Hora de trabajo)
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Cálculo de los vehículos necesarios
Capacidad de Carga de los Vehículos
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Vehículos Viales
Camión Volquete 13,5
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Capacidad de los Vehículos
Expresada en m3 sobre perfil
TIERRA TRÁNSITO ROCA
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Ciclo de un vehículo de Movimiento de Tierras
Tiempos:
De espera.- Depende de la distancia de acarreo y de la organización...
Ciclo de un vehículo de Movimiento de Tierras (Cont.)
Velocidades de Acarreo en Km/h:
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Nº de Vehículos necesarios para una Máquina de Carga
1 CÁLCULO DEL RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA
DE CARGA R M3b/Ht
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Published on: Mar 4, 2016
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  • 1. Innovaciones Técnicas en la Construcción de Carreteras. La Maquinaria y su Legislación. Ponencia 3: La excavación, Carga y Transporte: Técnicas actuales
  • 2. Curso: Innovaciones Técnicas en la Construcción de Carreteras Ponencia nº 3: “Excavación, Carga y Transporte: Técnicas actuales” 1. Composición porcentual del coste de estas actividades 2. Factores a considerar en la elección de los equipos a. Producción necesaria b. Excavabilidad: su prospección c. Compensación de las “tierras” d. Camino de rodadura e. Puntos infranqueables f. Concordancia de equipos g. Coste de los distintos equipos 3. Equipos para la ejecución del arranque y carga a. Tierra b. Tránsito c. Roca 4. Equipos para el transporte de los materiales excavados 5. Rendimientos de las máquinas de carga 6. Cálculo de los vehículos necesarios
  • 3. Movimiento de Tierras EXPLANADA MVTO. DE TIERRAS Es el conjunto de trabajos necesarios para la ejecución de una explanada con unas características mecánicas y geométricas determinadas por su posterior aplicación.
  • 4. Composición porcentual del coste de grandes Movimientos de Tierras Suelo Roca Arranque - 40% Carga 20% 15% Transporte 56% 30% Formación de terraplén 24% 15%
  • 5. Principales factores a considerar en la elección de los Equipos de Arranque, Carga y Transporte 1. Producción necesaria 2. Excavabilidad del material a manipular 3. Caminos de rodadura: Factores legales, Orografía, Capacidad portante, etc. 4. Puntos infranqueables 5. Concordancia, en cuanto a rendimientos, de los equipos 6. Coste comparativo de los equipos posibles
  • 6. Excavabilidad del Terreno Es la capacidad para ser arrancado por diferentes medios. A efectos de excavabilidad, el PG3 define tres tipos: ! Excavación en roca. Comprenderá la correspondiente a todas las masas de roca, depósitos estratificados y la de todos aquellos materiales que presenten características de roca maciza, cementados tan sólidamente, que únicamente pueden ser excavados utilizando explosivos. ! Excavación en terreno de tránsito. Comprenderá la correspondiente a los materiales formados por rocas descompuestas, tierras muy compactas y todos aquellos que para su excavación no sea necesario el empleo de explosivos y sea precisa la utilización de escarificadores profundos pesados. ! Excavación en tierra. Comprenderá la correspondiente a todos los materiales no incluídos en los apartados anteriores.
  • 7. La prospección de la excavabilidad El conocimiento de esta característica de los terrenos a excavar es de singular importancia para: "El cálculo de los precios para la estimación de costes. "La elección de los equipos Herramientas posibles: "Prospección visual previa "Catas "Sondeos "Prospección sísmica
  • 8. Prospección mediante catas Limitaciones 1. La dureza del terreno a inspeccionar, ya que sólo es posible la investigación en tierras o materiales sueltos o poco consolidados 2. La pequeña profundidad que se alcanza (no más de 3 m, generalmente) Descubre las distintas capas existentes, permitiendo inspeccionarlas directamente y medir su potencia. Define, sin duda, el nivel freático y es el mejor sistema para la toma de las muestras necesarias para ensayar en laboratorio.
  • 9. Sondeos mecánicos con extracción de testigos Es un procedimiento caro y lento. Imprescindible en la investigación de canteras.
  • 10. Prospección sísmica Basa su técnica en la determinación de la velocidad de propagación de ondas sónicas en los distintos medios que constituyen el terreno a estudiar. Nos informa sobre: #El espesor de los estratos #La velocidad media de propagación del sonido en dichos estratos Ventaja: Rapidez y economía Limitaciones: #No permite la toma de muestras. #Sólo detecta capas más “duras” o resistentes que las situadas por encima de ellas
  • 11. Clasificación de las excavaciones según la velocidad sísmica En cuanto al arranque: $Roca: Velocidad de propagación sísmica, VS >= 2.000 m/s $Tránsito: Velocidad sísmica entre 1000 m/s < VS < 2.000 m/s $Tierra: Velocidad sísmica VS < 1.000 m/s
  • 12. CLASIFICACIÓN DE RIPABILIDAD SEGÚN WEAVER 135200/135290/200575/290--KW 180270/180385/270770/385--POTENCIA (CV) D7D8/D7D9/D8DD9G/D9G-- SELECCIÓN DE MAQUINARIA Fácilmente ripableDifícil de riparMuy difícil de ripar Ext. difícil de ripar. Voladura Voladura VALORACIÓN DE LA RIPABILIDAD <2550 – 2570 – 5090 – 70*100 – 90VALORACIÓN TOTAL 35101315Valoración Muy favorableFavorablePoco favorableDesfavorableMuy desfavorable ORIENTACIÓN DE DIRECCIÓN Y BUZAMIENTO 13455Valoración Relleno >5mmRelleno <5mmSeparación <1mmAlgo separadasCerradas RELLENO DE LAS JUNTAS 00355Valoración Continua con relleno Continua con algún relleno Continuas sin rellenoPoco continuasDiscontinuas CONTINUIDAD DE JUNTAS 510202530Valoración < 50300 – 501000 – 3003000 – 1000> 3000 ESPACIADO DE JUNTAS (mm) 13579Valoración Completamente alteradaMuy alteradaAlteradaLigeramente sanaSanaALTERACIÓN 012510Valoración Roca muy blandaRoca blandaRoca duraRoca muy duraRoca extr. duraDUREZA 512202426Valoración 1200 - 4501500 – 12001850 – 15002150 – 1850>2150 VELOCIDAD SÍSMICA (m/s) Roca muy malaRoca malaRoca mediaRoca buenaRoca muy buenaDESCRIPCIÓN VIVIIIIIICLASE DE ROCA 135200/135290/200575/290--KW 180270/180385/270770/385--POTENCIA (CV) D7D8/D7D9/D8DD9G/D9G-- SELECCIÓN DE MAQUINARIA Fácilmente ripableDifícil de riparMuy difícil de ripar Ext. difícil de ripar. Voladura Voladura VALORACIÓN DE LA RIPABILIDAD <2550 – 2570 – 5090 – 70*100 – 90VALORACIÓN TOTAL 35101315Valoración Muy favorableFavorablePoco favorableDesfavorableMuy desfavorable ORIENTACIÓN DE DIRECCIÓN Y BUZAMIENTO 13455Valoración Relleno >5mmRelleno <5mmSeparación <1mmAlgo separadasCerradas RELLENO DE LAS JUNTAS 00355Valoración Continua con relleno Continua con algún relleno Continuas sin rellenoPoco continuasDiscontinuas CONTINUIDAD DE JUNTAS 510202530Valoración < 50300 – 501000 – 3003000 – 1000> 3000 ESPACIADO DE JUNTAS (mm) 13579Valoración Completamente alteradaMuy alteradaAlteradaLigeramente sanaSanaALTERACIÓN 012510Valoración Roca muy blandaRoca blandaRoca duraRoca muy duraRoca extr. duraDUREZA 512202426Valoración 1200 - 4501500 – 12001850 – 15002150 – 1850>2150 VELOCIDAD SÍSMICA (m/s) Roca muy malaRoca malaRoca mediaRoca buenaRoca muy buenaDESCRIPCIÓN VIVIIIIIICLASE DE ROCA * La puntuación por encima de 75 se considera como no ripable sin prevoladura
  • 13. DESGARRADORES Desgarradores !BULLDÓZER CON 535 H.P. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TIERRA VEGETAL ARCILLA MORENA GLACIAL ROCAS VOLCANICAS GRANITO BASALTO ROCAS DE DISLOCACIÓN ROCAS SEDIMENTARIAS BITUMINOSA ARENISCA LIMO CONSOLIDADO PIEDRA ARCILLOSA CONGLOMERADO BRECCIA CALICHE PIEDRA CALIZA ROCAS METAMÓRFICAS ESQUISTOS PIZARRA MINERALES Y MENAS CARBÓN MINERAL DE HIERRO l l l l 0 1 2 3 4 DESGARRABLE MARGINAL NO DESGARRABLE Velocidad Sísmica Metros por segundo x 1000 Pies por segundo x 1000
  • 14. Equipos para arranque y carga de los materiales 1. Material de fácil excavabilidad -”Tierra”- 1.1 Con Bulldózer y Cargadora 1.2 Con Bulldózer y Mototrailla 1.3 Con Retroexcavadora 2. Material de difícil excavabilidad -”Tránsito”- 2.1 Con Bulldózer y Cargadora 2.2 Con Bulldózer y Retroexcavadora 3. Material de difícil excavabilidad -”Roca”- 3.1 Mediante Voladura y carga con Retroexcavadora 3.2 Mediante Voladura y carga con Pala de Ruedas 3.3 Con Retroexcavadora y Martillo de alta producción
  • 15. Equipos para Transporte de los Materiales Excavados 1. Camión Volquete 2. Tracto-camión “Bañera” 3. Dúmper Articulado 4. Dúmper Rígido
  • 16. ELECCIÓN DEL TIPO DE VEHÍCULO DE TRANSPORTE EN LOS MOVIMIENTOS DE TIERRAS R= Recomendable NR= No recomendable N= Nunca NRRNRRNRRRNRR NRRRNRRNRRNNRR RNRNRNRNRRRN RRRRRRRRRN DificultosaNormal LargaCortaLluviosoSeco Pendiente y capacidad portanteFuera Ctra. Por Ctra. SueloRoca Dist. de acarreo ClimaCamino de acarreo Tipo de Material Camión Volquete nº 6*6 Tracto-camión Bañera Dúmper articulado Dúmper rígido NRRNRRNRRRNRR NRRRNRRNRRNNRR RNRNRNRNRRRN RRRRRRRRRN DificultosaNormal LargaCortaLluviosoSeco Pendiente y capacidad portanteFuera Ctra. Por Ctra. SueloRoca Dist. de acarreo ClimaCamino de acarreo Tipo de Material Camión Volquete nº 6*6 Tracto-camión Bañera Dúmper articulado Dúmper rígido
  • 17. Rendimiento de las Máquinas de Carga
  • 18. TIEMPOS DE CICLO DE CARGA (Segundos) TIERRA ROCA BLANDA DURA VOLADA RETROEXCAVADORAS 25 a 35 35 a 45 35 a 45 MATERIAL ACOPIADO PALAS CARGADORAS 35 a 45 40 a 50
  • 19. Peso de los Materiales 0,701370950Tierra vegetal 0,7516601250Pizarra bituminosa 0,9019301720Arena y Grava 0,5926101540Piedra caliza - Fragmentada 0,5731701810Yeso – Fragmentado 0,8922602020Grava – Mojada de 6 a 50 mm 0,6127301660Granito fragmentado 0,7027901960Roca descompuesta -75% roca, 25% tierra 0,8220201660Arcilla - en su lecho natural 0,6729701960Basalto Factores de CargaEn banco kg/m3 Suelto kg/m3Peso de los materiales
  • 20. Factores de llenado de Retroexcavadoras para distintos materiales Porcentaje sobre la capacidad del cucharón Marga mojada o Arcilla Arenosa 100-110 Arena y Grava 90-100 Arcilla dura y tenaz 80-90 Roca volada bien fragmentada 80-90 Roca volada mal fragmentada 50-80
  • 21. Rendimiento de las Retroexcavadoras y Palas Cargadoras (Expresado en m3 banco/Hora de trabajo) RENDTº = C*FL*FC*60*55 m3b/ht CiC C.- Capacidad S.A.E. del cazo en m3 FL.- Factor de llenado FC.- Factor de carga CiC.- Ciclo de carga en segundos La eficiencia de la hora de trabajo se considera igual a 55/60
  • 22. Cálculo de los vehículos necesarios
  • 23. Capacidad de Carga de los Vehículos Capacidad a ras (m3) Vehículos Viales Camión Volquete 13,5 Camión Bañera 24,0 Capacidad S.A.E. (m3) Vehículos Extraviales Dúmper 35 t (Colmo 2:1) 23,0 Dúmper 50 t (Colmo 2:1) 34,0 Dúmper 90 t (Colmo 2:1) 60,0
  • 24. Capacidad de los Vehículos Expresada en m3 sobre perfil TIERRA TRÁNSITO ROCA Camión Volquete 10 9 8 Camión-Bañera 14 Dúmper 35 t 16 14 13 Dúmper 50 t 23 20 18 Dúmper 90 t 37 27 25
  • 25. Ciclo de un vehículo de Movimiento de Tierras Tiempos: De espera.- Depende de la distancia de acarreo y de la organización del tajo. Estimar de 0.5 a 2.0 min. De maniobras de Carga.- Según se entre de frente o marcha atrás, estimar respectivamente 0.25 y 0.50 minutos. De carga.- Es igual al nº de ciclos de carga por el tiempo de este ciclo, es decir: capacidad caja del vehículo*ciclo carga(seg.) / capacidad del cazo*60 min. De descarga.- Camiones 1.5 min. Dúmperes 1.0 min. "Bañeras" 2.5 min.
  • 26. Ciclo de un vehículo de Movimiento de Tierras (Cont.) Velocidades de Acarreo en Km/h: Distancia en Km. Camión “Bañera” Dúmper D<0.5 10 15 0.5<D<1.5 13 20 D>1.5 15/30 20/40 25/30
  • 27. Nº de Vehículos necesarios para una Máquina de Carga 1 CÁLCULO DEL RENDIMIENTO DE LA MÁQUINA DE CARGA R M3b/Ht 2 ESTIMACIÓN DE LA CAPACIDAD SOBRE PERFIL DE LA CAJA DEL VEHÍCULO C M3b 3 CÁLCULO DEL TIEMPO DE CICLO DEL VEHÍCULO 3,1 Distancia entre puntos de carga y descarga D KM 3,2 Tiempo de maniobras y espera en la carga TMC MIN. 3,3 Tiempo de carga TC MIN. 3,4 tiempo de descarga TD MIN. 3,5 Tiempo de recorrido(Ida+vuelta;Velocidad media=V;TR=60*2*D/V) TR MIN. 3,6 Ciclo del vehículo (CIC=TMC+TC+TD+TR) CIC MIN. 4 Nº DE VIAJES DE CADA VEHÍCULO POR HORA 60/CIC VIAJ/H 5 RENDTº. POR VEHÍCULO60*C/CIC 60*C/CIC M3b/Ht 6 Nº DE VEHÍCULOS R*CIC/60*C VEHÍC.

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