Suelos Y Subrasantes.pdf x6z2a

<3 y Cu>6 si no cumple los coeficientes anteriores, la arena será mal gradada (SP).  Si el porcentaje de finos, contenido en la arena, es mayor del 12%, la arena puede ser arcillosa (SC), si los finos son arcilla, o limosa (SM) si los finos son limo.  Si el porcentaje de finos está entre 5 y 12% se usa símbolo doble, por ejemplo, SP - SM. 2.2.2.2 SUELOS FINOS: El sistema unificado considera los suelos finos divididos en tres grupos: limos inorgánicos (M), arcillas inorgánicas (C) y limos y arcillas orgánicos (O). Cada uno de estos suelos se subdivide a su vez, según su límite líquido, en dos grupos cuya frontera es Ll = 50%. Si el límite líquido del suelo es menor de 50%, es decir el suelo es de comprensibilidad baja o media, se añade el sufijo L (LowCompresibility) a los prefijos M, C y O. Si es mayor de 50% se añade el sufijo H (highcompresibility) a los prefijos M, C y O. Mediante esta clasificación se obtiene los siguientes tipos de suelos:  ML = Limos inorgánicos de baja compresibilidad.  OL = Limos y arcillas orgánicas de baja compresibilidad.  CL = Arcillas inorgánicas de baja compresibilidad.  CH = Arcillas inorgánicas de alta compresibilidad.  MH = Limos orgánicos de alta compresibilidad.  OH = Arcillas y limos orgánicos de alta compresibilidad. Los suelos altamente orgánicos, como las turbas, se designan con el símbolo P t.

CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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UNIVERSIDAD DE HUANUCO FACULTAD DE INGENIERIA - EAP INGENIERIA CIVIL

De esta manera el sistema comienza a darnos las nomenclaturas que representan a un determinado tipo de suelo: Los suelos de granos gruesos son considerados como tal cuando en 50% de su peso es mayor a 0.08 mm, dentro de este porcentaje el 50% de su peso queda retenido en un tamiz de 5 mm. Se asignara la letra G, y en sentido opuesto es decir que si el 50% de las partículas pasa el tamiz de 5 mm. Se asigna la letra S. A la letra G y S se les agregan una segunda letra que nos indicara el tipo de graduación, las cuales corresponden a la siguiente función: CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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W: Buena graduación con poco o ningún fino P: Graduación pobre uniforme o discontinua con poco o ningún fino M: Que contiene limo o arena y limo C: Que contiene arcilla o arena y arcilla

Los suelos de finos son los que contienen un 50% de su peso menor a 0.08 mm. A la ves estos tres están representados en tres grandes grupos representados por letra de la siguiente manera: La letra C representa a la arcilla, la letra M para los limos; y la letra O para os limos o arcillas orgánicos. A las letras anteriores se les agrega una segunda letra que depende de la magnitud del límite líquido, estas letras están representadas de la siguiente forma: L: Si el límite liquido es menor a 50. H: Si el límite liquido es mayor a 50. 2.2.2.3 ENSAYO PARA AGREGADOS FINOS – HIDROMETRO

Cuando los suelos no son grueso granulares, sino que los suelos tienen tamaños de grano pequeños no se podrá hacer análisis granulométrico por mallas, para determinar el porcentaje de peso de los diferentes tamaños de los granos de suelo. Lo apropiado es aplicar el método del hidrómetro (densímetro), hoy en día para suelos finos quizá es el ensayo de mayor uso, el hecho se basa en que las partículas tienen una velocidad de sedimentación que se relaciona con el tamaño de las partículas.

La ley fundamental para realizar análisis granulométrico por hidrómetro es formulada por Stokes, en esta ley se enuncia que si una partícula esférica cae dentro del agua adquiere pronto una velocidad uniforme que depende del diámetro de la partícula, de su densidad y de la viscosidad del agua.

Para la realización del ensayo no se usa una suspensión compuesta de agua y suelo, porque se precipitaría, en muy poco tiempo casi todo el suelo, debido a la formación de flóculos originados por la presencia de diferentes cargas eléctricas en las partículas del suelo. Se utiliza un agente de floculante que neutralice las cargas eléctricas, permitiendo que las partículas se precipiten de forma individual. CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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2.2.3 TIPOS DE DISPERSANTES USADOS COMÚNMENTE

Silicato de Sodio (vidrio líquido). Es una solución de silicato de sodio, para lograr la concentración necesaria se usa un hidrómetro 151 H. Una vez preparada la solución se toman 20 cm3. Hexametafosfato de sodio (NaPO3). Comercialmente se conoce como Calgon. Se usará agua destilada a razón de 40 g de hexametafosfato sódico por cada litro de solución.

Ya que la solución es ácida se puede considerar mayor eficacia como agente de floculante en suelos alcalinos.

Para el ensayo de hidrómetro existe corrección dependiendo del tipo de hidrómetro empleado, la corrección se hará con la diferencia de la lectura del hidrómetro y un coeficiente que depende del tipo de hidrómetro, para 151 H es la unidad y para 152 H es cero.

Los hidrómetros están calibrados para hacer la lectura al nivel libre del líquido. Al formarse el menisco alrededor del vástago, la lectura correcta no puede hacerse, ya que las suspensiones de suelo son transparentes, por lo que se necesita leer donde termina el menisco y corregir la lectura sumando la altura del menisco. Esta corrección se hace sumergiendo el hidrómetro en agua destilada y haciendo dos lecturas en la escala; una en la parte superior del menisco (para que el menisco se forme completo, el cuello debe limpiarse con alcohol para eliminar la grasa) y otra siguiendo la superficie horizontal del agua. La diferencia de las dos lecturas nos da la corrección que debe sumarse a las lecturas hechas al estar operando.

3. ENSAYOS DE LOS SUELOS: 3.1 EXPLORACION Y PERFIL ESTRATIGRÁFICO: Nos permite obtener un perfil estratigráfico indicando la profundidad y las características del suelo por estratos, usando una inspección organoléptica del terreno de fundación. Normas aplicables •

Perfil Estratigráfico :

•

Muestreo

:

ASTM D 2488 (NTP 339.150)

ASTM D 4220 (NTP 339.151)


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3.2 DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD: Determinar el contenido de agua en el suelo. Normas aplicables •

ASTM D 2216-71 (NTP 339.127)

3.3 DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU DEL SUELO: Determinar la densidad in situ del terreno de fundación. Determinar el contenido de humedad natural del suelo. Normas aplicables •

ASTM D 1556 (NTP 339.143)

3.4 DETERMINACION DE LOS LIMITES DE ATTERBER: Determinar el limite liquido del suelo. Determinar el límite plástico del suelo. Determinar el índice plástico del suelo Normas aplicables •

ASTM D 4318 (NTP 339.129)

3.5 GRANULOMETRIA DEL SUELO: Determinar la distribución del tamaño de partículas del suelo. Trazar la curva granulométrica. Clasificar el suelo por el método SUCS y AASHTO Normas aplicables • ASTM D 422 (NTP 339.128) 3.6 ENSAYO DE COMPACTACION “PROCTOR MODIFICADO”: Determinar el óptimo contenido de humedad con el que el suelo logra su máxima densidad seca. Determinar el grado de compactación del suelo. Normas aplicables •

ASTM D 1557 (NTP 339.141


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ANEXO B.1 CUADRO DE ÁBACOS PARA LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS.


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ANEXO B.2 CUADRO DE ÁBACOS PARA LA CLASIFICACIÓN DE SUELOS


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4. SUBRASANTE 4.1 DEFINICION.  Es una parte esencial en el diseño de pavimentos. Tiene la particularidad de otorgar la respuesta estructural y el comportamiento del pavimento en construcción y operación.  La subrasante puede estar constituida por suelos en su estado natural, o por éstos con algún proceso de mejoramiento tal como la estabilización mecánica, la estabilización físico –química con aditivos como el cemento Portland, la cal, el asfalto, entre otras.

Denominación: Es la fundación sobre el cual el pavimento será construido. 

Como material de fundación, se debe establecer cuál es su resistencia mecánica y específicamente ante la presencia de cargas.



Se busca la relación entre la carga y la deformación unitaria.



La resistencia varía con las condiciones de humedad, compactación y confinamiento.



Deben representarse en laboratorio las mismas condiciones del proyecto.


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 La subrasante es la capa superficial de terreno natural. Para construcción de carreteras se analizará hasta 0.45m de espesor, y para rehabilitación los últimos 0.20m. 4.2 CATEGORIAS DE LA SUBRASANTE. Se identificarán cinco categorías de subrasante: S0 : SUBRASANTE MUY POBRE S1 : SUBRASANTE POBRE S2 : SUBRASANTE REGULAR S3 : SUBRASANTE BUENA S4 : SUBRASANTE MUY BUENA

CBR < 3% CBR = 3% - 5% CBR = 6 - 10% CBR = 11 - 19% CBR > 20%

Se considerarán como materiales aptos para la coronación de la subrasante suelos con CBR igual o mayor de 6%. En caso de ser menor, se procederá a eliminar esa capa de material inadecuado y se colocará un material granular con CBR mayor a 6%; para su estabilización. La profundidad mínima especificada de esta capa figura en el catálogo de estructuras de capas granulares que se presenta más adelante. Igualmente se estabilizarán las zonas humedad locales y áreas blandas. Sobre la subrasante natural se colocará una capa de arena de espesor 20cm mínimo y sobre ella, se añadirá una capa de espesor mínimo de 0.30m de material grueso rocoso o de piedras grandes.


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4.3 FUNCIONES DE LA SUBRASANTE. Las principales funciones de la capa subrasante son: 1.- recibir y resistir las cargas del tránsito que le son permitidas por el pavimento. 2.- transmitir y distribuir de modo adecuado las cargas del tránsito al cuerpo del terraplén. Estas dos funciones son estructurales y comunes a todas las capas de las secciones transversales de un pavimento. Entre las cualidades de una subrasante, que generalmente son deseables por los ingenieros de vías, se tienen las siguientes. - Una alta resistencia. - Permanencia de la resistencia por lo menos durante la vida útil del pavimento. - Una buena uniformidad en todas las direcciones. - Una alta densidad. - Poco susceptibles a los cambios volumétricos. - Poco susceptibles a la acción del agua. - Buena trabajabilidad durante el proceso de compactación. - Permanencia de las propiedades inducidas mediante la compactación. La parte superior de la capa subrasante coincide con la subrasante coincide con la subrasante o línea subrasante del proyecto geométrico la cual debe cumplir con las especificaciones de pendiente longitudinal para la obra. Esta línea marca la altura de las terracerías y por tanto su espesor, que la mayor de las veces es mayor que el necesario en la estructura. En los procedimientos de construcción, los materiales se deben compactar con el equipo más adecuado, de acuerdo con sus características. Cuando los materiales encontrados en las zonas cercanas a la obra no cumplen con las características marcadas en las normas, se requiere estabilizarlos mecánica y químicamente. 4.4 PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE 4.4.1 Propiedades físicas. Son propiedades relacionadas con el tipo de material a utilizar y las características constructivas de los mismos. 

Granulometría (propiedades iniciales de los suelos).


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 

Clasificación de los suelos. Relación humedad- densidad. 4.4.2 Propiedades ingenieriles.

Dan una estimación de la calidad de los materiales para los pavimentos.  Módulo resiliente: Debido al paso por de los vehículos por la superficie de rodamiento de un pavimento, esta empieza a distribuir los esfuerzos hacia las capas inferiores, las cuales, por esta razón se ven sujetas a esfuerzos cíclicos de compresión y luego de tensión los cuales van provocando deformaciones en toda la estructura del pavimento. La curva esfuerzo-deformación obtenida en un espécimen de material de los que constituyen generalmente un pavimento.  Módulo de Poisson El coeficiente de Poisson es una constante elástica que proporciona una medida del estrechamiento de sección de un prisma de material elástico lineal e isótropo cuando se estira longitudinalmente y se adelgaza en las direcciones perpendiculares a la de estiramiento.  Valor de soporte del suelo Llamado también capacidad portante del suelo  Módulo de reacción de la subrasante Con el fin de estimar adecuadamente los esfuerzos máximos a que estarán sometidos elementos estructurales en o continuo con materiales térreos, tales como pavimentos, cimientos, traviesas de ferrocarril, etc, se requiere conocer la deformabilidad de la estructura térrea, ante la acción de las cargas impuestas. El concepto fué introducido por Winkler, y posteriormente desarrollado, discutido y usado por la profesión. Dado que, como se demostrará posteriormente, este parámetro no es una propiedad intrínseca del suelo, hay múltiples modelos para su evaluación y no es posible determinarlo unívocamente con ensayos normalizados.

4.5 TERRENOS DE FUNDACIÓN PARA SUBRASANTE De manera muy general, los terrenos en que se cimentará una estructura de pavimento, se puede clasificar en: CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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-ROCA. -SUELO. 4.5.1La Roca Como Subrasante. En la mayoría de los casos, la roca no plantea problemas como terreno de fundación ya que la estructura de pavimento le comunica esfuerzos de baja intensidad en relación a su resistencia. Las propiedades de la roca como terreno de fundación varían entre límites muy amplios, Nos interesa el desgaste bajo la acción de los agentes mecánicos, que sean resistentes a los agentes atmosféricos y sean medianamente trabajables por medio de maquinaria o explosivos. 4.5.2 Los Suelos Como Subrasante. Este tipo de subrasante se puede dividir en dos grades grupos, a saber: - Subrasante constituida por suelos friccionante. - Subrasante constituida por limos plásticos y arcillas.  Subrasante Constituidas Por Suelos Friccionantes.Los suelos friccionantes, tales como: gravas, arenas y limos no plásticos; constituyen generalmente un excelente terreno de fundación, con capacidad de carga suficiente y sin problemas de asentamiento de importancia. Algunos problemas que se pueden presentar con estos suelos, están ligados al flujo de agua a través de ellos y su grado de compacidad; entre los más frecuentes se pueden nombrar: • Colapso rápido de la estructura.- Se presentan en las arenas y limos muy sueltos, los cuales presentan problemas de asentamiento brusco por colapso rápido de su estructura simple; este efecto, sin embargo, es poco importante bajo rellenos, pues estos absorben los movimientos producidos con facilidad; el efecto es más importante cuando el terreno de fundación soporta las estructuras rígidas que suelen construirse en una vía terrestre. • Tubificación.- Este fenómeno se produce cuando el agua se filtra a través del suelo de cimentación con un gradiente hidráulico superior al crítico, de modo que produce arrastre de partículas. Este fenómeno aunque no es muy común en la subrasante de vías terrestres, se presenta en ocasiones cuando la estructura


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corta el drenaje superficial en una zona, embalsándose el agua, de manera que alcance diferentes niveles en ambos la dos del terraplén. • Licuación.- Las fuerzas producidas por el flujo ascendente del agua provocan, al vencer el peso de las partículas, efectos de flotación que hacen que el suelo pierda total o casi totalmente su capacidad de carga. El flujo de agua es lento comparado con la velocidad de disipación de las altas presiones intersticiales, disminuyendo los valores de resistencia al esfuerzo cortante hasta valores nulos o muy próximos a ceros.  Subrasante Constituidas Por Limos Plásticos Y Arcillas En los terrenos de fundación constituidos por limos plásticos y arcillas han de distinguirse dos casos diferentes, a saber: • Subrasantes constituidas por suelos de baja compresibilidad (CL, ML, OL ) • Subrasantes constituidas por suelos de alta compresibilidad (CL, MH, OH) En el primer caso, no suelen presentarse problemas especiales que repercutan desfavorablemente en la estructura del pavimento. Los asentamientos son absorbidos por la estructura y la resistencia del terreno de cimentación es suficiente para soportar a los terraplenes que hayan de ser construidos. Los suelos clasificados como OL, pueden no ser apropiados para su uso como cuerpo de terraplén, debido a su contenido de materia orgánica. Los suelos plásticos de alta compresibilidad que constituyen gran parte de terrenos de cimentación, esta asociados a grandes problemas de falta de resistencia y compresibilidad, a no ser que su contenido de agua sea permanentemente muy bajo. Esto terrenos blandos y compresibles suelen ser típicos de formaciones fluviales (deltas o llanuras deyección), lacustre o marinas. El problema más grave que ocasionan los suelos finos de alta plasticidad es el asentamiento que se produce en ellos al aplicarle la sobrecarga de la estructura vial, dichos asentamientos producen entre otros efectos los siguientes: • Perdida de bombeo • Aparición de asentamientos diferenciales en el sentido longitudinal. • Disminución de la altura de un terraplén.


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5. DEFINICIÓN DEL PERFIL Y DELIMITACIÓN DE ÁREAS HOMOGÉNEAS 5.1 SECTORIZACIÓN INICIAL POR TRÁNSITO Inicialmente se sectoriza el tramo en estudio, de acuerdo con los niveles esperados de tránsito a lo largo de él.

5.2 SECTORIZACIÓN COMPLEMENTARIA POR TIPOS DE ROCA O SUELO A partir de las clasificaciones de los suelos de subrasante encontrados en las perforaciones, se elabora un perfil.

5.3 DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS HOMOGÉNEAS DE DISEÑO CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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Se determina la longitud en la cual predomina cada suelo y se delimitan áreas homogéneas para efectos de diseño, teniendo en cuenta el tránsito de proyecto. Las secciones escogidas deben ser de suficiente longitud, con el fin de que los diseños resultantes den lugar a una construcción práctica y económica.

6. EJECUCIÓN DE ENSAYOS DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA SOBRE LOS SUELOS PREDOMINANTES Los ensayos de resistencia o de respuesta se deben realizar sobre muestras representativas de los suelos predominantes, reproduciendo las condiciones de humedad y densidad que se espera prevalezcan en servicio. El ensayo más utilizado es el CBR, el cual es una medida de la resistencia del suelo al esfuerzo cortante bajo condiciones de humedad y densidad controladas, que tiene aplicación en el diseño y en la evaluación de pavimentos asfálticos. El soporte de la subrasante se puede expresar, también, en términos del módulo de reacción, obtenido a través de pruebas de placa directa. Este módulo se usa en el diseño de pavimentos rígidos. La respuesta del soporte se puede caracterizar también en términos de parámetros elásticos (módulo resiliente y relación de Poisson), los cuales se aplican en los procedimientos empírico mecanísticos de diseño de pavimentos asfálticos. 6.1 ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) El objetivo del ensayo de CBR es establecer una relación entre el comportamiento de los suelos principalmente utilizados como bases y sub. Rasantes bajo el pavimento de carreteras y aeropistas, determinando la relación entre el valor de CBR y la densidad seca que se alcanza en el campo. CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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GENERALIDADES El ensayo de CBR mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte” y esta normado con el número ASTM D 1883-73. En este ensayo, se mide la resistencia que opone un suelo a la penetración de un pistón de 3 plg² de área en una muestra de suelo de 6 plg (15 cm) de diámetro y 5 plg (12.5 cm) de altura, a una velocidad de 1.27 mm/min (0.5 plg/min). La fuerza necesaria para que el pistón penetre dentro del suelo se mide a determinados intervalos de penetración; estas fuerzas medidas, se comparan con las que se necesitan para producir iguales penetraciones en una muestra que sirve de patrón, la cual es piedra partida bien graduada; la definición de lCBR es: Fuerza necesaria para producir una penetración de 2.5 mm en un suelo Relación que nos da un valor que se indica en porcentaje, el cual puede ser muy variable dependiendo de los suelos analizados; 2 a 4 % en arcillas plásticas hasta un 70 % o más en materiales granulares de buena calidad.

=


( ó (

ó

) ∗ 100 )

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6.2 ENSAYO DE PLACA DIRECTA (AASHTO T 222) Se realiza para obtener el módulo de reacción de la subrasante (k) el cual se usa en el diseño de pavimentos rígidos. El valor k fue desarrollado básicamente como una constante de resorte que recibe el soporte bajo la losa de concreto. La deflexión de los resortes es proporcional a la presión aplicada, es decir, la presión reactiva para resistir una carga es proporcional a k y a la deflexión de la losa (Δ)

6.2.1 Determinación del módulo de reacción Se coloca el equipo sobre el suelo por ensayar, se somete la placa a diversas presiones y se miden las deflexiones, Se dibuja una curva de flexión vs presión. El valor de “k” se calcula dividiendo la presión sobre la placa, por la deflexión correspondiente. CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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6.2.2 DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA BAJO CONDICIONES DE EQUILIBRIO HUMEDAD La resistencia de los suelos, en especial los finos, está directamente relacionada con sus condiciones de humedad y de densidad. Se recomienda determinar la resistencia de la subrasante bajo la condición más húmeda que se espere una vez que el pavimento se encuentre en servicio. Compactar suelos finos con humedades bajas para conseguir altas densidades y altas resistencias durante la construcción, no constituye una buena práctica, por cuanto el suelo queda con una estructura que se debilita considerablemente con el humedecimiento, lo que se traduce en pérdidas posteriores de densidad y de resistencia e incrementos en la expansión. 6.2.2.1 CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS DE ACUERDO CON LA HUMEDAD PARA LA DETERMINACIÓN DE SU RESISTENCIAEJECUCIÓN Efectos del subdrenaje sobre la humedad de la subrasante. Los cambios de humedad de la subrasante por filtración y fluctuaciones del nivel freático pueden ser controlados con la instalación y mantenimiento de dispositivos de subdrenaje Estos dispositivos sólo son efectivos si la humedad del suelo está sujeta a presión de poros positiva Si las filtraciones de agua provenientes de la parte superior son inevitables y abundantes, conviene determinar la resistencia de los suelos en condición saturada cuando correspondan a las categorías 1 y 2 y con la humedad óptima del ensayo normal de compactación (Proctor Standard) cuando correspondan a la categoría 3.


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DENSIDAD La densidad que alcanza la subrasante bajo una superficie impermeable (densidad de equilibrio), es función del tipo de suelo y del entorno ambiental en el cual actúa. Existen procedimientos para estimar a priori la densidad de equilibrio. En general, resulta suficiente considerar una densidad equivalente al 95% de la máxima del ensayo modificado de compactación (tomar precauciones en el caso de los suelos expansivos). 6.3 ENSAYO DEL PENETRÓMETRO DINÁMICO DE CONO (EN CAMPO) Ensayo apropiado para estimar la resistencia de suelos predominantemente finos. Mediante esta prueba se mide la rata a la cual penetra en el suelo una varilla con una punta cónica, a medida que es golpeada desde cierta altura con una masa especificada de 8kg. La resistencia a la penetración es la pendiente de la recta ― Número de golpes vs penetración, denominada número dinámico (ND) y se expresa en mm/golpe.


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6.3.1 PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE A) Módulo Resiliente (MR).Es un estimativo del módulo elástico, basado en medidas de esfuerzo y deformación a partir de cargas rápidas repetidas, similares a las que experimentan los materiales del pavimento bajo la acción del tránsito. No es una medida de la resistencia, pues el material no se lleva a rotura, si no que retorna a su tamaño y forma originales Se determina mediante el ensayo triaxial dinámico:


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a) Procedimiento para hallar el Módulo Resiliente (MR): 1. Se coloca una muestra compactada en la cámara triaxial dentro de una membrana 2. Se somete a una presión de confinamiento (s3). 3. Se aplican pulsos repetidos de un esfuerzo axial desviador (sd) 4. Se miden las deformaciones recuperables (DL) que ocurren en una determinada longitud de la probeta (L) 5. Se calcula la deformación axial recuperable (er= DL/ L) 6. Se determina el módulo resiliente para ese esfuerzo desviador (MR= sd/ er ) 7. Se repite el procedimiento con otros esfuerzos axiales desviadores

b) Relación de Poisson (m).Es la relación entre las deformaciones transversales y longitudinales de un espécimen sometido a carga CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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7. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA O RESPUESTA DE DISEÑO PARA CADA ÁREA HOMOGÉNEA 7.1 SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Cualquiera sea el método para medir la resistencia o la respuesta del suelo, cada muestra o cada ensayo dará generalmente un resultado diferente. Es importante que el valor utilizado para el diseño no sea ni subestimado, por cuanto dará lugar a un mayor costo de construcción del pavimento, ni sobre estimado en un grado tal, que existan riesgos importantes de falla. El número de ensayos por área homogénea depende de la extensión del proyecto: –Para vías muy cortas (≤150 metros) son suficientes dos pruebas -Para tramos extensos (≥3,000 metros) se recomienda un mínimo de 5 y un máximo de 9 por suelo homogéneo. –Para tramos de longitud intermedia se aplicará el criterio del diseñador. -Cuando se tengan menos de 5 resultados, se recomienda tomar el menor valor de resistencia o de respuesta determinado en condiciones de equilibrio. -Cuando se tengan 5 resultados o más, la elección del valor de diseño del área, dependerá del método de diseño del pavimento que se vaya a emplear. CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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Anotar la carga y penetración máxima si esta se produce para una penetración máxima si esta se produce para una penetración menor que 12.7 (mm), (0.5 pulgadas). 7.2 RESULTADOS Se encontró las curvas de CBR y las curvas de compactación y la clasificación del suelo según CBR. Con el resultado del CBR se puede clasificar el suelo usando la tabla siguiente: CLASIFICACION DEL SUELO DE ACUERDO AL CBR

Datos encontrados en el ensayo CBR:


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DENSIDAD OPTIMA SE DA AL 95%= 1.98 (0.95) = 1.88 gr/ cm3 Entonces para CBR(95%) = 15.46 %

8. PROBLEMAS EN LA SUBRASANTE Tiene una gran influencia en las operaciones de construcción del pavimento y en la eficiencia del mismo. Las subrasantes inestables presentan problemas relativos a la colocación y compactación de los materiales de base y/o subbase y no dan soporte adecuado para las subsiguientes operaciones de pavimentación. Frecuentemente, las deficiencias en la construcción debidas a problemas de la subrasante, no se detectan por encontrarse “ocultas” en el pavimento final; sin embargo pueden aparecer en el pavimento después de la exposición al tráfico y al medio ambiente. Las respuestas estructurales de un pavimento (esfuerzos, desplazamientos y agrietamientos) son influidas significativamente por la subrasante. Un gran porcentaje de las deflexiones en la superficie de un pavimento se puede atribuir a la subrasante. Algunos problemas encontrados en la subrasante: 8.1 SUBRASANTES BLANDAS: Compresibilidad (en general diferencial). Inestabilidad de terraplenes. Desecación (Asentamientos, agrietamientos). La vegetación acentúa las deformaciones. CURSO: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

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8.1.1 SUBRASANTES BLANDOS TÍPICOS: Suelos turbos (Pt) Limos orgánicos Limos inorgánicos Arcillas con alto Limite Liquido. 8.2 FALLAS EN EL PAVIMENTO DEBIDO A LAS DEFICIENCIAS DE LA SUBRASANTE. 8.2.1 HUNDIMIENTOS DE LA SUBRASANTE: Desplazamientos verticales de la calzada pueden indicar movimientos de reptación (corrimiento del suelo provocado por la inestabilidad del talud) de la ladera o el desarrollo de un proceso de inestabilidad en el talud inferior. Sin embargo, estos movimientos pueden estar asociados con el asentamiento del relleno alrededor de alcantarillas. Este tipo de daño puede generar problemas de seguridad a los vehículos, especialmente cuando contienen agua pues se puede producir hidroplaneo (cuando los neumáticos de los vehículos pierden o con el pavimento por una película de agua). Los hundimientos pueden estar orientados de forma longitudinal o transversal al eje de la vía, o pueden tener forma de medialuna, en cualquier caso, el reporte del daño debe incluir en las aclaraciones la orientación o la forma del hundimiento.


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9. CONCLUSIONES  Los resultados que se obtiene del estudio del suelo y la subrasante nos permiten diseñar un pavimento más resistente para un largo periodo de tiempo

 Los sistemas de clasificación SUCS y ASTHO clasifican los suelos de acuerdo a los diferentes tamices siendo el más usado el ASTHO para la para obras viales y el SUCS para obras de edificación.

 Los suelos no siempre son los adecuados para el diseño estructural de un pavimento.

 La respuesta de la subrasante ante las cargas del tránsito depende de los tipos de suelo que la constituyen y de la densidad y la humedad de ellos, tanto durante la construcción como durante el servicio.

 La función principal de la subrasante es proporcionar soporte al pavimento, por lo que resulta indispensable evaluar las propiedades de los suelos para llevar un control de calidad adecuado.

 Un estudio que nunca puede faltar en cualquier proyecto de ingeniería es el de mecánica de suelos o geotécnico, que incluya una investigación de campo precisa, con los sondeos necesarios de acuerdo a la magnitud de la obra y acompañado de los respectivos ensayos de laboratorio


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10. RECOMENDACIONES

o Se recomienda realizar una estratigrafía (estudio de los estratos) in situ para la aplicación de la clasificación del suelo y los ensayos respectivos mediante un sondeo del lugar.

o Previamente, el área del terreno donde se va a construir el terraplén o relleno deberá ser sometido al trabajo de limpieza, eliminándose todo el material orgánico. Asimismo será escarificado o removido de modo que el material de relleno se adhiera a la superficie del terreno.

o Tener un adecuado conocimiento con respecto a la clasificación y características de suelos, lo que conllevara a un buen diseño y cálculo estructural de pavimento y por ende la protección de la sub rasante.

o Tener un mejor control en la ejecución de la obra, para obtener mejores resultados del pavimento que se ha diseñado.

o Mejorar la protección o los métodos de protección de la sub-rasante.

o Es necesario, asegurar que las características de la sub-rasante sean las adecuadas para que después no se presencien fallas y el diseño sea el correcto para la permanencia del pavimento.


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11. BIBLIOGRAFIA  Ingeniería de Pavimentos – autor: Ing. José Rafael Menéndez Acurio Fondo Editorial ICG  Manual de diseño de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen de Tránsito - Ministerio de Transporte y Comunicaciones – MTC  Bowles, Joseph E. (1981), “Manual de Laboratorio de Suelos en Ingeniería Civil” Mc Graw-Hill Book  T. William, Mecánica de Suelos


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