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COLEGIO DE INGENIEROS DEL PERÚ CONSEJO DEPARTAMENTAL JUNÍN

“DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Y RÍGIDOS CON LA METODOLOGÍA AASHTO 93, VERIFICACIÓN MECANÍSTICA Y APLICACIÓN DE SOFTWARE WINDEPAV 2.5 Y EVERFE 2.24” Expositor: Ing. Jesús Idén Cárdenas Capcha Referencia: • • •

Dr. Carlos Chang Albitres, Ph.D., P.E. (Perú –Texas - USA) Msc. Ing. Marco Montalvo Farfán (Perú) Msc. Luis Ricardo Vásquez Valera (Colombia)

HUANCAYO - PERÚ 2017

7. Diseño de Pavimentos Rígidos Método AASHTO 1993 8. Diseño de Pavimentos Rígidos Método de la PCA 9. Dimensionamiento de losas, verificación mecanísitica de pavimentos rígidos con el programa EverFE 2.24.

1. Suelos de Sub Rasante. 2. Tráfico Ejes equivalentes y efectos climáticos 3. Serviciabilidad, confiabilidad y materiales para pavimentos. 4. Diseño de Pavimento Flexible Método AASHTO 1993. 5. Verificación mecanísitica de pavimentos flexibles con el programa WINDEPAV 2.5. 6. Refuerzo de Pavimentos Flexibles AASHTO 1993. Período de 10 de agosto al 26 de agosto de 2017

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

DESARROLLO HISTORICO DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS

Una de las características que se presentan en los diseños de pavimentos es su continua actualización. Ese dinamismo, se puede interpretar a mediada que avanza los conocimientos las Metodologías de Diseño se actualizan. En esta etapa han tenido gran influencia los Ensayos a escala natural de las carreteras, modelos que han sido fundamentales en la actualización de los métodos de diseño. Carretera Experimental de Maryland (USA) Carretera Experimental WASHO (USA) Carretera Experimental LARR (Alemania) Carretera Experimental AASHO (USA)

DESARROLLO HISTORICO DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS Experimento Vial AASHO 1951 a 1954 Etapas de Planificación Desde la selección del sitio hasta el establecimiento de objetivos

1955 a 1958 Etapa de Construcción

Octubre de 1958 se Inicio el periodo de operación

OTAWA - ILLINOIS

PISTA DE PRUEBA AASHO

DESARROLLO HISTORICO DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS

El Ensayo tuvo por finalidad estudiar el comportamiento de diferentes tipos de pavimentos de espesores conocidos bajo el transito de cargas conocidas

Se construyeron 468 secciones de pavimentos asfálticos

Se construyeron 368 secciones de pavimento rígido

EXPERIMENTO VIAL AASHO Características del material usado en la subrasante

EXPERIMENTO VIAL AASHO Características de las capas que conforman el pavimento

Tipos de carga utilizados en la prueba AASHO

PRINCIPALES HALLAZGOS DE LA AASHO ROAD TEST PAVIMENTOS ASFALTICOS • Se presentaban mayores agrietamientos en la estación fría • Las mayores deflexiones se presentaban al comienzo de la primavera • La velocidad reducía la magnitud de las deflexiones • Se estableció la «Ley de la cuarta potencia» sobre equivalencias en el efecto de las diferentes cargas por eje. PAVIMENTOS RIGIDOS • El escalonamiento se produjo en las grietas y en las juntas sin varillas de transferencia de carga • El «bombeo» es un importante factor de falla y se presento con mayor frecuencia a lo largo de los bordes del pavimento • Los pavimentos de concreto simple con juntas se deflactan menos que los de concreto reforzado con juntas. • El aumento de la velocidad se tradujo en disminuciones de deformaciones y deflexiones

FENOMENO DE «BOMBEO» EN PAVIMENTOS RIGIDOS

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Los pavimentos son estructuras multicapas diseñadas para soportar los esfuerzos generados por el tráfico en superficie. El diseño de pavimentos se ha realizado con metodologías empíricas que no incluyen análisis de los esfuerzos y deformaciones generados en las capas internas de la estructura.

La metodología de diseño estructural AASHTO 93 de pavimentos considera cinco aspectos fundamentales: i) ii) iii) iv) v)

Las características de los suelos de la subrasante; El Trafico; Las capas que conforman el pavimento; La calidad en el proceso constructivo (EETT) y El clima.

A diferencia de los primeros cuatro aspectos, no existen en el país estudios profundos ni experiencia en la inclusión detallada de las variables climáticas dentro del proceso de diseño.

SECCIÓN TÍPICA DE UN CAMINO ,,,

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DEFINICION DE SUBRASANTE La Subrasante es la superficie terminada de la carretera a nivel de movimiento de tierras (corte y relleno), sobre la cual se coloca la estructura del pavimento o afirmado. La subrasante es el asiento directo de la estructura del pavimento y forma parte del prisma de la carretera que se construye entre el terreno natural allanado o explanada y la estructura del pavimento.

CAPA DE SUBRASANTE

La caracterización de los suelos de subrasante comprende las siguientes etapas: —Evaluación Topográfica —Exploración de la subrasante —Definición del perfil y delimitación de áreas homogéneas —Ejecución de ensayos de resistencia sobre los suelos predominantes —Determinación del valor de resistencia o de respuesta de diseño para cada área homogénea

EXPLORACION DE SUBRASANTE Se debe adelantar una investigación a lo largo del alineamiento aprobado, con el fin de identificar la extensión y la condición de los diferentes depósitos de suelos que se encuentren La investigación se realiza mediante perforaciones a intervalos definidos de acuerdo con la variabilidad del terreno, la longitud y la importancia del proyecto y los recursos técnicos y económicos disponibles Las perforaciones deberán alcanzar, cuando menos, 1.5 m bajo la cota proyectada de subrasante

NUMERO DE CALICATAS PARA EXPLORACION DE SUELOS

PORQUE SE REALIZA LOS SONDAJES A 1.50 m Efecto de la carga por rueda y de la presión de contacto sobre los esfuerzos verticales en un pavimento asfáltico

PERFIL Y GRANULOMETRIA

CLASIFICACIÓN AASHTO Suelos granulosos (35% o menos que pasa el tamiz # 200)

Clasificación general A1

A2

Clasificación de grupo

Tamices: % que pasa el Nº 10 (2 mm ) Nº 40 (0.425 mm ) Nº 200 (0.075 mm )

Consistencia Límite Líquido

A3

A-1-a

A-1-b

máx. 50 máx. 30 máx. 15

--máx. 50 máx. 25

---

--mín. 51 máx.10

---

Índice de Plasticidad

máx. 6

No Plástico

Tipos de materiales característicos

Fragmentos de Piedras, gravas y arena

Arena Fina

Calificación

Materiales limosos y arcillosos ( más de 35% pasa el tamiz # 200)

A-2-4

A-2-5

A-2-6

A-2-7

----máx. 35

----Máx.35

----- máx. 35

----- máx. 35

A4

A5

A6

A7 A7-6 A7-5

----mín. 36

----mín. 36

----- mín. 36

----- mín. 36

máx. 40

mín. 41

máx. 40

mín.41

máx. 40

mín. 41

máx. 40

mín. 41

máx. 10

máx. 10

mín. 11

mín. 11

máx. 10

máx. 10

mín. 11

mín. 11(1)

Gravas y arenas limosas o arcillosas

excelente a bueno

Suelos limosos

Suelos arcillosos

regular a malo

SISTEMA DE CLASIFICACION SUCS DIVISIÓN

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Compresi.ón No Confinada en Suelos Cohesivos

Potencial de expansion o asentamiento unidimensional de suelos cohesivos (Libre o Carga Constante)

Arena Arcill3S

Muestra Inalterada('> Tres cubos de 30 cm Muestra lnalterada(11 Un Cubo de 30 cm

º

Muestra lnalterada1 Cubo de 15 cm (mínimo) Disgregada para remoldeo: 1,5 kg

GruPo 5 (GS) En.sayos de Compactación de Suelos

Próctor

Canlidad requerida

Modificado

45.0

(Kg.)

Cru\lidad requerida

Próctor Estandar

(Kg.) California Beañng Ratio (CBR)

Cantidad Total (Kg)

Gravas

Arenas Arcillas

45.0 SOkg. SOkg. 35ka.

PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

GRAFICA DEL PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

ESTADOS DE ESFUERZOS PRODUCIDOS EN LA SUBRASANTE POR EFECTOS DE UN VEHÍCULO

PARAMETROS ELASTICOS DE LA SUBRASANTE Módulo Resiliente (MR) Es un valor 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, sino que retorna a su tamaño y forma originales

MODULO DE RESILENCIA Se determina mediante el Ensayo triaxial dinámico

MODULO DE RESILENCIA

ep=permanente er=resiliente que se recupera al retirar la carga

Es necesario efectuar ensayos de Mr en el laboratorio, sobre muestras de suelo que representan condiciones de tensión y humedad que simulen bajo las cuales estarán en el transcurso del año. Es posible estimar valores normales (en época seca) del Modulo de Resilencia, en función de las propiedades conocidas de los suelos y utilizar relaciones empíricas para calcular las variaciones conforme las épocas del año, el Mr en la época del deshielo es entre un 10 a un 20% menor que el Mr normal y cuando es suelo congelado este valor varia dos veces su valor , mayor que el normal. Considerando lo anterior como base , el año se divide en periodos en los cuales el Mr se mantiene constante.

COEFICIENTE DE POISSON (µ) Es la relación entre las deformaciones transversales y longitudinales de un espécimen sometido a carga

DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS

EJEMPLO PRÁCTICO Determinar el CBR de diseño, a fin de determinar tramos homogéneos, que se van

a construir en la Zona de Sierra, son 10 Km de longitud, en el Estudio de Suelos se han efectuado

calicatas

cada

Progresiva

CBR (%)

0+000

8

1+000

11

2+000

10

3+000

9

4+000

12

5+000

13

6+000

7

7+000

6

8+000

8

9+000

9

kilómetro

obteniéndose los siguientes valores de CBR.

DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS CBR DE DISEÑO MÉTODO DE LAS DIFERENCIAS ACUMULADAS - RECOMENDADO EN LA GUIA AASHTO 1993

CBR (%)

# Intervalo

Dist. Entre intervalo

Dist. Acumulada entre intervalos

Intervalo promedio

Área del intervalo

Área acumulada

Zx

00+000

8

1

1000

1000

8,0

8000

8000

-1250,00

01+000

11

2

1000

2000

9,5

9500

17500

-1000,00

02+000

10

3

1000

3000

10,5

10500

28000

250,00

03+000

9

4

1000

4000

9,5

9500

37500

500,00

04+000

12

5

1000

5000

10,5

10500

48000

1750,00

05+000

13

6

1000

6000

12,5

12500

60500

5000,00

06+000

7

7

1000

7000

10,0

10000

70500

5750,00

07+000

6

8

1000

8000

6,5

6500

77000

3000,00

08+000

8

9

1000

9000

7,0

7000

84000

750,00

09+000

9

10

1000

10000

8,5

8500

92500

0,00

At

92500

Lp

10000

F

9,25

Progresiva

10+000

Sub Tramos CBR prom. (%)

10,0

10,7

7,5

DETERMINACION DE CBR EN SECTORES HOMOGENEOS Los resultados de 8 ensayos triaxiales dinámicos produjeron los siguientes módulos resilientes de un suelo de subrasante en un área homogénea: 6,200–9,500–8,800–7,800-13,500–10,000–11,900 y 11,300lb/pg2 Determinar el módulo de diseño del área, para valores N 10 ˄ 4, 10 ˄ 5 y 10 ˄ 6 ejes equivalentes de 80kN

de

SELECCIÓN DEL VALOR DE CBR CRITERIO DEL INSTITUTO DEL ASFALTO

TERRAPLENES Nivel de Subrasante

CORONA

H

CUERPO

V

Nivel de Terreno Natural

BASE

REQUISITOS TERRAPLENES SEGÚN EEGG 2013 DEL MTC

Además deberán satisfacer los siguientes requisitos de calidad:

Desgaste de los Ángeles: 60% máx. (MTC E 207) Tipo de Material: A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-6 y A-3

CONTROLES DURANTE LA EJECUCION DE LAS OBRAS Durante la ejecución de los trabajos, el Supervisor efectuará los siguientes controles principales: Verificar el estado y funcionamiento de todo el equipo utilizado por el Contratista. Supervisar la correcta aplicación de los métodos de trabajo aceptados. Exigir el cumplimiento de las medidas de seguridad y mantenimiento de tránsito. Vigilar el cumplimiento de los programas de trabajo. Comprobar que los materiales por emplear cumplan los requisitos de calidad exigidos. Verificar la compactación de todas las capas del terraplén. Realizar medidas para determinar espesores y levantar perfiles y comprobar la uniformidad de la superficie.

CONFORMACIÓN DE TERRAPLÉN

Material de Cantera

Terraplén

Control de Calidad de Materiales : Base, Cuerpo y Corona

ENSAYO

Control de Calidad de Terraplen Construido

FRECUENCIA 3

GRANULOMETRIA

Cada 1000 m

LIMITES DE CONSISTENCIA

Cada 1000 m3

CONT. MATERIA ORGANICA

Cada 3000 m3

DEGRADACION DE AGREGADO GRUESO POR ABRASION

Cada 3000 m

RELACION DE HUMEDAD PROCTOR MODIFICADO

Cada 1000m

3

ENSAYO

FRECUENCIA

COMPACTACIÓN BASE Y CUERPO

Cada 500 m2

COMPACTACIÓN CORONA

Cada 250 m2

MEDIDA DEFLEXIÓN

Cada 50 m

CRITERIOS GEOTECNICOS PARA ESTABLECER LA ESTABILIZACIÓN DE LOS SUELOS (Manual de Suelos y Pavimentos 2013) Se considerarán como materiales aptos para las capas de la subrasante suelos con CBR ≥ 6%. En caso de ser menor (subrasante pobre o subrasante inadecuada), se efectuara lo siguiente: • Estabilización mecánica, • Reemplazo del suelo de cimentación, • Estabilización con productos o aditivos que mejoran las propiedades del suelo, • Estabilización con geosintéticos (geotextiles, geomallas u otros), Pedraplenes, Capas de arena, • Elevar la rasante o cambiar el trazo vial sí las alternativas analizadas resultan ser demasiado costosas y complejas.

NIVEL DE SUBRASANTE CUANDO HAY PRESENCIA DE NAPA FREATICO (Manual de Suelos y Pavimentos 2013) Nivel de Subrasante

0,6 m

Subrasante extraordinaria y muy buena

0,8 m

Subrasante buena y regular

1,0 m

Subrasante Subras pobre 1,20 m

Nivel Freático

Subras Subrasante Inadecuada Inadecu

Nivel Freático Nivel Freático Nivel Freático

En caso necesario, se colocarán subdrenes o capas anticontaminantes y/o drenantes o se elevará la rasante hasta el nivel necesario.

Los factores que se considerarán al seleccionar el método más conveniente de estabilización son: a. Tipo de suelo a estabilizar b. Uso propuesto del suelo estabilizado c. Tipo de aditivo estabilizador de suelos d. Experiencia en el tipo de estabilización que se aplicará e. Disponibilidad del tipo de aditivo estabilizador f. Disponibilidad del equipo adecuado g. Costos comparativos

ESTABILIZACIÓN POR SUSTITUCIÓN DE LOS SUELOS La Capa se construye directamente

Mejoramiento

El suelo existente se deberá escarificar, conformar y compactar a la densidad especificada, en una profundidad de quince centímetros. Colocación de los materiales, en espesores que garanticen la obtención del nivel de subrasante y densidad exigidos. Los materiales se humedecerán o airearán, para alcanzar la humedad de compactación, procediéndose luego a su densificación

La capa debe excavarse previamente

La capa debe excavarse previamente La obra deberá contar con un estricto sistema de control Topográfico y de calidad en todas sus fases, que debe ser monitoreado permanentemente por el Supervisor Determinación de Necesidad de Efectuar Mejoramientos

Control de Calidad de Materiales a emplearse en Mejoramientos

FRECUENCIA

ENSAYO GRANULOMETRIA LIMITES DE CONSISTENCIA CONT. MATERIA ORGANICA CBR DENSIDAD INSITU / CONO DE ARENA O NUCLEAR MEDIDA DE DEFLEXION EN PAVIMENTO

Cada 500 m3 Cada 500 m3 Cada 500 m3 Cada 500 m3 Cada 500 m3 Cada 40m

ENSAYO GRANULOMETRIA LIMITES DE CONSISTENCIA CBR RELACION DE HUMEDAD PROCTOR MODIFICADO CALIDAD DE CAL

Control de Calidad de Mejoramiento Construido Densidad In situ

Medida de Deflexión en Pavimento

Frecuencia : Cada 250 m2

Frecuencia : Cada 40 m.

FRECUENCIA 3

Cada 750 m 3 Cada 750 m 3 Cada 500 m 3 Cada 500 m Cada 20 TN

EQUIPOS PARA EL CONTROL DE COMPACTACIÓN Cono de Arena

Densímetro Nuclear

Método del Volumetrómeno

METODO DEL DENSIMETRO NUCLEAR Existen tres formas para las determinaciones, retrodispersión, transmisión directa y colchón de aire (espesores aproximados de 50 a 300 mm

MEJORAMIENTO DE SUELOS

CARRETERA JAUJA-TARMA oCa ri Condorcocha tr

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CAY

VALLE DE ACOLLA

SECCION TIPICA EN LA ZONA URBANA DE ACOLLA

KM 7 + 900

REGISTRO DEL NIVEL FREATICO EN UNA CALICATA Durante el proceso de avance de la Obra la Supervisión efectuó calicatas de prospección entre los Km 5+000 al Km 10+340, detectando la presencia de la napa freática entre 0,80 a 1,10 m.

CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DE LA SUBRASANTE SECTOR 5+675 5+710 5+820 6+140 6+885 6+940 7+350 7+460 7+715 8+060 8+490 8+945 9+470 9+820 10+240

Clasif. SUCS CL-ML CL-ML CL-ML CL-ML SC-SM SC-SM SC CL-ML CL-ML SC-SM CL-ML CL-ML CL ML CL

L Líquido % 23 25 23 24 26 23 24 24 23 24 23 23 29 36 31

I Plástico % 6 7 6 6 5 5 7 6 6 6 6 6 9 11 10

H Natural % 25 26 25 30 28 25 25 29 26 30 29 29 17 24 21

MDS gr/cc 1.528 1.893 1.823 1.680 1.982 2.030 1.957 1.842 1.787 1.882 1.798 1.822 1.905 1.781 1.886

OCH % 17.7 17.2 14.4 22.2 12.2 9.0 16.0 18.7 15.5 16.2 22.5 14.9 14.0 16.1 14.1

A la luz de los resultados vemos que el tramo del Km 5+000 al Km 10+340 es un tramo crítico, y por tratarse de una zona urbana el tratamiento a darse debe ser muy especial.

Los suelos subyacentes efectivamente son suelos susceptibles al colapso, conformadas por Limos y Arcillas de baja compresibilidad, suelo calificado como material de subrasante malo a muy malo.

MEDICION DE DEFLEXIONES

Carril

Progresiva Deflexión Promedio

Ambos

5+000-10+500 107

Deflexión

ESTADO

Característica

181

Muy Malo

Comportamiento de los suelos a través del Índice de Liquidez.

Teniendo en cuenta las características de plasticidad de los suelos finos, se ha determinado los valores correspondientes al Índice de Liquidez, el mismo que cuando supera al valor unitario, es indicativo de posibles problemas de colapso. (Reynols, Henry y Protopodokes P ). “ Practical Problems in Soil Mechanics”. Se puede determinar el índice de liquidez mediante la diferencia del contenido de humedad y límite plástico dividido por el índice de plasticidad IL = (w% - LP) / IP SECTOR 5+675 5+710 5+820 6+140 6+885 6+940 7+350 7+460 7+715 8+060 8+490 8+945 9+470 9+820 10+240

Clasif. SUCS CL-ML CL-ML CL-ML CL-ML SC-SM SC-SM SC CL-ML CL-ML SC-SM CL-ML CL-ML CL ML CL

L Plástico % 17 18 17 18 21 18 17 18 17 18 17 17 20 25 21

I Plástico % 6 7 6 6 5 5 7 6 6 6 6 6 9 11 10

H Natural % 25 26 25 30 28 25 25 29 26 30 29 29 21 24 21

Índice de Liquidez 1.14 1.33 2.00 1.40 1.40 1.14 1.83 1.50 2.00 2.00 2.00 0.11 -0.09 0.00

Consistencia de los Suelos de Fundación El Índice de Consistencia es el valor que corresponde a la diferencia entre el valor del límite líquido y contenido de humedad, todo dividido entre el índice de plasticidad. Puede ser tomado como una medida de la consistencia del suelo, relacionada con la cantidad de agua que es capaz de absorber. Si el valor del Índice de Consistencia es negativo, la consistencia del suelo es liquida. En otros casos, de valores bajos del IC, el estado del suelo puede ser semilíquido, plástico muy blando, o plástico blando. Si el Índice de Consistencia es mayor que 1, el suelo se encuentra sólido o semi duro. (Jimenez-Salas José A “ Mecánica de Suelos y Aplicaciones a la Ingeniería”). IC = (LL – w%)/IP

INDICE DE CONSISTENCIA 0.00 0.00 – 0.25– 0.25 0.50– 0.50 0.75– 0.75 1.00

ESTADO DE CONSISTENCIA Líquid SemioLíquido Plástico muy Blando Plástico Blando Plástico Duro Estado Sólido

INDICE DE CONSISTENCIA SECTOR

Clasif. SUCS

L Liquido %

I Plástico %

H Natural %

Índice de Consistencia

5+675 5+710 5+820 6+140 6+885 6+940 7+350 7+460 7+715 8+060 8+490 8+945 9+470 9+820 10+240

CL-ML CL-ML CL-ML CL-ML SC-SM SC-SM SC CL-ML CL-ML SC-SM CL-ML CL-ML CL ML CL

23 25 23 24 26 23 24 24 23 24 23 23 29 36 31

6 7 6 6 5 5 7 6 6 6 6 6 9 11 10

25 26 25 30 28 25 25 29 26 30 29 29 21 24 21

- 0.14 - 0.33 - 1.00 - 0.40 - 0.40 - 0.14 - 0.83 - 0.50 - 1.00 - 1.00 1.00 0.88 1.09 1.00

VALORES DE CBR DE SUBRASANTE SECTOR 5+675 5+710 5+820 6+140 6+885 6+940 7+350 7+460 7+715 8+060 8+490 8+945 9+470 9+820 10+240

MDS gr/cc 1.528 1.893 1.823 1.680 1.982 2.030 1.957 1.842 1.787 1.882 1.798 1.822 1.905 1.781 1.886

Densidad Natural 1.528 1.615 1.614 1.426 1.609 1.640 1.610 1.595 1.430 1.526 1.450 1.463 1.620 1.505 1.586

Porcentaje de Compc.

84.7 85.3 88.1 84.9 81.2 80.8 82.3 86.6 80.0 81.1 80.6 80.3 85.0 84.5 84.1

CBR a 95% 6.3 8.1 6.3 8.3 6.9 12.9 12.1 7.3 10.9 10.1 10.0 8.8 6.5 7.0 6.0

CBR In situ 4.1 3.0 4.2 5.0 3.2 6.0 6.1 5.1 5.4 4.8 5.4 4.6 4.4 4.1 4.1

RESULTADOS DE LA EVALUACION DE LA SUBRASANTE Sector Evaluado

Deflect. Característic a x 10ˉ² mm.

Radio de Curvatur am

5+690 al 6+920

204

285

6+920 al 7+100

103

392

7+100 al 7+500

203

163

7+500 al 8+760

101

368

8+760 al 10+500

99

403

Comportamiento sub rasante

Presencia de nivel freático, suelos saturados, valores de CBR menores al de Diseño.estructural Comportamiento existe un rellenoadecuado, de 30 cm en promedio por encima del NT. Presencia de nivel freático, suelos saturados, valores de CBR menores al de Diseño.estructural Comportamiento existe un rellenoadecuado, de 40 cm en promedio, por del NT.. Suelos deencima subrasante con regular comportamiento de soporte, humedades adecuadas. Existe un relleno en promedio de 1 m

De los diferentes aspectos discutidos se puede concluir que cuando el valor de la capacidad portante CBR tiene un valor inferior al de diseño, será necesario efectuar el mejoramiento del suelo en base a un material transportado que muestre mejor capacidad portante. Para el caso de carreteras y autopistas, la carga máxima a distribuirse por efectos de un vehículo, en la masa de los suelos de fundación, corresponde a un eje cargado con 9,000 Kg, equivalente a 4,500 Kg en cada rueda. Esta carga transmite un esfuerzo de contacto de 5 Kg/cm2, el cual disminuye a un valor cercano al 10% considerado casi nulo en una profundidad aproximada de 1.50 m (Valle Rodas, R, 1982).

Calculo del espesor de Mejoramiento de la Subrasante utilizando otros metodos.

El Manual “Gravel Roads” editado por el Departamento de Transporte del Estado de Dakota del Sur, auspiciado por la Federal Highway Admistration dice “en caso de tenerse subrasante pobres y blandas existen dos alternativas el de sobreexcavar y reemplazar y el de colocar un geosintetico que separe y refuerce; este ultimo método es eficaz y bajo determinadas condiciones es más económico”.

Calculo del espesor de Mejoramiento de la Subrasante utilizando otros metodos. Es conveniente introducir el mejoramiento de la subrasante con geomallas biaxiales que se basa totalmente en el concepto de distribución de carga, es decir, la malla distribuye la carga en una mayor área. Por esta misma razón disminuyen los esfuerzos verticales, los esfuerzos horizontales; se reducen las deflexiones verticales, se incrementan los módulos de reacción compuestos del sistema subrasante-pavimento. En términos generales existe un incremento en la capacidad de soporte de la subrasante con el uso de la geomalla en esta posición.

DISEÑO DE ESPESORES DE REFUERZO UTILIZANDO LA METODOLOGIA DE GIROUDHAN

UTILIZACION DE GEOMALLAS BIAXIALES EN SUELOS PANTANOSOS

Geo TriA de malla x' Tensar •

Agregado de Base Relleno ranular o subbase

Subras ante

UTILIZACION DE GEOMALAS BIAXIALES EN SUELOS COLAPSABLES

Metodología de diseño de Giroud-Han (2004) El método de diseño es utilizado para calcular los espesores de las capas que conformaran el relleno (mejoramiento) en la construcción de pavimentos sobre subrasantes débiles. La validación de los espesores alcanzados para reforzar el pavimento con las Geomallas Biaxiales, usando este método es alcanzado a través de la calibración de varios juegos de ensayos incluyendo los resultados obtenidos del trabajo emprendido por la Universidad del Estado de Carolina del Norte a los ensayos en pavimentos.

Parámetros de Diseño REQUERIMIENTOS DE TRAFICO

Calculo del Tráfico de diseño

:

Se refiere al Tráfico de Construcción

Espesor de Corte

:

0.50 m

Longitud

:

2000 m

Volumen de Corte

:

9000 m3

N° de Volquetes 15 m3

:

600

Ida y vuelta

:

1200 viajes

TIP CargaO Simple Carga Tandem TOTAL

FC 1.45 3.97

FRECUENCI A 120 0 120 0

N18 174 0 476 4 6,50 4

Para efectos Diseñ asumimos una frecuencia de 10,000 de o pasadas Propiedad Valores Carga Axial (Kips) 18 Trafico (ESAL’S) 10,000 Presión se Inflado (psi) 80 Máximo Ahuellamiento permitido 1.5 (in) PROPIEDADES DEL SUELO Propiedad CBR del Material de Relleno (%) CBR de Subrasante (%)

Valor 20 3

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LA MALLA BIAXIAL

Parámetro BX BX Tipo de Geomalla Formada1100 Formada1200 integralmente, capa integralmente, capa Forma Rectangular/Cuadr Rectangular/Cuad simple ada 0.0 rada 0.0 Espesor de Costilla simple (in) 3 5 Estabilidad de la 0.3 0.6 aperturas (m2 5 N/degree) Eficiencia de las 9 9 Juntas 0 0 Tamaño(%) de Abertura (in) 1. 1. Dirección de 0 0 Maquina 1. 1. Factor de Ajuste de 1. 1. Transversal a la 3 3 Espesor 0 0 Maquina

Geosintetico

Refuerzo Requerido (in)

Ahorro en espesor (in)

Ahorro de Agregado (%)

Sin Refuerzo

21

NA

NA

Tensar BX 1200

6

15

71%

Results

R.equiredA99r~ateFill Th1ck:n•N(in) 90

1

80

•v•n

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