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Maestría en Ingeniería Vial con Mención en Carreteras, Puentes y Túneles

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS HIDRAULICOS Y ASFALTICOS MSc Ing Marco Montalvo Farfán

Sesión / Tema

Actividades

Semana

Suelos de Subrasante

Clases Teóricas

1

Tráfico y Ejes Equivalentes, Efectos Climáticos

Clases Teóricas

2

Serviciabilidad, Nivel de Confiabilidad y Materiales para Pavimentos flexibles Diseño de Pavimento Flexible Método AASHTO 93

Clases Teóricas

3

Clases Teóricas

4

Verificación Mecanistica de Pavimentos Flexibles

Clases Teóricas

5

Refuerzo de Pavimentos Flexibles AASHTO 93

Clases Teóricas

6

Diseño y refuerzo de Pavimentos Flexibles Método del IA

Clases Teóricas

7

Presentación de 1°Trabajo Grupal / EXAMEN PARCIAL

EXAMEN PARCIAL

8

Diseño de Pavimentos Rígidos Método AASHTO 93

Clases Teóricas

9

Diseño de Pavimentos Rígidos Método de la PCA

Clases Teóricas

10

Alabeo de losas, cálculo de tensiones y rehabilitación de Pavimentos Rígidos

Clases Teóricas

11

Diseño de Pavimentos en Aeropuertos Método de la Federal Aviation Administration Aplicación del Manual de Carreteras Suelos y Pavimentos MTC (1)

Clases Teóricas

12

Clases Teóricas

13

Aplicación del Manual de Carreteras Suelos y Pavimentos MTC (2)

Clases Teóricas

14

Métodos de diseño Mecanistico Empírico (M-E) Presentación de 2° Trabajo

Clases Teóricas

15

EXAMEN FINAL

EXAMEN FINAL

16

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS HIDRAULICOS Y ASFALTICOS SISTEMA DE EVALUACION La evaluación estará compuesta por 02 trabajos los mismos que tienen un peso de 30%, dos (2) Exámenes que tienen un peso de 60% y la participación en el aula que tiene un peso de 10% las cuales ya están programados en el horario correspondiente. Exámenes de temas tratados por Mgtr. Montalvo Trabajo de investigación de temas tratados por Mgtr Montalvo Trabajo de investigación de temas tratados por Dr. Chang Formula T Et Par PF

: Trabajos : Exámenes : Participación : Promedio Final PF = (T1 + T2 )/2*30% + (E1+E2)/2 *60% + (Par)*10%

: E1 y E2 : T1 : T2

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 medida 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 AASHO (USA)

DESARROLLO HISTORICO DEL DISEÑO DE PAVIMENTOS ENSAYOS EN CARRETERAS

Maryland Road Test

1941

WASHO Road Test (Idaho)

AASHO Road Test (Ottawa Illinois)

Long Term Pavement Perfomance

1953-1954 1955-1958 1987-Actualidad

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 asfalticos

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

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

Federal Highway Administration Washington, DC

Federal Highway Administration Washington, DC

Federal Highway Administration Washington, DC

Federal Highway Administration Washington, DC

Federal Highway Administration Washington, DC

Federal Highway Administration Washington, DC

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.

SECCIÓN TÍPICA DE UN CAMINO

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

PERFIL Y GRANULOMETRIA

PERFIL ESTRATIGRAFICO

ENSAYO DE CBR

MOLDE DE CBR PRENSA DE CBR

NUMERO DE ENSAYOS MR y CBR

ESTADOS DE ESFUERZOS PRODUCIDOS EN LA SUBRASANTE POR EFECTOS DE UNA RUEDA DEL 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

DEFORMACIONES BAJO CARGAS REPETIDAS

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. Guía de Diseño AASHTO 2002 Mr= 2555 x CBR0.64

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

DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS La metodología aplicada para la sectorización es la indicada en el apéndice J de la Guía de Diseño de AASHTO 93 denominado Método de las Diferencias acumuladas, que permite de manera estadística establecer tramos homogéneos a partir de los resultados medidos. Los sectores están delimitados por los cambios de pendiente de la variable Zx, la misma que es calculada mediante la siguiente expresión:

ai 

r

i 1

 ri  xi 2

Donde: Zx: Diferencia acumulada, ri : Parámetro analizado (Módulo se resiliencia, rugosidad, número estructural, PCI, etc.),

xi: Distancia parcial entre ensayos, y Lp: Longitud total del tramo analizado de ai

, y A es la sumatoria de los valores

DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS

DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS METODO DE LAS DIFERENCIAS ACUMULADAS (AASHTO 93) Progresiva

Dist

DistA

Deflex

Prom

Dist*Pro

Promedio A

Promedio A-(D*DistA)

525300

0

0

77.4

77

0

0

0

525350

50

50

96.8

87

4355

4355

431

525400

50

100

77.4

87

4355

8710

861

525450

50

150

92.9

85

4258

12968

1194

525500

50

200

77.4

85

4258

17225

1527

525550

50

250

92.9

85

4258

21483

1860

525600

50

300

69.7

81

4065

25548

2001

525650

50

350

65.8

68

3388

28935

1464

525700

50

400

38.7

52

2613

31548

152

525750

50

450

92.9

66

3290

34838

-482

525800

50

500

58.1

76

3775

38613

-632

525850

50

550

81.3

70

3485

42098

-1071

525900

50

600

96.8

89

4453

46550

-543

525950

50

650

73.6

85

4260

50810

-208

526000

50

700

69.7

72

3583

54393

-550

526050

50

750

81.3

76

3775

58168

-699

526100

50

800

92.9

87

4355

62523

-268

526150

50

850

69.7

81

4065

66588

-128

526200

50

900

73.6

72

3583

70170

-470

526250

50

950

77.4

76

3775

73945

-619

526300

50

1000

89.1

83

4163

78108

-381

526350

50

1050

85.2

87

4358

82465

52

526400

50

1100

69.7

77

3873

86338

0

D=78

DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS DIFERENCIAS ACUMULADAS KM 525+300-KM 526+400 2500

2000

1500

1000

500

0 525200 -500

-1000

-1500

525400

525600

525800

526000

526200

526400

526600

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

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

ENSAYO

FRECUENCIA

3

GRANULOMETRIA LIMITES DE CONSISTENCIA CONT. MATERIA ORGANICA

Cada 1000 m Cada 1000 m3 Cada 3000 m3

COMPACTACIÓN BASE Y CUERPO

Cada 500 m2

COMPACTACIÓN CORONA

Cada 250 m2

DEGRADACION DE AGREGADO GRUESO POR ABRASION

Cada 3000 m3

MEDIDA DEFLEXIÓN

Cada 50 m

RELACION DE HUMEDAD PROCTOR MODIFICADO

Cada 1000m

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 pobre 1,20 m

Nivel Freático

Subrasante Inadecuada

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 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

ENSAYO

Control de Calidad de Materiales a emplearse en Mejoramientos

FRECUENCIA

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 Cada 750 m3 Cada 750 m3 Cada 500 m3 Cada 500 m3 Cada 20 TN

EQUIPOS PARA EL CONTROL DE COMPACTACIÓN Cono de Arena

Densímetro Nuclear

Método del Volumetrómeno

MEJORAMIENTO DE SUELOS

CARRETERA JAUJA-TARMA

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

Ambos

Progresiva

Deflexión

Deflexión

Promedio

Característica

5+000-10+500 107

181

ESTADO

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

ESTADO DE CONSISTENCIA

0.00 0.00 – 0.25 0.25 – 0.50 0.50 – 0.75 0.75 – 1.00 1.00

Líquido Semi Líquido Plástico muy Blando Plástico Blando Plástico Duro Estado Sólido

INDICE DE CONSISTENCIA 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 Liquido % 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 21 24 21

Índice de Consistencia - 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. Característica x 10ˉ² mm.

Radio de Curvatura m

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

Calculo del espesor de Mejoramiento de la Subrasante utilizando GEOMALLAS.

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 GEOMALLAS. El mejoramiento de la subrasante con geomallas biaxiales se basa 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.

UTILIZACION DE GEOMALLAS BIAXIALES EN SUELOS PANTANOSOS

USO DE GEOMALLAS 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

TIPO Carga Simple Carga Tandem TOTAL

FC 1.45 3.97

FRECUENCIA 1200 1200

N18 1740 4764 6,504

Para efectos de Diseño asumimos una frecuencia de 10,000 pasadas Propiedad Carga Axial (Kips) Trafico (ESAL’S) Presión se Inflado (psi) Máximo Ahuellamiento permitido (in) 

Valores 18 10,000 80 1.5

PROPIEDADES DEL SUELO Propiedad CBR del Material de Relleno (%) CBR de Subrasante (%)

Valor 20 3

ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LA MALLA BIAXIAL

Parámetro BX 1100 BX 1200 Tipo de Geomalla Formada integralmente, capa simple Formada integralmente, capa simple Forma Rectangular/Cuadrada Rectangular/Cuadrada Espesor de Costilla (in) 0.03 0.05 Estabilidad de la aperturas (m0.32 0.65 N/degree) Eficiencia de las Juntas (%) 90 90 Tamaño de Abertura (in) Dirección de Maquina 1.0 1.0 Transversal a la Maquina 1.3 1.3 Factor de Ajuste de Espesor 1.0 1.0

Geosintetico

Refuerzo Requerido (in)

Ahorro en espesor (in)

Ahorro de Agregado (%)

Sin Refuerzo

21

NA

NA

Tensar BX 1200

6

15

71%

SUSTENTO ECONOMICO DEL USO DE LA MALLA BIAXIAL Partida

DESCRIPCIÓN

220.00 700.01 700.02 700.09 700.10 230.00

Mejoramiento de Subrasante (0.40) Material proveniente de Cantera D=1 Km Transporte eliminac. a Botadero D=1Km Material de relleno solo extracción TOTAL MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE

7,261.65 7,261.65 39,285.53 7,261.65 43,206.82 7,261.65

17.88 4.88 1.24 4.88 1.21 3.42

129,838.30 35,436.85 48,714.06 35,436.85 52,280.25 24,834.84 326,541.16

GEOMALLA BIAXIAL TOTALES

14,596.00

13.4

195,586.40 195,586.40

AHORROS POR USO DE GEOMALLA BIAXIAL

METRADO PU

MONTO S/.

130,954.76

Conclusiones Se justifica técnicamente colocar una geomalla en sectores localizados en función, primero, de la baja capacidad portante del terreno de fundación segundo la presencia del nivel freático que agudizaría que los suelos que subyacen, sean susceptibles a asentamientos en función del tiempo, es decir por consolidación; a diferencia de los suelos granulares, que sometidos a cargas externas, están sujetos a asentamientos inmediatos.

Con el fin de eliminar la ascensión capilar que por condiciones de presión hidrostática pudiese suscitarse, es recomendable, colocar una capa de material granular seleccionado tipo filtro en un espesor promedio de 20 cm, como parte del espesor de mejoramiento a construirse

OBSERVESE LOS PROBLEMAS SUCITADOS POR LOS POSTES EN LA BERMA CENTRAL

INSTALACION DE GEOMALLA BIAXIAL + GEOTEXTIL

CONSTRUCCION DE ZANJA DE SUBDRENAJE KM 7 +620

CONFORMACION DE SUBBASE KM 6+530

CONSTRUCCION DE BERMA CENTRAL KM 8+570

PROCESO DE COLOCACION DE MEZCLA ASFALTICA

SECTOR DE ACOLLA CON OBRAS CULMINADAS

VISTA PANORAMICA DE LA CARRETERA JAUJA – TARMA