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Modulo de Resiliente

MR

CAPITULO 1 OBJETIVOS , HISTORIA, MARCO TEORICO

OBJETIVOS:

 Objetivo General:  Conocer y comprender lo que son modulo de resilientes y la importancia en los pavimentos con respecto al CBR y la norma ASSHTO

 Objetivos Específicos:  Conocer como se emplea el modulo de resiliencia  Conocer la importancia del modulo de resiliencia en los pavimentos

HISTORIA  Hveem y Carmany en 1948 reconocieron que el módulo dinámico de elasticidad para subrasantes es un parámetro de gran importancia para entender el agrietamiento (por fatiga) de las superficies de asfalto y que la carga monotónica podría no ser la adecuada para su determinación  Seed (1955) de la Universidad de California siguieron lo establecido por Hveem. Desarrollaron pruebas de carga repetida e introdujeron el término de módulo resiliente , el cual fue definido como la magnitud del esfuerzo desviador repetido en compresión triaxial dividido entre la deformación axial recuperable y se representa como sigue:

MARCO TEORICO  Definición:

Según Manual de Carreteras: El Modulo de Resiliencia es una medida de la rigidez del suelo de sub rasante, el cual para su cálculo deberá determinarse mediante el ensayo de resiliencia de acuerdo a las normas AASHTO.

Hveenm define el Módulo de Resiliencia (Mr): es un ensayo triaxial cíclico que intenta reproducir los esfuerzos que se producen en el pavimento como producto de la aplicación de las cargas del tránsito.

¿PARA QUE SIRVE? El módulo de resiliencia es un valor de la resistencia del terreno de la subrasante, bajo un procedimiento propio de la norma AASHTO y consiste en aplicar mediante un instrumento especial una carga sobre la superficie de la subrasante y determinar su asentamiento.

 UTILIZACIÓN DEL MÓDULO RESILIENTE Varias son las metodologías para diseño de pavimentos, tanto rígidos como flexibles que consideran al parámetro módulo resiliente ,es por ello que la selección apropiada del módulo resiliente de un material se debe de realizar con sumo cuidado, teniendo en cuenta los factores que en él influyen.

 Método de diseño de pavimentos AASHTO Al utilizar el método AASHTO, la propiedad fundamental para caracterizar los suelos de subrasante para diseño de pavimentos es el módulo resiliente Puede parecer que la aplicación del módulo resiliente es simple, pero su uso se complica ya que no existe un valor único para un suelo, sino que hay un número infinito de valores dependiendo de las condiciones de la prueba. Por lo tanto, el valor apropiado de módulo resiliente debiera ser determinado para las condiciones que corresponden a la condición final del suelo y de acuerdo con el nivel de esfuerzo aplicado por un vehículo.

 Métodos mecanicistas

Los procedimientos mecanicistas están basados en la suposición de que un pavimento puede ser modelado como una estructura multicapa elástica o viscoelástica sobre una cimentación elástica o viscoelástica. En estos métodos, la caracterización de los materiales que conforman las capas de un pavimento se realiza tomando como propiedad básica al módulo resiliente, que es una medida de las propiedades elásticas de un suelo, pero tomando en consideración la existencia de características no lineales en su comportamiento, fundamentalmente su dependencia con el nivel de esfuerzos



FACTORES QUE AFECTAN EL MODULO DE RESILIENCIA EN SUELOS COHESIVOS :

 Peso volumétrico seco, contenido de agua y grado de saturación: La influencia de estos factores es de particular importancia práctica, ya que con un control apropiado de estos parámetros, un suelo puede ser compactado de manera tal que se puedan minimizar los efectos perjudiciales de las características de alta resiliencia. Thompson y Robnett (1979) mostraron que el módulo de resiliencia decrece cuando se incrementa el grado de saturación.  Método de compactación:

Las características de resistencia de las arcillas compactadas han mostrado que, para muchos suelos, el método de compactación tiene un profundo efecto en el arreglo que adoptan las partículas de las arcillas. En general, las muestras compactadas estáticamente mostraran valores más altos de Mr

 Número de aplicaciones del esfuerzo: Cuando la carga repetida es aplicada, el suelo experimenta una deformación plástica más una deformación recuperable. Estudios mostraron que la deformación plástica se incrementa continuamente con las repeticiones de carga como función de la magnitud e historial de los esfuerzos

 Magnitud del esfuerzo desviador:

El módulo de resiliencia de suelos cohesivos está afectado significativamente por la magnitud del esfuerzo desviador y del esfuerzo de confinamiento. A bajos niveles de esfuerzo desviador repetido, el módulo de resiliencia decrece rápidamente con el incremento del esfuerzo desviador; el índice de decremento en más pequeño que para esfuerzos desviadores más grandes.



FACTORES QUE AFECTAN EL MÓDULO DE RESILIENCIA EN SUELOS GRANULARES  Tipo de Material En relación con el tipo de material y sus características, influyen la naturaleza de la roca, el grado de sanidad (índice de solidez de los granos) y tamaño máximo de las partículas, su angulosidad y rugosidad, composición granulométrica, etc.

 Granulometría Thompson reportó que para una granulometría dada el tipo o naturaleza del material (caliza, arenisca, granito, etc.) generalmente no es un factor significativo en términos del módulo de resiliencia. Thompson y Smith observaron que los módulos de resiliencia de varios agregados son similares y el tipo de agregados utilizados como base de pavimentos carreteros tienen efectos limitados en el módulo de resiliencia.  Contenido de Agua

El módulo de resiliencia disminuye conforme el contenido de agua se incrementa. Es por eso que se deduce que especímenes con alto peso volumétrico seco tendrán altos valores de módulo de resiliencia.

CAPITULO 2 EQUIPOS , PROCEDIMIENTO , METODOS PARA HALLA Mr.

 DISPOSITIVOS EXPERIMENTALES USUALES Existe una gran variedad de dispositivos que son utilizados para la medición del módulo de resiliencia en suelos cohesivos. Entre los dispositivos utilizados con mayor

frecuencia se encuentran:  Equipo triaxial cíclico  Columna resonante  Equipo triaxial cíclico

De manera general, los equipos utilizados para los ensayes de deformación permanente, módulo de resiliencia son capaces de aplicar tanto carga dinámica repetida como presión de confinamiento de magnitud y duración controlada

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

•1. UNIDAD DE REGISTRO DE INFORMACIÓN

•2. UNIDAD DE REGULACION DE PRESIÓN

•3. UNIDAD DE APLICACIÓN DE CARGA

¿ COMO SE REALIZA?

 Columna resonante La columna resonante es un conjunto de célula triaxial que cuenta con un sistema electromagnético de aplicación de esfuerzos de tensión cíclica y mantenimiento de presión de confinamiento. Es utilizada para la obtención del módulo elástico o módulo de resiliencia de materiales granulares o arcillosos, así como la determinación del amortiguamiento. Este dispositivo es capaz de realizar pruebas de columna resonante de módulos / amortiguamiento y pruebas torsionales en suelos y asfaltos (especimenes sólidos y huecos). Es capaz de realizar pruebas triaxiales convencionales (dinámicas y estáticas) incluyendo la consolidación anisotrópica con un hardware adicional.

METODOS PARA HALLAR MR  METODOS EMPIRICOS

 Según norma Americana:

 Manual Peruano:

 METODO RACIONAL  El cálculo del módulo de resilencia de la subrasante para fines de diseño, lo hace en función al Daño Relativo (Uf).Durante el año se presentan variaciones en el contenido de humedad de la subrasante, las cuales producen alteraciones en la resistencia del suelo, para evaluar esta situación es necesario establecer los cambios que produce la humedad en el módulo resiliente. Con este fin se obtienen módulos resilientes para diferentes contenidos de humedad que simulen las condiciones que se presentan en el transcurso del año

 MÉTODO EL INSTITUTO DEL ASFALTO Mediante ensayos de laboratorio realizados en 1982, obtuvo las relaciones siguientes:

 MANUAL DE CARRETERAS (MTC)

CAPITULO 3 CASO APLICATIVO

Caso Real

Caso Real El presente estudio corresponde a estructuras de obras de arte para la rehabilitación de la carretera Ilave Mazocruz, Tramo Checca Mazocruz (Km 10+000 a Km 83+000), que está ubicado políticamente en el Distrito de Ilave y Provincia de Ilave del Departamento de Puno

Para el presente estudio de acuerdo a los cálculos para hallar la Capacidad soporte de la Subrasante, se muestra el CBR mínimo, CBR promedio y CBR de diseño; estos dos últimos referidos al percentil 75%. El valor que se presenta para un CBR de 5% .

CHECCA MAZOCRUZ MR MR

Tramo Unico - del Km 10+000 al Km 83+000 para 05 años 7500

Tramo Unico del Km 10+000 al Km 83+000 para 10 años 7500

Por lo tanto la alternativa propuesta plantea lo siguiente:

•La colocación de un material de Afirmado de 5 cm. de espesor, como capa granular de refuerzo del pavimento definitivo (para los 05 años). •El material colocado como Afirmado será cubierto por una imprimación reforzada para ser protegido de las lluvias y factores climáticos:

CONCLUSIONES:  El módulo de resiliencia se obtiene a partir del ensayo triaxial en el que el esfuerzo de confinamiento se mantiene constante y el esfuerzo desviador se aplica cíclicamente.  En suelos cohesivos, el módulo de resiliencia disminuye al aumentar el nivel de esfuerzo desviador y es en general, poco sensible a la magnitud del esfuerzo de confinamiento. También depende de las condiciones de compactación, del número de ciclos aplicados y es afectado por el fenómeno de tixotropía.  En suelos granulares, el módulo de resiliencia aumenta con el nivel del esfuerzo aplicativo. También influye el Tamaño del espécimen, tipo de compactación, peso específico y granulometría, tipo de Material, contenido de agua