Subras Ante
SUBRASANTE. Es la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una
Views 82 Downloads 40 File size 918KB
Recommend stories
- Author / Uploaded
- Jean Franklin MV
Citation preview
SUBRASANTE.
Es la capa de terreno de una carretera que soporta la estructura de pavimento y que se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponde al tránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos finales de diseño.
La respuesta del suelo de subrasante es el factor más importante en la determinación de los espesores de diseño del pavimento. La respuesta de la subrasante ante las cargas de 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 caracterización de los suelos de subrasante comprende las siguientes etapas:
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.
PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE.
propiedades físicas: son propiedades relacionadas con el tipo de material a utilizar y las características constructivas de los mismos. granulometría (propiedades iníciales de los suelos) clasificación de los suelos relación humedad-densidad.
propiedades ingenieriles: dan una estimación de la calidad de los materiales para las vías. módulo resiliente módulo de poisson valor de soporte del suelo módulo de reacción de subrasante (K).
EXPLORACIÓN DE LA SUBRASANTE.
Se debe adelantar una investigación a lo largo del alineamiento aprobado, con el fin de identificar la extensión y la condición de los diferente 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, 500 mm bajo la cota proyectada de subrasante. Se debe tomar suficiente cantidad de muestra de cada suelo encontrado en las perforaciones para determinar: Humedad Natural. Límites de consistencia. Granulometría. Compactación. Resistencia o respuesta ante cargas transitorias
Igual tratamiento se le debe dar a los suelos de préstamo que se colocarán rellenos y que influirán en el comportamiento del pavimento.
CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS.
Los sistemas de clasificación encuadran los suelos en una determinada tipología a partir de su granulometría y límites de consistencia. El sistema más apropiado para clasificar el suelo por estudio de calles y carreteras es el AASHTO.
Las muestras para clasificación y otros ensayos no se deben tomar al azar; sino de acuerdo con el desarrollo del perfil a lo largo de la vía y la secuencia en que se presenten las diferentes capas de suelo.
EJECUCIÓN DE ENSAYOS DE RESISTENCIA.
Los ensayos de resistencia o de respuesta se deben realizar sobre las 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.
ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR).
El ensayo más utilizado es el CBR, el cual representa la relación, el porcentaje, entre el esfuerzo requerido para penetrar un pistón cierta profundidad dentro del suelo ensayado y el esfuerzo requerido para penetrar un pistón igual, la misma profundidad, dentro de una muestra patrón de piedra triturada.
La muestra patrón fue elegida y ensayada por O.J. Porter, en California, presentando los siguientes esfuerzos requeridos para diferentes profundidades de penetración del pistón.
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 los suelos finos con humedades bajas para conseguir altas densidades y altas resistencias durante la construcción, no constituye una buena práctica, por tanto el suelo queda con una estructura que se debilita considerablemente con el humedecimiento, lo que se traduce en pérdidas posteriores de densidad.
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.
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.
En general, resulta suficiente considerar una densidad equivalente al 95% de la máxima del ensayo modificado de compactación.
CARACTERÍSTICAS DEL MATERIAL USADO EN LA SUBRASANTE.
La calidad de los materiales va en función de sus características y de la intensidad de transito especificada en términos del número de ejes equivalentes a 8.2 Ton, acumulados durante la vida útil del pavimento (ΣL). En ningún caso se usaran materiales altamente orgánicos para la constitución de la subrasante.
CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS.
Es el ordenamiento de los tipos de suelos, en grupos que tienen propiedades semejantes. El propósito es facilitar las actitudes de un suelo por compactación, con otros de la misma clase cuyas propiedades se conocen. Los sistemas de clasificación de los suelos están divididos en dos sistemas, el AASHTO y SUCS, refiriéndose el primer sistema para suelos cuyo uso esta referido a la construcción de vías y el segundo referido a suelos de cimentación.
Suelos granulares: tienen 35% o menos del material fino que paso por el tamiz Nº 200. Suelos finos: son suelos limo-arcillosos que contienen más del 35% que pasa por el tamiz Nº 200.
La evaluación de los suelos dentro de cada grupo se hace por medio del índice de grupo: IG = (F – 35)(0.2 + 0.005 (LL – 40) + 0.01 (F – 15)(IP – 10) Dónde:
IG: índice de grupo. F: % del suelo que pasa por el tamiz Nº 200 expresado en enteros. LL: limite líquido. IP: índice de plasticidad.
MATERIALES PARA MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE.
Los materiales de adición deberán presentar una calidad tal, que la capa de subrasante mejorada cumpla con los requisitos exigidos para los suelos seleccionados (cumpla con los requisitos exigidos para la corona de terraplén).
Todos los materiales que se empleen en la construcción de terraplenes deberán provenir de las excavaciones de la explanación, de préstamos laterales o de fuentes aprobadas; deberán estar libres de sustancias deletéreas, de materia orgánica, de raíces y otros elementos perjudiciales
Además deberán satisfacer los siguientes requisitos de calidad: Desgaste de los Ángeles: 60% máx. Tipo de material: A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-6 y A-3
MEJORAMIENTO DE LA SUBRASANTE INVOLUCRANDO SUELOS EXISTENTES.
En el caso de que los documentos del proyecto prevean la construcción de la subrasante mejorada involucrando los materiales de la subrasante existente, éstos se disgregarán en las zonas y con la profundidad establecida en los planos, empleando procedimientos aceptables para el Interventor.
Si el proceso implica el retiro de parte del material existente, éste se cargará y transportará a las zonas aprobadas de disposición de sobrantes donde será descargado y dispuesto a satisfacción del Interventor.
El suelo de aporte para el mejoramiento se aplicará en los sitios indicados en los documentos del proyecto o definidos por el Interventor, en cantidad tal, que se garantice que la mezcla con el suelo existente cumpla las exigencias del numeral 230.2, en el espesor señalado en los planos o ajustado por el Interventor.
Los materiales disgregados y los de adición, se humedecerán o airearán hasta alcanzar la humedad apropiada y, previa la eliminación de partículas mayores de setenta y cinco milímetros (75 mm), si las hubiere, se compactarán hasta obtener los niveles de densidad establecidos para la corona del terraplén.
MEJORAMIENTO DE LA SUBRASANTE EMPLEANDO UNICAMENTE MATERIAL ADICIONADO.
Cuando los documentos del proyecto prevean la construcción de la subrasante mejorada solamente con material adicionado, cuyas características han de corresponder a las de los denominados suelos seleccionados en el numeral 220.2 del Artículo 220, se pueden presentar dos situaciones, sea que la capa se construya directamente sobre el suelo natural existente o que éste deba ser excavado previamente en el espesor indicado en los documentos del proyecto y reemplazado por el material de adición.
En el primer caso, para conseguir la debida trabazón entre el material de adición y el suelo existente, éste se deberá escarificar, conformar y compactar a la densidad correspondiente al 95% del proctor modificado según norma INV E-142, en una profundidad de quince centímetros (15 cm). Una vez el Interventor considere que el suelo
de
soporte
está
debidamente
preparado, autorizará la colocación de los
materiales para la subrasante mejorada, en espesores que garanticen la obtención de los niveles de densidad exigidos en el numeral 230.5.2.2, empleando el equipo de compactación adecuado. Dichos materiales se humedecerán o airearán, según sea necesario, para alcanzar la humedad apropiada de compactación, procediéndose luego a su densificación.
En el caso de que la construcción de la subrasante mejorada con material totalmente adicionado implique la remoción total del suelo existente, ésta se efectuará en el espesor previsto en los planos en acuerdo con el procedimiento descrito en el numeral 210.4.1.1 del Artículo 210, "Excavación de la explanación, canales y préstamos" documento.
del presente
Una vez alcanzado el nivel previsto en la excavación y conformado y
compactado el suelo como se describe en el numeral 210.4.1.1 recién mencionado, se procederá a la colocación en capas, humedecimiento o aireación y compactación de los materiales para la subrasante mejorada, tal como se describió en el párrafo anterior, hasta alcanzar las cotas exigidas.
La construcción de la subrasante mejorada deberá incluir, en todos los casos, la conformación o reconstrucción de las cunetas, las cuales deberán recibir un perfilado final de acuerdo con los alineamientos, pendientes y secciones transversales indicados en los planos
o
señalados
por
el
Interventor.