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• Engels Miraval Daza

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Universidad de Huánuco “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL”

FACULTAD: INGENIERIA E.A.P.: ING. CIVIL

FECHA: ESCUELA ACADEM

03/10/2018

UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL”

TEMA:

SUELOS Y SUBRAZANTE

 CURSO : DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS

 DOCENTE :ING.ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

 ALUMNO (a) :  CIERTO LOARTE , JAYDITH



GRUPO

 CICLO

:

“A”

:

IX

HUÁNUCO-PERÚ 2018

DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ING. ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

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INDICE Índice……………………………………………………………………3 Introducción………………………………………………………….....4 Objetivos………………………………………………………………...5  Objetivos Generales……………………………………………....5  Objetivos Específicos………………………………………….....5 Suelos………………….....….…………………………...….…………..6 Clasificación de suelos…………………………………………………………….......6-13 Ensayos de suelos………………………………………………………….........14-15 Subrasante………………………………………..…………………....16 Propiedades.………………………………………………………..17-18 Terrenos de fundación……………………………………………………..….....19-22 Ensayos de ejecución de resistencia…………………………………………………………..22-25 Problemas de la subrasante……………………………………………………..……….26 Conclusiones.………………………………………………………….27 Recomendaciones.…………………………………………………….28 Bibliografía……………………………………………………………29

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INTRODUCCIÓN Los suelos están presentes en los trabajos de la Ingeniería Civil, minería, geológica y otros afines, tanto es así, que su característica lo hace muy importante en el diseño de vías y pavimentos

de acuerdo a las normas

establecidas, su mal uso o desarrollo con alteraciones en los expedientes técnicos pueden ocasionar grandes pérdidas en el mantenimiento o reparación, por lo que no es importante conocer ya que de ella dependerá nuestra cimentación optima a desarrollar las diferentes capas o estructuras de nuestro pavimento. Las distintas clasificaciones de suelos intentan capturar y describir este complejo material de vista a aplicaciones específicas, con sus correspondientes necesidades: construcción de caminos y pavimentos, agricultura, minería o geo mecánica. Las diferentes clasificaciones incluyen: La exploración e investigación del suelo y la sub-rasante es muy importante tanto para la determinación de las características del suelo, como para el correcto diseño de un pavimento. De la calidad de esta capa depende, en gran parte como el espesor que debe tener un pavimento, sea esta flexible o rígido. Como parámetro de evaluación de esta capa se emplea la capacidad de soporte o resistencia a la deformación por refuerzo cortante bajo las cargas de tránsito. Es necesario tener en cuenta la sensibilidad del suelo a la humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales variaciones de volumen (hinchamiento – retracción)

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OBJETIVOS

OBJETIVOS GENERAL  Conocer los diversos tipos de suelo que conforman los diversos tipos de suelo que conforman nuestra corteza terrestre para hacer un diseño de pavimento, si dicho suelo es posible utilizar en el proceso de formación o construcción de la sub rasante.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Lograr un conocimiento cabal de las características y los métodos para obtener la calidad necesaria, a fin de que la carretera pueda cumplir sus funciones de confort y seguridad.  Indicar las principales propiedades de los diferentes suelos, así como mostrar sus princípiales ventajas y desventajas.  Nos permite determinar la capacidad portante del suelo y la subrasante, tras las cargas que ejercen las ruedas de los vehículos.  Determinar los espesores de diseño del pavimento en respuesta del suelo de subrasante.  El objetivo de la subrasante es conocer las medidas o espesores de la base y la superficie de rodadura

MARCO TEÓRICO DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ING. ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

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2. SUELO 2.1 QUE ES EL SUELO: En la ingeniería de pavimentos se considera como roca a un agregado natural de granos minerales, unidos por grandes y permanentes fuerzas de cohesión. Por otra parte, se considera que suelo es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes orgánicos, que pueden separase por medios mecánicos comunes, tales como la agitación en agua.

2.2 CLASIFICACIÓN DEL SUELO Teniendo en cuenta que en la naturaleza existe una gran variedad de suelos, la ingeniería de suelos ha desarrollado algunos métodos de clasificación de los mismos. Cada uno de estos métodos tiene prácticamente, su campo de aplicación según la necesidad y uso que los haya fundamentado (obras viales). Los principales sistemas de clasificación de suelos más utilizados actualmente son:

2.2.1SISTEMA AASHTO El sistema de la AASHTO (AASHTO M 145-82) fue originalmente desarrollado en las década del 20. Está basado en características de estabilidad de los suelos empleados en la construcción de caminos. Se fundamenta en distribución granulométrica, límite líquido y límite plástico. Los tamices estándar #10, #40 y #200 (aberturas de 2 mm; 0,42 mm y 0,075mm respectivamente) son de vital importancia. De acuerdo con este sistema y con base en su comportamiento, los suelos están clasificados en ocho grupos designados por lo símbolos del A-1 al A-8.

A) SUELOS GRANULARES: Son aquellos que tienen 35% o menos, del material fino que pasa el tamiz No. 200. Estos suelos forman los grupos A-1, A-2 y A-3. GRUPO A-1 El material de este grupo comprende las mezclas bien graduadas, compuestas de fragmentos de piedras, grava, arena y material ligante poco plástico. Se incluyen también en este grupo mezclas bien graduadas que no tienen material ligante. Sub grupo A-1a: Comprende aquellos materiales formados predominantemente por piedra o grava, con o sin material ligante, estos materiales son bien graduados. Subgrupo A1b: Incluye aquellos materiales formados predominantemente por arena gruesa bien graduada, con o sin ligante GRUPO A-2

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UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL” Comprende una gran variedad de material granular que contiene menos del 35% del material fino. Subgrupo A-2-4 y A-2-5: Pertenecen a estos subgrupos aquellos materiales cuyo contenido de material fino es igual o menor del 35% y cuya fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las mismas características de los suelos A-4 y A-5 respectivamente. Subgrupo A-2-6 y A-2-7: Los materiales de estos subgrupos son semejantes a los anteriores, pero la fracción que pasa el tamiz número 40 tiene las mismas características de los suelos A-6 y A-7. GRUPO A-3 En este grupo se encuentra incluidas las arenas finas, de playa y aquellas con poca cantidad de limo que no tengan plasticidad. Este grupo incluye además, las arenas de río que contengan poca grava y arena gruesa.

B) SUELOS FINOS Contienen más del 35% del material fino que pasa el tamiz número 200. Estos suelos constituyen los grupos A-4, A-5, a-6, y A-7. GRUPO A-4 Pertenecen a este grupo los suelos limosos poco o nada plásticos que tienen un 75% o más del material fino que pasa el tamiz número. Además se incluye en este grupo las mezclas de limo con grava y arena hasta en un64%. GRUPO A-5 Los suelos comprendidos en este grupo son semejantes a los del anterior, pero contienen material micáceo o diatomáceo. Son elásticos y tiene un límite líquido elevado. GRUPO A-6 El material típico de este grupo es la arcilla plástica. Por lo menos el 75% de estos suelos debe pasar el tamiz número 200, pero se incluyen también las mezclas arcilloarenosas cuyo porcentaje de arena y grava sea inferior al 64%. Estos materiales presentan, generalmente, grandes cambios de volumen entre los estados seco y húmedo. GRUPO A-7 Los suelos de este grupo son semejantes a los suelos A-6 pero son elásticos. Sus límites líquidos son elevados. Sub grupo A-7-5: Incluye aquellos materiales cuyos índices de plasticidad no son muy altos con respecto a sus límites líquidos.

Sub grupos A-7-6: Comprende aquellos suelos cuyos índices de plasticidad son muy elevados con respecto a sus límites líquidos y que, además experimentan cambios de DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ING. ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

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UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL” volumen extremadamente grandes. Las características de los diferentes grupos se presentan en la tabla No. 1.

C. ÍNDICE DE GRUPO Aquellos suelos que tienen un comportamiento similar se hallan dentro de un mismogr upo, y están representados por un determinado índice. La clasificación de un suelo en un determinado grupo se basa en su límite líquido, grado de plasticidad y porcentaje de material fino que pasa el tamiz número 200. Los índices de grupo de los suelos granulares están generalmente comprendidos entre 0 y 4; los correspondientes a los suelos limosos entre 8 y 12 y los de los suelos arcillosos entre 11 y 20 o más.

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C) EQUIPO  Equipo para la preparación de las muestras: de acuerdo con las normas ASTMD422 y D1140.  Equipo para el análisis granulométrico: de acuerdo con las normas ASTM D422 yD1140.  Equipo para la determinación del límite líquido y límite plástico: de acuerdo con la norma ASTM D4318.

D) SIGNIFICADO Y USO  Esta norma clasifica los suelos de cualquier localidad geográfica en grupos (incluyendo los índices de grupo) basados en los resultados de los ensayos de laboratorio prescritos para determinar las características granulométricas, el IP y el LL.  La asignación de un símbolo y de un índice de grupo pueden ser utilizados para ayudar en la evaluación de propiedades importantes del suelo en el diseño y clasificación de carreteras y aeropuertos

 Las diferentes categorías de este sistema de clasificación se correlacionan en una forma general con el comportamiento ingenieril de los suelos. El comportamiento geotécnico de un suelo varía en una forma general, inversamente con su índice de grupo. En consecuencia esta norma proporciona un criterio útil que puede ser utilizado en cualquier investigación geotécnica de campo o de laboratorio.

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E) MUESTREO Lleve a cabo las investigaciones de campo, el muestreo, de acuerdo con los procedimientos prescritos en las siguientes normas: ASTM D420, ASTM D1452, ASTMD1586, ASTM D1587.

F) ESPECIMEN PARA EL ENSAYO Las muestras para el ensayo deben representar la porción de la muestra de campo que pasa por el tamiz de 7.5cm y debe prepararse así: a) Seque la muestra de campo al aire. b) Pese la muestra de campo c) Separe la muestra de campo en dos fracciones sobre el tamiz de 7.5 cm. d) Pese la fracción retenida sobre el tamiz de 7.5 cm. Calcule el porcentaje material mayor de 7.5 cm en la muestra de campo y anote este porcentaje como una formación auxiliar. e) Si a partir de un examen visual no se identifican cantos en la muestra, omita los pasos descritos en los numerales c y d.  Mezcle completamente la fracción que pase el tamiz de 7.5 cm y tome las muestras para el ensayo.  Prepare la muestra para el ensayo de acuerdo con las normas D421 o 2217.Determine el porcentaje de material que pase el tamiz de 2mm (#10). Se recomienda el uso del método de preparación de muestras húmedas para los suelos que contengan material orgánico o coloides minerales que experimenten cambios irreversibles al secarse.  Determine el porcentaje de la muestra que pasa el tamiz de 75um (#40) de acuerdo con las normas ASTM D422 Y ASTM D1140.  Determine el porcentaje de la muestra que pasa el tamiz de 425um (#40) 2.2.2 SISTEMA UNIFICACIÓN DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (S.U.C.S). El sistema unificado de clasificación de suelos deriva de un sistema desarrollado por Arthur Casagrande para agrupar e identificar en forma más rápida en obras militar es durante la guerra. Este sistema divide a los suelos en dos grande grupos, uno de granos gruesos y otro de granos finos. Este sistema fue propuesto por Arturo Casagrande como una modificación y adaptación más general a su sistema de clasificación propuesto en el año 1942para aeropuertos. Esta clasificación divide los suelos en: DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ING. ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

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Suelos de grano grueso



Suelos de grano fino



Suelos orgánicos

Los suelos de grano grueso y fino se distinguen mediante el tamizado del material por el tamiz No. 200.Los suelos gruesos corresponden a los retenidos en dicho tamiz y los suelos de partículas finas a los que lo pasan, y así un suelo es considerado grueso si más del 50% de las partículas del mismo son retenidas en el tamiz No. 200, y fino si más del 50% de sus partículas son menores que dicho tamiz. Los suelos se designan por símbolos de grupo. El símbolo de cada grupo consta de un prefijo y un sufijo. Los prefijos son las iniciales de los nombres ingleses delos seis principales tipos de suelos (grava, arena, limo, arcilla, suelos orgánicos de grano fino y turba), mientras que los sufijos indican subdivisiones en dichos grupos.

2.2.2.1SUELOS GRUESOS: Se dividen en gravas (G) y arenas (S) y se separan con el tamiz No. 4, de manera que un suelo pertenece al grupo G, si más del 50% del peso de su fracción gruesa queda retenido en el tamiz No. 4 y pertenecerá al grupo de las arenas (S)en caso contrario Tanto las gravas como las arenas se dividen en cuatro grupos (GW, GP, GM, GC)y (SW, SP, SM, SC), respectivamente, como se explica a continuación. El símbolo GW, el prefijo G (grave) se refiere a las gravas y W (well graded) quiere decir bien graduado. De igual modo GP indica gravas pobremente graduadas (poorly graded gravel), el símbolo GM indica gravas limosas y G cindica gravas arcillosas. El

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UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL” sufijo C indica arcilla. Si el porcentaje de finos, contenidos es menor del5%la grava cumple que el coeficiente de curvatura.

en la

grava,

En las arenas: 





Si el porcentaje de finos, contenido en la arena, es menor del 5%, la arena puede ser, bien gradada (SW) si cumple que 1 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.

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. DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ING. ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

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UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL” 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) Clasificación de los suelos. Relación humedad-densidad.

4.4.2 Propiedades ingenieriles. Dan una estimación de la calidad de los materiales para los pavimentos.  Valor de soporte del suelo Llamado también capacidad portante del suelo

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 Módulo de reacción de la subrasante Con el fin de estimar adecuadamente los esfuerzos máximos a que estarán sometidos elementos estructurales en contacto continuo con materiales térreos, tales como pavimentos, cimientos, traviesas de ferrocarril, etc , se requiere conocer la de formalidad de la estructura térrea, ante la acción de las cargas impuestas. El concepto fue 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: 



ROCA. SUELO.

4.5.1 La 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 grandes 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. DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ING. ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

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

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 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 soportara 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 OSUELO A partir de las clasificaciones de los suelos de subrasante encontrados en lasperforaci ones, se elabora un perfil.

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5.3 DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS HOMOGÉNEAS DE DISEÑO Se determina la longitud en la cual predomina cada suelo y se delimitan áreashomogéneas para efectos de diseño, teniendo en cuenta el tránsito de proyecto.Las secciones escogidas deben ser de suficiente longitud, con el fin de que losdiseños resultantes den lugar a una construcción práctica y económica.

6. EJECUCIÓN DE ENSAYOS DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA SOBRELOS SUELOS PREDOMINANTES Los ensayos de resistencia ode respuesta se deben realizar sobre muestrasrepresentativas de los suelos predominantes, reproduciendo las condiciones dehumedad y densidad que se espera prevalezcan en servicio.El ensayo más utilizado es el CBR, el cual es una medida de la resistenciadelsuelo 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 módulode reacción, obtenido a través de pruebas de placa directa. Este módulo se usaen el diseño de pavimentos rígidos. La respuesta del soporte se puede caracterizar también en términos deparámetros elásticos (módulo resiliente y relación de Poisson), los cuales se aplican en los procedimientos empírico mecanísticos de diseño de pavimentos asfalticos.

6.1 ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) El objetivo del ensayo de CBR es establecer una relación entre el comportamientode los suelos principalmente utilizados como bases y sub. Rasantes bajo elpavimento de carreteras y aeropistas, determinando la relación entre el valor de CBR y la densidad seca que se alcanza en el campo. DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS ING. ERICKA SELENE GARCIA ECHEVARRIA

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

GENERALIDADES

El ensayo de CBR mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajocondiciones 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 unpistón de 3 plg² de área en una muestra de suelo de 6 plg (15 cm) de diámetro y5 plg (12.5 cm) de altura, a una velocidad de 1.27 mm/min (0.5 plg/min). La fuerzanecesaria para que el pistón penetre dentro del suelo se mide a determinadosintervalos de penetración; estas fuerzas medidas, se comparan con las que senecesitan para producir iguales penetraciones en una muestra que sirve depatrón, 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 quese indica en porcentaje, el cual puede ser muyvariable dependiendo de los suelos analizados; 2 a 4 % en arcillas plásticas hastaun 70 % o más en materiales granulares de buena calidad.

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 que 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.

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UNIVERSIDAD DE HUÁNUCO “AÑO DEL DIÁLOGO Y LA RECONCILIACIÓN NACIONAL” El valor de “k” se calcula dividiendo la presión sobre la placa, por la deflexión correspondiente.

6.2.2 DETERMINACIÓN DE DEEQUILIBRIOHUMEDAD

LA

RESISTENCIA

BAJO

CONDICIONES

La resistencia de los suelos, en especial los finos, está directamente relacionadacon 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 RESISTENCIA EJECUCIÓN 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 dispositivosde subdrenaje. Estos dispositivos sólo son efectivos si la humedad del suelo está sujeta a presiónde poros positiva. Si las filtraciones de agua provenientes de laparte 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 óptimadel ensayo normal de compactación (Proctor Standard) cuando correspondana lacategoría 3.

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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 conuna punta cónica, a medida que es golpeada desde cierta altura con una masaespecificada de 8kg.La resistencia a la penetración es la pendiente de la recta― Número de golpes vspenetración, denominada número dinámico (ND) y se expresa en mm/golpe.

6.3.1 PARÁMETROS ELÁSTICOS DE LA SUBRASANTE Módulo Resiliente (MR).Es un estimativo del módulo elástico, basado en medidas de esfuerzo ydeformación a partir de cargas rápidas repetidas, similares a las queexperimentan 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 noqueretorna a su tamaño y forma originalesSe determina mediante el ensayo triaxial dinámico.

Relación de Poisson (m).Es la relación entre las deformaciones transversales y longitudinales de unespécimen sometido a carga.

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7. PROBLEMASEN LA SUBRASANTE Tiene una gran influencia en las operaciones de construcción del pavimento y enla eficiencia del mismo. Las subrasantes inestables presentan problemas relativosa 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 exposiciónal tráfico y almedio 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 unpavimento se puedeatribuir a la subrasante. Algunos problemas encontrados en la subrasante:

7.1SUBRASANTES BLANDAS: Compresibilidad (en general diferencial).Inestabilidad de terraplenes. Desecación (Asentamientos, agrietamientos). La vegetación acentúa las deformaciones

7.1.1SUBRASANTES BLANDOS TÍPICOS: Suelos turbos (Pt)Limos orgánicosLimos inorgánicos Arcillas con alto Limite Liquido.

7.2 FALLAS EN EL PAVIMENTO DEBIDO A LAS DEFICIENCIAS DE LA SUBRASANTE. 7.2.1HUNDIMIENTOS DE LA SUBRASANTE: Desplazamientos verticales de la calzada pueden indicar movimientos dereptación (corrimiento del suelo provocado por la inestabilidad del talud) de laladera 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 contacto con el pavimento por una película de agua). Los hundimientos pueden estar orientados de formalongitudinal o transversal al eje de la vía, o pueden tener forma de medialuna, encualquier caso, el reporte del daño debe incluir en las aclaraciones la orientacióno la forma del hundimiento.

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CONCLUSIÓN



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 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

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RECOMENDACIONES 

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.



Previamente, el área del terreno donde se va a construir el terraplén 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.



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



.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



Mejorar la protección o los métodos de protección de la subrasante

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BIBLIOGRAFÍA



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



T. William, Mecánica De Suelos

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