• Author / Uploaded
• Jorge Rivera

• Categories
• Materiales
• Física
• Ciencia
• Ingeniería
• Naturaleza

Citation preview

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

PAVIMENTOS I HEMISEMESTRE INVESTIGACIÓN TEMA: VALORES DE CBR Y MÓDULO DE RIGIDEZ DE LAS CAPAS QUE CONFORMAN UN PAVIMENTO.

GRUPO N° 01

INTEGRANTES: NOGALES FREIRE DAVID MAURICIO GAVILANEZ RIVERA EVELYN CAROLINA RIVERA MOROCHO JORGE MAURICIO VARGAS VELOZ LUIS GEOVANNY.

2016 – MARZO 2017 Contenido

1.

INTRODUCCIÓN:........................................................................................ 3

2.

OBJETIVOS:............................................................................................... 3

2.1 OBJETIVO GENERAL:................................................................................... 3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:............................................................................ 3 3.

DESARROLLO............................................................................................ 3 3.1 PRIMER TIPO DE PAVIMENTO:...................................................................3 3.1.1 SUBRASANTE ESTABILIZADA CON SUELO SELECCIONADO:.....................3 3.1.2 GEOTEXTIL TEJIDO................................................................................ 9 3.1.3 SUB-BASE GRANULAR:........................................................................10 SUB-BASES GRANULARES PARA PAVIMENTOS ASFÁLTICOS...........................10 3.1.5 CARPETA ASFÁLTICA:..........................................................................18 3.2 3.2.1

SEGUNDO TIPO DE PAVIMENTO..........................................................18 SUBRASANTE ESTABILIZADA CON CAL:..........................................18

3.2.2 SUB-BASE GRANULAR:........................................................................20 3.2.3 BASE GRANULAR ESTABILIZADA CON CEMENTO..................................31 3.2.4 CAPA ASFALTICA COMO CAPA DE RODADURA.......................................32 4.

DIFERNECIAS ENTRE LOS DOS PAVIMENTOS.............................................35

5.

CONCLUSIONES:...................................................................................... 36

8.

RECOMENDACIÓNES:.............................................................................. 37

9.

BIBLIOGRAFÍA:........................................................................................ 37

1. INTRODUCCIÓN: El ensayo de CBR fue inventado por la División de Carretera de California y nos permite determinar la resistencia al corte de un suelo bajo condiciones de Humedad y P á g i n a 2 | 38

Densidad Controlados. Se obtiene como un porcentaje del esfuerzo requerido para hacer penetrar un pistón una profundidad de 0.1 pulgadas en una muestra de suelo y el esfuerzo requerido para hacer penetrar el mismo pistón la misma profundidad de 0.1 pulgadas en una muestra patrón triturada. Por otra parte el Modulo de rigidez es un parámetro que indica la capacidad de distribuir cargas que tiene una losa de pavimento y su rigidez. Es la relación entre la tensión y la deformación. En el presente informe se desarrolla una investigación en base a información certificada, acerca de los valores de CBR y Módulo de rigidez de las capas que conforman dos diferentes tipos de estructuras pavimentos. Los parámetros mencionados nos permitirán analizar las características más apropiadas para obtener un diseño estructural óptimo del pavimento y nos ayudará circunstancialmente en el desempeño de la carretera y su vida útil. Además se realizan comparaciones entre los dos tipos de pavimentos y se establecen conclusiones y recomendaciones en función a la información obtenida. 2. OBJETIVOS: 2.1 OBJETIVO GENERAL:  Identificar cual es la diferencia del comportamiento entre los dos tipos de firmes planteados. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS:  Investigar el CBR para cada capa de los dos tipos de firmes.  Investigar el Módulo de Rigidez para cada capa de los dos tipos de firmes.  3. DESARROLLO 3.1 PRIMER TIPO DE PAVIMENTO: 3.1.1 SUBRASANTE ESTABILIZADA CON SUELO SELECCIONADO: La estabilización se produce por un medio físico:    

Estabilización por compactación Prueba proctor Prueba proctor estándar Prueba proctor modificada

El proceso de estabilización por compactación, se debe emplear en todas aquellas obras donde la materia prima es el suelo. Resultado del proceso de compactación mecánico debe producir: Aumentar la resistencia al corte para mejorar la estabilidad del suelo.  Disminuir la compresibilidad para reducir los asentamientos.  Disminuir la relación de vacíos para reducir la permeabilidad y así mismo el  potencial de expansión, contraccion o exposición por congelamiento.

P á g i n a 3 | 38

P á g i n a 4 | 38

P á g i n a 5 | 38

P á g i n a 6 | 38

P á g i n a 7 | 38

3.1.2 GEOTEXTIL TEJIDO La función de refuerzo de los geotextiles consiste en el complemento y por ende en el mejoramiento de las propiedades mecánicas del suelo. Los geotextiles son materiales con alta resistencia a la tensión y son un buen complemento de aquellos materiales con P á g i n a 8 | 38

alta resistencia a la compresión pero con poca resistencia a la tensión, como ocurre generalmente en los suelos finos y granulares. El refuerzo con geotextiles soporta la fuerza de tensión del suelo, disminuyéndola fuerza de corte y aumentando la resistencia al corte del suelo, con el incremento del esfuerzo normal que actúa en las potenciales superficies de corte. En efecto, cuando el suelo se deforma a lo largo de una superficie de ruptura (en cortante), se generan deformaciones a compresión y tracción. El refuerzo comienza a actuar en forma eficiente cuando su inclinación iguala la dirección en la que se haya desarrollado la deformación a tracción en el suelo deformado, entonces la deformación por corte del suelo causa una fuerza detención en el geotextil de refuerzo. Con el uso de un geotextil de refuerzo y un espesor adecuado de material granular es posible estabilizar mecánicamente una subrasantes, generando una plataforma de trabajo estable que permita el desarrollo propios de la construcción de un pavimento. Esta alternativa permite el remplazo de soluciones tradicionales como como el uso de empalizadas, rajón, remplazos de suelo, estabilización química, etc. Adicionalmente se logra el efecto deseparación evitando la contaminación y/o mezcla de suelos.

3.1.3 SUB-BASE GRANULAR: SUB-BASE.- se define como sub-base de pavimentos a la capa de agregados pétreos, convenientemente graduados y compactados, que cumplen las Especificaciones Técnicas Generales y Especiales del proyecto, colocadas sobre la sub-rasante ya preparada, según las consideraciones indicadas y sobre la cual se construye la base, para el caso de pavimento asfáltico o la rodadura de hormigón, para el caso de pavimento rígido. Normalmente consiste en material sólo seleccionado. Es la capa que se encuentra entre la base y la subrasante en un pavimento asfáltico. Debido a que está sometida a menores esfuerzos que la base, su calidad puede ser inferior y generalmente está constituida por materiales locales granulares o marginales. Compuesto principalmente por agregados pétreos y finos naturales. Su resistencia a la deformación casi exclusivamente por el razonamiento interno de los agregados, aunque a veces existe una componente cohesional por los finos plásticos del material. SUB-BASES GRANULARES PARA PAVIMENTOS ASFÁLTICOS El material a utilizar se revuelve homogéneamente, libre de grumos o terrones de arcilla, materiales vegetales o de cualquier otro material perjudicial. Las características de los agregados pétreos que se empleen en la construcción de la sub - base granular, deberán cumplir con los siguientes requisitos:

P á g i n a 9 | 38

Tabla N.- 1 Requisitos de los agregados para sub - bases granulares GRANULOMETRÍA.- el material de la sub - base granular, debe cumplir con alguna de las granulometrías de las siguientes tablas, según la norma INV E-213

Tabla N.- 2 BANDAS GRANULOMETRICAS PARA MATERIALES DE SUBBASES

P á g i n a 10 | 38

Tabla N.- 3 Granulometrías Admisibles para la construcción de sub – base granular En adición a estos requisitos, la relación de polvo (% pasa tamiz 0.075 mm sobre % pasa tamiz de 0.425 mm) no deberá exceder de 2/3 y el tamaño máximo nominal no deberá exceder de 1/3 del espesor de la capa compactada. CONDICIONES DE FILTRO Es recomendable que la sub-base cumpla las siguientes condiciones de filtro: (esta condición es ratificada y certificada en laboratorio)

Siendo: DN = diámetro de la abertura del tamiz en que pasa N% del material. REQUISITOS DE LOS AGREGADOS En la construcción de sub-bases granulares, los agregados pétreos deben cumplir además, con los siguientes requisitos de calidad: Límites de Atterberg. Para la fracción fina de los agregados (que pasa por tamiz 5 mm.):  Límite Líquido (L.L.) (NCh1517/1) : 35 máx.  Índice de plasticidad (I.P.)(NCh1517/2) : 8 máx. P á g i n a 11 | 38

Ensaye Desgaste Los Ángeles El agregado grueso (retenido en tamiz 5 mm.) debe tener un desgaste inferior a un 40 % (NCh. 1369 ). En zonas donde se demuestre que no existe un agregado con tales características, se puede cambiar el límite a 40 %, con aprobación expresa y escrita del proyectista y con una memoria que justifique el cambio y la no existencia de un material mejor, lo cual deberá ser ratificado por el Fiscalizador Poder de Soporte California (CBR) El CBR será igual o superior al 40% (NCh1852) y se mide a 0.2" de penetración en una muestra saturada y previamente compactada a una densidad igual o superior al 95% de la D.M.C.S., obtenida en el ensayo Proctor Modificado (NCh1534/2). En zonas donde la precipitación media anual sea inferior a 50 mm, el ensaye de CBR se ejecuta sobre muestras no saturadas, siempre que sea autorizado previamente por el Fiscalizador.

Imagen N.- 1 Variación de la densidad y el CBR de la base y sub base con la cantidad de finos de un material granular

3.1.4 BASE GRANULAR: Base.- Se define como base a la capa de agregados pétreos compactados bien graduados y provenientes de un proceso de producción mecanizada de trituración y selección. Puede contener, o no, un agente estabilizador y cumple las Especificaciones Técnicas Generales y Especiales del proyecto. La capa de base se construye sobre la P á g i n a 12 | 38

sub-base y sobre ella la o las capas asfálticas ó rodadura de hormigón según corresponda. Debido a su proximidad con la superficie, debe poseer alta resistencia a la deformación, para soportar las altas presiones que recibe. Se construye con materiales granulares procesados o estabilizados y, eventualmente, con algunos materiales marginales. MATERIALES El material a utilizar está constituido por un suelo del tipo grava arenosa. Se define como base una capa de agregados pétreos muy bien graduados y provenientes de un proceso de producción mecanizado de chancado y selección, homogéneamente revuelto, libre de grumos o terrones de arcilla, de materiales vegetales o de cualquier otro material perjudicial. GRANULOMETRÍA.- La base debe estar constituida por mezclas de agregados granulares y finos, realizadas en una planta mecanizada de chancado y selección, de tal manera que la granulometría esté comprendida en cualquiera de las bandas de la Tabla 4.

Tabla N.- 4 Bandas Granulométricas de Base Granular

Tabla N.- 5 Granulometrías Admisibles para la construcción de sub – base granular La fracción que pasa por la malla Nº 200 (0,08 mm) no debe ser mayor a los 2/3 de la fracción del agregado que pasa por la malla Nº 40. La fracción que pasa la malla Nº 4 puede estar constituida por arenas naturales o trituradas. Se fija como tolerancia de la banda, +/- 7 para los gruesos y +/- 3 para el fino con límite en la malla 200. CONDICIONES DE FILTRO P á g i n a 13 | 38

La base granular cumple las siguientes condiciones de filtro, las cuales son ratificadas y certificadas en laboratorio (ya que es parte de la teoría de diseño estructural, nunca ha sido exigida y es muy probable que las fallas en muchos pavimentos sean por no cumplir esta condición):

REQUISITOS DE LA CALIDAD DE LOS ÁRIDOS Las características de los agregados pétreos que se empleen en la construcción de la base granular, deberán cumplir con los siguientes requisitos:

P á g i n a 14 | 38

Tabla N.- 6 Requisitos de los agregados para bases granulares Partículas chancadas. El porcentaje de partículas chancadas, con a lo menos 2 caras fracturadas debe ser igual o mayor que el 70% para lograr el CBR especificado. Granulometría y Límites de Atterberg. El material debe cumplir con la banda de la Tabla 3-2 y sus respectivas tolerancias y que a su vez la fracción del material que pase la malla Nº 40 el IP inferior a 6 sea o no plástica (NP) y el límite líquido sea inferior a 25. Los ensayos se realizan según corresponda con las normas: NCh1533.a, NCh1517/1 y NCh1517/2. Ensayo de Los Ángeles. El agregado grueso debe tener un desgaste inferior a un 35%, de acuerdo a este ensayo (NCh1369). Poder de Soporte de California, Base con CBR > 80 %. El CBR debe ser superior a 80% en las bases para pavimentos asfálticos (NCh1852). El CBR se mide a 0.2" de penetración, en una muestra saturada y previamente compactada a una densidad mayor o igual al 95% de la D.M.C.S., obtenida en el ensayo Proctor P á g i n a 15 | 38

Modificado, (NCh1534/2), o al 80% de la densidad relativa (ASTM 4253-00 y ASTM 4254-00), según corresponda. En zonas donde la precipitación media anual sea inferior a 50 mm, el ensaye de CBR se ejecuta sobre muestras no saturadas, siempre que sea autorizado previamente por el Fiscalizador

Tabla N.- 7 Características Físico, Mecánicas y Químicas de la Base Granular

Imagen N.- 1 Variación de la densidad y el CBR de la base y sub base con la cantidad de finos de un material granular P á g i n a 16 | 38

3.1.5 CARPETA ASFÁLTICA: Las mezclas asfálticas a emplearse en capas de rodadura para vías de tráfico pesado y muy pesado deberán cumplir que la relación entre el porcentaje en peso del agregado pasante del tamiz INEN 75micrones y el contenido de asfalto en porcentaje en peso del total de la mezcla (relación filler/betún), sea mayor o igual a 0,8 y nunca superior a 1,2.4

3.2 SEGUNDO TIPO DE PAVIMENTO 3.2.1 SUBRASANTE ESTABILIZADA CON CAL: Uno de los efectos más importantes de la cal en el suelo, es el de cambiar apreciablemente su plasticidad. Por ejemplo, suelos de plasticidad IP < 15, aumentan tanto el LL como el LP, y también muy ligeramente su IP; en cambio, en los suelos de plasticidad con IP > 15) disminuye el IP.

El empleo de cal incrementa la capacidad portante de los suelos aumentando su índice C.B.R. También aumenta las resistencias a tracción y a flexión. Por lo tanto, la mejora producida en las capas y explanadas estabilizadas permite reducir espesores y las posibilidades de fallo durante su vida útil. También aumenta la humedad óptima de compactación, lo que permite la densificación de suelos de elevada humedad natural, que de otro modo no permitirían la construcción de la capa de rodadura sobre ellos. Los suelos más apropiados para estabilizar con cal son los de granulometría fina de cierta plasticidad. En la información obtenida, se encontró un ensayo realizado por el método de Eades y Grim. Ensayado en un suelo con 6% de contenido de cal que alcanzo un CBR de 76.43%, conjuntamente con un índice de plasticidad de 4% y un índice de expansión de 0.17%. por lo que esta dosificación puede usarse como SUB-BASE de un pavimento, así como también con un espesor más delgado puede emplearse como capa de subrasante.

P á g i n a 17 | 38

Resultados de las 6 muestras del valor soporte California.

P á g i n a 18 | 38

3.2.2 SUB-BASE GRANULAR: Este ensayo es utilizado para la calidad relativa de suelos de subbases granulares que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz #4 (50 mm), y con un tamaño máximo de partículas de 19 mm (3/4 in)  Subbase Granular : La clase de sub-base que deba utilizarse en obra estará especificada en los documentos contractuales, de todos modos, los agregados que se empleen deberán tener un coeficiente de desgaste máximo de 50%, de acuerdo con el ensayo de abrasión de los ángeles y la porción que pase el tamiz nº 40 deberá tener un índice de plasticidad menor que 6 y un límite líquido máximo de 25. (MOP, 2002) La capacidad de soporte corresponderá a un CBR igual o mayor del 30%, cuyo coeficiente estructural será de 0.043 cm de espesor. CBR > 30.0% Módulo resiliente ≥ 15,000 psi (103 Mpa) C.B.R CALIFORIA BEARING RATIO REFERENCIAS: ASTM D 1883-73, ASHTO T-193 Se presenta a continuación las tablas de resultados de clasificación, C.B.R de laboratorio y C.B.R in situ y C.B.R in situ por el método del D.C.P, los cuales se fueron realizados cada 500 m partiendo de la abscisa 0+000 hasta el kilómetro 15+000 de la vía La Chimba Cayambe.

P á g i n a 19 | 38

Tabla 1: Cuadro de Resumen de Clasificación de Suelos Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para

Hoja de Cálculo de CBR de Laboratorio

P á g i n a 20 | 38

Tabla 2: Hoja de Cálculo de CBR de Laboratorio Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para

Curvas de CBR de Laboratorio Figura 2: Gráfico de Presiones C.B.R

P á g i n a 21 | 38 Figura 1: Gráfico de Presiones C.B.R Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

Densidad Máxima Vs. CBR

Valor de C.B.R

Figura 2: Densidad Máxima Vs. CBR Y Valor de C.B.R Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

Cuadro de Resumen de CBR de Laboratorio: En la siguiente cuadro de resumen se presentan los resultados de los C.B.R obtenidos en laboratorio para cada kilómetro en consideración.

P á g i n a 22 | 38

Tabla 3: Cuadro de Resumen de CBR de Laboratorio Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

Hoja de Cálculo de CBR In-Situ

P á g i n a 23 | 38 Tabla 4: Hoja de Cálculo de CBR In-Situ Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para

Gráfico de Presiones C.B.R

Figura 3: Gráfico de Presiones C.B.R Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

Cuadro de Resumen de CBR In-situ. Se despliegan de esta manera siguiente tabla los resultados de los Ensayos C.B.R in situ obtenidos: P á g i n a 24 | 38

Tabla 5: Cuadro de Resumen de CBR de Laboratorio Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

Hoja de Cálculo de CBR mediante D.C.P

P á g i n a 25 | 38

Figura 4: Hoja de Cálculo de CBR mediante D.C.P Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

Cuadro de Resumen de DCP:

P á g i n a 26 | 38

Tabla 6: Cuadro de Resumen de DCP Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

P á g i n a 27 | 38

Resumen Total Finalmente se lograr una mayor

de datos obtenidos adjunta la recopilación de datos obtenidos en la presente disertación, a fin de apreciación de los resultados obtenidos por los distintos métodos ensayados

Tabla 7: Resumen Total de datos obtenidos Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

P á g i n a 28 | 38

Cuadro de Media Aritmética de los CBR

Tabla 8: Cuadro de Media Aritmética de los CBR Fuente: Ortega G y Villafuerte L, recuperado de: Tesis de Evaluación Estructural de Pavimentos flexibles para suelos tipo Limos Arenoso

Módulo de Rigidez: Es un parámetro de la subrasantes y de las bases granulares que se obtiene a través de ecuaciones de correlación con la capacidad portante o CBR de los materiales. El cálculo del módulo resiliente se lo puede determinar por los siguientes métodos: Efectuando los ensayos del módulo resiliente por medio del laboratorio siguiendo la norma ASSHTO T274 y se lo realiza mediante celdas triaxiales. P á g i n a 29 | 38

Estimando valores del módulo resiliente a partir de correlaciones entre deflexiones de pavimentos en servicio de varios años atrás. Por medio de ecuaciones que correlacionan el valor del CBR como son las siguientes: M R = 10.3 *CBR (Mpa) 1. 2.

MR

3.

MR

= 1500 *CBR = 2555 * CBR

(CBR ≤ 10) (psi) 0.64

(CBR > 10) (psi)

La muestra ubicada en el Km 11+500 presenta una CBR = 35.80 % por lo cual se procede a usar la formula número tres para la correlación: MR

0.64 = 2555 * CBR

MR MR

(CBR > 10) (psi)

0.64 = 2555 * 35.80

= 25227.606 psi

Debido a las características que presenta el terreno solo existe una muestra de suelo ubicada en el km 11+500 que cumple con los parámetros de diseño para ser usada como subrasante de suelo granular y la misma presenta las siguientes características: Nombre: ML (SUCS) y A4 (AASHTO) IP = 3.97 LL = 18.26 M R = 25227.606 psi CBR = 35.80 %

P á g i n a 30 | 38

3.2.3 BASE GRANULAR ESTABILIZADA CON CEMENTO El área de donde procede el material de base, se encuentra en el sector denominado “La Josefina”, que está ubicado al noreste de la ciudad de Cuenca, al norte de la provincia del Azuay, área que pertenece al cantón Paute. En función de las especificaciones municipales, los precios unitarios y la durabilidad que es la propiedad que se busca en la vía, en la presente investigación se utilizó de manera especial por tratarse de una vía de gran importancia como lo es la calle Octavio Chacón trabajar con el 7 % de cemento. La clase de base que deba utilizarse en obra deberá tener la porción que pase el tamiz nº 40 un índice de plasticidad menor que 6 y un límite líquido máximo de 25. (MOP, 2002). La capacidad de soporte corresponderá a un CBR igual o mayor del 80% CBR > 80.0% Clasificación del Material Estabilizado con Cemento: Partiendo por la granulometría, los resultados son los siguientes:

Tabla 1: Resultados de clasificación de material estabilizado Fuente: Murillo, E. recuperado de: Estudio del comportamiento de las bases de pavimentos rígidos en la ciudad de cuenca y su influencia en el diseño. Universidad de Cuenca, Cuenca.

Como se puede observar en general todas las muestras cumplen con los requerimientos de plasticidad definida en las especificaciones excepto la muestra No.4 Resultados de CBR, Material Estabilizado con Cemento: Se procede a presentar la información del ensayo de CBR, del que se tienen los resultados que se detallan a en la siguiente tabla:

P á g i n a 31 | 38 Tabla 2: RESULTADOS DE CBR, MATERIAL Estabilizado con Cemento Fuente: Murillo, E. recuperado de: Estudio del comportamiento de las bases de pavimentos rígidos en la ciudad de cuenca y su influencia en el diseño. Universidad de Cuenca, Cuenca.

El valor del CBR en las distintas muestras se encuentra en un rango que va desde 138% hasta 200%. Cabe señalar que para que el material se califique como base debe cumplir con un valor de CBR superior al 80% de acuerdo a las especificaciones con lo cual se verificaría que todas las muestras lo cumplen. Resultados de Módulo de Rigidez, Material Estabilizado con Cemento: Es un parámetro de las bases granulares estabilizadas con cemento que se obtiene a través de ecuaciones de correlación con la capacidad portante o CBR de los materiales. Estimando valores del módulo resiliente a partir de correlaciones entre deflexiones de pavimentos en servicio de varios años atrás. Por medio de ecuaciones que correlacionan el valor del CBR como son las siguientes: M R = 10.3 *CBR (Mpa) 1. 2.

MR

3.

MR

= 1500 *CBR = 2555 * CBR

(CBR ≤ 10) (psi) 0.64

(CBR > 10) (psi)

3.2.4 CAPA ASFALTICA COMO CAPA DE RODADURA Para el diseño de esta mezcla se aplicaron 75 golpes por cada cara en la compactación, proyectadas para vías de tráfico pesado y se Fabricaron 15 briquetas

P á g i n a 32 | 38

DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE ÓPTIMO DE ASFALTO.

P á g i n a 33 | 38

P á g i n a 34 | 38

ENSAYO DE MÓDULO DINÁMICO ELÁSTICO (ASTM D-3497).

4. DIFERNECIAS ENTRE LOS DOS PAVIMENTOS Pavimento 1     

SUBRASANTE ESTABILIZADA CON SUELO SELECCIONADO GEOTEXTIL TEJIDO SUB-BASE GRANULAR BASE GRANULAR CARPETA ASFÁLTICA

El proceso de estabilización con suelo seleccionado es un proceso mecánico donde se retira el suelo apto de una ‘’mina’’ para ser colocado y compactado de la manera que mejore la subrasantes. Datos obtenidos de CBR y módulo de rigidez

CBR=42.5%

Pavimento 2    

SUBRASANTE ESTABILIZADA CON CAL SUB-BASE GRANULAR: BASE GRANULAR ESTABILIZADA CON CEMENTO CAPA ASFALTICA COMO CAPA DE RODADURA

EL proceso de estabilización con cal es un proceso Químico que permite:  Reducción del Índice de Plasticidad  El suelo se hace friable y granular  Mejora la estabilizad y compactación  Se reduce la expansividad del suelo

P á g i n a 35 | 38

Módulo de Rigidez

MR

=

28155.2779 psi El geotextil tejido no aporta mucho debido a sus propiedades, en el funcionamiento en la constitución del pavimento constituye de ayuda a la estabilización de la subrasante y la separación con la capa de subbase granular.

La estabilización del suelo de subrasante con cal además de mejorar las condiciones de plasticidad del suelo existente, permite aumentar la capacidad portante del suelo, como se demuestra en el CBR obtenido para este tipo de estabilización obteniendo un 76,43% lo cual significa que la misma subrasante tiene una alta capacidad para absorber esfuerzos, sin embargo, no debe prescindir de las demás capas. En una comparación por precios entre los pavimentos que contienen sus capas mejoradas con cemento frente a los que contienen sus capas mejoradas con geotextiles se puede decir que las desventajas de los geotextiles pueden radicar básicamente en el costo. Por otro lado desde el punto de vista operativo se deben tener en cuenta las ventajas constructivas que presenta los geotextiles (facilidad de instalación, rigidez, soporte al equipo de trabajo, entre otros.). Desde el punto de vista económico, y hablando en términos generales, dependiendo de las condiciones de la obra y de los materiales se pueden encontrar ahorros que conduzcan a la factibilidad económica del proyecto usando cualquiera de los dos tipos de pavimentos debido a que ambos presentan excelentes características al momento de ser utilizados.

La carpeta asfáltica se emplea como capa de rodadura dándole soporte para cargas gravitacionales y de tracción de manera que se reparte de manera apropiada los esfuerzos longitudinalmente a lo largo de la estructura de pavimento teniendo un comportamiento flexible.

P á g i n a 36 | 38

5. CONCLUSIONES: 1. Se pudo determinar que los materiales granulares para ser usados como subrasantes granulares deben cumplir con cierto parámetros como son que la porción que pase el tamiz nº 40 deberá tener un índice de plasticidad menor que 6 y un límite líquido máximo de 25. La capacidad de soporte corresponderá a un CBR igual o mayor del 30% y un Módulo resiliente ≥ 15,000 psi (103 Mpa). 2. Se pudo determinar que para obtener una base granular estabilizada con cemento de buena calidad es necesario realizar una mezcla homogénea, además se estableció que los valores del CBR se incrementan al adicionar cemento al material, con lo que hace que este tipo de base estabilizada con cemento presente mejores características al ser añadidas dicho material y permita aumentar la vida útil del pavimento. 3. Los agregados para construcción de bases y sub-bases granulares y en general, para cualquier capa de un pavimento deben ser caracterizados por: 4. En el aspecto económico el costo del pavimento 2 es el menor puesto a que se ahorra en transporte de material seleccionado como es el caso del pavimento 1, así como también por los menores espesores de capas que se tienen en el pavimento 2. 5. La estructura de pavimento 2 requiere probablemente de menores espesores en sus capas puesto a que la estabilización realizada en sus capas elevó significativamente la resistencia en relación al pavimento 1 en el cual se emplearán secciones de pavimento típicas. 6. Geotextil: se deben utilizar únicamente como función de separación y drenaje, por lo que no se debe utilizar como refuerzo ya que sus características no lo permiten y al ser tejido es una alternativa poco recomendable para usarse en drenaje de subsuelo y en control de erosión. 7. Material de mejoramiento Utilizable para fundar todo tipo de obras en suelo compresible de cualquier tipo, este método reduce en gran medida los asentamientos. Las inclusiones son generalmente verticales y dispuestas en una malla regular. Deben presentar características intrínsecas de la deformación y rigidez, compatibles con el suelo circundante y las estructuras que deben soportar. 8. 9. RECOMENDACIÓNES: 1. Se recomienda realizar un estudio para los diferentes casos de adiciones de porcentajes de cemento con el fin de obtener un conocimiento general del comportamiento de las bases estabilizadas con cemento ya que en la investigación realizada únicamente se utiliza un porcentaje del 7 % de adición de cemento. 2. Se deberá hacer un seguimiento del comportamiento de los pavimentos en los que se ha conformado sus capas con subrasantes granulares y bases granulares estabilizadas con cemento con el fin de ver si se incrementa su durabilidad. P á g i n a 37 | 38

3. Utilizar geotextiles para separar capas y para drenaje en caso que se requiera mejorar la parte estructural utilizar geo sintéticos. 4. 10. BIBLIOGRAFÍA: 1. Villafuerte, E., & Ortega, K. (2015). Evaluación estructural de pavimento flexible para suelos de tipo limo arenoso. Pontificia Universidad Católica del Ecuador, Quito. 2. Murillo, E. (2010). Estudio del comportamiento de las bases de pavimentos rígidos en la ciudad de cuenca y su influencia en el diseño. Universidad de Cuenca, Cuenca. 3. Alcaldía Mayor, (2005) Especificaciones Técnicas Generales de Materiales y Construcción para proyectos de infraestructura vial y de espacio público 4. Silva, J. (2010), Base Granular Proceso Constructivo. Técnico Laboratorista de Suelos, Concreto Asfalto y Emulsiones Asfálticas. Recuperado de: http://es.slideshare.net/jorgesilva26/base-granular-procesoconstructivo 5. Ing. Juan Pablo Carpio Pesantez, Tesis previa a la obtención del título de Magíster en Geología Aplicada y Geotecnia Cuenca - Ecuador 2014 6. Ing. Andrés Sebastián Bustamante Noboa Tesis previa a la obtención del título de: Master en Ingeniería en Vialidad y Transportes Cuenca - Ecuador 2016

P á g i n a 38 | 38