Transcript Factores que afectan el comportamiento de los pavimentos

Factores que afectan el
comportamiento de los pavimentos
• SUBRASANTE.
La función de la sub-rasante es soportar
las cargas que transmite el pavimento y
darle sustentación, además de
considerarse la cimentación del
pavimento. Entre mejor calidad se tenga
en esta capa el espesor del pavimento
será más reducido y habrá un ahorro en
costos sin mermar la calidad.
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• Sub-rasante:
Las características con las que debe
cumplir son: tamaño máximo de 3",
expansión máxima del 5%, grado de
compactación mínimo del 95%; espesor
mínimo de 30cm para caminos de bajo
tránsito y de 50cm en caminos con un
TPDA > de 2000 vehículos.
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• Sub-rasante:
Otra de las funciones de la sub-rasante es
evitar que el terraplén contamine al
pavimento.
Clases: Corte, terraplén y mixta.
Materiales: Roca, suelo friccionante y
cohesivo.
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• Los suelos en el diseño de pavimentos.
-Suelo: Todo agregado de partículas
minerales separables por medios
mecánicos de poca intensidad como por
ejemplo, por agitación en agua.
Roca: Es un agregado de partículas
minerales unidas por fuerzas cohesivas
poderosas y permanentes.
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• Perfil de suelos:
Es una sección transversal vertical de
todos los horizontes de suelo desde la
superficie hasta el material parental.
Se pueden distinguir 4 capas u horizontes:
1- Capa orgánica superficial (horizonte O):
Escombros orgánicos.
2- Horizonte A: Subyacente del orgánico,
el cual ha perdido minerales de grano fino.
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… De poco espesor, básicamente no
plástico y puede contener alguna
proporción de materia orgánica.
3-Horizonte B: Zona en la cual se deposita
el material disuelto del horizonte A,
normalmente más plástico que los
horizontes que tiene encima o debajo.
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4- Horizonte C: Material parental, manto
rocoso.
Fases de los suelos:
-Sólida: Constituida por partículas
minerales
-Liquida: Agua presente en la masa de
suelo
-Gaseosa: Es el aire que se encuentra
dentro de los poros. Entre los pesos y
volúmenes de estas tres fases se defines
un conjunto de relaciones.
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• Propiedades a considerar en los suelos de la
subrasante:
• 1-Contenido de agua o humedad del suelo
• 2-Relación de vacíos
• 3-Porosidad
• 4-Grado de saturación
• 5-Peso unitario total o densidad húmeda del
suelo
• 6-Peso unitario seco o densidad seca del suelo
• 7-Peso unitario de las partículas sólidas
• 8-El peso específico relativo de los sólidos o
gravedad específica. (ej:)
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• Sistemas de clasificación de los suelos
para carreteras.
• 1-El sistema AASHTO (American
Association of states highway and
transportation officials).
• 2-El sistema unificado de clasificación
suelos: Desarrollado por Arthur
Casagrande, modificado por el cuerpo de
ingenieros del ejercito de los EE.UU
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• Resistencia mecánica del suelo.
Los ensayos de resistencia son de dos clases:
-“in situ” : ej: pruebas de placas directa con el
cual se determina el módulo de reacción de la
subrasante, el C.B.R de campo, la prueba del
penetrómetro dinámico de cono y los ensayos
de vibración para la determinación del modulo
de elasticidad dinámico.
-De laboratorio: (el C.B.R, ensayos de
compresión triaxial.
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• Compactación de los suelos:
Es un proceso mecánico destinado a
aumentar su peso por unidad de volumen,
lo que trae como consecuencia un
incremento de su resistencia al esfuerzo
cortante y una disminución de su
compresibilidad y su permeabilidad.
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La compactación produce en el suelo una
reducción en su volumen de vacíos con aire.
• Factores que afectan la compactación de un
suelo.
..El tipo de suelo: >densidades a >tamaño de partículas
del suelo.
-El método de compactación:
– Compactación de tipo estático y vibratorio: eficiente
en suelos granulares
– Amasado: eficiente en suelos cohesivos
– Por medio de impactos: para la mayoría de los suelos
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Factores que afectan el
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• -La energía de compactación.
Ec=(W.h.N.n)/ V
• -El contenido de agua del suelo: (fricción
entre partículas, tensión capilar), exceso
de agua libre se crean fuerzas
hidrostáticas que tratan de separar las
partículas.
• Curva de compactación: (ej.), humedad y
h. optima, densidad húmeda, densidad
seca.
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• Relación de soporte de California (C.B.R)
Es una medida de la resistencia al
esfuerzo cortante de un suelo bajo
condiciones de humedad y densidad
cuidadosamente controlada, que tiene
aplicación principalmente en el diseño de
pavimentos flexibles.
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• El C.B.R. se define como la relación entre
el esfuerzo requerido para introducir un
pistón normalizado dentro del suelo que
se ensaya y el esfuerzo requerido para
introducir el mismo pistón hasta la misma
profundidad en una muestra patrón de
piedra triturada.
– C.B.R= (Esfuerzo en el suelo ensayado)/
(Esfuerzo en la muestra patrón)x100
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• Relación esfuerzo-penetración para la
muestra patrón.
penetración (pulg.) Esfuerzo (lb/pg2)
0.1
1000
0.2
1500
0.3
1900
0.4
2300
0.5
2600
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• El C.B.R. de una muestra de suelo se
determina generalmente para
penetraciones del pistón dentro de él de
0.1 y 0.2 pulgadas, eligiéndose el mayor
de los dos como valor representativo de la
muestra.
• Ensayo.
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• TERRAPLEN:
La finalidad del cuerpo del terraplén es
proporcionar la altura necesaria para
cumplir con el proyecto, deberá resistir las
cargas de las capas superiores y
distribuirlas adecuadamente en el terreno
natural.
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• TERRAPLEN:
• Por normatividad no se acepta material
del tipo MH, OH, y CH cuando su límite
líquido sea mayor del 80%, deberá tener
un CBR mínimo de 5%.
• Se recomienda el compactador pata de
cabra con equipo de vibrado y un peso
aproximado de 20 a 30 toneladas..
Factores que afectan el comportamiento
de los pavimentos
• Tránsito
• Diseño geométrico: volumen y
dimensiones de los vehículos.
• Diseño de la estructura: Número y peso
de los ejes.
• Eje sencillo: un eje con extremo de una o
dos ruedas sencillas.
• Eje tándem: dos ejes sencillos con rueda
doble en el extremo.