Parcial 2 Flashcards
Como se clasifica la subrasante?
Se clasifica según el CBR (dependiendo de la condición que se quiera calcular, hay distintos CBR) (el más fiable y útil es el inalterado) (Para evaluar el suelo se hace el ensayo triaxial).
Recomendaciones ante una mala subrasante
Se puede tener una subrasante fina o gruesa (arena, arcilla, materia orgánica = no es un suelo bueno, por lo que se excava; rocas = se debe elevar la rasante; finos = se aprovecha los finos comprimidos y se utiliza como subrasante)
Cuando se mezcla un suelo bueno con un suelo malo, el resultado es más un suelo más malo. Para ello se coloca el geotextil encima del suelo malo y encima se coloca el material de buena calidad
Cuando los suelos son de mala calidad, se recomienda usar un pavimento rígido o contruir un caisson (18m debajo)
Diferencia entre la base y subbase
Base granular - debe ser triturada (es más rígida, es más densa que la subbase)
La subbase granular no es necesario que sea sea de trituración
Para que un material alcance resistencias grandes, debe contener grava
Para estabilizar una base o subbase:
En pavimentos flexibles se añade cal, cemento o asfalto
Las bases estabilizadas con cemento son rígidas, por lo que no es tan recomendable estabilizar una base la cual tenga una carpeta asfáltica encima. Si se daña la base, las fisuras se verán reflejadas en la carpeta asfáltica, para ello, se sugiere prefisurar la base
En un pavimentos hidráulico, la losa absorbe todo el esfuerzo, pero cuando hay cargas muy altas, la subbase se modifica
Compactacion:
Después del drenaje, esta característica es la más importante
Influye en todas las capas de la estructura
Consiste en ejercer una acción mecánica sobre una masa de suelo a un estado parcialmente saturado, para reducir su volumen y aumentar su densidad (que las partículas se acerquen unas a otras eliminando vacíos entre las partículas llenos de aire y/o agua).
El compactar reduce la infiltración del agua, mejora la estabilidad (asentamientos), la resistencia, la relación esfuerzo - deformación, la flexibilidad y sedimentación.
Se mejora el comportamiento mecánico del suelo y permite que las propiedades mejoradas se mantengan a través de toda la vida útil.
Factores que influyen en la compactación:
Características físicas del suelo
* La naturaleza y el tipo de suelo
* Cu = D60/D10 (D60 : Es el tamaño de malla por el que pasa el 60% del material)
Si Cu > 7 - Muy buen material para compactar
Si el 3 < Cu < 7 - Se puede mejorar
Si Cu <3 - El suelo e simposible de compactar
Método y equipo a emplear
-Presion estatica
-Impacto (saltarin)
-Vibracion (rana vibradora)
-Combinación de anteriores métodos
-Amasado (detector de fallas) (llantas) (para suelos arcillosos se utiliza patas de cabra, pisón en cuña y pisón truncado) (reorientación de las partículas) (área de contacto pequeña)
(En lugares donde el suelo es malo, no se recomienda usar vibración, ya que daña las propiedades aledañas, tampoco cuando hay taludes inestables)
Contenido de humedad
-Para que un material se reorganice y se pueda compactar, requiere de un cierto nivel de humedad, el cual no debe ser tan alto, ya que los materiales pierden los esfuerzos resistentes, pero no tan bajo porque no se compacta de la forma ideal. La falta o el exceso de humedad exigirá una mayor energía de compactación. Tratar de estar en la rama seca (izquierda) ya que hay mejores condiciones
Extras:
-El número de pasadas del equipo compactador
-Las condiciones ambientales
-La recompactación
-El espesor de la capa a compactar.
Definición de subrasante:
La capa sobre la que se soporta o cimenta (de forma continua y estable) la estructura de pavimentos
Es la principal variable en el diseño de pavimentos
Se debe conocer la resistencia de diseño y el comportamientos que tiene cuando se colocan cargas
Características ideales
* Alta resistencia mecánica
* Permanencia resistencia durante la vida útil del pavimento
* Alta densidad o grado de compacidad
* Baja susceptibilidad a cambios volumétricos y al agua
* Sin asentamientos
* Sin desplazamientos laterales
Distribución de cargas en los pavimentos:
Flexibles: Se disipa la carga y llega muy poco a la subrasante
Rigidos: Al colocar una carga puntual en una losa, esta se distribuye uniformemente en toda la losa
Tipos de terreno de fundación:
Segun sección:
En terraplen
En mixto
En corte
Terreno natural
Segun material
-Suelo arenoso
-Suelo limoso
-Suelo plástico
-Rocas ígneas (instrusivas o extrusivas)
-Rocas sedimentarias (son de buena calidad) (debe tener dos o tres caras fracturadas)
-Rocas metamórficas (tienen el plano de falla ya generado, por lo que no es muy buena como material)
Proceso de Caracterización del Suelo
Se visita el sitio
Se toma registro fotográfico
Se define el punto inicial, final y se abscisa
Se define el número de sondeos (cada 250 m) (cada sondeo se debe hacer dentro de la banca)
Se inicia con estudios preliminares y exploración de campo mediante sondeos
Obtención de muestras alteradas e inalteradas.
Se llevan a cabo ensayos de laboratorio y ensayos in situ
Se ubican los estratos del suelo y su espesor
Se determina el nivel freático
Determinar la profundidad y caracteristicas de la roca basal.
Se clasifican los suelos según AASHTO y SUCS, identificando familias de suelos y realizando apiques.
Se definen problemas especiales (fallas geológicas)
Se determina el módulo resiliente y de reacción para definir las unidades homogéneas de diseño.
Denominación de cotas en la vía:
Cota negra: cuta de diseño, cota de subrasante
Cota roja: cota de la rasante o por donde pasan los carros
Ubicación de apiques:
Para saber el lado de una vía, se ubica en el sentido del avance
Cada identificación de un apique debe tener una letra D I C para identificar de donde se obtuvo el apique
Métodos para determinar la resistencia de la subrasante, clasificándolos en dos enfoques principales:
Métodos de Laboratorio
Se basan en el análisis de muestras alteradas en condiciones simuladas.
Permiten un control preciso de variables, pero pueden no reflejar con exactitud el comportamiento real del suelo en el campo.
Módulo resiliente Mr - Estabilómetro de Hveem - Compresión triaxial
Métodos In Situ
Evalúan el suelo directamente en su entorno natural bajo condiciones ambientales reales.
Proporcionan resultados más representativos del comportamiento del suelo en servicio.
Placa directa - Penetrómetro dinámico de cono (PDC) - Vibración o impacto - Capacidad de soporte CBR
Los ensayos de laboratorio para la caracterización de suelos son generalmente:
Humedad
Granulometría
Límite plástico e Índice de plasticidad
Límite líquido
Gravedad específica
Proctor
Resistencia (CBR)
Información de un sondeo o de un apique
Identificación: Información sobre el proyecto en estudio.
Abscisa: Ubicación exacta del sondeo.
Escala de profundidad: Medidas que indican la profundidad del sondeo y los puntos de extraccion.
Delimitación de suelos: Identificación de los diferentes tipos de suelos encontrados.
Descripción de suelos: Características de cada tipo de suelo.
Clasificación de suelos: Categorización según propiedades.
Nivel freático: Posición del agua subterránea.
Perfiles de humedad: Datos de humedad, límite líquido y plástico.
Interpretación de resultados ensayos laboratorio
- Se clasifican suelos encontrados por Sistema Unificado de clasificación de suelos (SUCS) y sistema AASHTO
- Definición del perfil estratigráfico de la vía en estudio
- Familias de Suelos: Cada punto es localizado en la carta de plasticidad, se identificada con el # y abscisa del sondeo o apique correspondiente. A partir del análisis de las familias de suelos se pueden definir los sitios donde se realizan los ensayos de resistencia de los suelos
- Perfiles de humedad: Se grafica humedad vs abscisa
- Índices de consistencia: Permite analizar la consistencia o resistencia del suelo
Ensayos que se deben realizar según el tipo de pavimento:
Carpeta asfaltica:
>Diseño Marshall
>Superpave
CBR inalterado
Concreto hidráulico:
>Resistencia a compresión - f’c
>Modulo de rotura - MR
Ensayo de placa (se obtiene K). Si no se tiene este ensayo, se aplica una ecuación de K en función de CBR
Proceso para mejorar la subrasante por compactacion
Se hace el ensayo proctor (densidad máxima y humedad óptima)
De ser necesario, se añade un geotextil y afirmado o un terraplén
Se lleva el suelo a un valor cercanos a humedad óptima (se verifica con la prueba de speedy)
Se compacta con maquina (tratar de que esté lo más seca posible)
Se hace el ensayo de cono y arena en campo, obteniendo la densidad de campo
Densidad de campo > % densidad de laboratorio
En caso de que no cumpla con lo anterior, se compacta de nuevo
Curvas de compactación:
La BG y SBG, tendrá la curva común y corriente, la subrasante puede que obtenga una curva diferente
En la arena, no importa la humedad que tenga, la densidad casi siempre es la misma, la cual es casi siempre es baja (1.7 aprox)
Control de densidad alcanzada en el terreno
Para medir la eficiencia de un proceso de compactación, se basa en el grado o porcentaje de compactación, que relaciona la densidad en el sitio (cono y arena) y la densidad máxima en el laboratorio (proctor modificado (siempre))
Para controlar la densidad en sitio hay:
Inca de moldes con filos cortantes (para suelos finos) (muestra inalterada)
Penetrometro de proctor (ensayo no destructivo)
Cono y arena (equipo: frasco con arena ottawa, cono y válvula) (muestra alterada)
Densímetro nuclear (funciona por radiación) (calcula la humedad inclusive en la carpeta asfáltica)(ensayo no destructivo)
Método del globo de agua o volumetro (muestra alterada)
Formula grado de compactación:
Gc = 100 * Densidad sea en campo / densidad seca máxima obtenida en laboratorio
Nivel de transito - numero de ejes equivalentes de 80 kN en el carril de diseño (N de 80 kN) (por dia)
N1 - N (de 80 kN) < 500 mil ejes
N2 - 500 mil ejes < N (de 80 kN) < 5 millones ejes
N3 - N (de 80 kN) > 5 millones ejes
Los sitios para la determinación de la densidad seca en el terreno de cada capa: (para la subrasante)
Se deben elegir al azar, según la norma de ensayo INV E‐730, pero de manera que se realicen, como mínimo, cinco (5) ensayos por lote. Lo normal es que se tome una prueba de densidad cada 100 m.
Espesor para subrasante
Se debe determinar el espesor promedio de la capa compactada (em), el cual no puede ser inferior al espesor de diseño (ed).
em ≥ ed
Además, el valor obtenido en cada determinación individual (ei ) debe ser, como mínimo, igual al noventa por ciento (90 %) del espesor de diseño (ed).
Se admite un solo valor por debajo de dicho límite, siempre que este último valor sea igual o mayor al ochenta y cinco por ciento (85 %) del espesor de diseño.
Transmisión de los esfuerzos de compactación
En el suelo se desarrollan presiones, obteniendo unas superficies denominadas bulbos de presiones (para suelos elásticos e isotrópicos), resultantes de unir puntos de igual presión.
Cuando se incrementa el tamaño de la placa aplicando una carga proporcional para mantener constante la presión, la profundidad del bulbo de presión aumenta. En cambio, si se incrementa la presión sin cambiar el área de contacto, el bulbo no se amplía mucho, pero sí se eleva la energía de compactación.
Es esencial controlar el espesor de las capas para lograr una presión adecuada y así alcanzar el grado de compactación deseado.
No basta con aumentar el peso del equipo para compactar capas más gruesas.
Se puede aumentar el espesor de la capa si se utiliza un equipo con mayor capacidad de presión.
En cuanto al uso adecuado del equipo de compactación:
-Rodillos vibratorios: se ajustan por frecuencia y amplitud.
-Rodillos metálicos y neumáticos: se regulan por el peso.
-Rodillos neumáticos: se controla la presión de inflado y la de contacto.
-Rodillos pata de cabra: importa el área de las patas.