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PORCENTAJES DE CARA FRACTURADA EN LOS AGREGADOS (I.N.V. E

227 07)

JEINER PINEDO LINERO, JOAQUIN VESGA JIMENEZ, JUANCARLOS GARCIA CARDEO Y JUAN DAVID CORMANE

Universidad del Madalena, San!a Mar!a"

#a$%l!ad de Inenier&a

RESUMEN

En el 'resen!e la()ra!)ri) se reali*+ 'ara a-ii*ar la resis!en$ia al es.%er*)$)r!an!e $)n el in$reen!) de la .ri$$i+n en!re las 'ar!&$%las" O!r) 'r)'+si!) esdar es!a(ilidad a l)s aread)s e'lead)s 'ara $ar'e!a ) a/rad)0 1 dar.ri$$i+n 1 !e-!%ra a aread)s e'lead)s en 'avien!a$i+n" La .)ra de la'ar!&$%la de l)s aread)s '%ede a.e$!ar la !ra(a2a(ilidad d%ran!e s%$)l)$a$i+n0 as& $)) la $an!idad de .%er*a ne$esaria 'ara $)'a$!arla a ladensidad re3%erida 1 la resis!en$ia de la es!r%$!%ra del 'avien!) d%ran!e s%vida de servi$i)" Las 'ar!&$%las irre%lares 1 an%lares eneralen!e resis!en eldes'la*aien!) 4)viien!)5 en el 'avien!), de(id) a 3%e se en!rela*an alser $)'a$!adas" El e2)r en!rela*aien!) se da, eneralen!e, $)n'ar!&$%las de ()rdes '%n!ia%d)s 1 de .)ra $6(i$a, 'r)d%$idas, $asi sie're')r !ri!%ra$i+n"

Palabras Cla!s" M%es!ras, 'avien!), !ai$es, ')r$en!a2e 1 $ara .ra$!%rada

A#STRACT

In !7is la()ra!)r1 i! 8as ade !) a-ii*e s7ear s!ren!7 8i!7 in$reasin !7e.ri$!i)n (e!8een !7e 'ar!i$les" An)!7er '%r')se is !) 'r)vide s!a(ili!1 !) !7earea!es %sed .)r .)lder )r a9red0 and !) .ri$!i)n and !e-!%re area!es

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%sed in 'avin" :7e 'ar!i$le s7a'e ). !7e area!es $an a;e$! !7e 8)r) es!r%$!%ral del 'avien!),as& $)) en el $)')r!aien!) 3%e'resen!e d%ran!e s% vida 6!il" En el'asad), el dise>) de 'avien!)se-i(les 7a inv)l%$rad)$)rrela$i)nes e'&ri$as, las $%ales.%er)n )(!enidas $)n (ase en el$)')r!aien!) )(servad) de l)sa!eriales en $a')" De 7e$7), eles!%di) del 'r)(lea de .a!ia de

l)s a!eriales %!ili*ad)s en la$)ns!r%$$i+n de la in.raes!r%$!%ra$arre!era 7a sid) 'r@$!i$aen!earinad), l) 3%e 7a dad) $))res%l!ad) 3%e el .%ndaen!) de lase!)d)l)&as de an@lisis 1 dise>)a$!%ales 'ara 'avien!)s sea de

$ar@$!er !)!alen!e e'&ri$)"E.e$!ivaen!e, (a2) %n ran n6er)de a'li$a$i)nes de $ara, l)sa!eriales !ienden a .ra$!%rarse )(ien a a$%%lar de.)ra$i+n,de'endiend) de s% riide* ini$ial, l)3%e $a%sa al%n)s de l)s de!eri)r)sas sini/$a!iv)s en la s%'er/$iede r)daien!) de l)s 'avien!)s"P)r )!r) lad), las e-!ra')la$i)nes de

l)s B!)d)s e'&ri$)s a $)ndi$i)nes@s all@ de las $%ales .%er)ndesarr)lladas, $)nd%$e a res%l!ad)sin$ier!)s" O!r) '%n!) i')r!an!e es3%e las $)ndi$i)nes de !r@nsi!)$a(ian r@'idaen!e, la !enden$iaes 7a$ia ve7&$%l)s @s 'esad)s,al!)s v)l6enes de !r@nsi!) 1n%ev)s !i')s de $)n/%ra$i)nes"Las !enden$ias an!eri)res$)nd%$ir@n al ree'la*) de

B!)d)s de dise>) e'&ri$)s ')rB!)d)s de dise>) (asad)s ena'r)-ia$i)nes e$ani$is!as" EI %s)$)n!in%) de B!)d)s e'&ri$)sre3%erir@ inves!ia$i)neses!ad&s!i$as $)s!)sas a edida 3%ea'are*$an n%evas $)n/%ra$i)nes

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en l)s ve7&$%l)s 1 n%ev)sdesarr)ll)s en l)s a!eriales" :)d)l) an!eri)r lleva a la ne$esidad de'r).%ndi*ar en el $)n)$iien!) del)s e$anis)s de de.)ra$i+n del)s a!eriales %!ili*ad)s en$arre!eras, $)n la /nalidad deen!enderl)s 1 es!a(le$er en!)n$esB!)d)s de dise>) 3%e in$)r')ren!al $)n)$iien!) a dise>)s @sa'ead)s al $)')r!aien!) realde las es!r%$!%ras de 'avien!)" EI

!ra(a2) $)ns!a de sie!e $a'&!%l)s,desarr)llad)s $)) se %es!ra a$)n!in%a$i+n? En el 'rier $a'&!%l)de es!e !ra(a2) se 'resen!anal%n)s $)n$e'!)s rela$i)nad)s $)nla $ara$!eri*a$i+n de las $aras en'avien!)s, in%en$ia del !r@nsi!)en la a'li$a$i+n de las $aras en'avien!)s, na!%rale*a $&$li$a delas $aras 3%e a$!6an en %n

'avien!), edi$i)nes de es.%er*)s1 de.)ra$i)nes en $asas reales, as&$)) el $)n$e'!) de +d%l) deresilien$ia" En!re l)s $a'&!%l)s d)s 1seis se des$ri(e el $)')r!aien!)de l)s a!eriales @s.re$%en!een!e %!ili*ad)s en la$)ns!r%$$i+n de %na es!r%$!%ra de'avien!) 4s%el)s $)7esiv)s,a!eriales ran%lares, s%el)ses!a(ili*ad)s, $)n$re!) as.@l!i$) 1

$)n$re!) 7idr@%li$)5, las 'r%e(as%!ili*adas 'ara la de!erina$i+n del)d%l) de resilien$ia 1 l)se$anis)s de .alla, as& $)) l)s.a$!)res 3%e de!erinan di$7)s'ar@e!r)s 'ara $ada las 'ar!es3%e in!eranel !ra(a2)"

Ob/!*-'s.

La de!erina$i+n del ')r$en!a2e, en

'es), de %na %es!ra de aread)r%es) 3%e 'resen!a %na, d)s ) @s

$aras .ra$!%radas" Re$)n)$er las di.eren!es

$ara$!er&s!i$as de l)s Aread)sPB!re)s aread)s ')r edi) delB!)d) de ensa1) des$ri!) en ella()ra!)ri) $)) es el P)r$en!a2e deCaras #ra$!%radas"

Ob/!*-' !s!,1,'s

Cal$%lar se6n la n)ra la $%al n)s

des$ri(e el 'r)$ediien!) 'arade!erinar el ')r$en!a2e, en 'es)de %na %es!ra de aread)r%es) 3%e 'resen!e %na, d)s )@s $aras .ra$!%radas 3%e 7a$en$%'lir l)s re3%eriien!)ses'e$&/$)s"

La 'r%e(a $)nsis!e en ar%'ar las

'ar!&$%las $)n %na, $)n d)s ) @s

$aras .ra$!%radas 'ara $)n)$er s%')r$en!a2e res'e$!) a la asa !)!alde las 'ar!&$%las re!enidas"

D!-,-'!s.

Cara Fra,*+raa %na $ara an%lar,lisa ) s%'er/$ie .ra$!%rada de %na'ar!&$%la de aread) .)rada ')r!ri!%ra$i+n, )!r)s edi)s ar!i/$iales

) ')r la na!%rale*a"D-s,+s- ara !s*a 'r3a %na$ara ser@ $)nsiderada $ara.ra$!%rada s)laen!e si es!a !iene%n @rea &nia 'r)1e$!ada !anrande $)) %n $%ar!) de la@-ia @rea 'r)1e$!ada 4@-ia

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@rea de la se$$i+n !ransversal5 de la'ar!&$%la 1 la $ara !iene aris!as (iende/nidas0 es!) e-$l%1e las 'e3%e>asirre%laridades"

Par*1,+la 4ra,*+raa%na 'ar!&$%lade aread) es .ra$!%rada si !ieneel n6er) &ni) de $aras.ra$!%radas es'e$i/$adas4%s%alen!e %n) ) d)s5"

Es5+!3a ! +a ar*1,+la

4ra,*+raa

E5+-' ! lab'ra*'r-'"

=alan*a de FF de $a'a$idad 1

a'r)-ia$i+n de

:ai$es de H", "F, K"F, "

1 K" 41/2}

1 ,, H 1

1 H5

C%ar!ead)r, 'ara lla )(!en$i+n de%es!ras re'resen!a!ivas" Es'@!%la, 'ara se'arar l)s

aread)s"

Pr!ara,- ! la 3+!s*ra.

" Se de(e se$ar la %es!ra l)s%/$ien!e 'ara )(!ener ')r!ai*ad) %na se'ara$i+n li'ia

de l)s aread)s r%es)s 1 /n)s"Se :ai*a el a!erial s)(re el!ai* de " 4N)"5 % )!r)!ai* es'e$i/$ad) 'ara es!a'r%e(a de a$%erd) $)n la n)raINV E H 1 ')s!eri)ren!e sede(e red%$ir la %es!ra re!enidaen ese !ai* ')r $%ar!e) dea$%erd) $)n la n)ra INV E F'ara )(!ener el !aa>) de

%es!ra a'r)'iad) 'ara es!eensa1)

" La asa de la %es!ra de(e seral en)s l) s%/$ien!een!erande de !al .)ra 3%e la'ar!&$%la de a1)r !aa>) n)sea a1)r del "F de la asade la %es!ra0 ) la %es!ra deensa1) de(e ser al en)s del!aa>) indi$ad) en la si%ien!e!a(la , la 3%e sea en)r"

H" Para aread)s $)n !aa>)n)inal @-i) de K"F 4H5 ) a1)res, d)nde el$)n!enid) de 'ar!&$%las.ra$!%radas se de!erina 'ara ela!erial re!enid) en el !ai* de

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" 4N)"5 ) en %n) en)r,la %es!ra de ensa1) de(e serse'arada en el !ai* de K" 4H5 La ')r$i+n 'asan!e del!ai* de K" 4H5 de(e ser')s!eri)ren!e red%$ida dea$%erd) $)n la n)ra INV E F, a %n &ni) de FF 4F"li(ras5" Es!) red%$ir@ el n6er)de 'ar!&$%las 3%e de(en serse'aradas d%ran!e el'r)$ediien!)" En es!e $as), el

')r$en!a2e de 'ar!&$%las.ra$!%radas se de!erina en $ada')r$i+n 1 se $al$%la el 'r)edi)de l)s ')r$en!a2es en asa de'ar!&$%las .ra$!%radas (asad)s enla asa de $ada %na de las')r$i)nes, 'ara as& re'resen!ar el')r$en!a2e de $aras .ra$!%radasde la %es!ra !)!a

Pr',!-3-!*'.

El 'r)$ediien!) de es!ela()ra!)ri) es!@ (asad) en laN)ra INV EF la $%al seres%e a $)n!in%a$i+n?

" Se lava el a!erial s)(re el

!ai* desinad) 'ara lade!erina$i+n de las'ar!&$%las .ra$!%radas, $)n el/n de re)ver $%al3%ierresid%) de a!erial /n) 1 sese$a a asa $)ns!an!e" Sede(e de!erinar la asa dela %es!ra 1 $%al3%ierde!erina$i+n de asa')s!eri)r $)n %naa'r)-ia$i+n del F" de laasa se$a )riinal de la%es!ra"

" Se de(e es'ar$ir la %es!rase$a en %na s%'er/$ies%/$ien!een!e rande, 'arains'e$$i)nar $ada 'ar!&$%la"Para veri/$ar 3%e %na'ar!&$%la $%'le el $ri!eri) de

.ra$!%ra, se s)s!iene la'ar!&$%la de aread) de !al

:aa>) M@-i)N)inal

Masa &nia de la%es!ra,

A(er!%ra, 4'%ladas5 r, 4l( a'r)-"5

K"F 4H5 FF 4F"5 " 45 FF 4"F5 K"F 4H5 FF 4H"F5 "F 45 HFFF 4"5 H" 45 FF 4"5 F"F 45 FFF 4HH"F5

H"F 45 HFFFF 4"F5

"F 4H5FFFF

4H"F5 KF"F 4H5

KFFFF4K"F5

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anera 3%e la$ara '%eda ser)(servada dire$!aen!e" Si la

$ara $)ns!i!%1e al en)s %n$%ar!) de la a1)r se$$i+n!ransversal de la 'ar!&$%la, sede(e $)nsiderar $)) %na$ara .ra$!%rada"

H" U!ili*and) la es'@!%la, sese'ara la %es!ra en !res$a!e)r&as? Par!&$%las .ra$!%radas

de'endiend) si la'ar!&$%la !iene el n6er)re3%erid) de $aras.ra$!%radas re3%erid)"

'ar!&$%las 3%e n) $%'lanel $ri!eri) es'e$i/$ad)"

Par!&$%las $%es!i)na(les"Si el n6er) re3%erid) de$aras .ra$!%radas n) se$)nsi%e en lases'e$i/$a$i)nes, lade!erina$i+n ser@ 7e$7as)(re la (ase de %n&ni) de %na $ara.ra$!%rada"

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" Se de!erina la asa ) se$%en!a el n6er) de'ar!&$%las $lasi/$adas en la$a!e)r&a de .ra$!%radas, laasa ) el $)n!e) de'ar!&$%las $lasi/$adas en la$a!e)r&a de d%d)sas 1 laasa ) el $)n!e) de'ar!&$%las 3%e n) $%'len el$ri!eri) de .ra$!%radas" Se

de(e %sar la asa 'ara$al$%lar el ')r$en!a2e de'ar!&$%las .ra$!%radas a n)ser 3%e se es'e$i/3%e$al$%lar el ')r$en!a2e $)n(ase en el $)n!e)"

" Si @s de %n n6er) de$aras .ra$!%radas eses'e$i/$ad) 4')r e2e'l),F $)n %na ) @s $aras.ra$!%radas 1 F $)n d)s )@s $aras .ra$!%radas5, sere'i!e el 'r)$ediien!) en laisa %es!ra 'ara $adare3%isi!)"

" Si en al%na de lasde!erina$i)nes, @s del del !)!al, es $)l)$ad) enel r%') de las d%d)sas, sede(e re'e!ir la de!erina$i+n7as!a 3%e n) @s del es!e 'resen!e en esa$a!e)r&a" Para es!a

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de!erina$i+n se de(e %sarel ')r$en!a2e (asad) en la

asa, a en)s 3%e sees'e$i/3%e 7a$erl) $)n (aseen el $)n!e)" :a(iBn si la%es!ra 7a sid) dividida end)s ')r$i)nes de ensa1)4$)) se indi$a en la Se$$i+n"H5, el $ri!eri) de de(ea'li$ar a $ada %na"

" A $)n!in%a$i+n se 'esara las

'ar!&$%las .ra$!%radas 1an)!@nd)se es!e val)r

I4'r3!.

" Se de(e re')r!ar el ')r$en!a2een asa + el ')r$en!a2e

)(!enid) ')r $)n!e), $)n eln6er) es'e$i/$ad) de $aras.ra$!%radas , $)n %naa'r)-ia$i+n del dea$%erd) $)n l) si%ien!e?

P=[ F+Q/2F+Q+N]100

D)nde?

P ?P)r$en!a2e de'ar!&$%las $)n el n6er)es'e$i/$ad) de $aras.ra$!%radas,

F ?Masa ) n6er) de'ar!&$%las .ra$!%radas $)n alen)s el n6er) de $aras

.ra$!%radas es'e$i/$ad),

6? Masa ) n6er) de'ar!&$%las en la $a!e)r&a de$%es!i)na(le ) .r)n!era

N?Masa ) n6er) de 'ar!&$%lasen la $a!e)r&a de n).ra$!%radas ) 3%e n) $%'lenel $ri!eri) de 'ar!&$%las.ra$!%radas

" Se de(e re')r!ar s)(re el$ri!eri) de .ra$!%ra %!ili*ad)'ara eval%ar el a!erial, %na )d)s $aras .ra$!%radas"

H" Se de(e in.)rar la asa !)!alen de la %es!ra de a!erialr%es) eval%ada"

" Se de(e in.)rar el !ai*s)(re el $%al se re!%v) la%es!ra al 'rin$i'i) delensa1)"

" Se re')r!a si el ')r$en!a2e de'ar!&$%las .ra$!%radas se$al$%l) ')r asa ) ')r $)n!e)de 'ar!&$%la s"

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Pr!,-s- % *'l!ra,-as.

Pre$isi+n? N) 7a1 da!)sdis')ni(les s)(re la 're$isi+n$%and) se %!ili*a es!e B!)d)de ensa1)" Ta1 reis!r)s dees!%di)s se'arad)se.e$!%ad)s ')r el Minis!eri)de :rans')r!es 1C)%la$i)nes a!eriales 3%e'r)ediar)n $er$a del Fde 'ar!&$%las .ra$!%radas se)(serv+ %na 're$isi+n siilar"La 're$isi+n (asada enres%l!ad)s de vari)sla()ra!)ri)s, $)n (ase enres%l!ad)s de di.eren!es)'erad)res 4%$7)s de l)s$%ales 'r)$ed&an dedi.eren!es la()ra!)ri)s5!%vier)n a(as $er$a de %nF de desvia$i+n es!@ndar"A es!e nivel de 're$isi+n ladi.eren$ia en!re )'erad)res'r)$eden!es de dis!in!)sla()ra!)ri)s n) de(e e-$eder, el K de las ve$es"

:)leran$ias? Es!e'r)$ediien!) n) !iene!)leran$ias, ')r3%e l)sval)res de!erinad)s '%edenser de/nid)s 6ni$aen!e en!Brin)s del B!)d) deensa1)"

I. PRECAUCIONES PARA EVITARERRORES

Para evi!ar err)res d%ran!e lae2e$%$i+n de la 'r%e(a, se)(serva las si%ien!es're$a%$i)nes"

Q%e la 'r%e(a se reali$e en %nl%ar $errad) 1 li'i), $)nven!ila$i+n indire$!a 1 li(re de$)rrien!es de aire 3%e '%edan'r)v)$ar la 'Brdida de'ar!&$%las de la %es!ra"

Q%e !)d) el e3%i') es!B'er.e$!aen!e li'i) 1.%n$i)nal"

Q%e las (alan*as es!Bnde(idaen!e $ali(radas 1es!Bn $)l)$adas en %nas%'er/$ie 7)ri*)n!al, sinvi(ra$i)nes 3%e al!eren lasle$!%ras"

Q%e l a%es!ra seare'resen!a!iva del a!erial 3%ese 're!ende eval%ar"

Cal,+l'.

P!s' *'*al. 8009 Ta3a:'

'3-al ;=?@ 9

494,8gr

1500grx100=32,98

CARA FRACTURADA

DUDOSO

>@>?> 9r

20?79r ?02

98,99gr

1500 grx 100=66

FRACTURADA

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P=[ F+Q /2

F+Q+N]100

P=[ 98,99+20,7 /21500gr ]100 B?@

Es!e 'r)$ediien!) se $al$%l+

de 'ar!i$%lada .ra$!%radaPar*1,+la ,' +a ' 's ,aras

4ra,*+raa

C',l+s-

El a!erial de %es!ra 'resen!a

%n ')r$en!a2e del " de

$aras .ra$!%radas, siend) es!e %n

(%en res%l!ad) 'ara %na (ase

ran%lar 1 'ara $%al3%ier nivel

de !ransi!) se6n las

es'e$i/$a$i)nes del ar!&$%l) HFF

!a(la HFF" de INV FF ')r las

ven!a2as 3%e !rae en s%

a'li$a$i+n es de$ir es %n

aread) 3%e 'r)')r$i)nara %na

(%ena .ri$$i+n 1 $)n es!a

a%en!ara las 'r)'iedades

e$@ni$as 4+d%l) de

resilien$ia5 de la $a'a de

'avien!) $%and) se %!ili$e es!e

ran%lar"

R!4!r!,-as

I"N"V" E F