Esp TEc Deflectometria

7/24/2019 Esp TEc Deflectometria

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VOLUMEN 6: PLIEGO DE ESPECIFICACIONES

TOMO 6.3

ESPECIFICACIONESESPECIALES


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EE 1 CONTROL DEFLECTOMETRCO

1.1 Objetivo

Para el cumplimiento de esta especificacin deber implementarse un programade control de calidad para la construccin del pavimento, cuyo objeto ser elgarantizar que:

1) a variabilidad de los suelos correspondientes a secciones !omog"neas,e#presada a trav"s del $oeficiente de %ariacin de los valores de &efle#in'#ima, cumpla con el m(nimo especificado

*) a capacidad de soporte alcanzada de los suelos cumpla como m(nimo con elvalor promedio empleado para el dise+o del pavimento

) -ue la capacidad de soporte de los suelos medida sobre cada una de lascapas del pavimento mantenga una tendencia de incremento progresivo entrecapa y capa

.) El comportamiento estructural de cada una de las capas del pavimentomantenga una tendencia de incremento progresivo, lo que a su vez garanticeque la /elacin 'odular final entre el paquete estructural y el suelo cumpla conel rango especificado

1.! Eje"#"i$% &e "o%t'o(e

1) El programa de control de calidad basado en los controles deflectom"tricosdeber estar bajo la responsabilidad de un especialista de $02/0 &E

$34&3& que deber ser asignado por el $ontratista, con formacin ye#periencia en gestin de infraestructura vial, as( como con e#periencia en lamedicin e interpretacin de ensayos de defle#iones, quien ser elresponsable de elaborar los reportes de resultados

*) os controles deflectom"tricos durante la construccin del pavimento seefectuarn sobre la superficie de la 5ubrasante, 5ub base, $apa base yfinalmente sobre el tratamiento superficial

) os ensayos debern efectuarse a lo largo de un eje longitudinal paralelo aleje de la v(a y ubicado apro#imadamente a una distancia de 166 m del bordede la berma y !acia el interior de la futura calzada, tanto en el carril izquierdo

como en el derec!o

.) os ensayos de defle#iones se efectuarn empleando una viga 7en8elman debrazo simple rebatible, que guarde una relacin punta9pivote y pivote9vstagodial igual a * a 1 deber estar equipada con un sistema de vibracin internaaccionada con bater(as, y con un dial indicador dise+ado especialmente paraeste tipo de ensayos, es decir, que sean capaces de dar las lecturas corregidasen forma interna, para la relacin de brazos del equipo El dial para la toma delas lecturas deber tener divisiones de 661 o 66* mm


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0.5 D0

0 20 30 40 50

L1

Posicin de la superficie sin carga

Deformada de la superficiecargada (Curva de Deflexin

L2L3

L4 L5

L!

;) os ensayos para la medicin de defle#iones con %iga 7en8elman seefectuarn en forma igualmente espaciados a una distancia de *6 m, en cadacarril $ada ensayo consistir en la ejecucin de < lecturas para determinacinde la deformada que adopta la superficie de la capa del pavimento, tambi"nllamada =curva de defle#in>, las que se efectuarn a 6, *6, 6, .6, ;6 y ;66

cm desfasadas del punto inicial de aplicacin de carga ?ver @igura 1) osensayos debern efectuarse sobre progresivas que sean nAmeros enteros ymAltiplos de *6, y siempre sobre las mismas progresivas y el mismo lado encada una de las capas Por ejemplo, si en el nivel de subrasante se efectAa unensayo en la progresiva 8m .B;*6, carril derec!o, en la capa superior deberefectuar el ensayo en la misma progresiva y en el mismo carril, es decir, sedebe evitar cambiar de carril, en vez de !acerlo en el carril derec!o cambiar alizquierdo


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F) El control de las capas se efectuar considerando secciones de control conuna longitud m(nima de 1 8m ?166 ensayos), para los cuales se efectuar elanlisis estad(stico de los correspondientes parmetros de control osparmetros de control se determinarn en campo por el personal de laboratorioempleando el '"todo de Gogg 5implificado cuya e#posicin completa yejemplos de aplicacin se presenta en el 3ne#o 1 a continuacin de estas

especificaciones

Para la ejecucin de los clculos en el campo se emplearn las tablasproporcionadas en el mismo ane#o, o de lo contrario empleando unaminicomputadora de bolsillo, tipo P&3 o similar, !aciendo uso de una !oja enE#cel programada con macros

1.3 C'ite'io &e A%(ii

1) El $oeficiente de %ariacin de los valores de &efle#in '#ima no deber sermayor de 6H e#cepcionalmente se podr aceptar ;H siempre que se

justifique por factores no imputables al proceso constructivo: Por ejemplo,

alternancia de sectores en corte y en relleno yIo secciones en media ladera Encaso que el coeficiente de variacin e#ceda el l(mite recomendado, el tramo deanlisis deber dividirse en secciones de caracter(sticas similares, a fin deeliminar la fuente de dispersin

*) 5e deber verificar que el 'dulo /esiliente promedio o $7/ promedio delsuelo de fundacin, al nivel de subrasante deber ser igual o mayor que elvalor empleado para el dise+o del pavimento En el caso que no se cumpla sedar por aprobada la capa siempre y cuando sea evidente que el valor seralcanzado en la evaluacin sobre la capa de sub9base, asumiendo por ejemplouna tolerancia de 16H

) &e no cumplirse con el valor de dise+o por una diferencia de ;6H, sejustificar la ejecucin de una capa de mejoramiento en la corona del terrapl"n?sub base inferior) el cual deber tener un espesor suficiente que permitaalcanzar el valor de dise+o, con un m(nimo de 6 cm

.) El 'dulo /esiliente promedio o $7/ promedio evaluado sobre cada una delas capas del pavimento, deber ser siempre mayor que el valor determinadoinicialmente para el suelo de fundacin, al nivel de subrasante, en la mismaprogresiva y en el mismo carril, para lo cual se deber emplear una base dedatos estad(stica acumulada, en forma de tablas

;) 5e deber cumplir con alcanzar un valor de @actor de ongitud de $urva ?/;)

de cmo m(nimo:a) 5ub9base: /; J 6 cmb) 7ase: /; J ; cmc) $arpeta asfltica: /; J .6 cm


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a) -ue el Amero Estructural Efectivo ?5E@@) determinado siguiendo lametodolog(a 335G201KK, sea igual o mayor que el Amero Estructural/equerido ?5/E-) evaluado deflectometricamente en funcin al 'dulo deElasticidad del Pavimento ?EP) y el espesor de la capa, tambi"n siguiendola metodolog(a 335G20 1KK Para la determinacin del 'dulo deElasticidad del Pavimento se emplear la metodolog(a presentada en el

3ne#o * del presente informe

b) -ue la /elacin 'odular entre el 'dulo del Pavimento ?EP) y el 'dulodel 5uelo ?E5/) cumpla con la condicin: * L EPIE5/L .

1.4 Re-o'te &e Re#(t*&o

El responsable del programa de control de calidad, o su representante aprobadopor el $02/0 &E $34&3&, deber elaborar reportes peridicos diarios,semanales y mensuales, en donde se consignen los resultados obtenidos en loscontroles, los cuales debern ser presentados al responsable designado por la$02/0 &E $34&3&, quien deber verificar que los valores obtenidos

cumplan con las especificaciones y emitir la correspondiente aprobacin

Para los fines de la transmisin de resultados del personal del $ontratista alpersonal del $02/0 &E $34&3&, el primero deber elaborar los formatoscorrespondientes a las !ojas de campo, informes diarios, semanales y mensuales,los que sern sometidos a la aprobacin del $02/0 &E $34&3& al inicio delos trabajos

os trabajos se+alados en la presente especificacin especial se pagaran deacuerdo a los siguientes itemes:


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ANE5O 1

METODOLOGIA PARA EL CALCULO DEL CR MEDIANTE EL ANALISIS DEDEFLECCIONES EN7ELMAN

DETERMINACION DEL MODULO RESILIENTE DEL SUELO DE FUNDACIONMEDIANTE METODO MECANISTICOEMPIRICO

8METODO 9OGG SIMPLIFICADO

RESUMEN

En base a la e#perimentacin por muc!os a+os en evaluacin de suelos ypavimentos, mediante la medicin y anlisis de defle#iones con la metodolog(aGogg97urmister, se !an desarrollado correlaciones entre las propiedades medidas?defle#in m#ima y el denominado =factor de longitud de curva>) y los parmetroselsticos del sistema suelo9pavimento, lo que !a permitido el desarrollo de un

m"todo simple y rpido para ser aplicado en obra con la finalidad de evaluar lacapacidad de soporte de los suelos, ya sea a trav"s 'dulo de /esiliencia o delvalor del $7/ del substrato

El trabajo presenta los conceptos tericos en que se basa el m"todo propuesto,as( como el procedimiento de clculo que debe seguirse en campo para laobtencin de la capacidad de soporte asimismo, se presentan valores tabuladosque facilitan y !acen ms rpido el proceso 2ambi"n se incluyen verificacionesefectuadas aplicando el m"todo riguroso cuyos resultados demuestran la validez yconfiabilidad de la nueva !erramienta desarrollada

Este m"todo que se presenta permitir la completa aplicacin del anlisisdeformacional en la construccin y $02/0 &E $34&3& de pavimentos,

superando de esa manera las limitaciones conocidas que tienen los m"todosemp(ricos para la caracterizacin de la performance de los pavimentos Estem"todo simplificado facilitar en la prctica la rpida verificacin, para condicionesreales de campo, de los valores de soporte asumidos en el dise+o del pavimento,as( como el adecuado dimensionamiento de la altura de los terraplenes, el aporte yeficiencia de los materiales empleados en su construccin, el efecto de laubicacin del nivel fretico en la capacidad resistente de los suelos, entre otrosaspectos


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1 EL MODELO DE 9OGG

Mn m"todo para calcular el mdulo elstico del suelo de subrasante, en un puntoubicado directamente bajo una carga superficial impuesta, es el modelo de Gogg Elmodelo de Gogg est basado en un sistema !ipot"tico de dos capas que consisteen una placa relativamente delgada que se apoya sobre una fundacin elstica El

m"todo es prctico y simplifica el sistema elstico multicapa t(pico por un modeloequivalente bicapa, compuesto por una capa r(gida sobre un medio elstico&ependiendo de la seleccin de valores a lo largo de la curva de defle#in usadapara calcular el mdulo de la subrasante, e#istir la posibilidad de sobre osubestimar el mdulo de elasticidad

El procedimiento con el modelo de Gogg usa la defle#in en el centro de la carga yuna de las defle#iones adicionales fuera del punto inicial de aplicacin de cargaGogg mostr que la distancia radial donde la defle#in es apro#imadamente lamitad de la defle#in bajo el punto inicial de carga, era eficaz para eliminar latendencia de valoracin o error estad(stico de los parmetros 5us clculosconsideran variaciones en el espesor del pavimento y la relacin entre la rigidez depavimento y la rigidez de la subrasante, ya que la distancia en donde la defle#in esla mitad de la desviacin m#ima est controlada por estos factores

El desarrollo del modelo para carga puntual y una subrasante de espesor finito fuepublicado en 1K.. ?1) as soluciones num"ricas y adaptacin del modelo paracargas distribuidas, fue publicada en 1KFF ?*) as ecuaciones que se empleanpara el clculo son:

Ecuacin 1 'dulo de la subrasante segAn Gogg

Ecuacin * &istancia donde la defle#in es mitad de la defle#in m#ima

Ecuacin ongitud caracter(stica de la curva de defle#in

"i a#l $ 0.2% en&onces l= (y0 0.2m) r50

Ecuacin . /elacin entre la rigidez por carga puntual y carga distribuida

"i a#l $ 0.2% en&onces ("0#"'1.0

&onde,


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E0N 'dulo de elasticidad de la subrasante

O0N $oeficiente de Poisson de la subrasante

S0N /igidez 2erica por carga puntual

S N /igidez del pavimento Np/0(carga distribuida)

p N $arga aplicada

0N &efle#in en el punto inicial de carga ?&efle#in m#ima)

rN &efle#in a la distancia radial r

r N &istancia radial del punto inicial de carga

r50N &istancia radial para la cul r/0= 0.5

l N ongitud caracter(stica

h N Espesor de la subrasante

I N @actor de 4nfluencia Q ver 2abla 1

R N $oeficiente de ajuste de curvaQver 2abla 1S N $oeficiente de ajuste de curvaQver 2abla 1

T N $oeficiente de ajuste de curvaQver 2abla 1

y0N $oeficiente para la longitud caracter(sticaQver 2abla 1

m N $oeficiente para la longitud caracter(sticaQver 2abla 1

m N $oeficiente para la relacin de rigidecesQver 2abla 1

Uiseman ?*) describi la implementacin del modelo de Gogg se+alando trescasos Mno es para una fundacin infinita elstica, y los otros dos casos son paraun estrato finito elstico con un espesor efectivo que se asume apro#imadamenteigual a 16 veces la longitud caracter(stica l os dos casos de espesor finitocorresponden a coeficientes de Poisson fijados en 6. y 6;, respectivamente a2abla 1 muestra los valores establecidospara las constantes usadas para los trescasos del modelo de Gogg

T*b(* 1. Coei"ie%te -*'* e( Mo&e(o &e 9o))

E"#*"i$% CASOS I II III

P'o#%&i&*& &e et'*to';)i&o

h/l

0

1< 1< I%i%ito

Coei"ie%te &e Poio% 0


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B ! 33 l=f (r50, ) y0 3


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una alta correlacin de estos con los mdulos de subrasante determinados porretroclculo con el programa '0&$0'P., el cual permite la caracterizacin elsticano9lineal de los suelos y materiales del pavimento

a ecuacin de correlacin fue obtenida mediante el anlisis de *1; pares de datos?&6#/;6, E6), en donde &6#/;6var(a entre *. y


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E6N 8 $7/ W ?Ecuacin


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$7/ N KH

3.!. V*(i&*"i$% &e 'e#(t*&o

Para validar los resultados del m"todo se !a efectuado el clculo del mdulo deelasticidad del suelo de subrasante empleando tanto el m"todo de Gogg, de acuerdoal procedimiento riguroso, as( como el m"todo de Gogg simplificado, para losmismos datos de defle#iones os resultados de una muestra seleccionada sepresentan en la @igura *, en donde se puede observar que los valores seencuentran ubicados prcticamente sobre la l(nea de la igualdad, lo cual indica quelos resultados obtenidos por los dos m"todos pueden considerarse estad(sticamentesimilares, validndose de esa manera la metodolog(a propuesta

o obstante la correlacin desarrollada para el clculo simplificado del mdulo delsuelo, como se !a visto, no depende del espesor de las capas superiores, losusuarios podrn efectuar las verificaciones que crean necesarias en obra para lascondiciones propias de cada proyecto en particular, siguiendo el mismoprocedimiento que se !a empleado en la investigacin, empleando para ello lasecuaciones 1, *, y ., asumiendo el $aso 44 del m"todo de Gogg conforme fuee#plicado 3simismo, siendo la intencin para el desarrollo del m"todo simplificadoque sea empleado Anicamente para fines de control rpido en obra, sus resultadossiempre podrn ser corroborados mediante el anlisis automatizado en gabinete


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4. RESUMEN H CONCLUSIONES

Este trabajo !a presentado un m"todo sencillo y prctico para la determinacin delmdulo de elasticidad o mdulo de resiliencia del suelo de subrasante de unaestructura vial a correlacin en que se sustenta el m"todo se basa en conceptosdesarrollados mediante la aplicacin de modelos matemticos para pavimentos y en

los parmetros de clculo del modelo de GoggEl procedimiento propuesto constituye en si una simplificacin del m"todo basado enel modelo de Gogg, en donde los algoritmos para el clculo del mdulo de elasticidad?ecuaciones 1, y .), se !an reemplazado por una ecuacin emp(rica sencillaestablecida partiendo del producto de la defle#in m#ima ?&6) y el factor de longitudde curva ?/;6), el cul !a sido correlacionado con el mdulo de elasticidad, paraciertas condiciones dadas del modelo

os valores del mdulo de elasticidad del suelo calculados con el m"todosimplificado !an sido verificados con los valores calculados mediante la aplicacinrigurosa del modelo de Gogg encontrndose una relacin entre ambos cercana a launidad, lo que valida plenamente al procedimiento para su aplicacin en laevaluacin de pavimentos

Para la aplicacin del m"todo en la prctica, bastar con medir con la viga7en8elman la defle#in m#ima ?&6) y una defle#in adicional ?&/), a una distanciaradial determinada ?/), con los que se podr calcular en forma rpida el mdulo deelasticidad o el $7/ del suelo de subrasante, con la ayuda de tablas que !an sidoelaboradas para facilitar la obtencin de resultados en el campo

L* e''*,ie%t* &e "("#(o &e*''o((*&* -e',iti' (* *-(i"*"i$% &e( *%(iideformacional al control de calidad en la construccin de pavimentos, superando deesa manera las conocidas limitaciones que tienen los m"todos emp(ricos para lacaracterizacin de la performance de los pavimentos estas teor(as !an tenido pocadifusin debido a las limitaciones propias que e#isten en las obras, sobre todo parala implementacin de procedimientos automatizados en forma rutinaria y confiable

Este m"todo simplificado facilitar en la prctica la rpida verificacin, paracondiciones reales de campo, de los valores de soporte asumidos en el dise+o delpavimento, as( como permitir el adecuado dimensionamiento de la altura de losterraplenes, el aporte y eficiencia de los materiales empleados en su construccin, elefecto de la ubicacin del nivel fretico en la capacidad resistente de los suelos,entre otros aspectos

REFERENCIAS ILIOGRAFICAS

?1) Gogg, 3G3 =Equilibrium of a t!in slab on an elastic foundation of finite dept!>P!ilosop!ical 'agazine, %ol ; ?*.), 1K..

?*) Uiseman, X et al =5imple elastic models for pavement evaluation using

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'ic!igan, 1K

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