UNIVERSIDAD JOSE CARLOS MARIATEGUIFACULTAD DE INGENIERIASCARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CONTENIDO

PginaANTECEDENTES02INTRODUCCION031. CLASIFICACION DE SUELO04INDICE DE GRUPO052. CLASES DE PAVIMENTOS07OBSERVACIONES12EJEMPLO DE APLICACIN13CONCLUSIONES14RECOMENDACIONES14BIBLIOGRAFIA15

ANTECEDENTESEn aos anteriores (dcada de los 20), los pavimentos se diseaban sin pruebas de laboratorio, slo se tomaba en cuenta la experiencia y el sentido del proyectista, lo cual generaba que los resultados a veces fueran dudosos. Un caso claro de falla en resultados se daba cuando los datos eran utilizados para zonas de diferente tipo de suelos, diverso trfico y distinto clima. En esta poca lo que se buscaba era proteger la subrasante de tensiones excesivas, colocando un espesor suficiente de material por encima de sta (mtodo utilizado en la Mecnica de Suelos). Otro mtodo utilizado en aos pasados era el de ndice de Grupo, el cual nos dice que para subrasantes con alto ndice de Grupo les corresponda grandes espesores de pavimentos. El problema de ste mtodo es que no especificaba cargas por eje, simplemente tena en cuenta el nmero de vehculos pesados por da.

INTRODUCCIONEste mtodo es un mtodo de diseo clsico emprico a que ha sido reemplazado por los mtodos de diseo de las nuevas tendencias ya que se emplean factores de seguridad muy altos , lo que significa espesores excesivos para necesidades verdaderas de la va est basado principalmente el ndice de grupo del suelo y el trfico este mtodo surgi debido al rpido deterioro de las carreteras desarrollando este mtodo con la utilizacin del ndice de grupo del suelo como una herramienta de clasificacin junto con la capacidad de soporte para obtener as el espesor del pavimento.El gran incremento en frecuencia y tonelaje de los transportes por carretera obligo a abandonar el sistema antiguo de fijar el espesor de los afirmados con la generalizacin rutinaria de las instrucciones oficiales o el criterio formado en la experiencia del proyectista. Se fueron delimitando las variables que jugaban en el xito o fracaso de las calzadas y como consecuencia, se sinti la necesidad de una completa informacin previa para evaluar estas variables que jugaban en el xito o fracaso de las calzadas y como consecuencia se sinti con la necesidad de una completa informacin previa para evaluar estas variables con toda la aproximacin posible. Con ello se pudo llegar a la determinacin del espesor del firme que corresponde a unas determinadas condiciones de suelo, humedad, temperatura y caractersticas de trfico, y la nueva tcnica se fue acercando a la seguridad y a la economa con los mtodos empricos de beneficiosa evaluacin, desde las toscas reglas del pulgar hasta los precisos bacos del estabilometro.Larga es la serie de los mtodos para el clculo de espesor de afirmados con pavimento flexible: Solamente en EE.UU 20 departamentos de carreteras han desarrollado procedimientos diferentes y al pasar el tiempo se han desarrollado nuevos diseo y nuevas tendencias como el mtodo del AASHTO 1993 teniendo ya varias modificaciones para la mejor obtencin de los espesores de los pavimentos flexibles se desarrollaron en base a las caractersticas fsicas del suelo, en la penetracin en las placas de carga o en los ensayos triaxiales.Podemos decir que uno de los mtodos clsicos de mayor difusin es el de california, determinante del CBR, ndice de la resistencia del suelo.En primer lugar hay una gran diferencia entre a superficie de contacto de la carga, en la calzada y en el ensayo, y si bien esto no falsea el resultado para suelos de arcilla cohesiva, en cambio en terrenos arenosos da valores muy inferiores a la realidad. Otro de los fallos de este mtodo se presenta en las arcillas finas de muy poca permeabilidad y por tanto muy lenta inhibicin; en ellas el periodo de inmersin de la probeta puede no ser suficiente para alcanzar la humedad a que llegue a estar sometido el suelo en obra.Estas imperfecciones del ensayo CBR hacen que cada da gane ms adeptos el mtodo del estadimetro , un ensayo triaxial de sistema cerrado, debido a Mr. Hveem Director del laboratorio de california Higway Divisin, en el que las solicitaciones de probeta y suelo son ms afines. A diferencia de los diferentes mtodos existentes que requieren de costosos equipos de laboratorio existen otros mtodos para ello es que est basada nuestra exposicin en la presentacin de este mtodo que solo necesita para su medio un reducido material de ensayo adems sirven de complemento.

1. CLASIFICACION DE SUELOLa clasificacin de suelo que interesa en este mtodo es la Clasificacin de Suelos AASHTO. Los suelos se clasifican en siete grupos basndose en la composicin granulomtrica y los limites de consistencia, evaluacin de cada grupo se hace por medio de su ndice de grupo. Esta clasificacin divide a los suelos en dos clases: Suelos Granulares y Suelos Finos.1.1 LMITES DE CONSISTENCIA DE UN SUELODebido a la gran importancia que tiene la presencia de la humedad de un suelo, especialmente en los suelos finos, veamos rpidamente como influye el agua en la consistencia de los suelos.A las arcillas y a los suelos de grano fino afines, se les puede dar consistencia semilquida con agua. Cuando este contenido de humedad se reduce por evaporacin y volvemos a mezclar la muestra, se obtiene un material plstico o como masilla; si el contenido de humedad se reduce mas, el material se hace semislido se rompe o se desmigaja cuando se deforma. El campo dentro del cual el suelo tiene consistencia plstica se llama estado plstico. La evolucin del estado del suelo con respecto al contenido de agua se puede ver en la figura siguiente.

Lmite Lquido (LL): es el contenido de agua del material en el lmite superior de su estado plstico.Limite Plstico (LP): es el contenido de agua del material en ndice inferior de su estado plstico.

TABLA DE CLASIFICACIN AASHTO

1.2 NDICE DE GRUPOEs la representacin, por un determinado ndice, de aquellos suelos que tiene un comportamiento similar y que se hallan dentro de un mismo grupo. La clasificacin de un suelo en un determinado se basa en su Lmite lquido, grado de plasticidad y porcentaje de material que pasa el tamiz N 200.Los ndices de grupo de los suelos granulares estn generalmente comprendidos entre 0 y 4; los correspondientes a los suelos limosos, entre 8 y 12 y los suelos arcillosos, entre 11 y 12, o ms. El ndice de grupo se indica entre parntesis. As por ejemplo, A-2-4 (1), querr decir un suelo A-2-4 cuyo ndice de grupo 1.El ndice de grupo puede determinarse mediante la frmula:

IG= (F-35) ([0.2+0.005(LL-40)] +0.01(F-15)(IP-10)

Donde:F : Porcentaje que pasa el tamiz N 200LL: Lmite lquidoIP. ndice de plasticidad

El ndice de grupo tambin se puede determinar por medio de diagrama de la figura siguiente:FIGURA 1. BACO PARA EL CALCULO DEL NDICE DE GRUPO (NORMA ASTM, 2003)

El baco de la Figura 1. ha sido elaborado en 1978 por la AASHTO. Para utilizarlo, ntese que en el extremo derecho se encuentra una medida que corresponde al porcentaje de material que pasa a travs del tamiz N 200 de la muestra de suelo. Se parte de un punto de esa medida trazando una lnea recta que intercepte a un punto de la medida del lmite lquido que a su vez esta misma lnea interceptar a un punto de la medida del ndice parcial de grupo. De igual manera se realizada pero para el ndice de plasticidad, obteniendo as dos valores de ndice parcial de grupo (uno para LL y otro para IP). Finalmente el ndice de grupo ser la suma de los dos ndices parciales de grupo.

2. CLASES DE PAVIMENTOSDe acuerdo a la figura que se muestra, las clases de pavimentos para los diferentes tipos de trnsito, son:2.1 Pavimentos para trnsito liviano: de acuerdo con la calidad de terreno de fundacin, se tiene:

2.2 Pavimentos para trnsito mediano: como en el caso anterior, el espesor que tenga un pavimento flexible, varan de acuerdo con la calidad de la subrasante, de la siguiente manera:

2.3 Pavimentos para trnsito pesados: segn la calidad de terreno de fundacin, los espesores podrn ser los siguientes.

El mtodo establece que los espesores de la subbase varan solamente con el tipo de suelo y es independiente del trnsito.

.

Denomina M. Steele, Excelente, a los suelos de grava, equivalente a una base de alta calidad. Se deduce que estos suelos necesitan espesores a un menores que el tipo normal de suelos con ndices de grupo 0.Se califica como Bueno a los suelos finos, arenas limosas y gravas limosas o arcillas, que suelen entrar, generalmente, en los grupos A-1-b, A-3, A-2 de la clasificacin de AASHTO, auque la tolerancia de 1 es el ndice de grupo permite la inclusin de materiales granulares pertenecientes a la zona limite con los otros grupos.Se denomina "Aceptables las gravas y arenas limosas y arcillas situadas en los lmites entre los grupos A-2 y A-4, A-5, A-6 Y A-7, que suelen tener ndices de grupo entre 2 y 4. Estos terrenos se deben cubrir con unos 10 cm de subbase, compuesta por materiales de los denominados buenos.Se denominan muy malos a los limos elsticos, arcillas limosas y arcillas de los grupos A-5, A-6 Y A-7, que suelen tener ndices de grupo que oscilan entre 10 Y 20. Estos terrenos necesitan unos 30 cm de subbase, de los cuales los 20 inferiores habrn de estar compuestos por materiales aceptables; el resto deber estar constituido por los denominados buenos. La capa inferior de la subbase para estos terrenos deber contener suficiente cantidad de arena, para evitar que se infiltre el suelo en ella.El mtodo establece que, el espesor combinado de base + capa de rodamiento, puede ser distribuido en varias formas; por lo general, se soluciona previamente el espesor y tipo de la mezcla a emplearse en la capa de rodamiento, Se recomienda, adems que la base granular, en ningn caso tenga un espesor menor de 10 cm (4").Por otra parte, el espesor de la capa de rodamiento, debe ser siempre menor que el de la base granular. Este espesor est condicionado al tipo de mezcla bituminosa. As por ejemplo: los tratamientos superficiales, raras veces pasan de 2,5 cm (1") de espesor; las mezclas en fro o en caliente hechas en planta o en el sitio de la obra, as como los macadam de penetracin, tienen espesores comprendidos entre 5 cm (2") y 10 cm (4"). Excepto las mezclas de arena asfalto, cuyo espesor puede ser hasta de 15 cm (6"). Algunos autores consideran que la capa de rodamiento de mezcla bituminosa, especialmente, cuando sta se halla formada por un concreto asfltico, tiene por unidad de espesor una capacidad portante de 1,5 a 2,0 veces mayor que la base granular. Esto se ha logrado verificar nicamente en pavimentos que tienen varios aos de construidos. Una base adicional" puede colocarse en lugar de la subbase, siempre y cuando la calidad del material a emplearse sea muy superior, pues la capacidad soporte de una buena base granular puede ser hasta dos veces mayor que la de una subbase de material seleccionado de igual espesor, clasificada como regular o buena, As, una subbase regular o buena de 20 cm de espesor podr sustituirse por una capa de base adicional de 10 cm siempre y cuando las caractersticas del material y de la obra lo permiten.

OBSERVACIONESSe hace las siguientes observaciones importantes: 1. Este mtodo es solamente aproximado. 2. Es un mtodo til para una determinacin rpida y sencilla del orden, de magnitud del espesor preciso aunque se cumplan las condiciones de compactacin de la subrasante, base y subbase y de drenaje, tiene dos grandes fuentes de error: a) No considera los cambios de humedad en el suelo, y por lo tanto, las peores condiciones, como se hace con otros mtodos. b) Hay una clasificacin muy elemental del trnsito que ha de soportar el pavimento. Esta ltima es, posiblemente, la causa ms fuerte de error Se ha intentado, sin xito, hallar una coordinacin entre los espesores por l obtenidos y los que da mtodo del CBR; las diferencias que se obtienen no guardan relacin alguna. No obstante, es un mtodo til como primera aproximacin para un anteproyecto del pavimento de una va.

EJEMPLO DE APLICACIN

Ejemplo 01Se tiene un suelo A-6, en el que 65% pasa el tamiz N 200, Limite liquido 32, ndice de plasticidad 13, Calcular el ndice de Grupo.Segn la formula, para F = 65%, LL = 32 e IP = 13, se tiene:IG = (65-35) ([0.2+0.005(32-40)]+0.01 (65-15) (13-10)IG = 6.3 = 6

CONCLUSIONESPara determinar el espesor de la base y la carpeta asfltica se clasifico el material existente, Calculo de ndice de grupo fue Para evaluar la calidad de un suelo como material para terraplenes, subrasantes, subbases y bases de las carreteras, Tomando as las tablas anteriormente mostradas para el Transito Promedio Diario y el ndice de grupo tomando en cuenta la calidad del material. Determinando el lmite lquido y limite plstico del material .Este mtodo es solamente aproximado. Es un mtodo til para una determinacin rpida y sencilla del orden, de magnitud del espesor preciso aunque se cumplan las condiciones de compactacin de la subrasante, base y subbase No considera los cambios de humedad en el suelo,Al disear la estructura de un pavimento, se establecen los espesores y rigideces de los materiales para mantener la va funcionando, con bajo nivel de deterioro y confort. entonces concluimos que, el Diseo de Pavimento, es el proceso por el cual sus componentes de la va para la cantidad de vehculos circulantes y su mantenimiento. Asimismo se debe conocer las caractersticas GeogrficasFsicas de la zona de proyecto y las caractersticas Geolgicas, Hidrolgicas y la calidad de materiales y especificaciones o normas de construccin requeridas Asimismo requiere conocimiento de la Red Vial.Las tablas de Clasificacin de Grupos (est basada en la granulometra del material tomando en cuenta el porcentaje retenido y el porcentaje que pasa por determinado tamiz.)

RECOMENDACIONESUna de las recomendaciones es que en las estructurales (Carpeta, Base, Sub base, Subrasante) son determinados tomando en consideracin las caractersticas del suelo y naturaleza de la sub rasante debemos tener en cuenta e ambiente , la densidad y composicin del trfico y las condiciones Topogrficas del Terreno,En recomendable utilizar el baco de la Figura mostrada anteriormente por que el, notarse que en el extremo derecho se encuentra una medida que corresponde al porcentaje de material que pasa a travs del tamiz N 200 de la muestra de sueloSi no se considera los cambios de humedad en el suelo entonces en peores condiciones, como se hace con otros mtodos.Es recomendable una clasificacin muy elemental del transito que ha de soportar el pavimento.

BIBLIOGRAFA: Los Pavimentos en la Vas Terrestres (Ing. Jos M. Cspedes Abanto) Universidad Nacional de Cajamarca-Per. Diseo de Pavimentos Asflticos (Informe de Trabajo para Optar el Ttulo profesional como Ingeniero Civil - Federico Fabricio Gallegos Melo) Los Mtodos Empricos para la determinacin de firmes flexibles (Olegario Llamares Gmez-Ing. De Caminos) DISEO DE PAVIMENTO: INDICE DE GRUPO

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Hoja1a)Si el Terreno de fundacion es muy maloIG > 9Subbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=45cm.( 18" )b)Si el Terreno de fundacion es maloIG > 4 - 9Subbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=35cm.( 14" )c)Si el Terreno de fundacion es regularIG > 2 - 4Subbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=25cm.( 10" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoIG > 1 - 2Subbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=20cm.( 8" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteIG > 0 - 1Subbase=-Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=15cm.( 6" )e)Si el terreno de fundacion es excelente hace las vese de subbase y base. Por lo tanto, bastara colocaruna capa de rodamiento.El espesor combinado de 15 cm (6" ) de base + capa de rodamiento, puede distibuirse de la siguiente manera:Un tratamiento superficial soble una base granular de 15 cm, o 5 cm (2") de mezcla bituminosa, sobre 10 cm (4")de base granular.a)Si el Terreno de fundacion es muy maloSubbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=52cm.( 21" )b)Si el Terreno de fundacion es maloSubbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=42cm.( 17" )c)Si el Terreno de fundacion es regularSubbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=32cm.( 13" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoSubbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=27cm.( 11" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteSubbase=-Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=22cm.( 9" )a)Si el Terreno de fundacion es muy maloSubbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=60cm.( 24" )b)Si el Terreno de fundacion es maloSubbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=50cm.( 20" )c)Si el Terreno de fundacion es regularSubbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=40cm.( 16" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoSubbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=35cm.( 14" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteSubbase=-Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=30cm.( 12" )

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Hoja1a)Si el Terreno de fundacion es muy maloIG > 9Subbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=45cm.( 18" )b)Si el Terreno de fundacion es maloIG > 4 - 9Subbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=35cm.( 14" )c)Si el Terreno de fundacion es regularIG > 2 - 4Subbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=25cm.( 10" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoIG > 1 - 2Subbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=20cm.( 8" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteIG > 0 - 1Subbase=-Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=15cm.( 6" )e)Si el terreno de fundacion es excelente hace las vese de subbase y base. Por lo tanto, bastara colocaruna capa de rodamiento.El espesor combinado de 15 cm (6" ) de base + capa de rodamiento, puede distibuirse de la siguiente manera:Un tratamiento superficial soble una base granular de 15 cm, o 5 cm (2") de mezcla bituminosa, sobre 10 cm (4")de base granular.a)Si el Terreno de fundacion es muy maloSubbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=52cm.( 21" )b)Si el Terreno de fundacion es maloSubbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=42cm.( 17" )c)Si el Terreno de fundacion es regularSubbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=32cm.( 13" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoSubbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=27cm.( 11" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteSubbase=-Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=22cm.( 9" )a)Si el Terreno de fundacion es muy maloSubbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=60cm.( 24" )b)Si el Terreno de fundacion es maloSubbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=50cm.( 20" )c)Si el Terreno de fundacion es regularSubbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=40cm.( 16" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoSubbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=35cm.( 14" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteSubbase=-Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=30cm.( 12" )

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Hoja1a)Si el Terreno de fundacion es muy maloIG > 9Subbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=45cm.( 18" )b)Si el Terreno de fundacion es maloIG > 4 - 9Subbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=35cm.( 14" )c)Si el Terreno de fundacion es regularIG > 2 - 4Subbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=25cm.( 10" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoIG > 1 - 2Subbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=20cm.( 8" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteIG > 0 - 1Subbase=-Base + capa de rodamiento=15cm.( 6" )Espesor total del pavimneto=15cm.( 6" )e)Si el terreno de fundacion es excelente hace las vese de subbase y base. Por lo tanto, bastara colocaruna capa de rodamiento.El espesor combinado de 15 cm (6" ) de base + capa de rodamiento, puede distibuirse de la siguiente manera:Un tratamiento superficial soble una base granular de 15 cm, o 5 cm (2") de mezcla bituminosa, sobre 10 cm (4")de base granular.a)Si el Terreno de fundacion es muy maloSubbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=52cm.( 21" )b)Si el Terreno de fundacion es maloSubbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=42cm.( 17" )c)Si el Terreno de fundacion es regularSubbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=32cm.( 13" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoSubbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=27cm.( 11" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteSubbase=-Base + capa de rodamiento=22cm.( 9" )Espesor total del pavimneto=22cm.( 9" )a)Si el Terreno de fundacion es muy maloSubbase=30cm.( 12" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=60cm.( 24" )b)Si el Terreno de fundacion es maloSubbase=20cm.( 8" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=50cm.( 20" )c)Si el Terreno de fundacion es regularSubbase=10cm.( 4" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=40cm.( 16" )d)Si el Terreno de fundacion es buenoSubbase=5cm.( 2" )Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=35cm.( 14" )e)Si el Terreno de fundacion es excelenteSubbase=-Base + capa de rodamiento=30cm.( 12" )Espesor total del pavimneto=30cm.( 12" )

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