ENSAYOS DE CARGA CON PLACA. NORMATIVA INTERPRETACIN Y VALORES Ramn Crespo del Ro rcrespo@aepo.es 1.UNA BREVE MEMORIA HISTRICA PERSONAL Mi primer contacto con la placa de carga fue all en mis mocedades por el ao 74 75 durante la construccin de las autopistas catalanas en sus tramos finales Gerona- Figueras- Frontera Francesa y un poco ms tarde la B 30; se aplicaba, segn creo recordar, la norma Alemana, que alguien debi traducir, ZTVE STB/59 ms tarde DIN (Deutsches Institut fr Normen) 18134. En aquellos tramos la especificaciones, puntualmente recogidas en el Pliego de Prescripciones Tcnicas Particulares, el famoso PPTP, decan textualmente. En coronacin de terraplenes se realizaran ensayos con placa de carga, empleando placas de 30 cm de dimetro, debiendo ser los valores E2 resultantes de este ensayo de 800 kg/cm como mnimo. (1200 kg/cm en capas granulares). Dichos valores se obtienen tras la aplicacin de la carga de ensayo por segunda vez a partir de la formula E2= 1,5 *r*p/s en la que r= radio de la placa en cm p= Presin aplicada en kg/cm s= asiento de la placa en cm De acuerdo con la norma alemana ZTVE-STB 59 la relacin de compactacin ser menor de 2,2 en el caso de que los valores E1 no alcancen por lo menos el 60% de los exigidos para E2". La Placa de Carga es en Espaa un ensayo con altibajos, en muchas obras de carreteras apenas se practica (tal vez por caro y lento) y en otras muchas si se emplea; en realidad y como se sabe la designacin placa de carga es coloquial y el nombre oficial es Ensayo de Carga con Placa, justo al revs. Se trata de ensayar una superficie con una placa de acero (rgida) cargada y medir lo que se deforma (verticalmente) y por cociente determinar un mdulo de compresibilidad, termino utilizado en la norma de 1986, donde, por si no ha quedado claro, se aade, o coeficientes E. La superficie, en nuestro mundo carretero, es un suelo o un material granular y se aplica en suelos de ncleos de terrapln-donde en la practica casi nunca se realiza-, explanadas o coronaciones de terrapln y en materiales granulares, zahorras naturales (que apenas quedan o las que hay no las dejan extraer)1

y artificiales. En todo caso se limita la aplicacin del ensayo a que el material tenga un tamao mximo de 10 cm segn la norma del ao 1986 y la cuarta parte del dimetro de la placa segn la norma del ao 1998. 2.LA NORMA DE PLACA DE CARGA EN ESPAA Al correr de los aos el ensayo de placa de carga se segua practicando en Espaa sometida a una normativa extranjera que finalmente se decidi regular para su practica en carreteras establecindose la primera norma para carreteras NLT 357 en el ao 1986. La forma de realizar el ensayo est recogida en la norma NLT (Normas Laboratorio del Transporte)-357/86, revisada y sustancialmente modificada en1998: NLT-357/98, existiendo tambin la norma UNE-7391-75 (puestos a tener normas este pas las tiene por partida doble). 2.1.EL ENSAYO SEGN LA NORMA NLT 357/86 En esencia el ensayo consiste en transmitir al terreno una carga conocida de forma escalonada. Para ello se dispone de un utillaje que esencialmente consiste en la placa de acero de un espesor mnimo de 20 mm (para que sea rgida), en tres comparadores de 10 mm de rango y precisin una centsima de milmetro, una columna de carga, una bomba hidrulica, un manmetro y un sistema para transmitir la carga (por reaccin) al terreno que prcticamente siempre es un camin. Se trata de un ensayo lento, caro y que debe realizarse de forma cuidadosa. Una tarifa normal por ensayo se sita en torno a los 120 (20.000 ptas) ms el camin (aprox 50 /hora de alquiler). La duracin del ensayo es de alrededor de 1 hora para materiales granulares a 2 horas para suelos de alta plasticidad. Esta estimacin de duracin esta referida solamente a la norma del ao 86, el procedimiento del ao 98 implica una mayor duracin. Una vez posicionada la placa y colocados los comparadores (tres situados en los vrtices de un triangulo equiltero con c.d.g. en el centro de la placa). Comienza el ciclo de carga. Se transmite una carga inicial de 0.02 MPa para leer el valor cero de los comparadores. Luego se inicia el ensayo propiamente dicho. La carga se transmite por escalones de 0.05 MPa Con las secuencias de carga de la tabla siguiente:

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NLT 357/86 Suelos de Ncleos Suelos de Coronaciones Materiales granulares 1 Ciclo 2 Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

ESCALONES DE CARGA (MPa) 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,25 0,35 0,35 0,45 0,35 0,35

El, o los, coeficientes E (como los designa la norma) se calculan con la siguiente expresin

Donde )Si son los asientos (observados en los comparadores) obtenidos entre los escalones de carga sealados en negrita en la tabla anterior. Observese ya que va a tener su importancia a continuacin que en todos los casos la diferencia entre los escalones de referencia es siempre de 0,10 MPa. El Ensayo queda concluido cuando se han apuntado esas diferencias de asientos entre los distintos escalones (porqu no llamarlas deflexiones?) para cada uno de los ciclos de carga. A partir de aqu uno trata de averiguar el origen de la expresin anterior: As que se tiene que lo que parece que es un mdulo E (en la norma no se indican las unidades de E y se le designa como coeficiente) es el resultado de dividir un nmero, que extraamente es 30, coincidente con el dimetro de la placa, por unos milmetros que son lo que realmente se mide durante el ensayo. A fuerza de memoria uno se acuerda de BOUSSINESQ Y DE LA SOLUCIN ANALTICA que determina la deflexin de un macizo seminfinito sometido a una carga repartida en un rea circular, solucin que puede verse en el libro clsico de POULOS y Davis Elastic Solutions for Soil and Rock Mechanics [John Wiley and son, Inc 1974] y cuya expresin es para z=0

f a (1 2 ) d0 = E3

que la podemos escribir, despejando E y cambiando la simbologa

f a (1 2 ) E= SDonde: d0=)S=asiento o deformacin vertical o deflexin (mm) E= modulo de elasticidad (MPa)

F = es la carga unitaria o presin de reparto (MPa)a= radio de la carga (mm)

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E (MPa) 8. REFERENCIAS EXTRANJERAS

Los orgenes de esta practica no son fciles de determinar no conozco cuando ni donde se comenz a usar, los orgenes parecen ser suizos o alemanes o suizos y alemanes ya que sus normas difieren. Como referencias se han encontrado las siguientes normas: GRAN BRETAA Dentro de las British Standars BS se encuentra la siguiente referencia: BS 1377: 1990 Pt 1-9 British Standard Method of tests for soils for civil engineering purposes BS 1377:PART 9 - IN-SITU SOIL TESTS Incluye ensayos in situ de SOIL DENSITY, (SAND REPLACEMENT), SOIL DENSITY, (CORE CUTTER) IN-SITU CBR TESTING, IN-SITU VANE SHEAR STRENGTH TESTING DYNAMIC CONE PENETROMETER NUCLEAR DENSITY METER PLATE BEARING TEST USA Dentro de las Normas ASTM se encuentran. D1194-94 Standard Test Method for Bearing Capacity of Soil for Static Load and Spread Footings D1195-93(1997) Standard Test Method for Repetitive Static Plate Load Tests of Soils and Flexible Pavement Components, for Use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavements D1196-93(1997) Standard Test Method for Nonrepetitive Static Plate Load Tests of Soils and Flexible Pavement Components, for Use in Evaluation and Design of Airport and Highway Pavements En la descripcin de la norma se puede leer 1.1 This test method covers a procedure for making repetitive o nonrepetitive static plate load tests on subgrade soils and compacted pavement components,12

in either the compact condition or the natural state, and provides data for use in the evaluation and design of rigid and flexible-type airport and highway pavements. 1.2 The values stated in inch-pound units are to be regarded as the standard. ITALIA Prova di carico su piastra per la determinazione del modulo di deformazione Md - (CNR N.9) Prova di carico su piastra per la determinazione del modulo di reazione k - (CNR N.92) Relativo a ella se puede leer: Determinazione del MODULO DI DEFORMAZIONE Md con prova di carico a ciclo unico su piastra del diametro di 30 cm, compresa la determinazione del contenuto d'acqua. Fornitura da parte del Committente del carico di contrasto. Sono da computare a parte: rimborso spese di trasferimento. SUIZA Norma SNV 70317 Norma SNV 670317a Norma SNV 670317b ALEMANIA DIN 18134, Plattendruckversuch, Deutsches Institut fr Normen e.V., Berlin, 1990.Hay una referencia a ensayos de carga de acuerdo DIN 18134p pre- norm (July 1976 versin) y ZTVE StB 76/78. FRANCIA NF P 94-117-1 Avril 200. Portance des plate-formes. Patie 1: Module sous chargement statique a la plaque (EV2)

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