SUELOS Y SUBRASANTES.pdf

UNIVERSIDAD DE HUANUCOFACULTAD DE INGENIERIA - EAP INGENIERIA CIVIL

CURSO: DISEO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS Pgina 1

INTRODUCCIN

Los suelos estn presentes en los trabajos de Ingeniera Civil, minera, Geolgica y otros

afines, tanto es as, que su caracterstica lo hace muy importante en la diseo vas y

pavimentos de acuerdo a las normas establecidas, su mal uso o desarrollo con

alteraciones en los expedientes tcnicos pueden ocasionar grandes prdidas en

mantenimiento o reparacin, por lo que no es importante conocer ya que de ella

depender nuestra cimentacin optima a desarrollar las diferentes capas o estructuras de

nuestro pavimento.

Las distintas clasificaciones de suelos intentan capturar y describir este complejo material

en vista a aplicaciones especficas, con sus correspondientes necesidades: construccin

de caminos y pavimentos, agricultura, minera o geo mecnica. Las diferentes

clasificaciones incluyen:

La exploracin e investigacin del suelo y la sub-rasante es muy importante tanto para la

determinacin de las caractersticas del suelo, como para el correcto diseo de un

pavimento.

De la calidad de esta capa depende, en gran parte como el espesor que debe tener un

pavimento, sea este flexible o rgido. Como parmetro de evaluacin de esta capa se

emplea la capacidad de soporte o resistencia a la deformacin por esfuerzo cortante bajo

las cargas del trnsito. Es necesario tener en cuenta la sensibilidad del suelo a la

humedad, tanto en lo que se refiere a la resistencia como a las eventuales variaciones de

volumen (hinchamiento retraccin).

El Grupo.



SUELOS Y SUBRASANTE

1. OBJETIVOS:

1.1 OBJETIVOS GENERALES:Conocer los diversos tipos de suelos que conforman nuestra corteza terrestre

para hacer un diseo de pavimento, si dicho suelo es posible utilizar en

el proceso de formacin o construccin de la sub razante

1.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Lograr un conocimiento cabal de las caractersticas y los mtodos para

obtener la calidad necesaria, a fin de que la carretera pueda cumplir

sus funciones de confort y seguridad.

Indicar las principales propiedades de los diferentes suelos, as como

mostrar sus principales ventajas y limitaciones.

Nos permite determinar la capacidad portante del suelo y la

subrasante, tras las cargas que ejercen las ruedas de los vehculos.

Determinar los espesores de Diseo del Pavimento en respuesta del

suelo de subrasante.

El objetivo de la sub rasante es conocer las medidas o espesores de la

base y la superficie de rodadura.



2. SUELO.2.1QUE ES EL SUELO:

En la ingeniera de pavimentos se considera como roca a un agregado natural de granos

minerales, unidos por grandes y permanentes fuerzas de cohesion. Por otra parte, se

considera que suelo es un agregado natural de granos minerales, con o sin componentes

organicos, que pueden separase por medios mecnicos comunes, tales como la agitacin

en agua.

2.2CLASIFICACIN DEL SUELO

Teniendo en cuenta que en la naturaleza existe una gran variedad de suelos, la

ingeniera de suelos ha desarrollado algunos mtodos de clasificacin de los mismos.

Cada uno de estos mtodos tiene prcticamente, su campo de aplicacin segn la

necesidad y uso que los haya fundamentado (obras viales y para cimentaciones de

edificaciones). Los principales sistemas de clasificacin de suelos ms utilizados

actualmente son: Clasificacin de suelos para el propsito de construccin de carreteras,

conocido como sistema American Association of State Highway and Transportation

officials (AASHTO) y el Unified Soil Clasification System, conocido como Sistema

Unificado de Clasificacin de Suelos (SUCS).

2.2.1 SISTEMA AASHTO

El sistema de la AASHTO (AASHTO M 145-82) fue originalmente desarrollado en las

dcada del 20. Est basado en caractersticas de estabilidad de los suelos empleados en

la construccin de caminos.

Se fundamenta en distribucin granulomtrica, lmite lquido y lmite plstico. Los tamices

estndar #10, #40 y #200 (aberturas de 2 mm; 0,42 mm y 0,075mm respectivamente) son

de vital importancia.

De acuerdo con este sistema y con base en su comportamiento, los suelos estn

clasificados en ocho grupos designados por lo smbolos del A-1 al A-8.



En este sistema de clasificacin los suelos inorgnicos se clasifican en siete grupos que

van del A-1 al A-7. Estos a su vez se dividen en un total de doce subgrupos. Los suelos

con elevada proporcin de materia orgnica se clasifican como A-8.

A) SUELOS GRANULARES:Son aquellos que tienen 35% o menos, del material fino que pasa el tamiz No. 200. Estos

suelos forman los grupos A-1, A-2 y A-3.

GRUPO A-1El material de este grupo comprende las mezclas bien graduadas, compuestas de

fragmentos de piedras, grava, arena y material ligante poco plstico. Se incluyen tambin

en este grupo mezclas bien graduadas que no tienen material ligante.

Subgrupo A-1a: Comprende aquellos materiales formados predominantemente por piedra

o grava, con o sin material ligante, estos materiales son bien graduados.

Subgrupo A-1b: Incluye aquellos materiales formados predominantemente por arena

gruesa bien graduada, con o sin ligante.

GRUPO A-2Comprende una gran variedad de material granular que contiene menos del 35% del

material fino.

Subgrupo A-2-4 y A-2-5: Pertenecen a estos subgrupos aquellos materiales cuyo

contenido de material fino es igual o menor del 35% y cuya fraccin que pasa el tamiz

nmero 40 tiene las mismas caractersticas de los suelos A-4 y A-5 respectivamente.

Subgrupo A-2-6 y A-2-7: Los materiales de estos subgrupos son semejantes a los

anteriores, pero la fraccin que pasa el tamiz nmero 40 tiene las mismas caractersticas

de los suelos A-6 y A-7.

GRUPO A-3En este grupo se encuentra incluidas las arenas finas, de playa y aquellas con poca

cantidad de limo que no tengan plasticidad. Este grupo incluye adems, las arenas de ro

que contengan poca grava y arena gruesa.



B) SUELOS FINOS

Contienen ms del 35% del material fino que pasa el tamiznmero 200. Estos suelos

constituyen los grupos A-4, A-5, a-6, y A-7.

GRUPO A-4

Pertenecen a este grupo los suelos limosos poco o nada plsticos que tienen un 75% o

ms del material fino que pasa el tamiz nmero. Adems se incluye en este grupo las

mezclas de limo con grava y arena hasta en un64%.

GRUPO A-5

Los suelos comprendidos en este grupo son semejantes a los del anterior, pero contienen

material micceo o diatomceo. Son elsticos y tiene un lmite lquido elevado.

GRUPO A-6

: El material tpico de este grupo es la arcilla plstica. Por lo menos el 75% de estos

suelos debe pasar el tamiz nmero 200, pero se incluyen tambin las mezclas arcillo-

arenosas cuyo porcentaje de arena y grava sea inferior al 64%. Estos materiales

presentan, generalmente, grandes cambios de volumen entre los estados seco y

hmedo.

GRUPO A-7

Los suelos de este grupo son semejantes a los suelos A-6 pero son elsticos. Sus lmites

lquidos son elevados. Subgrupo A-7-5: Incluye aquellos materiales cuyos ndices de

plasticidad no son muy altos con respecto a sus lmites lquidos. Subgrupos A-7-6:

Comprende aquellos suelos cuyo ndices de plasticidad son muy elevados con respecto a

sus lmites lquidos y que, adems experimentan cambios de volumen extremadamente

grandes. Las caractersticas de los diferentes grupos se presentan en la tabla No. 1.



TablaClasificacin de suelos por el mtodo AASHTO

Clasificacingeneral

Materiales granulares (35%, menos, pasa el tamiz No. 200)

Materiales limo-arcillosos (Ms del35% pasa el tamiz No.200)

Grupos A-1

A-1-b

A-2

A-4 A-5 A-6

A-7

SubgruposA-1-a A-3 A-2-4

A-2-5

A-2-6

A-2-7

A-7-5A-7-6

Porcentaje quepasa el tamiz:No. 10 (2.00mm) No. 40(0.425 mm) No.200 (0.075 mm)

50mx.30mx.15mx.

50mx.25mx.

51mn.10mx.

35mx.

35mx.

35mx.

35mx.

36mn.

36mn.

36mn.

Caractersticasdel material quepasa el tamiz No.40 (0.425 mm):Lmite lquidondice deplasticidad 6 mx. NP

40mx.10mx.

41mn.10mx.

40mx.11mn.

41mn.1 1mn.

40mx.10mx.

41mn.10mx.

40mx.11mn.

41mn.11mn.*

Terreno defundacin

Excelente abueno

Excelenteabueno

Excelente a bueno Regular a malo

* El ndice de plasticidad del subgrupo A-7-5, es igual menor a LI-30.El ndice de plasticidad del subgrupo A-7-6, es mayor que LI-30.

C) NDICE DE GRUPO

Aquellos suelos que tienen un comportamiento similar se hallan dentro de un mismo

grupo, y estn representados por un determinado ndice. La clasificacin de un suelo en

un determinado grupo se basa en su lmite lquido, grado de plasticidad y porcentaje de

material fino que pasa el tamiz nmero 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 de los suelos arcillosos entre 11 y 20 o ms.

TablaClasificacin de suelos por el mtodo AASHTO

Clasificacingeneral

Materiales granulares(35%, menos, pasael tamiz No. 200)

Materiales limo-arcillosos(Ms del 35% pasa el tamizNo. 200)

GRUPOS A-1 A-3* A-2 A-4 A-5 A-6 A-7 ' 20%

Se considerarn como materiales aptos para la coronacin de la subrasantesuelos con CBR igual o mayor de 6%. En caso de ser menor, se proceder aeliminar esa capa de material inadecuado y se colocar un material granular conCBR mayor a 6%; para su estabilizacin. La profundidad mnima especificada deesta capa figura en el catlogo de estructuras de capas granulares que sepresenta ms adelante.

Igualmente se estabilizarn las zonas humedad locales y reas blandas. Sobrela subrasante natural se colocar una capa de arena de espesor 20cm mnimo ysobre ella, se aadir una capa de espesor mnimo de 0.30m de material gruesorocoso o de piedras grandes.



4.3 FUNCIONES DE LA SUBRASANTE.

Las principales funciones de la capa subrasante son:

1.- recibir y resistir las cargas del trnsito que le son permitidas por el pavimento.

2.- transmitir y distribuir de modo adecuado las cargas del trnsito al cuerpo delterrapln.

Estas dos funciones son estructurales y comunes a todas las capas de lassecciones transversales de un pavimento.

Entre las cualidades de una subrasante, que generalmente son deseables por losingenieros de vas, se tienen las siguientes.

- Una alta resistencia.- Permanencia de la resistencia por lo menos durante la vida til del pavimento.- Una buena uniformidad en todas las direcciones.- Una alta densidad.- Poco susceptibles a los cambios volumtricos.- Poco susceptibles a la accin del agua.- Buena trabajabilidad durante el proceso de compactacin.- Permanencia de las propiedades inducidas mediante la compactacin.

La parte superior de la capa subrasante coincide con la subrasante coincide conla subrasante o lnea subrasante del proyecto geomtrico la cual debe cumplir conlas especificaciones de pendiente longitudinal para la obra. Esta lnea marca laaltura de las terraceras y por tanto su espesor, que la mayor de las veces esmayor que el necesario en la estructura.

En los procedimientos de construccin, los materiales se deben compactar con elequipo ms adecuado, de acuerdo con sus caractersticas. Cuando los materialesencontrados en las zonas cercanas a la obra no cumplen con las caractersticasmarcadas en las normas, se requiere estabilizarlos mecnica y qumicamente.

4.4 PROPIEDADES DE LA SUBRASANTE

4.4.1 Propiedades fsicas.

Son propiedades relacionadas con el tipo de material a utilizar y lascaractersticas constructivas de los mismos.

Granulometra (propiedades iniciales de los suelos).



Clasificacin de los suelos. Relacin humedad- densidad.

4.4.2 Propiedades ingenieriles.

Dan una estimacin de la calidad de los materiales para los pavimentos.

Mdulo resiliente:Debido al paso por de los vehculos por la superficie de rodamiento de unpavimento, esta empieza a distribuir los esfuerzos hacia las capas inferiores, lascuales, por esta razn se ven sujetas a esfuerzos cclicos de compresin y luegode tensin los cuales van provocando deformaciones en toda la estructura delpavimento. La curva esfuerzo-deformacin obtenida en un espcimen de materialde los que constituyen generalmente un pavimento.

Mdulo de PoissonEl coeficiente de Poisson es una constante elstica que proporciona una medidadel estrechamiento de seccin de un prisma de material elstico lineal e istropocuando se estira longitudinalmente y se adelgaza en las direccionesperpendiculares a la de estiramiento.

Valor de soporte del sueloLlamado tambin capacidad portante del suelo

Mdulo de reaccin de la subrasanteCon el fin de estimar adecuadamente los esfuerzos mximos a que estarnsometidos elementos estructurales en contacto continuo con materiales trreos,tales como pavimentos, cimientos, traviesas de ferrocarril, etc, se requiereconocer la deformabilidad de la estructura trrea, ante la accin de las cargasimpuestas.

El concepto fu introducido por Winkler, y posteriormente desarrollado, discutido yusado por la profesin. Dado que, como se demostrar posteriormente, esteparmetro no es una propiedad intrnseca del suelo, hay mltiples modelos parasu evaluacin y no es posible determinarlo unvocamente con ensayosnormalizados.

4.5 TERRENOS DE FUNDACIN PARA SUBRASANTE

De manera muy general, los terrenos en que se cimentar una estructura depavimento, se puede clasificar en:



-ROCA.

-SUELO.

4.5.1La Roca Como Subrasante.

En la mayora de los casos, la roca no plantea problemas como terreno defundacin ya que la estructura de pavimento le comunica esfuerzos de bajaintensidad en relacin a su resistencia.

Las propiedades de la roca como terreno de fundacin varan entre lmites muyamplios,

Nos interesa el desgaste bajo la accin de los agentes mecnicos, que seanresistentes a los agentes atmosfricos y sean medianamente trabajables pormedio de maquinaria o explosivos.

4.5.2 Los Suelos Como Subrasante.

Este tipo de subrasante se puede dividir en dos grades grupos, a saber:

- Subrasante constituida por suelos friccionante.

- Subrasante constituida por limos plsticos y arcillas.

Subrasante Constituidas Por Suelos Friccionantes.-Los suelos friccionantes, tales como: gravas, arenas y limos no plsticos;

constituyen generalmente un excelente terreno de fundacin, con capacidad decarga suficiente y sin problemas de asentamiento de importancia.

Algunos problemas que se pueden presentar con estos suelos, estn ligados alflujo de agua a travs de ellos y su grado de compacidad; entre los msfrecuentes se pueden nombrar:

Colapso rpido de la estructura.- Se presentan en las arenas y limos muysueltos, los cuales presentan problemas de asentamiento brusco por colapsorpido de su estructura simple; este efecto, sin embargo, es poco importante bajorellenos, pues estos absorben los movimientos producidos con facilidad; el efectoes ms importante cuando el terreno de fundacin soporta las estructuras rgidasque suelen construirse en una va terrestre.

Tubificacin.- Este fenmeno se produce cuando el agua se filtra a travs delsuelo de cimentacin con un gradiente hidrulico superior al crtico, de modo queproduce arrastre de partculas. Este fenmeno aunque no es muy comn en lasubrasante de vas terrestres, se presenta en ocasiones cuando la estructura



corta el drenaje superficial en una zona, embalsndose el agua, de manera quealcance diferentes niveles en ambos la dos del terrapln.

Licuacin.- Las fuerzas producidas por el flujo ascendente del agua provocan,al vencer el peso de las partculas, efectos de flotacin que hacen que el suelopierda total o casi totalmente su capacidad de carga. El flujo de agua es lentocomparado con la velocidad de disipacin de las altas presiones intersticiales,disminuyendo los valores de resistencia al esfuerzo cortante hasta valores nulos omuy prximos a ceros.

Subrasante Constituidas Por Limos Plsticos Y ArcillasEn los terrenos de fundacin constituidos por limos plsticos y arcillas han dedistinguirse dos casos diferentes, a saber:

Subrasantes constituidas por suelos de baja compresibilidad (CL, ML, OL )

Subrasantes constituidas por suelos de alta compresibilidad (CL, MH, OH)

En el primer caso, no suelen presentarse problemas especiales que repercutandesfavorablemente en la estructura del pavimento. Los asentamientos sonabsorbidos por la estructura y la resistencia del terreno de cimentacin essuficiente para soportar a los terraplenes que hayan de ser construidos.

Los suelos clasificados como OL, pueden no ser apropiados para su uso comocuerpo de terrapln, debido a su contenido de materia orgnica.

Los suelos plsticos de alta compresibilidad que constituyen gran parte deterrenos de cimentacin, esta asociados a grandes problemas de falta deresistencia y compresibilidad, a no ser que su contenido de agua seapermanentemente muy bajo.

Esto terrenos blandos y compresibles suelen ser tpicos de formaciones fluviales(deltas o llanuras deyeccin), lacustre o marinas.

El problema ms grave que ocasionan los suelos finos de alta plasticidad es elasentamiento que se produce en ellos al aplicarle la sobrecarga de la estructuravial, dichos asentamientos producen entre otros efectos los siguientes:

Perdida de bombeo

Aparicin de asentamientos diferenciales en el sentido longitudinal.

Disminucin de la altura de un terrapln.



5. DEFINICIN DEL PERFIL Y DELIMITACIN DE REAS HOMOGNEAS

5.1 SECTORIZACIN INICIAL POR TRNSITO

Inicialmente se sectoriza el tramo en estudio, de acuerdo con los nivelesesperados de trnsito a lo largo de l.

5.2 SECTORIZACIN COMPLEMENTARIA POR TIPOS DE ROCA OSUELO

A partir de las clasificaciones de los suelos de subrasante encontrados en lasperforaciones, se elabora un perfil.

5.3 DETERMINACIN DE LAS REAS HOMOGNEAS DE DISEO



Se determina la longitud en la cual predomina cada suelo y se delimitan reashomogneas para efectos de diseo, teniendo en cuenta el trnsito de proyecto.

Las secciones escogidas deben ser de suficiente longitud, con el fin de que losdiseos resultantes den lugar a una construccin prctica y econmica.

6. EJECUCIN DE ENSAYOS DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA SOBRELOS SUELOS PREDOMINANTES

Los ensayos de resistencia o de respuesta se deben realizar sobre muestrasrepresentativas de los suelos predominantes, reproduciendo las condiciones dehumedad y densidad que se espera prevalezcan en servicio.

El ensayo ms utilizado es el CBR, el cual es una medida de la resistencia delsuelo al esfuerzo cortante bajo condiciones de humedad y densidad controladas,que tiene aplicacin en el diseo y en la evaluacin de pavimentos asflticos.

El soporte de la subrasante se puede expresar, tambin, en trminos del mdulode reaccin, obtenido a travs de pruebas de placa directa. Este mdulo se usaen el diseo de pavimentos rgidos.

La respuesta del soporte se puede caracterizar tambin en trminos deparmetros elsticos (mdulo resiliente y relacin de Poisson), los cuales seaplican en los procedimientos emprico mecansticos de diseo de pavimentosasflticos.

6.1 ENSAYO CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR)

El objetivo del ensayo de CBR es establecer una relacin entre el comportamientode los suelos principalmente utilizados como bases y sub. Rasantes bajo elpavimento de carreteras y aeropistas, determinando la relacin entre el valor deCBR y la densidad seca que se alcanza en el campo.



GENERALIDADES

El ensayo de CBR mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajocondiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a esteensayo, simplemente como Relacin de soporte y esta normado con el nmeroASTM D 1883-73.

En este ensayo, se mide la resistencia que opone un suelo a la penetracin de unpistn de 3 plg de rea en una muestra de suelo de 6 plg (15 cm) de dimetro y5 plg (12.5 cm) de altura, a una velocidad de 1.27 mm/min (0.5 plg/min). La fuerzanecesaria para que el pistn penetre dentro del suelo se mide a determinadosintervalos de penetracin; estas fuerzas medidas, se comparan con las que senecesitan para producir iguales penetraciones en una muestra que sirve depatrn, la cual es piedra partida bien graduada; la definicin de lCBR es:

Fuerza necesaria para producir una penetracin de 2.5 mm en un suelo

Relacin que nos da un valor que se indica en porcentaje, el cual puede ser muyvariable dependiendo de los suelos analizados; 2 a 4 % en arcillas plsticas hastaun 70 % o ms en materiales granulares de buena calidad.

= ( ) ( ) 100



6.2 ENSAYO DE PLACA DIRECTA (AASHTO T 222)

Se realiza para obtener el mdulo de reaccin de la subrasante (k) el cual se usaen el diseo de pavimentos rgidos.

El valor k fue desarrollado bsicamente como una constante de resorte que recibeel soporte bajo la losa de concreto.

La deflexin de los resortes es proporcional a la presin aplicada, es decir, lapresin reactiva para resistir una carga es proporcional a k y a la deflexin de lalosa ()

6.2.1 Determinacin del mdulo de reaccin

Se coloca el equipo sobre el suelo por ensayar, se somete la placa a diversaspresiones y se miden las deflexiones,

Se dibuja una curva de flexin vs presin.

El valor de k se calcula dividiendo la presin sobre la placa, por la deflexincorrespondiente.



6.2.2 DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA BAJO CONDICIONES DEEQUILIBRIO HUMEDAD

La resistencia de los suelos, en especial los finos, est directamente relacionadacon sus condiciones de humedad y de densidad.

Se recomienda determinar la resistencia de la subrasante bajo la condicin mshmeda que se espere una vez que el pavimento se encuentre en servicio.

Compactar suelos finos con humedades bajas para conseguir altas densidades yaltas resistencias durante la construccin, no constituye una buena prctica, porcuanto el suelo queda con una estructura que se debilita considerablemente conel humedecimiento, lo que se traduce en prdidas posteriores de densidad y deresistencia e incrementos en la expansin.

6.2.2.1 CLASIFICACIN DE LOS SUELOS DE ACUERDO CON LA HUMEDADPARA LA DETERMINACIN DE SU RESISTENCIAEJECUCIN

Efectos del subdrenaje sobre la humedad de la subrasante.

Los cambios de humedad de la subrasante por filtracin y fluctuaciones del nivelfretico pueden ser controlados con la instalacin y mantenimiento de dispositivosde subdrenaje

Estos dispositivos slo son efectivos si la humedad del suelo est sujeta a presinde poros positiva

Si las filtraciones de agua provenientes de la parte superior son inevitables yabundantes, conviene determinar la resistencia de los suelos en condicinsaturada cuando correspondan a las categoras 1 y 2 y con la humedad ptimadel ensayo normal de compactacin (Proctor Standard) cuando correspondan a lacategora 3.



DENSIDAD

La densidad que alcanza la subrasante bajo una superficie impermeable(densidad de equilibrio), es funcin del tipo de suelo y del entorno ambiental en elcual acta.

Existen procedimientos para estimar a priori la densidad de equilibrio.

En general, resulta suficiente considerar una densidad equivalente al 95% de lamxima del ensayo modificado de compactacin (tomar precauciones en el casode los suelos expansivos).

6.3 ENSAYO DEL PENETRMETRO DINMICO DE CONO (EN CAMPO)

Ensayo apropiado para estimar la resistencia de suelos predominantemente finos.

Mediante esta prueba se mide la rata a la cual penetra en el suelo una varilla conuna punta cnica, a medida que es golpeada desde cierta altura con una masaespecificada de 8kg.

La resistencia a la penetracin es la pendiente de la recta Nmero de golpes vspenetracin, denominada nmero dinmico (ND) y se expresa en mm/golpe.



6.3.1 PARMETROS ELSTICOS DE LA SUBRASANTE

A) Mdulo Resiliente (MR).-

Es un estimativo del mdulo elstico, basado en medidas de esfuerzo ydeformacin a partir de cargas rpidas repetidas, similares a las queexperimentan los materiales del pavimento bajo la accin del trnsito.

No es una medida de la resistencia, pues el material no se lleva a rotura, si noque retorna a su tamao y forma originales

Se determina mediante el ensayo triaxial dinmico:



a) Procedimiento para hallar el Mdulo Resiliente (MR):

1. Se coloca una muestra compactada en la cmara triaxial dentro de unamembrana

2. Se somete a una presin de confinamiento (s3).

3. Se aplican pulsos repetidos de un esfuerzo axial desviador (sd)

4. Se miden las deformaciones recuperables (DL) que ocurren en unadeterminada longitud de la probeta (L)

5. Se calcula la deformacin axial recuperable (er= DL/ L)

6. Se determina el mdulo resiliente para ese esfuerzo desviador (MR= sd/ er )

7. Se repite el procedimiento con otros esfuerzos axiales desviadores

b) Relacin de Poisson (m).-

Es la relacin entre las deformaciones transversales y longitudinales de unespcimen sometido a carga



7. DETERMINACIN DE LA RESISTENCIA O RESPUESTA DE DISEO PARACADA REA HOMOGNEA

7.1 SELECCIN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DEDISEO

Cualquiera sea el mtodo para medir la resistencia o la respuesta del suelo, cadamuestra o cada ensayo dar generalmente un resultado diferente.

Es importante que el valor utilizado para el diseo no sea ni subestimado, porcuanto dar lugar a un mayor costo de construccin del pavimento, ni sobreestimado en un grado tal, que existan riesgos importantes de falla.

El nmero de ensayos por rea homognea depende de la extensin delproyecto:

Para vas muy cortas (150 metros) son suficientes dos pruebas

-Para tramos extensos (3,000 metros) se recomienda un mnimo de 5 y unmximo de 9 por suelo homogneo.

Para tramos de longitud intermedia se aplicar el criterio del diseador.

-Cuando se tengan menos de 5 resultados, se recomienda tomar el menor valorde resistencia o de respuesta determinado en condiciones de equilibrio.

-Cuando se tengan 5 resultados o ms, la eleccin del valor de diseo del rea,depender del mtodo de diseo del pavimento que se vaya a emplear.



Anotar la carga y penetracin mxima si esta se produce para una penetracinmxima si esta se produce para una penetracin menor que 12.7 (mm), (0.5pulgadas).

7.2 RESULTADOS

Se encontr las curvas de CBR y las curvas de compactacin y la clasificacin delsuelo segn CBR.

Con el resultado del CBR se puede clasificar el suelo usando la tabla siguiente:

CLASIFICACION DEL SUELO DE ACUERDO AL CBR

Datos encontrados en el ensayo CBR:



DENSIDAD OPTIMA SE DA AL 95%= 1.98 (0.95) = 1.88 gr/ cm3Entonces para CBR(95%) = 15.46 %

8. PROBLEMAS EN LA SUBRASANTE

Tiene una gran influencia en las operaciones de construccin del pavimento y enla eficiencia del mismo. Las subrasantes inestables presentan problemas relativosa la colocacin y compactacin de los materiales de base y/o subbase y no dansoporte adecuado para las subsiguientes operaciones de pavimentacin.

Frecuentemente, las deficiencias en la construccin debidas a problemas de lasubrasante, no se detectan por encontrarse ocultas en el pavimento final; sinembargo pueden aparecer en el pavimento despus de la exposicin al trfico y almedio ambiente. Las respuestas estructurales de un pavimento (esfuerzos,desplazamientos y agrietamientos) son influidas significativamente por lasubrasante. Un gran porcentaje de las deflexiones en la superficie de unpavimento se puede atribuir a la subrasante.

Algunos problemas encontrados en la subrasante:

8.1 SUBRASANTES BLANDAS:

Compresibilidad (en general diferencial).

Inestabilidad de terraplenes.

Desecacin (Asentamientos, agrietamientos).

La vegetacin acenta las deformaciones.



8.1.1 SUBRASANTES BLANDOS TPICOS:

Suelos turbos (Pt)

Limos orgnicos

Limos inorgnicos

Arcillas con alto Limite Liquido.

8.2 FALLAS EN EL PAVIMENTO DEBIDO A LAS DEFICIENCIAS DE LASUBRASANTE.

8.2.1 HUNDIMIENTOS DE LA SUBRASANTE:

Desplazamientos verticales de la calzada pueden indicar movimientos dereptacin (corrimiento del suelo provocado por la inestabilidad del talud) de laladera o el desarrollo de un proceso de inestabilidad en el talud inferior. Sinembargo, estos movimientos pueden estar asociados con el asentamiento delrelleno alrededor de alcantarillas.

Este tipo de dao puede generar problemas de seguridad a los vehculos,especialmente cuando contienen agua pues se puede producir hidroplaneo(cuando los neumticos de los vehculos pierden contacto con el pavimento poruna pelcula de agua). Los hundimientos pueden estar orientados de formalongitudinal o transversal al eje de la va, o pueden tener forma de medialuna, encualquier caso, el reporte del dao debe incluir en las aclaraciones la orientacino la forma del hundimiento.



9. CONCLUSIONES

Los resultados que se obtiene del estudio del suelo y la subrasante nospermiten disear un pavimento ms resistente para un largo periodo detiempo

Los sistemas de clasificacin SUCS y ASTHO clasifican los suelos deacuerdo a los diferentes tamices siendo el ms usado el ASTHO para lapara obras viales y el SUCS para obras de edificacin.

Los suelos no siempre son los adecuados para el diseo estructural de unpavimento.

La respuesta de la subrasante ante las cargas del trnsito depende de lostipos de suelo que la constituyen y de la densidad y la humedad de ellos,tanto durante la construccin como durante el servicio.

La funcin principal de la subrasante es proporcionar soporte al pavimento,por lo que resulta indispensable evaluar las propiedades de los suelos parallevar un control de calidad adecuado.

Un estudio que nunca puede faltar en cualquier proyecto de ingeniera es elde mecnica de suelos o geotcnico, que incluya una investigacin decampo precisa, con los sondeos necesarios de acuerdo a la magnitud de laobra y acompaado de los respectivos ensayos de laboratorio



10. RECOMENDACIONES

o Se recomienda realizar una estratigrafa (estudio de los estratos) in situpara la aplicacin de la clasificacin del suelo y los ensayos respectivosmediante un sondeo del lugar.

o Previamente, el rea del terreno donde se va a construir el terrapln orelleno deber ser sometido al trabajo de limpieza, eliminndose todo elmaterial orgnico. Asimismo ser escarificado o removido de modo que elmaterial de relleno se adhiera a la superficie del terreno.

o Tener un adecuado conocimiento con respecto a la clasificacin ycaractersticas de suelos, lo que conllevara a un buen diseo y clculoestructural de pavimento y por ende la proteccin de la sub rasante.

o Tener un mejor control en la ejecucin de la obra, para obtener mejoresresultados del pavimento que se ha diseado.

o Mejorar la proteccin o los mtodos de proteccin de la sub-rasante.

o Es necesario, asegurar que las caractersticas de la sub-rasante sean lasadecuadas para que despus no se presencien fallas y el diseo sea elcorrecto para la permanencia del pavimento.



11. BIBLIOGRAFIA

Ingeniera de Pavimentos autor: Ing. Jos Rafael Menndez AcurioFondo Editorial ICG

Manual de diseo de Carreteras Pavimentadas de Bajo Volumen deTrnsito - Ministerio de Transporte y Comunicaciones MTC

Bowles, Joseph E. (1981), Manual de Laboratorio de Suelos enIngeniera Civil Mc Graw-Hill Book

T. William, Mecnica de Suelos

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