CAPÍTULO 3 PROPIEDADES DE LOS MATERIAL MATERIALES ES 1. OBJETIVOS Al finalizar finalizar este capítulo capítulo el lector lector deberá deberá tener tener la habilidad habilidad de:
Determinar las propiedades, características y especificaciones de los materiales componentes del pavimento, relacionando con las pruebas de laboratorio, interpretando los mismos.
2. INTRODUCCION Es evidente que la calidad de los materiales que conforman cada una de las capas de una obra vial, es determinante para la selección de la estructura del pavimento más adecuada técnica y económicamente. Una de las las difi cultades cultades que se s e deberá deberá afrontar en la vida laboral con mayor frecuencia es la localización de las fuentes de materiales apropiados para la construcción de pavimentos. Por una parte, se consideran los agregados disponibles en depósitos aluviales y canteras del área. Además de la calidad requerida, en la que se incluye la deseada homogeneidad, hay que atender a las cantidades disponibles, al suministro y al precio, condicionado en gran medida por la distancia de transporte. Por otro lado, se consideran los materiales básicos de mayor costo como son los ligantes y conglomerantes, principalmente; finalmente se considera la calidad de las mezclas de materiales pétreos y cementantes.
3. PROPIEDADES DE DE LOS AGREGADOS AGREGADOS Las propiedades más importantes son:
Tamaño y gradación de las partículas. Dureza o resistencia al desgaste Durabilidad o resistencia al intemperismo Densidad relativa y absorción Estabilidad química Forma de la partícula y textura de la superficie Ausencia de partículas o sustancias nocivas
4. SUBRASANTE Subrasante se denomina al suelo que sirve como fundación para todo el paquete estructural de un pavimento. Desde las postrimerías de la década del 50, se puso más énfasis en las propiedades fundamentales de la subrasante y se idearon ensayos para caracterizar mejor a estos suelos. E ns ayos us ando carga carg as estática estáticass o de baja velocidad de deformación tale taless como el el CB R , compresión simple estos
1
son reemplazados por ensayos dinámic os y de repetición de carg as tales como el ens ayo del módulo res iliente, que representan mucho mejor lo que sucede bajo un pavimento en lo concerniente a tensiones y deformaciones.
Propiedades Físicas:
Propiedades Ingenieriles:
Relacionadas al tipo de material a utilizar (propiedades iniciales del suelo) Clasificación Relación humedad-densidad
4.1
CARACTERISTICAS
DEL
Modulo resiliente. Valor de soporte del suelo Módulo de reacción subrasante
MATERIAL
USADO
de
EN
SUBRASANTE La calidad de los materiales va en función de sus características y de la intensidad de tránsito. Las especificaciones de la ABC en nuestro medio nos indica lo siguiente:
PROFUNDIDAD DEBAJO
CBR MINIMO REQUERIDO
DE LA SUBRASANTE (cm)
(%)
60 - 90
3
Mas de 90
2
2
PROFUNDIDAD DEBAJO
CBR MINIMO REQUERIDO
DE LA SUBRASANTE (cm)
(%)
0 - 20
8
20 - 40
6
40 - 60
4
El grado de compactación no debe ser mayor al 95% de la densidad seca máxima del ensayo AASHTO T-180-D para suelos que presenten expansión mayor o igual a 2%.
5. SUB BASE Es la capa que está apoyada sobre la subrasante, compuesta por materiales granulares de buena gradación. Los materiales a ser empleados en la sub base deben presentar un índice de soporte de California (C B R ) ig ual o mayor a 40% y una expansión máxima de 2 %, con la energía de compactación del ensayo AASHTOT-180-D y para la densidad seca correspondiente al 100 % de la máxima determinada en este ensayo. La sub base se efectuada con materiales que cumplan la siguiente granulometría:
TAMIZ
TIPO DE GRADACION A
B
C
3”
100
-
-
2”
-
100
1 ½”
-
-
100
1”
-
-
-
¾”
-
-
-
3/8”
-
-
-
No. 4
15-45
20-50
25-55
No. 10
-
-
-
No. 40
-
-
-
No. 200
0-10
0-10
0-10
3
GRADACIÓN EXIGIDA PARA SUBBASE DE PAVIMENTOS FLEXIBLES Tamiz
Porcentaje que pasa
Normal
Alterno
50
2
100
37.5
1½
70-100
25
1
60-100
12.5
½
50-90
9.5
3/8
40-80
4.75
No 4
30-70
2.0
No 10
20-55
425
No 40
10-40
75
No 200
4-20
GRADACIÓN RECOMENDADA POR LA AASHTO PARA SUBBASE DE PAVIMENTOS RÍGIDOS tamiz
Porcentaje que pasa Tipo a
Tipo b
38.1
100
100
19.1
60-90
85-100
9.76
35-60
50-80
0.425
10-25
20-35
0.074
0-7
5-12
6. BASE La base granular es estructuralmente la capa más importante de un pavimento flexible, ya que tiene como función primordial, distribuir y transmitir las cargas ocasionadas por el tránsito a las capas posteriores, por esta razón, sus materiales constitutivos deben ser de muy alta calidad. La realización de la combinación de agregados se realiza para los siguientes fines: por ejemplo, para mejorar un agregado de mala calidad con uno de mejor calidad, de modo que cuando el agregado sea combinado resulte óptimo y aceptable o para corregir las deficiencias que puedan tener en la gradación.
4
Un problema que se presenta es el de determinar la cantidad de porción que se debe mezclar, ya sea para dos o más materiales para poder cumplir una cierta gradación que cumpla con los requisitos establecidos en la norma, para los tamices que especifica la norma. Existen 2 métodos para conseguir esta determinación y son los siguientes:
Método gráfico. - En una gráfica, donde en la parte superior e inferior se marcan los porcentajes a usar de cada agregado y a la derecha e izquierda los porcentajes que pasan, se marcan los rangos que delimita la norma para el porcentaje que pasa para cada tamiz. 1) Se une por una línea el porcentaje que pasa del agregado “A”, a la izquierda del gráfico, con el porcentaje que pasa del agregado “B”, a la derecha, para los tamices correspondientes entre sí. 2) Se marca la intersección de esta línea con sus límites superior e inferior, del rango correspondiente al tamiz. Se repite esto para todos los tamices. 3) La marca con el límite inferior más a la derecha y la marca con el límite superior más a la izquierda, darán los valores para calcular las proporciones, en porcentaje, de cada agregado. 4) Estas dos marcas se prolongan hasta la parte superior e inferior de la gráfica, obteniéndose dos valores, que se promedian, para obtener el porcentaje a usar de cada agregado.
Método por tanteos. - Sin trazar la gráfica de los datos. Por ejemplo, en primer lugar, se podría prestar la atención a la cantidad que pasa el tamiz No. 40, ya que muchos técnicos del hormigón consideran que esta cantidad ejerce una influencia importante sobre la trabajabilidad del hormigón. En principio, podría considerarse una mezcla 50-50%, y ver si con esta relación se satisfacen los requisitos para todos los tamices, y a partir de este primer tanteo variar las proporciones hasta cumplir con todos los parámetros determinados por las especificaciones técnicas.
5
