EXPLORACION DEL SUELO Y ANALISIS DEL CBR
EXPLORACIÓN DE SUELOS Y ROCAS •
AASHTO para la investigación y muestreo de suelos y suelos y rocas recomienda la aplicación de la norma T 86-90 que equivale a la ASTM D42069; para el presente manual, se aplicará para todos los efectos el procedimiento establecido en las normas MTC E101, MTC E102, MTC E103 y MTC E104, que recoge los mencionados alcances de AASHTO AASHTO y ASTM
EXPLORACIÓN DE SUELOS Y ROCAS •
AASHTO para la investigación y muestreo de suelos y suelos y rocas recomienda la aplicación de la norma T 86-90 que equivale a la ASTM D42069; para el presente manual, se aplicará para todos los efectos el procedimiento establecido en las normas MTC E101, MTC E102, MTC E103 y MTC E104, que recoge los mencionados alcances de AASHTO AASHTO y ASTM
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El prog progrrama de expl explor orac ació ión n e inve invesstig tigació ación n de campo incluirá la ejecución de cal calic ica atas o pozzos po exp xplo lorrator orio ioss, cuyo espaciamiento dependerá fundamentalmente de las características de los materiales subyacentes en el trazo de la vía. Generalmente están espaciadas están espaciadas entre 250 m y 2,000 m, m, pero pueden estar más pró próxima ximass depe depend ndie iend ndo o de punt puntos os sing singul ular ares es,, como en los casos de: – cambio en la topografía de topografía de la zona en estudio; – por la naturaleza de los suelos o cuando los suelos se presentan en forma errática o irregular
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– delimitar las zonas en que se detecten suelos que se consideren pobres o inadecuados; – zonas que soportarán terraplenes o rellenos de altura mayor a 5.0 m; – zonas donde la rasante se ubica muy próxima al terreno natural (h < 0.6 m); – en zonas de corte, se ubicarán los puntos de cambio de corte a terraplén o de terraplén a corte, para conocer el material a nivel de subrasante.
CARACTERIZACIÓN DE LA SUBRASANTE •
Con el objeto de determinar las características físico- mecánicas de los materiales de la subrasante se llevarán a cabo investigaciones mediante la ejecución de pozos exploratorios o calicatas de 1.5 m de profundidad mínima; el número mínimo de calicatas por kilómetro
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En caso el tramo tenga una longitud entre 500 m y 1,000 m el número de calicatas a realizar será la cantidad de calicatas para un kilómetro indicada en el cuadro 4.1. Si el tramo tiene una longitud menor a 500 m, el número de calicatas a realizar será la mitad de calicatas indicada en el cuadro anterior.
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Registros de Excavación se extraerán muestras representativas de la subrasante para realizar ensayos de Módulos de resiliencia (Mr) o ensayos de CBR para correlacionarlos con ecuaciones de Mr, la cantidad de ensayos dependerá del tipo de carretera
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ENSAYOS DE LABORATORIO Con las muestras extraídas de las calicatas efectuadas, se realizarán los siguientes ensayos de laboratorio: - Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422, MTC E107 - Límite Líquido ASTM D-4318, MTC E110 - Límite Plástico ASTM D-4318, MTC E111 Contenido de humedad ASTM D-2216, MTC E108 - Clasificación SUCS ASTM D-2487 - Contenido Sulfatos ASTM D-516 - Contenido Cloruros ASTM D-512 - Contenido Sales Solubles Totales MTC - E219 - Clasificación AASHTO M-145
Ejemplo practico 1 •
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1.- Calcular el numero de calicatas en un tramo de 30 km para: A. Autopista (2 carriles x sentido 4 calicatas * …..km * sentido) B. Carretera de primera clase. C. Carretera de bajo transito
RESPUESTA A)
2 Carriles * 4 C =
8
8 * 30 = 240 B)
4 C. * 30 km
=
120
C)
1C * 30
=
30
Ejemplo practico •
Cual es la presion de inflado para los EE si tenemos un PCN de 130 PCI para un espesor de 10 cm.
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Presion de inflado =2.35 psi
ESTABILIZACION DE SUELOS
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La estabilización de suelos se define como el mejoramiento de las propiedades físicas de un suelo a través de procedimientos mecánicos e incorporación de productos químicos, naturales o sintéticos. La estabilización de suelos consiste en dotar a los mismos, de resistencia mecánica y permanencia de tales propiedades en el tiempo. Las técnicas son variadas y van desde la adición de otro suelo, a la incorporación de uno o más agentes estabilizantes. Cualquiera sea el mecanismo de estabilización, es seguido de un proceso de compactación
CRITERIOS GEOTÉCNICOS PARA ESTABLECER LA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS •
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1) Se considerarán como materiales aptos para las capas de la subrasante suelos con CBR ≥ 6%. En caso de ser menor (subrasante pobre o subrasante inadecuada), o se presenten zonas húmedas locales o áreas blandas, será materia de un Estudio Especial. 2) Cuando la capa de subrasante sea arcillosa o limosa y, al humedecerse, partículas de estos materiales puedan penetrar en las capas granulares del pavimento contaminándolas, deberá proyectarse una capa de material anticontaminante de 10 cm. de espesor como mínimo o un geotextil, según lo justifique el Ingeniero Responsable.
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3) La superficie de la subrasante debe quedar encima del nivel de la napa freática como mínimo a 0.60 m cuando se trate de una subrasante extraordinaria y muy buena; a 0.80 m cuando se trate de una subrasante buena y regular; a 1.00 m cuando se trate de una subrasante pobre y, a 1.20 m cuando se trate de una subrasante inadecuada. En caso necesario, se colocarán subdrenes o capas anticontaminantes y/o drenantes o se elevará la rasante hasta el nivel necesario. 4) En zonas sobre los 4,000 msnm, se evaluará la acción de las heladas en los suelos.
PROCESO PARA LA IDENTIFICACION DEL TIPO DEL SUELO
PROCESO DE SELECCIÓN Y EL TIPO DE ESTABILIZACION
PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL ESPESOR DE REEMPLAZO EN FUNCIÓN AL VALOR SOPORTE O RESISTENCIA DEL SUELO •
Este procedimiento de cálculo para determinar en sectores localizados, el espesor de material a reemplazar se aplicará solo en casos de subrasantes pobres, con suelos de plasticidad media, no expansivos y con valores soporte entre CBR ≥ 3% y CBR < 6%
ESPESORES RECOMENDADOS PARA ESTABILIZACIÓN POR SUSTITUCIÓN DE SUELOS 3% ≤ CBR < 6%
SUELOS ESTABILIZADOS CON CAL •
El suelo-cal se obtiene por mezcla íntima de suelo, cal y agua. La cal que se utiliza es óxido cálcico (cal anhidra o cal viva), obtenido por calcinación de materiales calizos, o hidróxido cálcico (cal hidratada o cal apagada). Estas cales se llaman también aéreas por la propiedad que tienen de endurecerse en el aire, una vez mezcladas con agua, por acción del anhídrido carbónico
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La National Lime Association resume las propiedades que se obtienen después de una estabilización o mejoramiento con cal, en lo siguiente: i) Reducción del índice de plasticidad, debido a una reducción del límite líquido y a un incremento del límite plástico. ii) Reducción considerable del ligante natural del suelo por aglomeración de partículas. iii) Obtención de un material más trabajable y fiable como producto de la reducción del contenido de agua en los suelos (rotura fácil de grumos). iv) La cal ayuda a secar los suelos húmedos lo que acelera su compactación.
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v) Reducción importante del potencial de contracción y del potencial de hinchamiento. vi) Incremento de la resistencia a la comprensión simple de la mezcla posterior al tiempo de curado alcanzando en algunos casos hasta un 40% de incremento. vii) Incremento de la capacidad portante del suelo (CBR). viii) Incremento de la resistencia a la tracción del suelo. ix) Formación de barreras impermeables que impiden la penetración de aguas de lluvia o el ascenso capilar de aguas subterráneas.
SUELOS ESTABILIZADOS CON CEMENTO •
El material llamado suelo-cemento se obtiene por la mezcla íntima de un suelo suficientemente disgregado con cemento, agua y otras eventuales adiciones, seguida de una compactación y un curado adecuados. De esta forma, el material suelto se convierte en otro endurecido, mucho más resistente. A diferencia del concreto, sin embargo, los granos de los suelos no están envueltos en pasta de cemento endurecido, sino que están puntualmente unidos entre sí. Por ello, el suelo-cemento tiene una resistencia inferior y un módulo de elasticidad más bajo que el concreto.
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El contenido óptimo de agua se determina por el ensayo proctor como en la compactación de suelos. Las propiedades del suelo-cemento dependen de:
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- Tipo y cantidad de suelo, cemento y agua.
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- Ejecución. de curado.
Edad de la mezcla compactada y tipo
Los suelos más adecuados para estabilizar con cemento son los granulares tipos A-1, A-2 y A-3, con finos de plasticidad baja o media (LL < 40, IP < 18).
La resi esistenci ncia del sue suelo-c o-ceme emento aume aumen nta con el contenido de cemento y la edad de la mezcla. Al añadir cemento a un suelo y antes de iniciarse el fraguado, su IP disminuye, su LL varía ligeramente y su densidad máxi máxima ma y hume humeda dadd-óp ópti tima ma aume aument nta a o dism dismin inuy uyen en ligeramente, según el tipo de suelo
DRENAJE
DISEÑO DE VIAS DE BAJO TRANSITO (AFIRMADO)
ESPESOR DE CAPA DE REVESTIMEINTO GRANULAR
