Suelo o Terreno de Fundación

UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS – INGENIERÍA INGENIERÍA CIVIL

“ SUEL O O TERRENO DE FUNDACIÓN”

UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL

DIS EÑO MODERNO DE PAV PAVIMEN IMENTOS TOS CONGA QUISPE, Elvis Smith GOMEZ SALVATIERRA, Alcibiades

PORTE PORT E DE L OS ALUMNOS: ALUMNOS:

QUISPE CCAHUIN, Ciro Michel RUMIN ROMERO, Carl os Eduardo


1.- OBJETIVOS 

Estudiar los los conceptos sobre Suelos Suelos de Fundación Fundación en Pavimentos



Comprender los procesos que se debe seguir seguir para el estudio estudio dde e Suelo Suelo de de Fundación en obras de Pavimento Rígido y Pavimento Flexible.



Saber las Pruebas en Cam Campo po que se deben realizar en un suelo de fundación.



Conocer la capacidad de soporte de la sub-rasante.






2.- INTRODUCCIÓN En el presente trabajo damos a conocer los conceptos sobre Suelos de Fundación referidos a pavimentos, pavimentos, junto juntoss ccon on los distintos distintos análisis que este comprende com prende,, como son los materiales que se eligen para la fundación de pavimentos, La metodología a seguir para la caracterización del suelo de fundación que comprende básicamente una investigación de campo a lo largo de la vía, mediante la ejecución de pozos exploratorios (calicatas). Las calicatas o catas son una de las técnicas de prospección empleadas para facilitar el reconocimiento geotécnico estudios edafológicos o pedológicos de un terreno. Son excavaciones de profundidad pequeña a media, realizadas normalmente con pala retroexcavadora. Las diferentes pruebas en campo que se realizan en un suelo de fundación son el ensayo de cono dinámico y el ensayo de CBR y la permeabilidad In Situ, También veremos la forma del Muestreo de un Suelo y la Identificación en Campo, y el ensayo en laboratorio necesario para hallar la capacidad de soporte de la sub rasante.






SUELO O TERRENO DE FUNDACIÓN 3.-DEFINICIÓN: Se denomina suelo de fundación a la capa del suelo bajo la estructura del pavimento, preparada y compactada como fundación para él para el pavimento. Se trata del terreno natural o la última capa del relleno de la plataforma sobre la que se asienta el pavimento.

La caracterización caracteriz ación de los suelos para esta capa c apa de fundación fundación se basa en los siguientes aspectos: 3.1.-METODOLOGÍA La metodología a seguir para la caracterización del suelo de fundación comprende básicamente una investigación de campo a lo largo de la vía, mediante la ejecución de pozos exploratorios (calicatas), con obtención de muestras representativas en número y cantidades suficientes para su posterior análisis en ensayos en laboratorio y, finalmente, con los datos obtenidos en ambas fases se pasa a la fase de gabinete, para consignar en forma gráfica y escrita esc rita los resultados obtenidos. obtenidos. 3.2.-METODO DE EXPLORACION DE CAMPO DEL TERRENO DE FUNDACION En la ejecución de cualquier proyecto u obra de ingeniería civil es necesario realizar la exploración del lugar, como parte de un programa de investigaciones geotecnias, el mismo que involucra aspectos de geología y mecánica de suelos. Del tamaño y tipo del proyecto dependerán de las consideraciones del programa de exploración. Las etapas etapas de explor exp loración ación de campo son: UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





1. Traba Tr abajos jos preliminares pre liminares de gabinete: es la recopilación de la información del lugarr com luga como o mapas, fotografías, fotografías, estudios anteriores, etc.

2.-Exploracion detallada del sitio y muestreo: levantamiento estratigráfico y mineralogía de los estratos rocosos y condiciones del subsuelo, mediante la ejecución de pozos de prueba denominados “calicatas” se identifican los estratos que conforman la sub s ub rasante y se mide la densidad densidad natural natural del del estrato más desfavo desfavorable. rable. Se debe identificar las condiciones de agua subterránea y toma de muestras para exámenes más detallados y ensayo s de laboratorio.






3.-Pruebas de laboratorio con las muestras: Ensayos con muestras alteradas y no alteradas representativas de la estratigrafía. Ensayos estándar con fines de caracterización física de suelos y clasificación, así como ensayos especiales para determinar su s u capacidad de soporte.

4.- Ensayos en situ: ensayos situ: ensayos llevados a cabo en el mismo lugar, ya sea antes o durante el proceso de construcción; controles de compactación de campo, ensayos de penetración penetración ligera con c on DPL, etc.

5.- Reporte de resultados: resultados: Detalles de estudio geológico, perfiles estratigráficos y mapeo de los resultados de penetración ligera, resultados de las pruebas de laboratorio incluyendo los registros de excavaciones, referencias de las muestras e interpretaciones estratigráficas.






3.3.-A 3.3.-ALCANCE LCANCE DE LA EXPLORACI EXPLO RACIÓN ÓN DEL SITIO SIT IO La información generada por la exploración del lugar está relacionada con los depósitos superficiales de rocas y suelos, el objetivo consiste en obtener un modelo tridimensional del lugar, que se extienda tanto lateral como verticalmente, para incluir todos los estratos que pueden llegar a afectarse por las cargas trasmitidas al sub suelo, producidas por la construcción de la vía. Los esfuerzos significativos transmitido transm itidoss por las cargas del tránsito alcanzan hasta 1.5 m de profundida profundidad. d. Los ensayos de penetración y calicatas deben efectuarse cada 500 m en caso de carreteras y cada 100 m cuando la vía es urbana. En condiciones uniformes y homogéneas, las calicatas se pueden espaciar a varios kilómetros. En condiciones de variaciones laterales o verticales la separación se reduce, con el objetivo de identificar la zona en la que cambian cam bian las las condi c ondiciones ciones de sitio. La profundidad de exploración está relacionada con la trasmisión de los esfuerzos, el alcance máximo de una calicata o ensayo de penetración ligera es hasta 1.50 m con respecto al nivel de la subrasante. 3.4.3.4.- EXCAV EXCAVACIONES A CIELO ABIERT ABIERTO O (calicatas) (calic atas) Y USO DE POST EADORAS EADORAS MANUALES. Las calicatas son realizada r ealizadass en la mayorí m ayoríaa de los los suelos, la presencia del nive nivell freático puede ser una de las limitaciones de este tipo de exploración. Tienen la ventaja de que se pueden realizar a mano o con una excavadora mecánica, y de exponer la sucesión de estratos es tratos para facilitar fac ilitar su inspección inspecc ión visual. visual. No existen existen las desventajas desventajas para este tipo de exploración. La ejecución de las calicatas requiere un conocimiento de los suelos encontrados la identificación visual es muy importante durante esta etapa. Las muestras pueden tomarse tomars e manualmente del del fondo y de las paredes laterales laterales de la calicata. c alicata. Las calicatas permiten extraer muestras inalteradas que serán remoldeadas en el laboratorio, también permite obtener obtener muestras inalteradas que serán protegidas para que no pierdan humedad natural y se puedan realizar realizar ensayos de densidad in situ. En esta puede claramente los estratos UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL

imagen se apreciar comoo varían com varían FIG 1 DIS EÑO MODERNO DE PAV PAVIMEN IMENTOS TOS CONGA QUISPE, Elvis Smith GOMEZ SALVATIERRA, Alcibiades






El barrenador manual, m anual, posteadoras de tipo IW IW AN AUGER AUGER es una herramienta herram ienta manual muy simple que se usa para perforaciones o sondajes en suelos blandos hasta una profundidad de 5 a 6 m. la forma usual es un barrenador de arcilla semicilíndrica de 10 cm. De diámetro, Unido por una seria de varillas de extensión de 1 m a un mango en forma de cruceta que se hace girar manualmente desde la superficie. Las cucharas acopladas en el extremo para extraer muestras tienen diseño especial cuando se trate de suelos puramente cohesivos (arcillas), las posteadoras constituyen un método muy sencillo, económico y rápido de realizar perforaciones en suelos que no contengan presencia de gravas. FIG 2

FIG 1.- En esta imagen se puede apreciar claramente como varían los estratos.

FIG 2.- POSTEADORA PO STEADORA de tipo tipo IWAN AUGER.

3.5.- MUESTRAS DE SUELOS, OBTENCIÓN DE MUESTRAS INALTERADAS Y ALT ALTERA ERADAS DAS Existen dos categorías categorías principales principales de m muestras uestras de suelos: 1) Muestras Muest ras Inalter Inalter adas adas Se preserva, en la medida de lo posible, la estructura y el contenido de humedad para que representen las condiciones de campo, las muestras inalteradas son necesarias UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





para ensayos de CBR en suelos finos como por ejemplo las arcillas, arenas limosas o arcillosas. Las muestras inalteradas se extraen con los moldes de CBR y un accesorio de este, que permite cortar el suelo. Se protege y traslada al laboratorio para su inmediato ensayo, el CBR así calculado, estará asociado a la densidad y humedad natural.

Molde de CBR y accesorio

Si el suelo está conformado por arenas y es difícil conseguir una muestra inalterada, se recomienda medir la densidad de campo y tomar una muestra para humedad, de manera que en en el laboratorio se remolde rem olde los los especímenes. 2) Muestr Mue str a Alter lt eradas adas Las muestras alteradas se usan para la identificación del suelo y para pruebas de clasificación y calidad a medida que se recolecten, las muestras se introducen en recipientes de vidrio o plásticos y se sellan, también se pueden usar latas o bolsas de plásticos.






Se debe tomar una porción de 100 kg aproximadamente para realizar los ensayos de proctor modificado y CBR en muestras m uestras remolde rem oldeadas adas al optimo optimo contenido contenido de humedad, humedad, para determinar el CBR de diseño para sub rasantes granulares, materiales de sub base y base granulares. granulares. 3.6.- IDENTIFICACIÓN VISUAL Y MANUAL DE MUESTRAS DE SUELOS ASTM D2488 Pruebas de Campo Campo para Clasifi Clasificación cación La identificación visual, es el reconocimiento preliminar del suelo sin necesidad del empleo de equipos o ensayos de laboratorio, luego, los ensayos de laboratorios confirmaran y permitirán precisar la información obtenida del terreno.

Esta identificación es una etapa inicial para el estudio de mecánica de suelos. Que permite tomar decisiones y ajustar el programa de investigación los términos básicos para designar a los tipos de suelos son grava, arena, limo, arcilla, sin embargo, en la naturaleza los suelos son una mezcla de dos o más de estos y a veces contienen una cantidad de materia orgánica. Sin embargo, es posible identificar el componente predominante y asignarles el término básico por ejemplo, una arena limosa tiene las propiedades de una arena, con una cantidad importante de limo, un limo orgánico está compuesto prioritariamente por limo, pero contiene una cantidad significativa de materia orgánica.






Se conoce como suelos granulares a las arenas y a las gravas y como suelos finos a las arcillas y limos. Esta distinción se basa en la visibilidad de las partículas individua individuales. les. En laboratorio, laboratorio, los suelos s uelos finos y gruesos se s e separan con la malla N 200. 200. 3.6. 3.6.1. 1.-- Identif icación y Descripci ón de suelos f inos En comparación a los suelos finos, los suelos granulares son más fáciles de identificar. La angularidad, forma, color, olor, humedad, consistencia, cementación, estructura, tamaño máximo de partículas y dureza, son las principales características de este tipo de suelos. Los suelos finos para su identificación necesitan de algunos ensayos de campo, cam po, para para poder poder diferenciar las arcillas de los limos o de las arenas arenas finas. a. reacción re acción a la Agit ación o Dilatancia Una muestra de suelo se amasa formando una bolita, la que debe contener una humedad tal que el agua casi aparezca en la superficie. La muestra preparada se coloca en la palma de la mano y se sacude horizontalmente golpeándola en forma reiterada y fuerte contra la otra mano.

Prueba de Dilatancia

El suelo tiene reacción rápida al sacudimiento cuando la pasta cambia la forma y evidencia una superficie brillante (debido a la expulsión de agua). Cuando el suelo tiene reacción rápida al sacudimiento con unos pocos golpes, se puede asegurar que se trata de un limo. Si la reacción del suelo es muy lenta o no hay reacción se puede concluir que se trata de una arcilla. Para el caso de arenas limpias muy finas la reacción es muy rápida. Reacciones intermedias dejan una interrogante para identificar el suelo y por ello es necesario recurrir a un ensayo de amasado para despejar la interrogante. Sin embargo, en el caso en que el tipo de suelo fino se pueda definir solo con el ensayo de amasado que se s e enuncia a contin c ontinuación. uación. b. Ensayo de ama amasado sado o de tenacidad te nacidad UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





El ensayo de amasado complementa el ensayo de dilatancia. Una pasta de suelo se amasa hasta alcanzar la consistencia de la masilla, luego se forma un bastón de aprox. 3mm. 3mm . Este proceso se repite hasta que el contenido contenido de humedad humedad se reduce y la muestra adquiere una consistencia dura. El bastón se rompe en varias partes al ser amasado.

Prueba de tenacidad

Cuando más tenaz es el rodillo y cuando más duros son los trozos al desmoronarse, más importante es la fracción arcillosa del suelo. Durante el ensayo se deben observar: 1.

cuando está cerca de las condiciones de ruptura descritas: una arcilla opone mucha resistencia y un limo opone una baja resistencia 2. Plasticidad , el suelo s uelo se comporta plásticamente plásticam ente durante durante el amasado, pero pero deja de hacerlo una vez que alcanza la humedad que tiene el bastón al romperse. 3. Brillo, cuando se alcanza la rotura del bastón de suelo se puede unir sus partes al oprimirlas entre si fuertemente con los dedos, se frota con la uña y se observa si la superficie frotada brilla. Las arcillas presentan una superficie brillante que va en aumento según el crecimiento de la plasticidad, es decir, es más brillante si la arcilla es más plástica. Resistencia del suelo al amasado ,

c. Resistencia Resiste ncia en estado seco (a (a la disgr egación) Una muestra de suelo se deja secar expuesta al sol y aire, se mide su resistencia rompiéndola y desmoronándola entre los dedos. La resistencia (en estado seco) aumenta con la plasticidad (presencia de arcilla). Un limo inorgánico posee una resistencia muy ligera. Las arenas finas limosas y los limos tienen baja resistencia. Una arcilla será muy resistente en estado seca, a mayor porcentaje de arcilla en la muestra, mayor será su resistencia.

Resistencia en estado seco






En la tabla se resumen los ensayos de campo, con resultados visuales y el tipo de suelo al que está relacionado ese comportamiento Identificación de suelos con pruebas manuales

Nº MATERIA TERIA

T RM RMIINOS - Anotar nombre (limo, arcilla, orgánico)con adjetivo de los constituyentes secundarios, el tamaño máximo visible y, en 1.- Nombre el caso de que sea superior al tamiz 80mm (3"), anotar el porcentaje estimado de partículas superiores a dicho tamiz (bolones), referido al total del suelo. - Anotar el porcentaje aproximado en peso de grava, arena 2.Distribución de y finos para la fracción desuelo que pasa por el tamiz tamaños 80mm (3"). - Utilizar como máximo dos colores, o bien; anotar 3.- Color presencia de manchas manc has y/o bandas. bandas. 4.- Olor - Ninguno Ninguno térreo u orgánico. 5.- Dilatancia Dilatanc ia - Ninguna, Ninguna, lenta o rápida. 6.- Resistenc Res istencia ia Seca - Muy baja, baja, media, alta o muy alta. 7.- Plasticidad Plast icidad - Ninguna, Ninguna, baja, media o alta. 8.- Humedad Seco, húmedo, mojado o saturado satur ado - Blanda, media, firme, muy firme o dura, estimarla basado 9.- Consistencia en la facilidad para penetrar el dedo índice y/o pulgar. - Anotar la estructura dominante; estratificado laminado, 10.- Estructura homogéneo, homogén eo, vesicular, vesic ular, etc. 11.- Cementación - Débil o fuerte. 12.- Origen - Precisar Precis ar el origen del suelo (fluvial, (fluvial, artificial, etc.) UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





13.- Materia Orgánica Or gánica 14.- Símbolo del Grupo 15.- Nombre del Suelo

- Sin indicios, indicios , mediana o abundante. - De acuerdo acuer do con c on la nomenc nomenclatura latura - Nombre típico, seguido del nombre nombr e local (si (s i lo tiene).

3.6. 3.6.2. 2.-- Identi ficación y Descr ipción ipció n de Suelos Suelo s Granulares. En campo se considera un tamaño de 5 mm. Para separar gravas de arenas. Las gravas pueden separarse en: Gravas Gravas gruesas.

Entre 75 mm y 19 mm

Gravas Gravas finas.

Entre 19 mm y 5 mm

En laboratorio las arenas pueden separarse en arenas gruesas, medias y finas, según su tamaño. Arenas Arenas gruesas.

Entre la malla N 4 (4.76mm) y la malla N 10 (2mm). (2mm ).

Arenas medias medias..

Entre la malla N 10 y la malla N 40 (0.425mm) (0.425m m)..

Arenas finas.

Entre la malla N 40 y la malla N 200 (0.075).

En la descripción de un suelo granular se deben incluir ciertas características particulares de importancia, las cuales van a influir en su comportamiento. c omportamiento. 1. Suelo predominante (grava arenosa, arena con grava, etc. etc.)) 2. Porcentaje Porc entaje estim estimado ado de de bolones bolones de preferencia y en el pozo de reconocim rec onocimiento iento y no en la muestra obtenida. 3. Tamaño máximo de las gravas o bolones en en pulgadas. pulgadas. 4. Tamaño de los granos dominantes dominantes (para los suelos pobremente pobremente graduados, graduados, es es decir, que no tienen una buena distribución de tamaños, se debe indicar si las arenas son gruesas, medias o finas, al igual que las gravas si son gruesas o finas). 5. Porcentajes de finos. 6. Estado de las partículas partículas (si el material constituyente de los los granos no no es sano y está en estado de de alteración, las partículas partículas pueden romperse entre las manos) m anos) Además Además de estos datos se s e debe indicar: indicar: a. Angularidad Describir la angularidad de la arena (solamente de la fracción gruesa), grava, cantos rodados y boleos como angular, sub angular, sub redondeada. b. Forma Si las partículas tienen forma chata, alargada o chata y alargada. Esta característica es muy importante porque el porcentaje de participación de estas partículas está UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





limitado según especificaciones. Las partículas chatas y alargadas pueden romperse durante la aplicación de las cargas c argas y modificar la granulometría. granulometría.

c. Otros Otras características importantes son el color, cementación, dureza y rango de partículas. Nº MATERIA ATER IA

TÉRMI TÉR MINOS NOS - Anotar nombre (bolones, gravas, arena) con adjetivos de los constituyentes secundarios, el tamaño máximo visible 1.- Nombre y, en el caso de que sea superior al tamiz 80mm (3”), anotar el porcentaje estimado de partículas superiores a dicho tamiz (bolones), (bolones), referido r eferido al al total del suelo. - Anotar porcentaje aproximado en peso de grava, arena 2.Distribución de y finos para la fracción de suelo que pasa por el tamiz tamaños 80mm - Utilizar como máximo dos colores, o bien; anotar 3.- Color presencia de manchas manc has y/o bandas. bandas. - Bien graduada o pobremente graduada (uniforme); 4.- Graduación anotar para las gravas y arenas el tamaño predominante, con uno de los siguientes adjetivos: media, gruesa o fina. - Anotar plasticidad de la fracción fina (ninguna, baja, 5.- Plasticidad Plastic idad media o alta) 6.- Olor - Ninguno, Ninguno, térreo u orgánico 7.- Forma Form a de partículas - Angular, Angular, sub angular, sub redondeado o redondeado 8.- Humedad - Seco, Sec o, húmedo, mojado o saturado satur ado 9.- Compacidad Na Natural tural - Densa o suelta - Anotar la estructura dominante; estratificado, laminado, 10.- Estructura homogéneo, homogén eo, vesicular, vesic ular, etc. 11.- Cementación - Débil, fuerte 12.- Origen - Precisar Precis ar el origen del suelo. 13.- Materia orgánica - Sin indicios, indicios , mediana o abundante 14.- Símbolo del Grupo - De acuerdo con la nomenc nomenclatura latura Nombre No mbre típico, típico, seguido del nombre local (si lo 15.- Nombre del Suelo tiene)

3.7. 3.7.-- Estratigr afía de l os suelos su elos nomenclatura y s imbología






Se debe realizar la descripción de los diferentes estratos que conforman el terreno investigado se detallaran las características físicas, clasificación visual, color, humedad plasticidad de los finos, consistencia o densidad relativa y algunas características particulares como cementación, presencia de troncos, raíces o cualquier material extraño. Se mencionara, además, la profundidad a la que se encuentra el nivel freático, si fuera el caso, indicando la fecha de medición m edición y comentario com entarioss ssobre obre su variación en el tiempo. tiempo. Además, es importante indicar, el resultado de los ensayos de laboratorio obtenidos para los estratos evaluados, evaluados, de manera que que la información informac ión se más clara. c lara. 3.8.- Registros estratigráficos. Todos los resultados de la evaluación de campo y ensayos de laboratorio se indican en los registros estratigráficos. Los registros estratigráficos se preparan para cada calicata o cada exploración con equipo de penetración. Un ejemplo de registro de calicata con ensayo de penetración ligera lige ra se muestra m uestra a continuación: continuación: Registr o de calicata y sondaje






4.- SUELOS Después de la exploración e investigación, se desarrollan pautas para identificar las características y la clasificación de los suelos que se utilizaran en la construcción de los pavimentos de las carreteras carr eteras del Perú. Es muy importante tanto para la determinación de las características del suelo, como para el correcto diseño de la estructura del pavimento. Si la información registrada y las muestras enviadas al laboratorio no son representativas, los resueltos de las pruebas aun con exigencias de precisión, no tendrán mayor sentido para los fines propuestos. UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





4.1.- CARACTERIZACION DE LA SUBRASANTE Con el objetivo de determinar las características físico-mecánicas de los materiales de la subrasante se llevaran a cabo investigaciones mediante ejecución de pozos exploraciones o calicatas de 1.5 m de profundidad mínima; el número de calicatas por kilómetro, estará de acuerdo al cuadro 4.1.

El número de calicatas indicado en el cuadro 4.1, se aplica para pavimentos nuevo, reconstrucción reconstruc ción y mejoramiento m ejoramiento.. En caso, de estudios de factibilidad factibilidad o prefactibilida prefactibilidad d se efectuará el número de calicatas en el referido cuadro espaciadas cada 2 km en vez de cada km. 4.2.- REGISTROS DE EXCAVACIÓN El número de calicatas indicado en el cuadro 4.2, se aplica para pavimentos nuevo, reconstrucción y mejoramiento.






4.3.- DESCRIPCIÓN DE LOS SUELOS Los suelos encontrados serán descritos y clasificados de acuerdo a la metodología para construcción de vías, la clasificación se efectuara obligatoriamente por AASHTO Y SUCS, se s e utilizaran los los signos conv c onvencional encionales es de los cuadros 4.3 y 4.4:










UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS – INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD ALAS PERUAN PERUANAS AS – INGENIERÍ A CIVIL

DISEÑO MODERNO DE PAVIMEN PAVIMENTOS TOS CONGA Q UISPE, Elvis Elvis Smith GOMEZ SALVATIERRA, SALVATIERRA, A lcibiades

PORTE DE LOS ALUMNOS:

QUISPE CCAHUIN, Ciro Michel RUMIN ROMERO, ROMERO, Carlos Eduardo YAULI RIVERA, Marco Antonio


Las propiedades propiedades funda fundamentales mentales a tomar tom ar en cuenta son: a. Granulometría: Granulometría: Representa la distribución de los tamaños que posee el agregado agregado media m ediante nte el tamizado según especificaciones técnicas (Ensayo (Ensayo MT C EM 107). Tiene por finalidad determinar la proporción de sus diferentes elementos constituyentes, constituyentes, cclasificados lasificados en función de su tamaño.


Las propiedades propiedades funda fundamentales mentales a tomar tom ar en cuenta son: a. Granulometría: Granulometría: Representa la distribución de los tamaños que posee el agregado agregado media m ediante nte el tamizado según especificaciones técnicas (Ensayo (Ensayo MT C EM 107). Tiene por finalidad determinar la proporción de sus diferentes elementos constituyentes, constituyentes, cclasificados lasificados en función de su tamaño.

b. La Plasticidad: Plastic idad: Es la propiedad de estabilidad que presenta los suelos hasta cierto límite de humedad sin disgregarse, por tanto la plasticidad de un suelo depende, no de los elementos gruesos que contiende, sino únicamente de sus elementos finos. Los límites de Atteberg establecen cuando sensible es el comportamiento de un en relación con su contenido de humedad (agua), definiéndose los límites correspondientes a los tres estados de consistencia según su humedad y de acuerdo a ello puede puede presentarse pres entarse un suelo: líqu líquido, ido, plástico plástic o o sólido.






Estos límites de Atteberg que miden la cohesión del suelo son: el límite líquido (LL, según ensayo MTC EM 110), 110) , el límite plástico (LP, según e nsayo nsayo MTC MT C EM 111) y 111) y el límite de contracción (LC, según segú n ensay en sayo o MT C EM 112). 112). Limite Líquido (LL), cuando (LL), cuando el suelo pasa del estado semilíquido a un estado y puede moldearse. Limite Plástico (LP), cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe. IP = LL – LP El índice de plasticidad indica la magnitud del intervalo de humedades en el cual el suelo posee consistencia consis tencia plástic plásticaa y permite permite clasificar c lasificar bien un suelo. suelo.

c. Equiv alente de arena: Es la proporción relativa del contenido de polvo fino nocivo o material arcilloso en los suelos o agregados finos (ensayo MTC EM 114). El Valor de Equivalente de Arena (EA) es un indicativo de la plasticidad del suelo:

d. Índice de Grupo: Grupo : Es un índice normado por AASHTO de uso corriente para clasificar suelos. IG = 0.2 (a) + 0.0005 (a*c) + 0.01 (b*d) UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





Un índice cero significa un suelo muy bueno y un índice ≥ a 20, un suelo no utilizable para caminos.

e. Humedad Natural: Natur al: Otra característica importante de los suelos es su humedad natural; puesto que la resistencia de los suelos de subrasante, en especial de los finos, se s e encuentra encuentra directamente asociada con las condiciones de humedad humedad y densidad densidad que estos ssuelo ueloss presenten pres enten.. f. Clasificación de los suelos: suelo s: Determinadas las características de los suelos, según los acápites anteriores, se podrá estimar con suficiente aproximación el comportamiento de los suelos, especialmente con el conocimiento de la granulometría, plasticidad e índice de grupo; y, luego se clasificar los suelos. A continuación se presenta una una correlación de los dos sistemas sis temas de clasificación clas ificación más difundidos, AASHTO y ASTM (SUCS): UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





g. Ensayos Ensayos CBR: (ensayo MTC EM 132 132)) , una vez que se haya clasificado los suelos por el sistema AASHTO y SUCS, a partir del cual se determinara el programa de ensayos para establecer el CBR que es el valor soporte o resistencia del suelo, que estará referido al 95% de la MDS y a una penetración de carga de 2.54 mm mm..












Cuadro 4.11

DIS EÑO MODERNO DE PAV PAVIMEN IMENTOS TOS

CONGA QUISPE, Elvis Smith GOMEZ SALVATIERRA, Alcibiades



UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS – INGENIERÍA CIVIL

h. Ensayo Ensayo de Modulo Resiliente: Resiliente: Para ejecutar el ensayo de módulo resiliente se utilizara la norma MTC E 128 (AASHTO T274), el Modulo Modulo de Resiliencia es una medida de la propiedad elástica de suelos, reconociéndole ciertas ci ertas características carac terísticas no lineales.

UNIVERSIDAD ALAS PERUAN PERUANAS AS – INGENIERÍ A CIVIL

DISEÑO MODERNO DE PAVIMEN PAVIMENTOS TOS CONGA Q UISPE, Elvis Elvis Smith GOMEZ SALVATIERRA, SALVATIERRA, A lcibiades

PORTE DE LOS ALUMNOS:

QUISPE CCAHUIN, Ciro Michel RUMIN ROMERO, ROMERO, Carlos Eduardo YAULI RIVERA, Marco Antonio


5.- ENSAYOS ENSAYOS DE LA L AB ORATORIO Las muestras representativas se remiten al laboratorio para su respectivo ensayo. Los ensayos que generalmente se solicitan para caracterizar el suelo con fines de pavimentación pavi mentación son: s on:


5.- ENSAYOS ENSAYOS DE LA L AB ORATORIO Las muestras representativas se remiten al laboratorio para su respectivo ensayo. Los ensayos que generalmente se solicitan para caracterizar el suelo con fines de pavimentación pavi mentación son: s on:

Dentro de los cuales c uales se desarrollaran lo loss ssiguie iguientes: ntes: 5.1.- Ensayos para Clasificación de Suelos: A las muestras representativas de los estratos que conforman la subrasante (hasta una profundidad de 1.50 m), se les realiza el análisis granulométrico por tamizado y límites límites de consistencia. consis tencia. Estos resultado r esultadoss deben corroborar la la ident identificación ificación visual realizada en campo. Los resultados del análisis granulométrico y los límites de consistencia se reportan gráficamente, como se muestra en la figu ra 5.1 5.1






Figura 5.1: 5.1: Análisis Análisis granulométr ico por tamizado tamizado 5.2.- Contenido de Humedad: Para determinar el contenido de humedad de una muestra de suelo. Se obtiene aproximadamente 200 gr. de muestra que se protegen en un recipiente o una bolsa cerrada. Esta muestra se traslada al laboratorio y se pesa. Se lleva al horno por 24 horas, y luego de este período se vuelve a pesar. El contenido de humedad humedad se s e reporta en en porcentaje como: com o:

5.3.5.3.- Ensayo Ensayo de Densidad Dens idad Natural: Natur al: El ensayo de densidad natural, permite conocer la condición natural del terreno de fundación. funda ción. En suelos granulares granulares será importante im portante si el terreno está compact com pacto o o suelto s uelto.. En terrenos de fundación conformados por subrasantes arenosas y limo arcillosas, este valor permitirá remoldear muestras en el laboratorio a la densidad de campo. Las muestras así remoldeadas, serán ensayadas en la prensa de CBR para determinar el CBR de diseño. Otra aplicación de este ensayo es en los controles de compactación de campo para el caso de la conformación de terraplenes, capas de afirmado, base y sub base. Conociendo la máxima densidad seca y el óptimo contenido de humedad del suelo a compactar, com pactar, se puede verificar verificar el porcentaj porc entaje e de compactación compactac ión con este ensayo. UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





En el mercado hay una diversidad de equipos que permiten medir la densidad natural del suelo y contenido de humedad. Entre ellos se encuentra el método del Cono y la Arena, densímetro nuclear, etc.

5.4. 5.4.-- Conteni do de Sales Sales Solubles Sol ubles (Carbon (Carbon atos, Clorur os y Sulfatos, etc.): En casos especiales, dependiendo de los condicionantes geológicos de sitio, es importante determinar el contenido de sales solubles que pueden influir en el comportamiento mecánico o impactar en las obras de concreto como son los cloruros y sulfatos. En zonas áridas próximas a la línea de costa es probable encontrar presencia significativa de sales solubles, ya que el mar es una fuente generadora de sales. Existe una regla en el sentido que áreas ubicadas a menos de 5 km. del mar presenta contenido contenido de sales. 5.5.5.5.-Ensayo Ensayo Procto Proc torr Modif Mo dificado, icado, ASTM ASTM D 1557: 1557: La compactación de suelos constituye un capítulo importantísimo y se halla íntimamente relacionada con la pavimentación de carreteras, vías urbanas y pistas de aterrizaje. El ensayo de compactación mediante el ensayo de proctor modificado, relaciona la humedad del suelo versus su densidad seca, empleando un martillo de 4.54 kg (10 lb) UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





soltado desde una altura de 457 mm (18 pulg), trasmitiendo una energía de compactación de 56,000 lb-pie/pie 3 ó 2,700 kN-m/m 3. El suelo extraí extraído do de campo c ampo es compactado com pactado en en un molde de dimensiones conocidas, con diferentes contenidos de humedad. Para contenidos bajos de humedad el suelo no se compactará adecuadamente, porque no existe la lubricación que permita el acomodo de las partículas. Para altos contenidos de humedad el suelo pierde densidad, porque el agua entre las partículas impide que estas se junten. Solo se tendrá una máxima densidad seca, MDS. La humedad a la que la muestra alcanza su máxima densidad seca, se denomina óptimo conten c ontenido ido de humedad humedad.. Los resultados de este ensayo son graficados graficados como c omo se muestra en la figura 5.2. Los resultados de la figura 2.2 indican que el suelo ensayado alcanza su máxima densidad seca, MDS, a 2.176 gr/cm3 y el contenido de agua asociado a esta densidad, OCH, es 7.88% En suelos granulares densos, la densidad de campo es muy cercana a la MDS del proctor modificado; sin embargo, en suelos finos como las arenas y arcillas limosas, la densida densidad d de campo, generalmente generalmente,, es mucho m ucho menor que la MDS. MDS. La Humedad Natural de Suelos Arenosos y Limo-Arcillosos muchas veces alcanzan valores muy por encima del O.C.H. y la Densidad Natural presenta valores mucho menores al Ensayo Proctor Modificado. En Conclusión, el terreno de fundación no alcanzará y/o estará lejos de la Densidad Equivalente al 95% ó 100% de la MDS, criterio que se s e asume como c omo regla general. general. Figur a 5.3. 5.3.

Figura 5.2 5.2:: Curv a de compactación compactación del pro ctor modificado UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





Figur a 5.3 5.3:: Cur v a Densidad Densid ad Seca –Humedad. –Humedad. Av Av . La Paz Paz Cdra. Cdr a. 10 San Miguel Migu el – Lima






5.6.- ENSAYO DE DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD DE SOPORTE EN MUESTRAS MUEST RAS COMPA COM PACTADA CTADAS: S: Calif Californi orni a Bearing Ratio Ratio (C.B.R.) (C.B.R.) ORIGEN Este Es te método fue propuesto en 1929 por los in ingenieros genieros T. E. Stanton y O. J. J. Porter del departamento de carreteras car reteras de California. Desde Des de esa fecha tanto en Europa como com o en Améric América, a, el el método CBR se ha gene generalizado ralizado y es una forma de clasificación clasificac ión de un suelo para ser utilizado como subrasante o material de base en la construcción de carreteras. Durante la segunda guerra mundial, el cuerpo de ingenieros de los Estados Unidos adoptó adop tó este ensayo para utilizarlo en la construcc c onstrucción ión de aeropuerto aeropuertoss 5.6.1.5.6.1.- DEFINICIÓN DE CBR CB R El CBR de un suelo es la carga unitaria correspondiente a 0.1” ó 0.2” de penetración, expresada en por ciento en su s u respectivo valor valor estándar. También se dice que mide la resistencia resis tencia al corte de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controlada. contr olada. El ensayo permite obtener un número númer o de la relación relac ión de soporte, soport e, que no es cons constante tante para un suelo s uelo dado sino que se aplica solo al estado en el cual se encontraba encontr aba el suelo s uelo durante el ensayo.

Fig. 1. 1. El El asumido asumido mecanismo mecanismo de falla del suel o gener ado por el p istón istó n de 19.4 19.4 cm2 en el Ensayo Ensayo C.B.R. La condición de fr ontera onte ra es un pro blema. blema.






Equipo empleado e mpleado para para las prueb as de compactación compactación e hinchamiento

El equipo equi po CBR CB R para realizar, el tamizado, tamizado, humedecimient o, la mezcla mezcla de suelo s uelo y la compactación. Los métodos de diseño de pavimentos relacionan el valor de la capacidad de soporte del suelo o CBR con el módulo resiliente del material. El módulo resiliente es el parámetro que se utiliza en el diseño del pavimento.






El módulo resiliente se obtiene de ensayos triaxiales mediante ciclos de carga y descarga; sin embargo, AASHTO 2002 presenta una ecuación que permite correlacionar el valor del módulo resiliente con el del CBR. De aquí la importancia de evaluar adecuadamente el CBR del material. El ensayo de "California Bearing Ratio" o CBR, es un ensayo relativamente simple, comúnmente usado para obtener un índice de la resistencia del suelo de subrasante, material de base, sub s ub base o afirmado. Para materiales de base, sub base y afirmado, así como subrasantes granulares, el CBR puede estar asociado a la máxima densidad seca del Próctor modificado; sin embargo, para subrasantes finas (subrasantes arenosas, arcillosas o limosas) el valor del CBR debe estar asociado a su densidad de campo. Investigaciones han demostrado que el CBR de suelos finos en muestras compactadas al OCH y MDS, arrojan valores de CBR muy por encima de su valor real. Tranquilamente una arcilla compactada al OCH y MDS puede tener un CBR de 15%, pero ensayada en su condición natural natural el CBR puede ser menor a 2 o 3%. El comportamiento comportam iento de la subrasante s ubrasante es función de la humedad y densidad densidad,, asociado a las condiciones ambientales del sitio. En suelos de baja capacidad de soporte donde los valores de humedad alcanzan la condición saturada y los valores de densidad de campo cam po están muy m uy por deba debajo jo de la densidad de compactación, c ompactación, los valo valores res de los módulos elásticos realmente son muy bajo bajos. s. Se proponen proponen tres métodos para para determinar el valor de CBR: 5.6.2.5.6.2.- ENSAYO ENSAYO DE DETERMINACIÓN DET ERMINACIÓN DE LA CAPA CAPACIDA CIDAD D SOPORTE “ IN SITU” (MEDICIÓN DIRECT A DEL VA VALOR C.B.R. EN EL CAMPO) CAMPO) CBR in situ, situ , mide m ide directamente la deform deformación ación ante una carga aplicada.






5.6.3.- ENSAYOS PARA DETERMINACIÓN DEL VALOR C.B.R. EN MUESTRAS INALTERADAS (ALTERNATIVAS) CBR en muestras inalteradas, inalteradas , es un método recomendado para subrasantes de suelos finos. Consiste en obtener una muestra inalterada de campo, que será protegida para que no pierda su humedad natural (si no fuese posible obtener una muestra inalterada de campo, se puede preparar especímenes en laboratorio a la humedad y densidad natural). En el laboratorio se realiza el ensayo de penetración en su condición natural y saturada, siguiendo el mismo procedimiento que en muestras remoldeadas. 5.6.4.- ENSAYOS PARA DETERMINACIÓN DEL VALOR C.B.R. EN MUESTRAS REMOLDEADAS CBR en muestras remoldeadas remoldeadas , método m étodo recomendado recomendado para subrasantes granulares, materiales de base, sub base y afirmado. Los especímenes pueden ensayarse en su condición natural o saturada, luego de un período de inmersión en agua, la condición saturada es la más desfavorable. El CBR es la relación (expresada en porcentaje) entre la resistencia a la penetración requerida para que un pistón de 3 pulg2 de área penetre 0.1 pulg dentro de un suelo entre 1000 PSI que es la resistencia a la penetración de una muestra patrón. La muestra muestr a patrón es una piedra piedra chancada. El CBR se s e expresa expresa como: c omo: UNIVERSI DAD ALA ALAS S PERUA PERUANAS NAS – INGENIERÍ A CIVIL





En ocasiones, el CBR calculado para una penetración de 0.2 pulg. Con su correspondiente resistencia a la penetración estándar de 1500 PSI, puede ser mayor que el obtenido para una penetración de 0.1 pulg. Cuando esto ocurre, se debe realizar un nuevo ensayo, si los resultados son similares, el valor del CBR para 0.2 pulg de penetración, penetración, se s e reporta como el CBR representativo de de la muestra. m uestra. 5.6.5.5.6.5.- DEFINICIÓN DE NÚMERO CB R El número CBR (o simplemente CBR), se obtiene de la relación de la carga unitaria (lbs/pulg2.) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón de penetración (19.4 cm2) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón (lbs/pulg2.) requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturado. Los ensayos de CBR se s e hacen usualmente usualmente sobre muestras compactadas c ompactadas al contenido contenido de humedad óptimo para un suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación com pactación estándar o modifi m odificada cada del experimento.

Peso martillo (lb) Diám. molde (pulg) No. de capas No. golpes/capa golpes/c apa

PROCTOR PROCTOR EST EST NDAR NDAR ASTM ASTM D 69 698 A B 5.5 5.5 4 4 3 3 25 25

C 5.5 6 3 56

Peso martillo (lb) Diám. molde (pulg) No. de capas No. golpes/capa golpes/c apa

PROCTOR PROCT OR MODIFICADO MODIFICADO ASTM ASTM D 1557 1557 A B 10 10 4 4 5 5 25 25

C 10 4 5 56

Peso martillo (lb) Diám. molde (pulg) No. de capas No. golpes/capa

CBR CB R - ASTM D 44294429- 93 A B 6 6 10 10 5 5 10 25

C 6 10 5 56






El métod método o CBR comprende lo s 3 ensayos ensayos siguiente sigui entes: s: -

Determinación Determ inación de la densidad y humedad. Determinación de las propiedade propiedadess exp expansivas ansivas del material. Determinación de la resistencia a la pene penetración. tración.

El comportamiento de los suelos varía de acuerdo a su grado de alteración (inalterado y alterado) y a su granulometría y características físicas (granulares, finos, poco plásticos). El método a seguir para determinar el CBR será diferente en en cada caso. Determinación del CBR de suelo s ueloss perturbados y remoldados: -

Gravas Gravas y arenas sin cohesión. Suelos cohesivos, poco plásticos y poco o nada exp expansivo. ansivo. Suelos cohesivos y expa expansivos. nsivos. Determinación del CBR de suelos inalt inalterados. erados. Determinación del CBR in situ.

Deter minación minación del CBR de Suelos Remoldados Remoldados ASTM D 1883 1883 Equipo Para la Compactación - Molde de diám.= 6”, altura de 7” a 8” y un collarín de 2”. - Disco Disc o espaciador de acero diám. 5 15/16 15/16”” y alt. 2.5” 2.5” - Pisón Pis ón Peso Pes o 10 lb. y altura de caída 18”. - Trípode y extensóm extensómetro etro con aprox. 0.001” - Pesas de plomo anul anular ar de 5 lbs c/u (2 pesas). Para Para la Prue Prueba ba de Penetr ación - Pistón sección secc ión circular circ ular Diám. = 2 pulg pulg.. - Aparato para para aplicar la carga: car ga: Prensa Prens a hidráulica. V= V= 0.05 pulg/min. Con anillo calibrado. - Equipo mis misceláneo: celáneo: balan balanza, za, horno, tamices tamices,, papel papel filtro, filtro, tanques tanques para inmersión de muestra a saturar, cronómetro, extensómetros, etc.






Fig. 2. 2. Equipo empleado para las prue bas de compactación compactación e hin chamient chamiento o

Foto 1. El equipo equi po CBR para realizar, el tamizado, tamizado, humedecimiento , la mezcla de suelo su elo y la compactación. compactación.






Preparación del material -

Secar el el material al aire aire o calentán calentándolo dolo a 60 C. Desmenuzar Desm enuzar los terrones existentes existentes y tener tener cuidado de no romper las las partículas individuales de la muestra. La muestra deberá deberá tamiz tamizarse arse por la malla ¾“y la No. No. 4. La fracción fracc ión retenida retenida en el tamiz ¾” deberá descartarse y reemplazarse en igual proporción por el material comprendido en entre tre los tamices tamic es ¾” ¾ ” y No. 4. 4. Luego Luego se mezcla mez cla bien. Se determina determ ina el contenido de humedad de la mues muestra tra así preparada.

Canti Cantidad dad de material Para cada determinación de densidad (un punto de la curva de compactación), se necesitan 5 k de material m aterial.. Para la curva con 6 puntos se s e necesitará 30 k de material. 1. Determina Deter minación ción de la densid ad y humedad - Preparar una muestra que tenga la misma densidad y humedad que se proyecta proyecta alcanzar en el sitio s itio don donde de se s e construirá el pavimento. Procedimiento: - En el molde cilíndrico cilíndrico se coloca el disco espaciador espaciador y pape papell filtro grueso 6”. - La mues muestra tra se humedec humedecee añadiendo una cantidad de agua calculada. calc ulada. Se mezcla mez cla uniformemente. La humedad entre entre dos muestras m uestras debe variar en 2%. 2%. - La muestra se divide divide en 5 partes. partes. Se compacta en en 5 capas con 10, 10, 25 y 5566 golpes / capa. La briqueta compactada deberá tener un espesor de 5”. - Se quita quita el collarín collar ín,, se enrasa la parte superior del del molde, se volteará el molde y se quitará la base del molde perforada y el disco espaciador. - Se pesará el molde con la muestra, se determinará determinará la la densidad y la humedad de la muestra. Humedad Humedad de d e mezclado Es un factor importante en suelos finos y debe controla c ontrolarse rse debidamente. El contenido de humedad de la muestra amasada que se va a compactar, deberá ser igual al correspondiente a la densidad que se desea obtener, se ha comprobado que si esta humedad de mezclado varía en ±0.5% de la que se desea obtener, los CBR variarán apreciablemente aun cuando se obtenga una densidad aproximadamente igual a la densidad densidad deseada. 2. Determina Deter minación ción de la expansión del mater material ial -

Determinada la la densidad densidad y humedad se coloca el el pape papell filtro sobre la superficie enrasada, un plato metálico perforado y se volteará el molde. Sobre la superficie superficie libre de la muestra se colocará papel papel filtro y se montará el plato con el vástago graduable. Luego sobre sobr e el plato se colocará varias pesas de plomo. La ssobrecarga obrecarga mínima mínima será s erá de 10 lbs.






-

Colocado Coloc ado el vástago vástago y las pesas, pesas , se colocará colocar á el molde dentro de un tanque o depósito lleno con agua. Se monta el trípode trípode con un extensómetro extensómetro y se toma una lectura inicial y se tomará cada 24 horas. Al cabo de las 96 hhoras oras o antes antes ssii el material material es arenoso arenoso se anota anota la lectura final para calcular el hinchamiento. Se calcula el % de hinchamiento que es la lectura final menos la lectura inicial dividido entre la altura inicial de la muestra multiplicado por 100.

Los adobes, suelos orgánicos y algunos suelos cohesivos tienen expansiones muy grandes generalmente mayor del 10% Los especímenes son saturados por 96 horas, con una sobrecarga igual peso del pavimento que se utilizará en el campo pero en ningún caso será menor que 4.50 k. Es necesario durante este periodo tomar registros de expansión cada 24 horas y al final de la saturación tomar el porcentaje de expansión que es:

Las especificaciones especific aciones establecen que los los m materiale aterialess de préstamo prés tamo para: Sub base deben tener expansiones menores de 2% Base deben tener expansiones menores 1% Como dato inform informativo ativo observar el hinchamiento hinchamiento versus el CBR: Suelo con hinchamiento 3% o más, gene generalmente ralmente tiene tienenn Suelo con hinchamiento 2% com comoo máximo tiene tienenn Suelos con hinchamiento < 1% tiene tienenn gene generalmente ralmente

CBR < 9 % CBR ‡ 15% CBR > 30%.

3. Determina Deter minación ción de la resistenc resi stencia ia a la penet ración Si no es necesario sumergir la muestra en agua, se colocará sobre ella la pesa anular y se montarán las pesas de plomo, de tal modo que se obtenga una sobrecarga semejan sem ejante te a la del pavimento pavimento a cconstruirse. onstruirse. Pasar a c) y d). -

-

Si la muestra ha ha sido sumergida en en agua agua para medir su expan expansión, sión, y después que haya sido drenada, se colocará la pesa anular y encima de las pesas de plomo que tenía la muestra cuando estaba sumergida en agua; o sea que la sobrecarga para la prueba de penetración deberá ser prácticamente igual a la sobrecarga que tenía durante el ensayo de hinchamiento. El molde con la la muestra y la sobrecarga, se coloca deba debajo jo de la prensa y se asienta el pistón sobre la muestra, aplicando una carga de 10 lb. Una Un a vez asentado asentado el pistón, pistón, se coloca en cero el el exte extensómetro nsómetro que que mide la penetración pene tración y el dial del extensómetro extensómetro también se s e coloca en cero.






-

Se hinca el pistón en incrementos incr ementos de 0.025” a la velocidad de 0.05”/ minuto y se leen las cargas totales que ha sido necesario aplicar hasta hincar el pistón 0.50 pulgada. Una vez hincado el pistón hasta 0.50 0.50 pulgada, se suelta la carga car ga lentamente; se retira el molde de la prensa y se quitan las pesas y la base metálica perforada. Finalmente se determ determina ina el contenido contenido de humedad de la muestra. Para el control de campo, bastará determinar el contenido de humedad correspondiente a la parte superior de la muestra pero en el laboratorio se recomiend recom ienda a tomar tom ar el promedio de los diferentes diferentes contenid contenidos os de humedad humedad (parte superior e inferior de la muestra).

Foto 2. El equipo equip o manual manual de CBR. La muestra está instala inst alada, da, el anillo y su dial de deforma defo rmaciones ciones,, el dial para medir las deforma defo rmaciones ciones y el pistón pist ón de 19.4 cm2 de área transversal.






Foto 3. El marco marco de carga, el anillo y e l dial de de forma for macione ciones. s.

Foto 4. La muestr muestr a inst alada, alada, las col umnas umnas del d el marco, marco, el pist ón y el dial de deformaciones.






Foto 5. La manizuel manizuel a del equi po para corr er el e l ensayo.






Foto 6. El El extractor ext ractor de la muestra de l os moldes. La palanca palanca del gato y el marco marco del equipo. 5.6.6 5.6.6..- Cálculo Cálcul o del CBR Las lecturas tomadas, tanto tanto de las pen penetraciones etraciones como de las cargas, se representan gráficamente en un sistema s istema de coorden c oordenadas adas como com o se indica en la Fig. 3. Si la curva esfuerzo - penetración que se obtiene es semejante a la del ensayo No. 1 de la Fig. 3, los valores anotados serán los que se tomen en cuenta para el cálculo de CBR. En cambio, c ambio, si las curvas son semejantes a las las correspondie corr espondientes ntes a los los No. 2 y 3, las curvas debe deberán rán ser corregidas trazando tange tangentes ntes en la forma indicada en la Fig. 4. Los puntos A y B, donde dichas tangentes cortan el eje de abscisas, serán los nuevos ceros de las curvas. Las cargas unitarias unitarias y pene penetraciones traciones se determinaran a partir de estos ceros. Si analizamos la curva del ensayo No. 3 tendremos que le esfuerzo correspondiente a la penetración corregida de 0.1” será de 300 lb/pulg2 en lugar de 120 lb/pulg2, que es la correspond corres pondiente iente a la lectura inicial sin corregir corr egir de 0.1”.} 0.1”.}






Fig. 3. 3. Curvas que r elacionan la hinca del pistó n con las pre siones sione s aplicadas. aplicadas.

CBR = El número núm ero CBR es un porcentaje porcentaje de la carga unitaria unitaria patrón. Para determinar el CBR se toma como com o material de com comparación paración la la piedra piedra triturada que sería el 100%, es decir CBR C BR = 100%. 100%. Si los CBR para 0.1” y 0.2” son semejantes, se recomienda usar en los cálculos, el CBR correspond corres pondiente iente a 0.2”. 0.2”. Si el CBR correspond corres pondiente iente a 0.2” es muy superior al CBR correspond corres pondiente iente al 0.1”, deberá repetirse el ensayo.

Fig. 5. 5. Curvas esfuerzo – penetración para para diferente s tipos de suelos.






6.- CONCLUSIONES 

Se tiene que tener en cuenta que hoy hoy en día en la ingeniería ingeniería de pavimentos se se deberán de llevar acabo un riguroso estudio de campo con adecuados equipos para realizar estos trabajos sobre pavimentos, ya que de lo contrario no se realizara un adecuado estudio.



También debemos debem os de tener en cuenta c uenta que no todo es apto para el el terreno de fundación, para ello se debe de analizar y hacer lo respectivos ensayos en el laboratorio al terreno en el cual se va fundar el pavimento.



Ante la presencia pres encia de los problemas en los terrenos de fundación se debe de dar una solución adecuada para que no se tenga problemas en lo posterior y así se lleve una adecuada práctica de la ingeniería vial.

7.- BIB LIOGRAFIA    

M. Sc. SILENE MINAYA GONZALEZ, M.Sc. e ING. ABEL ORDOÑEZ HUAMAN – “DISEÑO MODERNO M ODERNO DE PAVIMENTOS ASFALTICOS” MANUAL DE CARRETERAS ( SUELOS, GEOLOGIA, GEOTECNIA Y PAVIMENTOS) – SECCION SUELOS Y PAVIMENTOS NORMA TECNICA DE EDIFICACION CE.010 CE.010 PAVIMENTOS URBANOS EG - 2013





Suelo o Terreno de Fundación

Recommend Documents