FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL ESCUELA ACADÉMICOPROFESIONAL DE ING.CIVIL
INFORME DISEÑO DE PAVIMENTO SEMIRIGIDO Autor(es):
-ESCALANTE HERRERA VICTOR NORIEGA VALDIVIEZO PAUL RAMOS MALLCCO VICTOR PALOMINO MAYTA ALVARO
Profesor:
Ing. CASSO VALDIBIA HUGO
Asignatura: PAVIMENTOS
Lima-Perú 2017
AGRADECIMIENTO Agradecemos en primer lugar a Dios porque él es el dueño de nuestras vidas y permitió realizar este trabajo; como también a la profesor Casso Valdivia Hugo por habernos ayudado en todas nuestras dudas durante el proceso de investigación, a nuestros padres por el apoyo que nos brindan, ya que nos proporcionan el mayor regalo “la educación” y a nuestra alma mater la Universidad Cesar Vallejo por abrirnos las puertas y permitirnos que todo esto sea posible.
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INDICE DEFINICION
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VENTAJAS
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DESVENTAJAS
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EQUIPOS Y MATERIALES
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ENSAYO DE SUELOS
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CBR CONCLUSIONES
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BIBLIOGRAFIA
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PAVIMENTO SEMIRRÍGIDO Introducción Aunque este tipo de pavimentos guarda básicamente la misma estructura de un pavimento flexible, una de sus capas se encuentra rigidizada artificialmente con un aditivo que puede ser: asfalto, emulsión, cemento, cal y químicos. El empleo de estos aditivos tiene la finalidad básica de corregir o modificar las propiedades mecánicas de los materiales locales que no son aptos para la construcción de las capas del pavimento, teniendo en cuenta que los adecuados se encuentran a distancias tales que encarecerían notablemente los co stos de Construcción.
Definición En términos amplios, un pavimento semirrígido ó compuesto es aquel en el que se combinan tipos de pavimentos diferentes, es decir, pavimentos “flexibles” y pavimentos “rígidos”, normalmente la capa rígida está por debajo y la capa flexible por encima. Es usual que un pavimento compuesto comprenda una capa de base de concreto o tratada con cemento Portland junto con una superficie de rodadura de concreto asfáltico. La estabilidad de suelos por medio de ligantes hidráulicos (cemento Portland) permite que se obtengan materiales con capacidad de soporte suficiente para construir capas para base en pavimentos sujetos a cargas pesadas como ser camiones o aeronaves.
A la capa de Base la hemos rigidizado, con cemento o productos químicos. Las mezclas para pavimentos que utilizan cemento como conglomerante.
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En pavimentos semirrígidos, a diferencia de pavimentos flexibles convencionales, la resistencia al agrietamiento de la carpeta de rodadura no es una respuesta crítica ya que la base cementada provee esta capacidad estructural. Por tanto, para proveer la resistencia a la abrasión de tráfico, la seguridad por fricción y la regularidad de la superficie para el contacto pavimento-vehículo la superficie de rodadura consta de una o más capas de hormigón asfáltico con las propiedades adecuadas de resistencia a la abrasión, ahuellamiento, pulido y construido.
Ventajas
Provee una plataforma mejorada para actividades de construcción.
Mejora la capacidad estructural y eleva la vida de servicio.
Mejora la resistencia a condiciones saturadas en comparación con materiales notratados.
Posibilidad de utilización de suelos y bases granulares locales en las capas de suelocemento.
Mejorar las propiedades de materiales de bancos de préstamos deficientes para su uso en ciertas capas de pavimentos.
Reduce el espesor de las capas de pavimento comparado con materiales no-tratados (p.e. gravas), en especial el volumen de mezcla bituminosa utilizada para base y/o rodadura.
Mejora la resistencia a la fatiga de superficies bituminosas colocadas encima (comparado con materiales no-tratados).
Excelente relación costo/vida útil.
Desventajas.
Tiempo de “trabajabilidad” reducida (con respecto a materiales no-tratados). Compactación debe terminar por lo general dentro de 1 a 1.5-h. Si se utilizan sustitución con aditivos puzolanicos (p.e. ceniza volante) podría aumentar este tiempo.
Sensibilidad a la fabricación o puesta en obra poco cuidadosa.
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Considerando estas ventajas y limitantes, la factibilidad técnica y económica del suelo-cemento en muchas aplicaciones de carreteras y caminos es alta. CONCEPTO DE DISEÑO Previo a la determinación de la factibilidad, es necesario elaborar un marco técnico para determinar el dimensionamiento de carpetas de suelo-cemento que considere:
Las propiedades físicas del suelo cemento y soporte de la subrasante (caracterización de materiales)
La resistencia a la falla bajo cargas repetidas de ejes de vehículos pesados
Un modelo físico que describa el estado de esfuerzos y deformaciones dada las distintas condiciones de soporte de la subrasante bajo estas cargas repetidas.
Para abarcar estas consideraciones, el concepto de diseño sigue los lineamientos de métodos “mecanístico - empíricos” o “racionales” (AASHTO, 2008; Austroads, 2012; Thompson 1986; Theyse et al, 1996) de diseño de pavimentos. Este concepto evalúa los esfuerzos y/o deformaciones causadas por las cargas vehiculares mediante un modelo racional físico y utiliza la caracterización de los materiales para definir la cantidad de cargas repetidas a la falla considerando el nivel de estos esfuerzos y/o deformaciones. Con esto se determina si el pavimento puede sostener el tráfico de diseño para las diversos tipos de fallas contemplados o deberá aumentarse los espesores o la calidad de materiales para reducir estos esfuerzos y/o deformaciones para ello la siguiente figura se explicara los detalles:
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DATOS BASICOS
MODELO ESTRUCTURAL
CARACTERISTICAS DE MATERIALES
Predicción de falas Ecuaciones
Materiales de pavimento Suelo agregado
Relación de datos básicos a predicción de fallas basadas en diseños de experimentos
-Trafico Clima - Confiabilidad
DISEÑO FINAL REHABILITACION EVALUACION Del pavimento existente El concepto de uso de suelo cemento es que distribuye aún más la carga a la subrasante (explanada) que un material no-estabilizado debido a su mejoría en su capacidad portante y resistencia, pero esto implica una mayor transferencia de esfuerzos hacia la carpeta de la base estabilizada de suelo cemento .
Conceptualización del efecto de distribución de cargas del suelo-cemento
En la siguiente imagen se puede apreciar las principales fallas a revisar para un diseño. Falla por punción superficial (causa grietas superficiales, deslave y erosión superficie por agrietamiento, reducción de la regularidad de superficie de rodadura, etc.). Falla por agrietamiento a la flexión (causa agrietamiento progresivo a la superficie, colapso estructural de la carpeta de suelo cemento, etc.) 7
EQUIPOS Y MATERIALES SUELO: El “Suelo” puede consistir en cualquier combinación grava, roca, arena, limo y arcilla; materiales misceláneos como caliche, escoria, “arena coralina” y cenizas; desechos de plantas de producción de agregados; roca de alta calidad triturada y agregados de base de grava; o pavimentos flexibles viejos, incluyendo la superficie bituminosa y l a base de grava o piedra. El suelo no deberá contener más del 2% por peso de raíces, capa vegetal o cualquier material orgánico perjudicial para su reacción con el cemento. El suelo procesado para la construcción no deberá contener material retenido en un tamiz de 2” con excepción de superficie bituminosa reciclada, la cual puede contener hasta 5% del material total mezclado retenido en el tamiz de 2”. Agua. El agua no deberá contener sustancias perjudiciales para el endurecimiento del suelocemento, tales como materia orgánica, sulfatos, sales, entre otras.
Arena para Secado. La arena utilizada para prevenir que los materiales de curado se adhieran a los equipos o vehículos debe estar seca y limpia y no debe ser plástica.
Descripción. El suelo-cemento puede ser construido con cualquier máquina o combinación de máquinas o equipo que produzca suelo cemento completo que cumpla los requerimientos de pulverización de suelo, aplicación de cemento y agua, mezclado, transporte, colocación, compactación, terminación y curado, tal como establecen estas especificaciones.
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Proporciona miento del Cemento. El medidor de cemento para mezclado en planta fija y el esparcidor de cemento para mezclado insitu deberá poder distribuir el cemento uniformemente a la velocidad especificada. El cemento puede ser añadido seco o en forma de lechada. Si es añadido en forma de lechada, la mezcladora y el camión deberán tener la capacidad de dispersar el cemento completamente en el agua para producir una lechada uniforme y deberán agitar la lechada continuamente luego de mezclada.
Compactación. El suelo-cemento deberá ser compactado con uno o con una combinación de lo siguiente: compactadores pata de cabra, compactadores de neumático, compactadores con ruedas de acero o compactadores vibratorios de placa.
ENSAYO DE SUELOS Granulometría
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TAMIZ % ABERTURA PESO % RETENIDO % PASANTE GRADACIÓN N° RETENIDO EN mm RETENIDO ACUMULADO ACUMULADO "A" (ASTM) PARCIAL
2" 1 1/2" 1" 3/4" 1/2"
50.8 38.1 25.4 19.05 12.7
241 707 1240 1034 2256
1.214 3.561 6.246 5.209 11.364
1.214 4.775 11.021 16.230 27.594
98.7860 95.2250 88.9790 83.7700 72.4060
3/8"
9.525
1026
5.168
32.762
67.2380
N° 4
4.75
3668
18.477
51.239
48.7610
N° 10
2
192.2
11.526
62.765
37.2350
N° 20
0.85
179.6
10.770
73.535
26.4650
DESCRIPCIÓN DE LA MUESTRA
Pesos de la Muestra Peso Total : 19,852 gr. Peso de Grava : 10,172 gr. Peso de Arena : 9,680 gr. Fracc. < N°4 : 813.1 gr. LÍMITES DE CONSISTENCIA
Limite Líquido Límite Plástico Índice Plástico
:
23
%
:
19
%
:
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CLASIFICACIÓN DEL SUELO
N° 40
0.42
113.4
6.801
80.336
19.6640
N° 50
0.3
42.4
2.543
82.879
17.1210
A.A.S.H.T.O.
:
N° 80 N° 100 N° 200
0.18 0.15 0.074
33.7 18.3 35.87
2.021 1.097 2.151 11.852
84.900 85.997 88.148 100.000
15.1000 14.0030 11.8520 0.0000
S.U.C.S.
:
FONDO
197.63
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A-2-4 (0) GMGC
CURVA GRANULOMETRICA
0.01
0.1
1 10 TAMAÑO DE LAS PARTICULAS mm.
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100 90 80 % 70 O D 60 A L 50 U M 40 U C A 30 E T 20 N A 10 S A 0 P 100
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CONCLUSIONES
En un diseño podemos observar que intervienen factores importantes como: tipo de suelo, clima, etc. Estos factores nos permiten diseño las dimensiones de las capas para que al momento de transcurrir el tempo y transitar, esta no sufra agrietamientos y deterioros; es decir lograr un pavimento resistente capas de resistir las cargas sometidas por el tránsito y por el mismo pavimento. Este pavimento se verá afectado por la misma condición del suelo es por ello que se optó por estabilizar la capa es decir hacerlo rígido para que las cargas se distribuyan a lo largo del pavimento y no se forme una carga puntual.
El pavimento semirrígido no permite controlar las cargas que se ven afectados or el tránsito en el pavimento yaqué este distribuye de forma equitativa a lo largo del pavimento hacia el suelo, este es en donde llega la menor carga posible es decir cero.
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BIBLIOGRAFÍA
ASPHALT INSTITUTE’S THICKNESS DESIGN MANUAL (MS-1), Ninth Edition, E.E.U.U., 1981.
AYLLÓN ACOSTA, JAIME, “Guía para el Diseño de Pavimentos de Concreto Asfáltico”, Cochabamba Bolivia, Abril del 2004.
http://ficem.org/boletines/boletin-tecnico-2013/Guia-de-PavimentosSemirigidos-para-Carreteras-Alto-Volumen.pdf
http://www.ingenierocivilinfo.com/2011/01/pavimentos-semirigidos.html
CURSO DE DISEÑO DE PAVIMENTOS MÉTODO AASHTO – 1997, Instituto Boliviano del Cemento y el Hormigón, 2000.
https://pavimentosestructurales.wordpress.com/2009/11/23/pavimentossemirrigidos/
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