JULIÁN ANDRÉS PULECIO DÍAZ. IC. Mag.
Julián Pulecio, UCC
Tema: Subrasante Contenido: 1. Exploración de la subrasante. 2. Definición del perfil y delimitación de áreas homogéneas. 3. Ejecución de ensayos de resistencia o de respuesta sobre los suelos predominantes. 4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea.
Julián Pulecio, UCC
1. Exploración de la subrasante.
Julián Pulecio, UCC
*Se debe adelantar una investigación a lo largo del alineamiento aprobado, con el fin de identificar la extensión y la condición de los diferentes depósitos de suelos que se encuentren.
1. Exploración de la subrasante.
Geotecnia y Geología
Julián Pulecio, UCC
*La investigación se realiza mediante perforaciones a intervalos definidos de acuerdo con la variabilidad del terreno, la longitud y la importancia del proyecto y los recursos técnicos y económicos disponibles.
1. Exploraciรณn de la subrasante.
>=50cm
>=50cm
Juliรกn Pulecio, UCC
*Las perforaciones deberรกn alcanzar, cuando menos, 50cm bajo la cota proyectada de subrasante.
1. Exploraci贸n de la subrasante.
Juli谩n Pulecio, UCC
INTERVALOS ENTRE PERFORACIONES
1. Exploración de la subrasante. EJECUCIÓN DE PERFORACIONES
0.8m2 =1*0.8
Julián Pulecio, UCC
1. Exploración de la subrasante. EJECUCIÓN DE PERFORACIONES
<=5m
Finalmente si la excavación directa es imposible seguir otro tipo de sondeo…. Julián Pulecio, UCC
1. Exploración de la subrasante. EJECUCIÓN DE PERFORACIONES
1. Para ello se debe preparar una lamina de plástico en el lateral para ir colocando las muestras según se extraigan.
2. Se gira la barrena una vuelta completa según se profundiza. Se extrae la barrena con la muestra en su interior. 3. Se vuelca la muestra suavemente en el plástico. 4. Se repite la operación hasta tener una serie de muestras ordenadas de 1~5 metro de longitud. Julián Pulecio, UCC
5. Se observa y se marcan los horizontes.
1. Exploración de la subrasante. EJECUCIÓN DE PERFORACIONES
Perforación:
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1. Exploración de la subrasante. EJECUCIÓN DE PERFORACIONES Extracción:
Características: * Se utiliza para perforaciones de 2<=Z<=10m con = 4, 6 y 8” ** Se a utilizado Z más profundos pero también aumenta el 20”
C=0
C=0 Julián Pulecio, UCC
1. Exploraci贸n de la subrasante. REGISTRO DEL PERFIL Y TOMA DE MUESTRAS MA
MI
Juli谩n Pulecio, UCC
1. Exploración de la subrasante. REGISTRO DEL PERFIL Y TOMA DE MUESTRAS
*Se debe tomar suficiente cantidad de muestra de cada suelo encontrado en las perforaciones para determinar: +Humedad natural +Límites de consistencia +Granulometría +Compactación +Resistencia o respuesta transitorias
ante
cargas
*Igual tratamiento se debe dar a los suelos de préstamo que se colocarán en los rellenos y que influirán en el comportamiento del pavimento. Julián Pulecio, UCC
2. Definición del perfil y delimitación de áreas homogéneas. SECTORIZACIÓN INICIAL POR TRÁNSITO Inicialmente se sectoriza el tramo en estudio, de acuerdo con los niveles esperados de tránsito a lo largo de él
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Vista planta
2. Definición del perfil y delimitación de áreas homogéneas. SECTORIZACIÓN COMPLEMENTARIA POR TIPOS DE ROCA O SUELO
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A partir de las clasificaciones de los suelos de subrasante encontrados en las perforaciones, se elabora un perfil.
2. Definición del perfil y delimitación de áreas homogéneas. DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS HOMOGÉNEAS DE DISEÑO
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Vista perfil
2. Definición del perfil y delimitación de áreas homogéneas. DETERMINACIÓN DE LAS ÁREAS HOMOGÉNEAS DE DISEÑO
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DETALLE DE LOS SUELOS DE LA UNIDAD 4
3. Ejecuciรณn de ensayos de resistencia o de respuesta sobre los suelos predominantes *CBR (laboratorio e in-situ) *Penetrometro dinรกmico de cono PDC. *Ensayo triaxial Modulo de resiliencia (Mr).
*Ensayo de placa (k). Juliรกn Pulecio, UCC
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO A. Cualquiera sea el método para medir la resistencia o la respuesta del suelo, cada muestra o cada ensayo dará generalmente un resultado diferente.
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4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO B. Es importante que el valor utilizado para el diseño no sea ni subestimado, por cuanto dará lugar a un mayor costo de construcción del pavimento, ni sobreestimado en un grado tal, que existan riesgos importantes de falla.
>>>>>>$
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Riesgo de daños prematuros Julián Pulecio, UCC
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO C. El número de ensayos por área homogénea depende de la extensión del proyecto:
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–Para vías muy cortas (L ≤ 150metros) son suficientes 2 pruebas. L No. Ensayos >= 2 –Para tramos extensos (L ≥ 3000metros) se recomienda un mínimo de 5 y un máximo de 11 por suelo homogéneo. L 5<=No. ensayos<=11
5<=No. ensayos<=11
5<=No. ensayos<=11
–Para tramos de longitud intermedia se aplicará el criterio del diseñador
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO D. Cuando se tengan menos de 5 resultados, se recomienda tomar el menor valor de resistencia o de respuesta determinado en condiciones de equilibrio. E. Cuando se tengan 5 resultados ó más, la elección del valor de diseño del área, dependerá del método de diseño del pavimento que se vaya a emplear:
Instituto del asfalto
Criterio AASHTO – 93 e INVIAS
93
Se tomará el valor en función del NESE y percentil.
Se tomará el valor promedio Julián Pulecio, UCC
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Instituto del asfalto
NESE
% % %
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El I.A. recomienda los siguientes valores percentiles para calcular el Módulo de Resiliencia de diseño de la capa de subrasante, mostrados en la Tabla a continuación en función del tránsito esperado sobre el pavimento en estudio:
SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Instituto del asfalto - EJEMPLO Para el diseño de un tramo de via se tomaron Mr de diferentes sectores, ¿determinar el Mr de diseño?, los numeros de ejes equivalentes de 8.2T (80kN) para el diseño según el periodo de diseño es NESE= 5.93*106
Orden
Mr (Mpa)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
47.03 44.72 23.64 54.11 39.57 26.29 28.81 63.37 36.18 60.87 76.36
Mr (Mpa) (Orden de menor a mayor)
Numero de valores iguales o mayores
% de valores iguales o mayores
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4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea
NESE 5930000 5.93* 106
SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Instituto del asfalto - EJEMPLO Para el diseño de un tramo de via se tomaron Mr de diferentes sectores, ¿determinar el Mr de diseño?, los numeros de ejes equivalentes de 8.2T (80kN) para el diseño según el periodo de diseño es NESE= 5.93*106
Orden
Mr (Mpa)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
47.03 44.72 23.64 54.11 39.57 26.29 28.81 63.37 36.18 60.87 76.36
Mr (Mpa) (Orden de menor a mayor) 23.64 26.29 28.81 36.18 39.57 44.72 47.03 54.11 60.87 63.37 76.36
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4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea
Numero de valores % de valores NESE iguales o iguales o mayores mayores 11 (11/11)*100%=100% 5930000 5.93* 106 10 (10/11)*100%=91% 9 (9/11)*100%=82% 8 (8/11)*100%=73% 7 (7/11)*100%=64% 6 (6/11)*100%=55% 5 (5/11)*100%=45% 4 (4/11)*100%=36% 3 (3/11)*100%=27% 2 (2/11)*100%=18% 1 (1/11)*100%=9%
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Instituto del asfalto - EJEMPLO
NESE
% % %
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Para el diseño de un tramo de via se tomaron Mr de diferentes sectores, ¿determinar el Mr de diseño?, los numeros de ejes equivalentes de 8.2T (80kN) para el diseño según el periodo de diseño es NESE= 5.93*106
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Instituto del asfalto - EJEMPLO Para el diseño de un tramo de via se tomaron Mr de diferentes sectores, ¿determinar el Mr de diseño?, los numeros de ejes equivalentes de 8.2T (80kN) para el diseño según el periodo de diseño es NESE= 5.93*106 Mr (Orden de menor a mayor) Vs. % de valores iguales o mayores Julián Pulecio, UCC
120%
% de valores iguales o mayores
100%
80%
60%
40%
20%
0% 0
10
20
30
40
50
Mr (MPa)
60
70
80
90
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Instituto del asfalto - EJEMPLO Para el diseño de un tramo de via se tomaron Mr de diferentes sectores, ¿determinar el Mr de diseño?, los numeros de ejes equivalentes de 8.2T (80kN) para el diseño según el periodo de diseño es NESE= 5.93*106 Mr (Orden de menor a mayor) Vs. % de valores iguales o mayores Julián Pulecio, UCC
120%
% de valores iguales o mayores
100%
80%
60%
40%
20%
0% 0
10
20
30
40
50
Mr (MPa)
60
70
80
90
4. Determinación de la resistencia o respuesta de diseño para cada área homogénea SELECCIÓN DEL VALOR DE RESISTENCIA O DE RESPUESTA DE DISEÑO Instituto del asfalto - EJEMPLO Para el diseño de un tramo de via se tomaron Mr de diferentes sectores, ¿determinar el Mr de diseño?, los numeros de ejes equivalentes de 8.2T (80kN) para el diseño según el periodo de diseño es NESE= 5.93*106 Mr (Orden de menor a mayor) Vs. % de valores iguales o mayores Julián Pulecio, UCC
120%
100%
% de valores iguales o mayores
87.5% 80%
60%
40%
20%
0% 0
10
20
30
40
50
Mr (MPa)
Mr(diseño) = 28.3Mpa
60
70
80
90
Referencias [1] HIGUERA SANDOVAL. Carlos Hernando. Mag. Nociones sobre métodos de diseño de estructuras de pavimentos para carreteras. Tunja: Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. 2011. [2] INSTITUTO DEL ASFALTO. Guía para el diseño de Espesores, (MS-1). EE.UU.: 1991. [3] AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY TRANSPORTATION OFFICIALS AASHTO Guide for design of pavement structures. Washington D.C.: 1993.
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JULIÁN ANDRÉS PULECIO DÍAZ. IC. Mag. julian.puleciod@campusucc.edu.co
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