3. Bases Estabilizadas Con Cemento

COMPORTAMIENTO DE BASES

ESTABILIZADAS CON CEMENTO Natalia Pérez García

nperez@imt.mx

Carpeta

asfáltica

Base

1

2

3

CAPA NO. 4

CAPA NO. 5

CAPA NO. 6

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0.00 0.50 1.00 1.50

Deformación (%)

Es

fue

rzo

(k

g/c

m²)

COMPORTAMIENTO ESFUERZO-DEFORMACIÓN

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 1 2 3 4 5 6

Deformación (%)

Esfu

erz

o (

kg

/cm

²)

DISTRIBUCIÓN DE ESFUERZOS

REQUISITOS DEL MATERIAL DE BASE

¿CÓMO MEJORAR LAS PROPIEDADES?

+ AGLUTINANTE

PRODUCTOS ESTABILIZANTES

Cementos

Asfaltos

Cal

Cantidad de cemento

mezclado

RESISTENCIA

Una rigidez alta no garantiza

un buen comportamiento

a largo plazo

DISEÑO DE LA MEZCLA

MÉTODO DEL CUERPO DE INGENIEROS (ENFOQUE DE

RESISTENCIA Y DURABILIDAD)

DESVENTAJA DEL USO DEL CEMENTO:

REFLEJO DE GRIETAS EN LA SUPERFICIE

1. Contracción por hidratación del cemento

2. Contracción por Secado

MÉTODOS PARA MITIGAR EL AGRIETAMIENTO

1. EMPLEAR CONTENIDOS DE CEMENTO REDUCIDOS

2. PRECORTE DEL MATERIAL

3. PREAGRIETAMIENTO A EDAD TEMPRANA

4. CONSTRUCCIÓN DE LA CARPETA EN DOS CAPAS

5. RETRASAR LA CONSTRUCCIÓN DE LA CARPETA ASFÁLTICA

6. COLOCAR UNA CAPA DE MATERIAL GRANULAR ENTRE LA

CARPETA Y LA BASE ESTABILIZADA

PROPIEDADES REQUERIDAS

PARA DETERMINAR ESPESORES

MÉTODOS E-M

• E = Módulo; 3000-8000 MPa

= Relación de Poisson

(no es muy variable); 0.1-0.3

Relación de agrietamiento por fatiga

ESTUDIO DEL MATERIAL DE LABORATORIO

PROPIEDADES DEL SUELO ESTUDIADO

CURVAS DE COMPACTACIÓN

CON 8 % DE CEMENTO

CON 10 % DE CEMENTO

EQUIPO DE LABORATORIO UTILIZADO PARA

PREPARAR LAS VIGAS

Vista isométrico

Cota: mm

Tapa superior del tubo guía

(Puede ser soldada la tapa o

si fuera posible una especie

de tornillo muy delgado que

permita desrroscarlo) que

funcione como retenida para

el pizón

El material no debe ser de

un espesor excesivo, se

recomienda del orden de

2 a 3 mm, pero con

resistencia sufuciente para

no deformarse y pueda

funcionar como guia del

pizón que correra en su

interior

Las cotas indican medidas interiores.

Ceja para recibir

soldadura y cerrar

la funda

Empuñadura, el diámetro

puede variar hacia un que

sea ergonómico para un

puño de hombre.

Conexión puede ser

soldada, manteniendo

la vertical a plomo,

para evitar exentricidad

al momento de caer

libremente y por lo

tanto los esfuerzos

sean distintos en la

base.

Tramo de transición

entre tapa superior

del tubo guia y la

empuñadura para

evitar accidentes

en los dedos.

Funda del pisón Conjunto del pisón y fundaDetalles de la funda

Empuñadura, el diámetro puede

variar hacia un que sea ergonómico

para un puño de hombre.

Tubo conector entre macizo y

empuñadura. (si fuera de

tubo, que el espesor de la

pared sea robusto para evitar

deformaciones pogolpeteo)

Conexión puede ser soldada,

pero manteniendo la vertical a

plomo, para evitar exentricidad

al momento de caer libremente

y por lo tanto los esfuerzos

sean distintos en la base.

Tramo de transición entre

tapa superior del tubo guia

y la empuñadura para evitar

accidentes en los dedos.

DISPOSITIVO

PARA MEDIR LAS DEFLEXIONES DE LA VIGA

a a

máx1 R2

PRUEBAS DE MÓDULO DE RUPTURA

2bd

PLMR

Frecuencia = 1 Hz

COMPORTAMIENTO EN CARGA CÍCLICA

PRUEBA DE FATIGA

GRAFICAS DE DEFLEXIÓN

DEGRADACIÓN DEL MÓDULO

E1 E2

E3

COMPARANDO LOS VALORES DE MÓDULO

LEY DE FATIGA

1)(N ln 0.030S

σf

o

1.0)(N ln 0.028S

σf

o

CONCLUSIONES

1. El adicionar cemento a los materiales de base mejora las

propiedades en cuanto a resistencia y deformación, sin embargo,

en campo es recomendable que se utilice alguna de las técnicas

mencionadas para mitigar el agrietamiento que posteriormente

se refleja a la superficie del pavimento.

2. La agrietamiento por fatiga del material estabilizado se puede

aplazar si el módulo con el que se diseña se elige de acuerdo

con las gráficas de degradación del módulo.

3. La resistencia a fatiga de un material depende en gran medida

de la relación de esfuerzo aplicado, (esfuerzo aplicado/esfuerzo

de falla), para relaciones de esfuerzo menores a 40 % el material

soporta una gran cantidad de ciclos como lo muestran las leyes

de fatiga obtenidas.

CONCLUSIONES

4. Es recomendable determinar los modelos de comportamiento

de los materiales que utilizamos en México, de tal forma que los

datos de entrada para el diseño de pavimentos sean los más

adecuados a nuestras condiciones.

5. Durante el desarrollo de este trabajo el Capitán Gilberto Flores

realizó una estancia en España en donde llevó a cabo pruebas de

fatiga en equipos de última generación, sin embargo, constató

que los resultados obtenidos con esos equipos y los obtenidos

con el dispositivo fabricado durante esta investigación eran muy

similares, por tanto, para llevar a cabo investigación todo

ingeniero puede desarrollar sus propios dispositivos y no

depender en gran medida de la tecnología extranjera.

GRUPO DE TRABAJO

PREGUNTAS