11.Capitulo7 Plaxis y Pavimentos

5/24/2018 11.Capitulo7 Plaxis y Pavimentos

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7. METODOLOGA PARA LA CALIBRACIN DE MDULOS RESILIENTES

Para cumplir a cabalidad con los objetivos propuestos en este proyecto, se

seguirn los siguientes pasos:

1) Recopilar y revisar los resultados de los ensayos de campo (viga benkelman y

placa) realizados en la pista de prueba de la va Caldas-Angelpolis.

2) Analizar los resultados obtenidas en los ensayos de viga Benkelman y prueba

de placa respectivamente.

3) Calibrar mdulos resilientes de las bases estabilizadas en el programa

Windepav a partir de los resultados de Do y radio de curvatura obtenidos en el

ensayo de viga Benkelman.

4) Calibrar mdulos resilientes de las bases estabilizadas en el programa Plaxis

a partir de los resultados de deformacin mxima obtenidos en el ensayo de placa.

5) Analizar los resultados de los mdulos de las bases estabilizadas obtenidos en

cada uno de los programas.

6) Elaborar las conclusiones.

Para calibrar los mdulos resilientes de la base estabilizada del pavimento se hizo

necesario partir de datos obtenidos en la investigacin titulada Mejoramiento de

Suelos con Cal realizada por los profesores investigadores de la Universidad deMedelln Csar Augusto Hidalgo Montoya y Mario Alberto Rodrguez Moreno. En

el desarrollo de la investigacin, en una primera fase se realizaron pruebas de

laboratorio a travs de ensayos destructivos sobre probetas de suelos con

diferentes porcentajes de cal. En una segunda fase se desarroll un trabajo de

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campo consistente en la construccin de una pista de prueba en el sector de la

carretera que comunica los municipios de Caldas y Angelpolis, a la cual se le

realiz la auscultacin a travs de ensayos no destructivos como lo son el de

placa y la viga Benkelman, buscando verificar el comportamiento de los materialesde la estructura de pavimento frente a cargas dinmicas reales y su evolucin

durante un tiempo de seguimiento definido por 6 meses (Hidalgo & Rodriguez,

2004).

7.1 PISTA DE PRUEBA

La pista de prueba, que comunica los municipios de Caldas y Angelpolis, es untramo de 70 m de longitud, que pertenece a una va cuyas condiciones de carga y

caractersticas de sub-rasante son desfavorables para cualquier tipo de estructura

de pavimento.

Desde el inicio de la investigacin se plante como una estructura compuesta por

una retcula de 20 celdas con diferentes espesores, tipos de material y porcentajes

de cal, donde cada celda tendra en promedio 7 metros de longitud y cuyo ancho

sera la mitad de la calzada de la va a intervenir.

Despus de la visita de reconocimiento y de haber adquirido los datos de las

caractersticas fsicas del mismo, se dise una retcula conformada por 10 celdas

en cada carril de la va, como se muestra en la Figura 7.1.

Figura 7.1 Distribucin reticular de la pista de prueba

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

56


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Las celdas estn compuestas por bases de tres materiales diferentes (tabla 7.1)

los cuales se nombran de acuerdo a consideraciones de la investigacin, con

adiciones de cal de 3%, 6%, 9% y 12% y espesores entre 20 cm y 30 cm.

Tabla 7.1 Materiales que componen las celdas de la pista de prueba

NoCelda

Tipo de materialAdicin de

cal en %Espesor dela estructura

1 Base granular MS-022 0 302 Base granular MS-022 3 303 Base granular MS-022 6 304 Base granular MS-022 9 305 Base granular MS-022 12 306 Base granular MS-022 3 30

7 Base granular MS-022 6 308 Base granular MS-022 9 309 Base granular MS-022 6 25

10 Base granular MS-022 9 2511 Material granular MS-49 3 3012 Material granular MS-49 6 3013 Material granular MS-49 6 3014 Material granular MS-49 9 3015 Material granular MS-49 12 3016 Suelo MS-049 3 3017 Suelo MS-049 6 3018 Suelo MS-049 9 3019 Base granular MS-022 6 2020 Base granular MS-022 9 20

Los materiales utilizados como bases de la estructura del pavimento y a los cuales

se les adicionaron diferentes porcentajes de cal en cada celda presentan las

caractersticas mostradas en la tabla 7.2. Los cuales se clasifican como limo

elstico, base granular tipo BG-1 (Invias) y material granular contaminado con el

suelo de fundacin.

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Tabla 7.2 Caractersticas fsicas de los materiales de la base del pavimento

Caractersticas

Material granular MS-49:Procedente del municipio

de Caldas utilizado en lasceldas 1 a la 5.

Suelo MS-49: Materialinsitu utilizado en las

celdas 6, 7 y 8.

Base granular MS-022:Material proveniente de

la cantera Santa Ritautilizado en las celdas 9a la 20.

Clasificacin MH (limo elstico) - BG-1Limite lquido (%) 75,2 28 21Limite plstico(%)

52,6 25,12 -

ndice plstico 22,6 2,88 -

Lmite decontraccin (%)

33 - -

Gravedadespecfica:

2,78 2,77 2,91

% finos 87,2 - 9,7% de desgaste - 16,48 -

Humedad ptima(%)

- 6,5 -

Densidadmxima

- 2,28 -

7.2 DATOS DE ENSAYO DE VIGA BENKELMAN

Los resultados obtenidos en el ensayo de viga Benkelman (tabla 7.3) realizado en

cada una de las celdas de la pista de prueba muestran que las celdas con basesde suelos adicionados con cal presentan menores deflexiones y mayores radios

de curvatura que la base sin adicin de cal. Sin embargo no se observa una

tendencia clara de la variacin de las deflexiones y radios de curvatura en funcin

del contenido de cal, estos resultados son aleatorios.

58


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Tabla 7.3 Deflexiones con viga Benkelman

D0 D25

1 MATERIALGRANULARMS49 A.F.3 34 27 205 30

2 MATERIAL

GRANULAR

MS

49 A.F.

6 31 19 135 30




6 SUELOMS49 L.M.3 58 46 135 30

7 SUELOMS49 L.M.6 92 54 41 30

8 SUELOMS49 L.M.9 50 38 135 30

9 BASEGRANULARMS022 B.G.6 30 27 410 20





14 BASE

GRANULAR

MS

022 B.G.

9 30 15 104 3015 BASEGRANULARMS022 B.G.12 38 34 414 30






ESPESORDEESTRUCTURA

DEFLEXIONESmm/100

DEFLEXIONESTIPODEMATERIAL

N % RADIODE

CURVATURA

A partir de estos datos se obtienen valores como la media, desviacin estndar y

coeficiente de variacin de la deflexin debajo del centro de rueda doble (Do), que

nos servirn de referencia para analizar los resultados por mtodos estadsticos

(ver tabla 7.4):

Tabla 7.4 Valores estadsticos de deflexiones en mm/100

DEFLEXIONES

Valor medio de deflexin (D) 49,85

Desviacin estndar () 25,72

Coeficiente de variacin (V) 51,59

Mxima deflexin (Domax) 117

Mnima deflexin (Domin) 23

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La deflexin caracterstica, tomando C=1 para la condicin ms desfavorable (ver

ecuacin 4.4) de las obtenidas a travs del ensayo de viga Benkelman para el

tramo en consideracin es Dc = 101,282 mm/100.

De la proyeccin de transito a un periodo de diseo de 12 aos se tiene que

N = 7.34 x 105. Luego, de la ecuacin 26,322027.34 10,

0.977

El cociente

1.04 lo cual califica el pavimento en el rango de bueno (tabla

4.2). Es de anotar que los ensayos se realizaron seis meses despus de la

construccin del pavimento.

7.3 DATOS DE ENSAYO DE PLACA

El ensayo de placa se realiz sobre cada una de las celdas de la pista de prueba.

Los resultados se indican en las tablas 7.5 y 7.6, donde el nmero del ensayo

coincide con el nmero de celda.

60


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Tabla 7.5 Ensayos de placa en carril en direccin Angelpolis-Caldas

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

0,006 1,36 0,006 1,36 0,003 1,36 0,001 1,36

0 0 0 0 0 0 0 0

0,018 2,039 0,008 2,039 0,006 2,039 0,003 2,039

0,028 4,079 0,018 4,079 0,033 4,079 0,017 4,079

0,048 6,118 0,032 6,118 0,057 6,118 0,034 6,118

0,058 8,157 0,053 8,157 0,079 8,157 0,051 8,157

0,07 10,197 0,089 10,197 0,107 10,197 0,062 10,197

0,083 12,236 0,112 12,236 0,141 12,236 0,086 12,236

0,105 14,275 0,144 14,275 0,163 14,275 0,105 14,275

0,119 16,314 0,184 16,314 0,187 16,314 0,138 16,314

0,157 18,354 0,224 18,354 0,225 18,354 0,182 18,354

0,029 0 0,058 0 0,062 0 0,028 0

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

0 1,36 0,006 1,36 0,011 1,36 0,008 1,36

0 0 0 0 0 0 0 0

0,018 2,039 0,019 2,039 0,047 2,039 0,014 2,039

0,042 4,079 0,043 4,079 0,08 4,079 0,036 4,079

0,062 6,118 0,069 6,118 0,113 6,118 0,053 6,118

0,088 8,157 0,091 8,157 0,146 8,157 0,086 8,157

0,112 10,197 0,112 10,197 0,184 10,197 0,112 10,197

0,155 12,236 0,138 12,236 0,21 12,236 0,152 12,236

0,187 14,275 0,173 14,275 0,255 14,275 0,187 14,275

0,224 16,314 0,199 16,314 0,288 16,314 0,22 16,314

0,25 18,354 0,237 18,354 0,328 18,354 0,251 18,354

0,056 0 0,051 0 0,093 0 0,039 0

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

0,005 1,36 0,001 1,36

0 0 0 0

0,01 2,039 0,015 2,039

0,019 4,079 0,041 4,079

0,032 6,118 0,069 6,118

0,042 8,157 0,089 8,157

0,051 10,197 0,117 10,197

0,064 12,236 0,151 12,236

0,076 14,275 0,188 14,275

0,093 16,314 0,215 16,314

0,105 18,354 0,249 18,354

0,011 0 0,084 0

ENSAYOSDEPLACAENSAYODEPLACA#1 ENSAYODEPLACA#2 ENSAYODEPLACA#3 ENSAYODEPLACA#4

ENSAYODEPLACA#5 ENSAYODEPLACA#6 ENSAYODEPLACA#7 ENSAYODEPLACA#8

ENSAYODEPLACA#9 ENSAYODEPLACA#10

61


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Tabla 7.6 Ensayos de placa en carril con direccin Caldas-Angelpolis

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

0,010 1,36 0,003 1,36 0,005 1,36 0,004 1,36

0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0

0,053 2,039 0,022 2,039 0,022 2,039 0,009 2,039

0,100 4,079 0,046 4,079 0,046 4,079 0,017 4,079

0,159 6,118 0,076 6,118 0,064 6,118 0,025 6,118

0,198 8,157 0,083 8,157 0,079 8,157 0,041 8,157

0,240 10,197 0,119 10,197 0,099 10,197 0,055 10,197

0,287 12,236 0,155 12,236 0,114 12,236 0,066 12,236

0,324 14,275 0,182 14,275 0,130 14,275 0,075 14,275

0,359 16,314 0,218 16,314 0,145 16,314 0,084 16,314

0,414 18,354 0,264 18,354 0,173 18,354 0,094 18,354

0,132 0 0,053 0 0,041 0 0,005 0

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

0,004 1,36 0,004 1,36 0,006 1,36 0,003 1,36

0,000 0 0,000 0 0,000 0 0,000 0

0,017 2,039 0,015 2,039 0,018 2,039 0,008 2,039

0,034 4,079 0,029 4,079 0,036 4,079 0,018 4,079

0,053 6,118 0,048 6,118 0,053 6,118 0,034 6,118

0,074 8,157 0,069 8,157 0,071 8,157 0,05 8,157

0,093 10,197 0,081 10,197 0,091 10,197 0,062 10,197

0,117 12,236 0,095 12,236 0,113 12,236 0,076 12,236

0,135 14,275 0,113 14,275 0,130 14,275 0,089 14,275

0,150 16,314 0,128 16,314 0,147 16,314 0,107 16,314

0,163 18,354 0,152 18,354 0,169 18,354 0,123 18,354

0,025 0 0,023 0 0,03 0 0,018 0

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

DEF.PROM.(cm)

ESFUERZO(kg/cm)

0,013 1,36 0,011 1,36

0,000 0,000 0,000 0,000

0,042 2,039 0,047 2,039

0,079 4,079 0,086 4,079

0,112 6,118 0,132 6,118

0,136 8,157 0,156 8,157

0,164 10,197 0,188 10,197

0,213 12,236 0,226 12,236

0,248 14,275 0,269 14,275

0,274 16,314 0,309 16,3140,300 18,354 0,342 18,354

0,076 0,000 0,052 0,000

ENSAYOSDEPLACA



ENSAYODEPLACA#11 ENSAYODEPLACA#12 ENSAYODEPLACA#13 ENSAYODEPLACA#14


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9/20

Las grficas de la figura 7.2 nos muestran las curvas esfuerzo-deformacin

agrupadas por porcentaje de cal adicionado en cada ensayo de placa realizado,

adicionalmente, en cada grfica se introduce la curva esfuerzo-deformacin de la

celda sin adicin de cal, con el fin de observar la variabilidad:

Los resultados de ensayos de placa muestran (figura 7.2.) que las estructuras de

pavimentos cuyas bases contienen adiciones de cal presentan menores

deformaciones que la celda sin adicin de cal, aun con espesores menores.

Tambin se observa que la forma de la grfica de esfuerzo-deformacin no es

similar en ensayos con un mismo porcentaje de cal.

Figura 7.2 Curvas Esfuerzo-Deformacin de los ensayos de placa

ENSAYOSDEPLACASEGNPORCENTAJEDECALADICIONADO

0

5

10

15

20

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ESFUER

ZO

(kg/cm2)

DEFORMACIN(cm)

ENSAYOSDEPLACAENCELDASCONADICINDECALDEL3%

CELDA#1

CELDA#6

CELDA#12

CELDA#16

CELDA#11

5

0

5

10

15

20

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ESFUERZO

(kg/cm2)

DEFORMACIN(cm)


CELDA#2

CELDA #3

CELDA#7

CELDA#9

CELDA#13

CELDA#17

CELDA#19

CELDA#11

0

5

10

15

20

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ESFU

ERZA(kg/cm2)

DEFORMACIN(cm)


CELDA#4

CELDA#8

CELDA#10

CELDA#14

CELDA#18

CELDA#20

CELDA#11

0

5

10

15

20

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

ESFU

ERZO

(kg/cm2)

DEFORMACIN(cm)


CELDA#5

CELDA

#15

CELDA#11

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10/20

Los mdulos de elasticidad (tabla 7.7) se determinan utilizando la ecuacin 4.1 y

la ecuacin 4.2. Al utilizar la ecuacin 4.1, en los ensayos en que los datos

recolectados no alcanzan la deflexin de 0.050 pulg, se calcula el mdulo elstico

utilizando la ecuacin 4.2 para el ltimo valor de deflexin medido. Mientras que,el clculo del mdulo elstico de placa usando la ecuacin 4.2 se realiz tomando

la deflexin al esfuerzo de 18.354 kg/cm2. Las diferencias entre los resultados de

calculo de las dos ecuaciones , en algunos casos son apreciables.

Tabla 7.7 Mdulos de elasticidad de la estructura de pavimento

EnsayoN

TIPO DEMATERIAL

% ESPESORESTRUCTU

RA

E (kg/cm2)Ec. 2.7

E(kg/cm2))Ec. 2.8

ERRORRELATIVO

1 MATERIAL GRANULARMS-49

A.F. 3 30 693.8 797.3 13%


A.F. 6 30 2378.9 2102.3 13%


A.F. 6 30 1614.2 1392.7 16%


A.F. 9 30 1515.1 1250.2 21%


A.F. 12 30 2251.4 2171.5 4%

6 SUELO MS-49 L.M. 3 30 1855.0 1473.5 26%

7 SUELO MS-49 L.M. 6 30 1614.2 1466.9 10%

8 SUELO MS-49 L.M. 9 30 991.2 1006.3 1%

9 BASE GRANULAR MS-022 B.G. 6 20 3143.5 3143.5 0%












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11/20

El mdulo elstico de placa, de la estructura del pavimento, es menor en la base

sin adicin de cal, independientemente del tipo de material que conforma la base.

Tambin, el orden en la variacin del mdulo elstico de placa no coincide entre

los dos procedimientos de clculo. Independiente de lo anterior existe aleatoriedadde los valores de mdulo elstico en funcin del contenido de cal.

7.4 RESULTADOS DE CALIBRACIN DE MDULOS RESILIENTES

ESTABILIZADOS CON CAL A PARTIR DE ENSAYOS DE PLACA Y VIGA

BENKELMAN

Los mtodos para calibrar los mdulos resilientes de las bases estabilizadas concal fueron el de anlisis aproximado y elementos finitos:

7.4.1 Mtodo de Anlisis Numrico Aproximado. La calibracin de mdulos

por medio de este mtodo se llevo a cabo con el programa Windepav 2.0. Se

realiz considerando los resultados de deflexiones (Do) obtenidos en el ensayo

de viga Benkelman que se realizaron en la pista de prueba descrita anteriormente.

El procedimiento que se sigui fue un retroclculo, el cual en detalle se describede la siguiente manera:

1. Establecer qu tipo de materiales conforman las capas de la estructura de

pavimento en estudio.

2. Determinar las propiedades fsicas tpicas de las capas de la estructura del

pavimento (subrasante, base y carpeta asfltica).

3. Para comenzar a utilizar el programa hay que tener en cuenta colocar la

descripcin del proyecto.

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12/20

4. Para la calibracin, el programa slo tiene en cuenta para cada capa tres

parmetros para su correcta ejecucin, el mdulo elstico, la relacin de Poisson y

el espesor, los valores de stos parmetros se colocan teniendo en cuenta el

nmero de capas y el orden en que se encuentran en campo. El espesor de lasubrasante el programa lo considera infinito.

5. Los valores de los parmetros radio del rea de carga, distancia entre ruedas

y presin de contacto son fijos y vienen incorporados en el programa.

6. Por ltimo, se realiza un proceso de iteraracin, consistente en variar el

mdulo de elasticidad de la base estabilizada con cal, manteniendo constantes

los otros parmetros de sta, de la carpeta asfltica y subrasante hasta reproducirde manera exacta el valor de la deflexin obtenido en el ensayo de viga

Benkelman (Do).

Las imgenes 7.1 y 7.2 nos muestran como el programa Windepav 2.0 ejecuta el

proceso.

Imagen 7.1 Modelo programa Windepav 2.0. Datos

66


13/20

Imagen 7.2 Modelo programa Windepav 2.0. Resultados

Debido a la ausencia de algunos datos se utilizaron referencias bibliogrficas para

colocar valores tpicos de parmetros que el programa requiere para la realizacin

de los clculos, tales como, la relacin de Poisson para las tres capas y el mdulo

de elasticidad para la carpeta asfltica y la subrasante. Los valores de los

parmetros que se escogieron para ser utilizados en todas las celdas fueron los

siguientes:

Tabla 7.8 Parmetros de las capas del pavimento (Windepav 2.0)

Capas

Parmetros de la estructura de pavimentoMdulo de

elasticidad E(kg/cm2)

Relacin dePoisson

Espesor de lacarpeta (cm)

Carpeta asfltica 13000 0,35 8Base (*) 0,3 30, 25 o 20Subrasante 720 0,2 -Fuente: Estudio del radio de curvatura en la modelacin de estructuras de pavimentoflexible utilizando las aplicaciones DEPAV- ALIZ III y KENLAYER. Vsquez, Luis.Octubre de 2002

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14/20

Cabe anotar que algunos de los valores de la tabla 7.8 se tomaron teniendo en

cuenta las propiedades fsicas de los suelos; el espesor de la base es el que

presenta para cada celda la tabla 3.1; por ltimo se aclara que el smbolo (*) es

para indicar que ste es el parmetro a calibrar.

Los resultados (tabla 7.9) muestran que los mdulos resilientes obtenidos para las

bases con adicin de cal son mayores que el mdulo resilientes de la base sin

adicin de cal. Adems, existe aleatoriedad de los mdulos elsticos en relacin

con el porcentaje de cal.

Tabla 7.9 Mdulos resilientes obtenidos en Windepav 2.0

N ensayoviga

BenkelmanTIPO DE

MATERIAL% DEFLEXIONES RADIO DE

CURVATURAESPESOR DEESTRUCTURA

MdulosWINDEPAV

(kg/cm2)

D0 D25

1 MATERIAL GRANULAR MS-49 A.F. 3 34 27 205 30 11420





6 SUELO MS-49 L.M. 3 58 46 135 30 3500

7 SUELO MS-49 L.M. 6 92 54 41 30 7248 SUELO MS-49 L.M. 9 50 38 135 30 3153

9 BASE GRANULAR MS-022 B.G. 6 30 27 410 20 25700












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7.4.2 Mtodo de Elementos Finitos. La calibracin de mdulos por elementos

finitos se realiz en el programa Plaxis, sta se efectu a partir de las

deformaciones obtenidas en el ensayo de placa realizado a la pista de prueba. La

metodologa utilizada fue la siguiente:

1. Establecer qu tipo de materiales conforman las capas de la estructura de

pavimento en estudio.

2. Determinar las propiedades fsicas tpicas de las capas de la estructura del

pavimento (subrasante, base y carpeta asfltica).

3. El primer paso para desarrollar el proyecto en el programa Plaxis es la

configuracin general (General Settings), donde se encuentran los tem proyecto y

dimensiones. En el primero, se coloca el ttulo del proyecto, el modelo asimtrico y

en el submen elementos, 15 nodos; en el segundo, se colocan las unidades de

longitud, fuerza y tiempo en m, KN y da respectivamente; en este segundo tem

(dimensiones) tambin se colocan las dimensiones geomtricas, que en otras

palabras, son las dimensiones del rea en que se desea trabajar.

4. El siguiente paso es realizar la geometra del proyecto, en la cual, el ancho de

la estructura es de 1.75m, que es la mitad del carril de 3.50m, los espesores de las

capas son los mismos que se utilizaron en el programa Windepav 2.0 (ver tabla

7.8)a diferencia del espesor de la subrasante que se coloc de 1m; adems se

colocan las restricciones (standard fixities) y los desplazamientos previstos, que

son las deformaciones obtenidas en el ensayo de placa.

5. Luego, en el men material sets se colocan en cada capa, las propiedades

de los materiales, de acuerdo a la tabla 7.10 y se llevan a la geometra realizada.

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6. Una vez terminado el paso anterior, se procede a realizar los pasos

necesarios para el correcto funcionamiento del programa: generar malla (Generate

mesh), generar esfuerzos iniciales (Generate initial stresses), para luego pasar a

calcular.

7. La idea es variar el mdulo de elasticidad para la base estabilizada y

manteniendo los otros parmetros constantes, aproximando con un error menor

de 1.5% el valor de la carga del ensayo de placa de 133.92 KN, manteniendo fijo

el valor de deflexin del ensayo. En el programa, el valor de la carga que resulta

debe ser multiplicado por para que ste quede en las mismas unidades del que

se requiere obtener (133.92 KN).

Los valores de los parmetros necesarios en la ejecucin del programa se

muestran en la siguiente tabla:

Tabla 7.10 Parmetros de las capas del pavimento (Plaxis)

Parmetros Smbolo

Carpetaasfltica

Baseestabilizada

Subrasante Unidad

Modelo del material Modelo

Elsticolineal

Elstico lineal Elsticolineal

-

Tipo de comportamiento delmaterial

Tipo Drenado Drenado Drenado -

Peso especifico del suelo nosaturado

unsat 20,000 20,000 16,500 KN/m3

Peso especifico del suelosaturado

sat 23,000 24,000 20,000 KN/m3

Permeabilidad en direccinhorizontal

Kx 1,000 0,500 1,000 m/da

Permeabilidad en direccinvertical

Ky 1,000 0,500 1,000 m/da

Mdulo de Youngs Eref 1300000 (*) 72000 KN/m2Relacin de Poisson 0,350 0,300 0,200 -

Ntese que los valores de los parmetros en comn entre los programas Plaxis y

Windepav son iguales; con estos valores y teniendo en cuenta la geometra de la

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estructura del pavimento analizado, se procede a obtener los mdulos que mejor

reproduzcan los resultados del ensayo de placa.

El modelo del programa se muestra en las siguientes imgenes:

Imagen 7.3 Modelo programa Plaxis. Geometra

Imagen 7.4 Modelo programa Plaxis. Datos Base granular (1)

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Imagen 7.5 Modelo programa Plaxis. Datos base granular (2)

Imagen 7.6 Modelo programa Plaxis. Resultados

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Los resultados de la modelacin en Plaxis (tabla 7.11) indican que los valores de

los mdulos resilientes de las bases con adicin de cal son mayores que la de la

base sin adicin de cal.

Tabla 7.11 Mdulos resilientes de bases estabilizadas con cal obtenidos en Plaxis

N ensayo TIPO DEMATERIAL

% ESPESOR DEESTRUCTURA

MdulosPLAXIS(kg/cm2)

Carga (KN)

1 MATERIAL GRANULAR MS-49 A.F. 3 30 11420 135

2 MATERIAL GRANULAR MS-49 A.F. 6 30 4311,14 133,98

3 MATERIAL GRANULAR MS-49 A.F. 6 30 4311,14 133,98

4 MATERIAL GRANULAR MS-49 A.F. 9 30 7415,97 134

5 MATERIAL GRANULAR MS-49 A.F. 12 30 3300 134,24

6 SUELO MS-49 L.M. 3 30 3800 134,78

7 SUELO MS-49 L.M. 6 30 1742 134,32

8 SUELO MS-49 L.M. 9 30 3300 134,24

9 BASE GRANULAR MS-022 B.G. 6 20 38500 133,72












Comparando los valores entre los mdulos resilientes de las bases estabilizadas

con cal obtenidos por mtodos de anlisis aproximado y elementos finitos (tabla

7.12) se observa gran disparidad entre ellos. Solamente 4 parejas de datostienden a converger a un mismo valor.

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Tabla 7.12 Diferencia relativa entre los mdulos obtenidos en Windepav 2.0 y Plaxis

# ENSAYO % CALMDULOS EN kg/cm2 DIFERENCIA (%)

Windepav Plaxis

1 A.F. 3 11420 11420 0

2 A.F. 6 4300 4311,14 0

3 A.F. 6 3153 4311,14 27

4 A.F. 9 4300 7415,97 42

5 A.F. 12 2150 3300 35

6 L.M. 3 3500 3800 8

7 L.M. 6 724 1742 58

8 L.M. 9 3153 3300 4

9 B.G. 6 25700 38500 33

10 B.G. 9 4400 5300 17

11 B.G. 0 440 1020 5712 B.G. 3 1009 2850 65

13 B.G. 6 7540 8450 11

14 B.G. 9 18830 51000 63

15 B.G. 12 7540 10000 25

16 B.G. 3 4400 12200 64

17 B.G. 6 6800 9000 24

18 B.G. 9 18400 22500 18

19 B.G. 6 4168 2400 42

20 B.G. 9 741 1750 58

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11.Capitulo7 Plaxis y Pavimentos