TAREA 2 pav

Universidad de los AndesIngeniería de PavimentosJosé Miguel Delgado Marcelo - 201113191

TAREA 2

1) De acuerdo a la información que fue proporcionada por la entidad, a continuación se llevan a cabo diferentes análisis con el fin de establecer las incógnitas planteadas.

a) Se presenta a continuación el procedimiento y los cálculos aplicados, que permitieron obtener en primera instancia el diagrama de fases del suelo subbase granular. Para una mejor compresión de la información presentada se procede a describir paso a paso el trabajo realizado.

En primera instancia es necesario para la claridad del procedimiento, establecer algunas de las suposiciones iniciales que se hicieron con respecto a las propiedades de los materiales y su comportamiento.

gravedad=g=10 m /s2

Gracias a este valor aproximado que se le da a la gravedad, y con el fin de simplificar algunos de los cálculos se puede obtener con la densidad del agua que:

pesoespecífico delagua=ρ∗g=γw=10 kN /m 3

Por último, para las partículas sólidas se propone un valor de peso específico con respecto a un valor promedio de la densidad específica.

pesoespecífico suelo=γ s=19 kN /m 3

Ahora, con los valores que se asumieron se procede a realizar los cálculos netamente correspondientes a la composición del diagrama de fases.

Peso del suelo secoPara desarrollar este cálculo, es necesario asumir que se trabaja con una muestra que tiene un volumen equivalente a 1 m3.

Peso Total=Peso Suelo Seco+Peso Agua+Peso AirePT=ms∗g+ms∗g∗w

15.1 kN=ms∗10 m / s2+ms∗10 m/ s2∗0.22

15.1 kN=ms∗10 m / s2(1+0.22)

ms∗10 m /s2=15.1 kN1+0.22

Peso Suelo Seco=12.37 kN

1


Peso Agua

Peso Agua=ms∗g∗w

Peso Agua=12.37 kN∗0.22Peso Agua=2.72 kN

VolúmenesPara encontrar los volúmenes se usan los valores asumidos al principio del documento como se muestra en la siguiente ecuación.

Volumen=m∗gρ∗g

Así, los volúmenes respectivos del diagrama de fases son:

V s=12.37 kN

19 kN /m3=0.6514 m3

V w=2.72 kN

10 kN /m3=0.2722 m 3

V a=V T−V s−V w=0.0762 m3

A continuación se presenta el diagrama de fases que representa 1 m3 de suelo. La estructura de este diagrama así como algunos de los cálculos realizados se obtuvieron de las presentaciones de clase del profesor Nicolás Estrada.

Va = 0.0762 m3

Vw = 0.2722 m3

Vs = 0.6514 m3

Ilustración 1. Diagrama de fases

Gracias a la obtención del diagrama anterior es posible continuar con la última parte de este numeral, en la cual se requiere encontrar algunas propiedades índices del material.

i) Densidad SaturadaDensidad Saturada=(V a+V w )∗γ w+V s∗γ s

Densidad Saturada=(0.0762+0.2722 )∗10kN

m3+0.6514∗19

kN

m3=15.8606

kN

m3

2


ii) Relación de Vacíos

e=V v

V s

=V a+V w

V s

=0.0762+0.27220.6514

=0.5348

iii) Porosidad

n=V v

V=

V a+V w

V T

=0.0762+0.27221

=0.3484

iv) Saturación

Sr=V w

V v

∗100%=V w

V w+V a

∗1= 0.27220.2722+0.0762

=0.7812

v) Densidad Seca

Densisdad Seca=12.37 kN1 m3

=12.37kNm 3

b) Para contestar si el material que se está analizando es apropiado para ser utilizado como subbase del pavimento, es necesario identificar en primera instancia las características de dicho material y así comprobar si éstas cumplen con los requisitos generales establecidos. Las características que se muestran a continuación se obtuvieron de los informes de la interventoría en el momento en el que se realizó la obra.

Ilustración 2. Características de los materiales

Como el caso de interés hace referencia al material usado en la subbase, a continuación se presenta un cuadro resumen en el cual se pueden apreciar los requisitos generales que debe cumplir un material apto. El cuadro presentado se obtuvo de la segunda presentación de clase de la profesora Silvia Caro, referente a variables de diseño – bases y subbase granulares.

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Ilustración 3. Variables de diseño Subbases

Ahora, comparando los factores que tienen en común las ilustraciones presentadas se identifican tres parámetros sobre los cuales se puede desarrollar el análisis referente a la conveniencia del empleo del material. El análisis de los 3 parámetros se presenta a continuación.

El primer factor a evaluar es el CBR, que para materiales empleados como subbases tendría que ser mayor a 30, pero que para nuestro caso, como se observa en las características del material su CBR es de 21, es decir, presenta un CBR menor al permitido lo cual no lo hace apto para ser utilizado.

Ahora si nos fijamos en lo referente al IP, se establece que este tiene que ser menor a 12% para materiales de subbase y en el caso de nuestro material, este presenta un IP igual a 4.8% lo cual le brinda la posibilidad de ser empleado.

El tercer factor a analizar es el M.O que tiene un valor de 1.1% en el material estudiado, pero que según la reglamentación de las subbases tendría que ser igual al 0%. Esto nuevamente descalifica su uso en la composición de la capa.

De lo anterior se concluye que no es apropiado el uso de este como subbase ya que de los 3 factores que se analizaron solo cumplió con los requerimientos de uno, lo cual no es suficiente para ser considerado apto.

c) Se procede a clasificar el material usado para la subrasante por medio de la carta de Casagrande, el cual es un sistema genérico que se emplea para la clasificación de los suelos según sus propiedades, más específicamente según el IP (índice de plasticidad) y el WL (límite líquido).

Para el material a estudiar se tienen las siguientes características.

Ilustración 4. Características subrasante

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Con estos valores, se procede a ubicar nuestro material en la carta de Casagrande la cual se presenta a continuación.

Ilustración 5. Carta de Casagrande

El material tiene un IP = 25% y WL = 77%, lo cual lo ubicaría según el método con el que se está trabajando en la clasificación MH (el triángulo rojo representa la ubicación del material). Que se encuentre en dicha clasificación nos dice que es considerado un limo inorgánico de alta plasticidad.

d) Con respecto al material encontrado en la subrasante se puede decir que posee una baja calidad dadas las características que posee en comparación con los parámetros establecidos para aquellos suelos considerados aptos.

Tabla 1. Factores de Estabilización

Se debería estabilizar cuando se presenten algunas de las siguientes condicionesCBR Menor a 5%WL Mayor a 70%IP Mayor a 40%

M.O Mayor a 3%

Se puede notar que para este caso con el CBR es de 4.1% y el WL es de 77%, SI es recomendable realizar una estabilización del terreno ya que estos dos parámetros no cumple con los lineamientos establecidos lo que puede generar problemas importantes. En cuanto a la recomendación sobre el mecanismo de estabilización a emplear para la subrasante, es conveniente una estabilización química con cal, ya que por las mismas características del material (IP superior al 15%) el uso de cal fomentaría el mejoramiento en las condiciones

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generales del suelo, como por ejemplo la disminución del límite líquido, el aumento de la capacidad portante y la reducción del hinchamiento que pueda presentar el suelo. Generalmente se pueden agregar porcentajes que están entre el 2% y el 6% con respecto al suelo seco que se pretende estabilizar. En general la cal actúa evaporando el agua que se encuentra en el suelo ya que genera una reacción exotérmica al hacer contacto con el agua.

Se podría pensar en otros tipos de estabilización pero no es recomendable ya que el M.O es muy alto para hacer uso del cemento como estabilizador, o WL es superior a 40% como para pensar en la aplicación de asfalto.

e) Algunas de las causas que pudieron originar el deterioro superficial descrito en el pavimento se enumeran a continuación. Como se menciona inicialmente, se observa el inicio de una fisura de junta en el

pavimento, más no la presencia de piel de cocodrilo. Esto puede indicar que los problemas presentados no son originados por un estado de fatiga de la estructura ya que hay ausencia de piel de cocodrilo, sino que tienen lugar por posibles equivocaciones en las fases de diseño y construcción de la vía.

En lo referente a la facilidad con la que se inunda la vía en presencia de precipitación y al sumidero que se identificó, se puede decir que esto tiene lugar dado a problemas en el sistema de drenaje. Estos problemas son de gran importancia ya que cuando el agua ocupa los vacíos que existen entre el material de las capas, las presiones ejercidas pasan a través de ésta y van directamente a la subrasante, lo cual puede producir deformaciones en la superficie por acción directa o también actúa como un debilitante de las capas que son afectadas por otros factores como el tráfico.

Con respecto a las deformaciones superficiales de radio amplio presentes en los bordes de la vía y en las zonas por donde pasan las llantas de los vehículos se puede decir que son varios factores los que intervienen. Primero si pensamos de nuevo en la fisura de junta encontramos una fuente de entrada para el agua en la estructura, hecho que promueve incrementos irregulares de volumen en el suelo, que al momento de la contraerse de nuevo son los causantes de los asentamientos y deformaciones. (suelosexpansivos, 2012)

También es necesario pensar en que dada la presencia de agua en el sistema, se puede hablar de procesos de erosión en las capas de material que componen la base y subbase, los cuales pueden ser los causantes de los hundimientos en las zonas por donde pasan las llantas ya que debilitan la estructura de las capas que distribuyen las cargas.

En lo referente a la presencia de vegetación y ausencia de andenes y bermas en los costados de la vía, se puede decir que estos son factores que promueven los procesos erosivos ya que el contacto directo entre la vegetación y las capas granulares genera vacíos y movimientos de material, permitiendo la entrada de agua y la desestabilización de la estructura.

f) Con respecto a la robustez de la estructura del pavimento es posible concluir mediante un análisis de su estado superficial actual, que no tiene la suficiente fortaleza o resistencia como para soportar las diferentes exigencias estructurales y climáticas que ejerce sobre él el proyecto. Pero si se revisa su estructura interna se podría pensar que según el espesor de las capas que lo componen y la resistencia que éstas deberían brindar, se afirmaría que la estructura del pavimento tiene todas las condiciones necesarias para soportar las exigencias

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a las que está sujeto, claro está que esto se puede decir en lo referente a las exigencias estructurales de la vía, pues en lo referente a su diseño, (recordemos que hay presencia de vegetación natural en el borde y ausencia de bermas y andenes) si podría presentar insuficiencias en cuanto a la capacidad de soportar las condiciones climáticas a las que se ve expuesto.

Es pertinente tratar primero el tema de la resistencia estructural ya que se conoce la estructura que lo compone actualmente.

Tabla 2. Estructura del Pavimento

Según la clase introductoria de ingeniería de pavimentos de la profesora Silvia Caro, un pavimento convencional debe tener un h < 18cm y nuestra estructura cuenta con 17 cm lo que supone que posea la robustez necesaria para cumplir con las exigencias del tráfico a las que está sometido. En lo referente a la composición de la subbase granular el pavimento estudiado tiene un espesor de 45 cm y en CBR de 21%, características que comparadas con estándares convencionales arrojan que posee una resistencia mucho mayor a la que es requerida. La idea anterior se sustenta en el hecho de que para un pavimento con espesor de 40 cm de subbase granular y un CBR de 3% se posee una resistencia de 100 millones de ejes equivalentes, es decir, nuestro pavimento presentaría una resistencia considerablemente mayor.

Ahora, a pesar de que las capas tienen espesores que proporcionan gran resistencia, como se había concluido en puntos anteriores de este documento, es posible que los problemas actuales se den por errores en las fases de diseño y construcción de la estructura ya que por ejemplo, los suelos encontrados en la subrasante necesitaban ser estabilizados, el material empleado en la subbase no es el apto para su utilización, y que posiblemente no se llevó a cabo un proceso constructivo correcto, los espesores de las capas pasan a ser insignificantes.En lo referente a las condiciones climáticas, la estructura no posee bermas en los costados y se nota la presencia de vegetación natural, factores que promueven la erosión de las capas de la estructura y por consiguiente la presencia de deformaciones y hundimientos en la superficie. Estas irregularidades a su vez aumentan el grado de permeabilidad del pavimento, causando así la propagación de los problemas iniciales (cambio de volúmenes en el suelo) y haciéndolo muy vulnerable a las condiciones climáticas variables de la zona.

Se concluye que a pesar de la apariencia robusta del diseño de las capas, por lo descrito anteriormente el pavimento no posee la robustez para cumplir con las exigencias del proyecto.

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g) Gracias al análisis realizado a lo largo de este documento sobre la realidad y el estado actual de las capas estructurales del pavimento, idealmente se tendría que hacer el levantamiento de toda la estructura con el fin de realizar la estabilización del suelo de subrasante por medio de cal y emplear un material granular diferente en la composición de la subbase ya que el actual no cumple con los requisitos mínimos para ser apto. Si se implemente esta solución sería conveniente el uso de geotextiles entre las capas para optimizar las características de resistencia y permeabilidad. También se recomienda la implementación de un sistema de drenaje interno compuesto por un manto drenante extendido hasta el exterior. Para terminar se recomienda la construcción de bermas y andenes con el fin de aislar de algún modo la estructura del pavimento de la vegetación natural que pueda afectar la composición de las capas. Todo lo anterior con el fin de evitar la degradación de los materiales, perdida de adherencia entre las capas y debilitamiento de las mismas. (Escuelaing, 2012)

h) Claramente las condiciones que se presentaron durante este fuerte periodo invernal afectaron considerablemente las condiciones sobre las que se trabajó y por ende afectó el comportamiento de mecánico del pavimento y sus capas. Primero hay que considerar que dado que ese terreno es propenso a inundarse fácilmente, las condiciones de los suelos y materiales que se encuentren allí van a estar sujetas a un estado de saturación total, hecho traducido en dificultades a la hora de llevar a cabo las compactaciones por ejemplo. Por otro lado el estado de saturación total de los suelos puede generan dificultades en el manejo de los mismos, así como en la composición de las capas del pavimento ya que es posible que por la presencia excesiva de agua y bajas temperaturas, la capacidad adhesiva de los materiales se pierda y las propiedades mecánicas del asfalto se vean alteradas, ocasionando futuras fallas en la estructura.

Ahora, es necesario terminar hablando específicamente de los suelos que están presentes en el tramo estudiado pues son estos los mayormente afectados por el fenómeno climático presente. Con la ola invernal los suelos se van a ver totalmente saturados y por ende tendrán un aumento considerable de volumen, lo cual terrible problema ya que si el contratista no tuvo esto en cuenta y realizo los trabajos ignorando la situación a la cual estaban sometidos los materiales, en el momento del cese de precipitaciones y la llegada de climas más cálidos, toda el agua que se encontraba almacenada en los suelos se va a evaporar generando vacíos, los cuales al estar ahora llenos de aire propician la disminución de la capacidad portante de los materiales. Como este es un proceso de cambio de volúmenes debido a la entrada y salida de compuestos, se generan todo tipo de deformaciones como las que se observan hasta el momento en la superficie (hundimientos, deformaciones en las zonas de huella, principios de fisuras) y que se pueden propagar hasta la pérdida total de la estructura.

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2) Se va a realizar el estudio granulométrico a dos materiales seleccionados de una cantera con el fin de determinar si cumplen los requisitos nacionales básicos para ser utilizados en un proyecto vial en la ciudad de Pasto.

a) Se define a continuación el estado de gradación de los materiales a estudiar en este proyecto.

La gráfica 1 que se presenta a continuación es el resultado granulométrico de los análisis realizados a los materiales, de los cuales se tienen las siguientes características.

0.1 1 10 1000

102030405060708090

100

Granulometría Muestra

Material 1Material 2

Tamaño partícula (mm)

pas

a (%

)

Gráfica 1. Granulometría Muestra

Gracias a esta gráfica y según los parámetros establecidos en la clase de fundamentos de geotecnia, se puede afirmar en primera instancia que el material 1 esta bien gradado ya que la curva que describe su composición es lo más cercano a la forma de una S. Se dice que un material cuya curva granulométrica tenga una forma parecida a la de una S es bien gradado pues la distribución de tamaños de las partículas que lo componen se encuentran en porcentajes equivalentes, es decir, es un material en el cual se pueden encontrar partículas de diferentes tamaños pero en la misma proporción respecto al total.Con respecto al material 2 se puede decir que esta mal gradado ya que, como se menciono anteriormente su curva no es muy parecida a una S, hecho que analizando la gráfica número 1 nos permite notar como hay un algunos casos excesos o ausencia de ciertos tamaños de partículas. La afirmación anterior se ve sustentada en el hecho de que en la curva del material 2 encontramos “valles” como en el caso de los tamaños entre 1mm – 5mm, lo cual denota usencia de partículas de este tamaño. Por otro lado para el caso de las partículas entre 5mm – 10mm la curva refleja excesos en la cantidad de partículas de este tamaño. De

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esta forma es posible asegurar que el material es mal gradado ya que su composición no asegura la estabilidad y resistencia de la mezcla para la cual vaya a ser empleado.

Otra forma de analizar el estado de gradación de un material es mediante el cálculo de los coeficientes de uniformidad y de curvatura, que se obtienen por la operación de los Di , que representan el diámetro para el cual el % que pasa es del i%.

A continuación se presenta una tabla con los datos que se obtienen de la tabla inicial del enunciado, así como las operación y resultados que se obtuvieron mediante el método de calculo de coeficientes de uniformidad y curvatura.

Tabla 3. valores D60, D10, D30

Con los valores anteriores se procede a calcular el coeficiente de uniformidad para cada material por medio de la siguiente fórmula.

Cumaterial 1=D 60

D 10

= 50.1

=50

Cumaterial 2=D 60

D10

= 100.5

=20

Ahora se procede a calcular el coeficiente de curvatura de la siguiente forma.

Ccmaterial1=D30

2

D60∗D10

= 15∗0.1

=2

Ccmaterial2=D30

2

D60∗D10

= 110∗0.5

=0.2

Con los resultados anteriores y la tabla de clasificación proporcionada en segunda presentación de clase (pág. 13) de la profesora Silvia Caro, se puede concluir que:

El material 1 corresponde a una arena, está bien gradado ya que su Cu igual a 50 es mayor que 6 y su valor de Cc que es igual a 2 se encuentra en el rango estipulado (1<Cc<3).

El material 2 corresponde a una grava, está mal gradado a pesar de que su Cu de 20 sea mayor a 4, ya que para la condición de 1<Cc<3 no cumple con la norma pues su valor de Cc es apenas de 0.2.

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b) Se procede a comprobar si los materiales estudiados son aptos según la normativa INVIAS para ser utilizados como materiales que conformen la base y subbase del proyecto. Con tal fin se grafican el límite inferior y límite superior para cada caso, y con las curvas granulométricas del numeral a se evalúa si estos se encuentran dentro de los límites y por lo tanto son aptos para el proyecto.

0.1 1 10 1000

102030405060708090

100

Granulometría base - INVIAS tipo A

Material 1Material 2Limite superior ALimite inferior A


pas

a (%

)

Gráfica 2.G. base INVIAS tipo A

0.1 1 10 1000

102030405060708090

100

Granulometría base - INVIAS tipo B

Material 1Material 2Limite superior BLimite inferior B


pasa

(%)

Gráfica 3.G. base INVIAS tipo B

Como se aprecia en las gráficas, es evidente como para ninguna de las clasificaciones de bases (tipo A y B) los materiales estudiados son aptos pues como se ilustra en las gráficas 2 y 3, las curvas granulométricas de éstos se salen en varios puntos de los limites establecidos

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por la normativa INVIAS. Es importante resaltar que ambos materiales presentan problemas principalmente con el límite superior en los tamaños de 1 y 10 mm.

0.1 1 10 1000

20

40

60

80

100

Granulometría subbase - INVIAS

Material 1Material 2Limite superiorLimite inferior


pas

a (%

)

Gráfica 4.G. subbase INVIAS

En lo referente a las subbases, es evidente como ambos materiales, a excepción de una pequeña fracción del material 2, cumplen con el limite inferior de INVIAS. El problema esta en que nuevamente como en el caso de las bases ambos materiales exceden el límite superior, exactamente en las partículas de 10mm.

c) En primera instancia y como una posible solución rápida a un problema que requiere ser superado de la forma más practica y menos costosa posible, se plantea una posible intervención o estabilización mecánica. Para una estabilización de este tipo se plantean diferentes opciones.

Como ambos materiales se están estudiando para ser usados como base y subbase, es posible que si se realiza una mezcla entre ambos pueda llegar a obtenerse un material que si posea las características para ser apto para su uso. Esto seria posible ya que con la diferencia que presentan entre si los materiales, podrían generar una uniformidad entre el tamaño de las partículas y la proporción en la que se encuentran en la muestra.

En el caso de que no se permita combinar los materiales, se plantea la posibilidad de llevar a cabo procesos de trituración controla sobre los materiales estudiados. Es posible pensar en esta alternativa ya que los estudios que se realizan se hacen sobre muestras traídas de una cantera en la cual se llevan a cabo procesos de trituración que arrojan la granulometría expresada en las gráficas, por lo tanto si se analiza por ejemplo el caso del material numero 2, este presenta excesos y ausencia de tamaños específicos, por lo cual si se trituran estos materiales de mayor tamaño de los que se tiene exceso se va a producir ese material de menor pequeño faltante y por consiguiente la disminución del exceso, logrando así una granulometría más uniforme en cuestión de tamaños y cantidades. Si se abaliza detenidamente esta opción, es la mas viable ya que se puede dar solución a las inconsistencias durante

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la fase de concepción del material y no durante el procesos constructivo donde seria mucho mas costoso en términos de dinero, tiempo y esfuerzo.

Si se quiere pensar en una solución por medio de estabilización química, el cemento seria un buen material para tratar los elementos estudiados pues el cemento es un elemento que tiene una buena relación de adherencia con suelos como las arenas y las gravas, los cuales son los suelos de los que se tienen muestras. El único inconveniente que tendría esta solución es el % de M.O presente en el materia, pues este afecta directamente la acción de cemento como material ligante y la cantidad que se requiere para obtener el efecto esperado.

d) Se procede a comprobar si los dos materiales estudiados cumplen con la normativa AASHTO.A continuación se presenta la gradación tipo A, la cual corresponde a materiales empleados como bases granulares según ésta normativa.

0.01 0.1 1 10 1000

102030405060708090

100

Granulometría base -AASHTO tipo A

Material 1Material 2Series6Series8

Tamaño partículas (mm)

pas

a (%

)

Gráfica 5. G. base AASHTO tipo A

Según la normativa AASHTO ninguno de los dos materiales es apto para ser utilizado en el proyecto como base granular pues como se observa en la representación anterior, el material 1 excede en todo momento el límite superior, y el material 2 supera el límite permitido con las partículas de tamaños entre 0.4 y 1 mm y mayores a 6mm.

Las gráficas 6, 7 y 8 representan en análisis de los dos materiales con respecto a la normativa AASHTO en lo referente al análisis de gradación para subbases granulares, pues los límites de la clasificación B, C y D están estipulados para este estudio.

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0.01 0.1 1 10 1000

102030405060708090

100

Granulometría subbase -AASHTO tipo B



pasa

(%)

Gráfica 6. G. subbase AASHTO tipo B

Ninguno de los dos materiales estudiados es apto para ser utilizado como subbase granular. En el caso del material 1 las partículas mayores a 1mm exceden el límite superior. Para el material 2 se infringe el límite superior desde las partículas mayores a 6mm.

0.01 0.1 1 10 1000

102030405060708090

100

Granulometría subbase- AASHTO tipo C



pas

a (%

)

Gráfica 7. G. subbase AASHTO tipo C

Tal vez, este ha sido la situación mas cercana en la cual los materiales podrían ser aptos para ser empleados como subbases, pero al final se determina que no es posible su utilización dado que ambos para las partículas mayores a 10mm no cumplen con los límites establecidos por ésta normativa. Cabe resaltar que en su gran mayoría los materiales estuvieron dentro de los limites, por lo cual con ciertas modificaciones cumplirían.

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0.01 0.1 1 10 1000

102030405060708090

100110

Granulometría subbase- AASHTO tipo D



pas

a (%

)

Gráfica 8. G. subbase AASHTO tipo D

Como se observa en la representación anterior, ningún material de los estudiados es apto como subbase pues ambos en este caso, así sea en una pequeña fracción, incumplen tanto el límite inferior como el superior. El material 1 tiene inconvenientes principalmente con las partículas superiores a los 11mm. El material 2 presenta errores en partículas superiores a 11mm y con las partículas que se encuentran entre 0.1 y 0.6 mm.

e) Se procede a comprobar si los dos materiales estudiados cumplen con la normativa ASTM.

0.01 0.1 1 10 1000

102030405060708090

100110

Granulometría base- ASTM

Series2Series4Series6Series8


pasa

(%)

Gráfica 9. G. base ASTM

15


0.01 0.1 1 10 1000

102030405060708090

100110

Granulometría subbase- ASTM

Material 1Material 2Limite superiorLimite inferior


pas

a (%

)

Gráfica 10. G. subbase ASTM

Con las tablas de los límites obtenidas en SicuaPlus, se graficaron los límites propuestos por la normativa ASTM para las bases y subbases granulares, y se obtuvieron las siguientes conclusiones:

Para las bases, el material uno tiene una buena forma, el único problema que presenta es con el límite superior entre los tamaños de 0.1 y 0.2mm. Para el material 2 se generan inconsistencias con el límite inferior en las partículas entre 2 y 7mm. A pesar de ser leves errores no se consideran aptos como bases granulares.En cuanto a los límites de las subbases, el material 2 presenta problemas tanto con el inferior como con el superior en pequeñas proporciones, haciéndolo no apto. Para este caso en particular el material 1 aparentemente es apto para ser usado como subbase granular, pues su curva granulométrica esta totalmente dentro de los límites establecidos por la reglamentación ASTM.

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Universidad de los AndesIngeniería de PavimentosJosé Miguel Delgado Marcelo - 2011131913) Bases y Subbases Granulares

IDU

El instituto de desarrollo urbano presenta mediante la sección 400 – 11 referente a las capas granulares de base y subbase, la clasificación de las mismas según parámetros tales como la importancia de la vía, el nivel de transito, el tipo de pavimento y la posición de la capa dentro de la estructura del pavimento. Esta clasificación de forma general diferencia 3 clases diferentes de bases y 3 clases diferentes de subbases (A,B y C). Se resalta que solo para el caso de las bases es obligatorio el uso de agregado proveniente de trituración mecánica.

Se presenta a continuación una tabla resumen con los experimentos que son requeridos por el IDU en el caso de los agregados pétreos que se van a utilizar en la composición de las capas granulares. Estos requisitos aquí presentes deben ser satisfechos en su totalidad por el material estudiado. Con el fin de mostrar el contraste que existe entre los estándares necesarios para una base y una subbase se toman en comparación las clase A, materiales que se supone deben cumplir los estándares máximos ya que son los requeridos para estar presentes en las estructuras que soportan mayor esfuerzo.

Tabla 4. Comparación base vs subbase IDU

Se puede apreciar como por ejemplo para las bases la capacidad de soporte, experesada por el CBR es mucho mas exigente que para las subbases pues el porcentaje mínimo entre ellas difiere en un 40% mas para las bases. También se nota como lo referente a la geometría de las partículas tiene un mayor peso para las bases pues de esta característica depende en gran parte la capacidad de adherencia que pueda tener la mezcla que se realice. Lo anterior se sustenta en el hecho de que para bases se exigen 3 ensayos mas que para subbases. Para los requisitos de limpieza y durabilidad no existe diferencia entre base y subbase. Por último, en lo referente a la dureza se nota como nuevamente las bases están exigidas a poseer un mayor índice de esta característica, lo cual se ve ejemplificado en que tienen un %máximo de desgaste de 35%, 5% menos que para subbases.

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Universidad de los AndesIngeniería de PavimentosJosé Miguel Delgado Marcelo - 201113191INVIAS

El instituto nacional de vías por medio del capitulo 3, artículos 320-13 y 330-13 referentes a subbase granular y base granular, denomina subbase como la capa que se encuentra entre la subrasante y la base granular, y por consiguiente a la base como aquella capa que se encuentra entre la subbase granular y la capa asfáltica. En estos mismos artículos el INVIAS clasifica ambas capas según sea el nivel de trafico al que se vean expuestas, siento la clase A la que mayor nivel de trafico soporta y C la menos expuesta.

Con esta claridad, esta entidad ha determinado una serie de experimentos que buscan asegurar que los materiales empleados como bases y subbases satisfagan los requisitos establecidos y así confirmar que dichos materiales tienen las características necesarias para su correcto funcionamiento.

A continuación se presenta una tabla comparativa entre los requerimientos respectivos para bases y subbases, en cuanto a los resultados de los ensayos a los que se ven comprometidos los especímenes mas fuertes de cada tipo, es decir las bases y subbses clase A.

Se puede observar como inicialmente las exigencias para las bases son mucho mayores pues estas requieren una cantidad mayor de ensayos que las subbases. También como en las bases si se estudia la característica referente a la geometría de las partículas pues es determinante en el éxito de la adherencia en la mezcla. En cuanto a los estándares esperados para cada uno de los requisitos se ve como las características requeridas para las bases son mucho mas elevadas, por ejemplo el CBR debe ser 55% mayor, el desgaste tiene un límite superior 15% inferior en comparación con las subbases, la degradación debe ser 5% menos, entre otros.

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Universidad de los AndesIngeniería de PavimentosJosé Miguel Delgado Marcelo - 201113191Bibliografía

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