icg-dp2007-04
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Curso Diseño Pavimentos Flexibles - ICGTRANSCRIPT
ICG - Instituto de la Construcción y Gerencia / Av. Jorge Basadre 1199, San Isidro, LIMA, PERUTelefax: (51 - 1) 4217896 / Portal: www.construccion.org.pe / e-mail: [email protected]
DISEÑO DE PAVIMENTOSM.Sc. JOSE RAFAEL MENENDEZ ACURIO
DISTANCIA – CLASE 04
INSTITUTO DE LA CONSTRUCCION Y GERENCIA
EXPOSITOR : Ing. M.Sc. J.Rafael Menéndez A.
CLASE 04
DISEÑO DE PAVIMENTOS
Peso específico
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DISTANCIA – CLASE 04
Relación humedad-densidad(proctor modificado)
El material debe ser densificado
Base y sub-base granularcompuesta por partículas
contacto entre partículas
(reacción, fricción)
Proctorestándar
Proctormodificado
d
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CBR
Relación entre la presión necesaria para penetrar un material 0,25 cm (0,1 in) y la presión para tener la misma penetración en un material adoptado como patrón
100(%)"1,0
"1,0 ⋅=patrón
muestraCBRσσ
CBR – presiones patrón
Penetración Presión patrón
cm pulgadas kg/cm2 lb/pulg2
0,25 0,1 70,3 1000
0,50 0,2 105,5 1500
0,75 0,3 133,6 1900
1,00 0,4 161,7 2300
1,25 0,5 182 2600
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DISTANCIA – CLASE 04
CBRCBR es un número que carece de significado físicoPorter (1950): « CBR no es una medida directa del valor soporte de los materiales »Turnbull (1950): « CBR no es más que un simple ensayo de corte, siendo útil como indicador de la resistencia al corte de los suelos »Simposio de la ASCE (1950): « CBR debe ser considerado como un ensayo indicativo de resistencia al corte... principios de diseño de pavimentos están basados en prevención de la falla al corte de las subrasantes de los pavimentos »
¿Cuáles son las propiedades mecánicas básicas de un material?
Cohesión ( C ) oResistencia al esfuerzo cortante no drenado ( )Ángulo de fricción interna ( Ø )
Módulo de elasticidad ( E )Índice de compresibilidad ( Cc ) oCoeficiente de consolidación
Módulo resilente (MR)
Parámetros de deformabilidad
Parámetros de resistencia uu
En caso de pavimentos aparece:
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DISTANCIA – CLASE 04
¿Cómo reacciona el suelo ante la carga de un vehículo?
El suelo recibe un nivel de
esfuerzo
El rango dentro del cual se debe deformar, debe ser muy pequeño
Lo que se plantea es que el conjunto de elementos reacciona de manera elástica
CBR
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CBR (5)
CBR
0
10
20
30
40
1.40 1.60 1.80 2.00 2.20
D ensidad seca (gr/ cm3)
0
200
400
600
800
1000
1200
0.00 0.20 0.40 0.60
152556
CBR (5)
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Módulo de resilencia
Módulo de resilencia
rdRM
∈σ
=
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Relación Esfuerzo - Deformación
Módulo de resilencia material granular
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Módulo resilenteSe aplica una carga y
se analiza el mismo material en diferentes puntos,¿todos tienen el mismo módulo resilente?
..
..
..
..
¿Qué parámetros de los esfuerzosse van a utilizar para caracterizar?
+++= 321 σσσθgeostáticoσ
Desarrollo de ecuacionesInvariante de esfuerzo – Módulo de resilente
3σ
1σ2σ
Lo que afecta a un suelo granular
es el estado total de esfuerzos
> PCONFINAMIENTO(material granular)
> Resistencia
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Módulo de resilencia suelo fino
Módulo de resilencia suelo fino
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Correlaciones Módulo de resilencia
Correlaciones Módulo de resilencia
CORRELACIÓN Mr y CBR:
Mr = 17,6 CBR0,64 (Mpa) 2 < CBR < 12Mr = 22,1 CBR0,55 (Mpa) 12 < CBR < 80
Mr (Kg/cm2) = 100 CBRMr (MPa) = 10.30 CBRMr (Lb/pulg2) = 1.500 CBRMr (MPa)= 7.963 + 3.826 R
Las expresiones anteriores no son aplicables a subbases granulares.Las correlaciones anteriores son aplicables a materiales clasificados como CL, CH, ML, SC, SM y SP, o para materiales cuyo módulo resilente, mayores, se requieren ensayos de Laboratorio.
Mr (psi) = 1500 CBRExpresión que se considera razonablemente aproximada para suelos finos con un CBR sumergido no mayor de 10
Para la utilización del método en Venezuela, por ejemplo, se ha considerado la utilización de las siguientes ecuaciones de correlación:
Para suelos finos:
Mr = 1500 x CBR; para CBR < 7.2%Mr = 3000 x CBR; 065 para CBR de 7.2 a 20%
La primera ecuación es la sugerida en la guía AASHTO, mientras que la segunda fue desarrollada en Sudáfrica.
Para suelos granulares, la siguiente ecuación desarrollada con base en la propia guía ofrece una buena correlación;
Mr = 4326 x ln CBR + 241
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MrMr de disede diseñño o AASHTO 1993 y AASHTO 1993 y
2002 Pavimentos 2002 Pavimentos FlexiblesFlexibles
Procedimiento de cálculo del módulo resilente (AASHTO)
1. Calcular el coeficiente de empuje en reposo:Suelos cohesivos
Suelos granulares
2. Calcular el esfuerzo lateral
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DISTANCIA – CLASE 04
Procedimiento de cálculo del módulo resilente
3. Calcular el esfuerzo desviador
4. Calcular el esfuerzo Total
5. Calcular el Mr, en caso de suelos estratificados se calcula con
Procedimiento de cálculo del modulo resilente
6. Calcular el modulo efectivo bajo el criterio de serviciabilidad
7. Verificar el ahuellamiento límite
uf = 1.18 x 108 x MR-2.32 (13)
uf = Relative Damage based on a serviceability design criteriaMR = Roadbed Soil Resilent Modulus
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Módulo de resilenciaefectivo