ICG-DP2007-04

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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




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




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




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:




¿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




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)




Módulo de resilencia

Módulo de resilencia

rdRM

∈σ

=




Relación Esfuerzo - Deformación

Módulo de resilencia material granular




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




Módulo de resilencia suelo fino

Módulo de resilencia suelo fino




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




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




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




Módulo de resilenciaefectivo

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