PAVIMENTOS

Ing. Antonio Timaná Fiestas

EL TERRENO DE

FUNDACIÓN

CAPITULO II

INDICE :

CA

PIT

ULO

II1. EL TERRENO DE FUNDACIÓN

2. CLASIFICACIÓN DEL TERRENO DE FUNDACIÓN

3. LA SUBRASANTE

4. CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR LA SUBRASANTE

5. EL CBR – DISEÑO

6. ESTABILIZACIÓN DE LOS SUELOS

1. TERRENO DE FUNDACIÓN

Es la parte del terreno en que se apoya o sirve de fundación al pavimento, puede ser de terreno natural o material de préstamo su función es soportar al pavimento en condiciones razonables de resistencia y de formación. Debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los planos de diseño, siendo su parte superior la subrasante.

Es aquel que sirve de fundación o soporte del pavimento, después de haber terminado el movimiento de tierra o compactado, de su capacidad soporte (C.B.R.) depende en gran parte el espesor que debe tener un pavimento o mejorar su condición.

2. CLASIFICACIÓN DEL TERRENO DE FUNDACIÓN

- Terrenos de fundación pésimos.-Pueden ser zonas pantanosas ,donde los fangos y las turbas no proporcionan un cimiento estable para los terraplenes y los pavimentos ya que tienen mal drenaje superficial y están formados por suelos muy finos u orgánicos

- Terrenos de fundación malos.-Se haya formado por un suelo fino, limoso o arcilloso susceptible de saturación debe colocarse una subbase granular de material seleccionado antes de poner la base y capas de rodamientos.

Pésimo •Suelo con alto contenido de materia orgánica•REMOVER SI ES POSIBLE Y SUSTITUIR POR UNO DE MEJOR CBR

Malo •Suelo fino (limoso-arcilloso), susceptible a saturación•CONSTRUIR CAPA SUB BASE ANTES DE CAPA BASE O CAPA DE RODAMIENTO

Regular - Bueno •Suelo bien graduado, no posee problemas de saturación•PROBABLEMENTE NO REQUIERA SUB BASE

Excelente

• Suelo con valor soporte alto, sin posibilidades de saturación

• Probablemente solo bastara con Capa de Rodamiento

3. LA SUBRASANTE

Es la parte superior del terreno de fundación que trasmite esfuerzos al terreno natural bajo ella. No forma parte del pavimento, su espesor depende del tipo de suelo que lo forma.

Si el suelo es roca la subrasante es una superficie.

Si el suelo es arena o material cohesivo la subrasante es una capa.

PROPIEDADES FISICAS Granulometría. Clasificación de suelos Relación humedad-

densidad

PROPIEDADES INGENIERILES Modulo resilientes. Modulo de Poisson. Vapor de soporte del

suelo. Modulo de reacción de la

subrasante.

PROPIEDADES INICIALES DEL SUELO

CLASIFICACION DE LOS SUELOS

RELACION HUMEDAD-DENSIDAD (proctor) Propiedad vital para el desempeño Humedad Optima – densidad Max

4. CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR LA SUBRASANTE

Debe cumplir las siguientes condiciones:

• Perfilada y conformada, es decir que cumpla con las especificaciones estipuladas en los planos de diseño: Secciones, pendientes, etc.

• Compactada adecuadamente, es el factor decisivo para el valor portante del suelo. La falta de esta compactación es el motivo fundamental para la falla del pavimento.

• La resistencia del suelo se expresa en CBR, K(modulo de reacción de la subrasante).

• Debe ser dotada de un sistema eficaz de drenaje superficial y subterráneo.

5. EL CBR – DISEÑO

Para determinar la capacidad portante de la subrasante se emplea el método CBR, en el suelo en estudio se programará un numero suficiente de ensayos CBR, para determinar estadísticamente el valor de diseño, recomendándose que en cada tramo se realicen 06 a 08 pruebas.

El ensayo de C.B.R. mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad y densidad controladas, la ASTM denomina a este ensayo, simplemente como “Relación de soporte.”

Se aplica para evaluación de la calidad relativa de suelos de subrasante, algunos materiales de sub – bases y bases granulares, que contengan solamente una pequeña cantidad de material que pasa por el tamiz de 50 mm, y que es retenido en el tamiz de 20 mm

ENSAYO

El número CBR se obtiene como la relación de la carga unitaria  en Kilos/cm2 (libras por pulgadas cuadrada, (psi)) necesaria para lograr una cierta profundidad de penetración del pistón (con un área de 19.4 centímetros cuadrados) dentro de la muestra compactada de suelo a un contenido de humedad y densidad dadas con respecto a la carga unitaria patrón requerida para obtener la misma profundidad de penetración en una muestra estándar de material triturada, en ecuación, esto se expresa:

CBR = Carga  unitaria  de  ensayo  * 100

Carga unitaria patrón

•  El número CBR usualmente  se basa en la relación de carga para una penetración de 2.54 mm (0,1”), sin embargo, si el valor del CBR para una penetración de 5.08 mm (0,2”) es mayor, dicho valor debe aceptarse como valor final de CBR.

•  Los ensayos de CBR se hacen usualmente sobre muestras compactadas al contenido de humedad óptimo para el suelo específico, determinado utilizando el ensayo de compactación estándar

6. ESTABILIZACIÓN DE LOS SUELOS

• Llamamos estabilización de un suelo al proceso mediante el cual sesometen los suelos naturales a cierta manipulación o tratamiento demodo que podamos aprovechar sus mejores cualidades, obteniéndose un firme estable, capaz de soportar los efectos del tránsito y las condiciones de clima más severas.

Estabilización por medios mecánicos.

Estabilización por drenaje.

Estabilización por empleo de calor y calcinación.

Estabilización por medios químicos: cal, asfaltos u otros.

Las propiedades de un suelo se pueden alterar por cualquiera de los siguientes procedimientos:

POSIBILIDADES DE ESTABILIZACIÓN DE ALGUNOS SUELOS PARA USO EN PAVIMENTOS:

ESTABILIZACIÓN CON MATERIAL PÉTREO

• La estabilización con material pétreo se realiza con el objeto de dar un reforzamiento a la obra básica a construirse

ESTABILIZACIÓN CON CAL

La cal es un producto de la cocción de la piedra caliza, para constituir un material ligante al combinarse con agua y suelo

Este material mejora las características naturales, de modo que aumenta su capacidad para resistir los efectos inducidos por el tránsito y disminuye los cambios volumétricos

• Estabilidad volumétrica: Expansión y contracción.

• Resistencia: Que es baja cuanto mayor sea su contenido de humedad.

• Permeabilidad

• Compresibilidad: Que depende de la carga aplicada y del tiempo de la aplicación de la carga.

• Durabilidad: Se refiere a la resistencia, al intemperismo, a la erosión o a la abrasión del trafico.

Estos problemas están asociados a suelos situados relativamente cerca de la superficie de rodamiento.

Las propiedades de los suelos que debe tener en cuenta el Ingeniero son:

ESTABILIDAD VOLUMÉTRICA:

Aplicar cargas que equilibren la expansión del suelo, se considera como un método que puede prevenir la expansión.

Utilizar membranas impermeables y apoyar la estructura a profundidades tales, que no se registren variación estacional en la humedad.

• Modificar la arcilla expansiva a través de medios químicos o térmicos como: aceites sulfonados, ácidos fosfóricos, cloruros de sodio, etc.; con el fin de conseguir una masa rígida o granular cuyas partículas estén suficientemente ligadas para resistir la presión interna de la arcilla

RESISTENCIA:

• Casi todos los métodos de estabilización producen grandes aumentos en la resistencia de los suelos. Se exceptúan, quizás, los suelos con materia orgánica, por cuanto la mayor parte de los problemas de resistencia ocurren precisamente en esos suelos.

COMPRESIBILIDAD:

• Prácticamente todos los métodos de estabilización disminuyen la compresibilidad de los suelos.

DURABILIDAD: Para obtener una buena durabilidad, la capa estabilizada debe

presentar una adecuada resistencia a los agentes atmosféricos y al tránsito que deba soportar durante el período de diseño.

GRACIAS