UNIVERSIDAD DE PINAR DEL RÍO
“HNOS. SAÍZ MONTES DE OCA”
Caracterización Ingeniero-Geológica de los Suelos Utilizados para Base y Subbase de
Pavimentos Rígidos, Sector Km 7 ½ Carretera a San Juan y Martínez, Municipio de Pinar
del Rio.
Tesis de diploma presentada en opción al Título de Ingeniero Geólogo
Autor: Helio Emanuel Mendes Semedo
Tutor: M. Sc. Eduardo Rojas Carmona
Consultante: Dr. Sc. Rafael Martínez Silva
Pinar del Río
2010
Pensamiento
"Nunca consideres el estudio como una obligación, sino como una oportunidad para
penetrar en el bello y maravilloso mundo del saber."
Albert Einstein
Dedicatoria
A mí apasionada madre: Lourdes Mendes
A mí adorado padrastro: Elisio Mendes
A mis hermanos: Diana, Edmilton y Ludmila
Agradecimientos
Primeramente, quería dejar mis agradecimientos a la Revolución Cubana, por
haberme ofrecido la oportunidad de estudiar y formarme como hombre decidido a
compartir mis conocimientos y experiencia por allá de las fronteras, no obstante,
quisiera gratificar a los profesores del Departamento de Geología, específicamente a:
Orestes Díaz, Elmidio Estévez, Robert Ramírez, Dámaso Cáceres, Esther Díaz,
Cobella Reguera, Francisco Lastra, Carlos Guanche, Rebeca Hernández, Sandra Pilar
y Martínez Silva por haberme aportado conocimientos valiosos y meritorios.
Calurosamente, quisiera expresar mis gratitudes a mí querido tutor Eduardo Rojas
Carmona y a su amable esposa Ana Bárbara por sus inagotables y tolerables
paciencias en aportarme un grano de arena a mis conocimientos, de ser una persona
que me incitó el interés de entrar en el mundo del saber, por prodigar su agraciado
tiempo en compartir su ilimitado conocimiento. A mis queridos padres, por
aguijonearme de forma recalcitrante a estudiar y que hoy vanidosamente, acopio los
frutos del jardín que me habían cultivado al ver la luz del sol, a mis apreciados
hermanitos, por traerme la paz a mi alma y el amor a mi corazón.
A mí querido amigo Socorro, por su amistad y su gran aporte que me ha ofrecido en
cada momento de mi tiempo de estudio que mil páginas escribirían los atributos que
de manera inimaginable me haría desahogar mis agradecimientos.
También a Miranda Welch, por su amistad y cariño que en mi mente siempre me
quedarán los recuerdos.
A mis compañeros de clase: Elisabeth, Yanita, Roxana, Wendy, Ana Vivian, Loly,
Marbelys, Luis, Teófilo, Wilmer, George, Yondrey y Fran.
Trabajo de Diploma Página i
Resumen
Este trabajo fue realizado en el vial de hormigón hidráulico que da acceso a la
Empresa Comercializadora de Combustibles en el municipio de Pinar del Rio. El
objetivo principal, consistió en un levantamiento y diagnóstico de las lesiones que
provocaron el deterioro del pavimento hidráulico, la determinación de las propiedades
físico-mecánicas del mismo y de los suelos de la base, así como la localización de
nuevos préstamos en caso que fuese necesario.
Para la realización de la memoria escrita, se llevó a cabo un estudio ingeniero-
geológico In Situ, tanto en la obra como en los préstamos, donde a partir de la
perforación se efectuó el muestreo y se midieron las propiedades físicas de los suelos
a través de los métodos radiactivos (Troxler), además de la prueba de resistencia
superficial del hormigón hidráulico (esclerómetro) y ensayos físico-mecánicos de las
muestras en el laboratorio.
Con la integración de los estudios ingeniero-geológicos, el levantamiento de las
patologías y los resultados del laboratorio, se pudo valorar y determinar las
propiedades físico-mecánicas de los suelos y del hormigón, así como la confección de
gráficos (C.B.R In Situ), columnas litológicas, clasificación de los suelos por (SUCS y
HRB) y perfiles geológicos de cada tramo (I, II y III) realizados a lo largo del vial, con el
propósito de aclarar el estado actual de la obra y proponer su rehabilitación.
Palabras Claves: Pavimento, hormigón hidráulico, Préstamo, (C.B.R.), Esclerómetro,
Troxler, Terraplén, Subbase, Base.
Trabajo de Diploma Página ii
Abstract
This investigation is about a geological study in the concrete pavement located in the
highway from Ganso to deposits fuel commercializing company, in Pinar del Rio.
The main objective was detected and executes a pathological rising in the concrete
pavement about it’s deterioration and soils proposes for pavement support
(embankment, base and subbase)
By carrying out this investigation an In Situ study was carried out, which included
sampling the physical properties of soils which were measured through methods
radioactive (Troxler application) also utilizing tests demonstrating mechanical resistance
of the hydraulic concrete and physical-mechanical rehearsals of laboratory’s samples.
With the integration of geologic engineering studies , pathologic surveys and laboratory
results, the physical-mechanical properties of the soils and concrete pavement were
determined as well as the results in graphics ( compaction vs. C.B.R), columns litology,
classification of the soils for (SUCS and HRB) and geologic profiles of each tract (I, II
and III) were carried out along the highway, with the purpose of reaching a better
geological study of the state of the pavement and to achieve one better rehabilitated.
Keys Words: hydraulic concrete, Pavement, constructions materials, Support Value
(C.B.R.), Troxler Application, embankment, Subbase, Base.
Trabajo de Diploma Página iii
Índice
Introducción .................................................................................................................. 1
Capítulo I. Investigación documental ......................................................................... 2
I.1 Marco Contextual .............................................................................................................................................. 2
I.2 Marco Teórico ................................................................................................................................................... 2
I.2.1.1 Pavimento Rígido ....................................................................................................................................... 2
I.2.1.2 Base .......................................................................................................................................... 3
I.2.1.3 Subbase .................................................................................................................................... 3
I.2.1.4 Terreno de Fundación (Subrasante) ......................................................................................... 4
I.2.1.5 Comparación entre una estructura de pavimento flexible y una estructura de pavimento
rígido ..................................................................................................................................................... 5
I.3 Diseño teórico ................................................................................................................................................... 5
I.3.1 Problema ...................................................................................................................................... 5
I.3.2 Hipótesis ....................................................................................................................................... 6
I.3.3 Objeto ........................................................................................................................................... 6
I.3.4 Objetivo general ........................................................................................................................... 6
I.3.5 Tareas de Investigación: .............................................................................................................. 6
I.3.6 Resultados a alcanzar .................................................................................................................. 6
I.4 Ubicación Geográfica ....................................................................................................................................... 7
I.5 Situación geológica de la región ................................................................................................................... 8
I.5.1 Hidrología superficial .................................................................................................................................... 8
Capítulo II. Levantamiento y diagnóstico de lesiones patológicas del pavimento
hidráulico ....................................................................................................................... 9
Introducción ............................................................................................................................................................. 9
II.2 Problema: ......................................................................................................................................................... 9
II.3 Hipótesis: .......................................................................................................................................................... 9
II.4 Objeto: ............................................................................................................................................................... 9
II.5 Objetivo: .......................................................................................................................................................... 10
II.6 Metodología de investigación aplicada para el diagnóstico y levantamiento de lesiones
patológicas del hormigón ................................................................................................................................... 10
II.7 Levantamiento y diagnóstico de lesiones Patológicas .......................................................................... 10
II.7.1 Fisuras transversales y longitudinales ...................................................................................... 11
Trabajo de Diploma Página iv
II.7.2 Grietas y fisuras longitudinales ................................................................................................. 12
II.7.3 Grietas y fisuras transversales .................................................................................................. 13
II.7.4 Fisuras de esquina .................................................................................................................... 13
II.7.5 Baches ....................................................................................................................................... 14
II.7.6 Separación de las juntas longitudinales .................................................................................... 14
II.7.7 Surgencia de finos (Bombeo) .................................................................................................... 15
II.7.8 Fragmentación múltiple ............................................................................................................. 16
II. 8 Conclusiones Parciales: ........................................................................................................ 18
Capítulo III. Determinación de las propiedades físico-mecánicas del hormigón
hidráulico y de los suelos .......................................................................................... 19
Introducción ......................................................................................................................................................... 19
III.2 Problema: ...................................................................................................................................................... 19
III.3 Hipótesis: ....................................................................................................................................................... 19
III.4 Objeto: ............................................................................................................................................................ 19
III.5 Objetivo: ......................................................................................................................................................... 19
III.6 Metodología de investigación aplicada para el análisis del hormigón y suelos ................................. 20
III.7 Propiedades físico-mecánicas de las capas ........................................................................................... 20
III.7.1 Propiedades de la losa de hormigón ........................................................................................ 21
III.7.2 Propiedades físicas de los suelos de la subrasante ................................................................ 22
III.7.3 Resultados de los métodos radiactivos ................................................................................... 22
III.7.4 Valores de capacidad de carga (C.B.R) In Situ ...................................................................... 23
III.7.5 Análisis comparativo de las propiedades de la base ............................................................... 24
III.8 Conclusiones Parciales: .............................................................................................................................. 25
Capítulo IV. Análisis y propuestas de los materiales de construcción (préstamo)
...................................................................................................................................... 26
Introducción ........................................................................................................................................................... 26
IV.1 Problema: ...................................................................................................................................................... 26
IV.2 Hipótesis: ....................................................................................................................................................... 27
IV.3 Objeto: ........................................................................................................................................................... 27
IV.5 Metodología de investigación aplicada a la búsqueda de préstamo .................................................. 27
IV. 6 Propiedades Físico-mecánicas de los préstamos ................................................................................ 28
IV.6.1 Préstamo "El Rancho" ............................................................................................................ 28
IV.6.2 Préstamo "La Cantera" ........................................................................................................... 29
IV.6.3 Préstamo "Los Mangos" .......................................................................................................... 31
Trabajo de Diploma Página v
IV.7 Conclusiones Parciales: .............................................................................................................................. 33
Conclusiones Generales ............................................................................................ 34
Recomendaciones....................................................................................................... 35
Bibliografía Consultada .............................................................................................. 36
Anexos Gráficos .......................................................................................................... 38
Anexo 1: Metodología y volúmenes y de los trabajos realizados en la obra (vial) ..................................... 38
Anexo 2: Metodología y Volúmenes y de los Trabajos Realizados en la Explotación de Préstamos ..... 40
Anexo 3: Mapa de ubicación de los Préstamos. ............................................................................................. 41
Anexo 4: Relación CBR vs. % de compactación para los Préstamos. ....................................................... 44
Anexo 5: Columnas litológicas (Obra: vial). ..................................................................................................... 48
Anexo 6: Columnas litológicas préstamo los Mangos. ................................................................................... 50
Anexo 7: Perfiles Litológicos (vial)..................................................................................................................... 51
Anexo 8: Plano Topográfico de la zona de estudio. ....................................................................................... 52
Anexo 9: Patología en los pavimentos rígidos. ............................................................................................... 53
Trabajo de Diploma Página 1
Introducción
Desde los senderos hechos a fuerza de paso, hasta las grandes carreteras de
concreto, el hombre ha modificado su entorno de acuerdo con las necesidades de su
tiempo. Actualmente, en la era de las comunicaciones, la necesidad de construir
caminos más fuertes y más seguros intensifica su mirada en el concreto, material de
grandes posibilidades para el desarrollo de las obras viales en el mundo
contemporáneo, Aguilar (2003).
Este trabajo parte de un estudio ingeniero geológico realizado en el vial ubicado en la
Empresa Comercializadora de Combustible en el municipio de Pinar del Rio, como
respuesta a los problemas en los proyectos, a la mala ejecución de los trabajos del
mismo, así como a la localización de nuevos préstamos si fuese necesario. Para la
solución de dichas tareas se procedió con el ordenamiento siguiente:
Descripción por capítulos
Para el cumplimiento de los objetivos se consideró la siguiente estructura de los
capítulos:
En el Capítulo I, se presentan los requerimientos para la construcción de viales, la
ubicación geográfica y caracterización geológica de la región de estudio.
Los Capítulos II y III, tratan sobre el levantamiento patológico y determinación de las
propiedades físico-mecánicas del hormigón hidráulico y suelos respectivamente, así
como su metodología de investigación particular y las conclusiones parciales como
objetivo alcanzadas de las tareas planteadas.
En el Capítulo IV, se aborda sobre la búsqueda y ubicación de los préstamos para el
vial, en la cual se revela a partir de las conclusiones parciales la respuesta a la tarea
técnica propuesta.
Finalmente para culminar el trabajo se presentan las Conclusiones y
Recomendaciones, los Anexos y las Referencias Bibliográficas.
Trabajo de Diploma Página 2
Capítulo I. Investigación documental
I.1 Marco Contextual
Para el desarrollo económico de una sociedad, las vías de acceso son de vital
importancia, es por ello que debe tomarse en cuenta el estado de éstas, para
garantizar un avance económico sostenible de la misma.
El vial da acceso a la Empresa Comercializadora de Combustible de Pinar del Rio, se
ubica en la carretera que conduce a la loma del Ganso entrando por el Km. 7 ½ de la
carretera a San Juan y Martínez en dirección sur.
El deficiente mantenimiento del vial ha causado severos problemas en la circulación de
camiones cisternas hacia los depósitos de extracción de combustibles.
Un adecuado estudio ingeniero-geológico del vial proporciona una mayor durabilidad
del mismo, así como una solución económica favorable teniendo en cuenta las
limitaciones financieras del país.
I.2 Marco Teórico
I.2.1 Elementos Estructurales del vial
I.2.1.1 Pavimento Rígido
Pavimento es toda estructura que descansa sobre el terreno natural o subrasante,
formada por las diferentes capas; subbase, base y carpeta de rodadura. Tiene el
objetivo de distribuir las cargas del tránsito sobre el suelo, proporcionando una
superficie de rodaje suave para los vehículos, y proteger al suelo de los efectos
adversos del clima, los cuales disminuyen la capacidad de carga del mismo, Rodas
(1975).
Trabajo de Diploma Página 3
El pavimento soporta y distribuye la carga con una presión unitaria lo suficientemente
disminuida para no sobrepasar la capacidad de carga del suelo que constituye la capa
de apoyo.
I.2.1.2 Base
Esta capa tiene por finalidad absorber los esfuerzos transmitidos por las cargas de los
vehículos y además, repartir uniformemente estos esfuerzos a la subbase y al terreno
de fundación.
Las bases pueden ser granulares o bien estar formados por mezclas bituminosas o
mezclas estabilizadas con cemento u otro material ligante.
El material pétreo que se emplee en la base, deberá poseer los siguientes requisitos:
a) Ser resistente ante los cambios de humedad y temperatura;
b) No presentar cambios de volumen que sean perjudiciales;
c) La fracción del material que pase el tamiz № 40, ha de tener un límite líquido
menor de 25% y un índice de plasticidad inferior a 6.
d) El CBR tiene que ser superior a 50%.
I.2.1.3 Subbase
Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la subrasante.
Tiene por objetivo:
a) Servir de capa de drenaje al pavimento;
b) Controlar o eliminar en lo posible, los cambios de volumen, elasticidad y
plasticidad perjudiciales que pudiera tener el material de la subrasante;
c) Controlar la ascensión capilar del agua proveniente de las capas freáticas
cercanas.
El material de la subbase, debe ser seleccionado y tener mayor capacidad de carga
que el terreno de fundación compactado.
Trabajo de Diploma Página 4
Este material puede ser: arena, grava, granzón, escoria de los altos hornos, o residuos
del material de cantera. En algunos casos, es posible emplear para subbase el material
de la subrasante mezclado con granzón, cemento, etc.
El material ha de tener las características de un suelo A1 ó A2, aproximadamente. Su
límite líquido debe ser inferior a 35% y su índice de plasticidad no mayor de 6, el CBR
no podrá bajar de 15%.
Si la función principal de la subbase es servir de capa de drenaje, el material a
emplearse debe ser granular y la cantidad de material fino (limo y arcilla) que pase el
tamiz № 200 ha de ser menor que 8%.
I.2.1.4 Terreno de Fundación (Subrasante)
Es la capa de terreno de un pavimento rígido o flexible que soporta la estructura y que
se extiende hasta una profundidad que no afecte la carga de diseño que corresponda al
tránsito previsto. Esta capa puede estar formada en corte o relleno y una vez
compactada debe tener las secciones transversales y pendientes especificadas en los
planos finales de diseño.
Deberá cumplirse con los siguientes requisitos:
a) Si el terreno de fundación es pésimo, debe desecharse el material que lo
compone, siempre que sea posible y sustituirse este por un suelo de mejor
calidad;
b) Si el terreno de fundación es malo, habrá que colocar una subbase de material
seleccionado antes de sobreponer la base;
c) Si el terreno de fundación es regular o bueno, podrá prescindirse de la
subbase;
d) Si el terreno es excelente, podrá prescindirse de la subbase y la base.
e) El valor de índice CBR que ha de tomarse como cifra de cálculo es mayor de
5%.
Trabajo de Diploma Página 5
f) La fracción que pasa el tamiz № 200, no podrá exceder de 1∕2, y en ningún
caso de los 2∕3 de la fracción que pase el tamiz № 40.
I.2.1.5 Comparación entre una estructura de pavimento flexible y una estructura
de pavimento rígido
En un pavimento rígido, debido a la consistencia de la superficie de rodadura, se
produce una buena distribución de las cargas, dando como resultado tensiones muy
bajas en la subrasante. Lo contrario sucede en un pavimento flexible, la superficie de
rodadura al tener menos rigidez, se deforma más y se produce mayores tensiones en la
subrasante, Iturbide (2002), (Figura I.1).
Figura: I.1 Deformaciones en las estructuras de un pavimento rígido y flexible
I.3 Diseño teórico
A partir de la concepción inicial antes referida y de las visitas realizadas a la obra, se
pudo valorar la complejidad del estado técnico del vial.
I.3.1 Problema
Los pavimentos rígidos (hormigón hidráulico) constituyen la solución más adecuada
para el acceso a objetivos económicos estratégicos para la economía del país, el
deterioro acelerado de los mismos es consecuencia de un deficiente estudio ingeniero
geológico de los suelos que conforman la base y subbase del vial.
Trabajo de Diploma Página 6
I.3.2 Hipótesis
La selección más adecuada de la base con las propiedades físico-mecánicas de
diseño contribuye a una mejor explotación del pavimento rígido proporcionando una
mayor durabilidad de este último.
I.3.3 Objeto
La interacción entre la subbase, base, y el pavimento rígido.
I.3.4 Objetivo general
Definir las causas del deterioro de los pavimentos rígidos y proponer los suelos
adecuados para subbase y base de este tipo de vial.
I.3.5 Tareas de Investigación:
Determinar las causas de la fatiga del hormigón y sus patologías en un
pavimento rígido en explotación.
Determinar las propiedades físico - mecánicas de los suelos y del hormigón
hidráulico.
Ubicar y definir las propiedades físico-mecánicas de los préstamos adecuados
para la construcción de este tipo de obra, así como proponer los valores de CBR
y su correlación con los parámetros de compactación de los suelos definidos.
I.3.6 Resultados a alcanzar
Las propiedades físico-mecánicas de los suelos de la subbase y base actual.
Localización de los préstamos posibles a utilizar en caso de no cumplirse la
condición de CBR mayor o igual a cincuenta (CBR≥50) para los suelos de la base
solicitada por el inversionista.
Determinar las propiedades físico-mecánicas de las nuevas zonas de préstamo.
Definir cómo proceder técnicamente para asegurar un prolongado valor de uso de
este tipo de vial.
Definición de la demolición o reparación de la losa de hormigón existente.
Trabajo de Diploma Página 7
I.4 Ubicación Geográfica
La zona donde se ubica la obra se sitúa en el municipio de Pinar del Río en la
carretera que conduce a la loma del Ganso entrando por el Km. 7 ½ de la carretera a
San Juan y Martínez a 2 Km. aproximadamente de la misma en dirección Sur.
La zona de estudio se encuentra limitada por las siguientes coordinadas Lambert:
X= 219000 Y= 283000
182
183
184
185
186
Rio Feo
El g
anso
E. C. C.
Ebse
siete y medio de San Juan Cuatro de la Coloma
Rio
Guam
á
217 218 219 220 221 222 223 224 225
Rio
Carreteras
obra de estudio linea ferroviaria
leyenda
Sandino
Guane
Mantua
Minas
Viñales
La Palma
Bahia Honda
San
Jua
n
San Luis
Pinar del Rio
Cons. del S
ur
Los P
ala
cio
s
San Cristobal
Candelaria
Figura I.2 Microlocalización (Escala 1:25000)
Trabajo de Diploma Página 8
I.5 Situación geológica de la región
La región del estudio se ubica aproximadamente en la parte centro sur de la Zona
estructuro-facial San Diego de los Baños. La misma se extiende a lo largo del pie de
monte de la Cordillera de Guaniguanico y su eje es paralelo a la falla Pinar. Está
ocupada en su mayor porciento por sedimentos Paleógenos, Neógenos y Cuaternarios.
Estos sedimentos se agrupan bajo la denominación de Formación Guane y se
diferencian de los sedimentos de otras formaciones terrígenas del Cuaternario por
poseer cierta cementación y consolidación, lo que verifica la mayor antigüedad de esta
formación geológica.
Siguiendo a la secuencia de la Formación Guane se depositan los sedimentos de la
Formación Guevara, localizándose más al sur y distribuyéndose en casi toda la llanura
costera.
El corte Cuaternario se corona con los depósitos, aluviales (QIV), correspondiéndose el
aluvio con los planos de inundación de los ríos, los que poseen un ancho considerable
(2-3 Km. en ocasiones), pero la potencia del aluvio es pequeña (máxima 3 m).
I.5.1 Hidrología superficial
La obra se emplaza en las cercanías de la llanura aluvial del río Feo, único curso de
agua que corta la zona, conjuntamente con algunas cañadas y arroyos intermitentes. El
escurrimiento superficial se ve limitado por sectores producto del afloramiento en forma
de parches de la formación carbonatada Paso Real, con un gran desarrollo del carso.
Trabajo de Diploma Página 9
Capítulo II. Levantamiento y diagnóstico de lesiones patológicas del
pavimento hidráulico
Introducción
El cambio de uso inesperado a partir de la revolución energética en la provincia, con la
instalación de 12 grupos electrógenos de diesel y 3 de fuel oíl, incrementó la frecuencia
de viajes en un 60 % y las cargas por eje en 3 veces, sometiendo el vial a solicitaciones
del hormigón no contempladas en la concepción inicial de la obra, provocándose
aceleradamente daños y lesiones que en su conjunto conforman un cuadro patológico
complejo, que exige un levantamiento detallado con vistas a una rehabilitación efectiva
que responda a las nuevas exigencias
El vial de hormigón hidráulico posee una longitud de 240 m y una pendiente de 2.25 m
con cotas que oscilan desde los 52.75 m (inicio del vial) hasta los 55.00 m (final del
vial), facilitando el drenaje superficial desde la posición de los tanques hacia el vial
exterior. Los trabajos caracterizan un área de 6300 m2 de hormigón simple.
II.2 Problema:
El crecimiento en peso y frecuencia del transporte de carga de combustibles es la
causa de la fatiga estructural del pavimento hidráulico.
II.3 Hipótesis:
Si se realiza un levantamiento patológico detallado del pavimento y se determinan las
causas de fallo se logrará una mejor conservación del mismo.
II.4 Objeto:
El pavimento hidráulico.
Trabajo de Diploma Página 10
II.5 Objetivo:
Determinar las causas de la fatiga estructural de hormigón hidráulico.
II.6 Metodología de investigación aplicada para el diagnóstico y levantamiento
de lesiones patológicas del hormigón
Métodos Empíricos:
1. Trabajos de Campo:
Observación científica
Mediciones (amplitud de agrietamientos)
II.7 Levantamiento y diagnóstico de lesiones Patológicas
La patología se define en este caso a partir del estudio de los síntomas, mecanismos,
las causas y los orígenes de los defectos de la obra civil, o sea, el estudio de las partes
que componen el diagnóstico del problema y que se resumen en los aspectos
siguientes:
a) Por esfuerzos de tensión generados en la base de la losa que producen
agrietamiento como resultado de la resistencia por fricción que se genera en la
interface losa-capa de apoyo, pudiendo ser ésta una base o subbase;
b) Por contracciones debido a cambios de temperatura y humedad;
c) Aplicación de las cargas por tránsito pesado (camiones cisternas), Rodríguez
(1981).
Las lesiones y daños en las estructuras del pavimento hidráulico son resultados de:
Mala ejecución de los trabajos.
Problemas en los proyectos.
Deficiente mantenimiento.
Trabajo de Diploma Página 11
Las observaciones que se efectuaron en la obra permitieron definir con precisión la
evolución de los deterioros que pueden a corto plazo limitar drásticamente el valor de
uso del vial, entre las que se acentúan las siguientes:
II.7.1 Fisuras transversales y longitudinales
Las losas del pavimento se han fracturado perpendiculares al eje del pavimento y en
otros casos oblicuamente a este (Foto II.1) [5].
FotoII.1: Fisuras transversales y longitudinales
Causas:
Excesivas repeticiones de cargas;
Deficiente apoyo de las losas, no existe uniformidad y estabilidad del soporte de
la misma (base);
Asentamientos y deterioro de la base (Foto II.2);
Excesiva relación longitud/ancho de las losas;
Marcadas deficiencias en la fundición de las losas (juntas).
Trabajo de Diploma Página 12
FotoII.2: Hundimiento causado por el asentamiento de la base
II.7.2 Grietas y fisuras longitudinales
Han ocurrido aproximadamente paralelas al eje del vial dividiendo al mismo en dos
planos (Foto II.3).
Causas:
Excesivas repeticiones de cargas;
Deficiente capacidad soportante de la base reflejada en los bajos valores del
C.B.R en las dos variantes realizadas;
Gradientes de tensiones originados por bruscos cambios de temperatura y
humedad;
Deficiencias en la ejecución de las juntas longitudinales o ausencia de las
mismas;
Ausencia de barras de transferencia de carga.[3]
Trabajo de Diploma Página 13
FotoII.3: Fisuras longitudinales (tramo I)
II.7.3 Grietas y fisuras transversales
Aparecen predominantemente perpendiculares al eje del vial.
Causas:
Ausencia de barras pasajuntas y barras de amarre (Foto II.1);
Losas de longitud excesiva y geometría variada.
Retracción térmica que ha originado alabeo de las mismas [8].
II.7.4 Fisuras de esquina
Se extienden verticalmente a través de todo el espesor de la losa (Foto II.4).
Causas:
Excesivas repeticiones de cargas.
Inadecuado drenaje que ha debilitado y erosionado la base.
Transferencia de carga nula a través de las juntas, favoreciendo altas
deflexiones en las esquinas.
Trabajo de Diploma Página 14
Foto II.4: Fisuras de esquinas
II.7.5 Baches
Provocados por la descomposición y desintegración del hormigón a partir de la
remoción continua por el intenso tráfico, formando cavidades de bordes irregulares.
Causas:
Humedecimiento y saturación de la base por retención en zonas hundidas y
agrietadas de una cantidad considerable de agua por las infiltraciones
superficiales (Figura II.1).
Acción abrasiva del intenso tráfico sobre las grietas.
II.7.6 Separación de las juntas longitudinales
Se aprecia la abertura de las juntas longitudinales en el eje central del pavimento o
paralela al mismo.
Causas:
Ausencia de barras de acero para el amarre de las losas adyacentes.
Desplazamiento lateral y vertical de las losas motivado por el asentamiento
diferenciado de la base (Foto II.5) [4].
Trabajo de Diploma Página 15
Foto II.5: Desplazamiento vertical de las losas
II.7.7 Surgencia de finos (Bombeo)
Tiene su máxima expresión en el tramo I y II donde se puede apreciar la expulsión de
agua mezclada con suelos finos a través de las juntas o grietas al circular vehículos
pesados; se forman pequeños pozos que pasado el tiempo de la precipitación el
fenómeno queda de manifiesto por una sedimentación de suelos finos sobre la
superficie y alrededor del lugar por donde fueron expulsados por efecto de las
presiones, el final de este proceso será siempre la ruptura de la losa bajo carga por
falta de apoyo uniforme (FotoII.6).
FotoII.6: Surgencia de finos causado por la saturación del material de la base
Trabajo de Diploma Página 16
Causas:
Existencia de agua entre el pavimento y la base, encontrándose ésta en estado
de saturación, los vehículos pesados producen a su paso un efecto de succión y
bombeo que erosiona el material de la base. Se pudo apreciar que este
fenómeno es especialmente activo cuando la trasmisión de las cargas entre
losas es inadecuada.
Material de soporte de la losa muy fino, humedecido y saturado.
Repeticiones de cargas [9].
II.7.8 Fragmentación múltiple
Se observa con mayor severidad en el tramo I, existiendo áreas superiores a 0.5 m2 y
losas completas que presentan múltiples grietas abiertas que han dado origen a trozos
separados, (FotoII.7).
FotoII.7: Fragmentación múltiple del pavimento hidráulico
Causas:
Corresponde a una etapa de deterioro muy avanzada donde se combinan
grietas de esquina, grietas longitudinales y transversales con la penetración libre
del agua por las mismas, acentuándose además, la surgencia de finos.
Trabajo de Diploma Página 17
Espesor variable de la losa (15cm - 30cm) supliendo al hormigón la deficiente
nivelación de la base.
No existe una frontera clara entre los materiales de la base y subbase incluida
las condiciones de drenaje a partir de una granulometría inadecuada de los
suelos (arcillas) especialmente en el tramo I.
Preparación de la base a partir de la compensación, es decir operación de corte
y perfilado de los materiales de la subrasante desde las cotas superiores hacia
las inferiores.
La losa de hormigón no se apoya sobre una base rígida y permeable como
corresponde a este tipo de obra [7].
Figura II.1: Deterioro de la estructura del pavimento causado por (1) ausencia de barras de pasa
juntas y barra de amare y (2) presencia de baches causado por humedecimiento y saturación de la
base por retención en zonas húmedas y agrietadas por infiltración superficial de agua.
FotoII.6: Aplicación de las cargas por tránsito (tramo I)
Trabajo de Diploma Página 18
II. 8 Conclusiones Parciales:
1. Las losas del pavimento se han fracturado debido a la mala ejecución de los
trabajos, problemas en los proyectos y deficiente mantenimiento.
2. Ausencia de transferencia de carga a través de las barras pasajuntas,
favoreciendo altas deflexiones en las esquinas.
3. Las juntas transversales y longitudinales carecen de un sellador adecuado que
permita la funcionalidad de las mismas.
4. Humedecimiento y saturación de la base por retención en zonas hundidas y
agrietadas de una cantidad considerable de agua por las infiltraciones
superficiales.
5. Acción abrasiva del intenso tráfico sobre las grietas.
6. Desplazamiento lateral y vertical de las losas motivado por los asentamientos
diferenciales de la base.
Trabajo de Diploma Página 19
Capítulo III. Determinación de las propiedades físico-mecánicas del
hormigón hidráulico y de los suelos
Introducción
En cualquier obra vial la relación suelo- estructura del pavimento en una u otra variante,
tiene que estar estrechamente relacionada con las propiedades físico-mecánicas de
las capas que conforman la formación geológica donde se asienta.
La creciente alteración de las propiedades físico-mecánicas del suelo ha causado el
deterioro del pavimento. Los ensayos In Situ y en el laboratorio posibilitaron revelar las
causas y proporcionar una respuesta técnica a la rehabilitación total o parcial de la
obra.
III.2 Problema:
El deterioro de los suelos y el pavimento hidráulico es consecuencia de una mala
ejecución de los trabajos ingeniero- geológicos.
III.3 Hipótesis:
Un estudio ingeniero-geológico detallado del suelo y el hormigón, permite establecer
una mejor interacción entre los mismos.
III.4 Objeto:
La base, subbase y el pavimento.
III.5 Objetivo:
Determinar las propiedades físico-mecánicas del hormigón hidráulico y de los suelos.
Trabajo de Diploma Página 20
III.6 Metodología de investigación aplicada para el análisis del hormigón y suelos
Métodos Empíricos:
1. Trabajos de Campo:
Observación científica
Muestreo(suelos y hormigón)
1.1 Ensayos:
C.B.R In Situ
Determinación de la dureza superficial del hormigón a partir del esclerómetro.
Determinación de las propiedades físicas del suelo (métodos radiactivos)
2. Trabajos Experimentales (laboratorio de suelos):
Granulometría
Próctor Modificado
C.B.R Modificado
Resistencia a compresión axial (hormigón)
3. Trabajos de Gabinete:
Procesamiento estadístico
Clasificación del suelo (HRB y SUCS).
III.7 Propiedades físico-mecánicas de las capas
Las perforaciones y excavaciones, el muestreo, los ensayos In Situ y de laboratorio
hasta la profundidad programada permitieron caracterizar la losa de hormigón así como
la posible base y subbase desde el punto de vista geotécnico. A continuación se
describen las mismas como parte de la investigación.
Trabajo de Diploma Página 21
III.7.1 Propiedades de la losa de hormigón
Se encuentra conformada por concreto simple con espesor variable entre 15 y 30 cm y
cuyos parámetros estructurales se relaciona a continuación:
Tabla III.1: Propiedades físico-mecánicas de la losa de hormigón
Los resultados anteriores indudablemente resultan adecuados para un vial de más de
25 años de explotación que presupone la fatiga estructural del mismo a partir del
crecimiento en peso y frecuencia del transporte de carga.
Los valores de resistencia a compresión axial están en plena correspondencia con las
características de un hormigón simple (más de 20 MPa) Se considera entonces que la
estructura interna del hormigón en cuanto a áridos y pasta envolvente es de calidad
óptima no siendo entonces la losa como elemento aislado la causante del progresivo
deterioro del vial (Foto III.1).
Foto III.1: Estructura interna del hormigón
Propiedades físico- mecánicas de la losa de hormigón
Esclerómetro (MPa)
Resistencia a Compresión
Axial
(MPa)
Resistencia a Tracción
(MPa)
Peso Volumétrico
(KN/m3)
Peso Específico
(KN/m3)
Absorción
(%)
30.5 25.0 2.6 22.4 22.9 3.74
Trabajo de Diploma Página 22
III.7.2 Propiedades físicas de los suelos de la subrasante
El suelo está constituido por arcilla carbonatada con gravas, (muy común en el área) y
se caracteriza por su color beige claro y ocasionalmente verdoso con abundantes
fragmentos de caliza recristalizada y frecuentes intercalaciones de arcilla con
significativa plasticidad. Su contenido de finos es superior en el tramo I lo que le
confiere una clasificación no coincidente con los tramos II y III a partir del HRB.
Granulometría, %
Plasticidad, % Condiciones naturales
Grava 43 Límite Liquido 24 Humedad, % 17
Arena 28 Límite Plástico 11 Densidad Húmeda, kN/m3 20.9
Limo 15 Índice de plasticidad 13 Densidad seca, kN/m3 18.2
Arcilla 14 Límite de contracción - Densidad saturada, kN/m3 21.6
Peso especifico relativo de los sólidos Relación de vacío 0.50
2.74 Saturación, % 93
Tabla III.2: Propiedades físicas de los suelos de la subrasante
III.7.3 Resultados de los métodos radiactivos
A partir de la medición de las propiedades físicas en el campo con el equipo de
medición (Troxler), se obtuvieron los siguientes resultados:
Calicata Tramo Profundidad de la prueba
(m)
Humedad
(%)
Densidad Húmeda
(kN/m3)
Densidad
Seca
(kN/m3)
1 III 0.30 14 18.6 16.4
2 II 0.25 15.8 20.4 17.5
3 I 0.25 21.1 20.0 16.3
Tabla III.3: Resultados obtenidos en el campo por medio de métodos radiactivos
Trabajo de Diploma Página 23
III.7.4 Valores de (C.B.R) In Situ
Los ensayos se efectuaron en calas y excavaciones (levantamiento de la losa)
obteniéndose valores que en algunos casos corresponden realmente a los exigidos
para una Subrasante (Tabla III.4).
TRAMO I TRAMO II TRAMO III
Cala/
Calicata Valor
Cala/
Calicata Valor
Cala/ Calicata
Valor
1 7.9 4 - 5 8.8
3 - 4a 5.10 6 -
11 - 9 - 7 2.84
12 2.15 10 0.75 8 -
Calicata 3 2.24 Calicata 2 3.14 Calicata 1 11.22
Tabla III.4: Valores de capacidad de soporte medido in situ
Los resultados que se obtuvieron en las calas y excavaciones pertenecen a una
Subrasante, estos valores se corresponden con la severidad de las lesiones
presentes en cada tramo y la actual necesidad de acciones, de que al menos en el
tramo I se definan la subbase y base convenientes para la ejecución de la losa de
hormigón, lo que obviamente implica el retiro de un determinado volumen de material
que debe ser sustituido por los que cumplan las exigencias físico-mecánicas para el
servicio actual y futuro de esta vía, en cambio se considera que en los tramos II y III
debe reconsiderarse la no demolición de los mismos y prolongar su valor de uso a
menos costos con acciones correctivas conocidas, teniendo en cuenta la calidad del
hormigón y resistencia del mismo.
Trabajo de Diploma Página 24
III.7.5 Análisis comparativo de las propiedades de la base
La ejecución de los trabajos de campo y una consiguiente elaboración de ensayos en el
laboratorio arrojó resultados marcadamente significativos para un posterior análisis
comparativo (Tabla III.5).
Tabla III.5: Análisis comparativo de las propiedades de la base
Los resultados muestran bajos niveles de compactación y suelos excesivamente
húmedos que condicionan los valores de CBR in situ extremadamente bajos, por su
parte el CBR modificado para un 100% de compactación también establece bajos
resultados, marcadamente en los primeros dos tramos aún con humedades óptimas
dos veces inferiores a la humedad natural, es evidente que en el tramo I se han
combinado las inundaciones periódicas en esa área con el material de pésima calidad
utilizado que no alcanzó los parámetros de compactación requeridos perdiendo la
capacidad de soporte que de forma discreta alcanzó alguna vez, estos suelos de
carácter carbonatado sometidos durante prolongados periodos de tiempo a cambios
frecuentes de humedad y cargas repetidas transforman su estructura granular y sus
condiciones para terraplén, no siendo la mejor opción para obras de alto rigor de
explotación y comprometimiento económico excepcional.
Trabajo de Diploma Página 25
III.8 Conclusiones Parciales:
1. Bajos valores del C.B.R del material de la base, por la presencia de suelos finos
que han obstaculizado el drenaje, provocando el humedecimiento y saturación
de la misma con mayor rigor en los tramos I y II.
2. La estructura interna del hormigón es de calidad óptima no siendo entonces la
losa como elemento aislado la causante del progresivo deterioro del vial.
3. Presencia de una alta humedad natural y una densidad muy baja del suelo en
su estado natural.
4. En los tramos I y II no se lograron valores de CBR Modificado superiores al 50%
para el 100% de compactación.
Trabajo de Diploma Página 26
Capítulo IV. Análisis y propuestas de los materiales de construcción
(préstamo)
Introducción
A partir de los resultados de las investigaciones ingeniero-geológicas de los suelos de
la base que arrojaron valores inferiores de CBR a los exigidos por la inversión fue
necesario la investigación de tres áreas caracterizadas y valoradas en sus propiedades
físico-mecánicas con respecto a la obra que permiten cualquier variante técnico-
económica del proyecto y construcción a la hora de explotación de las mismas.
El volumen de los materiales de préstamo solicitado para la rehabilitación del vial es de
900 m3, a valorar por el proyectista en cualquiera de los préstamos estudiados, o
considerando la combinación de los mismos.
La distancia de la obra a los préstamos no supera los 10 Km aproximadamente (ciclo
20 Km) optimizando en grado sumo los costos de transportación.
Los préstamos han sido estudiados previamente, lo que posibilita un buen uso al vial,
para ello se denominan de la forma siguiente:
1. Préstamo El Rancho.
2. Préstamo La Cantera.
3. Préstamo Los Mangos.
IV.1 Problema:
Las propiedades físico-mecánicas desfavorables de los suelos de la base del vial actual
implicaron un análisis más profundo y detallado en la búsqueda, ubicación y
caracterización de los materiales de Préstamo.
Trabajo de Diploma Página 27
IV.2 Hipótesis:
La búsqueda y ubicación de los materiales de Préstamo con C.B.R mayor de cincuenta
(C.B.R ≥ 50) proporciona una mayor estabilidad del suelo como soporte del vial.
IV.3 Objeto:
Materiales de Préstamo.
IV.4 Objetivo:
Evaluar y proponer los materiales de préstamo con valor de C.B.R ≥50 para la base
del vial.
IV.5 Metodología de investigación aplicada a la búsqueda de préstamo
Métodos Empíricos:
1. Trabajos de Campo:
Observación científica
Muestreo (suelos)
Mediciones (cálculo de reserva)
2. Trabajos Experimentales (laboratorio de suelos):
Granulometría
Próctor Modificado
C.B.R Modificado
3. Trabajos de Gabinete:
Procesamiento estadístico
Clasificación del suelo ( HRB)
Trabajo de Diploma Página 28
IV. 6 Propiedades Físico-mecánicas de los préstamos
IV.6.1 Préstamo "El Rancho"
En este tipo de préstamo (Anexo 3) son suelos constituidos por una mezcla de gravas
y arenas con poco material fino no cohesivo (GW). En el corte se presentan con color
pardo rojizo de diversa tonalidad con granulometrías que varían sobre todo en el
tamaño de las gravas siendo necesario a la hora de la explotación elegir en el frente los
sectores que cumplan las condiciones de granulometría exigida para evitar la
transportación de material indeseable a la obra (Fotos IV.2).
De acuerdo al HRB los mismos clasifican como A – 1a (0) con CBR que oscila entre
57% y 128%; la humedad óptima es 8,10 %. Los valores promedios en la clasificación
de los mismos se muestran a continuación:
Granulometría, %
Grava, % 72
Arena,% 25
Limo,% 2
Arcilla,% 1
Gs ,(g/cm3) 2.65
Tabla IV.6: Tabla granulométrica “El Rancho¨
Los valores del CBR Modificado se realizaron en muestras integrales con los
resultados siguientes:
Condiciones de Laboratorio
W opt
(%)
d
(kN/m3)
CBR Mod.
(%)
Comp.
(%)
Clasif.
HRB
8,10
19,4 57 94 A – 1a (0)
20,2 104 98 A – 1a (0)
20,6 128 100 A – 1a (0)
TablaIV.7:Valores del CBR Modificado “El Rancho"
Trabajo de Diploma Página 29
Foto IV.2 : Préstamo "El Rancho"
IV.6.2 Préstamo "La Cantera"
Suelos constituidos por una mezcla de arenas y gravas bien graduadas con poco
material fino no plástico (GW). Este préstamo (Anexo 3) ha sido utilizado como solución
lateral en el primer tramo del vial de mantenimiento del oleoducto, con resultados
satisfactorios, existen considerables reservas del mismo (Fotos IV.3) con cortes de
espesores hasta tres metros, pero con la inconveniencia del contenido de carbonato
que presentan los mismos y su reacción ante la humedad y la saturación eventual,
debe considerarse este detalle en el diseño definitivo.
De acuerdo al HRB los mismos clasifican como A – 1b (0) y A – 2- 4 (0) con CBR que
oscila entre 19 % y 124%; la humedad óptima es de 8%. Los valores promedios en la
clasificación de los mismos se muestran a continuación:
Trabajo de Diploma Página 30
Granulometría, %
Grava, % 48
Arena,% 25
Limo,% 15
Arcilla,% 12
Gs ,(g/cm3) 2.70
Tabla IV.8: Tabla granulométrica "La Cantera"
Los valores del CBR Modificado se realizaron en una muestra con los resultados
siguientes:
Condiciones de Laboratorio
W opt
(%)
d
(kN/m3)
CBR Mod.
(%)
Comp.
(%)
Clasif.
HRB
8.00
19,6 19 95 A – 1b (0)
20,2 68 98 A – 1b (0)
20,6 124 100 A – 1b (0)
Tabla IV.9: Valores del CBR Modificado "La Cantera"
Foto IV.3 Préstamo "La Cantera"
Trabajo de Diploma Página 31
IV.6.3 Préstamo "Los Mangos"
Suelos constituidos por una mezcla de arenas y gravas bien graduadas con poco
material fino no plástico (GW y SW). Como todo yacimiento (Anexo 3) presenta
variaciones granulométricas en área y profundidad que deben tenerse en cuenta
durante la explotación del mismo (Fotos IV.3), existen reservas suficientes para este y
otros objetivos posibles.
De acuerdo al HRB los mismos clasifican como A – 1a (0) y A – 1b (0) con CBR que
oscila entre 11% y 135%; la humedad óptima es 7.40 %.Los valores promedios en la
clasificación de los mismos se muestran a continuación:
Granulometría, %
Grava, % 25
Arena,% 56
Limo,% 8
Arcilla,% 11
Gs ,(g/cm3) 2.68
Tabla IV.8: Tabla granulométrica ¨Los Mangos¨
Los valores del CBR Modificado se realizaron en tres muestras con los resultados
siguientes:
Condiciones de Laboratorio
W opt
(%)
d
(kN/m3)
CBR Mod.
(%)
Comp.
(%)
Clasif.
HRB
7,40
18,5 11 89 A – 1a (0)
20,2 115 97 A – 1a (0)
20,7 135 100 A – 1a (0)
Tabla IV.10: Valores del CBR Modificado ¨Los Mangos¨
Trabajo de Diploma Página 32
En todos los préstamos se expone la relación CBR vs % de compactación (Anexo 4) lo
que permitirá considerar el valor de diseño más adecuado así como la relación
densidad seca vs CBR en ambos casos ploteando los valores en el gráfico
correspondiente o mediante la sustitución de las variables en la función que caracteriza
a cada uno, logrando la precisión adecuada pues se cumple la condición de R2 > 0.095.
Las curvas típicas del Próctor (Anexo 4) caracterizan a cada uno de estos materiales
granulares y han servido de base a todos los análisis anteriormente expuestos, las
mismas en conjunto con el resto de las relaciones permiten un acercamiento coherente
y preciso a los parámetros óptimos de compactación.
Foto IV.3 Préstamo ¨Los Mangos¨
Trabajo de Diploma Página 33
IV.7 Conclusiones Parciales:
A lo largo de las investigaciones de los préstamos en las canteras estudiadas se pudo
llegar a los siguientes resultados:
1. Los Préstamos estudiados responden a las exigencias de la Tarea Técnica
(CBR ≥ 50).
2. En las tres áreas de préstamos se cuenta con suelos granulares, sin cohesión,
con índices plásticos inferiores a seis que pueden ser rápidamente
compactados en condiciones de campo.
3. Los parámetros óptimos de compactación son los siguientes:
Préstamo El Rancho.
WOpt = 8.10%.
d máx. = 20.60 kN/m3.
Préstamo La Cantera. WOpt = 8.00 %.
d máx. = 20.50 kN/m3.
Préstamo Los Mangos. WOpt = 7.40%.
d máx. = 20.60 kN/m3.
Trabajo de Diploma Página 34
Conclusiones Generales
1. La pérdida de carga del pavimento hidráulico ha sido la causa fundamental del
deterioro (bombeo, agrietamiento y hundimiento de las losas) y el recarpetado
asfáltico (tramo I) ha causado severas grietas de flexión, acelerando la tasa de
deterioro.
2. Debe considerarse la demolición y reposición del tramo I, en cambio proceder a
la reparación de los tramos II y III que presentan lesiones de menor severidad.
3. El préstamo “Los Mangos” puede emplearse como subbase y “El Rancho”
como material de base respectivamente en el tramo I.
Trabajo de Diploma Página 35
Recomendaciones
1. Ejecutar un proyecto adecuado con las condiciones de drenaje, de manera
especial en el tramo I.
2. Considerar en caso de materiales locales de bajo C.B.R el empleo de hormigón
pobre como base de la losa de circulación.
3. Ejecutar la prueba de rodado en el proceso de tendido y compactación de los
materiales de la base y subbase en obra.
4. Los suelos del Tramo I deben ser compactados con una humedad superior a la
óptima.
5. En cualquiera de los Tramos que se decida fundir las losas con hormigón simple
su longitud no debe exceder de los 5 a 6 metros.
Trabajo de Diploma Página 7
Bibliografía Consultada
1. Aguilar, H. E. L. (2003). “Diseño del Pavimento Rígido y Drenaje Pluvial para un
Sector de la Aldea Santa María Cauque, del Municipio de Santiago Sacatepéquez,
Sacatepéquez” Tesis de Graduación, Universidad de San Carlos de Guatemala,
Ciudad de Guatemala, Guatemala, p.28:www.pdfqueen.com/pdf/di/diseño-drenaje-
pluvial
2. Apuntes pavimento rígido:
www.ingenieracivil.com/2008/05/pavimento-rigido.html
3. Catalogo de pavimentos rígidos:
www.cedex.es/ceta/dircaibea/m52deterioropavirigidosweb.pdf
4. Diseño de pavimentos rígidos:
www.ingenieracivil.com/.../diseño-de-pavimentos-rigidos-por-el.html
5. Diseño estrutural de pavimentos asfaltico:
https://www.u-cursos.cl/ingenieria/2009/1/CI62B/1/.../33259
6. Iturbide, C. J. (2002). “Manual centroamericano para diseños de
pavimentos” : www.camineros.com/docs/cam060.pdf
7. Mejores prácticas para la construcción de pavimentos de concreto de
cemento Pórtland (Pavimento rígido para aeropuertos):
Trabajo de Diploma Página 37
www.iprf.org/products/Best%20Practices%20Manual-SPANISH.pdf
8. Quiroz, G. R. (2004).Pavimento de concreto:
www.pemex.com/files/content/GNT-SSNP-C005-2004(Rev0).pdf
9. Rodas, V. R. (1975). ¨Carreteras, Calles y Aeropistas¨, Editorial Científico-
Técnico, La Habana, p 116.
10. Rodríguez, R. A. (1981). La Ingeniería de Suelos en las Vías Terrestres:
Carreteras, Ferrocarriles y Aeropistas, Volumen II, Editorial Limusa, Ciudad de México,
p123.
Trabajo de Diploma Página 7
Anexos Gráficos
Anexo 1: Metodología y volúmenes y de los trabajos realizados en la obra (vial)
1.1 Perforaciones y excavaciones
1.2 Muestreo y pruebas de campo.
Tipo de muestra Tipo de muestreador
Saco Pomos Shelby
Semialterada - 8 -
Alterada 3 - -
Inalterada 2
1.3 Prueba in situ
Tipo de ensayo Cantidad
CBR in situ 11
Humedad natural por método radiactivo in situ 3
Densidad natural por método radiactivo in situ 3
Tipo de Perforación Volumen
(ml)
Perforado por Categoría
A B C
Statandril 17.0 1.80 12.80 2.40
Camión barrenador
BKGM
5.10 5.10 - -
Total 22.10 6.90 12.80 2.40
Trabajo de Diploma Página 39
1.4 Ensayos realizados en el laboratorio
1.5 Levantamiento de la Patología
Tipo de prueba Cantidad
Determinación dureza del hormigón con esclerómetro. 10 m2
Determinación del diámetro del acero. 3 m2
Determinación y caracterización de la estructura 10 ptos
Determinación espaciamiento y recubrimiento del acero 3 m2
Tipo de ensayo Cantidad
Granulometría 3
Hidrómetro 3
Limite de consistencia 3
Humedad Natural 9
Densidad Natural 9
Peso especifico 3
Limite de contracción. 2
Próctor Modificado 3
CBR Modificado. 3
Resistencia compresión axial (En hormigón) 12
Trabajo de Diploma Página 40
Anexo 2: Metodología y Volúmenes y de los Trabajos Realizados en la
Explotación de Préstamos
2.1 Perforación
2.2 Muestreo
Tipo de muestra
Préstamos
Total El Rancho
Los
Mangos La Cantera
Sacos 4 3 3 10
2.3 Laboratorio
Tipo de ensayo El Rancho Los
Mangos La Cantera Total
Granulometría 4 3 3 10
Hidrómetro 4 3 3 10
Límite consistencia 4 3 3 10
Peso especifico 4 3 3 10
CBR Modificado. 4 3 3 10
Perforación Volumen (ml)
Perforado por Categoría
A B
Los Mangos 10,50 10,50 -
La Cantera 3,30 - 3,30
Total 13,80 10,50 3,30
Trabajo de Diploma Página 41
Anexo 3: Mapa de ubicación de los Préstamos.
3.1 Microlocalización Préstamo ¨El Rancho¨ Escala: 1:2500
289
288
287
286
285
284
212 211 210 209
Trabajo de Diploma Página 42
3.2 Microlocalización Préstamo ¨La Cantera¨ Escala: 1:2500
287
286
285
284
283
216 215 214 213
Trabajo de Diploma Página 43
3.3 Microlocalización Préstamo ¨Los Mangos¨ Escala: 1:2500
279
278
277
276
275
224 223 222 221 225
Trabajo de Diploma Página 44
Anexo 4: Relación CBR vs. % de compactación para los Préstamos.
89
97
100
95
98
100
94
98
100
Trabajo de Diploma Página 45
4.1 Densidad Seca vs. CBR.
Trabajo de Diploma Página 46
3.2 Curvas Próctor modificado.
Préstamo “El Rancho”
Préstamo “La Cantera”
S= 100
%
S= 100
%
Trabajo de Diploma Página 47
Préstamo “Los Mangos”
Trabajo de Diploma Página 48
Anexo 5: Columnas litológicas (Obra: vial).
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
IND
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GRAFICO DEPENETRACION DINAMICA ESTANDAR
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AC
ION
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.30
Arcilla Carbonatada con gravas, de color beige claro y ocasionalmente verdoso, con abundantes fragmentos de caliza recristalizada.
Hormigón
Cu
ate
rnari
o
CALICATA: 3 COTA: 53.26
1.60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
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10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.20
Arcilla Carbonatada con gravas, de color beige claro y ocasionalmente verdoso, con abundantes fragmentos de caliza recristalizada.
Hormigón
Cu
ate
rna
rio
CALICATA: 2 COTA: 53.70
2.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
IND
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OL
OG
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GRAFICO DEPENETRACION DINAMICA ESTANDAR
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AC
ION
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.15
Arcilla Carbonatada con gravas, de color beige claro y ocasionalmente verdoso, con abundantes fragmentos de caliza recristalizada.
Hormigón
Cu
ate
rnari
o
CALICATA 1 COTA: 54.70
1.50
Trabajo de Diploma Página 49
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
IND
ICE
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AC
ION
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.30
Arcilla Carbonatada con gravas, de color beige claro y ocasionalmente verdoso, con abundantes fragmentos de caliza recristalizada.
Hormigón
Cu
ate
rnari
o
CALICATA: 3 COTA: 53.26
1.60
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
2
IND
ICE
GE
OL
OG
ICO
ES
CA
LA
V
ER
TIC
AL
PR
OF
UN
DID
AD
D
EL
ES
TR
AT
O
m
BREVE DESCRIPCION DEL CORTE LITOLOGICO
SIM
BO
LO
GIA
AP
AR
ICIO
N
DE
AG
UA
TOMA DE MUESTRA
Alt
erad
a
Sem
ialte
rada
Ina
ltera
da
GRAFICO DEPENETRACION DINAMICA ESTANDAR
% D
E R
EC
UP
ER
AC
ION
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.20
Arcilla Carbonatada con gravas, de color beige claro y ocasionalmente verdoso, con abundantes fragmentos de caliza recristalizada.
Hormigón
Cu
ate
rna
rio
CALICATA: 2 COTA: 53.70
2.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
IND
ICE
GE
OL
OG
ICO
ES
CA
LA
V
ER
TIC
AL
PR
OF
UN
DID
AD
D
EL
ES
TR
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O
m
BREVE DESCRIPCION DEL CORTE LITOLOGICO
SIM
BO
LO
GIA
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AR
ICIO
N
DE
AG
UA
TOMA DE MUESTRA
Alt
erad
a
Sem
ialte
rada
Inalt
era
da
GRAFICO DEPENETRACION DINAMICA ESTANDAR
% D
E R
EC
UP
ER
AC
ION
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.15
Arcilla Carbonatada con gravas, de color beige claro y ocasionalmente verdoso, con abundantes fragmentos de caliza recristalizada.
Hormigón
Cu
ate
rnari
o
CALICATA 1 COTA: 54.70
1.50
Trabajo de Diploma Página 50
Anexo 6: Columnas litológicas préstamo los Mangos.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
2
ÍND
ICE
GE
OLÓ
GIC
O
ESC
ALA
VER
TIC
AL
PR
OFU
ND
IDA
D
DE
L E
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m
BREVE DESCRIPCIÓN DEL CORTE LITOLÓGICO
SIM
BO
LOG
ÍA
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TOMA DE MUESTRA
Alte
rada
Sem
ialte
rada
Inal
tera
da
GRÁFICO DEPENETRACIÓN DINÁMICA ESTÁNDAR
% D
E R
EC
UP
ER
AC
IÓN
10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.10
Arena de grano medio a grueso de color amarillo con vetas naranjas con gravas decuarzo de diferentes formas y tamaños.
Capa Vegetal
Cua
tern
ario
CALICATA: 1
2.00
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
ÍND
ICE
GE
OLÓ
GIC
O
ESC
ALA
VER
TIC
AL
PR
OFU
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D
DE
L E
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m
BREVE DESCRIPCIÓN DEL CORTE LITOLÓGICO
SIM
BO
LOG
ÍA
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N
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TOMA DE MUESTRA
Alte
rada
Sem
ialte
rada
Inal
tera
da
GRÁFICO DEPENETRACIÓN DINÁMICA ESTÁNDAR
% D
E R
EC
UP
ER
AC
IÓN
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Cua
tern
ario
3.00
2
3
CALICATA: 2
0.10 Capa Vegetal
Arena de grano medio a grueso de color amarillo con vetas naranjas con gravas decuarzo de diferentes formas y tamaños.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
ÍND
ICE
GE
OLÓ
GIC
O
ESC
ALA
VER
TIC
AL
PR
OFU
ND
IDA
D
DE
L E
STR
ATO
m
BREVE DESCRIPCIÓN DEL CORTE LITOLÓGICO
SIM
BO
LOG
ÍA
AP
AR
ICIÓ
N
DE
AG
UA
TOMA DE MUESTRA
Alte
rada
Sem
ialte
rada
Inal
tera
da
GRÁFICO DEPENETRACIÓN DINÁMICA ESTÁNDAR
% D
E R
EC
UP
ER
AC
IÓN
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Cua
tern
ario
3.00
2
3
0.20 Capa Vegetal
Arena de grano medio a grueso con gravas decuarzo de diferentes formas y tamaños.
CALICATA: 3
0.40 Arena fina de color amarillo claro.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1
ÍND
ICE
GE
OLÓ
GIC
O
ESC
ALA
VER
TIC
AL
PR
OFU
ND
IDA
D
DE
L E
STR
ATO
m
BREVE DESCRIPCIÓN DEL CORTE LITOLÓGICO
SIM
BO
LOG
ÍA
AP
AR
ICIÓ
N
DE
AG
UA
TOMA DE MUESTRA
Alte
rada
Sem
ialte
rada
Inal
tera
da
GRÁFICO DEPENETRACIÓN DINÁMICA ESTÁNDAR
% D
E R
EC
UP
ER
AC
IÓN
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Cua
tern
ario
3.00
2
3
0.20 Capa Vegetal
Arena de grano medio a grueso con gravas decuarzo de diferentes formas y tamaños.
0.40 Arena fina de color amarillo claro.
CALICATA: 4
Trabajo de Diploma Página 51
Anexo 7: Perfiles Litológicos (vial).
0.30
1.50
0.30
1.60
0.45
2.10
0 10 20 30 40 50
51
52
53
Perfil Longitudinal I'-I (Escalas indicadas)
Distancias entre calas (m )
CotasCala 3 Ccta 3
Cala 1
Pro
fun
did
ad
(
m )
0.15
1.35
0.30
3.00
0.20
2.00
0 15 30 45
51.7
53.7
Perfil Longitudinal II'-II (Escalas indicadas)
Distancia entre las calas ( m )
Pro
fun
did
ad
(
m )
CotasCala 4A Cala 9
Ccta2
0.30
0.90
0.30
1.70
1.80
0.15
1.50
0 6 12 18 24 30
53
53.5
54
54.5
Distancias entre calas ( m )
Pro
fun
did
ad
(
m )
Perfil Longitudinal III'-III (Escalas Indicadas)
Cala 5 Cala 7 Cala 6Cotas
Trabajo de Diploma Página 52
Anexo 8: Plano Topográfico de la zona de estudio.
Trabajo de Diploma Página 53
Anexo 9: Patología en los pavimentos rígidos.
9.1 Surgencia de fino
base 1 2
34
material de base muy fino y saturado
existencia de agua entre la base y pavimento
succión y bombeo
ausencia de pasajuntas
1
2
3
4
9.2 Desplazamiento vertical de las losas
base 1
2
3
desplazamiento vertical de las losas
ausencia de barras de amarre
asentamiento diferenciado de la base1
2
3
9.3 Bache
zona afectada
humedecimiento de la base
acción abrasiva del trafico sobre las grietas
1
12
2
3
3
base
Trabajo de Diploma Página 54
9.4 Fragmentación múltiple
suporte inadecuado base/pavimento
drenaje inadecuado
base 1
1
2
2
9.5 Fisuras longitudinales
base3
12
deficiente capacidad portante de la base (bajo CBR)3
excesivas repeticiones de carga
1
ausencia de pasadores de transferencia de cargas2
9.6 Fisuras transversales
base
2
1
3
Ausencia de barras pasajuntas y barras de amarre
Losas de longitud excesiva y geometría variada
Retracción térmica (alabeo)
1
2
3
Trabajo de Diploma Página 55
9.7 Separación de las juntas longitudinales
Ausencia de barras de acero para el amarre de las losas adyacentes
Desplazamiento lateral y vertical (asentamiento diferenciado de la base )
base
1
1
2
2
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