Análisis del tamaño de las partículas

Es la determinación del porcentaje de granos de un tamaño dado presentes en una muestra.

Consta de dos partes: El análisis mecánico y el análisis por el método del hidrómetro.

Es una característica fundamental para propósitos de clasificación ya que suelos con granulometría similar tienen propiedades similares.

Límites de consistencia

El uso más común es la clasificación de los materiales. Ayudan a caracterizar los materiales.

Un suelo con LL muy alto resulta ser una arcilla con un pobre comportamiento.

El IP indica el grado de cohesión y plasticidad del suelo.

El límite de contracción señala las arcillas expansivas.

Sistema Unificado de Clasificación de Suelos

Es un sistema para uso general en ingeniería.

Se basa en las características texturales para aquellos suelos con pocos finos y en la plasticidad y compresibilidad para los que tienen muchos finos.

Este sistema divide los suelos en:

• Grueso granulares.
• Fino granulares.
• Suelos altamente orgánicos.

Suelos fino granulares son los que el 50% pasa el tamiz 200 que es la frontera.

Grupos de Suelos: G: grava, S: arena, M: limo, C: arcilla, O: orgánicos, Pt: turba, bolones, guijarros. W: bien graduado, P: pobremente graduado, H: límite líquido alto, L: Límite líquido bajo.

Sistema AASHTO(HRB)

Mide la habilidad de un suelo para sub-rasante.

Agrupa los suelos en 7 categorías: A-1 hasta A-7…A-1 mejor, A-7 peor…A-3 es mejor que A-2.

Relación densidad seca y humedad (proctor)

Determina la relación entre la densidad seca y el contenido de humedad de una muestra compactada.

Formas de hacer proctor:

• Dejando caer un martillo de 5.5 libras desde una altura de 12″ sobre la muestra preparada (proctor estándar).
• Dejando caer un martillo de 10 libras desde una altura de 18″ (proctor modificado).

Densidad in situ

Son ensayos que determinan la densidad que ha alcanzado un relleno.

Existen muchos métodos, como: Cono de arena, Método del balón, Densímetro nuclear.

El penetrometro de cono dinámico (DCP): es un instrumento diseñado para medir in situ, la resistencia de sub-rasantes formadas por suelos finos y de sub-bases y bases granulares.

Índice de soporte de California (CBR) o valor relativo de soporte (VRS)

Es una medida comparativa de la resistencia cortante de un suelo.

Consiste en medir la carga necesaria para hacer penetrar un pistón en una muestra de suelo compactada a una profundidad dada y comparar esa carga con la necesaria para hundir el mismo pistón a la misma profundidad en una muestra patrón.

Usos de las prácticas

Permeabilidad: granulometría, límites no plásticos, clasificación.

Elasticidad: granulometría, límites, clasificación.

Plasticidad: granulometría, límites, clasificación.

Resistencia al Cortante, granulometría, límites, clasificación, DMS-HO, CBR, Triaxial.

Consolidación: granulometría, límites, clasificación, Consolidación.

Contracción e Hinchamiento: granulometría, límites, clasificación, DMS-HO, CBR.

Suelos que forman la estructura del pavimento

Estructura del pavimento: conjunto de capas de suelos mejorados o estabilizados que son colocados sucesivamente uno sobre otro para que resistan la solicitación del tráfico. Su función es distribuir sobre la sub-rasante o terreno de cimentación las cargas del tráfico que son aplicadas sobre la superficie.

Los pavimentos se dividen en:

• Pavimentos flexibles: Capa asfáltica, base, sub-base.
• Pavimentos rígidos: losa de concreto hidráulico, sub-base.

Carpeta asfáltica: resiste altos esfuerzos, reduce esfuerzos sobre la base, protege contra la humedad, proporciona cómodo rodamiento.

Base: resiste altos esfuerzos, reduce esfuerzos sobre la sub-base, provee soporte uniforme.

Sub-base: provee drenaje, reduce esfuerzos sobre la sub-rasante, control de cambios volumétricos de la sub-rasante.

Losa de concreto hidráulico: provee la mayoría de la resistencia estructural, reduce esfuerzos sobre la sub-base y sub-rasante, protege contra la humedad, proporciona cómodo rodamiento.

Sub-base: control de bombeo, control de la acción de las heladas en climas fríos, drenaje, control de cambios volumétricos de la sub-rasante, mejora de la capacidad estructural de la sub-rasante, rapidez de construcción.

La Base (triturada): es un suelo producto de la trituración de grava, cantos rodados o roca, que pueden provenir de canteras o del lecho de los ríos.

Requisitos: 50% del pase No. 4 debe tener al menos 2 caras fracturadas—>este requisito asegura que la base sea producto de la trituración y no simplemente del tamizado.

Desgaste de los Ángeles <40%–>la roca debe ser sana y dura. No se desintegrará fácilmente.

E.A.>35%–>Nos aseguramos que no hay arcilla en cantidades peligrosas.

LL<25% y IP<6%–>No queremos que haya plasticidad excesiva.

CBR>80%–>Debe tener una gran resistencia al cortante.

Granulometría–>La base cumplirá con una estricta granulometría.

La Sub-base: es un material granular natural proveniente de canteras o ríos que puede requerir o no clasificación o procesamiento mecánico.

Requisitos: E.A.>25%–>Nos aseguramos que no hay arcilla en cantidades peligrosas.

LL<30% y IP<6%–>no queremos que haya plasticidad excesiva.

CBR>30%–>Debe tener una gran resistencia al cortante.

Granulometría–>los requisitos son menos exigentes, sin embargo, pocos materiales naturales pueden cumplir.

La Sub-rasante: es el suelo sobre el cual descansa las capas del pavimento. en secciones en corte es el suelo natural, en secciones en relleno es el relleno mismo.

Métodos Comunes de Estabilización

1. Estabilización Mecánica:

• La mayoría de los suelos son propensos a ser empleados como sub-rasantes si se les trabaja apropiadamente.
• Se debe contar con condiciones ambientales propicias.
• Se debe conocer el método constructivo adecuado.

2. Capa de Refuerzo:

• También llamado préstamo especial, es una capa que ayuda a absorber algunos de los efectos negativos del suelo natural.
• A veces es necesario modificar la geometría.
• Se paga el material de préstamo, el acarreo y la colocación.
• El banco de préstamo debe tener cantidad, calidad, estar a una distancia prudente, tener permiso ambiental.

3. Sustitución:

• Frecuentemente es el método más efectivo.
• Se debe pagar el corte, el material de sustitución y el acarreo.
• Se requiere un banco de préstamo.

4. Mezcla:

• Consiste en mejorar el suelo natural mezclándolo con otro de mejor calidad.
• Es una sustitución parcial.
• Se debe pagar el corte, el material de sustitución, el sobre acarreo y la mezcla.
• Se requiere de un banco de préstamo.

Suelo-cemento:

• Produce mejores resultados en suelos limosos o arenosos.
• La capa estabilizada aumenta notablemente su capacidad de carga.
• Generalmente el costo es alto.
• Se debe contar con equipo especializado.
• Se puede usar en espesores pequeños.

Suelo-Cal:

• Se puede aplicar en todo tipo de materiales.
• Es más barato que el suelo-cemento.
• Generalmente el costo es alto.
• Se debe contar con equipo especializado.
• Se puede usar en espesores pequeños.

Refuerzo con geotextiles:

• No requiere de material importado.
• Es una operación rápida.
• Se añade la separación de los materiales como ventaja extra.
• Existe aún cierta incertidumbre sobre sus resultados.
• En secciones urbanas se puede complicar su uso por las tuberías.
• El costo continúa siendo elevado.

Estabilización química:

• Se agregan químicos que cambian la polaridad de las partículas.
• Hay muy poca experiencia en el país.

Problemas de inestabilidad: el suelo-cemento, el suelo-cal, los geo-sintéticos.

30%>25%>40%–>