La Geotecnia y la Mecanica de Suelos Aplicados a
Carreteras
La Geotecnia y la Mecanica de Suelos, tiene una participacion importante en La Planificacion, Proyecto y Ejecucion de una carretera.
Evaluacion de la Capacidad de Soporte en la Subrrasante Durante la Construccion
Los
Estudios efectuados al terreno de fundación (Subrasante), durante la
elaboración del estudio y el expediente de obra de la carretera, se realiza
con la información obtenida de las prospecciones de calicatas ejecutadas a un
determinado espaciamiento definido por el ingeniero especialista en suelos y
pavimentos.
Los parámetros determinados como la capacidad portante, índice consistencia, clasificación de suelos, humedad y porcentaje de materia orgánica, están referidos a los suelos encontrados en las calicatas, durante el periodo de evaluación de estudio.
Durante
la etapa de construcción se efectúa el movimiento de tierra en toda la
Subrasante encontrándose en determinados sectores suelos con características
diferentes a los considerados durante la etapa de estudio. El cual deberá ser
evaluado y analizado para determinar el procedimiento a seguir con la
finalidad de garantizar una Subrasante optima y un pavimento que cumpla con
todas las exigencias de calidad.
Durante
la etapa de movimiento de tierra a nivel de subrasante se deberá llevar un
control estricto del tipo de suelo de fundación, para lo cual se deberá
emplear una metodología que nos permita tener una idea de la calidad de dicho
material en el menor tiempo posible, ya que durante la etapa de construcción
no se puede demorar en la toma de decisiones.
En
una primera etapa se deberá realizar una clasificación visual del tipo de
material, la humedad y la determinación de la capacidad portante del suelo de
fundación.
La
clasificación visual no permitirá tener una buena aproximación del tipo de
suelo lo cual será corroborado por los ensayos de laboratorio, la evaluación
será mucho mas precisa cuanto mas experiencia tenga el responsable de la
evaluación.
Así
mismo se puede determinar el grado de humedad en campo mediante el equipo de
Speddy, es importante calibrar el equipo para tener datos bastante aproximados
a las humedades determinadas mediante el ensayo normalizado.
El grado de humedad nos permitirá definir si el suelo presenta problemas de acolchonamiento, durante la etapa de construcción.
Existen
varios métodos indirectos para determinar la resistencia del terreno de
fundación entre los que mas destacan por la rapidez son el ensayó de cono
penetración dinámica y el ensayo de viga benkelman. Estos ensayos nos
permiten obtener en forma inmediata el valor de CBR del suelo de fundación,
lo cual nos permitirá aprobar el tramo para continuar con la siguiente etapa
de construcción de la carretera.
El
Penetrómetro Dinámico de Cono (PDC) fue desarrollado por Van Vuuren en 1969,
fue empleado durante una extensiva investigación del comportamiento de los
pavimentos, en un esfuerzo por estimar en forma simple la resistencia in situ
de los materiales de subrasante y capas que conforman el pavimento. Los
resultados obtenidos con el PDC fueron correlacionados con parámetros de
resistencia usuales, tales como el CBR y/o Compresión Simple.
El
equipo consta de una varilla de acero de penetración de 16mm. de diámetro,
en su extremo inferior un cono de acero temperado de 60 grados y 20mm. de diámetro.
El PDC es introducido en el suelo por un martillo deslizante de 8Kg que cae
desde una altura de 575mm. Para realizar las lecturas posee una regla de
medición sujeta al instrumento por dos soportes, un soporte superior unido al
yunque que sirve de referencia para las lecturas y un soporte inferior fijo a
la regla y unido a la barra de penetración.
La
correlación establecida entre el ensayo de CBR in situ y el ensayo de PDC in
situ resultará de un limite de parámetros como de solo realizar la penetración
(con el PDC) hasta la profundidad correlacionada mediante la siguiente ecuación.
Donde:
A :
Coeficiente
B :
Es un coeficiente que debe ser mayor que la unidad.
D :
Resistencia a la penetración por capas (mm/golpe).
Existen
varias correlaciones obtenidas por diferentes investigadores en diferentes países
los cuales han determinado los siguientes coeficientes.
|
Investigador |
A |
B |
|
Sánchez
(1992) |
567 |
1.40 |
|
Ponce(1990) |
776 |
1.46 |
|
Toscarelli(1990) |
450 |
1.05 |
|
Harisoh(1987) |
646 |
132 |
|
Kleyn
(1975) |
398 |
1.26 |
Viga
Benkelman
Se puede obtener en forma indirecta el valor de CBR y Modulo de Resilente de la subrasante analizando la deformada “curva de deflexión” cuyo componente máximo se denomina deflexión máxima. La magnitud de una deflexión se mide en unidades de “centésimas de milímetro”, utilizando cualquier tipo de deflectómetro, uno de los cuales es la denominada “Viga Benkelman”, llamada así en honor a su inventor el Ing. Daniel Benkelman, del Departamento de Carreteras del Estado de California (USA).
El
análisis de los resultados se efectuara mediante la modelo elástico de
Hoogg, lo que nos permitirá evaluar los siguientes parámetros.
La distancia radial, para la cual la relación D0/DR=0.5
El
módulo de elasticidad de la subrasante (E0)
El
valor de CBR (CBR)
El
Módulo resiliente de la subrasante (Mr)
Así
mismo se puede definir la deflexión máxima de control para la capa de
subrasante utilizando el modulo de elasticidad del terreno de fundación, y el
modelo elástico de Burmister, lo cual nos permitirá llevar un control en
función de las deflexiones obtenidas a nivel de subrasante.
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Ultima alctualización : 31 Agosto 2004
HCH Consultores y Constructores
Trujillo - Perú 2004
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