Clase 01. suelos de subrasante

INGENIERIA DE PAVIMENTOS

1. DISEÑO ESTRUCTURAL DE
PAVIMENTOS HIDRAULICOS Y
ASFALTICOS
MScIngMarco MontalvoFarfán
Maestría en Ingeniería Vial con Mención en
Carreteras, Puentes y Túneles

2. DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS
HIDRAULICOS Y ASFALTICOS
Sesión/Tema Actividades Semana Fecha
Suelos de Subrasante ClasesTeóricas 1 22/08
Tráfico y Ejes Equivalentes, Efectos Climáticos ClasesTeóricas 2 29/08
Serviciabilidad, Nivel de Confiabilidad Y Materiales para pavimentos flexibles ClasesTeóricas 3 05/09
Diseño de Pavimento Flexible Método AASHTO 93, Verificación Mecanistica ClasesTeóricas 4 12/09
Refuerzo de Pavimentos Flexibles AASHTO 93 ClasesTeóricas 5 19/09
Diseño y refuerzo de Pavimentos Flexibles Método del IA ClasesTeóricas 6 26/09
Presentación de 1°Trabajo Grupal / 1°EXAMEN 1°EXAMEN 7 03/10
Diseño de Pavimentos Rígidos AASHTO 93, ClasesTeóricas 8 10/10
Diseño de Pavimentos Rígidos Método de la PCA ClasesTeóricas 9 17/10
Alabeo de losas, cálculo de tensiones y rehabilitación de Pavimentos Rígidos ClasesTeóricas 10 24/10
Aplicación del Manual de Carreteras Suelos y Pavimentos MTC Sesión 1 ClasesTeóricas 11 31/10
Aplicación del Manual de Carreteras Suelos y Pavimentos MTC Sesión 2 ClasesTeóricas 12 7/11
Diseño de Pavimentos en Aeropuertos Método de la Federal Aviation Administration IClasesTeóricas 13 14/11
Diseño de Pavimentos en Aeropuertos Método de la Federal Aviation Administration IIClasesTeóricas 14 21/11
Presentación de 2°Trabajo Grupal / 2°EXAMEN 2°Examen 15 28/11
Métodos de diseño Mecanistico Empírico (M-E) (2°) ClasesTeóricas 16 05/12
Métodos de diseño Mecanistico Empírico (M-E) (2°) 3°Examen 06/12

3. DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS
HIDRAULICOS Y ASFALTICOS
SISTEMA DE EVALUACION
Laevaluaciónestarácompuestapor03trabajoslosmismosquetienenunpesode30%,dos
(2)Exámenesquetienenunpesode60%ylaparticipaciónenelaulaquetieneunpesode
10%lascualesyaestánprogramadosenelhorariocorrespondiente.
Exámenes de temas tratados por Mgtr. Montalvo : E1 y E2
Trabajo de investigación de temas tratados por MgtrMontalvo : T1 y T2
Trabajo de investigación de temas tratados por Dr. Chang : T3
Formula
T : Trabajos
Et : Exámenes
Par : Participación
PF : Promedio Final
PF = (T1 + T2 + T3)/3*30% + (E1+E2)/2 *60% + (Par)*10%

4. SUELOS DE SUBRASANTE
Sección Típica de un Camino

5. LaSubrasanteeslasuperficieterminadadela
carreteraaniveldemovimientodetierras(corte
yrelleno),sobrelacualsecolocalaestructura
delpavimentooafirmado.
Lasubrasanteeselasientodirectodela
estructuradelpavimentoyformapartedel
prismadelacarreteraqueseconstruyeentreel
terrenonaturalallanadooexplanadayla
estructuradelpavimento.
DEFINICION DE SUBRASANTE

6. Lossuelospordebajodelnivelsuperiordela
subrasante,enunaprofundidadnomenorde0.60
m,deberánsersuelosadecuadosyestablescon
CBR≥6%.Encasoelsuelo,debajodelnivel
superiordelasubrasante,tengaunCBR<6%
(subrasantepobreosubrasanteinadecuada),
correspondeestabilizarlossuelos,paralocualse
analizarásegúnlanaturalezadelsueloalternativas
desolución,comolaestabilizaciónmecánica,el
reemplazodelsuelodecimentación,estabilización
químicadesuelos,estabilizacióncongeosintéticos,
elevacióndelarasante,cambiareltrazovial,
eligiéndoselamasconvenientetécnicay
económica.

7. La caracterización de los suelos de subrasantecomprende las siguientes
etapas:
—Evaluación Topográfica
—Exploración de la subrasante
—Definición del perfil y delimitación de áreas homogéneas
—Ejecución de ensayos de resistencia sobre los suelos predominantes
—Determinación del valor de resistencia o de respuesta de diseño para
cada área homogénea
CAPA DE SUBRASANTE

8. Sedebeadelantarunainvestigaciónalolargo
delalineamientoaprobado,conelfinde
identificarlaextensiónylacondicióndelos
diferentesdepósitosdesuelosquese
encuentren
Lainvestigaciónserealizamediante
perforacionesaintervalosdefinidosdeacuerdo
conlavariabilidaddelterreno,lalongitudyla
importanciadelproyectoylosrecursostécnicos
yeconómicosdisponibles
Lasperforacionesdeberánalcanzar,cuando
menos,1.5mbajolacotaproyectadade
subrasante
EXPLORACION DE SUBRASANTE

9. EFECTO DE LA CARGA POR RUEDA Y DE LA PRESIÓN DE CONTACTO
SOBRE LOS ESFUERZOS VERTICALES EN UN PAVIMENTO ASFÁLTICO
DIFERENTES PRESIONES DE CONTACTO

10. PERFIL Y GRANULOMETRIA

11. CLASIFICACIÓN AASHTO
Clasificación
general
Suelos granulosos
(35% o menos que pasa eltamiz # 200)
Materiales limososy arcillosos
( más de 35% pasa el tamiz # 200)
Clasificación de
grupo
A1
A3
A2
A4 A5 A6
A7
A7-6
A7-5
A-1-a A-1-b A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7
Tamices:
% que pasa el
Nº10 (2 mm )
Nº 40 (0.425 mm )
Nº 200 (0.075 mm )
máx. 50
máx. 30
máx. 15
---
máx. 50
máx. 25
---
mín. 51
máx.10
---
---
máx. 35
---
---
Máx.35
---
---
máx. 35
---
---
máx. 35
---
---
mín. 36
---
---
mín. 36
---
---
mín. 36
---
---
mín. 36
Consistencia
Límite Líquido
--- ---máx.40mín.41 máx.40mín.41 máx.40mín.41 máx.40mín.41
Índice de Plasticidad máx. 6
No
Plásticomáx.10máx.10mín.11 mín.11 máx.10máx.10mín.11 mín.11
(1)
Tipos de materiales
característicos
Fragmentos de
Piedras,gravas y
arena
Arena
Fina
Gravas y arenas
limosas o arcillosas
Suelos
limosos
Suelos arcillosos
Calificación excelente a bueno regulara malo

12. SISTEMA DE CLASIFICACION SUCS

13. PERFIL ESTRATIGRAFICO

15. MOLDE DE CBR PRENSA DE CBR
ENSAYO DE CBR

19. PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

20. PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

21. PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

22. GRAFICA DEL PENETROMETRO DINAMICO
DE CONO

23. PENETROMETRO DINAMICO DE CONO

24. 1.Módulo resiliente(MR)
Es un estimativo del módulo elástico, basado en medidas de
esfuerzo y deformación a partir de cargas rápidas repetidas,
similares a las que experimentan los materiales del pavimento
bajo la acción del tránsito
No es una medida de la resistencia, pues el material no se lleva a
rotura, sino que retorna a su tamaño y forma originales
2.Relación de Poisson(µ)
Es la relación entre las deformaciones transversales y
longitudinales de un espécimen sometido a carga
PARAMETROS ELASTICOS DE LA SUBRASANTE

25. MODULO DE RESILENCIA
Se determina mediante el Ensayo triaxialdinámico

26. MODULO DE RESILENCIA
e
p=permanente
e
r=resilienteque se recupera al retirar la carga

27. Para Suelos Finos:
Mr= 1500 x CBR para CBR < 7.2%
(1)
Mr= 3000 x CBR
0.65
para CBR de 7.2 a 20%(2)
La primera ecuación es sugerida en la guía AASTHO, mientras que la
segunda fue desarrollada en Sudáfrica.
Guía de Diseño AASHTO 2002
Mr= 2555 x CBR
0.64
ECUACIONES DE CORRELACION CBR VS MR

28. ComolaHumedaddelasubrasanteesvariableatravésdeltiempo,
entoncesesnecesariorealizarlosensayosdeMradiferentes
humedadesypoderdeterminarunMrpromediodediseñoporlocual
sedebeprocederdeacuerdoalosiguiente:
EsnecesarioefectuarensayosdeMrenellaboratorio,sobremuestras
desueloquerepresentancondicionesdetensiónyhumedadque
simulenbajolascualesestaráneneltranscursodelaño.
Esposibleestimarvaloresnormales(enépocaseca)delmodulode
resilencia,enfuncióndelaspropiedadesconocidasdelossuelosy
utilizarrelacionesempíricasparacalcularlasvariacionesconformelas
épocasdelaño,elMRenlaépocadeldeshieloesentreun10aun
20%menorqueelMrnormalycuandoessuelocongeladoestevalor
variadosvecessuvalor,mayorqueelnormal.
Considerandoloanteriorcomobase,elañosedivideenperiodosen
loscualeselMrsemantieneconstante.
ConcadavalordelMrsedeterminamediantelasiguientefigurael
valordeldañorelativo(Uf)opuedeusarselasiguienteformula:

29. MODULO EFECTIVO DE RESILENCIA DE LA
SUBRASANTE EN FUNCION DE LA SERVICIABILIDAD
Fuente : Guía de diseño AASHTO 93

30. COEFICIENTE DE POISSON (µ)

31. METODO DE LAS DIFERENCIAS ACUMULADAS (AASHTO 93)
DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS
Progresiva Dist DistA Deflex Prom Dist*ProPromedioAPromedio A-(D*DistA)
525300 0 0 77.4 77 0 0 0
525350 50 50 96.8 87 4355 4355 431
525400 50 100 77.4 87 4355 8710 861
525450 50 150 92.9 85 4258 12968 1194
525500 50 200 77.4 85 4258 17225 1527
525550 50 250 92.9 85 4258 21483 1860
525600 50 300 69.7 81 4065 25548 2001
525650 50 350 65.8 68 3388 28935 1464
525700 50 400 38.7 52 2613 31548 152
525750 50 450 92.9 66 3290 34838 -482
525800 50 500 58.1 76 3775 38613 -632
525850 50 550 81.3 70 3485 42098 -1071
525900 50 600 96.8 89 4453 46550 -543
525950 50 650 73.6 85 4260 50810 -208
526000 50 700 69.7 72 3583 54393 -550
526050 50 750 81.3 76 3775 58168 -699
526100 50 800 92.9 87 4355 62523 -268
526150 50 850 69.7 81 4065 66588 -128
526200 50 900 73.6 72 3583 70170 -470
526250 50 950 77.4 76 3775 73945 -619
526300 50 1000 89.1 83 4163 78108 -381
526350 50 1050 85.2 87 4358 82465 52
526400 50 1100 69.7 77 3873 86338 0
D=78

32. DETERMINACIÓN DE SECTORES HOMOGENEOS
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
525200 525400 525600 525800 526000 526200 526400 526600
DIFERENCIAS ACUMULADAS KM 525+300-KM 526+400

33. Losresultadosde8ensayostriaxialesdinámicosprodujeronlos
siguientesmódulosresilientesdeunsuelodesubrasanteenunárea
homogénea:
6,200–9,500–8,800–7,800-13,500–10,000–11,900y11,300lb/pg2
Determinar el módulo de diseño del área, para valores N de
10 ˄ 4, 10 ˄ 5 y 10 ˄ 6 ejes equivalentes de 80kN
DETERMINACION DE CBR EN SECTORES HOMOGENEOS

34. SELECCIÓN DEL VALOR DE CBR CRITERIO DEL
INSTITUTO DEL ASFALTO

35. Enlosterraplenessedistinguirántrespartesozonasconstitutivas:
a)Base,partedelterraplénqueestápordebajodelasuperficie
originaldelterreno,laquehasidovariadaporelretirodematerial
inadecuado.
b)Cuerpo,partedelterrapléncomprendidaentrelabaseyla
corona.
c)Corona(capasubrasante),formadaporlapartesuperiordel
terraplén,construidaenunespesordetreintacentímetros(30cm),
salvoquelosplanosdelproyectoolasespecificacionesespeciales
indiquenunespesordiferente.
Nota:Enelcasoenelcualelterrenodefundaciónseconsidere
adecuado,lapartedelterrapléndenominadobasenosetendráen
cuenta.
TERRAPLENES

36. Además deberán satisfacer los siguientes requisitos de calidad:
Desgaste de los Ángeles: 60% máx. (MTC E 207)
Tipo de Material: A-1-a, A-1-b, A-2-4, A-2-6 y A-3
REQUISITOS TERRAPLENES SEGÚN EEGG
2013 DEL MTC

37. Durantelaejecucióndelostrabajos,elSupervisorefectuarálos
siguientescontrolesprincipales:
Verificarelestadoyfuncionamientodetodoelequipoutilizado
porelContratista.
Supervisarlacorrectaaplicacióndelosmétodosdetrabajo
aceptados.
Exigirelcumplimientodelasmedidasdeseguridady
mantenimientodetránsito.
Vigilarelcumplimientodelosprogramasdetrabajo.
Comprobarquelosmaterialesporemplearcumplanlos
requisitosdecalidadexigidos.
Verificarlacompactacióndetodaslascapasdelterraplén.
Realizarmedidasparadeterminarespesoresylevantarperfilesy
comprobarlauniformidaddelasuperficie.
CONTROLES DURANTE LA EJECUCION DE
LAS OBRAS

38. Decadaprocedenciadelossuelosempleadosparalaconstrucciónde
terraplenesyparacualquiervolumenprevisto,setomaráncuatro(4)
muestrasydecadafraccióndeellassedeterminarán:
•Granulometría
•Límites de Consistencia.
•Abrasión.
•Clasificación
CALIDAD DE LOS MATERIALES

39. Cono de
Arena
Densímetro
Nuclear
Método del Volumetrómeno
EQUIPOS PARA EL CONTROL DE
COMPACTACIÓN

40. Existen tres formas para las determinaciones, retrodispersión,
transmisión directa y colchón de aire (espesores aproximados de
50 a 300 mm
METODO DEL DENSIMETRO NUCLEAR

41. 1)Seconsideraráncomomaterialesaptosparalascapasdelasubrasante
suelosconCBR≥6%.Encasodesermenor(subrasantepobreo
subrasanteinadecuada),osepresentenzonashúmedaslocalesoáreas
blandas,serámateriadeunEstudioEspecialparalaestabilización,
mejoramientooreemplazo,dondeelIngenieroResponsableanalizará
diversasalternativasdeestabilizaciónodesolución,como:
Estabilizaciónmecánica,Reemplazodelsuelodecimentación,
Estabilizaciónconproductosoaditivosquemejoranlaspropiedadesdel
suelo,Estabilizacióncongeosintéticos(geotextiles,geomallasuotros),
Pedraplenes,Capasdearena,Elevarlarasanteocambiareltrazovialsí
lasalternativasanalizadasresultanserdemasiadocostosasycomplejas.
2)Cuandolacapadesubrasanteseaarcillosaolimosay,alhumedecerse,
partículasdeestosmaterialespuedanpenetrarenlascapasgranularesdel
pavimentocontaminándolas,deberáproyectarseunacapadematerial
anticontaminantede10cm.deespesorcomomínimooungeotextil,según
lojustifiqueelIngenieroResponsable.
CRITERIOS GEOTECNICOS PARA ESTABLECER LA
ESTABILIZACIÓN DE LOS SUELOS

42. 3)Lasuperficiedelasubrasantedebequedarencimadelniveldela
napafreáticacomomínimoa0.60mcuandosetratedeunasubrasante
extraordinariaymuybuena;a0.80mcuandosetratedeunasubrasante
buenayregular;a1.00mcuandosetratedeunasubrasantepobrey,a
1.20mcuandosetratedeunasubrasanteinadecuada.
Encasonecesario,secolocaránsubdrenesocapasanticontaminantes
y/odrenantesoseelevarálarasantehastaelnivelnecesario.
4)Enzonassobrelos4,000msnm,seevaluarálaaccióndelasheladas
enlossuelos.Engeneral,laaccióndecongelamientoestáasociadacon
laprofundidaddelanapafreáticaylasusceptibilidaddelsueloal
congelamiento.Sílaprofundidaddelanapafreáticaesmayorala
indicadaanteriormente(1.20m),laaccióndecongelamientonollegaráa
lacapasuperiordelasubrasante.Enelcasodepresentarseenlacapa
superiordelasubrasante(últimos0.60m)suelossusceptiblesal
congelamiento,sereemplazaráestesueloenelespesorcomprometidoo
selevantarálarasanteconunrellenogranularadecuado,hastaelnivel
necesario

43. 5) Para establecer un tipo de estabilización de suelos es
necesario determinar el tipo de suelo existente. Los suelos
que predominantemente se encuentran en este ámbito
son: los limos, las arcillas, o las arenas limosas o arcillosas.
6) Los factores que se considerarán al seleccionar el método
más conveniente de
estabilización son:
a. Tipo de suelo a estabilizar
b. Uso propuesto del suelo estabilizado
c. Tipo de aditivo estabilizador de suelos
d. Experiencia en el tipo de estabilización que se aplicará
e. Disponibilidad del tipo de aditivo estabilizador
f. Disponibilidad del equipo adecuado
g. Costos comparativos

44. ESTABILIZACIÓN POR SUSTITUCIÓN DE LOS SUELOS
Cuando se prevea la construcción de la subrasantemejorada
solamente con material adicionado, pueden presentarse dos
situaciones, sea que la capa se construya directamente sobre
el suelo natural existente o que éste deba ser excavado
previamente y reemplazado por el material de adición.
En el primer caso, el suelo existente se deberá escarificar,
conformar y compactar a la densidad especificada para
cuerpos de terraplén, en una profundidad de quince
centímetros (15 cm). Una vez se considere que el suelo de
soporte esté debidamente preparado, autorizará la colocación
de los materiales, en espesores que garanticen la obtención
del nivel de subrasantey densidad exigidos, empleando el
equipo de compactación adecuado. Dichos materiales se
humedecerán o airearán, según sea necesario, para alcanzar
la humedad más apropiada de compactación, procediéndose
luego a su densificación

45. PROCEDIMIENTO PARA DETERMINAR EL ESPESOR DE
REEMPLAZO EN FUNCIÓN AL VALOR SOPORTE O RESISTENCIA
DEL SUELO
Este procedimiento de cálculo para determinar en sectores localizados,
el espesor de material a reemplazar se aplicará solo en casos de
subrasantespobres, con suelos de plasticidad media, no expansivos y
con valores soporte entre CBR ≥ 3% y CBR < 6%, calculándose según lo
siguiente:
a) Se calculará el número estructural SN del pavimento para 20 años, el
material a emplear tendrá un CBR ≥ 10% e IP menor a 10, o en todo
caso será similar. Cuando en los sectores adyacentes al sector de
sustitución de suelos presentan un CBR > 10%, para el cálculo del SN
se utilizará el mayor valor de CBR de diseño, que representa el material
de reemplazo, este número estructural SN calculado se denominará
SNm(mejorado), luego se calculará el SN del pavimento para el CBR
del material de subrasanteexistente (menor a 6%), que se denominará
SNe(existente).
b) Se realizará la diferencia algebraica de números estructurales
Δ SN = SNe-SNm

46. c) Habiéndose escogido el material de reemplazo (CBR ≥
10%) a colocar (según SNmcalculado), se obtendrán los
valores correspondientes de coeficiente estructural (ai) y
coeficiente de drenaje (mi), luego de obtener dichos valores
se procederá a obtener el espesor E, aplicando la siguiente
ecuación:
E = Δ SN
aix mi
Siendo:
E: Espesor de reemplazo en cm.
ai: Coeficiente estructural del material a colocar / cm
mi: Coeficiente de drenaje del material a colocar.

47. Engeneral,serecomiendaquecuandose
presentensubrasantesclasificadascomomuypobreypobre
(CBR<6%),seprocedaaeliminarelmaterialinadecuadoy
acolocarunmaterialgranulardereemplazoconCBRmayor
a10%eIPmenora10;conlocualsepermiteelusodeuna
ampliagamadematerialesnaturaleslocalesdebajocosto,
quecumplanlacondición.Lafunciónprincipaldeestacapa
mejoradaserádarresistenciaalaestructuradelpavimento.
Elespesordeunacapadesubrasantemejoradanodebeser
menordelespesordeterminado:
i)Tal como se indicó el Número Estructural (SN), según
AASHTO está dado por la siguiente ecuación:
SNO = a1 x D1 + a2 x D2 x m2 + a3 x D3x m3

48. SeañadealaecuaciónSNlacapadesubrasante
mejorada,expresadaentérminosdea4xD4xm4,donde:
a4:Coeficienteestructuraldelacapadesubrasantemejorada,se
recomiendanlossiguientesvalores:
•a4=0.024,parareemplazarlasubrasantemuypobreypobre,poruna
subrasanteregularconCBR6–10%.
•a4=0.030,parareemplazarlasubrasantemuypobreypobre,poruna
subrasantebuenaconCBR11–19%.
•a4=0.037,parareemplazarlasubrasantemuypobreypobre,por
unasubrasantemuybuenaconCBR>=20%.
•a4=0.035,paramejorarlasubrasantemuypobreypobreauna
subrasanteregular,conlaadiciónmínimade3%decalenpesode
lossuelos.
D4:Espesordelacapadesubrasantemejorada(cm).
m
4:Coeficientequereflejaeldrenajedelacapa4,segúnelcuadro
5.7.1sedeterminaelvalordem
4.

49. Condición
del Drenaje
Porcentaje del tiempo que la estructura delpavimento está
expuesta a grados de humedad próxima a la saturación
Menos de 1% 1 –5% 5 –25% Más de 25%
Excelente 1.40-1.35 1.35-1.30 1.30-1.20 1.20
Bueno 1.35-1.25 1.25-1.15 1.15-1.00 1.00
Regular 1.25-1.15 1.15-1.05 1.00-0.80 0.80
Pobre 1.15-1.05 1.05-0.80 0.80-0.60 0.60
Muy pobre 1.05-0.95 0.95-0.75 0.75-0.40 0.40
Cuadro 5.7.1
Nueva ecuación:
SN
r= a
1 x D
1+ a
2 x D
2 x m
2 + a
3 x D
3 x m
3 + a
4 x m
4
SN
r= SN
o+ a
4 x D
4x m
4

50. CLASE DE TRÁFICO T3 T3
Número de repeticionesde EE 3.0 x 10
5
–6.0 x 10
5
3.0 x 10
5
–6.0 x 10
5
Período de Diseño 10 años 10 años
TIPO DE SUBRASANTE Muy pobre Pobre
CBR < 3% 3%-5%
MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE
SN SUBRASANTE REGULAR 2,305 2,305
SN SUBRASANTE INADECUADA 3,748 3,282
DiferencialSN requerido 1,443 0,978
Coeficiente estructuralgranular 0,024 0,024
Mejoramiento granular 60,0 41,0
Espesor adoptado 60,0 45,0
ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RECOMENDADA
Superficie de rodadura: Carpetaasfáltica en caliente (cm) 6,0 6,0
Base granular (cm) 15,0 15,0
Sub base granular (cm) 20,0 20,0
Reemplazode material CBR > 10% (cm) 60,0 45,0
Total (cm) 95,0 80,0

51. CASO PRACTICO DE
MEJORAMIENTO DE
SUELOS

52. VALLE DE ACOLLA

53. SECCION TIPICA EN LA ZONA
URBANA DE ACOLLA

54. KM 7 + 900

55. Duranteelproceso
deavancedela
ObralaSupervisión
efectuócalicatasde
prospecciónentre
losKm5+000alKm
10+340,detectando
lapresenciadela
napafreáticaentre
0,80a1,10m.
REGISTRO DEL NIVEL FREATICO EN
UNA CALICATA

56. SECTOR Clasif.
SUCS
L Líquido
%
I Plástico
%
H Natural
%
MDS
gr/cc
OCH
%
5+675 CL-ML 23 6 25 1.528 17.7
5+710 CL-ML 25 7 26 1.893 17.2
5+820 CL-ML 23 6 25 1.823 14.4
6+140 CL-ML 24 6 30 1.680 22.2
6+885 SC-SM 26 5 28 1.982 12.2
6+940 SC-SM 23 5 25 2.030 9.0
7+350 SC 24 7 25 1.957 16.0
7+460 CL-ML 24 6 29 1.842 18.7
7+715 CL-ML 23 6 26 1.787 15.5
8+060 SC-SM 24 6 30 1.882 16.2
8+490 CL-ML 23 6 29 1.798 22.5
8+945 CL-ML 23 6 29 1.822 14.9
9+470 CL 29 9 17 1.905 14.0
9+820 ML 36 11 24 1.781 16.1
10+240 CL 31 10 21 1.886 14.1
CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DE LA
SUBRASANTE

57. Alaluzdelosresultadosvemosqueel
tramodelKm5+000alKm10+340esun
tramocrítico,yportratarsedeunazona
urbanaeltratamientoadarsedebesermuy
especial.
Lossuelossubyacentesefectivamenteson
suelos susceptiblesal colapso,
conformadasporLimosyArcillasdebaja
compresibilidad,suelocalificadocomo
materialdesubrasantemaloamuymalo.

58. MEDICION DE DEFLEXIONESCarril Progresiva Deflexión
Promedio
Deflexión
Característica
ESTADO
Ambos 5+000-10+500 107 181 Muy Malo

59. Comportamiento de los suelos a través del Índice de Liquidez.
Teniendoencuentalascaracterísticasdeplasticidaddelossuelosfinos,seha
determinadolosvalorescorrespondientesalÍndicedeLiquidez,elmismoquecuando
superaalvalorunitario,esindicativodeposiblesproblemasdecolapso.(Reynols,
HenryyProtopodokesP).“PracticalProblemsinSoilMechanics”.
Sepuededeterminarelíndicedeliquidezmedianteladiferenciadelcontenidode
humedadylímiteplásticodivididoporelíndicedeplasticidad
IL=(w%-LP)/IPSECTOR Clasif.
SUCS
L Plástico
%
I Plástico
%
H Natural
%
Índice de
Liquidez
5+675 CL-ML 17 6 25
5+710 CL-ML 18 7 26 1.14
5+820 CL-ML 17 6 25 1.33
6+140 CL-ML 18 6 30 2.00
6+885 SC-SM 21 5 28 1.40
6+940 SC-SM 18 5 25 1.40
7+350 SC 17 7 25 1.14
7+460 CL-ML 18 6 29 1.83
7+715 CL-ML 17 6 26 1.50
8+060 SC-SM 18 6 30 2.00
8+490 CL-ML 17 6 29 2.00
8+945 CL-ML 17 6 29 2.00
9+470 CL 20 9 21 0.11
9+820 ML 25 11 24 -0.09
10+240 CL 21 10 21 0.00

60. Consistencia de los Suelos de Fundación
ElÍndicedeConsistenciaeselvalorquecorrespondealadiferenciaentreelvalor
dellímitelíquidoycontenidodehumedad,tododivididoentreelíndicede
plasticidad.Puedesertomadocomounamedidadelaconsistenciadelsuelo,
relacionadaconlacantidaddeaguaqueescapazdeabsorber.Sielvalordel
ÍndicedeConsistenciaesnegativo,laconsistenciadelsueloesliquida.Enotros
casos,devaloresbajosdelIC,elestadodelsuelopuedesersemilíquido,plástico
muyblando,oplásticoblando.SielÍndicedeConsistenciaesmayorque1,el
sueloseencuentrasólidoosemiduro.(Jimenez-SalasJoséA“Mecánicade
SuelosyAplicacionesalaIngeniería”).
IC = (LL –w%)/IPINDICE DE CONSISTENCIA

ESTADO DE CONSISTENCIA
0.00 Líquido
0.00 – 0.25 Semi Líquido
0.25 – 0.50 Plástico muy Blando
0.50 – 0.75 Plástico Blando
0.75 – 1.00 Plástico Duro
1.00 Estado Sólido

61. SECTOR Clasif.
SUCS
L Liquido
%
I Plástico
%
H Natural
%
Índice de
Consistencia
5+675 CL-ML 23 6 25
5+710 CL-ML 25 7 26 - 0.14
5+820 CL-ML 23 6 25 - 0.33
6+140 CL-ML 24 6 30 - 1.00
6+885 SC-SM 26 5 28 - 0.40
6+940 SC-SM 23 5 25 - 0.40
7+350 SC 24 7 25 - 0.14
7+460 CL-ML 24 6 29 - 0.83
7+715 CL-ML 23 6 26 - 0.50
8+060 SC-SM 24 6 30 - 1.00
8+490 CL-ML 23 6 29 - 1.00
8+945 CL-ML 23 6 29 -1.00
9+470 CL 29 9 21 0.88
9+820 ML 36 11 24 1.09
10+240 CL 31 10 21 1.00
INDICE DE CONSISTENCIA

62. SECTOR MDS
gr/cc
Densidad
Natural
Porcentaje
de Compc.
CBR
a 95%
CBR
In situ
5+675 1.528 1.528 84.7 6.3 4.1
5+710 1.893 1.615 85.3 8.1 3.0
5+820 1.823 1.614 88.1 6.3 4.2
6+140 1.680 1.426 84.9 8.3 5.0
6+885 1.982 1.609 81.2 6.9 3.2
6+940 2.030 1.640 80.8 12.9 6.0
7+350 1.957 1.610 82.3 12.1 6.1
7+460 1.842 1.595 86.6 7.3 5.1
7+715 1.787 1.430 80.0 10.9 5.4
8+060 1.882 1.526 81.1 10.1 4.8
8+490 1.798 1.450 80.6 10.0 5.4
8+945 1.822 1.463 80.3 8.8 4.6
9+470 1.905 1.620 85.0 6.5 4.4
9+820 1.781 1.505 84.5 7.0 4.1
10+240 1.886 1.586 84.1 6.0 4.1
VALORES DE CBR DE
SUBRASANTE

63. Sector
Evaluado
Deflect.
Característica
x 10ˉ² mm.
Radio de
Curvatura
m
Comportamiento sub rasante
5+690 al
6+920
204 285
Presencia de nivel freático, suelos
saturados, valores de CBR menores al de
Diseño.
6+920 al
7+100
103 392
Comportamiento estructural adecuado,
existe un relleno de 30 cm en promedio por
encima del NT.
7+100 al
7+500
203 163
Presencia de nivel freático, suelos
saturados, valores de CBR menores al de
Diseño.
7+500 al
8+760
101 368
Comportamiento estructural adecuado,
existe un relleno de 40 cm en promedio, por
encima del NT..
8+760 al
10+500
99 403
Suelos de subrasante con regular
comportamiento de soporte, humedades
adecuadas. Existe un relleno en promedio
de 1 m
RESULTADOS DE LA EVALUACION DE
LA SUBRASANTE

64. Delosdiferentesaspectosdiscutidossepuedeconcluir
quecuandoelvalordelacapacidadportanteCBRtiene
unvalorinferioraldediseño,seránecesarioefectuarel
mejoramientodelsueloenbaseaunmaterial
transportadoquemuestremejorcapacidadportante.
Paraelcasodecarreterasyautopistas,lacarga
máximaadistribuirseporefectosdeunvehículo,enla
masadelossuelosdefundación,correspondeauneje
cargadocon9,000Kg,equivalentea4,500Kgencada
rueda.Estacargatransmiteunesfuerzodecontactode
5Kg/cm2,elcualdisminuyeaunvalorcercanoal10%
consideradocasinuloenunaprofundidadaproximada
de1.50m(ValleRodas,R,1982).

65. CalculodelespesordeMejoramientodela
Subrasanteutilizandootrosmetodos.
ElManual“GravelRoads”editadoporel
DepartamentodeTransportedelEstadodeDakota
delSur,auspiciadoporlaFederalHighway
Admistrationdice“encasodetenersesubrasante
pobresyblandasexistendosalternativaselde
sobreexcavaryreemplazaryeldecolocarun
geosinteticoquesepareyrefuerce;esteultimo
métodoeseficazybajodeterminadascondiciones
esmáseconómico”.

66. CalculodelespesordeMejoramientodelaSubrasante
utilizandootrosmetodos.
Esconvenienteintroducirelmejoramientodelasubrasante
congeomallasbiaxialesquesebasatotalmenteenel
conceptodedistribucióndecarga,esdecir,lamalla
distribuyelacargaenunamayorárea.Porestamisma
razóndisminuyenlosesfuerzosverticales,losesfuerzos
horizontales;sereducenlasdeflexionesverticales,se
incrementanlosmódulosdereaccióncompuestosdel
sistemasubrasante-pavimento.Entérminosgenerales
existeunincrementoenlacapacidaddesoportedela
subrasanteconelusodelageomallaenestaposición.

67. DISEÑO DE
ESPESORES
DE REFUERZO
UTILIZANDO
LA
METODOLOGIA
DE GIROUD-
HAN

68. UTILIZACION DE GEOMALLAS BIAXIALES EN
SUELOS PANTANOSOS

70. UTILIZACION DE GEOMALAS BIAXIALES EN
SUELOS COLAPSABLES

71. Metodología de diseño de Giroud-Han (2004)
Elmétododediseñoesutilizadoparacalcularlos
espesoresdelascapasqueconformaranelrelleno
(mejoramiento)enlaconstruccióndepavimentossobre
subrasantesdébiles.
Lavalidacióndelosespesoresalcanzadosparareforzar
elpavimentoconlasGeomallasBiaxiales,usandoeste
métodoesalcanzadoatravésdelacalibracióndevarios
juegosdeensayosincluyendolosresultadosobtenidos
deltrabajoemprendidoporlaUniversidaddelEstadode
CarolinadelNortealosensayosenpavimentos.

72. ParámetrosdeDiseño
REQUERIMIENTOS DETRAFICO
CalculodelTráficodediseño: SerefierealTráficode
Construcción
EspesordeCorte : 0.50m
Longitud : 2000m
VolumendeCorte : 9000m3
N°deVolquetes15m3 : 600
Idayvuelta : 1200viajes

73. TIPO FC FRECUENCIA N18
Carga Simple 1.45 1200 1740
Carga Tandem 3.97 1200 4764
TOTAL 6,504

Para efectos de Diseño asumimos una frecuencia de 10,000 pasadas

Propiedad Valores
Carga Axial (Kips) 18
Trafico (ESAL’S) 10,000
Presión se Inflado (psi) 80
Máximo Ahuellamiento permitido (in) 1.5

 PROPIEDADES DEL SUELO

Propiedad Valor
CBR del Material de Relleno (%) 20
CBR de Subrasante (%) 3

74. Parámetro BX 1100 BX 1200
Tipo de Geomalla Formada integralmente, capa simple Formada integralmente, capa simple
Forma Rectangular/Cuadrada Rectangular/Cuadrada
Espesor de Costilla (in) 0.03 0.05
Estabilidad de la aperturas (m-
N/degree)
0.32 0.65
Eficiencia de las Juntas (%) 90 90
Tamaño de Abertura (in)
Dirección de Maquina
Transversal a la Maquina

1.0
1.3

1.0
1.3
Factor de Ajuste de Espesor 1.0 1.0
ESPECIFICACIONES TECNICAS DE LA MALLA BIAXIAL

75. Geosintetico Refuerzo
Requerido (in)
Ahorro en
espesor (in)
Ahorro de
Agregado(%)
Sin Refuerzo 21 NA NA
TensarBX 1200 6 15 71%

76. Geosintetico Refuerzo
Requerido (in)
Ahorro en
espesor (in)
Ahorro de
Agregado(%)
Sin Refuerzo 21 NA NA
TensarBX 1200 6 15 71%

77. PartidaDESCRIPCIÓN METRADO PU MONTO S/.
220.00 Mejoramiento de Subrasante (0.40) 7,261.65 17.88 129,838.30
700.01 Material proveniente de Cantera D<=1 Km 7,261.65 4.88 35,436.85
700.02 Material proveniente de Cantera D>=1 Km 39,285.53 1.24 48,714.06
700.09 Transporte eliminac. a Botadero D<=1Km 7,261.65 4.88 35,436.85
700.10 Transporte eliminac. a Botadero D>=1Km 43,206.82 1.21 52,280.25
230.00 Material de relleno solo extracción 7,261.65 3.42 24,834.84
TOTAL MEJORAMIENTO DE SUBRASANTE 326,541.16
GEOMALLA BIAXIAL 14,596.00 13.4 195,586.40
TOTALES 195,586.40
AHORROS POR USO DE GEOMALLA BIAXIAL 130,954.76
SUSTENTO ECONOMICO DEL USO DE LA MALLA BIAXIAL

78. Conclusiones
Sejustificatécnicamentecolocarunageomallaensectores
localizadosenfunción,primero,delabajacapacidadportante
delterrenodefundaciónsegundolapresenciadelnivel
freáticoqueagudizaríaquelossuelosquesubyacen,sean
susceptiblesaasentamientosenfuncióndeltiempo,esdecir
porconsolidación;adiferenciadelossuelosgranulares,que
sometidosacargasexternas,estánsujetosaasentamientos
inmediatos.
Conelfindeeliminarlaascensióncapilarquepor
condicionesdepresiónhidrostáticapudiesesuscitarse,es
recomendable,colocarunacapadematerialgranular
seleccionadotipofiltroenunespesorpromediode20cm,
comopartedelespesordemejoramientoaconstruirse

79. OBSERVESE LOS PROBLEMAS SUCITADOS
POR LOS POSTES EN LA BERMA CENTRAL

80. INSTALACION DE GEOMALLA BIAXIAL + GEOTEXTIL

81. CONSTRUCCION DE ZANJA DE
SUBDRENAJE KM 7 +620

83. CONFORMACION DE SUBBASE KM 6+530

84. CONSTRUCCION DE BERMA CENTRAL
KM 8+570

85. PROCESO DE COLOCACION DE MEZCLA
ASFALTICA

86. SECTOR DE ACOLLA CON OBRAS
CULMINADAS

87. VISTA PANORAMICA DE LA CARRETERA
JAUJA –TARMA