SUPERESTRUCTURA. Prof. Luis F. Almonte L.

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1 SUPERESTRUCTURA

2 Superestructura de una Carretera Es el conjunto de capas ejecutadas con materiales seleccionados que son colocados sobre la explanada para permitir la circulación en las debidas condiciones de seguridad y comodidad. Consta de carpeta de rodadura, base, sub-base y sub-rasante mejorada, pudiendo no existir la última capa. Para usar un material en estas capas debe cumplir con ciertos parámetros que se logran mediante algunos ensayos de control de calidad.

3 Estructura del pavimento. Carpeta de rodadura SUB BASE FUNDACION Carpeta de rodadura BASE SUB BASE FUNDACION Carpeta de rodadura SUB BASE SUB RASANTE MEJORADA PAVIMENTO RIGIDO SI el CBR, del suelo de fundación es menor de 5%, se recomienda colocar una capa que se denomina Sub Rasante Mejorada Carpeta de rodadura BASE SUB BASE SUB RASANTE MEJORADA PAVIMENTO FLEXIBLE La Sub Rasante Mejorada es una capa de material con espesor mínimo de 20cm y CBR 20%

4 SUB-BASE Y BASE Las bases y sub-bases son capas de material pétreo adecuadamente seleccionadas para traspasar las cargas de la carpeta de rodadura a la sub-rasante (Infraestructura). Puesto que los esfuerzos en un pavimento decrecen con la profundidad, la ubicación de estos materiales dentro de la estructura de un pavimento (superestructura), está dada por las propiedades mecánicas de cada una de ellas.

5 SUB-BASE Es la capa de material seleccionado que se coloca encima de la subrasante. Tiene como objeto: 1-Servir de capa de drenaje al pavimento. 2-Controlar, o eliminar en lo posible, los cambios de volumen, elasticidad y plasticidad perjudiciales que pudiera tener el material de la subrasante. 3-Ayuda a prevenir la acumulación de agua libre dentro de la estructura del pavimento. En este caso se debe especificar material de libre drenaje y colectores para evacuar el agua.

6 BASE Esta capa tiene por finalidad absorber los esfuerzos transmitidos por las cargas de los vehículos y, además, repartir uniformemente estos esfuerzos a la sub-base y al terreno de fundación. Las bases pueden ser granulares, o bien estar formadas por mezclas bituminosas o mezclas estabilizadas con cemento u otro material ligante. El material pétreo que se emplee en la base, deberá llenar los siguientes requisitos:

7 1-Ser resistente a los cambios de humedad y temperatura. 2-No presentar cambios de volumen que sean perjudiciales. 3-El porcentaje de desgaste, según el ensayo Los Angeles, debe ser inferior a La fracción del material que pase del tamiz # 40, ha de tener un límite líquido menor del 25% y un índice de plasticidad inferior a 6. 5-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 # El CBR tiene que ser superior a 50%.

8 Base,Sub-base y Sub-rasante Mejorada Base: son las capas de espesor establecido, diseñado sobre la sub-base o subrasante mejorada para sostener la superficie o carpeta de rodadura. Sub-base: son las capas de material especificado o seleccionado, de espesor establecido, colocado sobre la subrasante para sostener la base. Sub-rasante mejorada: es una capa que tiene mayor capacidad portante que el suelo de fundacion. Esta se coloca con la finalidad de reducir los espesores de las capas del pavimento.

9 Materiales Para Sub base: el material usado para sub base se utilizara en estado natural o se obtendra mediante el proceso de cribado, de forma tal que se garantice el logro de una granulometria comprendida dentro de los límites especificados. Para Base: el material se usara en estado natural, se obtendra mediante el cribado y mezclado del material o mediante la utilizacion de una planta trituradora equipada con cribas vibratorias capaces de separar el material de mina o cantera en varios tamanos.

10 El material que se usara como Base o Sub Base, debe cumplir con una serie de requerimientos de calidad. En lo que respecta a la granulometría, los requisitos serán, según el M014 del MOP los siguientes:

11 Porcentaje por Peso del Material que pasa por Tamiz con Malla Cuadrada Abertura Base Sub Base (Pulg) (mm) 2½ ½ ¾ ⅜ No No No No Requisitos para aceptación de la granulometría, M014, MOPC

12 ENTORNO PARA BASE (M014, MOPC) % que pasa Abertura en mm

13 ENTORNO PARA SUB BASE (M014, MOPC) % que pasa Abertura en mm

14 Propiedades Fisicas de los Materiales Para Base y Sub-base Tipo de Ensayo Capa de Sub base Capa de base CBR Valor mínimo (AASHTO T 193) 30% 80% Abrasión Máxima Los Angeles (AASHTO T 96) 50% 45% Limites de Atterberg (AASHTO T 89 y T 90) Limite Liquido Maximo Indice de Plasticidad Maximo 27% 25% 6% 4% Tomado del M 014 Especificaciones Generales para la Construccion de Carreteras

15 Trituracion y Cribado El material natural proveniente de las minas resulta con frecuencia pobremente graduado y con cantidades apreciables de piedras y pedrones excesivamente grandes. Por este motivo, se hace necesario el cribado o triturado de los agregados para base y sub base.

16 Material Triturado Piedras con caras fracturadas El Material Triturado, presenta una mayor resistencia en el material de Base, alcanzando valores de CBR mayores de 80%. Prof. Luis F. Almonte L.

17 Cribado para Agregados DESIGNACION DEL TAMIZ QUE PASA AGREGADO Base (+) o ( ) Sub base (+) o ( ) No. 4 o mayor 10 % 12% No. 8 a No. 10 7% 8% No % 4% Cuando se utlice grava triturada, no menos del 50% por peso de las particulas retenidas en el tamiz de 9.5mm (3/8 ) deberan tener por lo menos una cara fracturada. A no ser que se indique lo contrario, el porcentaje que pasa por el tamiz No. 200 no sera mayor que las 2/3 partes del porcentaje que pasa por el tamiz No. 40 Tomado del M-014 Especificaciones Generales para la Construccion de Carreteras

18 Se requiere utilizar un material triturado cuando la carretera que se construirá es de mucha importancia, como: Autopistas y Avenidas de alto tránsito. Entonces para esta condición el producto debe salir mezclado, es decir los agregados finos y gruesos con la proporción de diseño para material triturado para que cumpla con los requisitos para material de base, especificados en el M-014

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20 Análisis Granulométrico. Esladeterminacióndeladistribuciónde las partículas de un suelo en cuanto a su tamaño, el mismo, se hace por un proceso de tamizado (análisis con tamices) en suelo de granos gruesos y por un proceso de sedimentación en agua en suelos de grano fin. Cuando se usan ambos procesos se llama análisis granulométrico combinado.

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22 Límites de Atterberg. Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos. Son ensayos de laboratorios normalizados que permiten obtener los límites del rango de humedad dentro del cual el suelo se mantiene en estado plástico. Límite Liquido. Limite Plástico. Limite de Contracción.

23 LIMITE LIQUIDO Es el contenido de agua del material en el límite superior de su estado plástico. Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y agua, capaz de ser moldeada, se deposita en la Cuchara de Casagrande, y se golpea consecutivamente contra la base de la máquina, haciendo girar la manivela, hasta que la zanja que previamente se ha recortado, se cierra en una longitud de 12 mm (1/2"). Si el número de golpes para que se cierre la zanja es 25, la humedad del suelo (razón peso de agua/peso de suelo seco) corresponde al límite líquido.

24 CRVA DE FLUJO COPADE CASAGRANDE

25 LIMITE PLASTICO. Es el contenido de humedad existente en un suelo, expresado en por ciento del peso de suelo seco, en el límite entre el estado plástico y el estado sólido del mismo. Este límite se define arbitrariamente como el más bajo contenido de humedad con el cual el suelo, al ser moldeado en barritas cilíndricas de menor diámetro cada vez, comienza a agrietarse cuando las barritas alcanzan a tener 3 mm. de diámetro.

26 Índice de Plasticidad Es un parámetro físico que se relaciona con la facilidad de manejo del suelo, por una parte, y con el contenido y tipo de arcilla presente en el suelo, por otra: Se obtiene de la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico: IP = LL LP > 10 plástico. IP = LL LP < 10 no plástico. Valores Menores de 10 indican baja plasticidad, y valores cercanos a los 20 señalan suelos muy plásticos.

27 LIMITE DE CONTRACCION.

28 RELACION DENSIDAD/HUMEDAD. Las relaciones entre la humedad seca, el contenido de humedad y la energía de compactación se obtienen a partir de ensayos de compactación en laboratorio.

29 DESGASTE LOS ANGELES Los agregados transmiten los esfuerzos a través de los puntos de contacto donde actúan presiones altas. El Ensayo de Desgaste de Los Ángeles, ASTM C-131 ó AASHTO T-96 y ASTM C-535, mide básicamente la resistencia de los puntos de contacto de un agregado al desgaste y/o a la abrasión, (este método describe el procedimiento para determinar el porcentaje de desgaste de los agregados gruesos). La muestra a ensayar depende de la granulometría del material. Luego de completado el ciclo de desgaste en la maquina de los Ángeles, la muestra se saca y se pasa por la malla No. 12. El material retenido es el material resistente, el material pasante es el desgastado.

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