6. GEOTEXTILES NO TEJIDOS
Distribución de fibras aleatoriamente
Características generales:
- Muy filtrantes respecto a otros geotextiles.
- Muy drenantes respecto a los geotextiles Tejidos.
Fibra Punzonada por agujas
9. GEOTEXTILES TEJIDOS
Cintas perpendiculares unas a otras
Características generales:
- Alta resistencia a la tensión respecto a otros
geotextiles.
- Poco filtrantes y drenantes respecto a los NT
Punzonados por agujas.
Cintas Planas Tejidas
11. NORMAS DE ENSAYO PARA GEOTEXTILES
Las normas existentes son métodos de ensayo para establecer
valores de cada una de las propiedades que poseen los geotextiles.
PROPIEDADES DE LOS GEOTEXTILES
- Propiedades Mecánicas.
- Propiedades Hidráulicas.
- Propiedades Físicas.
12. PROPIEDADES MECANICAS
- Resistencia a la Tensión (Met. Grab)
Elongación
[N]
[%]
- Resistencia a la Tensión (Met. T.A) [kN/m ]
Elongación
[%]
- Resistencia al Estallido (Mullen)
[ psi ]
- Resistencia al Punzonamiento
- Resistencia al Rasgado Trapezoidal [ N ]
[N]
13. Resistencia a la Tensión Geotextiles:
Geotextiles
No Tejidos
Deformacines >50%
Geotextiles Tejidos Deformaciones
15%-28%
15. PROPIEDADES HIDRAULICAS
- Tamaño de abertura aparente (AOS)
[ mm ]
- Permitividad
[ seg.-1 ]
- Tasa de flujo
[l/min/m2]
- Permeabilidad
[cm/seg]
- Espesor
[ mm ]
17. FUNCIÓN DE REFUERZO
Separación y refuerzo
con Geosintéticos
CBR
1
2
3
Separación con Geotextil
4
5
6
7
8
Nada
9
10
11
12
•FUNCION DE SEPARACIÓN:
CBR ENTRE 3% Y 10% (el geotextil no asume esfuerzos
por efecto de las bajas deformaciones de la subarasante).
•SEPARACIÓN Y REFUERZO:
CBR MENORES AL 3% (el geotextil asume esfuerzos de
tensión por la deformación del suelo).
13
CBR
18. TECNOLOGIA - SEPARACION
Geosintéticos en vías
La tecnología de los Geosintéticos ha permitido la introducción y
aplicación de nuevas metodologías de diseño y construcción.
Para esta aplicación, los geotextiles sirven para optimizar el uso
de los recursos, tiempo y dinero.
19. PROBLEMAS EN VIAS
Deterioro Prematuro
Características y propiedades de los materiales que conforman
la estructura de la vía
Condiciones de carga que sobrepasan los valores de diseño
Contaminación de Suelos Granulares
Mezcla de suelos de diferentes características
20. GENERALIDADES
Proceso de deterioro
Cuando se utiliza suelo granular (base, subbase, relleno)
sobre suelo fino (subrasante) se presentan dos procesos en
forma simultánea:
Migración de suelos finos dentro del suelo granular
Disminución de su capacidad portante y de drenaje
Geotextil
Area de aplicación de carga
21. Migración de suelos finos
dentro de la capa granular
Concreto
Capa
Granular
Subrasante
22. Intrusión de suelo granular
dentro de suelo fino
Concreto
Capa
Granular
Subrasante
23. Cita Koerner: “Un metro cúbico de material
seleccionado colocado sobre un metro
cúbico de barro es igual a dos metros
cúbicos de barro.
26. GENERALIDADES
Separación y refuerzo
con Geosintéticos
CBR
1
2
3
Separación con Geotextil
4
5
6
7
8
Nada
9
10
11
12
•FUNCION DE SEPARACIÓN:
CBR ENTRE 3% Y 10% (el geotextil no asume esfuerzos por
efecto de las bajas deformaciones de la subarasante).
•SEPARACIÓN Y REFUERZO:
CBR MENORES AL 3% (el geotextil asume esfuerzos de tensión
por la deformación del suelo).
13
CBR
28. PROPIEDADES FISICAS
- Largo de rollo
- Ancho de rollo
[m]
[m]
- Anchos estándar: 3.5 m y 3.8 m.
- Ancho variable hasta: 4.5 m.
- Area de rollo
[ m2 ]
- Empaques:
Polietileno
- Marcas:
Etiquetas (trazabilidad)
30. ESPECIFICACIONES DE GEOSINTETICOS
Las especificaciones de los Geosintéticos, representan los valores que caracterizan el
desempeño de los mismos y se presentan como valores típicos y valores MARV.
Relacionados con la variabilidad inherente de las propiedades de los
Geotextiles. (Proceso de Fabricación)
MARV (Base estadística reconocida por AASHTO, ASTM, Task Force, ABC, ARBTA)
VALORES TIPICOS (PROMEDIO)
Se definen como el promedio histórico de los resultados de un ensayo
efectuado a un Geosintético. La media estadística de cientos o de miles de
ensayos.
(El 50% de los resultados de las pruebas exceden el valor típico y el 50% se
puede esperar que esté bajo este valor)
32. ESPECIFICACIONES DE GEOSINTETICOS
VALORES MARV (VMPR)
Corresponde a la definición de la sigla en ingles MINIMUM AVERAGE ROLL
VALUE, VALOR MINIMO PROMEDIO POR ROLLO; y se obtiene de restar 2
veces la desviación estándar al valor promedio.
El 97,5% de los
datos de prueba
es excedido
33. EL VALOR VMPR ASEGURA UNA CONFIABILIDAD EN EL DEL 97.5% EN EL
CUMPLIMIENTO DE UNA ESPECIFICACION
Curva de distribución normal del muestreo
34. POR QUE ES IMPORTANTE EL VALOR MARV
-Establece parámetros de diseño con geosintéticos.
- Determina los valores para el control y evaluación de los Geosintéticos en
obra.
- Permite tener un parámetro de comparación para elegir el geosintético que le
garantice la calidad de su obra.
- Confiabilidad alta.
El 2,5% de los rollos entregados no cumplirán la especificación
del proyecto?
NO Teóricamente el 2,5% de las muestras de cada rollo
probado ensayadas puede mostrar propiedades más bajas que
los valores certificados
35. CERTIFICACION
DE CALIDAD POR
LOTE
Son valores de ensayo que se
obtienen para determinado lote
de producción en particular. Estos
valores deben ser superiores a los
valores MARV (VMPR) para así
determinar la conformidad o
aceptación de producto.
NT 3000
Típico Grab: 760 N
Marv Grab: 700 N
Certificado : 767 N
37. NORMATIVA VIGENTE
AASHTO M288- 2005
ET-332-05; (IDU,COLOMBIA) REFUERZO DE SUBRASANTE Y
CAPAS GRANULARES CON GEOTEXTIL
ET-330-05; (IDU,COLOMBIA) SEPARACIÓN DE
SUBRASANTES Y CAPAS GRANULARES CON GEOTEXTIL
Artículo 231-07; (INVIAS,COLOMBIA) SEPARACIÓN DE
SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOTEXTIL
Artículo 232-07; (INVIAS,COLOMBIA) ESTABILIZACIÓN
DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON
GEOTEXTIL
Sección 5.204 -2003 ;(Manual de Carreteras ,CHILE)
GEOTEXTILES PARA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS, SEPARACIÓN DE
MATERIALES
38. NORMATIVA VIGENTE
Sección 708-2002; (MOP, COSTARICA) GEOTEXTILES
PARA SEPARACIÓN DE MATERIALES
Sección 708-2002; (MOP, COSTARICA) GEOTEXTILES
PARA ESTABILIZACIÓN DE SUELOS
Sección 402-6; (ECUADOR) GEOTEXTILES PARA
ESTABILIZACIÓN DE SUBRASANTES
Sección 211; (GUATELAMA) GEOTEXTILES PARA
SEPARACIÓN Y ESTABILIZACIÓN
MTC-651-03 (PERU) SEPARACIÓN DE SUELOS SUBRASANTE Y
CAPAS GRANULARES CON GEOTEXTIL
41. METODOLOGIA DE DISEÑO
Diseño por Función separación
• Este diseño permite escoger el geotextil adecuado para
colocar en la interfaz subrasante - capa granular, que tiene
como función principal la separación de suelos adyacentes con
propiedades y características diferentes y la estabilización de
la subrasante durante el periodo de vida util de la estructura
de una vía
42. METODOLOGIA DE DISEÑO
Diseño por Función separación
• Consiste en comparar las resistencias del geotextil con el valores
requeridos en el diseño para una misma propiedad, obteniendo un
factor de seguridad global Fsg
Tallow resistencia disponible
Fsg =
Fsg ≥2
Resistencia requerida (especificaciones de diseño)
Resistencia disponible: Resultado de laboratorio
Resistencia requerida : Valor obtenido de una metodología de
diseno que simula las condiciones reales del proyecto
43. METODOLOGIA DE DISEÑO
Diseño por Función separación
Tallow =
Tult
FSp
Tallow : resistencia disponible para emplear en el diseño
Tult : resistencia última obtenida en laboratorio
FSP : factor de seguridad parcial (1.5-2)
44. Tabla 1. Factores de seguridad para función de separación
Factores de seguridad parcial
Area de
aplicación
Daños por Degradación Degradación
Instalación
Química
Biológica
FSID
Separación
FSCD
FSBD
1.1 a 2.5
1.0 a 1.5
1.0 a 1.2
45. METODOLOGIA DE DISEÑO
Diseño por Función separación
Resistencias requeridas (Verificar que cumpla el FS)
Estallido Mullen Burst
Resistencia Grab
Punzonamiento
Verificar Criterios
Criterio de Retención
Criterio de Permeabilidad
Criterio de Superviciencia
47. GRAB: Simula la tensión generada entre dos
partículas compactadas
p’
Capa
granular
d
d
s
d
Geotextil
48. METODOS PARA LA DETERMINACION DE LA CARGA
DE ROTURA Y LA ELONGACION DE GEOTEXTILES
(METODO GRAB). ASTM D4632
Importancia:
Determina una
resistencia a la
tensión y su valor es
representativo en el
control de calidad.
Mordaza
49. METODO PARA LA DETERMINACION DEL INDICE DE RESISTENCIA AL
PUNZONAMIENTO DE GEOTEXTILES, GEOMEMBRANAS Y PRODUCTOS
RELACIONADOS. ASTM D-4833
Evalúa la resistencia del geotextil a ser penetrado por un
objeto punzonante.
Funciones aplicables:
Separación y estabilización
Filtración
Protección
51. Resistencia al punzonamiento
Freq = p’da2 S1S2S3
Freq :
S1 :
hh :
S2 :
S3 :
fuerza vertical que el geotextil debe resistir
factor de punzonamiento: S1 = hh / da
altura de empuje: hh £ da
factor de escala: S2 = 0.31 / da
factor de forma: S3 = 1 - Ap / Ac
Valores Ap / Ac : Tabla en función del tipo
de suelo granular
52. RESISTENCIA AL PUNZONAMIENTO
CARTA DE DISEÑO (FSg = 2.0; FSp = 2.0)
1000
Tamaño Partículas
152.4 mm (6.0 in)
Resistencia al Punzonamiento Requerida (N)
900
127.0 mm (5.0 in)
800
700
101.6 mm (4.0 in)
600
76.2 mm (3.0 in)
500
400
50.8 mm (2.0 in)
300
200
25.4 mm (1.0 in)
100
12.7 mm (0.5 in)
0
150
350
550
750
950
1150
1350
Presión en la interfaz geotextil - capa granular (KPa)
53. METODO PARA LA DETERMINACION DEL INDICE DE
RESISTENCIA AL PUNZONAMIENTO DE
GEOTEXTILES, GEOMEMBRANAS Y PRODUCTOS
RELACIONADOS. ASTM D-4833
Importancia:
La mayor probabilidad
de romperse por el
punzonado de una roca
es durante la
instalación en obras
tales como subdrenes
laterales o trincheras de
drenaje.
Geotextil
54. RESISTENCIA AL ESTALLIDO
MULLEN BURST
Es la habilidad de un geotextil para resistir la rotura
originada por una presión aplicada sobre el plano de la
tela.
Funciones aplicables:
Separación y estabilización
Filtración
55. Resistencia al estallido (Mullen Burst)
Presión de
inflado, p
Capa granular
Tamaño máx, da
Geotextil
Subrasante
dv
p
56. DISEÑO POR FUNCION SEPARACION
Resistencia al estallido (Mullen Burst)
F.S = (ptest * 2.63) / (p´ * da)
F.S :
p´ :
p :
da :
ptest:
Factor de seguridad global del proyecto
esfuerzo en la superficie geotextil: p’ £ p
presión de inflado
diámetro máx partículas
presión de ensayo Burst
57. METODO PARA LA DETERMINACION DE LA
RESISTENCIA AL ESTALLIDO DE GEOTEXTILES
(METODO DEL DIAFRAGMA HIDRAULICO - MULLEN
BURST). ASTM D-3786
Importancia:
Mide un índice de
resistencia a la tensión
de una forma
multidireccional.
Geotextil
58. RESISTENCIA AL ESTALLIDO (BURST)
CARTA DE DISEÑO (FSg = 2.0; FSp = 1.5)
Tamaño Partículas
152.4 mm (6.0 in)
6050
Resistencia Burst Requerida (KPa)
5550
127.0 mm (5.0 in)
5050
4550
101.6 mm (4.0 in)
4050
3550
76.2 mm (3.0 in)
3050
2550
50.8 mm (2.0 in)
2050
1550
1050
25.4 mm (1.0 in)
550
12.7 mm (0.5 in)
50
150
350
550
750
950
1150
1350
Presión en la interfaz geotextil - capa granular (KPa)
59. RESISTENCIA AL ESTALLIDO (BURST)
CARTA DE DISEÑO (FSg = 2.0; FSp = 2.0)
Tamaño Partículas
8050
152.4 mm (6.0 in)
7550
Resistencia Burst Requerida (KPa)
7050
127.0 mm (5.0 in)
6550
6050
5550
101.6 mm (4.0 in)
5050
4550
76.2 mm (3.0 in)
4050
3550
3050
50.8 mm (2.0 in)
2550
2050
1550
25.4 mm (1.0 in)
1050
12.7 mm (0.5 in)
550
50
150
350
550
750
950
1150
1350
Presión en la interfaz geotextil - capa granular (KPa)
60. Metodología de Diseño
Criterio de retención
T.A.A < B * D85
B = Coeficiente que depende del suelo, geotextil (1-3)
D85= (Curva Granulométrica)
Suelos Arenosos mal gradados B (1,5-2)
(Suelos Finos) Christoher y Holtz
TAA<0.6mm
61. METODO ESTANDAR PARA LA DETERMINACION DEL
TAMAÑO DE ABERTURA APARENTE (TAA) DE UN
GEOTEXTIL. ASTM D-4751
Determina el tamaño de abertura aparente de un geotextil
mediante el tamizado de esferas de vidrio de un tamaño
determinado a través de él.
Funciones aplicables:
Separación y estabilización
Filtración
Drenaje
62. METODO ESTANDAR PARA LA DETERMINACION DEL
TAMAÑO DE ABERTURA APARENTE (TAA) DE UN
GEOTEXTIL. ASTM D-4751
Importancia:
El valor obtenido es
asociado con el tamaño
de partículas de suelo
que pueden pasar a
través del geotextil sin
taponarlo ni colmatarlo
Geotextil
64. METODO PARA LA DETERMINACION DE LA
PERMEABILIDAD AL AGUA DE LOS GEOTEXTILES
POR MEDIO DE LA PERMITIVIDAD. ASTM D-4491
Mide el flujo de agua en la dirección normal al plano del
geotextil.
Funciones aplicables:
Separación y estabilización
Filtración
Drenaje
65. METODO PARA LA DETERMINACION DE LA
PERMEABILIDAD AL AGUA DE LOS GEOTEXTILES
POR MEDIO DE LA PERMITIVIDAD. ASTM D-4491
Importancia:
A mayor
permitividad,
mayor facilidad
del agua para
atravesar el
geotextil.
66. Criterio de supervivencia
Verificar las propiedades exigidas por la metodología de
diseño por especificaciones:
– Norma AASHTO M288
– Especificaciones Invias
68. Ejemplo de diseño:
Se requiere utilizar un geotextil de separación en la interfaz subrasante – subbase
granular.
Datos del proyecto:
Ancho calzada:
7.30 m
Cunetas y bermas: 1.80 m
Ancho total corona: 10.90 m
TPD (1er año servcio):
3000 vpd
Periodo de diseño: 10 años
Tránsito de diseño: N = 6 x 106 ejes eq. 8.20 ton
Distribución vehícular:
61% autos, 10% buses, 29% camiones
Presión de inflado: 100 psi = 690 kPa
Datos suelo subrasante:
Tipo: ML (limo arcilloso)
k = 2.5 x 10-6 cm/s
D85 = 0.085 mm
CBR = 3.5%
Datos subbase:
da = 2.5¨= 63.5 mm
69. RESISTENCIA AL
METODOLOGIADE DISEÑOESTALLIDO FSp = 2.0)
DE DISEÑO (BURST)
CARTA
(FSg = 2.0;
FSp = 2,Tamaño Partículas
FSg = 2
8050
152.4 mm (6.0 in)
a. Resistencia al estallido (Mullen Burst)
7550
7050
127.0 mm (5.0 in)
Resistencia Burst Requerida (KPa)
(Gráficas): Determinar Treqdiseño
6550
6050
FSP = 2
5550
Geotextil Tejido : Todos cumplen
5050
FSg = 2
4550
p´= 690 kPa
da = 63.5 mm (2.5”) 4050
101.6 mm (4.0 in)
76.2 mm (3.0 in)
3550
Geotextil No Tejido : NT2500 en adelante
3050
50.8 mm (2.0 in)
Según gráfica: Treqdiseño =2550 kPa
1895
2050
1895 kPa
1550
25.4 mm (1.0 in)
1050
12.7 mm (0.5 in)
550
50
150
350
690 kPa
550
750
950
1150
1350
Presión en la interfaz geotextil - capa granular (KPa)
70. METODOLOGIA DE DISEÑO
b. Resistencia a la tensión (GRAB)
Se escoge uno de los geotextiles que cumplen la resistencia
al estallido:
Por ej. NT2500
Tult = 710 N , Elongación => 50%
p´= 690 kPa
da = 63.5 mm (2.5”)
f(e) = 0.50
FSp = 2
FS g =
Tult
-3
FS p p' × 10 ( 0.33 d a ) 2 f ( ε )
⇒ FS g = 2.7 ok √
71. RESISTENCIA AL PUNZONAMIENTO
CARTA DE DISEÑO (FSg = 2.0; FSp = 2.0)
METODOLOGIA DE DISEÑO
1000
Tamaño Partículas
FSp = 2, FSg = 2
152.4 mm (6.0 in)
900
Resistencia al Punzonamiento Requerida (N)
c. Resistencia al punzonamiento
127.0 mm (5.0 in)
800
(Gráficas): Determinar Treqdiseño
700
101.6 mm (4.0 in)
FSP =Geotextil Tejido : Todos cumplen
2
600
FSg = 2
500
p´= 690 kPa
da = 63.5 mm (2.5”)
400
Geotextil No Tejido : Todos Cumplen
S1 = 0.33
NT2500 en adelante
300
S2 = 0.31/da
S3 = 0.5
227 N
200
100
Según gráfica: Treqdiseño = 227 N
76.2 mm (3.0 in)
50.8 mm (2.0 in)
25.4 mm (1.0 in)
12.7 mm (0.5 in)
0
150
350
690 kPa
550
750
950
1150
1350
Presión en la interfaz geotextil - capa granular (KPa)
72. METODOLOGIA DE DISEÑO
d. Criterio de retención (TAA)
Criterio de retención: TAA < 0.6 mm
ok
Para NT2500 TAA = 0.15 mm < 0.6 mm
e. Criterio de permeabilidad
ks = 0.000025 cm/s
Para NT2500 kg = 0.36 cm/s >> ks
ok
√
f. Criterio superviviencia
Verificar con las especificaciones de la norma INVIAS
Para NT2500
√
73. SEPARACIÓN
Norma para la
Especificación de Geotextiles para Aplicaciones en Vías
DESIGNACION AASHTO M288-05
T BL 3. R
A A equerim
ientos paralasPropiedades del G
eotextil enSeparación
M
étodos deEnsayo U
nidades
C del G
lase
eotextil
Perm
itividad
TA
A
EstabilidadU
ltravioleta
(R
esistencia M
antenida)
R
equerim
ientos
A D4491
STM
A D4751
STM
s
m
m
C 2 dela Tabla1
lase
0.02
0.60valor m prom por rollo
áx.
.
A D4355
STM
%
50%después de500horas de exposición
-1
83. ESTABILIZACIÓN Y REFUERZO
Norma para la
Especificación de Geotextiles para Aplicaciones en Vías
DESIGNACION AASHTO M288-05
TABLA4. Requerim
ientos para las Propiedades del G
eotextil en Estabilización
M
étodos de Ensayo Unidades
Clase del Geotextil
Permitividad
TAA
Estabilidad Ultravioleta
(Resistencia M
antenida)
Requerimientos
ASTMD4491
ASTMD4751
s
mm
Clase 1 de la Tabla 1
0.05
0.43 valor m prom por rollo
áx.
.
ASTMD4355
%
50%después de 500 horas de exposición
-1
91. SEPARACIÓN Y ESTABILIZACIÓN DE
SUBRASANTES EN VIAS
Para la construcción de una vía nueva se requiere colocar un
geotextil de separación en la interfaz subrasante-sub base
granular. La vía tendrá 7.30 m y cunetas de 1.80 m para un
total de corona de 10.8 m. El suelo de la subrasante está
compuesto por Limos Arcillosos (ML), con una permeabilidad
k=2.5 E-06 cm/s. Se estableció que el CBR es igual a 3.5%.
El tamaño máximo de las partículas es de da=4”.
93. METODO AASHTO 1993
Coeficientes estructurales (ai)
Algunos rangos de valores de coeficientes de capas para
materiales usados en el ensayo de carreteras de ASSHTO
son:
Superficie concreto asfáltico
Base granular
Subbase
0.40 - 0.44
0.10 - 0.14
0.06 - 0.11
94. REDUCCIÓN COEFICIENTES DE CAPA
La contaminación de materiales granulares por finos reduce
significativamente la durabilidad de los pavimentos.
Estructuralmente los cambios de resistencia en los materiales inciden
en el número de repeticiones de carga.
Según R. Koerner, la contaminación de los suelos seleccionados puede
modificar los CBR correspondientes.
CBR=40%
CBR=30%
CBR=20%
a= 0.11
a= 0.09
a= 0.06
95. METODO AASHTO 1993
Método de Diseño AASHTO
El SN requerido se convierte en el espesor real de concreto
asfáltico, base y subbase granular, por los coeficientes de capa
apropiados que representan las resistencias
relativas de los materiales de construcción.
N =
a1 D1 + a 2 D 2 m2 + a3 D3 m3
Donde
ai
=Coeficientes de capas (1/pulg)
Di
=Espesores de capa (pulg)
mi
=Coeficientes de drenaje de capa
Capa
afectada
100. Disminución de los Ejes Equivalentes – vida útil
Producto de la contaminación, la reducción de
los ejes equivalentes es del 80%, por lo tanto la
vida útil de la vía estará bastante comprometida
101. •Opción 1 (Compensar con espesor de
granulares adicionales)
Son necesario 5” adicionales (13 cm) para
compensar la contaminación si no se emplea un
Geotextil de Separación.
102. •Opción 2. (Emplear un Geotextil de Separación)
Materiales
Costo ($USD)
Material Granular (m3)
13,9
13 cm de material contaminado (m2)
1,8
Geotextil T2100 Separación (m2)
1,2
Ahorro
34%
Previendo el Geotextil de Separación se puede
tener un ahorro inicial del 34%
104. TECNOLOGIA DE REFUERZO CON
GEOTEXTILES EN VÍAS
Los problemas…
Carretera en el estado Zulia – Venezuela (PDVSA)
105. TECNOLOGIA DE REFUERZO CON
GEOTEXTILES EN VÍAS
Los problemas…
•Pobres condiciones de la sub-rasante (baja capacidad portante)
conllevan serios problemas para la construcción de estructuras de
pavimento.
•Dificultad de conseguir materiales granulares en ciertas zonas, o
conseguir materiales con buenas características (acarreos costosos).
•Se requieren soluciones costosas como aumento de los espesores de
los materiales granulares, mejoramientos de las condiciones mecánicas
de los materiales constitutivos de la estructura de pavimento.
•No se puede garantizar la vida útil del diseño al no tener algún
material que separe la capa granular de la sub-rasante.
106. TECNOLOGIA DE REFUERZO CON
GEOTEXTILES EN VÍAS
Los geosintéticos como solución…
Los geosintéticos como elemento de refuerzo aportan:
•Incremento de la capacidad portante
•Posibilidad de reducción de espesor de granulares
•Mejoramiento de las condiciones mecánicas de los materiales
granulares
•Control de fallas de fondo del terraplén
•SEPARACIÓN
107. CHEQUEOS EN UN TERRAPLÉN SOBRE SUELO
BLANDO
•PLATAFORMA DE TRABAJO
•FALLA POR CAPACIDAD PORTANTE
•FALLA CIRCULAR DE FONDO
•ASENTAMIENTOS
•Protección contra la erosión e inundaciones
109. FUNCIÓN DE REFUERZO
Separación y refuerzo
con Geosintéticos
CBR
1
2
3
Separación con Geotextil
4
5
6
7
8
Nada
9
10
11
12
•FUNCION DE SEPARACIÓN:
CBR ENTRE 3% Y 10% (el geotextil no asume esfuerzos
por efecto de las bajas deformaciones de la subarasante).
•SEPARACIÓN Y REFUERZO:
CBR MENORES AL 3% (el geotextil asume esfuerzos de
tensión por la deformación del suelo).
13
CBR
110. CONCEPTO DE REFUERZO
Con CBR < 3% y altas cargas las deformaciones son
importantes generando tensión en el geotextil (efecto
membrana)
Al asumir esfuerzos de tensión se aumentan la resistencia al
corte del suelo
111. CONCEPTO DE SEPARACIÓN (COMO
COMPLEMENTO AL REFUERZO)
Adicional al refuerzo se obtiene una ventaja al generar una
separación de materiales con propiedades diferentes
(granulares y suelos de sub-rasante)
112. Cita Koerner: “Un metro cúbico de material
seleccionado colocado sobre un metro
cúbico de barro es igual a dos metros
cúbicos de barro.
113. ESTABILIZACIÓN DE SUELOS
•Estabilización química se logra mezclando químicos (CAL,
CEMENTO, ASFALTO, RESINAS, ETC), con suelo para formar un
material compuesto de mejores propiedades mecánicas.
•Estabilización Mecánica se logra mezclando dos o mas
materiales.
Es posible incluir materiales como
geosintéticos/geocompuestos/fibras para mejorar las propiedades
mecánicas. (REEMPLAZO DE SUELO, RAJON, ETC)
•Estabilización Térmica
•Estabilización Eléctrica
116. TEORÍA DE DISEÑO - REFUERZO
En el punto más probable de falla del geotextil se verifica que el
esfuerzo normal aplicado sea menor a la resistencia por tensión
del geotextil (afectado por un FS)
σn
σn
τ
τ
Geotextil Deformado
τ
Punto de mayor posibilidad de
falla del geotextil
τ
FS >= 1.3
118. ENSAYOS DE LABORATORIO
Resistencia a la
Tensión
Importancia: Ensayo de desempeño que
determina la resistencia a los esfuerzos de tensión
a diferentes deformaciones.
119. ENSAYOS DE LABORATORIO
Resistencia en los
Nodos
Importancia: Ensayo que indica la capacidad de
la geomalla de generar confinamiento dentro de
una masa de suelo.
120. EFICIENCIA DE LA UNION
Eficiencia: relación entre el esfuerzo en los nodos y la resistencia a la tensión
de la costilla.
En las Geomallas coextruidas
esta relación es > al 90%
125. METODOLOGÍA DE DISEÑO - REFUERZO
La metodología se basa en la comparación de dos estructuras
de pavimento:
•Una inicialmente diseñada sin refuerzo
•La otra con refuerzo empleando geotextil (enfocada hacia la
optimización de espesores de materiales granulares)
132. ESTABILIZACION DE SUELOS
GEOTEXTILES Y GEOMALLAS
Donde:
h = Espesor de la capa de material requerido (m)
J = Módulo de estabilidad de la apertura de la Geomalla.
N = Número de Ejes Equivalentes, que corresponde al numero de repeticiones de carga
durante la construcción de la plataforma y la estructura de pavimento).
P = Carga por Eje (kN)
r = radio del área de contacto de la llanta.
CBRsg = CBR de la subrasante
CBRbc = CBR del material de reemplazo.
s = profundidad de ahuellamiento permitido.
fs = factor igual a 75mm
fc = factor igual a 30 kPa
Nc = Factor de capacidad portante, igual a Nc=3.14 y J=0 en el caso sin refuerzo
Nc=5.14 and J=0 para capa de base reforzada con geotextiles.
Nc=5.71 and J (dependiendo de la especificación técnica de la geomalla)
133. Espesor Material Granular (m)
1.5
SIN REFUERZO
GEOTEXTIL TEJIDO
GEOMALLA LBO 202
GEOMALLA LBO 302
1.0
0.5
0.0
0.0
0.5
1.0
1.5
CBR de la Subrasante (%)
2.0
2.5
3.0
139. RECOMENDACIONES
CONSTRUCTIVAS
El espesor de la capa de material granular a colocar encima del
geotextil no deberá ser menor a 15 cm pero podrá ser
incrementado de acuerdo con las indicaciones del diseñador.
163. CONCLUSIONES
Los Geosinteticos empleados, permiten la disminución
de espesores de estos o el aumento de vida útil de la
estructura.
El uso de Geosinteticos genera menor impacto ambiental
al disminuir espesores de un recurso natural no
renovable.
Las Geosintéticos son
mecánicamente los suelos
usados
para
estabilizar
Su uso, disminuye la explotación y acarreo de materiales
granulares de mejoramiento y de conformación de las
estructuras.
.