1. i sPerú
1er CURSO DE
ESPECIALIZACION EN
GEOSINTETICOS
Auditorio del SENCICO
29 y 30 de Noviembre del 2,002
Presentación:
Ing° NESTOR SIFUENTES BOGGIO
2. i sPerú
Aplicación de los Geotextiles
en obras civiles
Una alternativa a las Tecnologías
tradicionales
3. i sPerú PROGRAMA
• Introducción a los Geosinteticos.
• Definición de GEOTEXTIL.
• Historia.
• Fabricación: Polimeros, tipos de fibras, procesos
de fabricación y tipos de Geotextiles.
• Funciones y Aplicaciones: separación y
estabilización, refuerzo, filtración, drenaje,
protección y barrera impermeable.
4. i sPerú
• Propiedades y metodos de ensayo.
• Control de Calidad.
• Especificaciones Tecnicas.
• Certificaciones.
• Aseguramiento de la Calidad.
• Metodologías de Diseño.
• Diseño por Especificación: AASHTO M288.
• Normas Peruanas.
• Introducción al Diseño por Función: manuales,
libros y publicaciones especializadas.
PROGRAMA
13. i sPerú
Cualquier material textil permeable utilizado en
tierra, suelo, roca o cualquier otro material
relacionado con la Ingeniería Civil y que forma
parte integral de un proyecto, estructura o
sistema realizado por el hombre.
Geotextiles
(ASTM D4439)
DEFINICIÓN
14. i sPerú
• 3000 A.C.
- Refuerzo con troncos de tamaño uniforme
unidos entre si.
- Vestigios de Telas tejidas naturales encontradas
en los cimientos de las obras civiles romanas.
HISTORIA
•1926
- South Carolina Highway Dpt. utiliza telas de
algodón Tejidas para refuerzo.
15. i sPerú
• Años 50`s
- Necesidad de proteger las zonas costeras. Altas
propiedades de filtración y retención de suelo.
• Años 60`s
- Rhone Poulenc en Francia manufactura textiles
No tejidos (Punzonados por agujas) sintéticos
para separación y refuerzo. Encuentran drenaje
planar.
HISTORIA
16. i sPerú
• 1970`s
- Desarrollo de los No-Tejidos Termounidos en
USA.
• 1985
- PAVCO comienza manufactura de Geotextiles
no tejidos.
HISTORIA
• 1983
- PAVCO comienza manufactura de Geotextiles
Tejidos.
22. i sPerú
FABRICACION
Tipos de Fibras
•Monofilamento
•Multifilamento
•Fibra Corta
•Hilado Corto
•Cinta Plana,
Multifilamento
•Cinta Plana,
Monofilamento
26. i sPerú
FABRICACION
Procesos de Fabricación
•Geotextiles Tejidos
Cinta plana
Monofilamento
Multifilamento
• Geotextiles No Tejidos
Punzonados por agujas
Termo unidos
35. i sPerú
FABRICACION
Geotextiles Tejidos - Características
Cintas perpendiculares unas a otras.
Características generales:
- Altas Resistencias Mecánicas respecto a
otros Geotextiles.
- Poco filtrantes y drenantes respecto a los
Geotextiles No Tejidos Punzonados por agujas.
- Elongaciones bajas, usualmente entre 5 a
25%.
- Bajo costo comparado con los Geotextiles
No Tejidos.
36. i sPerú
FABRICACION
Geotextiles No Tejidos - Spun Bonding
(Unido del Hilado)
4 Pasos Básicos:
•Preparación de la Fibra.
•Formación del velo.
•Consolidación del velo.
•Tratamiento posterior.
37. i sPerú
FABRICACION
Geotextiles No Tejidos - Spun Bonding
(Unido del Hilado)
•La Consolidación se puede hacer de 3 maneras:
•Unidos por acción Térmica: Calandrados o
Termounidos.
•Unidos por acción Química: el velo es roseado o
impregnado con una resina acrílica.
•Punzonado por Agujas: es el método mas común,
utilizado por la mayoría de fabricantes en el mundo.
45. i sPerú
FABRICACION
Geotextiles No Tejidos - Características
Distribución de fibras aleatoriamente.
Características generales:
- Muy filtrantes y drenantes, respecto a
los Geotextiles Tejidos.
- Elongaciones muy altas, usualmente
superiores al 50%.
- Resistencias mecánicas bajas respecto
de los Geotextiles Tejidos.
46. i sPerú
FABRICACION
Geotextiles No Tejidos
•Según la longitud de la fibra pueden ser:
•De fibras cortas: longitud de la fibra <25 cm.
•De fibras continuas: longitud de la fibra >25 cm.
•Diferencia Importante:
•La distribución aleatoria de la fibras en el cuerpo del Geotextil
es más homogénea en el de fibras cortas, que en el de fibras
continuas.
•Esto produce una mayor “S”, por ende una mayor distancia
entre los los valores Promedio y los valores MARV, de sus
propiedades mecánicas e hidráulicas.
47. i sPerú
FABRICACION
GEOTEXTILES - CONCLUSIÓN
Diferentes maneras de fabricar:
-No Tejidos: Punzonados por agujas,
Termounidos, fibras cortas, fibras continuas,
etc.
-Tejidos: Cinta plana, monofilamentos,
multifilamentos, etc.
Materia Prima: Polipropileno, poliester, nylon,
etc.
48. i sPerú
FABRICACION
GEOTEXTILES - CONCLUSIÓN
Lo importante NO es como se fabrican, ni de
que materiales son hechos los Geotextiles,
SINO LAS PROPIEDADES MECANICAS
E HIDRAULICAS que arrojan los
materiales una vez fabricados; y que estas
CUMPLEN las especificaciones obtenidas
del DISEÑO, hecho para una determinada
aplicación dentro de un Proyecto u Obra
Civil.
50. i sPerú
• Características de la función
– Separa un suelo malo de un suelo bueno.
– Evitar el intercambio del agregado seleccionado
con el suelo de fundación
– Separa un suelo seleccionado y de alto valor de
suelo existente generalmente fino.
1m3 de agregado + 1m3 de arcilla (barro) da como
resultado 2 m3 de arcilla
FUNCIONES:
Separación y Estabilización
52. i sPerú
Para que un geotextil cumpla correctamente
la función de SEPARACIÓN entre un suelo
de subrasante y una capa de material
granular:
Condiciones, según AASHTO M288-00
3% < CBRsubrasante < 10%
FUNCIONES:
Separación y Estabilización
54. i sPerú
FUNCIONES:
Separación y Estabilización
Condiciones, según AASHTO M288-00
Para que un geotextil cumpla
correctamente la función de
ESTABILIZAR entre un suelo de
subrasante y una capa de material
granular:
1% < CBRsubrasante < 3%
56. i sPerú
FUNCIONES:
Refuerzo
Efectos de la utilización de un Geotextil sobre
la capa de Subrasante:
•Incremento de la capacidad portante del
sistema.
•Reducción de los espesores de las capas
granulares.
•Incremento de la vida útil de la vía.
57. i sPerú
FUNCIONES:
Refuerzo
Condiciones, según AASHTO M288-00
Para que un geotextil cumpla
correctamente la función de
REFUERZO entre un suelo de
subrasante y una capa de material
granular:
CBRsubrasante < 1%
61. i sPerú
FUNCIONES:
Refuerzo
Mecanismos de Refuerzo:
•Tipo de Anclaje: Similar al tipo de Corte, pero esta vez el suelo
actua en ambos lados del Geotextil, simulando jalarlo de la masa de
suelo.
76. i sPerú
TIPOS DE FACHADA
• Mampostería
• Paneles Prefabricados de Concreto
• Recubrimiento de Mortero o Concreto
Lanzado
• Cobertura Vegetal para Inclinaciones
menores a 70°
• Ninguno en el Caso de Obras Temporales
FUNCIONES:
Refuerzo – Muros Armados
77. i sPerú
DEFINICIÓN
Equilibrio del Sistema Suelo-Geotextil, que
permite un adecuado flujo de liquido atraves
del plano del Geotextil, con perdida minima
de suelo, para un tiempo de servicio
compatible con la aplicación considerada.
FUNCIONES:
Filtración
78. i sPerú
•Características de la función
- Existe movimiento del suelo fino por acción del
agua dentro de una masa de suelo.
- Se pretende permitir el paso libre del agua sin
dejar pasar el suelo.
- Para esto se requiere una adecuada Permeabilidad,
una apertura del textil, y una retención de suelo.
- Adicionalmente una compatibilidad de flujo
Suelo-Geotextil perdurable; que no permita una exesiva
colmatación durante el periodo de servicio del sistema.
FUNCIONES:
Filtración
79. i sPerú
•Permeabilidad
- Refiere a la Permeabilidad perpendicular al plano
del Geotextil, es decir, cuando el liquido fluye atraves del
espesor del Geotextil.
- Muchos de los Geotextiles usados para esta función
poseen un espesor importante y son compresibles, por lo
que el coeficiente de Permeabilidad es relacionado al
espesor mediante la PERMITIVIDAD, es decir:
FUNCIONES:
Filtración
Permitividad = PermeabilidadGeotex / Espesor
80. i sPerú
•Retención de Suelo
- Para tener un mayor flujo de liquido atraves del
Geotextil, este requiere un mayor tamaño de aperturas.
- Sin embargo existe una limitante: la particulas finas
de suelo es arrastrada atraves del Geotextil dejando las
gruesas detrás, entonces la velocidad de flujo se
incrementa, hasta provocar el colapso de la estructura de
suelo (Tubificación).
- Este proceso es detenido colocando un Geotextil
con un tamaño de apertura lo suficientemente pequeño para
detener a las particulas del suelo aguas arriba.
FUNCIONES:
Filtración
81. i sPerú
•Compatibilidad de Flujo de Largo Plazo
- Pregunta más común en Filtros Geotextil: ¿Se
colmatará eventualmente?. Obviamente algunas particulas
de suelo se alojaran sobre o dentro del Geotextil, esta
colmatación parcial es esperada.
- La clave esta en que el Geotextil no se colmate, a
un punto tal, que no permita el flujo de la “Cantidad” de
liquido para el que fue diseñado.
FUNCIONES:
Filtración
82. i sPerú
•Compatibilidad de Flujo de Largo Plazo
- Varios mecanismos hipoteticos en esta función.
FUNCIONES:
Filtración
Formación del Filtro aguas arriba
Arqueo de particulas sobre las
aperturas del Geotextil
Apertura del Geotextil bloqueando las
particulas de suelo
Concepto de filtración profunda, usando Geotextiles gruesos
Particulas de suelo atracadas dentro del cuerpo del
Geotextil
83. i sPerú
DEFINICIÓN
Equilibrio del Sistema Suelo-Geotextil, que
permite un adecuado flujo de liquido dentro
del plano del Geotextil, con perdida minima
de suelo, para un tiempo de servicio
compatible con la aplicación considerada.
FUNCIONES:
Drenaje
84. i sPerú
•Características de la función
- El Geotextil es colocado de manera que el liquido
fluya en el plano del geotextil.
- Todos los Geotextiles ofrecen esta caracteristica,
pero en un rango muy amplio. Así los Geotextiles Tejidos
delgados son poseen drenaje muy pobre, mientras que los
No Tejidos Punzonados por agujas gruesos pueden drenar
flujos importantes.
- Un diseño apropiado podrá cuantificar el flujo a
drenar, y las caracteristicas del Geotextil a usar.
FUNCIONES:
Drenaje
85. i sPerú
•Permeabilidad (Transmisividad)
- Refiere a la Permeabilidad en el plano del
Geotextil, es decir, cuando el liquido fluye dentro del
espesor del Geotextil.
- Muchos de los Geotextiles usados para esta función
poseen un espesor importante y son compresibles, por lo
que el coeficiente de Permeabilidad es relacionado al
espesor mediante la PERMITIVIDAD, es decir:
FUNCIONES:
Drenaje
Permitividad = PermeabilidadGeotex * Espesor
86. i sPerú
•Retención de Suelo
- El Criterio es el mismo usado en la función de
Filtración.
FUNCIONES:
Drenaje
•Compatibilidad de Flujo de Largo Plazo
- El Criterio es el mismo usado en la función de
Filtración.
87. i sPerú
FUNCIONES:
Filtración y Drenaje
SISTEMAS DE SUBDRENAJE
• El agua es la principal causa de los problemas en la
Ingeniería Geotécnica.
• Drenaje en las vías es de vital importancia, el agua en
la estructura de pavimento:
– Incrementa las presiones de poros, disminuye los
esfuerzos efectivos
– Incrementa las subpresiones de flujo
– Cambia los mecanismos de transmisión de carga
89. i sPerú
DISTRIBUCION DE ESFUERZOS
Subrasante
2
1
CON DRENAJE SIN DRENAJE
FUNCIONES:
Filtración y Drenaje
90. i sPerú
• Campos de aplicación de subdrenes
Los subdrenes son sistemas que sacan el
agua infiltrada. Su principal aplicación
esta en:
* Taludes
* Presas, Diques
* Campos deportivos
* Urbanizaciones
* Agricultura
* Estructuras viales
APLICACIONES:
Filtración y Drenaje
105. i sPerú
APLICACIONES:
Protección
• Características de la función
• Proteger elementos impermeables llamados
geomembranas, normalmente de espesores
muy bajos.
– Presencia de objetos cortopunzantes en el
suelo.
– Necesidad de impermeabilidad.
– Presencia de gases subterráneos.
111. i sPerú
FUNCIONES:
Barrera Impermeable
• Características de la función
• Barrera impermeable.
– Evita o retarda el calcado de las fisuras
del tipo terciario (piel de lagarto o
cocodrilo)
– Mayor vida útil al proyecto
– Consiste en crear una “Geomembrana
In-Situ” saturando un Geotextil No
Tejido con un Bitumen.
120. i sPerú
APLICACIONES:
Bolsacretos
Los Bolsacretos PAVCO son encofrados flexibles y permeables
elaboradas a partir de cintas planas de polipropileno, que forman un
textil de excelentes características ingenieriles. Contienen la masa de
mortero o de concreto conformando un enrocado de gran tamaño,
adecuado para obras de protección de riberas y estabilización de taludes.
El tipo de tejido permite la salida del agua de amasado con facilidad,
favoreciendo así el fraguado inicial de la mezcla. Los poros, tiene un
tamaño óptimo para retener la pasta de cemento de la mezcla, sin que se
presente pérdidas de cemento cuando el agua de amasado sale a través
del Bolsacreto.
Las costuras han sido desarrolladas para soportar las tensiones que en
promedio puedan generar el volumen de mortero o concreto fresco
vaciado dentro de este encofrado.
135. i sPerú
APLICACIONES:
Revegetación - Ecomatrix
El Ecomatrix, es un manto de tejido abierto fabricado mediante el
tejido de fibras ortogonales una de ella recubiertas con fibras
multifilamento y la otra sola; con los cuales se logra una matriz
dimensionalmente estable. El proceso de foto degradación empieza
por la descomposición de las cintas seguido de las fibras de
multifilamento.
A medida que la foto degradación progresa las fibras se van
descomponiendo en segmentos cada vez más pequeños, los cuales se
incorporan al suelo volviéndose parte de este.
A medida que la foto degradación progresa comienza el surgimiento
de plantas cada vez más grandes, que pueden pasar a través de las
mallas sin estas apretadas, lo cual hace que el Ecomatrix sea ideal
para aplicaciones ambientales de bio ingeniería.
140. i sPerú
PROPIEDADES Y
METODOS DE ENSAYOS
Organizaciones Involucradas
• Proveedores de Materias Primas
• Fabricantes
• Organizaciones dedicadas a Ensayos
• Firmas de Diseño
• Organizaciones de Investigación
• Entidades Reguladoras
• Usuarios
141. i sPerú
PROPIEDADES Y
METODOS DE ENSAYOS
Entidades generadoras de Normas a
nivel mundial
• International Organization for Standards (ISO)
• American Society for Testing and Materials
(ASTM)
• Geosynthetic Research Institute (GRI)
• British Standards Institution
• German Standards Committee for Geotextiles
(DIN)
• Schweizerisches Verband der Geotextilfachleute
142. i sPerú
Entidades generadoras de Normas a
nivel mundial
PROPIEDADES Y
METODOS DE ENSAYOS
• Réunion Internationale des Laboratoires
d´Essais et de Recherche sur les Matériaux et
les Construction (RILEM)
• L´Association Francais de Normalisation
(AFNOR)
• U. S. Army Corps of Engineers
• American Association of State Highway and
Transportation Officials (AASHTO), etc
143. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Fisicas: Gravedad Especifica
• Ensayo del tipo “Indice”.
• Equivalente a la gravedad especifica de las fibras
que componen los Geotextiles.
• Se mide mediante el ASTM D792 o el ASTM
D1505.
• Algunos valores tipicos son:
• Polipropileno: 0.91 .
• Poliester: 1.22 a 1.38 .
• Polietileno: 0.90 a 0.96 .
• Nylon: 1.05 a 1.14 .
144. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Fisicas: Masa por Unidad de Area
• Ensayo del tipo “Indice”.
• Peso medido por unidad de area, dado generalmente
en gramos por metro cuadrado (gr/m2).
• Normas: ASTM D5261 o ISO 9864.
• Debe ser medido al 0.01% del peso de la muestra.
• Tipicamente varía entre 100 a 750 gr/m2.
• Esta directamente relacionado al costo, y en
general, a las propiedades mecanicas.
145. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Fisicas: Espesor
• Ensayo del tipo “Indice”.
• Distancia entre la superficie superior e inferior, del
Geotextil, bajo una determinada presión.
• Reportado generalmente en milimetros (mm).
• Norma ASTM D5199: presión de 2 Kpa, aplicada
durante un minuto; lectura con una presición minima de
0.02 mm. .
• Algunos usan la norma ISO 9863.
• Tipicamente varía entre 0.25 a 7.5 mm. .
146. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Fisicas: Espesor
• Importancia:
El espesor es proporcional a la habilidad del
geotextil para absorber impactos, así como
también es proporcional a su habilidad de
transportar agua a lo largo del mismo
(Drenaje).
148. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Compresibilidad
• Propiedad de los Geotextiles de variar su espesor al
aplicarles diferentes fuerzas normales.
149. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia a la Tensión
• Probablemente la propiedad mas importante de los
Geotextiles.
• El ensayo basico consiste en colocar la muestra en las
mordanzas, colocadas en una maquina universal de
tensión y estirar el geotextil hasta la rotura; registrando
la carga y deformación, para conformar la curva
esfuerzo-deformación respectiva.
150. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia a la Tensión
•Se pueden obtener 4 valores:
• Maxima Resistencia a la Tensión.
• Elongación maxima (así como las intermedias).
• Dureza, o area baja la curva esfuerzo-
deformación.
• Modulo de Elasticidad, o pendiente de la porción
inicial de la curva esfuerzo-deformación.
151. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Resistencia a la Tensión: Metodo Grab, ASTM D4632
•Importancia:
Determina una
resistencia a la
tensión y su valor
es representativo en
el control de
calidad.
Mordazas
Geotextil
154. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Resistencia a la Tensión:
Metodo Tira Ancha, ASTM D4595
• Utiliza un ancho de
espécimen y una longitud
entre mordazas mayor,
ayudando a reducir el
efecto de adelgazamiento
del espécimen.
• Importancia: Produce
resultados más acordes
con el comportamiento
del geotextil en el campo.
Dato necesario para el
Diseño a refuerzo.
Geotextil
Mordazas
155. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Resistencia a la Tensión:
Metodo Tira Ancha, ASTM D4595
157. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Resistencia a la Tensión
• Ensayo de Tensión
de Diversos Tipos
de Geotextiles.
• Los Geotextiles
Tejidos aportan
resistencia a muy
bajas elongaciones.
• Los Geotextiles
No Tejidos
empiezan a aportar
resistencias
significativas,
cuando sus
elongaciones
sobrepasan el 50%.
158. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia en la Costura
• A menudo los lados y finales de los
rollos de Geotextil requieren ser
traslapados o cosidos, para asegurar la
continuidad del material dentro de una
determinada aplicación.
Costura
Traslapos
159. i sPerú
Cuando se requieren Juntas o Costuras?
CBR
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia en la Costura
• Se evaluan los costos de
los traslapos versus el
costo de la costura
(operario y maquina).
160. i sPerú
Objetivos:
• Cuantificar la Resistencia a la Tensión en las Juntas y/o Costuras
de Geotextiles.
• Medir la Eficiencia de la Junta o la Costura (al comparar esta
Tensión contra la del Geotextil).
Resistencia en la Costura: ASTM D4884
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Principio:
• Un espécimen de Geotextil de 200 mm de ancho, que continen
una junta o costura, se sujeta entre las mordazas de una máquina
de ensayo de tensión, operada a una velocidad de extensión
predeterminada, se aplica una fuerza longitudinal al espécimen,
hasta que la junta o costura del geotextil o producto relacionado se
rompe.
162. i sPerú
100 mm +
Ancho de
Junta
• Ajuste de distancia entre
mordazas: 100 mm + ancho
de junta o costura.
• Ajuste de velocidad y
escala de fuerza.
• Aplicación de fuerza
hasta rotura.
• Se observa tipo de rotura.
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Resistencia en la Costura: ASTM D4884 o ISO 10321
163. i sPerú
Resistencia a la Tensión en la junta o costura:
Sf = Ff * c
Donde:
Sf = Resistencia (KN/m)
Ff = Fuerza max. (KN)
c = 1/0.2 (m) para Geotextiles
c = Nm/Ns para geomallas
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Resistencia en la Costura: ASTM D4884 o ISO 10321
164. i sPerú
E = Sf / af * 100
Donde:
E = Eficiencia de la junta o costura
Sf = Resistencia (KN/m)
af = Resistencia a la tensión del material sin
juntas o costuras, según ASTM D4595
(KN/m)
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Resistencia en la Costura: ASTM D4884 o ISO 10321
Eficiencia de la junta o costura:
165. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia al Reventado
• Norma: ASTM
D3786.
• Es la habilidad de un
geotextil para resistir la
rotura originada por
una presión aplicada
sobre el plano de la
tela.
• Importancia: Mide un
índice de resistencia a
la tensión de una forma
multidireccional.
166. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia al Reventado
167. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia al Rasgado
• Norma: ASTM
D4533.
• Es la fuerza requerida
para empezar o
continuar un rasgado
en el geotextil, una vez
iniciado.
• Importancia: Una vez
que un geotextil ha
sido punzonado, una
fuerza continua puede
propagar el rasgado.
168. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia al Rasgado
169. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia al Punzonado
• Norma: ASTM
D4833.
• Evalúa la resistencia
del geotextil a ser
penetrado por un
objeto punzonante.
•Importancia: Mayor
probabilidad de rotura
del Geotextil en
contacto con rocas o
protuberancias, durante
su instalación y
servicio.
Geotextil
Punzón
170. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Resistencia al Punzonado
171. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Comportamiento a Fricción
• Norma: ASTM
D5321.
• Evalúa el
comportamiento a
Fricción entre el Suelo
y el Geotextil.
• Muy importante para
el Diseño.
• Usa caja de 100 por
100 mm.
172. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Comportamiento a Fricción
• Angulo de Fricción y Eficiencias, entre Geotextiles y suelos no
cohesivos.
173. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Criterio de Supervivencia
• Posible
punzonado del
Geotextil.
174. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Criterio de Supervivencia
• Posible
punzonado,
rasgado y
reventado
del
Geotextil.
175. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Mecanicas: Criterio de Supervivencia
• Posible
punzonado
, rasgado y
reventado
del
Geotextil.
176. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Porosidad
• Definido como el radio entre el volumen de vacíos y el volumen
Total.
• Esta relacionado a la posibilidad de que el flujo de liquido se
transporte atraves y dentro de la estructura del Geotextil.
• Asimismo es una caracteristica que mide una menor o mayor
posibilidad de que el Geotextil se colmate, es decir, a mayor
porosidad, menor posibilidad de colmatación.
• Los Geotextiles No Tejidos Punzonados por Agujas poseen
Porosidades mayores al 80%.
Porosidad = 1 – (peso unitario / (densidad * espesor))
177. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Tamaño de Abertura
Aparente.
• Norma: ASTM D4751.
• Determina el tamaño de abertura aparente de un
geotextil mediante el tamizado de esferas de vidrio
de un tamaño determinado a través de él.
• Importancia: El valor obtenido es asociado con el
tamaño de partículas de suelo que pueden pasar a
través del geotextil sin taponarlo ni colmatarlo.
178. i sPerú
-Agitador mécanico.
-Tamizes de 8”, tapa y fondo.
-Esferas de vidrio: en diferentes
tamaños de acuerdo a Tabla 1 de
norma.
-Balanza: aprox. 0.05 grs.
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Tamaño de Abertura
Aparente.
179. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Tamaño de Abertura
Aparente.
180. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Tamaño de Abertura
Aparente.
• Asegure el
geotextil dentro del
Tamiz.
• Colocar 50 grs.
de esferas de vidrio
de igual tamaño;
empezando con el
tamaño menor.
181. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Tamaño de Abertura
Aparente.
• Se agita el conjunto
por 10 minutos.
• Se pesa lo que pasa y
lo que queda.
• Repita la operación
usando el siguiente
tamaño de esferas, hasta
que pase 5% o menos.
• Repita la operación
con los 5 especimenes.
182. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Permitividad – Normal al
del plano del Geotextil
• En filtración el liquido fluye perpendicularmente atraves del
Geotextil, hacia el material drenante, y de allí a la tubería
perforada u otro sistema de drenaje. Es por esto que es importante
determinar esta permeabilidad.
• Debido a la propiedad de Compresibilidad de los Geotextiles,
estos se deforman bajo carga, por lo que se calcula la
permeabilidad por medio de la Permitividad.
• Importancia: Entre mayor sea la permitividad, mayor facilidad
de los liquidos para atravesar en forma Normal al Geotextil.
183. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
• Norma ASTM D4491 o ISO/DIS 11058.
• Se puede hacer con cabeza variable o con cabeza constante.
• Se calculan diferentes caudales, a diferentes perdidas de carga.
• Se plotea curva Caudal-Perdida de Carga. La Permitividad es
igual a la pendiente de esta linea.
• La Permeabilidad se calcula multiplicando el espesor por la
permitividad.
PermeabilidadGeotex = Permitividad * Espesor
Propiedades Hidraulicas: Permitividad – Normal al
del plano del Geotextil
184. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Permitividad – Normal al
del plano del Geotextil
Geotextil
185. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
Propiedades Hidraulicas: Permitividad – Normal al
del plano del Geotextil
Flujo
de
Agua
186. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
• Norma ASTM D4716
o ISO/DIS 12958.
• Calcula la facilidad
con que el liquido fluye
en el espesor del
Geotextil.
• La Permeabilidad se
calcula dividiendo la
Transmisividad entre el
espesor.
PermeabilidadGeotex = Transmisividad / Espesor
Propiedades Hidraulicas: Transmisividad –
Permeabilidad en el plano del Geotextil
187. i sPerú
PROPIEDADES Y METODOS
DE ENSAYOS
• Norma ASTM D6140.
• Mide la cantidad de
asfalto que puede
albergar un geotextil
mediante la saturación
del mismo.
• Importancia: Evita
posibles planos de
deslizamientos debido a
una mala adhesión, o
posibles exudaciones
debida a una cantidad
excesiva de ligante.
Propiedades Hidraulicas: Retención de Asfalto
190. i sPerú
Son considerados muchos factores
cuando se ensayan geotextiles:
* Preparación de la muestra.
* Calibración de los aparatos de
laboratorio.
* Métodos de ensayo apropiados.
* Frecuencia de los ensayos.
CONTROL DE CALIDAD
191. i sPerú
Algunas propiedades son ensayadas
con mucha frecuencia :
* Peso
* Rasgado Trapezoidal
* Espesor
* Resistencia al Punzonamiento
* Resistencia a la tensión
(Método Grab)
* Resistencia al Estallido
(Mullen Burst)
CONTROL DE CALIDAD
192. i sPerú
Algunas propiedades ensayadas con
menos frecuencia son:
* Tamaño de abertura aparente
(TAA ó AOS)
* Permeabilidad por Permitividad
* Resistencia a la tensión
(Método de la tira ancha)
CONTROL DE CALIDAD
195. i sPerú
ESPECIFICACIONES
TECNICAS
LOS FABRICANTES PUEDEN REPORTAR SUS
ESPECIFICACIONES TECNICAS USANDO 2 TIPOS DE
VALORES:
1. Valores Promedios (tambien llamados Tipicos): representan la
Media Aritmetica de los ensayos. Nivel de confiabilidad muy
baja (50%), no recomendable, usado como valor referencial para
Control de Calidad de Fabrica.
2. Valores Minimos Promedio por Rollo: Representan a la Media
Aritmetica afectada en 2 veces la Desviación Estandar de
Fabricación. Nivel de Confiabilidad muy alto (97.5%),
recomendado por TODAS las instituciones ligadas a la
investigación y diseño con Geosinteticos. Usado para efectos
comparativos con Especificaciones de un determinado proyecto,
para aprobar o no un material propuesto.
196. i sPerú
CONCEPTO DE MARV
Minimum
Average
Roll
Value
Valor
Minimo
Promedio por
Rollo
MARV = X – 2S
ESPECIFICACIONES
TECNICAS
197. i sPerú
Solo el valor MARV asegura el 97.5 %
de Confiabilidad exigido por AASHTO
ESPECIFICACIONES
TECNICAS
198. i sPerú
Valor MARV calculado
por Fabrica
P.Ej.: Tenemos un
Expediente Tecnico que
manda un Geotextil de 550
gr/m2 de Peso y 1750 N de
Grab.
Nos proponen un material
con las caracteristicas del
cuadro adjunto.
NO CUMPLE, ya que sus
valores más probables son:
526 gr/m2 y 1710 N.
ESPECIFICACIONES
TECNICAS
Una Empresa Amanco
GEOTEXTIL No PESO/ROLLO GRAB(N) ELONG.(%)
REF. LOTE (g/m²) MAQ. TRA MAQ. TRA
6000HD 056 536 1740 2243 93 86
6000HD 056 565 1828 2285 93 90
6000HD 056 546 1859 2395 92 87
6000HD 056 576 1940 2527 90 89
6000HD 056 553 1866 2242 96 95
6000HD 056 562 1891 2279 92 92
6000HD 056 549 1942 2329 92 91
6000HD 056 546 1919 2358 96 97
6000HD 056 549 2028 2324 94 94
6000HD 056 559 1915 2180 93 95
6000HD 056 539 1950 2308 89 88
6000HD 056 569 1820 2448 93 87
6000HD 056 530 1695 2106 89 88
6000HD 056 536 1866 2268 92 91
6000HD 056 569 1875 2418 93 83
6000HD 056 559 1805 2257 95 92
6000HD 056 569 1850 2363 87 91
Promedio 554 1870 2314 92 90
Numero 17 17 17 17 17
Maximo 576 2028 2527 96 97
Minimo 530 1695 2106 87 83
Rango 46 333 421 9 14
Desv-std 13.7 80.2 101.3 2.4 3.7
MARV 526 1710 2111 87 83
Coef. Variac 2 4 4 3 4
RESUMEN DE GEOTEXTIL NO TEJIDO 600 HD - LABORATORIO GE
199. i sPerú
Valor MARV
Geotextiles
muestreados en
Obra
P.Ej.: Se muestrean 6 rollos,
se ensayan y se obtienen los
resultados adjuntos.
El Valor a comparar con el
exigido en el Expediente
será el menor de los
promedios (621 N).
Notese que hay 6 valores
por debajo del 621 N, los
que representan el 2.5% de
la curva.
ESPECIFICACIONES
TECNICAS
Número de Ensayo 1 2 3 4 5 6
1 643 627 637 642 652 637
2 627 615 643 646 641 624
3 652 621 628 658 639 631
4 629 616 662 641 657 620
5 632 619 646 635 642 618
6 641 621 633 642 651 633
7 662 622 619 658 641 641
8 635 628 636 662 645 625
Promedio 640 621 638 648 646 629
EJEMPLO DEL KOERNER
Número de Rollo
621N*97.5% = 605.5N
Ningun valor de la muestra esta por debajo
203. i sPerú
Geotextiles
PAVCO
Repav 450
Largo 130 M Ancho 3.80 M
Area 494 M2
Peso Bruto 102 Kg Neto 94 Kg
No. Rollo 91-02 Operario
CERTIFICADOS DE FABRICA
STICKERS DE IDENTIFICACIÓN, COLOCADOS EN LOS
ROLLOS DE GEOTEXTIL
207. i sPerú
Qué es ISO 9002 y qué significa
para la industria de los
geosintéticos?
ISO
Organización de Estándares Internacionales
Federación que agrupa a 91 países
Sede: Ginebra, Suiza
CERTIFICADOS
INTERNACIONALES
208. i sPerú
Sin importar el país de origen o
el lenguaje utilizado, el proceso
de certificación ISO 9002
asegura que la calidad de los
estándares sea la misma.
CERTIFICADOS
INTERNACIONALES
209. i sPerú
ISO 9002 ????
• Norma dirigida a compañías que son
responsables por la manufactura de
productos, instalación y servicio.
• Los productos no son certificados bajo
ISO, el alcance de la certificación es
para la empresa, sus procesos y
operación.
CERTIFICADOS
INTERNACIONALES
210. i sPerú
Cómo el aseguramiento de la calidad
ayuda a los geosintéticos?
• A Diseñadores e instaladores, una
certificación ISO 9002, les ayuda a
diferenciar a su grupo de proveedores, para
preferir aquellos que tienen la visión de
invertir en procesos de mejoramiento y que
son auditados de manera periódica por una
tercera parte independiente.
CERTIFICADOS
INTERNACIONALES
211. i sPerú
LABORATORIOS GAI-LAP
Programa de Acreditación de
Laboratorios, del Instituto de Investigación
de Geosinteticos (GRI)
Establecido en 1994, para monitorear
periodicamente la documentación, equipo y
procedimientos de un laboratorio que
ensaya geosinteticos.
CERTIFICADOS
NORTEAMERICANOS
212. i sPerú
Asegura que el protocolo del laboratorio cumple la Guía 25 de la
International Standards Organization (ISO).
Asegura que el manual de calidad del laboratorio satisface los
requerimientos ISO 9000.
Los Laboratorios son Certificados por Ensayo, con un minimo de
2, y maximo de 71 tipos de ensayos (ASTM, GRI, ISO y FTM).
Información sobre quienes estan certificados, y en que ensayos, se
puede obtener en la web: www.drexel.edu/gri
PAVCO esta en proceso de certificar su Laboratorio de Control
de Calidad (aprovechando que es el mismo procedimiento ya
seguido para obtener el ISO 9002).
CERTIFICADOS
NORTEAMERICANOS
LABORATORIOS GAI-LAP
213. i sPerú
Existen 3 categorias de
Certificación:
A: Laboratorio Independiente
B: Laboratorio de QC de
Fabrica
C: Instituto
Para efectos de verificación
de Especificaciones se deben
usar SOLO los del tipo A y C
CERTIFICADOS
NORTEAMERICANOS
LABORATORIOS
GAI-LAP
219. i sPerú
• La adecuada instalación asegura el correcto
desempeño de un geosintético.
• El aseguramiento de la calidad obedece a un
programa metodológico de ingeniería.
• El control de calidad se hace tanto al geosintético
como al proceso de instalación.
• Para desarrollar un programa para asegurar la
calidad, se requiere un equipo humano idóneo.
ASEGURAMIENTO
DE LA CALIDAD
221. i sPerú
Procedimiento
• Conformidad de los materiales que
llegan a la obra según requerimientos.
• Comprobación de:
- Propiedades Indice
(Mecánicas e Hidráulicas)
- Integridad Física
ASEGURAMIENTO
DE LA CALIDAD
222. i sPerú
• Concepción del Proyecto
• Determinación de la Función Principal y de las
Secundarias
• Evaluación y Determinación de las Propiedades
Mecánicas e Hidráulicas y Funciones de
Desempeño.
• Elaboración de las Especificaciones para
Geotextiles incluyendo:
Aprobación y Rechazo, Colocación,
Reparaciones,Traslapos o Costuras
Aseguramiento del Proceso de Diseño
ASEGURAMIENTO
DE LA CALIDAD
223. i sPerú
• Transporte.
• Almacenamiento
• Manipulación en la Instalación
• Correcta Instalación
• Traslapos o Costuras
• Actividades Complementarias
(SEGUN EL PROYECTO).
Aseguramiento en el proceso Constructivo
ASEGURAMIENTO
DE LA CALIDAD
224. i sPerú
METODOLOGIAS DE DISEÑO
• DISEÑO POR EXPERIENCIA.
• DISEÑO POR ESPECIFICACIONES.
• DISEÑO POR FUNCION.
225. i sPerú
DISEÑO
POR EXPERIENCIA
• Experiencia pasada, personal o de otros. Es
poco precisa, (Especificación a ciegas).
• Desconoce y no favorece el desarrollo
tecnológico.
NO SE RECOMIENDA, ES PELIGROSO.
226. i sPerú
• Valores mínimos o máximos de
propiedades para Geotextiles, establecidos
por códigos o regulaciones a ser usados en
las obras.
• Reflejan el conocimiento y experiencia
documentada para establecer o modificar
los valores usados según necesidades o
deseos del contratante.
• Un buen ejemplo de esto es el AASHTO
M288-00.
DISEÑO
POR ESPECIFICACIÓN
227. i sPerú
• Determinar la función específica.
• Calcular los valores de funciones
especificas.
• Conocer los valores de las propiedades de
los Geotextiles candidatos. (Indice y
Desempeño).
• Determinar el factor de seguridad FS (valor
disponible / valor requerido).
• Según el FS, establecer las especificaciones
para el proyecto.
DISEÑO
POR FUNCIÓN
229. i sPerú
TASK FORCE 25
Compuesta por :
• AASHTO
• AGC: American General Contractors
• ARTBA: American Road Builders and
Transportation Association
Finalidad :
Recomendar una serie de valores mínimos (o máximos),
unificando los diferentes criterios existentes, además de
normalizar el suministro y colocación de Geotextiles para
las diferentes aplicaciones que involucren su uso.
AASHTO M288
230. i sPerú
TASK FORCE 25
AASHTO M288
Creado en 1982, inicialmente emite una serie
de recomendaciones (de propiedades mínimas
y de instalación) para el Federal Highway
Asociation (FHWA).
Ese mismo año la AASHTO adopta este
documento, con la especificación M288-82.
231. i sPerú
Primera revisión en el año 1986, que incluye
aplicaciones de repavimentación, drenaje subsuperficial,
control de erosión, control de sedimentos y separación.
Tiene la ventaja de incluir recomendaciones de
instalación.
Luego han existido revisiones en 1990, 1992, 1996, y
1999 en las que las modificaciones se han hecho buscando
un mayor factor de seguridad en los niveles de
supervivencia a instalación de los materiales.
La versión más RECIENTE es del año 2000, difiriendo
de la de 1999 tan solo en la aplicación de
repavimentación.
AASHTO M288
232. i sPerú
AASHTO M288-00
Los valores mínimos de las propiedades para la Permitividad, TAA y
Estabilidad UV están basados en la aplicación para el geotextil. Refiérase
a la Tabla 2 para el drenaje subsuperficial, la Tabla 3 para la Separación,
la Tabla 4 para la Estabilización y la Tabla 5 para el Control de Erosión
Permanente.
Clase 1 Clase 2 Clase 3
Método de
Ensayo
Unidades Elongación
< 50% (3)
Elongación
> 50% (3)
Elongación
< 50% (3)
Elongación
> 50% (3)
Elongación
< 50% (3)
Elongación
> 50% (3)
Resistencia
Grab
ASTM
D 4632 N 1400 900 1100 700 800 500
Resistencia de la
Costura (4)
ASTM
D 4632 N 1260 810 990 630 720 450
Resistencia al
Rasgado
ASTM
D 4533 N 500 350 400 (5) 250 300 180
Resistencia al
Punzonado
ASTM
D 4833 N 500 350 400 250 300 180
Permisividad
ASTM
D 4491 s-1
Tamaño de
Abertura
Aparente
ASTM
D 4751
mm
Estabilidad
Ultravioleta
ASTM
D 4355
%
Clase de Geotextil (1) ,(2)
TABLA 1 Requerimientos para las Propiedades de Resistencia de los Geotextiles
(1) La clase requerida de geotextil esta designada en las Tablas 2, 3, 4 o 5, para las aplicaciones indicadas. La severidad de las condiciones de instalación para la
aplicación generalmente requiere una clase de geotextil. Clase 1 esta especificada para las condiciones de instalación más severa, donde existe un gran potencial
de daño del geotextil , y clases 2 y 1, son especificadas para condiciones menos severas.
(2) Todos los valores numéricos representan el VMPR (Valor Mínimo Promedio por Rollo), en la dirección más débil (Ver Sección 7.1.2).
(3) Medido de acuerdo al ASTM D4632.
(4) Cuando juntas cosidas son requeridas, referirse al Apéndice para requerimientos para traslapos cosidos.
(5) El VMPR requerido para resistencia al Rasgado Trapezoidal, para geotextiles tejidos de monofilamentos, es de 250 Newtons.
251. i sPerú
NORMAS PERUANAS
INDECOPI: SUB COMITÉ DE
GEOSINTETICOS
N
°
CODIGO NOMBRE DE LA NORMA REFERENCIA
1 NTP 339.501 GEOSINTETICOS. Terminología usada en Geosintéticos ASTM D4354
2 NTP 339.502 GEOSINTETICOS. Toma de muestras de geotextiles para
ensayos
ASTM D4439
3 NTP 339.503 GEOSINTÉTICOS. Método de Ensayo Estándar para la
Determinación del Deterioro de Geotextiles Por Exposición a
la Luz Ultravioleta y al Agua (Aparato De Arco De Xenón)
ASTM D4355
4 NTP-ISO 10321 GEOSINTÉTICOS. Método para determinar la Tensión en
Geomallas con Juntas o Costuras, mediante el Método de la
Muestra Ancha
ISO/DIS 10321
5 NTP 339.505 GEOSINTÉTICOS. Determinación de la Resistencia al
Desgarre Trapezoidal de los Geotextiles
ASTM D4533
252. i sPerú
NORMAS PERUANAS
INDECOPI: SUB COMITÉ DE
GEOSINTETICOS
N
°
CODIGO NOMBRE DE LA NORMA REFERENCIA
6 NTP 339.506 GEOSINTÉTICOS. Método de Ensayo para la Resistencia al
Punzonamiento de Geotextiles, Geomembranas y Productos
Afines
ASTM D4833
7 NTP 339.507 GEOSINTÉTICOS. Método de Ensayo Estándar para Medir la
Masa por Unidad de Area de los Geotextiles
ASTM D5261
8 NTP 339.508 GEOSINTÉTICOS. Métodos de Ensayo estándar para
Permeabilidad al Agua de Geotextiles por Permisividad
ASTM D4491
9 NTP 339.509 GEOSINTÉTICOS. Método de Ensayo Estándar para determinar
el tamaño de abertura aparente de un Geotextil
ASTM D4751
10 NTP 339.510 GEOSINTÉTICOS. Método de Ensayo Estándar para
propiedades de tensión de Geotextiles por el Método de la
Muestra Ancha
ASTM D4595
11 NTP 339.511 GEOSINTÉTICOS. Método de Ensayo Estándar para la
Determinación de la Carga de Rotura y Elongación de
Geotextiles (Método GRAB)
ASTM D4632
253. i sPerú
NORMAS PERUANAS
INDECOPI: SUB COMITÉ DE
GEOSINTETICOS
N
°
CODIGO NOMBRE DE LA NORMA REFERENCIA
12 NTP 339.512 GEOSINTÉTICOS. Método de Ensayo Estándar para Medir el
Espesor Nominal de Geotextiles y Geomembranas
ASTM D5199
13 NTP 339.513 GEOSINTETICOS. Métodos de prueba estándar para los cambios
dimensionales lineales de película o laminado termoplástico no
rígido a temperaturas elevadas
ASTM D1204
14 NTP 339.514 GEOSINTETICOS. Método de ensayo estándar para la resistencia
a la rasgadura inicial de láminas y películas de plásticos
ASTM D1004
15 NTP 339.515 GEOSINTETICOS. Método de prueba estándar para las
propiedades compresivas de plásticos celulares rígidos
ASTM D1621
254. i sPerú
DISEÑO
POR FUNCIÓN
• MANUALES DE DISEÑO DE PAVCO
• SOLUCIONES DE INGENIERIA
• HOJAS DE CALCULO
• PUBLICACIONES, LIBROS Y REVISTAS
ESPECIALIZADOS