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S o l u c i o n e s a m b i e n t a l e s
®
i sPerú

Refuerzo para base de pavimentos
Pavimentos construidos sobre
suelos de baja capacidad de
soporte, reforzado en la base
por un geosintético con
resistencia a la tracción para
garantizar la estabilidad de la
estructura y minimizar
asentamientos diferenciales.
REFUERZO PARA BASE DE PAVIMENTO
Productos GEOSINTÉTICOS

Productos GEOSINTÉTICOS

¿Por que utilizar?
Para minimizar deformaciones. En el pavimento proveniente
de la subrasante;

¿Por que utilizar?
Para evitar contaminación y consecuente pérdida
de la capacidad de soporte;

¿Por que utilizar?
Disminuyendo las deformaciones en la subrasante se reduce
la posibilidad del surgimiento de fisuras en el pavimento;

¿Por que utilizar?
Permite reducir el espesor de la camada granular
en hasta 40%.

Entre la base granular y
subrasantes con CBR = 4%
hasta 8% vamos a proponer
el geotextil tejido MacTex®
.
Además de actuar como
separador también
proporciona refuerzo.
Solución sugerida!
Para evitar la contaminación entre camadas

Solución sugerida!
Para refuerzo de pavimentos apoyados sobre subrasantes < 4%

Solución sugerida!
Para evitar la contaminación entre camadas
Para refuerzo de pavimentos apoyados sobre subrasantes < 4%

INSTALACIÓN
PREPARACIÓN DEL SUELO

INSTALACIÓN
APLICAR EL GEOSINTÉTICO SOBRE LA SUPERFICIE

INSTALACIÓN
APLICAR LA CAMADA GRANULAR

INSTALACIÓN
ESPARCIR LOS AGREGADOS

INSTALACIÓN
COMPACTAR LA CAMADA DE AGREGADOS

METODOLOGÍA EXISTENTE PARA EL
DISEÑO

1. La utilización de geosintéticos como elementos para la
estabilización de estructuras viales fue introducida en
los años ’70. Desde entonces muchos investigadores,
profesores, ingenieros y fabricantes tentaron encontrar,
sin éxito, una metodología general para el
dimensionamiento de esos tipos de estructuras.
Existen por otro lado, varios métodos de
dimensionamiento para carreteras no pavimentadas.
Entre ellos los más conocidos son:
INTRODUCCIÓN
Giroud & Noiray, 1981 -
“TENSIONED MEMBRANE EFFECT”
(Efecto de la membrana traccionada) y
Houlsby & Jewel, 1990
“LATERAL RESTRAINT EFFECT”
(Efecto de restricción lateral)

2. Inicialmente es necesario diferenciar las carreteras no
pavimentadas de las pavimentadas.
Para ambas situaciones, la condición no pavimentada será
siempre la hipótesis inicial.
TRC-Grid
Subgrade
Granular fill
Interaction area
TRC-Grid
ßf
ßa
R
R'
R''
Pu
Pe,s
Py
Pf
Fw
2.1 No pavimentada 2.2 Pavimentada
METODOLOGÍA

2.1 No pavimentadas
La metodología para carreteras no pavimentadas puede ser
desarrollada según las dos teorías del “Efecto Membrana” o de
la “Restricción Lateral”.
Ambas teorías están fundadas en la transmisión de los
esfuerzos al geosintético a través de la interacción
suelo/geosintético que puede variar, según el tipo de
geosintético, entre 0,80 y 1,0 (resultados obtenidos en ensayos
de pull-out) .
Obs.: El mayor valor que se puede utilizar como coeficiente de
interacción es 1.0.
METODOLOGÍA

METODOLOGÍA

2.1.1 El Efecto Membrana
El dato más importante para la utilización del método “Efecto
Membrana” es la profundidad aceptable del asentamiento en la
carretera no pavimentada.
La interacción entre la sub-base/base (camada granular) y la
geogrillageogrilla fuera de la zona de deformación crea esfuerzos de
tracción, produciendo así el “Efecto Membrana” .
METODOLOGÍA

Giroud & Noiray (1981)Giroud & Noiray (1981)
TRC-Grid
Subgrade
Granular fill
Interaction area
El Efecto Membrana

2.1.2 Restricción Lateral
La “Restricción Lateral” es una teoría cuyo valor y
confiabilidad fueron comprovados en obras y en pruebas de
laboratório.
La presión es distribuida a través de la camada granular hasta
alcanzar el geosintético. Debido a la interacción entre la
camada granular y la geogrilla, la componente horizontal de las
tensiones se transfiere del material granular a la geogrilla.
Usando su capacidad portante total, esta transmite a su vez
solamente las tensiones verticales a la subrasante.
METODOLOGÍA

Restricción Lateral
Houlsby & Jewel (1990)

2.1.3 ¿Efecto Membrana o Restricción Lateral?
Teóricamente esto depende de la capacidad de soporte de la
sub-base. Si la presión aplicada no causa asentamiento en la
sub-base, es utilizada la teoría de “Restricción Lateral”. En caso
contrário es más apropriado utilizar la teoría del “Efecto
Membrana”.
Una práctica común es definir el espesor de la camada granular
con la teoría del “Efecto Membrana” utilizando las ecuaciones
de Giroud & Noiray (definindo una estructura sin pavimento) y
posteriormente, para el diseño de carreteras pavimentadas,
utilizar las teorías de “Restricción Lateral” utilizando las
teorias de Houlsby & Jewel.
METODOLOGÍA

2.2 Carreteras Pavimentadas
El propósito de la utilización de los geosintéticos en carreteras
pavimentadas es prevenir las fisuras a través de la
minimización de los asentamientos diferenciales.
Basados en los análisis con elementos finitos realizadas por
varios centros de investigación, en este caso la Universidad de
Tecnología de Delft (Holanda) para carreteras pavimentadas
(con la utilización de geosintéticos), fue posible determinar la
reducción del espesor de la base y la ampliación de la vida útil
del pavimento, para varias combinaciones de CBR.
Con base en las características de los materiales utilizados en
las investigaciones se propone para el diseño de carreteras
pavimentadas una metodología que, como ya mencionado,
toma como base una carretera no pavimentada.
METODOLOGÍA

Diseño de carreteras reforzadas
• Carreteras provisionales y/o no pavimentadas,
definición del espesor de la camada granular
Giroud & Noiray (1981)
• Carreteras Pavimentadas, chequeo del paquete
estructural considerando la presencia del
pavimento
Houlsby & Jewell (1990), Vesic (1975),
De Groot (1986)

• Datos:Datos:
– r = profundidad aceptable del asentamiento (m)r = profundidad aceptable del asentamiento (m)
– Nu = número de pasajes de ejes durante la vida de la estructuraNu = número de pasajes de ejes durante la vida de la estructura
– F = máx. carga del eje (kN)F = máx. carga del eje (kN)
– CBR = resistencia de la Subrasante no drenada (kPa)CBR = resistencia de la Subrasante no drenada (kPa)
− ββ f,bcf,bc== ángulo de distribución de cargas en la base no compactada (°)ángulo de distribución de cargas en la base no compactada (°)
– GeoGrid tipo = 20, 30 o 40GeoGrid tipo = 20, 30 o 40
• Resultados:Resultados:
– Du = espesor de la camada de agregados (base) sin refuerzo (m)Du = espesor de la camada de agregados (base) sin refuerzo (m)
– Dr = espesor de la camada de agregados (base) con refuerzo (m)Dr = espesor de la camada de agregados (base) con refuerzo (m)
− ∆∆D = reducción (ahorro) de la camada de agregados (m)D = reducción (ahorro) de la camada de agregados (m)
Carreteras provisionales y/o no
pavimentadas

Ejemplo:Ejemplo:
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
CBR (%)
Duand∆D
N = 10,000
N = 1,000
N = 100
N = 10
Du
∆D
TRC-Grid 30
Dr
∆D
Du

TRC-Grid
ßf
ßa
R
R'
R''
Camada granular
Asfalto
Subrasante
Pu
Pe,s
Py
Pe,f
Fw
Dr
Paso 1: Calcular Dr para la situación sin pavimentoPaso 1: Calcular Dr para la situación sin pavimento
Paso 2: Chequear la capacidad de soporte de la camadaPaso 2: Chequear la capacidad de soporte de la camada
granular (1) y de la subrasante (2) para la situacióngranular (1) y de la subrasante (2) para la situación
pavimentada.pavimentada.
(1)
(2)
Carreteras pavimentadas

• Datos:
– Dr = espesor con refuerzo (m) (Giroud & Noiray)
– Np = número de pasajes de ejes durante la vida de la estructura
– Da = espesor de la camada de asfalto (m)
− γ a = peso específico del asfalto (kN/m3
)
− γ f = peso específico del material granular (kN/m3
)
− β a = ángulo de distribución de las cargas en el asfalto (°)
− β f = ángulo de distribución de las cargas en el material granular (°)
− ϕ’ = ángulo de fricción del material granular (°)
– CBR = resistencia de la Subrasante no drenada (%)
– Nc = factor de capacidad de soporte de la Subrasante
Carreteras pavimentadas

Descripción del proyecto:Descripción del proyecto:
Diseño de carretera pavimentada sobre sueloDiseño de carretera pavimentada sobre suelo
blando con vida util de 20 años.blando con vida util de 20 años.
Procedimientos de diseño:
1. Proyecto de carreteras no pavimentadas
para servicio durante la construcción
2. Chequeo de la estabilidad de la camada
granular y de la subrasante para la
situación pavimentada durante la Vida
útil de la carretera.
Ejemplo

Paso 1Paso 1:: Determinación de la carga deDeterminación de la carga de
los ejes:los ejes:
FFuu = 80 kN= 80 kN
Paso 2Paso 2:: Estimativa del numero deEstimativa del numero de
pasadas del ejepasadas del eje
100 ejes por dia100 ejes por dia NNuu = 10.000= 10.000
100 dias100 dias
Paso 3Paso 3:: Máx. Grado de deformaciónMáx. Grado de deformación
durante la construcción.durante la construcción.
r = 0.15 mr = 0.15 m
Etapa 1: situación no pavimentada

aso 5aso 5:: Ángulo de distribución de lasÁngulo de distribución de las
cargas en el material granular (°)cargas en el material granular (°)
ββf,bcf,bc = 26 °= 26 °
Paso 6Paso 6:: Resistencia del suelo - subrasanteResistencia del suelo - subrasante
CBR = 1.0 %CBR = 1.0 %
Paso 7Paso 7:: Elección del tipo de TRC-GridElección del tipo de TRC-Grid
TRC-Grid 40TRC-Grid 40
Paso 4Paso 4:: Tipo de material granular:Tipo de material granular:
cantos rodadoscantos rodados

0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0
CBR (%)
Duand∆D
N = 10,000
N = 1,000
N = 100
N = 10
Du
∆D
TRC-Grid 40
Dr
Du
∆D
Curva para r = 0.15 m y FCurva para r = 0.15 m y Fuu = 80 kN= 80 kN

o 10o 10: Reducción con TRC-Grid: Reducción con TRC-Grid
DDuu - D- Drr ∆∆D = 0.29 m (= 39%)D = 0.29 m (= 39%)
Paso 9Paso 9: Espesor de la camada granular: Espesor de la camada granular
CBR, TRC-Grid 40DCBR, TRC-Grid 40Drr = 0.44 m(=0.5)= 0.44 m(=0.5)
Paso 8Paso 8:: Espesor de la camada granularEspesor de la camada granular
DDuu = 0.73 m (= 0.8)= 0.73 m (= 0.8)

Esquema de distribución de las presiones:Esquema de distribución de las presiones:
Etapa 2: situación pavimentada
TRC-Grid
ßf,ac
ßa
R
R'
R''
Granular fill
Asphalt
Subgrade
Pu
Pe,s
Py
Pf
Fp
Da= 0.15 m
Dr = 0.5 m

Paso 11Paso 11:: Determinación de R´ y R´´Determinación de R´ y R´´
R´ = R + DR´ = R + Daa . tan. tan ββaa = 0.35 m= 0.35 m
R´´ = R´ + DR´´ = R´ + Drr . tan. tan ββf,acf,ac = 0.74 m= 0.74 m
Paso 12Paso 12:: Presión en la camada granularPresión en la camada granular FFpp
PPff == Fp +Fp + γγaa . D. Daa= 237 kPa= 237 kPa
ππ (R’)²(R’)²
Paso 13Paso 13:: Máx. capacidad de soporte deMáx. capacidad de soporte de
la camada granular.la camada granular.
PPyy = 0.6 R’.= 0.6 R’.γγff.N.Nγγ = 328= 328 kPakPa (Vesic, 1975)

Paso 14:Paso 14: Número de pasadas de ruedasNúmero de pasadas de ruedas
NNpp = 10,000,000= 10,000,000
Paso 15Paso 15:Carga de rueda equivalente:Carga de rueda equivalente
FFee = F= Fpp ((6.26.2
√√ NNpp) = 1,211 kN) = 1,211 kN(De Groot , 1986)
CHEQUEO 1CHEQUEO 1: Estabilidad de la camada: Estabilidad de la camada
granular:granular: PPyy = 1.4 (mínimo es 1.1)= 1.4 (mínimo es 1.1)
PPff

Paso 16Paso 16:Presión equivalente en la:Presión equivalente en la
subrasantesubrasante
FFee
PPe,se,s == ++ γγaa . D. Daa ++ γγff . D. Dff = 717 kPa= 717 kPa
ππ (R”)²(R”)²
Paso 17Paso 17: Máx. capacidad de soporte: Máx. capacidad de soporte
de la subrasantede la subrasante (Houlsby & Jewell, 1990)
R” ²R” ²
PPuu = N= Ncc.CBR.30.CBR.30 = 2,337 kPa= 2,337 kPa
RR

CHEQUEO 2: Estabilidad de la subrasanteCHEQUEO 2: Estabilidad de la subrasante
PPuu
= 3.3 (mínimo es 1.5)= 3.3 (mínimo es 1.5)
PPe,se,s
DISEÑO FINAL :DISEÑO FINAL :
Mat. Granular (0.5 m)
Subrasante (CBR = 1 %)
Pavimento (0.15 m)
TRC-Grid 40

1 - Vía de acceso y área de estacionamiento
País : Dinamarca
Fecha: Agosto 1997
Material: TRC-40
Cantidad: 4.500m2

2- Terminal para contenedores
País : Israel - Haifa
Fecha : Noviembre 1997
Material: TRC-40
Cantidad: 200.000m2

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