5.‐ ejemplo práctico del cálculo de módulos en un tramo de...

Cálculo mecánico de pavimentos a partir de ensayos no destructivos.

TRABAJO FIN DE MASTER Página [56]

5.‐ Ejemplo Práctico del cálculo de módulos en un tramo de

investigacióndecarreterasEl presente capítulo pretende el realizar un estudio comparativo entre los ensayos destructivos y los no destructivos empleados en la determinación de las características mecánicas de los materiales que componen el firme de una carretera.

Para ello se ha empleado los datos de las auscultaciones realizadas en un tramo de investigación de carreteras de la Agencia de la Obra Pública.

Este tramo se encuentra situado en el camino de servicio 2 de la margen izquierda de la obra Autovía a la altura del punto kilométrico 16 de la A‐376 Sevilla‐Utrera. Tramo: Intersección de la SE‐425 (actual A‐8029) a Utrera.

En la construcción de esta vía de servicio se han empleado materiales convencionales y no convencionales:

Materiales convencionales empleados: Suelo Seleccionado, Zahorra Artificial, Mezclas bituminosas calientes.

Materiales no convencionales empleados: son procedentes de la construcción y de la demolición de obras, su denominación habitual es la de RCD. Se han empleado en capas de zahorra artificial y de suelo seleccionado.

foto 12 Vista Inicio Tramo de Investigación Tecnológica (Fuente: Elaboración propia)



5.1.-Descripción del tramo. El tramo objeto de este estudio se encuentra situado al Norte de Utrera y próximo a Sevilla, su longitud es de 600 metros, se han realizado controles de evolución desde el año 2009 hasta el año 2013.

figura 26 Ubicación Tramo Investigación tecnológica (Fuente: Elaboración propia)

En el camino de servicio se verifica lo siguiente:

La intensidad de tráfico es la misma en todos los tramos investigados.

El terreno natural subyacente (TNS) presenta una misma naturaleza en todos los tramos por lo que las lecturas del deflectómetro de impacto son comparables a lo largo del tramo.

5.1.1.Materialesempleadosenlavíadeservicio

Uso de los RCDs

En Alemania actualmente se producen 60 M de toneladas año de áridos reciclados, de las cuales, más de 40 M, se destinan al mantenimiento y construcción de bases y subbases de carreteras y vías urbanas. A partir del año 1993, la Directriz RG Min‐StB 93 facilitó el crecimiento del sector del reciclaje en Alemania y permitieron hacerlos competitivos en los mercados de los materiales granulares destinados a la construcción de bases y subbases de carreteras. Esta tendencia al reciclaje es común en los países de Europa occidental con porcentajes importantes de reciclados.

En cuanto a España el uso de material reciclado en firmes de carreteras ha sido muy escaso, y se va avanzando lentamente en su utilización. Se puede citar las siguientes aplicaciones:

Mezclas bituminosas en caliente con un porcentaje de material procedente de MBC fresadas de firmes agotados.

Reciclados en frío in situ de MBC con emulsión.



Reutilización de los materiales pétreos procedentes de la demolición de hormigones y asfaltos de losas del aeropuerto de Barajas para los trabajos de ampliación del mismo.

Reutilización de los hormigones demolidos de la zona dañada de la T‐4 en el Aeropuerto de Barajas

Reutilización de áridos reciclados en la construcción de vías ciclistas y corredores verdes.

Reutilización de áridos procedentes de la demolición de hormigones en la fabricación de hormigones.

Andalucía ha sido en los últimos años una de las comunidades más activas en el uso de materiales reciclados y en el de la redacción de normativa de uso de los mismos incluyendo a continuación algunas de las actividades realizadas:

Reciclado in situ en frío con emulsión de Mezclas Bituminosa en caliente en más de 250 km. de calzada de la autovía A‐92, con aprovechamiento integral de todo el firme antiguo.

Reciclado in situ de la totalidad del pavimento de hormigón antiguo para utilizarlo como capas de apoyo del firme en la propia obra, en un tramo de 20 km. de la A‐92 en la provincia de Granada.

Reciclado en planta en caliente de la capa de rodadura de MBC del tramo anteriormente citado con colocación total en la propia obra.

Con respecto a la utilización de RCD procedentes de las plantas de Andalucía, se pueden citar las siguientes actuaciones:

Capas de base en urbanización de las zonas afectadas por el Metro de Málaga.

Caminos agrícolas en las provincias de Málaga y Sevilla.

Rellenos de excavaciones y canalizaciones.

Rellenos provisionales para paso de maquinaria.

Utilización de materiales procedentes del tratamiento de residuos de construcción y demolición en la obra de Duplicación de calzada de la A‐392, Alcalá de Guadaira – Dos Hermanas (Sevilla), en capas de terraplén y de cimiento de firme.

Utilización de materiales procedentes del tratamiento de residuos de construcción y demolición en la obra de Acceso Norte a Sevilla (fase II).

Eco‐ruta ejecutada por TRAGSA para el Ministerio de Medio Ambiente: carril rural entre San Pedro de Alcántara y Ronda, empleando zahorra artificial reciclada de hormigón, capa de rodadura.

Aparcamiento Avenida de Andalucía, Aparcamiento El Carmen y Aparcamiento Mortadelo, en Málaga. Ejecutados por Contrat Ingeniería y obras para SMASSA (Sociedad Municipal Aparcamientos Málaga), con macadam reciclado de hormigón, como capa drenante en parte inferior de losa de cimentación en planta inferior y zahorra artificial reciclada de hormigón para urbanización y suelo seleccionado reciclado (zahorra de RCD’s).

Aparcamientos zona de influencia Aeropuerto de Málaga. Utilizando zahorra de RCD’s como capa de rodadura.

Líneas 1 y 2 del Metro de Málaga y Talleres y Cocheras. UTE Metro Málaga. Empleo de zahorra de RCD’s como suelo seleccionado, zahorra de hormigón como zahorra artificial, macadam de hormigón como drenante en trasdoses de muros, arena reciclada en lecho tuberías.

Estación depuradora de fangos El Atabal, Málaga. Utilización de zahorra de hormigón y arena de hormigón. Obra ejecutada por Degremont para EMASA. Málaga.



Calle Pascal. Zahorra de hormigón, macadam y hormigón seco compactado con árido grueso reciclado. Ayuntamiento de Málaga. Obra ejecutada por Tecniobra.

Zahorra de RCD’s para uso como suelo cemento. Hiper Ronda Málaga. Obra ejecutada por SACYR para el Ministerio de Fomento.

En este tramo se emplearon en su construcción los materiales de RCD procedentes de la planta recicladora de ALCOREC situada en las inmediaciones de la autovía Sevilla Utrera, se caracterizaron y se compararon con los convencionales que se usaron.

Los materiales que se utilizaron en tramo de investigación son los siguientes:

Suelo seleccionado (SS) Albero de la cantera Sánchez Haro de Mairena del Alcor.

Zahorra artificial (ZA) Procedente de cantera de Pruna

Suelo Seleccionado RCD (SS‐RCD). 0‐40 Cribado de la planta ALCOREC.

Zahorra artificial RCD (ZA‐RCD). 0‐40 Valorizado de la planta ALCOREC.

Se plantearon cuatro paquetes de firme con una longitud de 150 metros en terraplenes cuyas condiciones de contorno son similares:

figura 27. Secciones de firme tramos experimentales (Fuente: Elaboración propia)

5.1.2.Descripcióndelaejecucióndeltramo

La ejecución de la obra fue realizada por la empresa Sevillana AZVI, S.A.

Para dar comienzo a la ejecución de los tramos de investigación, en primer lugar se acondicionaron de manera provisional los accesos a las fincas colindantes a la zona de trabajo.

A continuación, se procedió con el despeje, limpieza y desbroce del terreno. Se retiró la parte del cerramiento de las parcelas afectadas, una vez que se liberó el acceso, se procedió con el replanteo del trabajo en toda su longitud y anchura delimitando toda la zona de trabajo.

A lo largo del trazado marcado había un tramo de aproximadamente 125 m de longitud con restos de hormigonado, por lo que hubo que proceder a su demolición mediante retroexcavadora y pequeña maquinaria (cortadora de hormigón, compresor y martillo neumático).



foto 13 y foto 14. Demolición y retirada a vertedero del hormigón. (Fuente: Elaboración propia)

Una vez retirado a vertedero el hormigón, se realizó un saneo de la plataforma, para lo cual fue necesario el agotamiento y evacuación del agua que se encontraba confinada en el terreno, su posterior relleno con suelo seleccionado y retirada del material de excavación a vertedero, ejecutando drenes profundos en los dos tramos donde se había realizado el saneo ubicados entre los P.P.K.K. 0+230 y 0+390 el primero de ellos, y el segundo entre los P.P.K.K. 0+520 y 0+600. En estos trabajos se contó con excavadora neumática, camiones, motoniveladora, rodillo compactador, cuba de agua y pequeña maquinaria (generador y bomba de achique).

foto 15. Presencia de humedad(Fuente: Elaboración propia) foto 16. Ejecución de drenes. (Fuente: Elaboración propia)

En el resto de la obra se llevó a cabo un despeje y desbroce de 30 cm de profundidad media mediante retroexcavadora mixta y motoniveladora, llevando a vertedero todo el material.

Una vez ejecutado el despeje, limpieza y desbroce de la zona delimitada, se preparó el fondo de excavación para comenzar con la puesta en obra del material utilizado como asiento del firme. Es decir, se rellenaron todos los pozos o agujeros que quedaban dentro de la explanación, nivelando y compactando la misma mediante el uso de motoniveladora, cuba de agua y rodillo compactador.

Dentro de estos trabajos también se ejecutaron los drenajes transversales del camino, situados en los P.P.K.K. 0+010 y P.P.K.K. 0+400, así como los pasos salvacunetas.



foto 17 y foto 18. Ejecución de drenajes. (Fuente: Elaboración propia)

Tras la preparación de la superficie, se realizó el replanteo delimitándose adecuadamente los tramos definidos en el proyecto de investigación.

Se comenzó con el extendido del material utilizado como coronación de explanada en todos los tramos. En primer lugar se suministró y extendió la zahorra artificial procedente de RCD (ZA‐RCD) utilizada en el tramo 4, a continuación se procedió con el suelo seleccionado procedente de RCD (SS‐RCD) utilizado en los tramos 3 y 2 y por último se suministró y extendió el suelo seleccionado proveniente de cantera (SS) utilizado en el tramo 1.

foto 19. Compactación suelo seleccionado (Fuente: Elaboración propia)

foto 20 Extendido de la zahorra. (Fuente: Elaboración propia)

Una vez extendido el material se procedió con la humectación y desecación de la primera y única tongada a ejecutar como coronación de explanada, así como al compactado y rasanteado de la misma.

En el mismo orden de ejecución, comenzando por el tramo 4 hasta el tramo 1, y con el mismo sistema de ejecución, se procedió a efectuar la primera capa de base del firme de todo el camino, formada por 30 cm de zahorra artificial procedente de RCD (ZA‐RCD) en el caso de los tramos 4 y 3, y de 30 cm de zahorra artificial procedente de cantera (ZA) en el caso de los otros dos tramos.

Los medios mecánicos utilizados en estas actividades fueron: camiones, motoniveladora, cuba de agua y rodillo compactador.

Previamente a comenzar con la capa de firme de mezcla bituminosa en caliente, se refinaron los taludes y se ejecutó el drenaje longitudinal.



Tras realizar el control de calidad de la superficie de asiento de la mezcla bituminosa, en primer lugar se procedió con la aplicación de un riego de imprimación de emulsión bituminosa con una dotación de 0,80 kg/m2. Transcurrido el plazo de curado y comprobado que no quedaban restos de agua en la superficie, se procedió con la puesta en obra de la mezcla bituminosa en caliente tipo D‐20.

La extensión de la mezcla comenzó por el tramo 1 hacia el tramo 4, dando la mayor continuidad posible evitando así juntas transversales. El equipo utilizado para la puesta en obra del aglomerado estuvo compuesto por una extendedora sobre orugas tipo Titan 7820 equipada con una regla de extendido de alta compactación con sistema de tamper simple y sistema de vibración, camiones de caja lisa y estanca equipados con lona para evitar que se enfríe la mezcla durante el traslado desde la planta de fabricación a la obra, un compactador neumático de 12 tn y un compactador vibratorio de llanta lisa de 8 tn con doble rodillo.

foto 21. Actividades de aglomerado (Fuente: Elaboración propia)

foto. 22 Instalación de bionda. (Fuente: Elaboración propia)



La ubicación de los tramos de prueba del proyecto de investigación se reflejan en el siguiente plano:

figura 28 Vista en Planta de los tramos en los que se divide la actuación. (Fuente: Elaboración propia)

5.2.-Ensayos y control de ejecución durante la obra Se cumplió con lo recogido en los siguientes artículos del PG3 (11) para realizar los ensayos correspondientes en la fase de obras:

Para la capa 1: Artículo 330 del PG‐3. Terraplenes. Suelo seleccionado.

Para la capa 2: Artículo 510 del PG‐3. Zahorras. Zahorra artificial.

Los trabajos han consistido en la realización de los ensayos de identificación de muestras tomadas en canteras, plantas y extendido y en el control de compactación de las capas del material colocado, según la normativa de ensayos indicada en el Plan de Control.

Tramo 3 Suelo

seleccionado y ZH

con rcd

Tramo 2

1 capa Suelo

seleccionado RCD

y ZH convencional

Tramo 1

Material convencional

Tramo 4

2 capas de ZA de RCD



5.2.1.Ensayosdeidentificacióndemateriales.

Suelo seleccionado (de cantera y RCD)

En la tabla 22 se expone de forma resumida los resultados obtenidos, tanto en el control de producción como en el control de recepción en lo relativo a RCD y suelo seleccionado de cantera.

En la tabla 29 se exponen los resultados obtenidos, marcando en color verde los ensayos de autocontrol y en amarillo los de control de recepción. Se incluye también un gráfico comparativo de los resultados obtenidos para el índice C.B.R.

figura 29 Valores de CBR en capa de coronación de explanada. (Fuente: Elaboración propia)



Tabla 22. Ensayos de suelo seleccionado de cantera y reciclado (Fuente: Cemosa)



Zahorra artificial (de cantera y RCD)

En la tabla 24 se exponen los resultados obtenidos, marcando en color verde los ensayos de autocontrol y en amarillo los de control de recepción.

Se incluyen también gráficos comparativos de los índices C.B.R., de los valores de Equivalente de Arena y de las granulometrías obtenidas.

figura 30 Valores de CBR en capa de zahorra artificial. (Fuente: Elaboración propia)

figura 31 Valores medios de Equivalente de arena en zahorra artificial de cantera y reciclada. (Fuente: Elaboración propia)



Tabla 23

Tabla 24 Ensayos de zahorra artificial de cantera y reciclada (Fuente: Cemosa)

figura 32 Huso y curvas granulométricas de zahorra artificial de cantera y reciclada (Fuente: Cemosa)



Como puede apreciarse, la zahorra artificial de cantera cumple las especificaciones del artículo 510 del PG‐3.

En cuanto a la zahorra de RCD, la granulometría obtenida se sale del huso ZA‐25, especialmente para tamaños inferiores a 4 mm., siendo la granulometría obtenida más fina que lo exigido.

En lo relativo a la plasticidad, las muestras tomadas en planta previo a la ejecución de la obra no presentan plasticidad, sin embargo, la muestra de ZA‐RCD tomada en obra tiene un valor de índice de plasticidad de 4,8, por lo que incumpliría la exigencia de no plasticidad del artículo 510 del PG‐3 para zahorras artificiales.

Las muestras de ZA‐RCD incumplen las exigencias tanto del coeficiente de limpieza como del equivalente de arena, para el que se ha obtenido un valor medio de 28, inferior al exigido de 35.

En cuanto a la resistencia a la fragmentación, se han obtenido resultados variables, tanto inferiores como superiores a los exigidos en el PG‐3.

Aunque no existen exigencias en cuanto al ensayo CBR para las zahorras artificiales, se ha realizado éste como medida de la capacidad portante, para valorar su posible influencia en las medidas de deflexión. Al igual que ocurría con el suelo seleccionado, el CBR de la zahorra artificial de cantera (ZA), es aproximadamente el doble que el de la zahorra reciclada (ZA‐RCD).

5.2.2.Ensayosdecontroldeejecución

Medida de la humedad y densidad in situ por el método de los isótopos radiactivos

En las tablas 25 y 26 se exponen los resultados obtenidos, marcando en color verde los ensayos de autocontrol y en amarillo los de control de recepción, distinguiendo los resultados por cada capa.

Se incluyen también gráficos de los resultados marcando los valores especificados en el PG‐3 para los valores de densidad y humedad.



Tabla 25 Control Humedades y densidades en obra 1º capa (Fuente: Cemosa)



Tabla 26 Control Humedades y densidades en obra 1º capa (Fuente: Cemosa)



Analizando estos resultados se observa lo siguiente:

‐ Capa de coronación de explanada

En cuanto a la compactación, aunque en algunos casos no se consiguió el 97% exigido, en todos los casos se superó el 95%. En lo que respecta a la humedad, excepto en el primer tramo (SS de cantera), los valores de humedad que se obtienen están por debajo del intervalo de humedad especificado por el PG‐3.

‐ Capa de base del firme

Todos los valores de compactación obtenidos son superiores al 98% exigido, en los cuatro tramos. En cuanto a la humedad, están en general por debajo del intervalo de humedad que fija el PG‐3.

Ensayos de carga con placa (NLT 357)

En las figuras 33 y 34 se exponen los resultados obtenidos, marcando en color verde los ensayos de autocontrol y en amarillo los de control de recepción, dividiendo los resultados por capa.

Por cada capa se incluyen gráficos con los valores de los módulos de compresibilidad Ev2 y la relación Ev2/Ev1.

figura 33 Resultados de los ensayos de carga con placa en capa de suelo seleccionado (Fuente: Cemosa)



figura 34 Resultados de los ensayos de carga con placa en capa de zahorra artificial (Fuente: Cemosa)

Tanto en la capa de coronación como en la de base del firme se han obtenido módulos y valores satisfactorios de relación de módulos. Sí se observa una mayor capacidad de soporte de los materiales convencionales frente a los procedentes de RCD.

El tramo cuatro es el que peores resultados presenta a pesar de estar compuesto por dos capas de zahorra procedentes de RCD.



5.3.-Ensayos no destructivos efectuados en el tramo

5.3.1.Georradar

Se empleó para la medida de espesores un Georradar de la empresa GYA (ver fotos 23 y 24), el funcionamiento básico ya se explicó en el capítulo 3 del presente trabajo. Aunque simplificadamente se puede decir que un radar es un dispositivo que emite un pulso corto de energía electromagnética y que es capaz de determinar la presencia o ausencia de un objeto mediante el examen de la energía reflejada de dicho pulso. En el caso de una estructura de pavimento, la onda electromagnética viaja hasta que se encuentra con una discontinuidad dieléctrica. Esta discontinuidad puede ser debida a un cambio del material (una nueva capa del pavimento), humedad, presencia de huecos de aire o cualquier otro fenómeno por el que cambie la constante dieléctrica del material. Una parte de la onda es reflejada por esta discontinuidad y el resto continúa su camino hacia el interior del pavimento. Controlando con gran exactitud el tiempo de viaje de la onda desde su inicio hasta la recepción de la reflejada, es posible la determinación de los espesores de cada capa de pavimento o la distancia a la que se encuentra alguna incidencia (armaduras, grietas, despegue de capas, huecos, presencia de humedad, etc.). Es necesario para la determinación de los espesores o distancias, el conocimiento de la constante dieléctrica del material (ver tabla 12). Según la precisión con que se tenga esta constante, más o menos precisa será la determinación de cualquier espesor o distancia.

La antena instalada sobre el vehículo todo terreno empleado es del tipo campana TEM de 48”, con un ancho de pulso del transmisor de 1 ns del tipo monociclo. La frecuencia de repetición del pulso es de 5 MHz. El receptor tiene una longitud de ventana en tiempo real de 18 ns, con una frecuencia de escaneo de 50 Hz y un ancho de banda de 3 KHz. Lleva incorporado un odómetro digital de precisión para asociar la distancia a cada muestra obtenida así como cualquier incidencia encontrada en la carretera. Su velocidad operativa puede ser hasta de 80 Km/h. La profundidad a que puede penetrar la onda está en función de los materiales que componen la estructura del pavimento ya que la onda va perdiendo energía al atravesar las diferentes capas y dado que unos materiales absorben más energía que otros, la profundidad observable por el Georradar depende de éste tipo de materiales, pero por experiencia se estima en unos 80 cm aproximadamente. El operador en todo momento controla el correcto funcionamiento del equipo mediante una pantalla de visualización y su posterior almacenamiento de los datos obtenidos. Los datos auscultados se recogen en ficheros que son tratados posteriormente en gabinete.

foto 23 y foto 24 Vista Georradar (Fuente: Elaboración propia)

A continuación se adjuntan los resultados del Georradar en de las distintas capas auscultadas, los espesores de la capa de zahorra de cada tramo se encuentra en las tablas 27, 28,29 y 30. El espesor de mezcla bituminosa existente en los cuatro tramos se puede apreciar en la tabla 31.



GSA09469 P.K.I. 0 + 000

P.K. DE OBRA

P.K.I. P.K.F.

ESPESOR

ZAHORRA ARTIFICIAL E.TEÓRICO ( 30 cm )

0.000 ‐ 0.100 30.40.100 ‐ 0.150 30.8ESPESOR MEDIO 30.6DESVIACIÓN 0.3

Tabla 27 espesores capa ZH en Tramo 1 (Fuente: Elaboración propia)

GSA09469 P.K.I. 0 + 150

P.K. DE OBRA

P.K.I. P.K.F.

ESPESOR

ZAHORRA ARTIFICIAL E.TEÓRICO ( 30 cm )


Tabla 28 espesores capa ZH en Tramo 2 (Fuente: Elaboración propia)

GSA09469 P.K.I. 0 + 300

P.K. DE OBRA

P.K.I. P.K.F.

ESPESOR

ZAHORRA RCD E.TEÓRICO ( 30 cm )

0.300 ‐ 0.400 30.60.400 ‐ 0.450 29.7ESPESOR MEDIO 30.2

DESVIACIÓN 0.6Tabla 29 espesores capa Zahorra de RCD tramo 3 (Fuente: Elaboración propia)

GSA09469 P.K.I. 0 + 450

G‐GI‐1020 P.K.F. 0 + 600

P.K. DE OBRA

P.K.I. P.K.F.

ESPESOR

ZAHORRA RCD E.TEÓRICO ( 30 cm )


Tabla 30 espesores capa Zahorra de RCD tramo 4 (Fuente: Elaboración propia)



GSA09515 P.K.I. 0 + 000 G‐GI‐1020 P.K.F. 0 + 616

P.K. DE OBRA

P.K.I. P.K.F.

ESPESORES RODADURA D‐20 E.TEÓRICO 5 cm

0.000 ‐ 0.100 5.80.100 ‐ 0.200 5.20.200 ‐ 0.300 5.30.300 ‐ 0.400 6.70.400 ‐ 0.500 6.00.500 ‐ 0.600 5.00.600 ‐ 0.616 5.0ESPESOR MEDIO 5.6DESVIACIÓN 0.6

Tabla 31 espesores en mezcla asfáltica (Fuente: Elaboración propia)

5.3.2.DeflectómetrodeImpacto

Este control ha consistido en la determinación de la capacidad portante de las capas, mediante vehículo deflectómetro de impacto, cuya composición y forma de actuación se describen en apartado 2.3 del presente trabajo.

Se ha utilizado un deflectómetro de impacto DYNATEST HWD 8081 ver en foto 25.

Mediante un programa multicapa que cumple con la teoría de Burmister (ver apartado 4.1.1 y 4.1.2) se han calculado las deflexiones teóricas para el firme previsto en cada tongada que se ensayó. Se han auscultado las capas de coronación de explanada (suelo seleccionado), de base del firme (zahorra artificial) y de rodadura de mezcla bituminosa (mezcla D‐20), los resultados se incluyen en las figuras 35, 36 y 37, la sección tipo con módulos y deflexiones teóricas se presenta en la tabla 32.

Sobre los tramos auscultados se han obtenido las deflexiones. A estos valores se les aplica tanto las condiciones del ensayo marcado en el pliego ADAR de GIASA de Mayo del 2004 (10), como los coeficientes correctores de la deflexión por la humedad de la explanada y temperatura del pavimento, según las correcciones establecidas en la Norma 6.3‐IC del Ministerio de Fomento (1). Los valores de deflexiones obtenidos se presentan en las figuras 38 para suelo seleccionado, 39 para zahorra, 40 para mezcla bituminosa.



figura 35 Cálculo deflexión teórica sobre suelo seleccionado (Fuente: Elaboración propia)

figura 36 Cálculo deflexión teórica sobre capa de zahorra (Fuente: Elaboración propia)



figura 37 Cálculo deflexión teórica sobre capa de rodadura (Fuente: Elaboración propia)

Tabla 32 Resumen Módulos y Deflexiones Teóricos en el ramo. (Fuente: Elaboración propia)

Módulo (Mpa)

Deflexión teórica

mm/100

Módulo (Mpa)

Deflexión teórica

mm/100

Módulo (Mpa)

Deflexión teórica

mm/100

Módulo (Mpa)

Deflexión teórica

mm/100

RODADURA D-20 5 cm E1 6000 149 6000 149 6000 149 6000 149

BASE FIRME 30 cm E2 225 241 225 241 225 241 225 241

TERRAPLEN 30 cm E3

75 238 75 238 75 238 75 238

T.N.S. CBR=3 200 cm E430 - 30 - 30 - 30 -

TRAMO 2

SS-RCD+ZA

TRAMO 3

SS-RCD+ZA-RCD

TRAMO 4

ZA-RCD+ZA-RCD

TRAMO 1

SS+ZA



figura 38 Deflexiones sobre capa de suelo seleccionado (Fuente: Elaboración propia)

figura 39 Deflexiones sobre capa de zahorra artificial (Fuente: Elaboración propia)

0

50

100

150

200

250

300

0.0000.0100.0300.0500.0700.0900.1100.1300.1500.1700.1900.2100.2300.2500.2700.2900.3100.3300.3500.3700.3900.4100.4300.4500.4700.4900.5100.5300.5500.5700.590

Def

lexi

ón

, 0.0

1 m

m

Distancia desde P.K. Obra

TRAMO 1, 2, 3 y 4. CARRIL ÚNICOZAHORRA ARTIFICIAL

21-Mayo-2009Control-2 y 3

Deflexión Teórica(mm/100)

DRENES

TRAMO-1Z. ARTIFICIAL


(RCD)



(RCD)



figura 40 Deflexiones sobre capa de rodadura (Fuente: Elaboración propia)

foto 25 Vista de Vehículo con Deflectómetro de impacto en el tramo (Fuente: Elaboración propia)

SEGUIMIENTO DE LA EVOLUCIÓN DE LOS TRAMOS

Durante el proyecto se han realizado controles de evolución de deflexiones, en diciembre de 2009, junio de 2010, diciembre de 2010, julio de 2011, diciembre de 2011, junio de 2012 y enero de 2013. Se incluye a continuación figura 41 en el que se muestra la evolución en el tramo.

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0.0000.0200.0400.0600.0800.1000.1200.1400.1600.1800.2000.2200.2400.2600.2800.3000.3200.3400.3600.3800.4000.4200.4400.4600.4800.5000.5200.5400.5600.5800.600

Def

lexi

ón

, 0.0

1 m

m


TRAMO 1, 2, 3 y 4. CARRIL ÚNICORODADURA D-20

02-Junio-2009Control-4


DRENES ODT

TRAMO-1S.S. + Z.A.

TRAMO-3S.S. (RCD) + Z.A. (RCD)

TRAMO-2S.S. (RCD) + Z.A.

TRAMO-4Z.A. (RCD) + Z.A. (RCD)



figura 41 Evolución de las deflexiones en el periodo de 2009‐2013 (Fuente: Elaboración propia)

En los resultados de capacidad portante obtenidos, se aprecia con el paso del tiempo un incremento significativo de las deflexiones de los tramos 3 y 4, si se comparan con los valores iniciales, hecho que no se produce en los tramos 1 y 2, en los que las diferencias obtenidas en los distintos controles de evolución podrían explicarse como consecuencia de las medidas en periodos seco y húmedo. Se sigue observando mayores deflexiones en los tramos con materiales de RCD que en los naturales. Así, en el tramo 1, de referencia (con materiales de cantera), se evidencia una mayor capacidad de soporte y deflexiones muy inferiores a las máximas teóricas. En el tramo 2, tenemos mayores deflexiones que en el 1, pero menores que en el 3 y el 4, lo que está justificado por contar este tramo con zahorra de cantera. En teoría, el tramo 4 debería presentar deflexiones más bajas que el 3, al tener como coronación de terraplén una zahorra de RCD frente a un suelo de RCD en el 3; sin embargo, tenemos en el 4 deflexiones más altas, existiendo también en este tramo una mayor dispersión de resultados entre los distintos controles realizados a lo largo del tiempo.

5.4.-Ensayos destructivos hechos en el tramo Se han realizado cuatro (4) sondeos, en marzo de 2011, en cada uno de los tramos experimentales ejecutados en la vía de servicio. La localización de los mismos es:

‐ Sondeo 1: Tramo 1 (SS‐ZA). P.K. 0+030. Carril derecho. Foto 27.

‐ Sondeo 2: Tramo 2 (SS‐RCD – ZA). P.K. 0+240. Carril izquierdo. Foto 28.

‐ Sondeo 3: Tramo 3 (SS‐RCD – ZA‐RCD). P.K. 0+410. Carril derecho. Foto 29.

‐ Sondeo 4: Tramo 4 (ZA‐RCD – ZA‐RCD). P.K. 0+525. Carril izquierdo. Foto 30.

0

25

50

75

100

125

150

175

200

0.000 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100 0.120 0.140 0.160 0.180 0.200 0.220 0.240 0.260 0.280 0.300 0.320 0.340 0.360 0.380 0.400 0.420 0.440 0.460 0.480 0.500 0.520 0.540 0.560 0.580 0.600

Def

lexi

ón

, 0.0

1 m

m


TRAMO 1, 2, 3 y 4. CARRIL ÚNICORODADURA D-20

02-Junio-2009Control-4

09-diciembre-2009Control-5

02-junio-2010Control-6


04-julio-2011Control-8


08-junio-2012Control-10


TRAMO-1S.S. + Z.A.

TRAMO-3S.S. (RCD) + Z.A.

(RCD)

TRAMO-2S.S. (RCD) +

Z.A.

TRAMO-4Z.A. (RCD) + Z.A.

(RCD)



Los sondeos se han ejecutado a rotación en seco con extracción de testigo continuo, con una profundidad aproximada de 2 m.

Los sondeos consisten en perforaciones en el terreno para reconocer la naturaleza de los niveles del subsuelo a diferentes profundidades mediante la extracción de testigo continuo del terreno.

Se trata de introducir un tubo hueco en cuyo extremo inferior va enroscada una corona que va efectuando la perforación mediante rotación.

El terreno perforado se aloja en este tubo hueco permitiendo así extraerlo y obtener un testigo continuo hasta la profundidad deseada, para su posterior análisis.

En este caso se ha utilizado una sonda a rotación montada sobre orugas (foto 26), Tipo Rolatec, modelo ML 76A, con diámetro de perforación de 101‐76 mm.

foto 26. Sonda sobre orugas empleada (Fuente: Cemosa)

foto 27. Caja de testigo Sondeo 1 (Tramo 1) (Fuente: Cemosa)

foto 28. Caja de testigo Sondeo 2 (Tramo 2) (Fuente: Cemosa)



foto 29.Caja de testigo Sondeo 3 (Tramo 3) (Fuente: Cemosa)

foto 30. Caja de testigo Sondeo 4 (Fuente: Cemosa)

Sobre las muestras tomadas en los sondeos se han realizado los ensayos de:

‐ Humedad por secado en estufa según UNE 103.300

‐ Granulometría por tamizado según UNE UNE 103.101.

‐ Límites de Atterberg según normas UNE 103.103 y UNE 103.104.

Los resultados obtenidos en los ensayos de identificación de las muestras extraídas de los sondeos revelan que el contenido de humedad es bastante mayor en los tramos 3 y 4, con materiales reciclados, y que el suelo seleccionado de RCD empleado en el tramo 2 tiene un porcentaje de humedad más bajo que el del material de los tramos finales.

Los resultados de los ensayos realizados se presentan de forma resumida en la tabla 33:



REFERENCIAS DEL SUELO IDENTIFICADO

Nº FECHA Tamaño Límite Límite Indice Humedad Clasificación

MUESTRA TOMA Sondeo Descripción máximo 25 20 12,5 10 6,3 5 2 1,25 0,4 0,16 0,08 Líquido Plástico Plasticidad (%) ASTM

682 03/03/2011 1 ZA 30 cm S3 30 cm

S-1 0,10 0,40 Zahorra artificial20,0 100,0 96,1 84,8 79,1 65,9 59,7 41,9 35,1 25,1 20,5 18,8 17,7 13,4 4,3 2,60

SC: Arena arcillo-limosa con grava

683 03/03/2011 1 ZA 30 cm S3 30 cm

S-1 0,40 0,80 Albero (Algunos restos de hormigón pobre) 20,0 100,0 96,4 88,1 86,8 81,6 78,7 70,6 66,3 49,1 29,8 25,9 18,6 16,2 2,4 6,00

SM: Arena limosa con grava

684 03/03/2011 1 ZA 30 cm S3 30 cm

S-1 1,50 2,00 Arcilla limosa marrón-rojiza 15,20

686 03/03/2011 2 ZA 30 cm SS RCD 30 cm

S-2 0,10 0,50 Zahorra artificial12,5 100,0 100 92,5 89,0 77,0 73,6 56,3 48,7 36,3 29,6 27,0 17,0 13,9 3,1 2,00


687 03/03/2011 2 ZA 30 cm SS RCD 30 cm

S-2 0,50 0,70 Material reciclado cribado (SS RCD) 12,5 100,0 100 91,7 89,8 81,0 77,0 56,8 48,7 35,7 29,2 26,8 17,9 13,5 4,4 3,60


1961 03/03/2011 2 ZA 30 cm SS RCD 30 cm

S-2 0,70 1,20 Material reciclado cribado (SS RCD) 12,5 100,0 95,6 91,6 89,9 84,6 81,9 74,1 69,7 55,8 37,9 31,1 24,4 17,4 7,0 5,50


688 03/03/2011 2 ZA 30 cm SS RCD 30 cm

S-2 1,20 2,00 Arcilla limosa marrón clara 13,50

689 03/03/2011 3 ZA RCD 30 cm SS RCD 30 cm

S-3 0,05 0,32 Material reciclado (ZA RCD) 12,5 100,0 100 92,9 85,1 75,0 71,5 58,3 52,5 39,7 27,4 22,9 26,9 23,5 3,4 10,20


690 03/03/2011 3 ZA RCD 30 cm SS RCD 30 cm

S-3 0,32 0,60 Material reciclado (SS RCD) 25,0 91,4 90,2 78,9 75,2 63,3 60,2 48,6 43,6 32,7 22,6 18,8 27,1 24,4 2,7 11,90

SM: Arema limosa con grava

1962 03/03/2011 3 ZA RCD 30 cm SS RCD 30 cm

S-3 0,70 1,05 Relleno12,5 100,0 100,0 93,6 93,6 86,4 85,1 81,9 80,2 75,0 58,8 39,9 23,8 11,2 12,6 11,00 SC: Arena Arcillosa

691 03/03/2011 3 ZA RCD 30 cm SS RCD 30 cm

S-3 0,60 1,05 Limo arcilloso marrón amarillento con gruesos 11,30

692 03/03/2011 4 ZA RCD 30 cm ZA RCD 30 cm

S-4 0,05 0,30 Material reciclado (ZA RCD) 12,5 100,0 100 90,5 86,3 78,6 74,1 59,4 52,2 35,8 20,4 15,0 23,3 22,0 1,3 7,40


693 03/03/2011 4 ZA RCD 30 cm ZA RCD 30 cm

S-4 0,30 0,60 Material reciclado (ZA RCD) 20,0 97,6 93,7 83,1 79,1 71,8 67,6 53,6 47,6 32,8 18,2 12,8 24,0 22,4 1,6 8,30


694 03/03/2011 4 ZA RCD 30 cm ZA RCD 30 cm

S-4 1,05 1,70 Arcilla limosa marrón oscura 10,60

% que pasa. Tamiz

Profundidad

Límites de AtterbergGranulometría

Tramo

RESULTADOS OBTENIDOS

LOCALIZACION

Tabla 33 Resultados de los sondeos realizados (Fuente: Cemosa)



5.5.-Inspección visual del tramo Esta inspección visual se ha realizado al objeto de investigar posibles problemas de drenaje (a lo que apuntan las altas humedades de las muestras de los sondeos de los tramos 3 y 4) y otros posibles factores que permitan explicar la evolución de los valores de deflexiones producida en el final del tramo 3 y todo el tramo 4. A continuación, se detallan, por tramos, las principales características encontradas durante la inspección visual y que se consideran de relevancia en cuanto a su influencia en el comportamiento diferencial de los mismos.

Tramo 1

El inicio del tramo 1 tiene una cuneta natural en el margen derecho y linda con la autovía A‐376 Sevilla‐Utrera en el izquierdo (foto 31).

foto 31. Inicio del tramo experimental (Fuente: Elaboración propia)

A mitad del tramo presenta una pendiente ligeramente ascendente, con una cuneta de hormigón en la margen derecha (fotos 32 y 33).

foto 32 y foto 33. Tramo 1 de referencia. (Materiales de cantera) (Fuente: Elaboración propia)



Tramo 2

Desde el comienzo presenta pendiente descendente (foto 34); en su punto medio coinciden salidas a otro desguace de vehículos en su margen derecho, con suelo de hormigón, y a una estación de servicio en el izquierdo (foto 35). Finaliza el tramo con cuneta de hormigón en su margen derecho (foto 36) y un muro de contención en el izquierdo que continúan en el tramo 3 (foto 37).

foto 34. Comienzo Tramo 2 (SS‐RCD y ZA) (Fuente: Elaboración propia)



foto 35. Tramo 2. Salida a Estación de Servicio (Fuente: Elaboración propia)

foto 36. Final tramo 2. Cuneta de hormigón M.D. (Fuente: Elaboración propia)



foto 37. Final tramo 2. Muro de contención en la M.I. (Fuente: Elaboración propia)

Tramo 3

El inicio del tramo tiene las mismas características que el anterior. Durante su recorrido encontramos en primer lugar una salida al desguace de vehículos en su margen derecho, la cual tiene un drenaje prácticamente cegado (fotos 38 y 39). Tras ésta salida desaparece el muro del margen izquierdo quedando un terraplén natural (foto 40). A continuación nos encontramos con otra salida en el margen derecho, con una obra de fábrica, a partir de este punto la pendiente es ascendente y en el margen derecho existe un terreno de cultivo sobre elevado respecto el tramo (foto 40).

foto 38. Inicio tramo 3. Salida a desguace (Fuente: Elaboración propia)



foto 39. Tramo 3. Drenaje cegado (Fuente: Elaboración propia)

foto 40. Tramo 3. Obra de fábrica (Fuente: Elaboración propia)

Tramo 4

Durante todo el tramo se mantienen las condiciones presentes al final del tramo 3 en ambos márgenes (fotos 41 y 42). El tramo es recto hasta su final (foto 43).



foto 41. Terreno de cultivo sobreelevado respecto al tramo (Fuente: Elaboración propia)

foto 42. Tramo 4. Terraplén natural (Fuente: Elaboración propia)



foto 43. Final tramo 4 (Fuente: Elaboración propia)

Como puede apreciarse en las fotografías 41, 42 y 43. El drenaje del final del tramo 3 y todo el tramo 4 se encuentra cegado. En todo este tramo, en el margen derecho existe un terreno de cultivo sobreelevado respecto a la traza de la carretera, esto aporta humedad, que se manifiesta por la existencia de vegetación típica de zonas húmedas. Los valores más bajos de deflexiones coinciden con la obra de fábrica del PK 0+400, cosa lógica al tratarse de hormigón. Justo al pasar la obra de fábrica, al final del tramo 3 se produce un aumento significativo de las deflexiones, que se va incrementando en los sucesivos controles, debido a la acumulación del agua en ese punto. La ausencia de drenaje en todo este tramo explica los altos valores de deflexión del mismo y su incremento diferencial en relación a los otros tramos.



Se incluye a continuación una figura en la que se localizan los puntos de toma de las distintas fotografías y las obras de fábrica y elementos de contención

figura 42 Ubicación fotografías (Fuente: Elaboración propia)

26

29

28

27

30

31

32

34

33

35, 36

37, 38

Posición Fotos

de la 26 a la 38.



5.6.-Cálculo de los Módulos de las distintas capas

5.6.1.CálculoInversoporRMS

En el apartado 4.1.4 ya se explicó el cálculo inverso a partir de la covergencia del error medio cuadrático, es este método el que se va emplear, para ello se usará el programa Evercalc desarrollado por el departamento de transporte del estado de Washington (55).

figura 43 Programa Evercalc (55)

El programa (figura 43) utiliza como subrutina el programa WESLEA para calcular las deflexiones teóricas del modelo multicapa elástico y el algoritmo modificado de Gauss‐Newton para la optimización. En esencia el programa calcula las deflexiones teóricas y las va comparando con las deflexiones medidas ajustando por iteración los valores de los módulos hasta obtener una diferencia entre las deflexiones calculadas y las deflexiones medidas que se considera adecuada.

En el uso del programo se ha anclado el módulo del firme bituminoso en 6000 Mpa, ya que al ser el espesor inferior a 75mm se generaban problemas en la convergencia, así mismo se han empleado otras dos capas de 30cm que tienen el módulo modificable, por último el módulo del terreno Natural subyacente se deja también abierto siendo esta la tercera incógnita en el cálculo. Ver figura 44.

ESPESOR INCOGNITAMódulo teórico (Mpa)

C. Poisson

Modulo Introducido

RODADURA D-20 5 cm E1 6000 0.33 FIJADO ZAHORRA

ARTIFICIAL 30 cm E2

225 0.35 LIBRE

SUELO SELECCIONADO

30 cm E3

75 0.35 LIBRE

T.N.S. CBR=3

200 cm E4

30 0.35 LIBRE figura 44 Esquema de Cálculo aplicado en Evercalc (Fuente: Elaboración propia)



A partir de estos datos se han obtenido los resultados del cálculo inverso para los módulos de las distintas capas en los ocho controles llevados a cabo desde junio de 2009 hasta enero de 2013 que se presentan a continuación desde la tabla 34 hasta la 41.

Tabla 34 Control nº4 de Junio de 2009 Módulos por Cálculo Inverso. (Fuente: Elaboración propia)

Tabla 35 Control nº5 de Diciembre de 2009 Módulos por Cálculo Inverso. (Fuente: Elaboración propia)


Módulo teórico (Mpa)

Módulo medio por Calculo

Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 361 121 255 86 253 67 212 49

E3

75 195 46 105 72 177 137 151 57

E430 274 42 190 71 215 51 150 92

SS+ZA SS-RCD+ZA SS-RCD+ZA-RCD ZA-RCD+ZA-RCD

TRAMO 1 TRAMO 2 TRAMO 3 TRAMO 4



Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 631 385 333 78 289 212 289 243

E3

75 358 326 135 47 83 50 112 66

E430 266 67 300 54 158 52 146 56





Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 513 325 261 92 323 302 177 67

E3

75 198 113 123 36 89 40 99 68

E430 271 71 268 68 195 77 112 54






Tabla 38 Control nº8 de Julio de 2011 Módulos por Cálculo Inverso. (Fuente: Elaboración propia)




Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 594 382 254 64 270 184 230 164

E3

75 319 363 89 37 53 28 59 38

E430 256 70 259 67 189 92 119 49





Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 623 404 232 57 318 304 208 101

E3

75 441 324 120 45 92 56 110 50

E430 260 43 269 67 159 51 127 53





Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 681 379 297 108 240 100 297 287

E3

75 360 406 95 30 55 24 72 26

E430 275 85 289 73 177 64 136 59






Tabla 41 Control nº11 de Enero de 2013 Módulos por Cálculo Inverso. (Fuente: Elaboración propia)

Para ver la salida del programa Evercalc se puede consultar el Anexo nº3 del presente trabajo.

5.6.2.CálculoDirectoModeloHogg

A partir de lo explicado en el apartado 4.1.6, se emplea el método de cálculo directo basado en el modelo elástico de Hogg, para ello se programan dos funciones en lenguaje visual Basic, para así poder implementar el método desde una hoja de cálculo Excel, la primera función determinará la ecuación 1 del apartado 4.1.6, esto es que se elige el modelo de firme a retrocálcular (1,2 o 3 ver apartado 4.1.6).

A continuación se determinan los valores del módulo de la subrasante para los distintos sensores, en este caso se ha empleado la hipótesis 1 porque es la que arrojaba valores más realistas, posteriormente se pasa a calcular la longitud de la curva de deflexión, para ello se emplea la segunda función, el código de estas se incluye en el anexo 1 del presente trabajo.

Los módulos de la rodadura se calculan a partir de la fórmula (1) del apartado 4.1.6.

En cuanto a las capas granulares se usa la siguiente expresión determinada por Dorman y Metccalf (56) que relaciona el Módulo de la capa inferior (i+1) con la superior (i);

0.2 ∗ . ∗

A continuación se presentan los resultados resumidos del cálculo directo desde la tabla 42 hasta la tabla 49.



Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 621 328 298 93 201 78 221 57

E3

75 483 359 151 53 123 123 115 114

E430 269 76 314 74 182 62 132 50





Inverso(Mpa)

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica


Inverso(Mp

desviación tipica

E1 6000 6,000 0 6,000 0 6,000 0 6,000 0

E2 225 553 374 291 89 175 64 181 65

E3

75 420 379 108 31 69 23 64 37

E430 233 57 296 58 163 41 117 43





Tabla 42 Control nº4 de Junio de 2009 Módulos por Hogg. (Fuente: Elaboración propia)

Tabla 43 Control nº5 de Diciembre de 2009 Módulos por Hogg. (Fuente: Elaboración propia)



Módulo medio por Hogg

(Mpa)

desviación tipica

Módulo por Hogg (Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 7,463 2,019 7,965 3,928 4,301 736 5,780 2,116

E2 225 872 114 518 151 670 99 534 168

E3

75 335 44 199 58 257 38 205 65

E430 129 17 76 22 99 15 79 25


SS-RCD+ZA-RCDSS+ZA SS-RCD+ZA ZA-RCD+ZA-RCD



(Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 46,044 49,790 9,378 2,087 6,948 5,374 7,900 4,823

E2 225 753 204 750 117 436 72 516 232

E3

75 289 78 288 45 167 28 198 89

E430 111 30 111 17 64 11 76 34





(Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 15,083 14,463 6,697 2,089 10,239 15,816 4,885 1,354

E2 225 808 135 683 163 490 95 405 174

E3

75 310 52 262 63 188 36 156 67

E430 119 20 101 24 72 14 60 26






Tabla 46 Control nº8 de Julio de 2011 Módulos por Hogg. (Fuente: Elaboración propia)




(Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 38,898 42,613 8,018 1,550 8,707 7,826 7,465 3,758

E2 225 723 299 572 148 368 67 360 178

E3

75 278 115 220 57 141 26 138 68

E430 107 44 84 22 54 10 53 26





(Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 25,751 24,278 6,462 1,551 9,361 12,493 5,618 1,967

E2 225 947 322 637 119 453 77 465 174

E3

75 364 124 245 46 174 29 179 67

E430 140 47 94 17 67 11 69 26





(Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 60,322 79,782 7,481 2,781 5,214 2,563 8,202 7,297

E2 225 803 273 680 165 413 92 441 158

E3

75 308 105 261 63 159 35 169 61

E430 118 40 100 24 61 14 65 23






Tabla 49 Control nº11 de Enero de 2013 Módulos por Hogg. (Fuente: Elaboración propia)

Para consultar los datos extendidos del cálculo directo se puede consultar el Anexo 3.

5.6.3.Comparaciónentrelosdosmétodos,calculodirectoeinverso.

Se observa que en este caso se ajusta de una manera más razonable los valores obtenidos a partir del cálculo directo, el cálculo inverso parece que funciona razonablemente en el tramo 1, pero no así en los otros tramos, siendo ya muy deficiente su uso en los tramos tres y cuatro, ya que la capa tercera relativa al suelo seleccionado procedente de RCD (E3) (figura 45) da un valor más bajo que la capa del terreno natural subyacente (figura 46), esto se produce también con la capa E3 de estos tres tramos como se puede apreciar en la tabla 47.

Por tanto se tienen dudas con respecto a la fiabilidad de los datos obtenidos por cálculo inverso, ya que no parece lógico que el módulo de una capa inferior sea mayor que el de la capa superior, aunque podría deberse a la acumulación de agua por el deficiente drenaje existente en estos tramos, lo cual unido a la naturaleza plástica de los materiales empleados en las capas de RCD hace que los datos obtenidos no se ajusten a lo esperable.

Otro factor a tener en cuenta es que la capa bituminosa tiene un espesor de tan solo 5cm, esto puede influenciar negativamente en el cálculo de los módulos por el método de RMS, y tal vez genere la incongruencia en el resultado de módulos para la E3.

Una posible explicación a los resultados obtenidos a partir del cálculo inverso, es el excesivo número de incógnitas introducidas (4) en este cálculo, se obtienen resultados más razonables cuando se usan dos o tres incognitas.



(Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 25,938 19,505 6,460 1,897 3,707 1,301 5,205 1,792

E2 225 1,023 273 839 153 518 138 509 177

E3

75 393 105 322 59 199 53 195 68

E430 151 40 124 23 76 20 75 26




Módulo medio por

Hogg (Mpa)

desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica


desviación tipica

E1 6000 51,662 78,574 9,320 3,276 4,342 1,479 6,113 1,335

E2 225 700 239 661 130 401 62 353 144

E3

75 269 92 254 50 154 24 135 55

E430 103 35 97 19 59 9 52 21





Por otro lado el cálculo directo obtiene valores más razonables en lo que a terreno natural subyacente se refiere, esto se puede apreciar en la figura 47. Al ser valores más próximos a los esperados en este tipo de explanadas.

En los valores de módulos obtenidos se detecta una variación estacional entre la época seca y la húmeda, siendo los valores mayores en junio‐julio y los menores en diciembre‐enero. Es por esto que para este caso sería más apropiado el emplear el método del cálculo directo para la obtención de los módulos en este tramo de investigación.

figura 45 Evolución del módulo del suelo valorizado en T3. (Fuente: Elaboración propia)

figura 46 Evolución del módulo del TNS en T1. (Fuente: Elaboración propia)

257

167188

141

174159

199

154

177

83 83

53

92

55

123

69

0

50

100

150

200

250

300

C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11

Módulo en Mpa

SUELO VALORIZADOT3 C.DIRECTO

SUELO VALORIZADOT3 C. INVERSO

99

6472

5467 61

7659

215

158 158

189

159

177 182

163

0

50

100

150

200

250

C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11

Módulo en Mpa

TNS T3 C.DIRECTO

TNS T3 C. INVERSO



figura 47 Evolución módulo TNS en todo el tramo. (Fuente: Elaboración propia)

129

111119

107

140

118

151

103

76

111101

8494100

124

97 99

6472

5467 61

76

59

79 7660

5369 65

75

52

274266266

256260275269

233

190

300300

259269

289

314

296

215

158158

189

159

177182

163150146146

119127

136132117

0

50

100

150

200

250

300

350

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

C4

C5

C6

C7

C8

C9

C10

C11

T1 T2 T3 T4

MÓDULO EN MPA

TNS C.DIRECTO TNS C. INVERSO



Módulo Directo

Módulo Inverso

Módulo Directo

Módulo Inverso

Módulo Directo

Módulo Inverso

Módulo Directo

Módulo Inverso

Módulo Directo

Módulo Inverso

Módulo Directo

Módulo Inverso

Módulo Directo

Módulo Inverso

Módulo Directo

Módulo Inverso

C8 JUL-2011 C9 DIC-2011 C10 JUN-2012 C11 ENE-2013C4 JUN-2009 C5 DIC-2009 C6 JUN-2010 C7 DIC-2010

E1 7,463 6,000 46,044 6,000 15,083 6,000 38,898 6,000 25,751 6,000 60,322 6,000 25,938 6,000 51,662 6,000E2 872 361 753 631 808 594 723 594 947 623 803 681 1,023 621 700 553E3 335 195 289 358 310 319 278 319 364 441 308 360 393 483 269 420E4 129 274 111 266 119 256 107 256 140 260 118 275 151 269 103 233

TRA

MO

1

E1 7,965 6,000 9,378 6,000 6,697 6,000 8,018 6,000 6,462 6,000 7,481 6,000 6,460 6,000 9,320 6,000E2 518 255 750 333 683 254 572 254 637 232 680 297 839 298 661 291E3 199 105 288 135 262 89 220 89 245 120 261 95 322 151 254 108E4 76 190 111 300 101 259 84 259 94 269 100 289 124 314 97 296

TRA

MO

2

E1 4,301 6,000 6,948 6,000 10,239 6,000 8,707 6,000 9,361 6,000 5,214 6,000 3,707 6,000 4,342 6,000E2 670 253 436 289 490 270 368 270 453 318 413 240 518 201 401 175E3 257 177 167 83 188 53 141 53 174 92 159 55 199 123 154 69E4 99 215 64 158 72 189 54 189 67 159 61 177 76 182 59 163

TRA

MO

3

E1 5,780 6,000 7,900 6,000 4,885 6,000 7,465 6,000 5,618 6,000 8,202 6,000 5,205 6,000 6,113 6,000E2 534 212 516 289 405 230 360 230 465 208 441 297 509 221 353 181E3 205 151 198 112 156 59 138 59 179 110 169 72 195 115 135 64E4 79 150 76 146 60 119 53 119 69 127 65 136 75 132 52 117

TRA

MO

4

Tabla 50 Comparación de Módulos obtenidos por cálculo inverso y directo. (Fuente: Elaboración propia)

5.‐ ejemplo práctico del cálculo de módulos en un tramo de...

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