taller 2. pavimentos suelos_cbr_2013-2

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL PAVIMENTOS TALLER 2 SUELOS SUBRASANTE, BASES, SUBBASE DE PAVIMENTOS  CBR Profesor: Ing. Octavio Coronado García. Fecha: 09 de Octubre de 2013 I. Debido a los daños que presentan una importante vía de la capital, usted es contratado como consultor para analizar la calidad del suelo de subrasante y de los materiales de base y subbase. Usted ordena ensayos básicos de mecánica de suelos sobre los materiales granulares de base y subbase, los que arrojaron los siguientes resultados: Base Subbase γT =19.3 kN/m 3  γT =16.4 kN/m 3 ω = 8.2 % S= 46.8 % Con la información que le presenta el laboratorio, y asumiendo si es necesario encuentre:  Peso específico saturado.  Relación de vacíos.  Porosidad.  Saturación (base).  Humedad natural (subbase)  Densidad seca. También se determinó el CBR para el material de base y subbase, y el Índice de plasticidad para la fracción fina que presentaban ambos materiales es: base CBR= 80% IP= 6%, subbase CBR= 23%, IP= 5%. a) Según su análisis que tipo de daños se pueden estar presentando la estructura de pavimento. b) ¿Cree usted que el material es apropiado para ser utilizado como base y subbase de un pavimento flexible? Utilice las Especificacio nes Invias. c) ¿Qué soluciones propondría para el problema? Sea claro y argumente. Se le entregaron también el resultado de los ensayos de humedad natural y peso específico de dos muestras tomadas de la subrasante arrojand o los siguientes resultados:  Muestra punto 1 Muestra punto 2 γT 1.82 T/m3 1.61 T/m3 S 72 % 98.6 % Adicionalmente, al suelo se le realizaron los ensayos de límites obteniendo los siguientes resultados: Muestra punto 1 Muestra punto 2 ωl 116 % 84 % ωp 86% 75% d) Utilizando la información presentada, clasifique las dos muestras de suelo de subrasante.

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AGRÍCOLA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVILPAVIMENTOS

TALLER 2 SUELOS SUBRASANTE, BASES, SUBBASE DE PAVIMENTOS  – CBR

Profesor: Ing. Octavio Coronado García.Fecha: 09 de Octubre de 2013

I.  Debido a los daños que presentan una importante vía de la capital, usted es contratado como consultor para

analizar la calidad del suelo de subrasante y de los materiales de base y subbase. Usted ordena ensayos básicos

de mecánica de suelos sobre los materiales granulares de base y subbase, los que arrojaron los siguientes

resultados:

Base Subbase

γT =19.3 kN/m3  γT =16.4 kN/m3

ω = 8.2 % S= 46.8 %

Con la información que le presenta el laboratorio, y asumiendo si es necesario encuentre:

  Peso específico saturado.

  Relación de vacíos.

  Porosidad.

  Saturación (base).

  Humedad natural (subbase)

  Densidad seca.

También se determinó el CBR para el material de base y subbase, y el Índice de plasticidad para la fracción finaque presentaban ambos materiales es: base CBR= 80% IP= 6%, subbase CBR= 23%, IP= 5%.

a)  Según su análisis que tipo de daños se pueden estar presentando la estructura de pavimento.

b)  ¿Cree usted que el material es apropiado para ser utilizado como base y subbase de un pavimento flexible?

Utilice las Especificaciones Invias. 

c)  ¿Qué soluciones propondría para el problema? Sea claro y argumente.

Se le entregaron también el resultado de los ensayos de humedad natural y peso específico de dosmuestras tomadas de la subrasante arrojando los siguientes resultados: 

Muestra punto 1 Muestra punto 2

γT  1.82 T/m3 1.61 T/m3S 72 % 98.6 %

Adicionalmente, al suelo se le realizaron los ensayos de límites obteniendo los siguientes resultados:

Muestra punto 1  Muestra punto 2 

ωl 116 % 84 %

ωp 86% 75%

d)  Utilizando la información presentada, clasifique las dos muestras de suelo de subrasante.

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 e)  Con la información presentada determine las siguientes propiedades índice para cada una de las dos

muestras de subrasante, si requiere valores adicionales, asúmalos y argumente por qué.

  Densidad saturada

  Relación de vacíos

  Porosidad

  Humedad natural

 Densidad seca.

Para finalizar se realizaron ensayos de CBR para las dos muestras, obteniendo los siguientes resultados:

Muestra punto 1  Muestra punto 2 

CBR 2.9 % 4.8 %

f)  ¿Qué importancia tiene el hecho que los suelos de subrasante presenten las propiedades físicas y

mecánicas mencionadas? Analice con detenimiento, compare con los requisitos de las especificaciones

INVIAS.

II.  Basados en su excelente desempeño en realizar el análisis anterior lo contactan para que emita una opinión sobre

la calidad de unos materiales que se desean emplear en bases y subbases de una vía de tráfico medio en el centrode la ciudad. Usted le pidió al laboratorio que le hiciera los ensayos de granulometría, y los resultados fueron los

siguientes:

Tamiz Tamañopartícula*

Porcentaje que pasa

Suelo A Suelo B Suelo C Suelo D Suelo E Suelo F

3” - - - - 100 -

2 ½” 100 - 100 - 86 -

2” - - - - 80 100

1” - - - - 73 76

¾” 64 - 76 - - -

½” 39 100 65 - 63 60

3/8” - - - - 54 57

¼” - - - - -

Nº 4 47 54

Nº 10 24 98 59 - - -

Nº 20 - - - - 34 50

Nº 30 12 90 54 - - -

Nº 40 - - - - 18 42

Nº 70 5 9 47 100 - -

Nº 80 - - - - 12 40Nº 100 - - - - 2 -

Nº 200 0 3 34 95 0 38

0.020mm 23 69 20

0.006mm 14 46 8

0.002mm 7 31 2

Los tamaños de partícula (*) corresponden al ensayo de sedimentación.

Los resultados de los ensayos realizados a las partículas finas del suelo arrojaron:

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-  suelo D: Límite Líquido 42, índice de plasticidad 18.

-  Suelo C: Límite Líquido 26, índice de plasticidad de 9.

-  Suelo F: Límite Líquido 20, índice de plasticidad de 0,95.

a)  Describa la gradación de los materiales utilice los coeficientes de uniformidad y de curvatura, Grafique.

b)  Clasifique utilizando las especificaciones AASHTO (De necesitarlo, interpole linealmente en pequeños

intervalos).

c)  Clasifique el suelo con el Sistema de Clasificación Unificada (De necesitarlo, interpole linealmente en pequeños

intervalos).d)  Clasifique el material empleando la carta de Casagrande. (Parte fina de las muestras de suelo).

e)  Recurriendo a las especificaciones de la AASHTO como referencia, para suelos granulares en pavimentos

¿Cree usted que el material es apto para utilizar en bases, en subbases? Justifique su respuesta.

f)  Haciendo referencia a las especificaciones del INVIAS para suelos granulares en pavimentos, ¿Cree usted que

el material es apto para utilizar en bases, en subbases? Justifique su respuesta.

g)  ¿Cómo se relacionan las normas INVIAS y AASHTO? ¿Cuál parece ser más estricta?

h)  En los casos en que los materiales no sean aptos para emplear en la estructura de pavimento, bases y

subbases, ¿Qué podría hacerse con esos materiales para mejorar sus características y llevarlos a cumplir la

norma? Investigue, no busque respuestas inmediatas.

III.  Un estudio de suelos y diseño de pavimento realizado para la carretera entre Juanjui y Tocache, arrojó que el tipo

de suelo predominante en la zona tiene un 45.9% de gravas, 35.3 arenas, 15.1% de finos y un 3.7% de roca. De la

misma forma, se realizaron ensayos de CBR cuyos resultados son:

KM CLASIFICACIÓN CBR

0+500 CL 1.9

3+000 CL 3.9

5+250 CL 1.7

7+250 CL 3.8

9+000 CL 2.2

18+000 ML 3.9

19+000 CL 3.0

20+500 CL 3.1

25+000 CL 3.4

36+250 CL 9.0

43+000 CL 3.4

a)  Determine el CBR de diseño y para esto use un percentil del 70%.

b)  Con el CBR de diseño concluya sobre las medidas a tomar con este tipo de suelo (estabilización) y

recomiende si es el caso, qué tipo de estabilización usted utilizaría y ¿Por qué?c)  Si el suelo fuera de origen volcánico, ¿Qué recomendación haría usted?

NOTA: Sea claro en sus respuestas y justifique sus afirmaciones, analice y comente sus resultados. Utilice lasespecificaciones del INVIAS para sus comparaciones.