N Cerutti_Datos Geotecnicos.pdf - Dirección Nacional de Vialidad

COMISIÓN PERMANENTE DEL ASFALTO
Jornada Técnica de Actualización
25 de Agosto de 2006 – Comodoro Rivadavia
CHUBUT
“DATOS GEOTÉCNICOS PARA EVALUACIÓN DE PAVIMENTOS”
Destrucción superficial limitada, que permite la
habilitación rápida y segura

CARGAS Y REACCIONES

CAPACIDAD DE OPERACIÓN
Datos Básicos
1. Número de camiones pesados de cada
tipo que transita o número de
operaciones de cada tipo de aeronave
que opera.
2. Condición de cargado-descargado;
sentido de circulación; porcentaje de
ocupación.

COMPOSICIÓN DEL TRÁFICO
– ACTUAL Y ESPERADO

COMPOSICIÓN DEL TRÁFICO
QUE OPERA Y EVOLUCIÓN ESPERADA
Y el conocimiento de cada configuración de equipo de
transporte o aeronave:
• Peso de tara operativa y con carga máxima.

CARGA MÁXIMA
P 1 max
P 2 max

CARGA OPERATIVA
P 1 operativa
P 2 operativa

COMPOSICIÓN DEL TRÁFICO
QUE OPERA Y EVOLUCIÓN ESPERADA
Y el conocimiento de cada configuración de equipo de
transporte o aeronave:
• Peso de tara operativa y con carga máxima.
• Características geométricas del eje o balancín de
apoyo; o del tren de aterrizaje de las aeronaves.

GEOMETRÍA DEL BALANCÍN DE APOYO O TREN DE
ATERRIZAJE
~ 22,00 m.
~ 4,65 m.
~ 4,65 m.

COMPOSICIÓN DEL TRÁFICO
QUE OPERA Y EVOLUCIÓN ESPERADA
Y el conocimiento de cada configuración de equipo de
transporte o aeronave:
• Peso de tara operativa y con carga máxima.
• Características geométricas del eje o balancín de
apoyo; o del tren de aterrizaje de las aeronaves.
• Presión recomendada para los neumáticos.

Resistencia entre las distintas capas

EVALUACION DE TODO TIPO DE PAVIMENTO
• Autónomo
• Combinado con Evaluación Superficial
• Complemento de deflectometría

VENTAJAS
• Pueden obtenerse los datos requeridos para estudios
completos de todas las capas.
• Se cubre con los estudios un área significativa.
• Se pueden fraccionar los trabajos sin afectar las operaciones.
En escasas circunstancias pueden necesitarse más de 10 min.
para liberar la zona.
• Ofrece un panorama más amplio de cada capa.
• La cantidad de materiales extraidos permiten realizar trabajos
seriados.
• Se pueden limitar los estudios y siempre se van obteniendo
resultados aplicables.

DESVENTAJAS
• Se trabaja con mezclas representativas, no con suelos
de una capa única.
• Se utilizan aproximaciones que responden a
investigaciones propias que no necesariamente deben
ser aceptadas.
• Tienen costos semejantes a los tradicionales si ambos
se los realiza seriamente siguiendo las normas
vigentes.

Posiciones de los perfiles longitudinales
-CAMINOS-
• Cuatro franjas coincidentes con las
huellas.
• Tres franjas que incluyan al eje de
separación de los carriles y las de
separación entre las huellas.
• Las banquinas pavimentadas

Distribución Perfiles en la traza

Distribución de Perfiles con Prospecciones

Distribución de Perfiles con Prospecciones

Ubicación de Perfiles con Prospecciones

Distribución de Perfiles con Prospecciones

Posiciones de los perfiles longitudinales
- AEROPUERTOS-
• Una franja central de 16 a 20 m. de ancho, que incluya
al eje.
• Dos franjas aledañas de 5 a 10 m. de ancho según el
ancho de la pista.
• Dos franjas de 5 a 8m. de ancho que alcancen el
borde.
• Las dos márgenes pavimentadas
• Las dos márgenes de seguridad sin pavimentar.

Distribución Perfiles Longitudinales en Pista

Distribución Perfiles Longitudinales en Pista

TRABAJOS DE CAMPO
• Calados de la superficie de hormigón o
concreto asfáltico de 0,15 m. de diámetro
• Efectuar un ensayo de DCP hasta
penetrar la subrasante
• Extraer los materiales de cada capa y
acondicionar una fracción para
preservar su humedad.
• Cegar la perforación.

Procedimiento de calado y extracción

Algunas particularidades en el
ensayo DCP
• Penetrar como mínimo 0,50 m. en subrasante.
• Ensayo con tres operarios.
• Se fraccionan los escalones de 5 golpes.
• Cuatro long. de lanzas de 1,27 m. a 1,97 m.
• Yunque angosto que pasa por calado de 0,15 m.
• Calibre para extremo cónico.
• Retiro de Bases Granulares con DN

Ensayo de DCP

REGISTRO
DE
DATOS

Paquete estructural con base cementada

Suelos con Cementación
40,0
Resist. a Compresión (Kg/cm2)|
30,0
20,0
10,0
0,0
0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0
U.P. ( mm. /Golpe )
Hnat
Regres.

Barreno helicoidal y cucharas de avance

Medición de profundidad de cambio y muestras
para humedad

Procedimiento de Tapado y compactación

Trabajo de campaña
Información Complementaria Aconsejable
Descripción de las características
superficiales del pavimento ( Norma Nacional o
ASTM D 5340) , la forma del perfil transversal, el
estado de las banquinas o márgenes
pavimentadas y de zonas adyacentes;
describiendo el estado de desagües,
drenajes, obstáculos y hechos existentes
que puedan afectar el uso seguro de la vía.

Trabajo de laboratorio
• HUMEDAD NATURAL
-Norma IRAM 10519//VN-E26 (ASTM D2216)-
• LÍMITE LÍQUIDO, LÍMITE PLÁSTICO E
INDICE DE PLASTICIDAD
-Norma IRAM 10501 y 10502//VN-E7 (ASTM D4318)-
• GRANULOMETRIA PARCIAL POR VÍA HÚMEDA
(Tamices Nº 4, 10, 40 y 200)

Trabajo de laboratorio
• GRANULOMETRIA COMPLETA
(Tamices de 3”; 1 1/2”; 1”; 3/4”; 1/2”; 3/8” y Nº 4, 10, 40, 100 y 200);
-Norma IRAM 10507//VN-E7 (ASTM D422)-
• CLASIFICACION
sistema de Highway Research Board e Indice de Grupo
-Norma IRAM 10521//VN-E4 (ASTM D3282)-

Trabajo de laboratorio
• ENSAYOS DE COMPACTACIÓN
-Norma IRAM 10511//VN-E5-
• Proctor Standard
[AASHTO T-99/Tipo I ó IV de DNV (ASTM D698)] o
• Proctor Modificado
[AASHTO T-180/Tipo II ó V de DNV (ASTM D1557)]

Relaciones VSR vs. DN
De origen Nacional e Internacional
1) CBR = 405,3 / DN 1,259
2) VSR = 450 . (DN) –1,05
3) log CBR = 2,89 - 1,46 . log DN
4) log CBR = 2,20 - 0,71 . (log DN) 1,5
5) CBR = 279,3 . DN (-1,118) si DN < 30 mm.golpe
CBR = 18743,5 . DN (-2,399) si DN > 30 mm.golpe

Relaciones VSR
Volcado de Datos
Valor Soporte ( % )
150,0
120,0
90,0
60,0
30,0
Rel. 1
Rel. 2
Rel. 3
Rel. 4
Rel. 5
> Hopt.
Hopt.
< Hopt.
0,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80
U. P. (mm. / golpe )

Relaciones VSR vs. DN
Propuesta Año 2000 – del Autor
VSR = A – B . ln DN
Indice de grupo
0
< o igual a 4
5 a 9
10 a 15
> 15
Humedad respecto óptima
102 a 130 % C.D. 98 a 102 % C.D. 80 a 98 % C.D. 98 a 102 % CEst.
A 81,2 97,6 106,5 81,7
B 24,7 30,8 32,9 27,0
Error cuadrático R 2 0,9229 0,9814 0,9830 0,9624
A 30,6 43,3 45,9 33,0
B 7,5 10,5 10,9 7,9
Error cuadrático R 2 0,9611 0,9825 0,9051 0,9502
A 10,5 15,2 24,2 14,0
B 2,0 2,5 4,2 2,7
Error cuadrático R 2 0,8909 0,9751 0,9834 0,9762
A 7,3 10,2 16,9 9,0
B 1,5 1,8 2,9 1,6
Error cuadrático R 2 0,9052 0,9699 0,9717 0,9634
A 8,2 12,3 14,9 10,5
B 1,8 2,6 3,1 2,2
Error cuadrático R 2 0,9657 0,9735 0,9618 0,9711

Trabajo de Gabinete
? Con el Índice de Grupo se determina cual de
los 5 grupos se debe adoptar.
? Con la relación Humedad Natural / Humedad
Optima se determinan las constantes A y B de
la función.
? Con el valor del Número de Definición de
penetración (DN) determinado con el ensayo
de Penetrómetro Dinámico de Cono (DCP) para
cada capa se establecen los respectivos
Valores Soportes.

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P )
Suelos Granulares con I. G. = 0
140,0
120,0
Valor Soporte ( % )
100,0
80,0
60,0
40,0
h. 125%HOpt
Regr.>HOpt.
Hopt
Regr. HOpt.
h.85%HOpt
Regr.

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P )
Suelos sin Estructura Granular con I. G. < 4
40,0
30,0
Valor Soporte ( % )
20,0
h. 125%HOpt
Regr.>HOpt.
Hopt
Regr. HOpt.
h.85%HOpt
Regr.

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P )
Suelos Finos con I. G. de 4 a 9
20,0
Valor Soporte ( % )
15,0
10,0
h. 125%HOpt
Regr.>HOpt.
Hopt
Regr. HOpt.
h.85%HOpt
Regr.

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P )
Suelos Finos con I. G. de 10 a 15
Valor Soporte ( % )
15,0
10,0
5,0
h. 125%HOpt
Regr.>HOpt.
Hopt
Regr. HOpt.
h.85%HOpt
Regr.

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P )
Suelos Finos con I. G. > 15
12,0
10,0
Valor Soporte ( % )
8,0
6,0
4,0
h. 125%HOpt
Regr.>HOpt.
Hopt
Regr. HOpt.
h.85%HOpt
Regr.

Trabajo de laboratorio
• VALOR SOPORTE RELATIVO
-Norma IRAM 10520//VN-E6; Simplificado Mét. I (ASTM D1883)-

Valor soporte en función del P.U.V.S

Envolvente de curvas de compactación

Trabajo de laboratorio
• DETERMINACION DE LAS DIMENSIONES
GEOMETRICAS
• DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD BRUTA [d o Gmb].
- Método de desplazamiento
- Norma VN - E 12-
• PESO ESPECIFICO MAXIMO MEDIDO [ Gmm ]
- Método de Rice
- Norma VN - E 27-

Trabajo de laboratorio
• PORCENTAJE DE AGUA PRESENTE
- Norma VN - E 55-
• PORCENTAJE DE CEMENTO ASFALTICO
- Método de Abson.
- Norma VN - E 17-
• CONCENTRACION POR DESTILACION DE ASFALTO
- Método Abson (A.S.T.M. D-1856)

Trabajo de laboratorio
• GRANULOMETRIA COMPLETA
(Tamices de 1 1/2”; 1”; 3/4”; 1/2”; 3/8” y Nº 4, 8, 40, 100 y 200);
- Norma IRAM 10507//VN-E7 (ASTM D422)-
• DETERMINACION DE LA PENETRACIÓN
(100 gr. - 25 °C - 5 seg.)
- Norma IRAM 6576
• DETERMINACIÓN DEL PUNTO DE ABLANDAMIENTO
- Método de anillo y esfera.
- Norma IRAM 115

Trabajo de laboratorio
• DETERMINACION DE LA VISCOSIDAD
ABSOLUTA A 60 °C
- Norma A.S.T.M. D-2171
• DETERMINACION DE LA DUCTILIDAD
( 25 °C - 5 cm/min.)
- Norma IRAM 6579

TESTIGOS DE HORMIGON
• DENSIDAD SECA
- Norma A.S.T.M. D-2171
• ENSAYO A TRACCION INDIRECTA POR
COMPRESION DIAMETRAL
- Norma IRAM 1658

Conclusiones
Para evaluación de la estructura de pavimentos, las aplicaciones
efectuadas han demostrado un alto grado de eficiencia.
Es un trabajo que se realiza con equipos sencillos; puede
llevarlo a cabo gente con escasa experiencia, siempre que
respete las normas y le dedique el tiempo necesario, trabajando
en forma sistemática y prolija.
Si los trabajo de prospección se deben suspender en alguna
etapa, siempre pueden continuarse sin que la interrupción altere
de alguna forma los resultados restantes.

Conclusiones
Se dispone de una importante cantidad de resultados repetibles, y
se compara y ajusta permanentemente con nuevos resultados.
El costo de un pozo a cielo abierto con todos los ensayos equivale
a 1,5 a 3,5 perfiles transversales realizados con esta metodología.
Tal vez no se destruya menos el pavimento, pero se lo hace en
forma menos peligrosa y se lo puede reparar eficientemente.
Son escasos los usuarios que pueden detectar que se han
realizado los estudios: el confort y la seguridad en la circulación
no se ven afectados.

COMISIÓN PERMANENTE DEL ASFALTO
Jornada Técnica de Actualización
25 de Agosto de 2006 – Comodoro Rivadavia
CHUBUT
Por su atención,
muchas gracias.