martes, 3 de marzo de 2015

Ensayes de Compactación

Existen dos modelos de ensayes de compactación en el laboratorio: los ensayes de tipo dinámico y el ensaye de tipo estático. Los primeros son conocidos como dinámicos porque el modelo usa el desplazamiento de una masa por una altura de caída para transmitir la carga de compactación mediante un pisón de masa constante. Dentro de este concepto se encuentran el ensaye Proctor y los ensayes AASHTO estándar y modificado. El modelo de ensaye estático solamente es el ensaye Porter, en el cual, la aplicación de la carga de compactación se aplica mediante una prensa hidráulica a una velocidad muy lenta. De acuerdo a una recomendación del Cuerpo de Ingenieros de EEUU, en el campo, debido a las características del equipo de compactación, es muy difícil lograr la compactación estática, por lo cual AASHTO adoptó las recomendaciones para emitir los ensayes dinámicos estándar y modificados que llevan su nombre, y que actualmente en las normativas de la SCT se toman como estándar.
En el caso de la compactación dinámica, el ensaye seleccionado debe permitir obtener los siguientes parámetros: 1. Energía de compactación, 2. Peso volumétrico seco máximo y 3. Humedad óptima.
1. Energía de compactación. Se define como la energía que transmite un pisón de masa constante debido a un caída a una altura establecida en una muestra de suelo graduado colocado en un número de capas que recibe un determinado número de golpes, multiplicados todos entre sí y divididos por el volumen del molde.

Así, las energía de compactación para los ensaye estándar y modificado AASHTO T-99 y T-180, variantes A, B, C y D son:


2. Peso volumétrico seco máximo (PVSM) y 3. Humedad óptima (wopt)
Se obtienen de la curva de compactación cuando gradualmente se va incrementando el contenido de agua (humedad) para ir determinando los pesos volumétricos húmedos respectivos de cada ensaye, convirtíéndolos en secos mediante la división por 1+w, w en decimal. Se grafica en el eje de las X la humedad en % y en el eje de las Y los pesos volumétricos secos. El PVSM es el máximo y wopt la abscisa para ese máximo. 

domingo, 22 de febrero de 2015

Algunas notas sobre el tránsito

La suma de ejes equivalentes de 8.2 ton acumulados durante la vida útil de un proyecto de camino se toma como referencia diseñar los espesores del pavimento y definir las calidades de los materiales que intervienen en la subyacente, subrasante, sub-base y base. Dicha suma depende del tránsito diario promedio actual (TDPA), el tipo de camino (A, B, C o D),  el número de carriles, la composición vehicular, la vida útil del camino, la tasa de crecimiento anual, los coeficientes de daño o equivalencia de cada vehículo. Su cálculo se realiza a diferentes profundidades z, desde 0 cm hasta 100 cm, tomando los coeficientes correspondientes a dichas profundidades, tomando en nuestro caso, el valor para z = 30 cm. Para consultar la forma del cálculo y los coeficientes de equivalencia, decargar el documento titulado Manual de Administración de Pavimentos en Vialidades Urbanas, Tomo IX. Clic aquí para descargar y consultar las páginas 22 a 26 de dicho tomo, así como las tablas al final del documento que contienen los factores de equivalencia para los vehículos permitidos por la SCT para circular en las carreteras de México.

Cálculo de la Suma de Ejes Equivalentes de 8.2 Ton

El cálculo de la suma de ejes equivalentes de 8.2 Ton es un concepto esencial para determinar los espesores de un pavimento y para verificar la calidad de las capas subrasante, sub-base y base, pues dependiendo de este valor, se verifica la calidad del material considerando su granulometría, plasticidad, equivalente de arena, compactación y CBR. Además, se utiliza este cálculo para obtener los espesores de las capas del pavimento usando los parámetros de resistencia del terreno medidos por el CBR, VRS, Estabilidad R, módulo de resiliencia y aplicando una metodología implantada por alguna dependencia: Cuerpo de Ingenieros de EEUU (USACE), AASHTO, Instituto de Ingeniería de la UNAM.
Un modelo en Mathcad 14 para calcular la suma de ejes equivalentes de 8.2 Ton está disponible aquí.
Un documento del IMT que contiene un estudio sobre las características y pesos de los vehículos que circulan por las carreteras de México, esta disponible aquí.

miércoles, 18 de febrero de 2015

Mezclas Granulométricas

Para obtener un material pétreo, en términos de la granulometría, se requieren mezclar materiales con granulometrías particulares de diferentes bancos para obtener el que presente la granulometría más acorde a las especificaciones.
Generalmente se combinan materiales de bancos diferentes mediante métodos gráficos, matriciales basados en optimización y empíricos, buscando que el material obtenido ajuste lo más adecuadamente a las curvas de especificación.
Un documento que contiene un ejemplo de diseño de mezcla granulométrica para dos materiales de bancos de préstamo, resueltos por los métodos analítico y gráfico, está disponible aquí.


sábado, 14 de febrero de 2015

Inventario SCT de Bancos de Materiales

En la página de la SCT se encuentra disponible el inventario de bancos de materiales registrados por estados hasta el 2013. Clic aquí para ir a la página.
Descarguen los archivos e identifiquen un banco de este municipio para analizar su contenido en el documento.

Ensayes del Material

Los equipos de trabajo deberán realizar los siguientes ensayes al material de banco que se muestreo:
1.   Determinación de la humedad natural.
2.   Densidad del material fino (pasa la malla No 4 -4.75 mm-)
3.   Densidad del material grueso (retenido en la malla 3/8" -9.50 mm-)
4.   Pesos volumétricos seco suelto y seco compacto.
5.   Granulometría gruesa y fina (secuencia de mallas: 3", 2", 1 1/2", 3/4", 3/8", No. 4, No. 10, No. 20, No. 40, No. 60, No. 100 y No. 200)
6.   Límites de Atterberg (para material que pasa malla No. 40): límite líquido, límite plástico, contracción lineal e índice plástico
7.   Equivalente de arena (material que pasa la malla No. 4)
8.   Ensaye AASHTO estándar para determinación del peso volumétrico seco máximo (PVSM) y la humedad óptima (w opt) para material que más del 50% pasa la malla No. 4
9.   Ensaye AASHTO modificado para la determinación del PVSM y w opt para material que más del 50% se retiene en la malla No. 4 y que pasa la malla 1".
10. Ensaye Porter estándar para material arenoso o que más del 50% se retenga en malla No. 4.
11. Ensaye Porter modificado para material arcilloso con más del 50% que pase la malla No. 4.
12. En muestras inalteradas, ensaye de compresión simple sin confinar para la determinación del esfuerzo cortante, cohesión  y ángulo de fricción interna.
13. Diseño de una mezcla granulométrica para suelo gravoso y "tepetate" (limo-arenoso).
14. Diseño de concreto hidráulico para módulo de ruptura MR.
15. Ensaye de módulo de ruptura a viga de sección rectangular.
16. Ensaye Marshall para mezcla asfáltica en caliente.
17. Determinación del grado de compactación en capa base o subrasante.
18. Determinación del grado de compactación de carpeta asfáltica.

Características de los Materiales Pétreos para Pavimentos

Los materiales naturales que se utilizan en la construcción de las terracerías y pavimentos normalmente son suelos que se encuentran depositados en bancos naturales como formaciones provocadas por acarreos y depósitos en playones de barrancas, cortes de taludes en donde se presentan fragmentos de roca, o de la explotación de rocas poco alteradas que se les da un tratamiento de trituración y cribado para lograr determinada granulometría y comportamiento.

Normalmente estos suelos son producto de la alteración por agentes del intemperismo de las rocas, provocando su depósito en el mismo sitio de la roca o en otros puntos por transportación.

El siguiente archivo, es una presentación en donde se resumen algunas características deseables que deben presentar los materiales pétreos para ser considerados en la estructura de un pavimento. Clic aquí para descargar.