Jornada Técnica De Actualización: Comisión Permanente Del Asfalto

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

P1 max

P2 max

CARGA OPERATIVA

P1 operativa

P2 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.

~ 22,00 m.

GEOMETRÍA DEL BALANCÍN DE APOYO O TREN DE ATERRIZAJE

~ 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 huellas.

coincidentes

con

las

• 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 <1mm/golpe. Bases cementadas.

Ensayo de DCP

REGISTRO DE DATOS

Paquete estructural con base cementada

Suelos con Cementación

Resist. a Compresión (Kg/cm2)|

40,0

30,0

20,0

10,0

0,0 0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

U.P. ( mm. /Golpe ) Hnat

Regres.

10,0

12,0

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) CBR = 18743,5 . DN (-2,399)

si DN < 30 mm.golpe si DN > 30 mm.golpe

Relaciones VSR Volcado de Datos 150,0

Rel. 1 Rel. 2 Rel. 3 Rel. 4 Rel. 5 > Hopt. Hopt. < Hopt.

Valor Soporte ( % )

120,0

90,0

60,0

30,0

0,0 0

10

20

30

40

50

U. P. (mm. / golpe )

60

70

80

Relaciones VSR vs. DN Propuesta Año 2000 – del Autor

VSR = A – B . ln DN Humedad respecto óptima

Indice de grupo

102 a 130 % C.D. 98 a 102 % C.D. 80 a 98 % C.D. 98 a 102 % CEst.

0

A B Error cuadrático R2

81,2 24,7 0,9229

97,6 30,8 0,9814

106,5 32,9 0,9830

81,7 27,0 0,9624

< o igual a 4

A B Error cuadrático R2

5a9

A B Error cuadrático R2

10 a 15

A B Error cuadrático R2

> 15

A B Error cuadrático R2

30,6 7,5 0,9611 10,5 2,0 0,8909 7,3 1,5 0,9052 8,2 1,8 0,9657

43,3 10,5 0,9825 15,2 2,5 0,9751 10,2 1,8 0,9699 12,3 2,6 0,9735

45,9 10,9 0,9051 24,2 4,2 0,9834 16,9 2,9 0,9717 14,9 3,1 0,9618

33,0 7,9 0,9502 14,0 2,7 0,9762 9,0 1,6 0,9634 10,5 2,2 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

Valor Soporte ( % )

120,0 h. 125%HOpt

100,0

Regr.>HOpt. Hopt Regr. HOpt.

80,0

h.85%HOpt Regr.
60,0

Estático Regr. Estát.

40,0 20,0 0,0 0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

U. P. ( mm. / golpe )

10,0

12,0

14,0

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P ) Suelos sin Estructura Granular con I. G. < 4 40,0

Valor Soporte ( % )

30,0 h. 125%HOpt Regr.>HOpt. Hopt Regr. HOpt.

20,0

h.85%HOpt Regr.
10,0

0,0 0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

U. P. ( mm. / golpe )

50,0

60,0

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P ) Suelos Finos con I. G. de 4 a 9

Valor Soporte ( % )

20,0

15,0 h. 125%HOpt Regr.>HOpt. Hopt Regr. HOpt. h.85%HOpt Regr.
10,0

Regr. Estát.

5,0

0,0 0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

U. P. (mm. / golpe )

60,0

70,0

80,0

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P ) Suelos Finos con I. G. de 10 a 15

Valor Soporte ( % )

15,0 h. 125%HOpt Regr.>HOpt. Hopt

10,0

Regr. HOpt. h.85%HOpt Regr.
5,0

0,0 0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

U. P. ( mm./golpe )

50,0

60,0

Curvas VSR vs. D.N. ( o U.P ) Suelos Finos con I. G. > 15

12,0

Valor Soporte ( % )

10,0

8,0 h. 125%HOpt Regr.>HOpt. Hopt

6,0

Regr. HOpt. h.85%HOpt Regr.
4,0

Estático Regr. Estát.

2,0

0,0 0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

U. P. ( mm./golpe )

50,0

60,0

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.