Semana 3 Terreno de Fundacion

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Programa de Especialización en Gestión de 
Proyectos Viales
Semana 3
TERRENO DE FUNDACION VIAL
Ing. Wilder Rodriguez
2021
ÍNDICE
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➢Fundamentos teóricos
➢Evaluación del terreno de fundación
➢Resistencia estructural
➢Ensayo CBR
➢Deformabilidad
FUNDAMENTOSTEÓRICOS
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➢Un pavimento puede definirse como el conjunto de capas de materiales 
apropiados, comprendidos entre el nivel superior del terreno de fundación y la 
superficie de rodadura, teniendo como funciones principales las de 
proporcionar una superficie de rodadura uniforme, de color y textura 
apropiados, resistente a la acción de tráfico, a la del intemperismo y 
otros agentes perjudiciales, así como transmitir adecuadamente al 
terreno de fundación los esfuerzos producidos por las cargas impuestas por 
eltráfico.
EVALUACIÓNDEL TERRENODE FUNDACIÓN
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El terreno de fundación debe presentar las siguientes 
características:
➢Resistencia estructural
➢Deformabilidad
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
➢Es la primera condición que debe cumplir el terreno de fundación vial 
en un pavimento flexible: soportar las cargas impuestas por el tráfico
dentro del nivel de deterioro y paulatina destrucción previstos por el
proyecto.
➢Las cargas del tráfico producen esfuerzos normales y cortantes en todo punto 
de la estructura. La metodología teórica para el análisis de resistencia de 
los pavimentos es proporcionada por la Mecánica de Suelos, donde se sabe
que en ese campo las teorías de falla aceptadas son las del esfuerzo cortante.
➢De aquí se desprende que para el estudio de pavimentos flexibles se consideran 
los esfuerzos cortantes como los esfuerzos principales de causa de falla
desde el punto de vista estructural.
➢Esta característica es usualmente determinada con el ensayo CBR
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CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) ASTM D1883
➢Desarrollado por la División de Carreteras de California en 1929. 
Se emplea en el diseño de pavimentos y para evaluar la resistencia 
al corte de materiales que conforman las capas de un pavimento.
➢El CBR, está definido como el esfuerzo requerido para que un 
pistón normalizado penetre en el suelo a una profundidad 
determinada, comparado con el esfuerzo requerido para que el 
pistón penetre hasta esa misma profundidad en una muestra 
patrón consistente en piedra chancada.
CBR(%) =
Caga unitaria del ensayo
× 100 
Carga unitaria patrón
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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CALIFORNIA BEARING RATIO (CBR) ASTM D1883
VALORES EN PIEDRA CHANCADA DE ALCA CALIDAD
➢Se calcula el CBR para 0.1” y 0.2”.Cuando estos valores son 
semejantes. Generalmente se adopta el valor para 0.1”
➢Pero si el CBR correspondiente a 0.2” es muy superior al 
CBR correspondiente al 0.1”, deberá repetirse el ensayo.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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EQUIPO DE CBR
Para laCompactación
➢Molde de diám.= 6”,altura de 7” a 8”y un collarín de 2”.
➢Disco espaciador de acero diám. 5 15/16” y alt.2.5”
➢Pisón Peso 10 lb. y altura de caída 18”.
➢Trípode y extensómetro con aprox. 0.001”.
➢Pesas de plomo anular de 5 lbs c/u (2 pesas).
Para la prueba de penetración
➢Pistón de sección circular. Área = 3 pulg2.
➢Aparato para aplicar la carga: Prensa hidráulica con anillo de carga. V
= 0.05pulg/min.
➢Equipo misceláneo: Balanza, horno, tamices, papel filtro, tanques 
para inmersión de muestra a saturar, cronómetro, extensómetros, etc.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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Pistón de 10 lb y 18” de altura de caída
EQUIPO DE COMPACTACIÓN ‐ CBR
Trípode yextensómetro con 
0.001” deaproximación
Sobrecarga metálica para simular la 
carga sobre el suelo a ensayar.
Una anular y las restantes ranuradas 
con peso de 2.27 kg (5 lb) cada una.
Disco espaciador metálico, cilíndrico
de 150.8 mm de diámetro y 61.4 mm
de altura
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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EQUIPO DE COMPACTACIÓN ‐ CBR
Molde Metálico cilíndrico de diámetro interior de 6” y altura 7” el
mismo que debe tener un collarín de extensión metálico de 2” de
altura y una placa de base metálica de 9,5mm de espesor, con
perforaciones de diámetro igual ó menor que 1,60mm
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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Aparato para aplicar la carga: prensa 
hidráulica con anillo de carga. V=0.05 pul/min
EQUIPO DE PENETRACIÓN ‐ CBR
Celda decarga
Pistón de penetración 
metálico de 50 mm (19.4 cm2 
de área) de diámetro y no 
menor de 100mm de largo
Extensómetro
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢Se prepara la muestra 
necesaria. Previamente sedebe 
haber efectuado el ensayo 
Proctor modifica
➢Se calcula una cantidad 
suficiente para moldeartres 
muestras.
➢Los moldes se compactan con el 
óptimo contenido de 
humedad obtenido con el 
ensayo Proctormodificado
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢Se preparan los tres moldes 
CBR y se colocan a las placas de 
base. Hay que colocar un disco 
espaciador sobre la placa de la 
base de cadamolde.
➢Se compacta cada molde a 
diferente energía de 
compactación en 5capas.
➢La energía de compactación se 
controla con el N° de golpes y 
serán de 56, 25 y 12 golpes por 
capa respectivamente.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢Luego de compactado, se 
enrasa y se retira de la placa de 
base.
➢Se gira el molde de modo que 
la parte superior quede abajo, 
se retira el disco espaciador y 
queda un espacio para luego 
colocar lasobrecarga.
➢Se fija de nuevo a la placa de 
base. Luego la muestra está 
preparada para la etapa de 
saturación.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢Se coloca un papel filtro sobre 
la parte superior de la muestra. 
Luego se sitúa la placa 
perforada con vástagoajustable 
y sobre ella se coloca las pesas 
de sobrecarga.
➢El trípode con el cuadrante 
medidor de deformaciones se 
coloca sobre el canto del molde 
y se ajusta al vástago de la placa 
perforada. Se registra la lectura 
y se quita el trípode.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢Se sumerge el molde en un 
recipiente con agua y se deja 
saturar durante cuatro días. 
Colocar el soporte de trípode 
sobre la muestra todos los días 
y tomar nota la lectura de la 
expansión.
➢Después de cuatro días, se saca 
el molde, se deja drenar durante 
15 minutosaproximadamente.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢Se quitan las pesas, la placa perforada y el papel filtro.
➢Se colocan nuevamente las pesas de sobrecarga y se prepara para la 
etapa de penetración.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢Se coloca el molde sobre el 
soporte de carga de la prensa y se 
ajusta de manera que el pistón 
quede centrado con la muestra.
➢Se coloca en cero el indicador de 
presión del anillo de carga y en 
dial dedeformación.
➢La velocidad de penetración del 
pistón en el suelo es de 0.05 de 
pulgada por minuto. La velocidad 
se controla por tiempo con un 
cronómetro.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
➢La velocidad de penetración del 
pistón en el suelo es de 0.05 de 
pulgada por minuto. La velocidad 
se controla por tiempo con un 
cronómetro.
➢Se registran las lecturas de la 
presión a 0.025, 0.050, 0.075, 
0.100, 0.200, 0.300, 0.400 y 0.500 
pulgadas depenetración.
➢Luego de terminada la prueba, se 
retira las sobrecargas, se recupera 
el suelo ensayado y se toma 
muestra para determinar la 
humedad final.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
Se traza una curva presión ‐ penetración en escala aritmética. El CBR se 
calcula para 0.1 y 0.2 pulgadas de penetración con las presiones 
correspondientes.
CBR0.1 100
=
Carga unitaria de ensayo0.1 × 100
CBR0.2 150
=
Carga unitaria de ensayo0.2 × 100
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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PROCEDIMIENTO – CBR
Si la curva tiene la curvatura con más de dos puntos de inflexión, se 
debe efectuar la corrección trazando una tangente en el punto de 
mayor pendiente y se prolonga hasta la base para obtener un cero 
corregido. Luego se leen los valores de carga corregidos para 0.1 
pulgadas de penetración y 0.2 pulgadas de penetración
RESISTENCIAESTRUCTURAL
EJEMPLO – CBR
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RESISTENCIA ESTRUCTURAL
EJEMPLO – CBR
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RESISTENCIA ESTRUCTURAL
Clasificación de suelos para uso en pavimentos
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RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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JUICIO SOBRE EL VALOR DEL MÉTODO CBR
El método del C.B.R. ha sido criticado por diferentes motivos, ente los cuales 
podemos destacar.
➢No toma en cuenta material mayor a 20 mm (3/4”), alterando las propiedades
delsuelo.
➢La deformación a velocidad constante no corresponde a las condiciones de
trabajo debajo del pavimento, la objeción es cierta, pero a pesar de ella, parece
demostrar que la deformación a velocidad es una medida de la resistencia al
esfuerzo cortante.
➢Es ensayo tiene una gran dispersión.
➢El tiempo de saturación ha sido muy discutido.
➢En suelos uy deformables no es recomendable calcular el CBR
correspondiente a 0.1” de penetración, el más recomendable optar por el CBR
a0.2”.
RESISTENCIA ESTRUCTURAL
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• Dada la naturaleza de los materiales que conforman las capas del pavimento, la
deformabilidad es el parámetro que suele afectar en mayor magnitud al
terreno de fundación que al pavimento propiamente dicho y dentro de éste, a
la subrasante, capa inferior, es mucho más deformable que las capas superiores.
• Así, las condiciones de deformabilidad interesarán principalmente a niveles
relativamente profundos, ya que es común que las capas superiores tengan
niveles de deformación tolerables aún para los altos esfuerzos que en ella actúan.
• En pavimentos flexibles, las deformaciones tienen importancia desde dos
puntos de vista:
✓Deformaciones excesivas se asocian a estados de colapso
✓Deformaciones que complican el funcionamiento,
aunque no hayan alcanzado niveles decolapso
DEFORMABILIDAD
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DEFORMABILIDAD
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DEFORMABILIDAD
Terreno de fundación sin compactar
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Terreno de fundacióncompactado
DEFORMABILIDAD
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Estabilización suelocemento
DEFORMABILIDAD
GRACIAS