pavimento suelo - cemento
Páginas: 18 (4393 palabras)
Publicado: 14 de mayo de 2013
DISEÑO DE PAVIMENTOS SUELO-CEMENTO
Método de la Portland Cement Association (PCA)
Introducción
El procedimiento de diseño de la PCA esta basado en información obtenida de
diferentes fuentes, incluyendo investigaciones, desarrollos teóricos, ensayos de
pavimentos a escala real, y el monitoreo de la performance de pavimentos en
servicio. Un programa de investigación llevado a cabo por laPortland Cement
Association correlacionó la información de diseño de estas fuentes obteniendo como
resultado un procedimiento desarrollado únicamente para pavimentos suelocemento.
Bases para el Procedimiento de Diseño de Espesores
Desde 1935 más de 140,000 km de pavimentos suelo-cemento han sido construidos
en Norteamérica. La performance demostrada por estos pavimentos a través de los
añosprovee una valiosa información para el diseño, para los niveles de espesor que
fueron utilizados. La mayoría de estos pavimentos en servicio son de 15 cm de
espesor. Este espesor ha probado ser satisfactorio para las condiciones de servicio
de caminos secundarios, calles residenciales y pistas de aterrizaje de tráfico ligero.
Algunos pavimentos de 10 cm y 12.5 cm han sido construidos y han dadoun buen
servicio bajo condiciones favorables de tráfico ligero y fuerte resistencia del suelo.
Muchos kilómetros de pavimentos de 17.5 cm y 20 cm de espesor están en servicio
en caminos principales y vías secundarias de alto tráfico. Pavimentos con suelocemento con espesores de 22.5 cm o mas no son numerosos, aunque algunos
proyectos de aeropuertos han sido construidos con espesores de hasta40 cm. En
carreteras interestatales en algunas áreas de tráfico comparativamente más bajos,
un amplio rango de espesores de suelo-cemento, de 10 a 30 cm, han sido
incorporados en la estructura total de los pavimentos. Se ha obtenido también
información valiosa de diseño de ensayos de caminos a escala real y de
investigaciones de laboratorio conducidas por universidades, departamentos decarreteras, y por la Portland Cement Association.
Propiedades Estructurales Básicas
Las propiedades estructurales del suelo-cemento dependen del tipo de suelo,
condiciones de curado, y edad. Los rangos típicos para una amplia variedad de tipos
de suelo-cemento, a sus respectivos contenidos de cemento requeridos para
durabilidad, son:
Propiedad
Valores a 28 días
Resistencia a lacompresión, saturada
Módulo de ruptura
Módulo de elasticidad (módulo estático a la flexión)
Relación de Poisson
Radio de curvatura crítico2, en viga de 6 x 6 x 30 pulg.
400 - 900 psi
80 - 180 psi
600,000 - 2’000,000 psi
0.12 – 0.141
4,000 – 7,500 pulg.
1
La Relación de Poisson puede ser bastante variable, dependiendo en el método de ensayo
y otras condiciones. Los valores mostrados estánbasados en resultados de ensayos
triaxiales,
1
A lo largo de la vida de diseño de un pavimento de suelo-cemento la resistencia
promedio será considerablemente mayor que los valores para 28 días. La Figura 1
muestra la ganancia de resistencia de laboratorio para 5 años, para diferentes tipos
de suelo-cemento y la Figura 2 muestra el incremento de la resistencia con muestras
de campo,para cuatro proyectos para varios periodos de tiempo. Este incremento
de la resistencia provee un margen de seguridad en el procedimiento de diseño del
espesor.
Figura 1. Incremento de la resistencia con la edad, especimenes de laboratorio
Características carga-deflexión
La investigación carga-deflexión en pavimentos suelo-cemento mostró que fue
posible describir la respuesta por medio deuna simple ecuación, a pesar del tipo de
suelo y contenido de cemento, tanto como el producto cumple los requisitos para
suelo-cemento totalmente endurecido3.
2
El radio de curvatura crítico es el radio para el cual una viga falla debido a una aplicación
de carga simple. Es una medida de la resistencia a la flexión y puede ser comparada con la
deformación unitaria última.
3
Ver...
Método de la Portland Cement Association (PCA)
Introducción
El procedimiento de diseño de la PCA esta basado en información obtenida de
diferentes fuentes, incluyendo investigaciones, desarrollos teóricos, ensayos de
pavimentos a escala real, y el monitoreo de la performance de pavimentos en
servicio. Un programa de investigación llevado a cabo por laPortland Cement
Association correlacionó la información de diseño de estas fuentes obteniendo como
resultado un procedimiento desarrollado únicamente para pavimentos suelocemento.
Bases para el Procedimiento de Diseño de Espesores
Desde 1935 más de 140,000 km de pavimentos suelo-cemento han sido construidos
en Norteamérica. La performance demostrada por estos pavimentos a través de los
añosprovee una valiosa información para el diseño, para los niveles de espesor que
fueron utilizados. La mayoría de estos pavimentos en servicio son de 15 cm de
espesor. Este espesor ha probado ser satisfactorio para las condiciones de servicio
de caminos secundarios, calles residenciales y pistas de aterrizaje de tráfico ligero.
Algunos pavimentos de 10 cm y 12.5 cm han sido construidos y han dadoun buen
servicio bajo condiciones favorables de tráfico ligero y fuerte resistencia del suelo.
Muchos kilómetros de pavimentos de 17.5 cm y 20 cm de espesor están en servicio
en caminos principales y vías secundarias de alto tráfico. Pavimentos con suelocemento con espesores de 22.5 cm o mas no son numerosos, aunque algunos
proyectos de aeropuertos han sido construidos con espesores de hasta40 cm. En
carreteras interestatales en algunas áreas de tráfico comparativamente más bajos,
un amplio rango de espesores de suelo-cemento, de 10 a 30 cm, han sido
incorporados en la estructura total de los pavimentos. Se ha obtenido también
información valiosa de diseño de ensayos de caminos a escala real y de
investigaciones de laboratorio conducidas por universidades, departamentos decarreteras, y por la Portland Cement Association.
Propiedades Estructurales Básicas
Las propiedades estructurales del suelo-cemento dependen del tipo de suelo,
condiciones de curado, y edad. Los rangos típicos para una amplia variedad de tipos
de suelo-cemento, a sus respectivos contenidos de cemento requeridos para
durabilidad, son:
Propiedad
Valores a 28 días
Resistencia a lacompresión, saturada
Módulo de ruptura
Módulo de elasticidad (módulo estático a la flexión)
Relación de Poisson
Radio de curvatura crítico2, en viga de 6 x 6 x 30 pulg.
400 - 900 psi
80 - 180 psi
600,000 - 2’000,000 psi
0.12 – 0.141
4,000 – 7,500 pulg.
1
La Relación de Poisson puede ser bastante variable, dependiendo en el método de ensayo
y otras condiciones. Los valores mostrados estánbasados en resultados de ensayos
triaxiales,
1
A lo largo de la vida de diseño de un pavimento de suelo-cemento la resistencia
promedio será considerablemente mayor que los valores para 28 días. La Figura 1
muestra la ganancia de resistencia de laboratorio para 5 años, para diferentes tipos
de suelo-cemento y la Figura 2 muestra el incremento de la resistencia con muestras
de campo,para cuatro proyectos para varios periodos de tiempo. Este incremento
de la resistencia provee un margen de seguridad en el procedimiento de diseño del
espesor.
Figura 1. Incremento de la resistencia con la edad, especimenes de laboratorio
Características carga-deflexión
La investigación carga-deflexión en pavimentos suelo-cemento mostró que fue
posible describir la respuesta por medio deuna simple ecuación, a pesar del tipo de
suelo y contenido de cemento, tanto como el producto cumple los requisitos para
suelo-cemento totalmente endurecido3.
2
El radio de curvatura crítico es el radio para el cual una viga falla debido a una aplicación
de carga simple. Es una medida de la resistencia a la flexión y puede ser comparada con la
deformación unitaria última.
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