CARGA DIRECTA EN PLACA: NORMA AASHTO T - 222

1. OBJETIVOS:

Determinación del módulo de reacción ó coeficiente de Balasto (K) para pavimentos rígidos se realiza sobre suelos de la subrasante o parte de este pavimento bien sea en estado natural o compacto.Obtención de la curva asentamiento versus esfuerzo del suelo.

2. MARCO TEORICO

3. EQUIPOS Y MATERIALES

CARGA de reacción: Un camión u otra estructura pesada con suficiente masa para producir la reacción deseada sobre la superficie a ensayar en nuestro caso:

25 000 lb = 11.34 tn

Si se usan vehículos, las ruedas deben estar a lo menos a 2.40 metros desde la circunferencia de la placa de carga de mayor diámetro usada .

GATA hidráulica: provisto de un dispositivo de apoyo esférico, capaz de aplicar y retirar la carga en incrementos. La gata deberá tener la capacidad suficiente para aplicar la carga máxima necesaria y deberá estar equipada con un medidor calibrado con precisión suficiente que indicará la magnitud de la carga aplicada , EN NUESTRO CASO TENDRA UNA CAPACIDAD DE:

60000 LB Y CON UNA SEPARACION DE 1000 LB.

DEFORMIMETRO: DIALES MICROMETRICOS tres o más, graduados en unidades de 0,025 mm. (0,001”) y capaces de registrar una deflexión acumulada de a lo menos 25 mm , EN NUESTRO CASO USAREMOS SOLO UNO.

COLUMNA DE TRANSMICION DE ESFUERZOS: Es la que conecta la viga protadial.V i g a p o r t a d i a l: s o b r e l a c u a l s e m o n t a n l o s d i a l e s micrométricos. La viga deberá estar formada por un tubo o cañería de 60 mm. de diámetro o un ángulo 75*75*6 mm. de un largo mínimo de 4,75 mt. La viga se apoyará en soportes ubicados a más de 1.20 metros desde el borde de la placa de ensayo o rueda más cercana, o soporte. CONJUNTO DE PLACAS APILADAS: Juego de placas de acero CON UN ESPESOR DE 1”. confeccionadas de modo de poder disponerse en forma piramidal para asegurar su rigidez. Los diámetros de las placas deben variar entre 150 mm. a 760 mm.(6” a 30”). Pueden usarse placas de aleación de aluminio de 40 mm. de espesor en lugar de placas de acero. En nuestro caso por la falta de inventario de placas solo usamos dos que fueron : 12” y 18”.

Herramientas : Nivel de burbuja para preparar la superficie a ensayar y las necesarias para operar el equipo y una plomada.

4. PROCEDIMIENTOS

Preparación del área de ensayo a) CASO NO CONFINADO: P a r a u n e n s a y o sobre la sub-rasante, se

debe despejar de cualquier material suelto. Esta área deberá ser a lo menos dos veces el diámetro de la placa, de modo de evitar que se activen posibles sobrecargas o efectos de confinamiento. Cuando la subrasante sea construida con material de relleno, deberá realizarse un terraplén o cancha de prueba de no menos de 75 cm

b) CASO confinado: el diámetro del área circular de la excavación debe ser el suficiente que permita el correcto acomodo de la placa seleccionada. Con el fin de evitar pérdidas de humedad del terreno, éste deberá cubrirse con plástico o papel impermeable hasta dos metros desde la circunferencia de la placa de ensayo durante todo el tiempo que dure la prueba. Además con el objeto que la placa logre un apoyo uniforme con la superficie del terreno, éste se nivelará con una delgada capa de arena y yeso, o bien sólo de arena fina.

12”

18”

DIAGRAMA GENERAL

DEL ENSAYO

Colocación de las placas, diales y otros

a) La Placa de ensayo Deberá centrarse cuidadosamente bajo el dispositivo de reacción y se ajusta a nivel. Sobre ella se colocarán las placas menores concéntricas distribuidas en forma piramidal. Sobre la última placa dispuesta y se centra la gata hidráulica.

b) Los diales utilizados para medir la deformación del suelo bajo la acción de la carga (generalmente son tres), deben apoyarse sobre la placa de ensayo desde el borde. Deben estar asegurados a una estructura (viga porta dial) cuyos soportes están a lo menos 2 metros desde el borde de la placa de ensayo.

Procedimientos de asentamiento. Para asentar el equipo se empleará alguno de los métodos establecidos. Apoyar el sistema de carga y la placa soportante mediante la aplicación de una carga de 2 lbs/pulg2, una vez que se haya producido el total de la deformación debido a esta carga de apoyo se toma la lectura del dial y se registran como lectura cero (la carga de apoyo también se considerará como carga cero).

Procedimientos de CargaLuego se aplica esfuerzos de cada 5 lb/pulg2 de manera constante y de la siguiente manera: 7, 12, 17, 22, 27 y 32 lb/pulg2. Con lo cual se tendrá un incremento total de 30 lb/pulg2 que es usado también para un ensayo in-situ. Para cada incremento se dará una lectura del deformìmetro y se tomara nota.

5. CALCULOS Y GRAFICOS

DATOS INICIALES DATOS OBTENIDOS

CALCULOS

E (lb/pulg.2

)

P (lb) DEF. (D)

D*0.001"

ASENTAMIENTO (pulg)

ASENTAMIENTO ACUMULADO

2 508.9

537 0.537 - -

5 7 1781 503 0.503 0.034 0.03410 12 3053 475 0.475 0.028 0.06215 17 4325 449 0.449 0.026 0.08820 22 5598 408 0.408 0.041 0.12925 27 6870 381 0.381 0.027 0.15630 32 8143 360 0.36 0.021 0.177

GRAFICO ASENTAMIENTO ACUMULADO VS ESFUERZO

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

5

10

15

20

25

30

35

ASENTAMIENTO ACUMULADO

ESFU

ERZO

S

COMO LOS PUNTOS NO COINCIDEN EN UNA RECTA, PREVIAMENTE PODEMOS ASUMIR QUE NO ES UN SUELO IDEAL, EN ESTE CASO TENEMOS QUE UBICAR EL TRAMO MAS RECTO DE LA GRAFICA, Y HALLAR SU PENDIENTE ( MODULO DE REACCION).

0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20

5

10

15

20

25

30

35

ASENTAMIENTO ACUMULADO

ESFU

ERZO

S

K= 15−50.088−0.034

=185.185Lbs / pulg 3

AHORA TENEMOS QUE CLASIFICAR EL SUELO ENSAYADO, POR LO QUE RECURRIMOS AL CUADRO SIGUIENTE:

Del cuadro obtenemos algunos rangos del coeficiente de balastro, que en nuestro caso viene a ser de 185.185 lbs/pulg2 y haciendo una interpolación obtenemos:

K=49.38 MN/m3

Este valor corresponde según la tabla a una categoría C que es de baja resistencia de nuestra sub- rasante, si ese fuera el caso.

CONCLUSIONES

No se elaboró una práctica de laboratorio que simula la realidad debido a que no contamos con el inventario de placas completas, ya que para con un ensayo correcto se debe contar un total de 5 unidades. Nuestro módulo de reacción alcanzo el valor de 185.185 lb/pulg3 equivalente 49.38 MN/m3 que clasifica a una categoría “C” de baja resistencia de la sub-rasante.Lo usual es tener 3 deformimetros, pero por cuestiones académicas solo se optaron por una.

BIBLIOGRAFIA

http://en.wikipedia.org/wiki/Pavement_classification_number AASHTO T-222