Infome 01 Diseño Moderno de Pavimentos

8/17/2019 Infome 01 Diseño Moderno de Pavimentos

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANASINGENIERIA CIVIL

Origen, naturaleza, características y tipos de suelo de fundación

Sistema de clasificación de suelos

Ensayos que permiten la clasificación de suelos y las normastécnicas respectivas

¿Qué es concreto hidrulico!

¿Qué es concreto asfaltico!

"ipos de concreto #idrulico

"ipos de cemento

¿Qué es un aditivo!$lases de aditivos y características de cada uno de ellos

%sos en el dise&o de diferentes tipos de concreto

"ipos de fi'ras que se usan en la ela'oración de diferentes tipos deconcreto

Su naturaleza, características físico químicas y clases de fi'ra

DISEÑO MODERNO DE PAVIMENTOS PÁG. 1


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() (*"+O%$$(O*

Para entender el curso de (SE-O .OE+*O E /01(.E*"OS se debe teneren claro varios temas como el origen y características de los suelos, esos estudios

se realizan en un laboratorio de suelos; para así obtener su clasificación, para ello

se tiene normas técnicas respectivas. Y varios temas que redactaremos en el

siguiente informe.

(() O23E"(1OS

Los obetivos se detallan a continuación

investigar el origen, características de los suelos de fundación.

!nvestigar sobre el sistema de clasificación de suelos.

!nvestigar los ensayos que permiten la clasificación de suelos y las normas

respectivas. !nvestigar los tipos de concreto.

!nvestigar los métodos de dise"o de mezcla de concreto #idr$ulico.

!nvestigar cómo elegir el tipo de cemento a usar.

!nvestigar que, es un aditivo, sus características y usos en diferentes tipos de

concreto. !nvestigar tipos de fibra, su naturaleza, sus características físico químicas se

usan en la elaboración de diferentes tipos de concreto.

((() .0+$O "EO+($O((()4 Origen, naturaleza, características y tipos de suelo de fundación

%uelo es una capa delgada sobre la corteza terrestre de material que proviene

de la desintegración y&o alteración física y&o química de las rocas y de los

residuos de las actividades de los seres vivos que #abitan sobre ella.entre los agentes físicos que producen cambios en las rocas figuran el sol, el

agua, el viento y los glaciares.El sol calienta m$s su e'terior que su interior provocando esfuerzos muyfuertes los cuales dan como resultado el rompimiento de la capa superficial y el

desprendimiento de las misma este proceso es conocido como e'foliación y

cambia de car$cter en distintas localidades, a distintas alturas sobre el nivel del

mar y en diferentes épocas del a"o y con cada tipo de rocas, los cambios de

temperatura producen m$s efecto en las rocas duras como las ígneas.El agua en movimiento es un importante elemento de erosión, al arrastrar losfragmentos angulosos de las rocas y provocar la fricción de unos con otros

#aciéndolos redondeados.El viento también contribuye a la oración del suelo cuando arrastra arenas, lostaludes de suelos arenosos también son afectados por la acción del viento que

al golpearlas continuamente desprende las partículas y luego las acarrea.5os glaciares que son depósitos de #ilo en las altas monta"as eercen unagran acción abrasiva y de trasporte de los minerales de la superficie.

(ntre los agentes químicos podemos mencionar como principales la o'idación,la carbonatación, y la #idratación.



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La o'idación e la reacción química que puede ocurrir en las rocas al recibir el

agua de lluvia, ya que el o'ígeno del aire en presencia de #umedad reacciona

químicamente produciéndose el fenómeno de o'idación principalmente si la

roca contiene #ierro.La carbonatación es el ataque que el $cido carbónico )an#ídrido carbónico *+y agua -+ efectan sobre las rocas que contienen fierro, calcio, magnesio,

sodio o potasio, las rocas ígneas en su mayoría contiene dic#os elementos.La #idratación es la acción y efecto de combinar un cuerpo con agua para

formar #idratos.La acción de los agentes mencionados se conoce como meteorización y

alteración que da origen a los suelos inorg$nicos, la meteorización se refiere

nicamente a los cambios superficiales que sufren las rocas debido a la acción

de los agentes atmosféricos./e la definición nos indica que los restos de vegetación y otros restos

org$nicos, al ser descompuestos por la acción de los microorganismos para supropia nutrición dean como residuo partículas de tama"o coloidal

denominadas #umus que se mezcle en diferentes proporciones con las

partículas minerales form$ndose así los suelos org$nicos. 0 continuación, se describen los suelos m$s comunes generalmente utilizados.6ravaLas gravas son acumulaciones sueltas de fragmentos de rocas y que tienen

m$s de dos milímetros de di$metro.

0rena(s el nombre que se le da a los materiales de granos finos procedentes de la

desintegración de las rocas o de la trituración de las rocas, cuyas partículas

varían entre .mm y 1.12 mm de di$metro.5imos%on suelos de granos finos con poca o ninguna plasticidad pudiendo ser limo

inorg$nico o limo org$nico como el que suele encontrarse en los ríos siendo

este ltimo de características pl$sticas, el di$metro de las partículas de los

limos est$ comprendida entre 1.12 mm y 1.112 mm, los limos sueltos y

saturados son completamente inadecuados para soportar cargas, su color

varía desde gris claro a muy oscuro. Los limos son considerados como suelos

pobres para cimentar.0rcillasLas arcillas son partículas sólidas de di$metro menor a 1.112 mm, cuya masa

tiene la propiedad de volverse pl$stica al ser mezclada con agua.

((()7 Sistema de clasificación de suelos

La clasificación de suelos se realiza a través de la clasificación 00%-3+

y clasificación %4*%

8)7)4 $lasificación 00S#"O 90merican 0ssociation of State#igh:ay and "ransportation Officials;

(l departamento de caminos pblicos de 4%0 )5ureau of Public 6oads

intruduo en 788 uno de los primeros sistemas de clasificación, paraevaluar los suelos sobre los cuales se construir$n las carreteras,



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posteriormente en 7892 fue modificado y desde entonces se le conoce

como 00%-+, #oy en día se le conoce como 00%-3+. (ste sistema

describe un procedimiento para clasificar suelos en grupos, basados en

la determinación de laboratorio de granulometría, limite liquido e índice

de plasticidad. La evaluación es cada grupo se #ace mediante un :índice

de grupo.

!< =1.>a?1.112>a>c?1.17>b>d

8)7)7 $lasificación S%$S )4nified %oil *lasification %ystem@ )%istema 4nificadode *lasificación de %uelos@

%istema desarrollado por el /r. 0rturo *asagrande, utiliza la te'tura para dar

términos descriptivos tales comoA

:


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8)8 Ensayos que permiten la clasificación de suelos y las normas técnicasrespectivas

Los ensayos que permiten la clasificación de suelos son los siguientes

8)8)4 .étodo de anlisis granulométrico

*omprende dos clases de ensayosA el de tamizado por partículas granulares

)gravas, arenas@ y el de sedimentación para la fracción fina del suelo )limos,

arcillas@. La norma técnica respectiva es G3* ( 71H 0%3G / 9 0n$lisis

granulométrico por tamizado

8)8)7 .étodo para límites de consistencia

5imite liquido%e determina serrando una ranura practicada en una muestra de suelo en un

dispositivo llamado copa de *asagrande golpe$ndolo 2 veces mediante unamanivela. (l contenido de agua que se determina se registra como límite



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líquido. La norma técnica es G3* ( 777 /eterminación del límite pl$stico )L.P@

e índice de plasticidad )!.P@

8)< ¿Qué es concreto hidrulico!

(l concreto #idr$ulico es la resultante de la mezcla de cemento u otros

conglomerantes con los agregados pétreos y agua en ocasiones se agrega

aditivos, para formar una mezcla moldeada que al fraguar forma un elemento

rígido y resistente.

$lasificación)a@ /e acuerdo con su función, el concreto #idr$ulico se clasifica comoA

$oncreto hidrulica clase 4(s el concreto cuya masa volumétrica, en estado fresco, est$ comprendida entre .11 y 911 Ig&mF, determinada de acuerdo con lo indicado en el Ganual GJGGPJ J1 J 12F ,

*aracterísticas del *oncreto con !ncluso de 0ire 0l alcanzar su fraguado final, tendr$una resistencia a la compresión )f’c @igual a )9,2@ mega pascales o )21 Kg&cm@ o mayor.

$oncreto hidrulica clase 7(s el concreto cuya masa volumétrica, en estado fresco, est$ comprendida entre 7 .M11 y dos 11 Ig&mF, determinada de acuerdo con lo indicado en el GanualGJGGPJ J1 J12F ,*aracterísticas del *oncreto con !ncluso de 0ire; 0l llegar a su fraguado final, tendr$una resistencia a la compresión )f’c menor de )9,2@ mega pascales o )21 Kg&cm@.

b@ /e acuerdo con su forma de elaboración, el concreto #idr$ulico se clasifica comoA

$oncreto hidrulico hecho en o'ra

%e fabrica en la obra mediante un equipo mec$nico ligero denominado revolvedora,dosificando generalmente sus componentes en volumen, o bien con equipos mayores comoplantas dosificadoras, donde el proporciona miento se #ace por masa.

$oncreto premezclado

%e dosifica o pre mezcla en una planta, por lo general no ubicada dentro dela obra, yposteriormente se le transporta en camiones mezcladores o de volteo al sitiorequerido. La dosificación siempre se #ace en masa. %i la planta sólo dosifica, ésta

introduce los materiales a un equipo revolvedor mec$nico automotor, con capacidadpromedio de seis )N@ metros cbicos, el cual, durante el trayecto de la planta a laobra, realiza el mezclado.$aracterísticas principales del concreto fresco)"ra'a=a'ilidad(s la facilidad que presenta el concreto #idr$ulico para ser transportado, colocado ycompactado.

.asa %nitaria(l concreto debe tener una masa unitaria entre 7M11 Kg&mO y 911 Kg&mO.Segregación(s la separación de los componentes del concreto #idr$ulico, de modo que su distribucióndee de ser uniforme (n el concreto se presenta debido a la uniforme. /iferencia de tama"ode las partículas y a la densidad de los componentes.



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Sangrado(l sangrado es una forma de la segregación, donde el fluo capilar de una parte del agua de

mezclado sale en la superficie del concreto.>raguado(s la condición alcanzada por una pasta de cemento, mortero o concreto cuando pierdeplasticidad en un grado arbitrario, usualmente medida en términos de resistencia a lapenetración o deformación, fraguado inicial referido al primer endurecimiento, fraguado finales referido a la obtención de una rigidez significativa.%niformidadLos componentes del concreto #idr$ulico o mortero se deber$n mezclar para formar unamasa #omogénea.

8)? ¿Qué es concreto asfaltico!(l concreto asf$ltico es un material compuesto por agregados embebidos en

una matriz de cemento asf$ltico que llena el espacio deado por éstos y losune. (l cemento asf$ltico se mantiene fle'ible y provee integridad estructuralcubriendo los agregados y d$ndole a la mezcla propiedades co#esivas. /adoque el cemento asf$ltico es semi sólido a temperaturas corrientes, la calidad ygranulometría de los agregados uega aquí un papel muc#o m$s importanteque en los pavimentos de #ormigón.4n concreto asf$ltico debe tener una cantidad precisa de cemento asf$lticopara proveer el porcentae de vacíos deseado para la mezcla.La granulometría de los agregados debe obedecer a lo indicado en el gr$ficode Eigura 2.N. 3al como se muestra en dic#a figura, se pueden seguir curvascomo las m$s finas ubicadas por encima o por debao de la línea de m$'imadensidad; lo que no debe #acerse es cruzar la línea de m$'ima densidad dado

que se pueden obtener mezclas con baa resistencia a la deformación baocarga.

8)@ "ipos de concreto #idrulicoLos tipos de concreto #idr$ulico son los siguientesA

*oncreto liger !"!re# $e%&' !"!re# 'e &l#& re%i%#e"!i& !"!re# (&%i) !"!re# #r&%l*!i' !"!re# $r%

!"!re# $re%+r,&' !"!re# $%#e"%&' !"!re# !($&!#&' !" l&'rill !"!re# e%#&($&'

8)A "ipos de cementoLos tipos de cemento que e'isten son los tradicionalesA cemento Portland. 3ipo

!, 3ipo !!, 3ipo !!!, 3ipo ! y 3ipo .

0plicaciones

"ipo ( construcción general comoA pavimento, puentes, trabaos demampostería, edificios de concreto reforzado, columnas y placas. (tc.

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"ipo (( es usado en obras de concreto e'puestas al ataque moderado desulfatos y en donde se requiere moderado calor de #idratación, como muelles o

muros de contención.

"ipo ((( se utiliza cuando se requiere mayor resistencia a edades tempranas, seemplea en obras en las que se necesita desencofrar a corto tiempo, en

construcciones masivas o en secciones estructurales de gran tama"o.

"ipo (1 desarrolla bao calor de #idratación; pose buena resistencia a lossulfatos, por esta razón, es especial para usarse en grandes masas de

concreto como presas de gravedad.

3ipo 1 ofrece alta resistencia a los sulfatosB se usa en estructurashidrulicas, revestimientos de canales, alcantarillas, tneles, sifones y enconstrucciones que est$n en contacto con los suelos y aguas subterr$neas.

8)C ¿Qué es un aditivo!son componentes de naturaleza org$nica )resinas@ o inorg$nica, cuya inclusión

tiene como obeto modificar las propiedades físicas de los materiales

conglomerados en estado fresco. %e suelen presentar en forma de polvo o de

líquido, como emulsiones.

%e pueden distinguir dos grupos principalesA

• Godificadores de la teología, que cambian el comportamiento en estado fresco, tal

como la consistencia, docilidad, etc.

• Godificadores del fraguado, que adelantan o retrasan el fraguado o sus

condiciones.

Los componentes b$sicos del #ormigón son cemento, agua y $ridos; otros

componentes minoritarios que se pueden incorporar sonA adiciones, aditivos, fibras,

cargas y pigmentos.

('isten aditivos que incrementan la fluidez del concreto #aciéndolo m$s maneable,

los aditivos que aceleran el fraguado son especialmente dise"ados para obras o

construcciones donde las condiciones clim$ticas evitan un curado r$pido.

5os aditivos retardantes son usados en lugares donde la concreta fragua

r$pidamente, especialmente en regiones con clima c$lido o en situaciones donde el

concreto debe ser transportado a grandes distancias; esto con la intención de

manipular la mezcla por mayor tiempo.

$lasificación/e acuerdo con su función principal se clasifica a los aditivos para el #ormigón de

la siguiente maneraA L% &'i#i)% "r(&li,&'% $r ASTM C4/4 0 l& NTP334. %" 'e l% %igie"#e% #i$%

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https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Fraguadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Cementohttps://es.wikipedia.org/wiki/Cementohttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_(hormig%C3%B3n)https://es.wikipedia.org/wiki/Agua_(hormig%C3%B3n)https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rido_(miner%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_inorg%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Fraguadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Cementohttps://es.wikipedia.org/wiki/Agua_(hormig%C3%B3n)https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rido_(miner%C3%ADa)https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica_org%C3%A1nica


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0ditivo reductor de aguaDplastificanteB 0ditivo que, sin modificar la consistencia,

permite reducir el contenido de agua de un determinado #ormigón, o que, sin

modificar el contenido de agua, aumenta el asiento )cono deabrams@&escurrimiento, o que produce ambos efectos a la vez.

0ditivo reductor de agua de alta actividadDaditivo superplastificanteB 0ditivo

que, sin modificar la consistencia del #ormigón, o que sin modificar el contenido de

agua, aumenta considerablemente el asiento )cono de abrams@& escurrimiento, o

que produce ambos efectos a la vez.

0ditivo reductor de aguaB 0ditivo que reduce la perdida de agua, disminuyendo la

e'udación.

0ditivo inclusor de aireB 0ditivo que permite incorporar durante el amasado unacantidad determinada de burbuas de aire, uniformemente repartidas, que

permanecen después del endurecimiento.

0ditivo acelerador de fraguadoB 0ditivo que reduce el tiempo de transición de la

mezcla para pasar del estado pl$stico al rígido.

0ditivo acelerador del endurecimientoB 0ditivo que aumenta la velocidad de

desarrollo de resistencia iniciales del #ormigón, con o sin modificación del tiempo

de fraguado.

0ditivo retardador de fraguadoB 0ditivo que aumenta el tiempo del principio de

transición de la mezcla para pasar del estado pl$stico al estado rígido.

0ditivo hidrófugo de masaB 0ditivo que reduce la absorción capilar del #ormigón

endurecido.

0ditivo multifuncionalB 0ditivo que afecta a diversas propiedades del #ormigón

fresco y&o endurecido actuando sobre m$s de una de las funciones principales

definidas en los aditivos mencionados anteriormente.

('isten otra variedad de productos que, sin ser propiamente aditivos y por tanto sin

clasificarse como ellos, pueden considerarse como tales ya que modifican

propiedades del #ormigón, como ocurre con los colorantes o pigmentos que actan

sobre el color #ormigón, los generadores de gas que lo #acen sobre la densidad,

etc.

8) "ipos de fi'ras que se usan en la ela'oración de diferentes tipos deconcreto Su naturaleza, características físico químicas y clases defi'ra

(n realidad, en materiales que tuvieron usos estructurales similares alconcreto como el adobe, la tapia pisada y los morteros de cal entre

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https://es.wikipedia.org/wiki/Cono_de_abramshttps://es.wikipedia.org/wiki/Cono_de_abramshttps://es.wikipedia.org/wiki/Aditivo_superplastificantehttps://es.wikipedia.org/wiki/Cono_de_abramshttps://es.wikipedia.org/wiki/Cono_de_abramshttps://es.wikipedia.org/wiki/Aditivo_superplastificante


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otros, las fibras siempre estuvieron presentes. Las fibras vegetales sonde uso obligado en la tapia pisada y el adobe debido a que les ayudan aasumir esfuerzos de tensión y le confieren así un mayor monolitismo )no

fisuración@ a los elementos. (l uso de las fibras naturales como uncomponente m$s en materiales de relleno o aglomerantes, no es asínuevo y se remonta varios siglos atr$s. (n concreto e'isten referenciastempranas de e'perimentación con un refuerzo discontinuo )clavos,segmentos de cable, ganc#os@ que se remontan a 7871. Probablementeel uso m$s e'tendido de las fibras como un componente m$s enmateriales aglomerantes #aya sido su uso en elementos como teas oprefabricados de asbestoQcemento. (n este caso las fibras de asbesto leconferían al material el monolitismo y la resistencia a la tensión buscada,sin embargo, por consideraciones de salud estas fibras de asbesto #ansido sustituidas por otras de diferentes materiales que no tienen ningn

efecto sobre la salud #umana.

$lasificación de las fi'rasLas fibras como refuerzo secundario para concreto en general puedenclasificarse segndiferentes consideraciones, )0%EG 777N, (C 79MM8. (C 79MM8Q@ #oy endía se emplean principalmente dos tipos de clasificación, asíA

/or material

>i'ras metlicas, %ecciones discretas de metal que tienen una relación de

aspecto )relación entre la longitud y el di$metro@ que va desde 1 #asta 711. (stasfibras son de acero )en general de bao contenido de carbón@.

>i'ras sintéticas, %ecciones discretas que se distribuyen aleatoriamente dentrodel concreto que pueden estar compuestas por 0crílico, 0ramid, *arbón, Polipropileno,Poliestileno, Cylon, Poliéster etc.

>i'ras de vidrio %ecciones discretas de fibra de vidrio resistentes al $lcali.

>i'ras naturales %ecciones discretas de origen como coco, sisal, madera, ca"ade azcar, yute, bamb, etc. *uyos di$metros varían entre 1.2 y 1. mm, con valoresde absorción superiores al 7R./or funcionalidad, geometría y dosificación

.icrofi'ras

(stas fibras est$n destinadas a evitar la fisuración del concreto enestado fresco o antes de las 9 #oras. %e dosifican en el concreto paravolmenes de entre 1.1FR a 1.72R del mismo. Las m$s frecuentes sonlas fibras en polipropileno )"ipo SiFafi'er 0@ cuya dosificación en pesooscila entre 1.F a 7. Kg&mF de concreto. %e trata de dosificacionese'tremadamente baas pero muy eficientes que previenen la fisuración

del concreto por retracción pl$stica. (stas fibras tienen di$metros entre1.1F mm a 1.121 mm, pueden ser monofilamento o fibriladas.



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Las microfibras al tener di$metros tan peque"os se califican con unpar$metro denominado Denier . )Denier es el peso en gramos de 8111metros de una sola fibra@.

.acrofi'ras

(stas fibras est$n destinadas a prevenir la fisuración en estadoendurecido, a reducir el anc#o de la fisura si ésta se presenta ya permitir el adecuado funcionamiento de la estructura fisurada. Lasdosificaciones m$s frecuentes oscilan entre 1.R a 1.MR del volumendel concreto. Las macrofibras m$s usadas son las sintéticas y lasmet$licascuyos di$metros varían entre 1.12 mm a .11 mm. La relación deaspecto )L&d@ de las macrofibras varía entre 1 a 711. Las macrofibras

pueden ser met$licas )"ipo SiFafi'er $#O @?D8?@, sintéticas )"ipoSiFafi'er @GG@ o naturales. Las dosificaciones en términos de pesovarían así de acuerdo con la densidad del material, las fibras de acerorequieren entre 1 a 21 Kg&mF de concreto y las fibras sintéticas)polipropileno@ entre a 8 Kg&mF.Las macrofibras actan en estado endurecido, es decir antes de las 9#oras no tienen mayor efecto.

/rincipales aplicaciones

Pisos y PavimentosPrefabricados*oncreto Lanzado*oncretos resistentes a e'plosiones*oncretos de ultraQalta resistencia



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