FACULTAD DE ARQUITECTURA E INGENIERIAESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERIA CIVIL

CURSO: DISEO MODERNO DE PAVIMENTO

ALUMNOS: LARENAS SANCHEZ, GAARY FERNANDODOCENTE:ING. HUGO CASSO

TEMA: TRABAJO INDIVIDUAL 02SUELO ORGANICO

TURNO:MAANA

CICLO:I X

-2014-

INTRODUCCION

Desde los primeros diseos de estructuras de pavimentos para carreteras los ingenieros han empleado mtodos analticos y mecansticos para el diseo y la evaluacin de los pavimentos. Desde entonces se han producido numerosas contribuciones realizados por investigadores y acadmicos en diversos pases.

Los mtodos mecansticos de diseo de estructuras de pavimentos se basan en el supuesto que un pavimento puede ser modelado como una estructura multicapa elstica o viscoelstica sobre una cimentacin elstica o viscoelstica.

La metodologa de diseo implantada en 1972 con la publicacin por AASHTO de la Gua de Diseo para Pavimentos Flexibles, es de carcter emprico y no incorpora procedimientos mecansticos. La Gua de Diseo de 1993 indirectamente usa procedimientos mecansticos para evaluar el deterioro debido al clima y establecer coeficientes para drenaje y transferencia de cargas.

Asimismo, el empleo del Mdulo de Resilencia para caracterizar las propiedades de los materiales introduce el concepto de caracterizacin por un mdulo cuasi-elstico.

MARCO TEORICO

Suelo: Todo agregado de partculas minerales separables por medios mecnicos de poca intensidad como por ejemplo, por agitacin en agua

MATERIA ORGNICA DEL SUELO: Material orgnico biolgico de cualquier naturaleza, que se encuentre sobre o dentro del suelo, vivo, muerto o en estado de descomposicin.

MO bitica: microfauna, bacterias, hongos, actinomicetes. MO abitica: fraccin lbil (10-15 % MOS) fraccin estable (Ac. Hmicos, Ac. Flvicos, huminas)

La descomposicin de restos orgnicos y residuos metablicos da origen a lo que se denomina humus, El humus al descomponerse produce una serie de productos coloidales que, en unin con los minerales arcillosos, originan los complejos organominerales. Estos coloides son de carga negativa, lo que les permite absorber H+ y cationes metlicos (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) e intercambiarlos en todo momento de forma reversible.

HUMUS: material orgnico que se encuentra en el suelo con tamao de 20 micras y la materia orgnica en disolucin (menor de 0.45 micras)Ac. Hmicos: soluble en solucin alcalina pero que precipita cuando se acidifica.Ac. Flvicos: soluble en solucin alcalina y permanece soluble cuando se acidifica.Huminas: insoluble en solucin alcalina.

El contenido de MOS aumenta con la humedad y disminucin de temperatura. Suelos de textura fina presentan mayor contenido que los suelos de textura liviana. Suelos hmedo tiene mayores contenidos.

Tipos de Humus: Aerobiosis Mull clcico: se forma en un medio biolgicamente activo, donde la descomposicin de los restos frescos es rpida. agregacin y son estables a pH > 7. C/N = 10. Hz A 1 espeso y oscuro. Mull forestal: presenta un hz. A1 de menor espesor, ms claro. Su estructura es menos estable, pH aprox. 5.5. Alta polimerizacin. AF/AH>1 Moder: Presencia de Hz. O seguido por Hz. A1 oscuro, mala estructura, no hay complejo Ac-humus. Poca polimerizacin. Mor: zonas biolgicamente poco activas. Mineralizacin de MO lenta. Humificacin lenta.Hay poca produccin de Ac.F y Ac. H de bajo peso molecular y son arrastrados en profundidad.

Anaerobiosis: Turbas: se forman en medio saturado en agua casi permanentemente, por lo cual la descomposicin y humificacin son procesos lentos. Anmor: el suelo se encuentra temporariamente saturado de agua. Es una mezcla de arcilla y materia orgnica transformada.

Humificacin: proceso de formacin del humus (transformacin de la materia orgnica). Es responsable de la acumulacin de la materia orgnica en el suelo.Si se llega a la destruccin total de los compuestos orgnicos se producen productos inorgnicos sencillos (CO2, NH3, H20 etc) y se habla de mineralizacin.

Alto % en protena, bajo en lignina se descomponen ms rpido y en mayor cantidad

Residuos

Mineralizacin

NH3, Ac. Orgnicos, fosfatos, sulfatos, CO2Transformacin

Mineralizacin

En la transformacin de los restos orgnicos se pueden diferenciar tres etapas sucesivas.

i) Transformacin qumica inicial, es una alteracin que sufren los restos vegetales antes de caer al suelo. Consiste en prdida de sustancias orgnicas y elementos minerales.ii) Acumulacin y destruccin mecnica: hay una destruccin mecnica por la accin de los animales que reducen su tamao y lo mezclan con la fraccin mineral.iii) Alteracin qumica. Los restos orgnicos en el suelo pierden rpidamente su estructura celular y se alteran a un material amorfo que va adquiriendo un color cada vez ms negro, con una constitucin y composicin absolutamente distintos de los originales. Poco a poco los restos transformados se van desintegrando e integrando totalmente con la fraccin mineral.

Relacin C/N. Es un parmetro que evala la calidad de los restos orgnicos de los suelos.Los microorganismos necesitan del carbono como fuente de energa (oxidan el C y lo devuelven a la atmsfera como CO2) y del nitrgeno para incorporarlo a su protoplasma y ambos los toman de los restos vegetales. El C en los restos vegetales es aproximadamente el 60%. El N es elemento minoritario, y por l compiten las races de las plantas y los microorganismos. Llega a ser un factor limitante.

C/N = 100 (alta). Ej. acculas de pinos. Contienen poco nitrgeno y por ello la actividad biolgica es limitada. C/N = 30 los restos contienen suficiente nitrgeno para soportar una intensa actividad microbiana.

Propiedades fsicas de MOS

Estabilizador estructural. Retentor de agua. Baja solubilidad. Facilita la infiltracin del agua. Mejora la aireacin Mal elemento para Pavimentos

ANALISIS Y/O DETALLE DEL ENSAYO EN LABORATORIO

Mtodo de campo para estimar el nivel de materia orgnica: Determinar si los niveles de materia orgnica en el suelo estn altos medios o bajos. La materia orgnica es importante en el suelo para mejorar la estructura del suelo, capacidad de retencin de nutrientes, capacidad de retencin de agua, e infiltracin. El frecuente laboreo y la remosin del material vegetal, reducen los niveles de materia orgnica.Herramientas:*cucharilla de 0.5 g del equipo de prueba de suelo LaMotte*Tubos de ensayo con sus tapas del equipo de prueba de suelo LaMotte (u otro)*Papel filtro, embudo y frasco*Pequeosvialsdevidrio o tubos de ensayo*Juego estandar de soluciones extractantes de materia orgnica (usar la fotografa en la pgina xx).*Solucin extractante. Para esto, se necesita una balanza con precisin de 0.1 gramo, tres recipientes de un litro con tapa de rosca, cilindros graduados con precisin de 1 ml, sales secas de hidrxido de sodio y EDTA (en cristales o en grnulos). Estos se pueden obtener en un departamento local de qumicos, un centro de abasto, o a travs de uno de los catlogos en pgina xx.Propiedades a considerar en los suelos de la subrasante:

1-Contenido de agua o humedad del suelo 2-Relacin de vacos 3-Porosidad 4-Grado de saturacin 5-Peso unitario total o densidad hmeda del suelo 6-Peso unitario seco o densidad seca del suelo 7-Peso unitario de las partculas slidas 8-El peso especfico relativo de los slidos o gravedad especfica.Procedimiento:Este mtodo es ms cualitativo que cuantitativo, y deber ser utilizado para establecer cuales campos estn en el rango adecuado, y cuales podran necesitar grandes esfuerzos paraedificar (building)los suelos. La textura del suelo (arena, arcilla, etc) puede afectar los resultados de esta prueba y puedendirigira una sub-estimacin o sobre-estimacin del contenido de materia orgnica. Si uno quisiera documentar la construccin del suelo a travs del tiempo, se deberan hacer analizar muestras repetidas (anualmente, o cada dos aos) con un laboratorio comercial de anlisis de suelo.1)Use la cucharilla de 0.5 g del equipo de Lamotte y ponga una cucharilla nivelada de suelo dentro de los recipientes de plstico con tapas.2)Use los tubos de ensayo del equipo de Lamotte, y mida 20 ml de la solucin extractante de materia orgnica en los recipientes de plstico con el suelo. Cada marca en el tubo de ensayo es 1 ml. . Por favor utilice guantes de plstico y proteccin para los ojos, o tenga mucho cuidado cuando mezcle estas soluciones. El hidrxido de sodio es una base fuerte y podra causar quemaduras menores en la piel.3)Tape el recipiente y agite por cerca de 30 segundos. Sostngalo sobre un lavamanos por si acaso se derrame el lquido por la tapa o la tapa se salga.. Agite vigorosamente, pero sea cuidadoso.4)Pliegue dos papeles filtro para que quepan en el embudo. Ponga uno de los papeles filtro dentro del otro. Para esta prueba se necesita una solucin muy clara, y hemos encontrado en base a experiencia que solo un papel filtro deja mucho suelo en suspensin.5)Eche la suspensin lquido/slido en el embudo con los papeles filtro. Ponga un frasco u otro recipiente debajo del embudo para colectar el lquido. Debido a que el suelo esta disperso, tomar de 30 a 60 minutos para que el lquido pase a travs. Contine en ser cuidadoso acerca de no tocar la solucin, ya que el hidrxido de sodio todava puede quemar la piel, incluso despus de que el suelo a sido extractado.6)Despus de que aproximadamente 10 ml del lquido han pasado a travs de los papeles filtro (no es necesario que pase todo), eche el lquido en uno de los pequeos vials de vidrio. El lquido ser claro, o con algn tinte caf, pero no debera tener suelo flotando. El color se debe a la materia orgnica que a sido extraida por la fuerte solucin ETDA/ Hidrxido de sodio.7)Sostenga el vial en alto contra la luz o una ventana, y compare el color de la fotografa . Califque el contenido de la materia orgnica como alto, medio o bajo.Notas sobre la interpretacin: Idealmente, para cada tipo de suelo se desarrollar un juego de soluciones estandar para suelos con un conocido contenido de materia orgnica. Un rango til ser de 1, 2, 3, 4, y 5% de materia orgnica, y aquellos vials de muestra utilizados para la comparacin de las pruebas de campo.

Figura . Comparacin de la materia orgnica del suelo.Interpretacin de las pruebas de la materia orgnica del suelo: La materia orgnica del suelo es solo una aproximacin, pero todava se la puede utilizar para calificar el suelo.4321

El contenido de materia orgnica del suelo es aparentemente alto de acuerdo al diagrama en la pgina xx.El contenido de la materia orgnica del suelo parece ser medio-alto.El contenido de materia orgnica es medioEl contenido de materia orgnica esbajo.

CONCLUSIONES

Segn la Granulometra y Textura. Los Suelos son BUENOS (tienen mayor capacidad de carga) cuando la mayora de sus componentes son gruesos como las rocas, gravas, grava arenosa y grava limosa, grava arenosa arcillosa y arenas gravosas. Son MALOS (tienen menor capacidad de carga, se deforman) cuando don finos. En esta calificacin se encuentran los suelos arenosos, suelos limosos y suelos arcillosos.

Segn el Peso especfico. El peso especifico se refiere a cunto pesa una porcin de un tipo de suelo. Nos indica cuanto vaco tiene en su interior; ser ms pesado mientras menos espacios vacos tenga. Esto tambin influye en su estabilidad. Entre mayor sea el peso unitario de un suelo, mejor es la calidad de ste.

Si la mayora d los componentes del suelo son homogneos; entonces, el suelo es malo, porque tienen muchos vacos y poco peso unitario. Si el suelo tiene variedad de tamaos; o sea es heterogneo, el suelo es bueno.

Segn el grado de consolidacin o compactacin.Los suelos con el tiempo y la exposicin a los fenmenos naturales cambian su grado de consolidacin hacindose ms compactos (suelos firmes o compactos) o ms sueltos (suelos sueltos o blandos), segn el proceso que los afecte. Los suelos firmes, compactos, consolidados y de buena calidad para la edificacin son duros y difciles de excavar. Son suelos blandos (no consolidados) y de baja calidad para la edificacin, aquellos que son sueltos y fciles de excavar. Estos suelos no son buenos.

Tambin son suelos no aptos para la construccin aquellos suelos que hayan sido arrastrados por el viento o la lluvia; a stos se le conoce como material de relleno natural. Lo mismo sucede con los suelos sobre rellenos no controlados, es decir cuando el hombre ha cortado con maquinaria pesada un cerro o ladera y los materiales de corte son acumulados al lado sin alcanzar un adecuado grado de compactacin.

Segn el grado de saturacin de agua.La presencia de agua en el suelo influye en su estabilidad y puede cambiar su capacidad de carga y su comportamiento frente a sismos. La calidad de ste disminuye en funcin de la cantidad de agua que contiene y del tipo de componentes que predominan.Los suelos gruesos son ms estables que los suelos finos ante la presencia de agua. El grado de saturacin est influenciado por el nivel de la napa fretica.

Segn el nivel fretico superficial. La napa fretica es la capa de agua subterrnea y su nivel puede cariar desde lo superficial a lo profundo. Cuando el nivel fretico es superficial (a menos de 2 metros de profundidad) en relacin a la superficie del suelo, este suelo es malo; pero si es muy profundo, entonces el suelo puede ser ms estable y bueno.

Segn la plasticidad, expansibilidad y dispersibilidad.Son propiedades des suelo que se refieren a la facilidad de cambiar su volumen con la presencia de agua. La mayora de suelos finos como: limos, arcillas y sus combinaciones, se alteran en contacto con el agua, convirtindose en suelos problemticos o especiales, no aptos para la construccin. As tenemos:

La Plasticidad (suelos plsticos):Es la propiedad por la cual el suelo al humedecerse, disminuye su cohesin, se deforma fcilmente y pierde totalmente su resistencia mecnica o capacidad de carga. Reconocer estos suelos malos para la construccin es muy simple: solo tenemos que humedecerlo y ver si se forma un barro que nos permite hacer trabajos cermicos, entonces ste es un suelo plstico.

Expansibilidad de suelos (suelos expansivos): Esta propiedad consiste en el aumento considerable de su volumen a consecuencia de cambios de humedad, as como por la disminucin de la carga al extraer suelo por excavacin, secado del suelo por incremento de la temperatura. Este fenmeno es propio de los suelos con presencia de arcillas expansivas.

Dispersibilidad de suelos (suelos dispersivos): Esta propiedad caracteriza a los suelos con contenidos de sales solubles. Consiste en la separacin de todos los componentes del suelo a consecuencia de la humedad. El agua es el agente que produce este fenmeno al disolver las sales y forma escamas de suelo que se dispersan lmina tras lmina. Al final el suelo se diluye originando espacios vacos provocando el hundimiento de la superficie.

Suelos colapsables: Se les llama as cuando los suelos pierden su estructura y cohesin y sufren una disminucin notoria de su volumen como consecuencia de haber recibido una cantidad de agua adicional.

Suelos con material orgnico. Son aquellos que contienen races, carbn, guano u otros materiales de origen orgnico. Son suelos de mala calidad para edificacin que deben ser retirados en su totalidad: si se corta el terreno y se les sigue encontrando, entonces no se podr construir.

(Referencia: R.A. Bowman, USDA-ARS, Akron, CO, Conservation Tillage Fact Sheet #5-97)