suelos estabilizados y gravas tratadas
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SUELOS ESTABILIZADOS Y GRAVAS TRATADAS
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ESTABILIZACIONES DE SUELOS
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Estabilizaciones de suelos1. Formación de explanadas2. Especificaciones para la formación de explanadas3. La estabilización de suelos4. Estabilización de suelos con cal5. Estabilización de suelos con cemento6. Ejecución7. Especificaciones
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Estabilizaciones de suelos1. FORMACIÓN DE EXPLANADAS
Módulo de compresibilidad en el segundo ciclo de carga
Norma 6.1 IC
- Formación de la explanada, Figura 1.- Espesores mínimos para cualquier punto de la sección transversal.
≥ 300≥ 120≥ 60Módulo EV2 (MPa) NLT-357
E3E2E1CATEGORÍA DE EXPLANADA
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Formación de explanadas
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2. Especificaciones para las explanadas
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2. Especificaciones para las explanadas
- Pedraplenes y rellenos todo-uno (excepto con materiales marginales) asimilables a suelos tipo 3.
- Para poder asignar a los suelos de la explanación una determinada clasificación deberán tener un espesor mínimo de 1 m del material indicado. En caso contrario se le asignará la clasificacióninmediatamente inferior.
- Capa de separación (estabilización con cal de 15 cm, geotextil, etc.) entre suelos inadecuados o marginales y suelos adecuados o seleccionados, para E2 y E3, de T00 a T2.
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2. Especificaciones para las explanadas
- Control de ejecución, Tabla 3:
- Consideración preferente de los suelos estabilizados in situ (cal o cemento) frente a una eventual aportación de suelos.
- Nivel freático: la cota de la explanada deberá quedar al menos a- 60 cm con suelos seleccionados- 80 cm con suelos adecuados- 100 cm con suelos tolerables- 120 cm con suelos marginales o inadecuados
≤ 125≤ 200≤ 250Deflexión patrón (10-2mm) NLT-356
E3E2E1CATEGORÍA DE EXPLANADA
(*) Valor probable de la capacidad de soporte de la explanada, dentro del campo de variación debido a los cambios de humedad.
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3. Estabilizaciones de suelos
¿Qué es estabilizar un suelo?
• Aumentar su resistencia a la deformación• Disminuir su sensibilidad al agua• Controlar la erosión y los cambios voluméticos
⇒ Utilización de suelos tolerables o inadecuados
Tipos de estabilización:• Mecánica: mezcla de 2 ó más suelos (granulometría, plasticidad,
permeabilidad)• Aditivos: estab. física o química. Se añaden cemento, cal, cenizas
volantes, escoria granuladas, ligantes hidrocarbonados, etc.
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3. Estabilizaciones de suelos
´¿Cuál es el resultado conseguido? Depende de:
• Tipo de suelo• Tipo de aditivo• Cantidad de aditivo• Ejecución
Tipos de ejecución de la estabilización:
• Para la formación de la explanada: in situ• Para la formación del firme: en central
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3. Estabilizaciones de suelos
Suelo estabilizado in situ (para explanadas)
S-EST 1: cal o cemento ≥ 2 % CBR7d ≥ 6S-EST 2 : cal o cemento ≥ 3 % CBR7d ≥ 12S-EST 3 : cemento ≥ 3 % Rcomp 7d ≥ 1,5 MPa
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4. Estabilizaciones de suelos con cal
Suelos de granulometría fina y plasticidad apreciable →suelo más granular
2-5% de cal viva4-7% de cal apagada
- Cambia apreciablemente su plasticidad- Aumenta la humedad óptima de compactación (suelos con
ωnat altas)- Densidad máxima Proctor inferior a la del suelo de partida- Mayor resistencia al esfuerzo cortante
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5. Estabilizaciones de suelos con cemento
Suelos poco resistentes
- Se vuelven más rígidos- Los granos de suelo no quedan envueltos en pasta de
cemento- Módulo de elasticidad intermedio- S-EST 3 para explanadas de alta calidad- S-EST 3 resistencia a compresión simple- Contenido de agua: Proctor modificado- Pueden mezclarse in situ o en central
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6. Ejecución de las estabilizaciones
• Caracterización del suelo en laboratorio• Estudio de la mezcla y obtención de la fórmula de trabajo• Preparación de la superficie existente• Disgregación del suelo• Humectación o desecación del suelo• Distribución del aditivo• Ejecución de la mezcla• Compactación• Terminación de la superficie• Ejecución de juntas• Curado y protección superficial
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6. Ejecución de las estabilizaciones
Fuente: Ingeniería de Carreteras, Vol. II, Kraemer et al.
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6. Ejecución de las estabilizaciones
Fuente: WSDOT
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6. Ejecución de las estabilizaciones
Fuente: WSDOT
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6. Ejecución de las estabilizaciones
Fuente: Ingeniería de Carreteras, Vol. II, Kraemer et al.
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7. Especificaciones
SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU Orden FOM 891/2004
MATERIALES
Tipología S-EST1, S-EST2 (con cal ó con cemento), S-EST3 (con cemento)
Granulometríacon cal: para S-EST1 y S-EST2, # 80 = 100%, # 0.063 ≥ 15%con cemento: para S-EST1 y S-EST2, # 80 = 100%, # 2 > 20%, # 0.063 < 50%
para S-EST3, # 80 = 100%, # 2 > 20%, # 0.063 < 35%
Composición química para S-EST1, MO ≤ 2%, SO3 < 1%para S-EST2 y S-EST3, MO ≤ 1%, SO3 < 1%
Plasticidad: con cal: para S-EST1, IP ≥ 12; para S-EST2, 12 ≤ IP ≤40con cemento: para S-EST1, IP ≤ 15; para S-EST2 y S-EST3, LL ≤ 40, IP ≤ 15
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7. Especificaciones
512 SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU Orden FOM 891/2004
Tipo y composición de la mezcla
para S-EST1, cal ó cem ≥ 2%, CBR7d ≥ 6, γd ≥ 95% γdPM (para E1, γd ≥ 97% γdPM)para S-EST2, cal ó cem ≥ 3%, CBR7d ≥ 12, γd ≥ 97% γ dPM
para S-EST3, cem ≥ 3%, Rcomp7d ≥ 1.5 MPa, γd ≥ 98% γ dPM
asiento por colapso e hinchamiento por expansión, nulos
trabajabilidad: anchura completa, t ≥120 min; por franjas, t ≥180 min
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7. Especificaciones
512 SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU Orden FOM 891/2004
Especificaciones de la unidad terminada
Densidad para S-EST1, γd ≥ 95% γ dPM (para E1, γ d ≥ 97% γ dPM)para S-EST2, γd ≥ 97% γ dPM
para S-EST3, γd ≥ 98% γ dPM
Capacidad de soporte ó resistencia
para S-EST1, CBR7d ≥ 6; en explanada, Ev2 ≥ 60 (entre los 14 y 28 días)para S-EST2, CBR7d ≥ 12; en explanada, Ev2 ≥ 120 (entre los 14 y 28 días)para S-EST3, Rcomp7d ≥ 1.5 MPa; en explanada, Ev2 ≥ 300 (entre los 14 y 28 días)
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7. Especificaciones
512 SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU Orden FOM 891/2004
Especificaciones de la unidad terminada
Características geométricas
De terminación, rasante, anchura y espesor:- Dif cota < 30 mm, para fondos de desmonte y núcleos de terraplén- Dif cota < 20 mm, para explanadas- a ≥ 100% aproyecto, a ≤ aproyecto + 10 cm- e ≥ 100% eproyecto
De regularidad superficial: - IRI < 3.0 (50%), IRI < 4.0 (80%), IRI < 5.0 (100%), para explanadas E3 con T00 a T0
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7. Especificaciones
512 SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU Orden FOM 891/2004
Criterios de aceptación o rechazo
Densidad
D media ≥ D especificada (max 2 puntos con D < D especificada - 2)si D media < D especificada - 3, se levantará la capasi D media ≥ D especificada - 3, penalización económica del 10%
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7. Especificaciones
512 SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU Orden FOM 891/2004
Criterios de aceptación o rechazo
Resistencia
CBR7d medio ≥ CBR7d especificado (ningún punto con CBR7d < 80% CBR7despecificado)Rcomp7d media ≥ Rcomp7d especificada (ningún punto con Rcomp7d < 80% Rcomp7d especificada) si CBR7d medio ó Rcomp7d media < 90% del especificado, se levantará la capasi CBR7d medio ó Rcomp7d media > 90% del especificado, penalización económica del 10%
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7. Especificaciones
512 SUELOS ESTABILIZADOS IN SITU Orden FOM 891/2004
Criterios de aceptación o rechazo
Espesor e medio ≥ e especificado (max 2 puntos con e < 90% e especificado)si e medio < 80% e especificado , se levantará la capasi e medio > 80% e especificado , penalización económica del 10%
RasanteDif de cota ≤ Dif de cota especificadasi la tolerancia se rebasa por defecto, espesor adicional en capas superioressi la tolerancia se rebasa por exceso, se corregirá (con e medio ≥ e especificado)
Regularidad superficial IRI capa acabada ≤ IRI especificado ; si los resultados exceden de los límites establecidos:en más del 10% de la longitud del tramo, refino y compactación (trabajabilidad) ódemolición en menos del 10% de la longitud del tramo, penalización económica del 10%
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¿Preguntas?
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Gravas tratadas para bases y subbases
1. INTRODUCCIÓN2. SUELO-CEMENTO3. GRAVA-CEMENTO4. ESPECIFICACIONES5. OTROS TIPOS DE GRAVAS TRATADAS
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Gravas tratadas para bases y subbases
1. INTRODUCCIÓN
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Gravas tratadas para bases y subbases
1.INTRODUCCIÓN
¿Por qué razón aparece está técnica?Durante los ’50: aumento del tráfico → capas inferiores de firmes más resistentes a la deformación y a la fatiga.Comienza a hablarse de “bases con cohesión”
¿En qué consisten?
- Mezcla de áridos de calidad con un aditivo y agua- Los granulares tienen granulometría continua y compacta- El aditivo suele ser: cemento, escoria granulada, emulsión)- La cantidad de aditivo es pequeña, adquieren alta resistencia- La dosificación y mezcla en central- Transporte, extensión, prefisuración, compactación, curado
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Gravas tratadas para bases y subbases
2. SUELO-CEMENTO
• Mezcla en central de material granular con cemento, agua y adiciones, seguida de una compactación + curado
• Propiedades: son función de tipo de material, dosificación, proceso de ejecución, curado y edad.
• ¿Qué sucede al añadir el cemento? El IP disminuye, la resistencia aumenta con el % de cemento, la densidad y la edad.
• La cantidad de agua se obtiene mediante el Proctor Modificado (a mayor densidad, mayor resistencia).
• La cantidad de cemento: resistencia a compresión simple a 7 días.• SC: cemento ≥ 3 %; 2.5 MPa ≤ Rcomp 7d ≤ 4.5 MPa
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Gravas tratadas para bases y subbases
2. SUELO-CEMENTO
• Fabricación y puesta en obra:
• Mezclado en central, para garantizar homogeneidad• Compactación: rodillo vibratorios y compactadores de neumáticos• Período de compactación: 2 – 4 horas• Control de compactación: densidad c/ref. densidad Proctor Modificado• Curado: riego con emulsión de rotura rápida • Circulación prohibida a todo tipo de tráfico durante al menos 3 días (7días, pesados)
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Capas tratadas para bases y subbases
3. GRAVA-CEMENTO
- Capa de base para firmes semirrígidos (tráfico pesado):
• Absorbe la mayor parte de las tensiones
• Rigidez (E ≈ 20.000 MPa)
• Resistencia a flexotracción
• e > 20 cm (tracciones en la fibra inferior); emax: 25 cm
• Subbases de cierta rigidez
• 4.5 MPa ≤ Rcomp 7d ≤ 7.0 MPa (calzada), 4.5 MPa ≤ Rcomp 7d ≤ 6.0 MPa (arcenes)
• % cemento ≥ 3.5
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Capas tratadas para bases y subbases
3. GRAVA-CEMENTO
Cement Association of Canada
Portland Cement Association
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Capas tratadas para bases y subbases3. GRAVA-CEMENTO
- Capa de base para firmes semirrígidos (tráfico pesado):
• Grietas de retracción → prefisuración, reflexión de fisuras; espesorbit >15 cm
• % Agua: un 0,5% inferior al óptimo de PM (resistencia)
• GC(25), GC(20); LA < 30 (tráfico pesado), LA < 35 (tráfico ligero); EA > 35 – 40
• Tiempo reducido entre fabricación y final de compactación (3 horas): retardadores fraguado
• Curado: riego con emulsión de rotura rápida
• Circulación prohibida a todo tipo de tráfico durante al menos 3 días (7días, pesados)
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4. ESPECIFICACIONES
513 MATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (SUELO-CEMENTO Y GRAVA-CEMENTO) (I)
Orden FOM 891/2004
MATERIALES
Granulometría Suelo-cemento: SC(40), SC(20) sólo para T3, T4 y arc.
Grava-cemento: GC(25), GC (20) sólo para T3, T4 y arcenes en sustitución del SC(40)
Composición química MO ≤ 1%, SO3 < 0.8%
Plasticidad Material granular del SC: LL < 30, IP < 15Árido fino de la GC: NP (T00 a T2); LL < 25, IP < 6 (resto)
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4. ESPECIFICACIONES
513 MATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (II)
MATERIALES
Características específicas del árido para GCArido grueso (> 4 mm) Angulosidad calzada: part > 75% (T00 a T1), part >
50% (T2), part > 30% (T3, T4)arcenes: part > 50% (T00 a T1), part >
30% (T2, T3, T4)Forma calzada: Lajas < 30 (T00 aT2), Lajas <
35 (T3, T4)arcenes: Lajas < 40
Calidad calzada: LA ≤ 30 (T00 a T2), LA ≤ 35 (T3, T4)
arcenes: LA ≤ 40 materiales reciclados: LA ≤ 35 (T1, T2)terrones arcilla ≤ 0.25%
Arido fino (< 4 mm) Limpieza EA > 40 (GC20), EA > 35 (GC25) óAM < 1, con EA > 30terrones arcilla ≤ 1%
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4. ESPECIFICACIONES
ABERTURA DE LOS TAMICES UNE-EN 933-2 (mm) TIPO DE SUELO-
CEMENTO 50 40 25 20 12,5 8 4 2 0,500 0,063
SC40 100 80-100 67-100 62-100 53-100 45-89 30-65 17-52 5-37 2-20
SC20 - - 100 92-100 76-100 63-100 48-100 36-94 18-65 2-35
MATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (III)
Husos granulométricos. Cernido acumulado (% en masa)
ABERTURA DE LOS TAMICES UNE-EN 933-2 (mm) TIPO DE GRAVA-
CEMENTO 40 25 20 8 4 2 0,500 0,063
GC25 100 76-100 67-91 38-63 25-48 16-37 6-21 1-7
GC20 - 100 80-100 44-68 28-51 19-39 7-22 1-7
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4. ESPECIFICACIONES
513 MATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (IV)
Tipo y composición de la mezcla
Suelo-cemento cemento ≥ 3.0%2.5 MPa ≤ Rcomp7d ≤ 4.5 MPa
Grava-cemento cemento ≥ 3.5% 4.5 MPa ≤ Rcomp7d ≤ 7.0 MPa (calzada), 4.5 MPa ≤ Rcomp7d ≤ 6.0 MPa (arcenes)trabajabilidad: anchura completa, t ≥180 min;
por franjas, t ≥240 min
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4. ESPECIFICACIONES
MATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (V)
Control de calidad. Control de fabricación
Granulometría Tamaño máximo: ± 0%Tamaño > 4 mm: ± 6%Tamaño ≤ 4 mm: ± 3%Tamaño 0.063 mm (incluido el cemento): ± 1.5%
Contenido de cemento Tolerancia respecto fórmula de trabajo: ± 0.3%
Humedad compactación(agua total) Tolerancia respecto de la óptima: -1.0% / +0.5%
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4. ESPECIFICACIONESMATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (VI)
Especificaciones de la unidad terminada
•Densidadγd ≥ 98% γdPM
•Resistencia mecánica4.5 MPa ≤ Rcomp7d ≤ 7.0 MPa (calzada), 4.5 MPa ≤ Rcomp7d ≤ 6.0 MPa (arcenes)
•Características geométricasDe terminación, rasante, anchura y espesor:
- Dif cota < 15 mm- aproyecto - 10 cm ≤ a ≤ aproyecto + 10 cm- e ≥ 100% eproyecto
De regularidad superficial: - para T00 a T2, 1ª capa bajo MB: IRI < 2.5 (50%), IRI < 3.0 (80%), IRI < 3.5 (100%) - para T00 a T2, 2ª capa bajo MB: IRI < 3.0 (50%), IRI < 3.5 (80%), IRI < 4.0 (100%)- para T3, T4 y arcenes: IRI < 3.0 (50%), IRI < 3.5 (80%), IRI < 4.0 (100%)
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4. ESPECIFICACIONES
MATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (VII)Criterios de aceptación o rechazo (I)
Densidad D media ≥ D especificada (max 2 puntos con D < D especificada - 2)si D individual < D especificada - 2, se realizarán ensayos de resistencia mecánica sobre testigos
Resistencia Rcomp7d mínima especificada ≤ Rcomp7d media ≤ Rcomp7d máxima especificadasi Rcomp7d media < 90% Rcomp7d mínima especificada, se demolerá ó se realizarán ensayos de informaciónsi Rcomp7d media > 90% Rcomp7d mínima especificada, sanción económica ó ensayos de información
Ensayos de información:Rcomp xd sobre testigos extraídossi Rcomp xd media ≥ Rcomp xd media lote aceptado, el lote se aceptarási Rcomp xd media ≥ 90% Rcomp xd media lote aceptado, sanción económicasi Rcomp xd media ≥ 80% Rcomp xd media lote aceptado, sanción económica ódemoliciónsi Rcomp xd media < 80% Rcomp xd media lote aceptado, demolición
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4. ESPECIFICACIONES
513 MATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (VIII)
Criterios de aceptación o rechazo (II)
Espesor e medio ≥ e especificado (max 2 puntos con e < 90% e especificado)si e medio < 85% e especificado , se demolerá la capasi e medio > 85% e especificado , espesor adicional equivalente en la capa superior
Rasante Dif de cota ≤ Dif de cota especificadasi la tolerancia se rebasa por defecto, espesor adicional en capa superiorsi la tolerancia se rebasa por exceso, se corregirá por fresado (con e medio ≥ e especificado)
Regularidad superficial IRI capa acabada ≤ IRI especificado ; si los resultados exceden de los
límites establecidos:en más del 10% de la longitud del tramo, corrección por fresadoen menos del 10% de la longitud del tramo, penalización económica del 10%
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5. OTROS TIPOS DE GRAVAS TRATADAS
GRAVA-ESCORIAGRAVA-CENIZAGRAVA-EMULSIÓN
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Capas tratadas para bases y subbases
¿Preguntas?