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REFUERZO DE SUELOS CON GEOMALLAS BIAXIALES

Ing. Romel King BazanProduct Manager – Concrete Fibers

Geomallas Biaxiales MacGrid

Tejidas Extruidas

Poliester Polipropileno

Tipos de Geomallas


• RELLENO SOBRE SUELO BLANDO.

• REFUERZO DE VIAS NO PAVIMENTADAS.

• REFUERZO DE BASE DE CARRETERAS.

• RELLENO SOBRE PILOTES.

• REFUERZO DE CIMENTACIONES.

APLICACIONES


REFUERZO EN VIAS NO PAVIMENTADAS


Confinamento Lateral

MECANISMOS DE FUNCIONAMIENTO



Capacidad Portante



Membrana Tensionada


APLICACIONES

U.S. Army Corps of Egineers Washington. D.C 20014-1000


U.S. Army Corps of Egineers Washington. D.C 20014-1000

APLICACIONES


TRASLAPES


VIAS PAVIMENTADAS

• Contaminación del sub-rasante y consecuente pérdida de la capacidad de soporte;

• Evitar deformaciones provenientes del sub-rasante en el pavimento;

• Reducir la posibilidad de aparecimiento de trincas por fatiga en el pavimento;

• Reducción de la camada granular

Pavimento Flexible


METODOLOGÍA

r

CBRfNefs

rP

R

Nhr

Jh

sgcch

r

s

E

1

9.011204.01

log)006.1661.0(868.0

2

2

5.12

Donde:h = Espesor requerido.J = Modulo de estabilidad de aperturas (Geomalla Tipo 1: 0.32 y la Tipo 2: 0.65 N-m/degree).N = Número de ejes pasantes (Ejes de construcción en mejoramientos y ejes totales en vías no pavimentadas).P = carga por ejeS = Máxima profundidad de ahuellamiento (Máximo 100mm y Mínimo 40mm)Nc = Factor de capacidad de soporteFc = Factor relativo a la subrasante y a la profundidad de ahuellamientor = Ratio de Impresión de las Llantas


METODOLOGÍA

p

Pr

P = Carga por eje.p = Presión de las LlantasA = Área de contacto de las llantas

Ratio de Impresión de Llantas

La relación entre la carga en cada llanta y la presión de contacto de la llanta es la siguiente:

pAP

2.rA

Considerando que el área de contacto de la llanta es de la forma circular:


METODOLOGÍA

548.3 3.0

sg

bc

sg

bcE CBR

CBREE

R CBRbc = Valor de CBR del relleno.CBRsg = Valor de CBR de la sub rasante.

Modulo de Radio de la Base Granular entre la Sub Base

Hammitt 1970

El CBR puede ser calculado en laboratorio o en campo, hay que tener en cuenta que ambos CBR son distintos.


METODOLOGÍA

ucs

refuerzoh cNrfs

P 2.sin,0

Ph = Capacidad de soporte sin refuerzo (kN)

Si P < Ph=0, sin refuerzo la sub rasante puede soportar la carga del eje con un mínimo de espesor de relleno de 10cm, si P > Ph=0, sin refuerzo se requiere de un mejoramiento de la sub rasante.

NC = 3.14 Sin Refuerzo.Nc = 5.14 Refuerzo con Geotextil.Nc = 5.71 Refuerzo con Geomalla.

S = Máxima profundidad de ahuellamiento.Fs = Factor igual a 75mm

Capacidad de Soporte Movilizada


EJEMPLO

DATOS DEL EJEMPLO

Carga única por eje (P) : 80 kN

Presión de la llanta (p) : 550 kPa

Número de pasadas de eje (N) : 1000

CBR (sub rasante) : 1.00 %

CBR (relleno) : 20.00 %

Profundidad de ahuellamiento : 40mm

J (Geomalla MacGrid EGB30) : 0.65 (N-m/degree)


CÁLCULO

CÁLCULO

El valor de r según la fórmula: mx

r 15.0550

2

80

El valor de Ph según la fórmula: 65.313014.3)15.0(7540 2

.sin,0

xxxP refuerzoh

4065.3.sin,0 PP refuerzoh

Necesita Refuerzo!!!

Se deberá calcular el valor del ratio del modulo del relleno entre la sub rasante:

555.81)20(48.3 3.0

ER

Re máximo 5.0


CÁLCULO

Caso 1 - Sin Refuerzo

Para este caso consideramos el valor J = 0 y Nc=3.14, se deberá realizar iteraciones hasta alcanzar valores parecidos, para el primer cálculo asumimos un h=1.00m

Primera Iteración:h=1.00m

Segunda Iteración:h=0.70m

Tercera Iteración:h=0.70m

mx

xxe

h 70.015.01

0.13014.39.017540

550)10.5(204.01

1000log00.115.0

)661.0(868.0

2

00.1

15.0

5.1

mx

xxe

h 70.015.01

0.13014.39.017540

550)10.5(204.01

1000log70.015.0

)661.0(868.0

2

70.0

15.0

5.1

mx

xxe

h 70.015.01

0.13014.39.017540

550)10.5(204.01

1000log70.015.0

)661.0(868.0

2

70.0

15.0

5.1


CÁLCULO

Caso 2 - Con Refuerzo

Para este caso consideramos el valor J = 0.65 y Nc=5.71, se deberá realizar iteraciones hasta alcanzar valores parecidos, para el primer cálculo asumimos un h=0.50m

Primera Iteración:h=0.50m

Segunda Iteración:h=0.40m

Tercera Iteración:h=0.36m

mx

xxe

h 40.015.01

0.13071.59.017540

550)10.5(204.01

1000log50.015.0

))65.0(006.1661.0(868.0

2

50.0

15.0

5.12

mx

xxe

h 36.015.01

0.13071.59.017540

550)10.5(204.01

1000log40.015.0

))65.0(006.1661.0(868.0

2

40.0

15.0

5.12

mx

xxe

h 35.015.01

0.13071.59.017540

550)10.5(204.01

1000log36.015.0

))65.0(006.1661.0(868.0

2

36.0

15.0

5.12


CÁLCULO


CÁLCULO

Con una geomalla EGB30 necesitamos un mejoramiento de 0.35m. Ahora, para calcular el CBR en la parte superior del relleno de mejoramiento de la Sub-Base empleamos la metodología de Garry H. Gregory (Use of geosynthetics for improvement of flexible pavement subgrades) usando un GEOMOD FACTOR igual a 2.0.

Para un CBR del terreno natural de 1.0% interceptamos la curva y obtenemos el valor del Geomod Factor, por tanto tenemos ahora una capa de 0.35m con un CBR en la parte superior igual a 1.00 + 2.00 = 3.0%.


CÁLCULO

Ong Tiam Hwa(Senior Technical Engineer, Maccaferri (M) Sdn. Bhd.) MALAYSIA


HOJA DE CÁLCULO


REFUERZO EN VIAS PAVIMENTADAS


VIA PAVIMENTADA

Carpeta Asfáltica

Base Granular

Geomalla Biaxial

Sub Base Granular

Sub Rasante


VIA PAVIMENTADA

La contribución estructural del refuerzo de geomalla ubicada en la capa de base del pavimento flexible incrementa el valor del coeficiente de la base granular, entonces el nuevo valor del número estructural es:

SN = a1D1+ a2LCRD2m2+ a3D3m3

Donde LCR es el Layer Coefficient Ratio el cual tiene un valor mayor a uno.


VIA PAVIMENTADA

La reducción del espesor de la base granular es calculada con la siguiente ecuación:

22

333112 LCRma

mDaDaSND

33

112223 ma

DamLCRDaSND

• Geomalla entre la base y la sub base.• Reducción de espesor de base.

• Geomalla entre el terreno y la sub base.• Reducción de espesor de la sub base.


EJEMPLO DE CALCULO


VIA PAVIMENTADA

SN = 0.40x2.76+ 0.16x7.87x1.0+ 0.11x19.69x1.0

- Cálculo del Número Estructural según metodología AASHTO según el diseño original:

SN = 4.53

- Cálculo del Número Estructural sustituyendo la base granular:

SN = a1D1+ a3D’3m3 4.53 = 0.40x2.76+ 0.11xD’3x1.0 D’3=80cm

- Cálculo del nuevo espesor de capa de sub base con refuerzo:

CBR = 2.0% LCR = 1.40

- Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una disminución de espesor, se debe mantener constante a través de los cálculos realizados el valor inicial del número estructural.

SN = a1D1+ a3LCRD’3m3 4.53 = 0.40x2.76x1.40+ 0.11xD’3x1.0 D’3=57cm


VIA PAVIMENTADA

- Cálculo del aporte estructural de la capa reforzada:

a3D’3m3 = 0.11x22.41x1.0 = 2.47

- Cálculo de los nuevos espesores de base y sub base granular:

SNR = a2D2Rm2 + a3D3Rm3 2.47 = 0.16xD2Rx1.0 + 0.11xD3Rx1.0

- Para resolver la ecuación se tendrá que asumir un espesor de camada ya sea de la base o de la sub base:

2.47 = 0.16x6.0x1.0 + 0.11xD3Rx1.0

Asumiendo que la base sea de 15cm

D3R= 35cm SN = 0.16x6.0x1.0+ 0.11x13.73x1.0 = 2.47 OK!!!

Estructura Original Reforzado

Asfalto 7.0 cm 7.0 cm

Base 20.0 cm 15.0 cm

Sub Base 50.0 cm 35.0 cm


A M É R I C A L A T I N A

Ing. Romel King BazanProduct Manager – Concrete Fiberse-mail: [email protected].: (51-1) 201 1060Fax: (51-1) 201 1060 Anexo 205Cell: (51-1) 958 793 772web site: www.maccaferri.com.pe

MUCHAS GRACIAS!!!

http://www.maccaferri.com/

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