DISEO DE EXPLANADAS

Definicin de cota de rasante de explanada (dibujar seccin en desmonte y en terrapln)

BASE

BASE MBC

INTERMEDIARODADURA

SECCIN TIPO DE CARRETERASECCIN TIPO DE CARRETERA

FIRME

EXPLANADA

Tipos de suelos y materiales para formacin de explanada

Prof. David Almazn Cruzado

Los pedraplenes y todo-uno, tienen caractersticas de suelo seleccionado tipo 3

Prof. David Almazn Cruzado

Definicin de la capacidad soporte de los suelos 1. Se define mediante su ndice CBR (calculado con la humedad ptima del PM y el %

de compactacin de la densidad de referencia que estipula el PPTP) y su Mdulo de Elasticidad, Deformacin, Rigidez o Young (E).

Segn la Instruccin 6.1-IC; Ev2 (MPa) E (MPa) CBR x 10

2. Tambin se define la capacidad portante de la explanada, mediante su Ev2 (mdulo

compresibilidad) en el ensayo de placa de carga. Ambos se correlacionen mediante la siguiente expresin:

Cuando el valor de E (MPa) viene dado por la deflexin, d0, mediante placa de

carga dinmica (deflexin superficial en el centro de la carga, para una P= 0,5 MPa y un de placa = 30 cm), obtenida en la explanada, entonces:

Ev2 (MPa) 1,0882 x E (MPa)

Siendo E (MPa) 13.150/d0 (Slido elstico, Burmister)

Donde d0 = deflexin de clculo medida en (mm/100)

Cuando el valor de Ev2 (MPa) viene dado por el ensayo de placa de carga (esttica), sobre la explanada, entonces:

Ev2 (MPa) 1,43 x E (MPa) Ver p. 76 de Ingeniera de Carreteras Vol II

Prof. David Almazn Cruzado

Caracterizacin del terreno natural subyacente Es preciso el conocimiento de su caracterizacin en una profundidad mnima de 1 m.:

Fase 1: Recopilacin de informacin geolgica y geotcnica Fase 2: Reconocimiento del terreno en campo y toma de

muestras: catas, sondeos, tomas de muestras,

Fase 3: Ensayos de identificacin en laboratorio (granulometra, lmites, MO, SO4, hinchamiento libre en edmetro, PM, CBR) Cuando no sea posible realizar CBR sobre muestras recompactadas, excepcionalmente y previa justificacin, se puede admitir su estimacin a partir de ensayos de penetracin tipo SPT, realizados en periodo hmedo (diciembre a abril, ambos inclusive). Ver Tabla:

Si se realizaran en periodo seco (julio a septiembre, ambos inclusive), los resultados se dividirn entre 2, y entre 1,5, si se trata de periodo intermedio (mayo a junio, o octubre a diciembre)

Fase 4: Tramificacin del terreno natural subyacente, por tipo de suelo, incluso cuando siendo del mismo tipo, vare su capacidad portante. La capacidad de soporte se valorar en funcin del CBR caracterstico de proyecto de cada grupo homogneo de suelos, entendiendo por tal el menor de los obtenidos en el tramo. Para unificar el CBR caracterstico, en los proyectos se propondrn saneos, por presencia de puntos blandos, con objeto de conseguir una capacidad portante similar en todos los tramos.

Prof. David Almazn Cruzado

Clasificacin del cimiento

o Se clasifican s/ Ev2 o Los espesores marcados son espesores mnimos, incluso aunque se

ponga materiales de mejor calidad o El terreno subyacente ha de tener al menos 1 m de espesor o El material de coronacin de terrapln o fondo de desmonte ha de tener

un espesor 0,50 m. o Debe disponerse una capa de separacin o geotextil entre suelos

marginales/inadecuados con finos plsticos y los SA SS o El control de ejecucin de explanada puede exigir deflexin patrn

mxima. o En diseo, uso preferente de estabilizados in situ frente a explotacin

de yacimientos naturales. o Cotas de explanada frente a NF (ms adelante)

Prof. David Almazn Cruzado

Mximo E a desarrollar en los materiales granulares Mtodo 1

Ei = ci x Ei-1

Ei = mdulo de tongada i (MPa) ci = 2 (suelos 1 y 2); 2,5 (suelos 3 y ZN); 3 (ZA) Ei-1 = mdulo de tongada inferior (MPa) Mtodo 2

Ei= Ei-1 x 0,206 x h0,45 h = espesor de material granular (mm) Ei = mdulo de tongada i (MPa) Ei-1 = mdulo de tongada inferior (MPa)

Tratamiento de suelos con alta plasticidad Cuando el terreno natural subyacente est constituido por suelos con CBR< 3 e IP> 18, ser necesario realizar un estudio especial: posibles cambios volumtricos, prdida de capacidad portante, y el efecto de ambos en el comportamiento del firme. En desmontes y terraplenes de poca altura sobre este tipo de terrenos se suelen producir deformaciones importantes, con abombamientos y agrietamientos, que evolucionan con los ciclos de humedad-sequedad, y que de aparecer, obliga a la reconstruccin de la carretera con importantes implicaciones econmicas y sociales. As mismo, este tipo de cimientos utilizados como cimiento de terraplenes se producen con cierta frecuencia asentamientos y deslizamientos.

o Saneos de fondo de desmonte y terraplenes de menos de 2 m Se determinarn los siguientes parmetros: CBR, IP e Hinchamiento libre y Presin de hinchamiento en edmetro. Una vez obtenidos estos parmetros se estudiar:

1. si el cimiento queda situado en la capa activa (afectada por ciclos humedad-sequedad) se estudiar la repercusin de efectuar las obras en tiempo seco o hmedo.

2. en los desmontes se estudiarn los posibles levantamientos asociados a la descarga que sufre el terreno (cambios volumtricos)

3. se considerar el efecto de las filtraciones de agua a travs del firme o de cualquier otro agente aportador, planteando sistemas de drenaje.

Prof. David Almazn Cruzado

Posibles soluciones:

saneo del terreno a una profundidad (en cm) igual al triple de su IP y reposicin con material seleccionado.

Estabilizaciones con cal Precargas y control de asientos Mechas drenantes, columnas de grava Drenes profundos Capas anticontaminantes e impermeabilizacin de espaldones Sostenimiento de taludes con escollera (Clculo de estabilidad de

taludes)

Tratamiento de suelos compresibles Sobre los suelos compresibles (inadecuados, marginales, o en general, muy susceptibles al agua), siempre que no estn tratados con conglomerantes, para evitar la entrada de agua se debern disponer membranas impermeables, suelos de baja permeabilidad o estabilizaciones. Si sobre un suelo estabilizado se coloca una capa granular permeable, se estudiar especialmente el drenaje de agua infiltrada a travs del firme.

Estabilizacin de asientos Se consideran asientos diferenciales estabilizados, cuando la diferencia entre los asientos absolutos de 2 puntos del plano de la explanada que disten 20 m, medidos en un intervalo de 3 meses, en poca de lluvias, sea inferior a los lmites de la tabla adjunta:

Esta situacin se mirar especialmente en estos casos:

o Terraplenes de ms de 15 m de alto o Transicin OF a terraplenes de ms de 5 m de alto o Transicin de desmonte a terraplenes de ms de 10 m de alto o Terraplenes sobre suelos blandos

Prof. David Almazn Cruzado

Agua en el terreno En este sentido, la cota de rasante de la explanada estar a

o 60 cm por encima de la cota NF ms alta, caso de suelos seleccionados o 80 cm por encima de la cota NF ms alta, caso de suelos adecuados o 100 cm por encima de la cota NF ms alta, caso de suelos tolerables o 120 cm por encima de la cota NF ms alta, caso de suelos marginales o

inadecuados

Pendientes transversales El valor absoluto de la pendiente transversal de un fondo de desmonte o de coronacin de terrapln , a nivel de ejecucin de obra, ser igual o superior al 4%. No se dejar ninguna superficie de tongada extendida y sin compactar. La pendiente transversal final de la explanada ser igual a la de la rasante definitiva del firme.

Losas y cuas de transicin Objetivo: reducir la diferencia de rigidez entre terrapln y estructuras. Ver anejo

Ley de Miner

que componen el firme

Prof. David Almazn Cruzado