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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
Geomallas Biaxiales MacGrid
• RELLENO SOBRE SUELO BLANDO.
• REFUERZO DE VIAS NO PAVIMENTADAS.
• REFUERZO DE BASE DE CARRETERAS.
• RELLENO SOBRE PILOTES.
• REFUERZO DE CIMENTACIONES.
APLICACIONES
Geomallas Biaxiales MacGrid
REFUERZO EN VIAS NO PAVIMENTADAS
Geomallas Biaxiales MacGrid
Confinamento Lateral
MECANISMOS DE FUNCIONAMIENTO
Geomallas Biaxiales MacGrid
MECANISMOS DE FUNCIONAMIENTO
Capacidad Portante
Geomallas Biaxiales MacGrid
MECANISMOS DE FUNCIONAMIENTO
Membrana Tensionada
Geomallas Biaxiales MacGrid
APLICACIONES
U.S. Army Corps of Egineers Washington. D.C 20014-1000
Geomallas Biaxiales MacGrid
U.S. Army Corps of Egineers Washington. D.C 20014-1000
APLICACIONES
Geomallas Biaxiales MacGrid
TRASLAPES
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
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:
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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.
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
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)
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
CÁLCULO
Geomallas Biaxiales MacGrid
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%.
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CÁLCULO
Ong Tiam Hwa(Senior Technical Engineer, Maccaferri (M) Sdn. Bhd.) MALAYSIA
Geomallas Biaxiales MacGrid
HOJA DE CÁLCULO
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REFUERZO EN VIAS PAVIMENTADAS
Geomallas Biaxiales MacGrid
VIA PAVIMENTADA
Carpeta Asfáltica
Base Granular
Geomalla Biaxial
Sub Base Granular
Sub Rasante
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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.
Geomallas Biaxiales MacGrid
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.
Geomallas Biaxiales MacGrid
EJEMPLO DE CALCULO
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
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
Geomallas Biaxiales MacGrid
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!!!