Evaluación de la curva característica en trayectoria de secado y su aplicación en el modelo climático integrado de la guía de diseño AASHTO empírico-mecanicista

Natalia Pérez García, Paul Garnica Anguas

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Transportation Geotechnics

ABSTRACT: : This paper describes in a general way how the new AASHTO Design Guide uses the soil water characteristic curve obtained from a drying path to generate the changes of the resilient modulus due to changes in water content. In addition, it is shown three soil water characteristic curves on drying and wetting paths for thee soil types classified as CL, CL-ML and SM according to the Unified Soil Classification System. From the curves it is observed that the area between the drying and wetting paths seems to depend on the soil type. It is also shown that the soil water characteristic curve obtained based on the wPI parameter differs to that obtained with laboratory data. 1 INTRODUCCIÓN Cuando se construye un pavimento, cada uno de los materiales que forman la estructura se compactan de acuerdo a los requisitos especificados por el organismo regulador (en el caso de México es la Secretaría de Comunicaciones y Transportes). Por ejemplo, a continuación se listan las condiciones de compactación de algunas capas que se utilizan en una sección de pavimento flexible: Grado de compactación (%) o Terraplenes 90 2 (AASHTO estándar) o Subrasante 100 2 (AASHTO estándar) o Subbase 100 mín (AASHTO mod.) o Base 100 mín (AASHTO mod.) Una vez que se compactan los materiales en campo, éstos tendrán propiedades iniciales que variarán con tiempo debido a factores tales como las variaciones en las condiciones ambientales, las cargas aplicadas por el tránsito, derrames de combustibles, etc. En este documento sólo se tratará el efecto del agua. Por la forma en la que se estructura el pavimento, es decir, la calidad de los materiales se reduce a medida que se incrementa la profundidad, los dos factores climáticos que más daño provocan a la estructura son la temperatura y las variaciones de agua. Por siglos el hombre ha observado que el agua tiene un efecto perjudicial en el comportamiento de los pavimentos ya que acelera la aparición de fallas tales baches, deformaciones, agrietamientos, etc. Por tanto, se ha tenido la necesidad de que los métodos de diseño de pavimentos tomen en cuenta el efecto de posibles incrementos en los contenidos de agua de los materiales granulares y finos, éstos últimos son los han adquirido mayor importancia ya que se ha observado que gran parte de la deformación o deflexión que se genera en la superficie del pavimento se debe a la subrasante o terreno de cimentación que en muchos casos está formada por este tipo de suelos. 2 FUENTES DEL AGUA QUE AFECTA AL PAVIMENTO Tomando en cuenta la forma en la que se estructura un pavimento, además de su localización, las fuentes de agua pueden ser las siguientes (Rao, 1997): o Las fluctuaciones del nivel freático se pueden presentar debido a épocas de secas o de lluvias prolongadas. o Filtraciones por la superficie del pavimento aún cuando el pavimento se diseña para que sea una superficie impermeable. En algunas ocasiones la aparición de grietas o de baches aceleran la entrada de agua y como consecuencia la resistencia de los materiales se reduce. o Cuando las pendientes del terreno a los costados del pavimento no son adecuadas, el área tiende a anegarse, lo cual crea otra fuente de agua para los

RESUMEN: : Este artículo resume de forma general cómo la nueva guía de diseño de pavimentos empírico-mecanicista 2002 hace uso de las curas características en trayectoria de secado para obtener la variación del módulo de resiliencia con el tiempo debido a cambios en el contenido de agua. Posteriormente se muestran las curvas características en trayectoria de humedecimiento y secado para tres tipos de suelo clasificados como CL, CL-ML y SM de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos, de las curvas se observa que el área entre la curva de humedecimiento y secado va a depender bastante del tipo de suelo. Se muestra, además, que la curva característica obtenida con la correlación que hace uso del parámetro wPI puede ser muy diferente a la obtenida con datos de laboratorio.

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