Suelos Estabilizados y Gravas Tratadas

SUELOS ESTABILIZADOS Y GRAVAS TRATADAS

ESTABILIZACIONES DE SUELOS

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

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

Formación de explanadas

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.


- 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.

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.


´¿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


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

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

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

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


Fuente: Ingeniería de Carreteras, Vol. II, Kraemer et al.


Fuente: WSDOT


Fuente: WSDOT


Fuente: Ingeniería de Carreteras, Vol. II, Kraemer et al.

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

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

7. Especificaciones


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)

7. Especificaciones



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

7. Especificaciones


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%

7. Especificaciones



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%

7. Especificaciones



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%

¿Preguntas?

Gravas tratadas para bases y subbases

1. INTRODUCCIÓN2. SUELO-CEMENTO3. GRAVA-CEMENTO4. ESPECIFICACIONES5. OTROS TIPOS DE GRAVAS TRATADAS


1. INTRODUCCIÓN


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


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


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)

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


3. GRAVA-CEMENTO

Cement Association of Canada

Portland Cement Association

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)

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)

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%

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

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

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%

4. ESPECIFICACIONESMATERIALES TRATADOS CON CEMENTO (VI)


•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%)

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

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%

5. OTROS TIPOS DE GRAVAS TRATADAS

GRAVA-ESCORIAGRAVA-CENIZAGRAVA-EMULSIÓN


¿Preguntas?

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Suelos Estabilizados y Gravas Tratadas