Embed Size (px)
Citation preview
GEOMALLASGEOMALLAS
HUANCAYO-PERUacute2011
CAacuteTEDRA INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
CATEDRAacuteTICO Ing BETTY CONCORI
INTEGRANTES
BARRIENTOS CHILQUILLO MONICA CASIA BOZA JUANGAMION FABIAN JHONPOMA ANCASI EDISONPILAR
SEMESTRE IX
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
GEOMALLASGEOMALLAS
INTRODUCCIOacuteNINTRODUCCIOacuteN
Existen diversos meacutetodos para aumentar la capacidad de carga de suelos blandos Uno
de estos antiguo y todaviacutea efectivo consiste en reforzar el suelo mediante confinamiento
lateral de las partiacuteculas de material y aumentar su resistencia a la tensioacuten Tradicionalmente
estos efectos se obteniacutean usando ramas trenzadas o colocando troncos de forma
perpendicular
La tecnologiacutea actual permite el uso de productos sinteacuteticos disentildeados especiacuteficamente
para obtener el mismo efecto de confinamiento lateral y resistencia a la tensioacuten como pueden
ser las geomallas bi-orientadas o bi-direccionales
GENERALIDADESGENERALIDADES
Las geomallas son estructuras unidimensionales o bidimensionales elaboradas a base
de poliacutemeros que estaacuten conformadas por una red regular de costillas conectadas de forma
integrada por extrusioacuten con aberturas de suficiente tamantildeo para permitir la trabazoacuten del suelo
piedra u otro material geoteacutecnico circundante
La principal funcioacuten de las geomallas es indiscutiblemente el refuerzo el uso del tipo de
geomalla estaacute ligado a la direccioacuten en que los esfuerzos se transmiten en la estructura por
ejemplo en aplicaciones tales como muros en suelo reforzado o en terraplenes se utilizan las
geomallas mono-orientadas que son geomallas con una resistencia y rigidez mayor en el
sentido longitudinal que en el transversal Mientras que en estructuras en que la disipacioacuten de
los esfuerzos se realiza de forma aleatoria y en todas las direcciones como por ejemplo
estructuras de pavimento o cimentaciones superficiales se utilizan geomallas bi-orientadas o
bi-direccionales las cuales no tienen una diferencia considerable frente a sus propiedades en
los dos sentidos de la grilla
Las geomallas generan un incremento en la resistencia al corte del suelo Durante la
aplicacioacuten de una carga normal al suelo este es compactado de manera que se produzca una
interaccioacuten entre las capas de suelo que rodean la geomalla Con estas condiciones se
requeriraacute una carga considerablemente mayor para producir un movimiento en el suelo El
compuesto suelo-geomalla reduce la resistencia al movimiento por lo tanto el uso de las
geomallas produce una condicioacuten de cohesioacuten inclusive en materiales granulares El
compuesto combina la resistencia a la compresioacuten del suelo con la tensioacuten de la geomalla para
crear un sistema que presenta una mayor rigidez y estabilidad que un suelo sin ninguacuten
elemento que soporte estos esfuerzos La capacidad que tiene la geomalla para distribuir las
2
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
fuerzas sobre su superficie incrementan las caracteriacutesticas de resistencia contra los
desplazamientos de la estructura durante el sometimiento de esta a cargas tanto estaacuteticas
como dinaacutemicas
DEFINICIOacuteNDEFINICIOacuteN
Son materiales Geosinteacuteticos que tienen una apariencia de mallas o redes
abierta Su principal aplicacioacuten es el refuerzo de suelos Son estructuras
tridimensionales pero con la caracteriacutestica de ser mono o bi-orientadas
CLASIFICACIOacuteNCLASIFICACIOacuteN
a Seguacuten su proceso de fabricacioacuten soldadas tejidas o extruidas
a1 Las geomallas soldadas son generalmente fabricadas con hilos o tiras
multifilamento de polieacutester recubierto de un poliacutemero que protege al material principal
de la accioacuten del ambiente (rayos UV principalmente) y cuyas costillas estaacuten unidas a
traveacutes de termofusioacuten Generalmente logran resistencias muy superiores al resto de las
geomallas
a2 Las geomallas extruidas son fabricadas en polipropileno o polietileno de alta
densidad a traveacutes de la perforacioacuten de laacuteminas de estos materiales lo que genera
arreglos muy estables en su conformacioacuten
a3 Las geomallas tejidas estaacuten fabricadas con hilos o tiras multifilamento de
polieacutester recubiertas de un poliacutemero protector (PVC normalmente) al igual que las
soldadas pero se conforman entrelazando los filamentos en arreglos perpendiculares
en maquinas similares a telares su ventaja radica en que el entrelazado genera puntos
de falla menores que las demaacutes geomallas
b Por su aplicacioacuten o modo de uso en los proyectos de ingenieriacutea se pueden dividir
b1 Geomalla Unidireccional o Mono-Orientadas- Las geomallas mono-orientadas son
estructuras bi- dimensionales producidas de
polietileno de alta densidad (HDPE) utilizando un
proceso de extrusioacuten seguido de un estiramiento
mono-direccional
3
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Este proceso permite obtener una estructura monoliacutetica con una distribucioacuten uniforme
de largas aberturas eliacutepticas desarrollando asiacute gran fuerza a la tensioacuten y gran moacutedulo de
tensioacuten en la direccioacuten longitudinal La estructura de este tipo de geomallas provee un sistema
de trabazoacuten oacuteptimo con el suelo especialmente de tipo granular (Ver Figura 13) Este tipo de
geomallas coextruiacutedas de HDPE son totalmente inertes a las condiciones quiacutemicas o
bioloacutegicas que se presentan normalmente en el suelo poseen gran resistencia a los esfuerzos
de tensioacuten soportando hasta 160KNm aproximadamente Esto con la capacidad del suelo de
absorber los esfuerzos de compresioacuten da como resultado el concepto de estructura en suelo
reforzado similar al concepto del concreto y el acero de refuerzo
Geomalla Bidireccional o Bi-Orientadas- Este tipo
de geomallas son estructuras bi-dimensionales
fabricadas de polipropileno quiacutemicamente inertes y
con caracteriacutesticas uniformes y homogeacuteneas
producidas mediante un proceso de extrusioacuten y luego
estiradas de forma longitudinal y transversal
Este proceso genera una estructura de
distribucioacuten uniforme de espacios rectangulares de alta resistencia a la tensioacuten en ambas
direcciones y un alto moacutedulo de elasticidad Asiacute mismo la estructura de la geomalla permite
una oacuteptima trabazoacuten con el suelo
Este tipo de geomallas coextruiacutedas se componen de elementos y nudos riacutegidos que proveen un
gran confinamiento Son particularmente efectivas para reforzar estructuras de pavimentos
riacutegidos y flexibles (Ver Figura 14)
PROCESO DE FABRICACIOacuteNPROCESO DE FABRICACIOacuteN
Para el caso de las geomallas en polietileno y polipropileno el proceso de
fabricacioacuten es el mismo Inicialmente se tienen laacuteminas del material en el
que se realizan unas perforaciones cuadradas o eliacutepticas de forma
uniforme y controlada sobre toda la laacutemina seguacuten el caso la laacutemina
perforada recibe un estiramiento en una o dos direcciones el cual se realiza
a temperaturas y esfuerzos controlados para evitar la fractura del material
mientras que se orientan las moleacuteculas en el sentido de la elongacioacuten
En el proceso intervienen variables como el peso molecular la
distribucioacuten de este entre otras pero el maacutes importante es la tasa a la que
se produce el proceso de elongacioacuten
El desarrollo que se ha tenido en la teacutecnica de fabricacioacuten de este material ha dado como
resultado no solo el incremento en los moacutedulos y la resistencia del material sino que a su vez
4
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
ha desarrollado una relacioacuten del 100 entre el esfuerzo en los nodos y la resistencia a la
tensioacuten de las costillas garantizando un excelente comportamiento del sistema en el tiempo
FUNCIONESFUNCIONES Y APLICACIONESY APLICACIONES
El uso de las geomallas coextruiacutedas bi-orientadas y mono-orientadas en diferentes
campos de aplicacioacuten se define baacutesicamente por su funcioacuten de refuerzo Esta funcioacuten se realiza
cuando la geomalla inicia un trabajo de resistencia a la tensioacuten complementado con un
trabazoacuten de agregados en presencia de diferentes tipos de materiales
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas mono-orientadas se
enuncian a continuacioacuten
Refuerzo de muros y taludes
Refuerzo de terraplenes con taludes pronunciados y diques
Estabilizacioacuten de suelos blandos
Reparacioacuten de deslizamientos
Ampliacioacuten de cresta de taludes
Reparacioacuten de cortes en taludes
Estribos muros y aletas de puentes
Muros vegetados o recubiertos con concreto
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas bindashdireccionales se enuncian
a continuacioacuten
Terraplenes para caminos y viacuteas feacuterreas
Refuerzo en bases de caminos pavimentados y no pavimentados
Refuerzo en estructuras de pavimento de pistas de aterrizaje en aeropuertos
Refuerzo debajo del balasto de las viacuteas de ferrocarril
Como sistema de contencioacuten sobre rocas fisuradas
El principal criterio de escogencia del tipo de geomalla es baacutesicamente estudiando
como se generan y trasmiten los esfuerzos a lo largo de la estructura a reforzar por ejemplo en
muros en suelo reforzado sabemos que los esfuerzos principales estaacuten en una sola direccioacuten
debido a la presioacuten lateral de tierras que el suelo retenido ejerce sobre la estructura Mientras
que para refuerzo en estructuras de pavimento los esfuerzos verticales generados por el
traacutefico son disipadas en varias direcciones por lo que el disentildeo de la geomalla para realizar el
refuerzo debe tener las mismas propiedades mecaacutenicas tanto en el sentido longitudinal como
en el transversal
5
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PROPIEDADES DE LAS GEOMALLASPROPIEDADES DE LAS GEOMALLAS
Las propiedades requeridas de la Geomalla para el refuerzo de cimentaciones deben estar en funcioacuten de la gradacioacuten del material granular de las condiciones geomecaacutenicas del suelo de fundacioacuten y de las cargas aplicadas
GEOMALLAS BI-DIRECCIONALES
Poseen resistencia a la tensioacuten en el sentido de su fabricacioacuten (a lo largo de los rollos) y
tambieacuten en el sentido transversal al anterior
Las Geomallas Bi-axiales permiten incrementar la capacidad portante del suelo de soporte de
la estructura disminuir los desplazamientos horizontales verticales y los asentamientos
diferenciales aunque no se debe considerar una disminucioacuten de los asentamientos por
consolidacioacuten primaria y secundaria
Las Geomallas Biaxiales funcionan mediante mecanismos de interaccioacuten con el suelo y los
agregados que les permiten tomar parte de los esfuerzos inducidos durante la construccioacuten
mediante fuerzas de tensioacuten que se desarrollan en el plano del material
Por ello las propiedades principales de las Geomallas Biaxiales directamente relacionadas con
sus diversas aplicaciones son
Tamantildeo de aberturas
Rigidez a la flexioacuten
Estabilidad de Aberturas
Moacutedulo de Tensioacuten
Resistencia a la Tensioacuten
GEOMALLAS UNIDIRECCIONALES
Que poseen resistencia a la tensioacuten uacutenicamente en el sentido de fabricacioacuten
Dado que las Geomallas Uniaxiales se utilizan en estructuras cuyo comportamiento debe
garantizarse por lapsos muy largos (de hasta 100 antildeos) sus propiedades relevantes son
- Resistencia a la Tensioacuten
- Resistencia a Largo Plazo Bajo Carga Sostenida
- Coeficiente de Friccioacuten en contacto con el suelo que refuerza
6
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
- Resistencia al Dantildeo Mecaacutenico
- Resistencia a ataque quiacutemico y bioloacutegico
PROPIEDADES DE RESISTENCIA
PROPIEDADES FISICAS
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
GEOMALLASGEOMALLAS
INTRODUCCIOacuteNINTRODUCCIOacuteN
Existen diversos meacutetodos para aumentar la capacidad de carga de suelos blandos Uno
de estos antiguo y todaviacutea efectivo consiste en reforzar el suelo mediante confinamiento
lateral de las partiacuteculas de material y aumentar su resistencia a la tensioacuten Tradicionalmente
estos efectos se obteniacutean usando ramas trenzadas o colocando troncos de forma
perpendicular
La tecnologiacutea actual permite el uso de productos sinteacuteticos disentildeados especiacuteficamente
para obtener el mismo efecto de confinamiento lateral y resistencia a la tensioacuten como pueden
ser las geomallas bi-orientadas o bi-direccionales
GENERALIDADESGENERALIDADES
Las geomallas son estructuras unidimensionales o bidimensionales elaboradas a base
de poliacutemeros que estaacuten conformadas por una red regular de costillas conectadas de forma
integrada por extrusioacuten con aberturas de suficiente tamantildeo para permitir la trabazoacuten del suelo
piedra u otro material geoteacutecnico circundante
La principal funcioacuten de las geomallas es indiscutiblemente el refuerzo el uso del tipo de
geomalla estaacute ligado a la direccioacuten en que los esfuerzos se transmiten en la estructura por
ejemplo en aplicaciones tales como muros en suelo reforzado o en terraplenes se utilizan las
geomallas mono-orientadas que son geomallas con una resistencia y rigidez mayor en el
sentido longitudinal que en el transversal Mientras que en estructuras en que la disipacioacuten de
los esfuerzos se realiza de forma aleatoria y en todas las direcciones como por ejemplo
estructuras de pavimento o cimentaciones superficiales se utilizan geomallas bi-orientadas o
bi-direccionales las cuales no tienen una diferencia considerable frente a sus propiedades en
los dos sentidos de la grilla
Las geomallas generan un incremento en la resistencia al corte del suelo Durante la
aplicacioacuten de una carga normal al suelo este es compactado de manera que se produzca una
interaccioacuten entre las capas de suelo que rodean la geomalla Con estas condiciones se
requeriraacute una carga considerablemente mayor para producir un movimiento en el suelo El
compuesto suelo-geomalla reduce la resistencia al movimiento por lo tanto el uso de las
geomallas produce una condicioacuten de cohesioacuten inclusive en materiales granulares El
compuesto combina la resistencia a la compresioacuten del suelo con la tensioacuten de la geomalla para
crear un sistema que presenta una mayor rigidez y estabilidad que un suelo sin ninguacuten
elemento que soporte estos esfuerzos La capacidad que tiene la geomalla para distribuir las
2
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
fuerzas sobre su superficie incrementan las caracteriacutesticas de resistencia contra los
desplazamientos de la estructura durante el sometimiento de esta a cargas tanto estaacuteticas
como dinaacutemicas
DEFINICIOacuteNDEFINICIOacuteN
Son materiales Geosinteacuteticos que tienen una apariencia de mallas o redes
abierta Su principal aplicacioacuten es el refuerzo de suelos Son estructuras
tridimensionales pero con la caracteriacutestica de ser mono o bi-orientadas
CLASIFICACIOacuteNCLASIFICACIOacuteN
a Seguacuten su proceso de fabricacioacuten soldadas tejidas o extruidas
a1 Las geomallas soldadas son generalmente fabricadas con hilos o tiras
multifilamento de polieacutester recubierto de un poliacutemero que protege al material principal
de la accioacuten del ambiente (rayos UV principalmente) y cuyas costillas estaacuten unidas a
traveacutes de termofusioacuten Generalmente logran resistencias muy superiores al resto de las
geomallas
a2 Las geomallas extruidas son fabricadas en polipropileno o polietileno de alta
densidad a traveacutes de la perforacioacuten de laacuteminas de estos materiales lo que genera
arreglos muy estables en su conformacioacuten
a3 Las geomallas tejidas estaacuten fabricadas con hilos o tiras multifilamento de
polieacutester recubiertas de un poliacutemero protector (PVC normalmente) al igual que las
soldadas pero se conforman entrelazando los filamentos en arreglos perpendiculares
en maquinas similares a telares su ventaja radica en que el entrelazado genera puntos
de falla menores que las demaacutes geomallas
b Por su aplicacioacuten o modo de uso en los proyectos de ingenieriacutea se pueden dividir
b1 Geomalla Unidireccional o Mono-Orientadas- Las geomallas mono-orientadas son
estructuras bi- dimensionales producidas de
polietileno de alta densidad (HDPE) utilizando un
proceso de extrusioacuten seguido de un estiramiento
mono-direccional
3
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Este proceso permite obtener una estructura monoliacutetica con una distribucioacuten uniforme
de largas aberturas eliacutepticas desarrollando asiacute gran fuerza a la tensioacuten y gran moacutedulo de
tensioacuten en la direccioacuten longitudinal La estructura de este tipo de geomallas provee un sistema
de trabazoacuten oacuteptimo con el suelo especialmente de tipo granular (Ver Figura 13) Este tipo de
geomallas coextruiacutedas de HDPE son totalmente inertes a las condiciones quiacutemicas o
bioloacutegicas que se presentan normalmente en el suelo poseen gran resistencia a los esfuerzos
de tensioacuten soportando hasta 160KNm aproximadamente Esto con la capacidad del suelo de
absorber los esfuerzos de compresioacuten da como resultado el concepto de estructura en suelo
reforzado similar al concepto del concreto y el acero de refuerzo
Geomalla Bidireccional o Bi-Orientadas- Este tipo
de geomallas son estructuras bi-dimensionales
fabricadas de polipropileno quiacutemicamente inertes y
con caracteriacutesticas uniformes y homogeacuteneas
producidas mediante un proceso de extrusioacuten y luego
estiradas de forma longitudinal y transversal
Este proceso genera una estructura de
distribucioacuten uniforme de espacios rectangulares de alta resistencia a la tensioacuten en ambas
direcciones y un alto moacutedulo de elasticidad Asiacute mismo la estructura de la geomalla permite
una oacuteptima trabazoacuten con el suelo
Este tipo de geomallas coextruiacutedas se componen de elementos y nudos riacutegidos que proveen un
gran confinamiento Son particularmente efectivas para reforzar estructuras de pavimentos
riacutegidos y flexibles (Ver Figura 14)
PROCESO DE FABRICACIOacuteNPROCESO DE FABRICACIOacuteN
Para el caso de las geomallas en polietileno y polipropileno el proceso de
fabricacioacuten es el mismo Inicialmente se tienen laacuteminas del material en el
que se realizan unas perforaciones cuadradas o eliacutepticas de forma
uniforme y controlada sobre toda la laacutemina seguacuten el caso la laacutemina
perforada recibe un estiramiento en una o dos direcciones el cual se realiza
a temperaturas y esfuerzos controlados para evitar la fractura del material
mientras que se orientan las moleacuteculas en el sentido de la elongacioacuten
En el proceso intervienen variables como el peso molecular la
distribucioacuten de este entre otras pero el maacutes importante es la tasa a la que
se produce el proceso de elongacioacuten
El desarrollo que se ha tenido en la teacutecnica de fabricacioacuten de este material ha dado como
resultado no solo el incremento en los moacutedulos y la resistencia del material sino que a su vez
4
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
ha desarrollado una relacioacuten del 100 entre el esfuerzo en los nodos y la resistencia a la
tensioacuten de las costillas garantizando un excelente comportamiento del sistema en el tiempo
FUNCIONESFUNCIONES Y APLICACIONESY APLICACIONES
El uso de las geomallas coextruiacutedas bi-orientadas y mono-orientadas en diferentes
campos de aplicacioacuten se define baacutesicamente por su funcioacuten de refuerzo Esta funcioacuten se realiza
cuando la geomalla inicia un trabajo de resistencia a la tensioacuten complementado con un
trabazoacuten de agregados en presencia de diferentes tipos de materiales
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas mono-orientadas se
enuncian a continuacioacuten
Refuerzo de muros y taludes
Refuerzo de terraplenes con taludes pronunciados y diques
Estabilizacioacuten de suelos blandos
Reparacioacuten de deslizamientos
Ampliacioacuten de cresta de taludes
Reparacioacuten de cortes en taludes
Estribos muros y aletas de puentes
Muros vegetados o recubiertos con concreto
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas bindashdireccionales se enuncian
a continuacioacuten
Terraplenes para caminos y viacuteas feacuterreas
Refuerzo en bases de caminos pavimentados y no pavimentados
Refuerzo en estructuras de pavimento de pistas de aterrizaje en aeropuertos
Refuerzo debajo del balasto de las viacuteas de ferrocarril
Como sistema de contencioacuten sobre rocas fisuradas
El principal criterio de escogencia del tipo de geomalla es baacutesicamente estudiando
como se generan y trasmiten los esfuerzos a lo largo de la estructura a reforzar por ejemplo en
muros en suelo reforzado sabemos que los esfuerzos principales estaacuten en una sola direccioacuten
debido a la presioacuten lateral de tierras que el suelo retenido ejerce sobre la estructura Mientras
que para refuerzo en estructuras de pavimento los esfuerzos verticales generados por el
traacutefico son disipadas en varias direcciones por lo que el disentildeo de la geomalla para realizar el
refuerzo debe tener las mismas propiedades mecaacutenicas tanto en el sentido longitudinal como
en el transversal
5
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PROPIEDADES DE LAS GEOMALLASPROPIEDADES DE LAS GEOMALLAS
Las propiedades requeridas de la Geomalla para el refuerzo de cimentaciones deben estar en funcioacuten de la gradacioacuten del material granular de las condiciones geomecaacutenicas del suelo de fundacioacuten y de las cargas aplicadas
GEOMALLAS BI-DIRECCIONALES
Poseen resistencia a la tensioacuten en el sentido de su fabricacioacuten (a lo largo de los rollos) y
tambieacuten en el sentido transversal al anterior
Las Geomallas Bi-axiales permiten incrementar la capacidad portante del suelo de soporte de
la estructura disminuir los desplazamientos horizontales verticales y los asentamientos
diferenciales aunque no se debe considerar una disminucioacuten de los asentamientos por
consolidacioacuten primaria y secundaria
Las Geomallas Biaxiales funcionan mediante mecanismos de interaccioacuten con el suelo y los
agregados que les permiten tomar parte de los esfuerzos inducidos durante la construccioacuten
mediante fuerzas de tensioacuten que se desarrollan en el plano del material
Por ello las propiedades principales de las Geomallas Biaxiales directamente relacionadas con
sus diversas aplicaciones son
Tamantildeo de aberturas
Rigidez a la flexioacuten
Estabilidad de Aberturas
Moacutedulo de Tensioacuten
Resistencia a la Tensioacuten
GEOMALLAS UNIDIRECCIONALES
Que poseen resistencia a la tensioacuten uacutenicamente en el sentido de fabricacioacuten
Dado que las Geomallas Uniaxiales se utilizan en estructuras cuyo comportamiento debe
garantizarse por lapsos muy largos (de hasta 100 antildeos) sus propiedades relevantes son
- Resistencia a la Tensioacuten
- Resistencia a Largo Plazo Bajo Carga Sostenida
- Coeficiente de Friccioacuten en contacto con el suelo que refuerza
6
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
- Resistencia al Dantildeo Mecaacutenico
- Resistencia a ataque quiacutemico y bioloacutegico
PROPIEDADES DE RESISTENCIA
PROPIEDADES FISICAS
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
fuerzas sobre su superficie incrementan las caracteriacutesticas de resistencia contra los
desplazamientos de la estructura durante el sometimiento de esta a cargas tanto estaacuteticas
como dinaacutemicas
DEFINICIOacuteNDEFINICIOacuteN
Son materiales Geosinteacuteticos que tienen una apariencia de mallas o redes
abierta Su principal aplicacioacuten es el refuerzo de suelos Son estructuras
tridimensionales pero con la caracteriacutestica de ser mono o bi-orientadas
CLASIFICACIOacuteNCLASIFICACIOacuteN
a Seguacuten su proceso de fabricacioacuten soldadas tejidas o extruidas
a1 Las geomallas soldadas son generalmente fabricadas con hilos o tiras
multifilamento de polieacutester recubierto de un poliacutemero que protege al material principal
de la accioacuten del ambiente (rayos UV principalmente) y cuyas costillas estaacuten unidas a
traveacutes de termofusioacuten Generalmente logran resistencias muy superiores al resto de las
geomallas
a2 Las geomallas extruidas son fabricadas en polipropileno o polietileno de alta
densidad a traveacutes de la perforacioacuten de laacuteminas de estos materiales lo que genera
arreglos muy estables en su conformacioacuten
a3 Las geomallas tejidas estaacuten fabricadas con hilos o tiras multifilamento de
polieacutester recubiertas de un poliacutemero protector (PVC normalmente) al igual que las
soldadas pero se conforman entrelazando los filamentos en arreglos perpendiculares
en maquinas similares a telares su ventaja radica en que el entrelazado genera puntos
de falla menores que las demaacutes geomallas
b Por su aplicacioacuten o modo de uso en los proyectos de ingenieriacutea se pueden dividir
b1 Geomalla Unidireccional o Mono-Orientadas- Las geomallas mono-orientadas son
estructuras bi- dimensionales producidas de
polietileno de alta densidad (HDPE) utilizando un
proceso de extrusioacuten seguido de un estiramiento
mono-direccional
3
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Este proceso permite obtener una estructura monoliacutetica con una distribucioacuten uniforme
de largas aberturas eliacutepticas desarrollando asiacute gran fuerza a la tensioacuten y gran moacutedulo de
tensioacuten en la direccioacuten longitudinal La estructura de este tipo de geomallas provee un sistema
de trabazoacuten oacuteptimo con el suelo especialmente de tipo granular (Ver Figura 13) Este tipo de
geomallas coextruiacutedas de HDPE son totalmente inertes a las condiciones quiacutemicas o
bioloacutegicas que se presentan normalmente en el suelo poseen gran resistencia a los esfuerzos
de tensioacuten soportando hasta 160KNm aproximadamente Esto con la capacidad del suelo de
absorber los esfuerzos de compresioacuten da como resultado el concepto de estructura en suelo
reforzado similar al concepto del concreto y el acero de refuerzo
Geomalla Bidireccional o Bi-Orientadas- Este tipo
de geomallas son estructuras bi-dimensionales
fabricadas de polipropileno quiacutemicamente inertes y
con caracteriacutesticas uniformes y homogeacuteneas
producidas mediante un proceso de extrusioacuten y luego
estiradas de forma longitudinal y transversal
Este proceso genera una estructura de
distribucioacuten uniforme de espacios rectangulares de alta resistencia a la tensioacuten en ambas
direcciones y un alto moacutedulo de elasticidad Asiacute mismo la estructura de la geomalla permite
una oacuteptima trabazoacuten con el suelo
Este tipo de geomallas coextruiacutedas se componen de elementos y nudos riacutegidos que proveen un
gran confinamiento Son particularmente efectivas para reforzar estructuras de pavimentos
riacutegidos y flexibles (Ver Figura 14)
PROCESO DE FABRICACIOacuteNPROCESO DE FABRICACIOacuteN
Para el caso de las geomallas en polietileno y polipropileno el proceso de
fabricacioacuten es el mismo Inicialmente se tienen laacuteminas del material en el
que se realizan unas perforaciones cuadradas o eliacutepticas de forma
uniforme y controlada sobre toda la laacutemina seguacuten el caso la laacutemina
perforada recibe un estiramiento en una o dos direcciones el cual se realiza
a temperaturas y esfuerzos controlados para evitar la fractura del material
mientras que se orientan las moleacuteculas en el sentido de la elongacioacuten
En el proceso intervienen variables como el peso molecular la
distribucioacuten de este entre otras pero el maacutes importante es la tasa a la que
se produce el proceso de elongacioacuten
El desarrollo que se ha tenido en la teacutecnica de fabricacioacuten de este material ha dado como
resultado no solo el incremento en los moacutedulos y la resistencia del material sino que a su vez
4
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
ha desarrollado una relacioacuten del 100 entre el esfuerzo en los nodos y la resistencia a la
tensioacuten de las costillas garantizando un excelente comportamiento del sistema en el tiempo
FUNCIONESFUNCIONES Y APLICACIONESY APLICACIONES
El uso de las geomallas coextruiacutedas bi-orientadas y mono-orientadas en diferentes
campos de aplicacioacuten se define baacutesicamente por su funcioacuten de refuerzo Esta funcioacuten se realiza
cuando la geomalla inicia un trabajo de resistencia a la tensioacuten complementado con un
trabazoacuten de agregados en presencia de diferentes tipos de materiales
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas mono-orientadas se
enuncian a continuacioacuten
Refuerzo de muros y taludes
Refuerzo de terraplenes con taludes pronunciados y diques
Estabilizacioacuten de suelos blandos
Reparacioacuten de deslizamientos
Ampliacioacuten de cresta de taludes
Reparacioacuten de cortes en taludes
Estribos muros y aletas de puentes
Muros vegetados o recubiertos con concreto
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas bindashdireccionales se enuncian
a continuacioacuten
Terraplenes para caminos y viacuteas feacuterreas
Refuerzo en bases de caminos pavimentados y no pavimentados
Refuerzo en estructuras de pavimento de pistas de aterrizaje en aeropuertos
Refuerzo debajo del balasto de las viacuteas de ferrocarril
Como sistema de contencioacuten sobre rocas fisuradas
El principal criterio de escogencia del tipo de geomalla es baacutesicamente estudiando
como se generan y trasmiten los esfuerzos a lo largo de la estructura a reforzar por ejemplo en
muros en suelo reforzado sabemos que los esfuerzos principales estaacuten en una sola direccioacuten
debido a la presioacuten lateral de tierras que el suelo retenido ejerce sobre la estructura Mientras
que para refuerzo en estructuras de pavimento los esfuerzos verticales generados por el
traacutefico son disipadas en varias direcciones por lo que el disentildeo de la geomalla para realizar el
refuerzo debe tener las mismas propiedades mecaacutenicas tanto en el sentido longitudinal como
en el transversal
5
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PROPIEDADES DE LAS GEOMALLASPROPIEDADES DE LAS GEOMALLAS
Las propiedades requeridas de la Geomalla para el refuerzo de cimentaciones deben estar en funcioacuten de la gradacioacuten del material granular de las condiciones geomecaacutenicas del suelo de fundacioacuten y de las cargas aplicadas
GEOMALLAS BI-DIRECCIONALES
Poseen resistencia a la tensioacuten en el sentido de su fabricacioacuten (a lo largo de los rollos) y
tambieacuten en el sentido transversal al anterior
Las Geomallas Bi-axiales permiten incrementar la capacidad portante del suelo de soporte de
la estructura disminuir los desplazamientos horizontales verticales y los asentamientos
diferenciales aunque no se debe considerar una disminucioacuten de los asentamientos por
consolidacioacuten primaria y secundaria
Las Geomallas Biaxiales funcionan mediante mecanismos de interaccioacuten con el suelo y los
agregados que les permiten tomar parte de los esfuerzos inducidos durante la construccioacuten
mediante fuerzas de tensioacuten que se desarrollan en el plano del material
Por ello las propiedades principales de las Geomallas Biaxiales directamente relacionadas con
sus diversas aplicaciones son
Tamantildeo de aberturas
Rigidez a la flexioacuten
Estabilidad de Aberturas
Moacutedulo de Tensioacuten
Resistencia a la Tensioacuten
GEOMALLAS UNIDIRECCIONALES
Que poseen resistencia a la tensioacuten uacutenicamente en el sentido de fabricacioacuten
Dado que las Geomallas Uniaxiales se utilizan en estructuras cuyo comportamiento debe
garantizarse por lapsos muy largos (de hasta 100 antildeos) sus propiedades relevantes son
- Resistencia a la Tensioacuten
- Resistencia a Largo Plazo Bajo Carga Sostenida
- Coeficiente de Friccioacuten en contacto con el suelo que refuerza
6
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
- Resistencia al Dantildeo Mecaacutenico
- Resistencia a ataque quiacutemico y bioloacutegico
PROPIEDADES DE RESISTENCIA
PROPIEDADES FISICAS
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Este proceso permite obtener una estructura monoliacutetica con una distribucioacuten uniforme
de largas aberturas eliacutepticas desarrollando asiacute gran fuerza a la tensioacuten y gran moacutedulo de
tensioacuten en la direccioacuten longitudinal La estructura de este tipo de geomallas provee un sistema
de trabazoacuten oacuteptimo con el suelo especialmente de tipo granular (Ver Figura 13) Este tipo de
geomallas coextruiacutedas de HDPE son totalmente inertes a las condiciones quiacutemicas o
bioloacutegicas que se presentan normalmente en el suelo poseen gran resistencia a los esfuerzos
de tensioacuten soportando hasta 160KNm aproximadamente Esto con la capacidad del suelo de
absorber los esfuerzos de compresioacuten da como resultado el concepto de estructura en suelo
reforzado similar al concepto del concreto y el acero de refuerzo
Geomalla Bidireccional o Bi-Orientadas- Este tipo
de geomallas son estructuras bi-dimensionales
fabricadas de polipropileno quiacutemicamente inertes y
con caracteriacutesticas uniformes y homogeacuteneas
producidas mediante un proceso de extrusioacuten y luego
estiradas de forma longitudinal y transversal
Este proceso genera una estructura de
distribucioacuten uniforme de espacios rectangulares de alta resistencia a la tensioacuten en ambas
direcciones y un alto moacutedulo de elasticidad Asiacute mismo la estructura de la geomalla permite
una oacuteptima trabazoacuten con el suelo
Este tipo de geomallas coextruiacutedas se componen de elementos y nudos riacutegidos que proveen un
gran confinamiento Son particularmente efectivas para reforzar estructuras de pavimentos
riacutegidos y flexibles (Ver Figura 14)
PROCESO DE FABRICACIOacuteNPROCESO DE FABRICACIOacuteN
Para el caso de las geomallas en polietileno y polipropileno el proceso de
fabricacioacuten es el mismo Inicialmente se tienen laacuteminas del material en el
que se realizan unas perforaciones cuadradas o eliacutepticas de forma
uniforme y controlada sobre toda la laacutemina seguacuten el caso la laacutemina
perforada recibe un estiramiento en una o dos direcciones el cual se realiza
a temperaturas y esfuerzos controlados para evitar la fractura del material
mientras que se orientan las moleacuteculas en el sentido de la elongacioacuten
En el proceso intervienen variables como el peso molecular la
distribucioacuten de este entre otras pero el maacutes importante es la tasa a la que
se produce el proceso de elongacioacuten
El desarrollo que se ha tenido en la teacutecnica de fabricacioacuten de este material ha dado como
resultado no solo el incremento en los moacutedulos y la resistencia del material sino que a su vez
4
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
ha desarrollado una relacioacuten del 100 entre el esfuerzo en los nodos y la resistencia a la
tensioacuten de las costillas garantizando un excelente comportamiento del sistema en el tiempo
FUNCIONESFUNCIONES Y APLICACIONESY APLICACIONES
El uso de las geomallas coextruiacutedas bi-orientadas y mono-orientadas en diferentes
campos de aplicacioacuten se define baacutesicamente por su funcioacuten de refuerzo Esta funcioacuten se realiza
cuando la geomalla inicia un trabajo de resistencia a la tensioacuten complementado con un
trabazoacuten de agregados en presencia de diferentes tipos de materiales
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas mono-orientadas se
enuncian a continuacioacuten
Refuerzo de muros y taludes
Refuerzo de terraplenes con taludes pronunciados y diques
Estabilizacioacuten de suelos blandos
Reparacioacuten de deslizamientos
Ampliacioacuten de cresta de taludes
Reparacioacuten de cortes en taludes
Estribos muros y aletas de puentes
Muros vegetados o recubiertos con concreto
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas bindashdireccionales se enuncian
a continuacioacuten
Terraplenes para caminos y viacuteas feacuterreas
Refuerzo en bases de caminos pavimentados y no pavimentados
Refuerzo en estructuras de pavimento de pistas de aterrizaje en aeropuertos
Refuerzo debajo del balasto de las viacuteas de ferrocarril
Como sistema de contencioacuten sobre rocas fisuradas
El principal criterio de escogencia del tipo de geomalla es baacutesicamente estudiando
como se generan y trasmiten los esfuerzos a lo largo de la estructura a reforzar por ejemplo en
muros en suelo reforzado sabemos que los esfuerzos principales estaacuten en una sola direccioacuten
debido a la presioacuten lateral de tierras que el suelo retenido ejerce sobre la estructura Mientras
que para refuerzo en estructuras de pavimento los esfuerzos verticales generados por el
traacutefico son disipadas en varias direcciones por lo que el disentildeo de la geomalla para realizar el
refuerzo debe tener las mismas propiedades mecaacutenicas tanto en el sentido longitudinal como
en el transversal
5
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PROPIEDADES DE LAS GEOMALLASPROPIEDADES DE LAS GEOMALLAS
Las propiedades requeridas de la Geomalla para el refuerzo de cimentaciones deben estar en funcioacuten de la gradacioacuten del material granular de las condiciones geomecaacutenicas del suelo de fundacioacuten y de las cargas aplicadas
GEOMALLAS BI-DIRECCIONALES
Poseen resistencia a la tensioacuten en el sentido de su fabricacioacuten (a lo largo de los rollos) y
tambieacuten en el sentido transversal al anterior
Las Geomallas Bi-axiales permiten incrementar la capacidad portante del suelo de soporte de
la estructura disminuir los desplazamientos horizontales verticales y los asentamientos
diferenciales aunque no se debe considerar una disminucioacuten de los asentamientos por
consolidacioacuten primaria y secundaria
Las Geomallas Biaxiales funcionan mediante mecanismos de interaccioacuten con el suelo y los
agregados que les permiten tomar parte de los esfuerzos inducidos durante la construccioacuten
mediante fuerzas de tensioacuten que se desarrollan en el plano del material
Por ello las propiedades principales de las Geomallas Biaxiales directamente relacionadas con
sus diversas aplicaciones son
Tamantildeo de aberturas
Rigidez a la flexioacuten
Estabilidad de Aberturas
Moacutedulo de Tensioacuten
Resistencia a la Tensioacuten
GEOMALLAS UNIDIRECCIONALES
Que poseen resistencia a la tensioacuten uacutenicamente en el sentido de fabricacioacuten
Dado que las Geomallas Uniaxiales se utilizan en estructuras cuyo comportamiento debe
garantizarse por lapsos muy largos (de hasta 100 antildeos) sus propiedades relevantes son
- Resistencia a la Tensioacuten
- Resistencia a Largo Plazo Bajo Carga Sostenida
- Coeficiente de Friccioacuten en contacto con el suelo que refuerza
6
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
- Resistencia al Dantildeo Mecaacutenico
- Resistencia a ataque quiacutemico y bioloacutegico
PROPIEDADES DE RESISTENCIA
PROPIEDADES FISICAS
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
ha desarrollado una relacioacuten del 100 entre el esfuerzo en los nodos y la resistencia a la
tensioacuten de las costillas garantizando un excelente comportamiento del sistema en el tiempo
FUNCIONESFUNCIONES Y APLICACIONESY APLICACIONES
El uso de las geomallas coextruiacutedas bi-orientadas y mono-orientadas en diferentes
campos de aplicacioacuten se define baacutesicamente por su funcioacuten de refuerzo Esta funcioacuten se realiza
cuando la geomalla inicia un trabajo de resistencia a la tensioacuten complementado con un
trabazoacuten de agregados en presencia de diferentes tipos de materiales
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas mono-orientadas se
enuncian a continuacioacuten
Refuerzo de muros y taludes
Refuerzo de terraplenes con taludes pronunciados y diques
Estabilizacioacuten de suelos blandos
Reparacioacuten de deslizamientos
Ampliacioacuten de cresta de taludes
Reparacioacuten de cortes en taludes
Estribos muros y aletas de puentes
Muros vegetados o recubiertos con concreto
Las principales aplicaciones de las geomallas coextruiacutedas bindashdireccionales se enuncian
a continuacioacuten
Terraplenes para caminos y viacuteas feacuterreas
Refuerzo en bases de caminos pavimentados y no pavimentados
Refuerzo en estructuras de pavimento de pistas de aterrizaje en aeropuertos
Refuerzo debajo del balasto de las viacuteas de ferrocarril
Como sistema de contencioacuten sobre rocas fisuradas
El principal criterio de escogencia del tipo de geomalla es baacutesicamente estudiando
como se generan y trasmiten los esfuerzos a lo largo de la estructura a reforzar por ejemplo en
muros en suelo reforzado sabemos que los esfuerzos principales estaacuten en una sola direccioacuten
debido a la presioacuten lateral de tierras que el suelo retenido ejerce sobre la estructura Mientras
que para refuerzo en estructuras de pavimento los esfuerzos verticales generados por el
traacutefico son disipadas en varias direcciones por lo que el disentildeo de la geomalla para realizar el
refuerzo debe tener las mismas propiedades mecaacutenicas tanto en el sentido longitudinal como
en el transversal
5
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PROPIEDADES DE LAS GEOMALLASPROPIEDADES DE LAS GEOMALLAS
Las propiedades requeridas de la Geomalla para el refuerzo de cimentaciones deben estar en funcioacuten de la gradacioacuten del material granular de las condiciones geomecaacutenicas del suelo de fundacioacuten y de las cargas aplicadas
GEOMALLAS BI-DIRECCIONALES
Poseen resistencia a la tensioacuten en el sentido de su fabricacioacuten (a lo largo de los rollos) y
tambieacuten en el sentido transversal al anterior
Las Geomallas Bi-axiales permiten incrementar la capacidad portante del suelo de soporte de
la estructura disminuir los desplazamientos horizontales verticales y los asentamientos
diferenciales aunque no se debe considerar una disminucioacuten de los asentamientos por
consolidacioacuten primaria y secundaria
Las Geomallas Biaxiales funcionan mediante mecanismos de interaccioacuten con el suelo y los
agregados que les permiten tomar parte de los esfuerzos inducidos durante la construccioacuten
mediante fuerzas de tensioacuten que se desarrollan en el plano del material
Por ello las propiedades principales de las Geomallas Biaxiales directamente relacionadas con
sus diversas aplicaciones son
Tamantildeo de aberturas
Rigidez a la flexioacuten
Estabilidad de Aberturas
Moacutedulo de Tensioacuten
Resistencia a la Tensioacuten
GEOMALLAS UNIDIRECCIONALES
Que poseen resistencia a la tensioacuten uacutenicamente en el sentido de fabricacioacuten
Dado que las Geomallas Uniaxiales se utilizan en estructuras cuyo comportamiento debe
garantizarse por lapsos muy largos (de hasta 100 antildeos) sus propiedades relevantes son
- Resistencia a la Tensioacuten
- Resistencia a Largo Plazo Bajo Carga Sostenida
- Coeficiente de Friccioacuten en contacto con el suelo que refuerza
6
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
- Resistencia al Dantildeo Mecaacutenico
- Resistencia a ataque quiacutemico y bioloacutegico
PROPIEDADES DE RESISTENCIA
PROPIEDADES FISICAS
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PROPIEDADES DE LAS GEOMALLASPROPIEDADES DE LAS GEOMALLAS
Las propiedades requeridas de la Geomalla para el refuerzo de cimentaciones deben estar en funcioacuten de la gradacioacuten del material granular de las condiciones geomecaacutenicas del suelo de fundacioacuten y de las cargas aplicadas
GEOMALLAS BI-DIRECCIONALES
Poseen resistencia a la tensioacuten en el sentido de su fabricacioacuten (a lo largo de los rollos) y
tambieacuten en el sentido transversal al anterior
Las Geomallas Bi-axiales permiten incrementar la capacidad portante del suelo de soporte de
la estructura disminuir los desplazamientos horizontales verticales y los asentamientos
diferenciales aunque no se debe considerar una disminucioacuten de los asentamientos por
consolidacioacuten primaria y secundaria
Las Geomallas Biaxiales funcionan mediante mecanismos de interaccioacuten con el suelo y los
agregados que les permiten tomar parte de los esfuerzos inducidos durante la construccioacuten
mediante fuerzas de tensioacuten que se desarrollan en el plano del material
Por ello las propiedades principales de las Geomallas Biaxiales directamente relacionadas con
sus diversas aplicaciones son
Tamantildeo de aberturas
Rigidez a la flexioacuten
Estabilidad de Aberturas
Moacutedulo de Tensioacuten
Resistencia a la Tensioacuten
GEOMALLAS UNIDIRECCIONALES
Que poseen resistencia a la tensioacuten uacutenicamente en el sentido de fabricacioacuten
Dado que las Geomallas Uniaxiales se utilizan en estructuras cuyo comportamiento debe
garantizarse por lapsos muy largos (de hasta 100 antildeos) sus propiedades relevantes son
- Resistencia a la Tensioacuten
- Resistencia a Largo Plazo Bajo Carga Sostenida
- Coeficiente de Friccioacuten en contacto con el suelo que refuerza
6
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
- Resistencia al Dantildeo Mecaacutenico
- Resistencia a ataque quiacutemico y bioloacutegico
PROPIEDADES DE RESISTENCIA
PROPIEDADES FISICAS
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
- Resistencia al Dantildeo Mecaacutenico
- Resistencia a ataque quiacutemico y bioloacutegico
PROPIEDADES DE RESISTENCIA
PROPIEDADES FISICAS
7
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
8
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
USO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLASUSO Y APLICACIOacuteN DE GEOMALLAS
Geomallas son geosinteticos conformadas por fibras de hilos de polieacutester de alta tenacidad
entrelazadas mediante tejido para formar mallas con aberturas uniformes y gran resistencia
biaxial
ESTABILIZACIOacuteN DE SUELOS DE SUBRASANTE Y CAPAS GRANULARES CON GEOMALLAS
Las geomallas son utilizadas como elemento de refuerzo
dado que
bull Restringen el desplazamiento del material granular
ante la aplicacioacuten de la carga
bull Mejoran la capacidad de distribucioacuten vertical de
esfuerzos
bull Permiten la construccioacuten de pavimentos sobre
subrasantes blandas compresibles
Las caracteriacutesticas de las geomallas que justifican estas
aplicaciones son
1048707 Alta relacioacuten resistencia a la tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Alta estabilidad mecaacutenica a traveacutes del tiempo
1048707 Baja susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 Reciclabilidad
9
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
MUROS DE CONTENCIOacuteN TALUDES DE ALTA PENDIENTE Y TERRAPLENES EN SUELO MECAacuteNICAMENTE ESTABILIZADO
El principio de funcionamiento de este sistema se basa en el hecho que la tira de geosinteacutetico
actuacutea como un anclaje que soporta la cara del talud principio que tiene fundamento en la
interaccioacuten de eacuteste con el material granular Por lo tanto es fundamental garantizar las
caracteriacutesticas del material granular el tensionamiento del geosinteacutetico y la compacidad de
cada una de las capas que conforman el muro
El muro o talud debe contar con un sistema de captacioacuten y manejo tanto de aguas superficiales
como subterraacuteneas a fin de garantizar la estabilidad del muro y la condicioacuten mecaacutenica del
relleno compactado
10
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
PAVIMENTACIOacuteN Y REHABILITACIOacuteN DE PAVIMENTOS
DESCRIPCIOacuteN DEL MATERIAL Las geomallas se caracterizan por
1048707Presentar una alta relacioacuten resistencia a la
Tensioacuten ndash deformacioacuten
1048707 Sus fibras e intersecciones admiten la presioacuten del
agregado sin deteriorarse y son suficientemente
fuertes y estables para permitir la penetracioacuten de
las partiacuteculas a traveacutes de sus aberturas
1048707 Resisten las altas temperaturas (Punto de
ablandamiento superior a 240o C)
1048707 Tienen afinidad con el asfalto Presentan baja
susceptibilidad al dantildeo por instalacioacuten
1048707 No alteran la reciclabilidad del concreto asfaacuteltico
1048707 Pueden utilizarse con mezclas asfaacutelticas en caliente o en friacuteo
FUNCIONES Y APLICACIONES
Las geomallas funcionan como elementos de refuerzo en la
parte inferior de la capa de concreto asfaacuteltico en forma similar
a lo que sucede con el acero de refuerzo en una losa de
concreto hidraacuteulico
La geomalla se adhiere por ambas caras al concreto asfaacuteltico
y permite el contacto directo de los materiales asfaacutelticos a
traveacutes de sus aberturas quedando las capas
estructuralmente ligadas Por lo anterior son utilizadas como
refuerzo de carpetas asfaacutelticas dado que
1048707 Absorben y distribuyen los esfuerzos de tensioacuten que
ocurren en el plano inferior de la carpeta asfaacuteltica
1048707 Aumentan la capacidad de soportar cargas dinaacutemicas y el comportamiento a la fatiga
1048707 Retardan la aparicioacuten de grietas asociadas al reflejo de discontinuidades en la superficie
del pavimento existente
1048707 Extienden los intervalos entre mantenimientos perioacutedicos
EJEMPLO DE DISENtildeOEJEMPLO DE DISENtildeO
11
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
Para la construccioacuten de la viacutea Lomo Largo ndash Puerto Lleras entre el tramo K2 + 350 y K3 + 600
los ingenieros consultores del proyecto elaboraron el siguiente disentildeo de la estructura de
pavimento con base a los datos recolectados en el lugar La estructura recomendada para la
construccioacuten de la viacutea en el tramo mencionado es la siguiente
Debido a que existe alta demanda de los materiales de construccioacuten en la zona del proyecto a
la fecha pactada para la ejecucioacuten del proyecto no hay disponibilidad de la cantidad de material
requerida para la construccioacuten de la viacutea por lo que se requiere de alguna solucioacuten teacutecnica y
econoacutemicamente viable con la cual se disminuya la cantidad de material procedente de
canteras con el fin de reducir el espesor total de la estructura sin alterar el desempentildeo y
calidad de la viacutea
Como solucioacuten se plantea la posibilidad de emplear geomalla para obtener estas
disminuciones
1 Caacutelculo del nuacutemero estructural seguacuten metodologiacutea AASHTO de la estructura inicial
entregada por los disentildeadores del proyecto
Utilizando la ecuacioacuten y con los valores dados en el enunciado se obtiene el nuacutemero
estructural de la estructura original o sin refuerzo Los espesores de cada capa deben
manejarse en pulgadas
SN=a1D1+a2D2m2+a3D3m3
SN=040 x 276+016 x787 x100+011 x1969 x100SN=453
2 Caacutelculo de la estructura sustituyendo la base granular
Una vez calculado el nuacutemero estructural inicial se realiza una sustitucioacuten de la base granular
por subbase granular determinando espesores equivalentes obteniendo el mismo valor
numeacuterico del nuacutemero estructural inicial Este nuevo espesor se denomina D3rsquo
SN=453SN=a1D1+a3D3 rsquom3
12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
453=040 x276+011 x D3 rsquo x100
D3 rsquo=453ndash 040 x276
011 x100D3 rsquo=3115 pulg
D3 rsquo=7911cm y 8000 cm
3 Caacutelculo del nuevo espesor de la capa de subbase con refuerzo
Empleando una geomalla de 20KN m (Tipo A) en este caso aportado por la geomalla LBO
202 para una subrasante con CBR=2 se obtiene de la Figura un valor de LCR o
coeficiente de aporte de la geomalla a la capa granular de la estructura de
LCR=139Para incluir el aporte de la geomalla dentro de la estructura de pavimento y obtener una
disminucioacuten de espesor se bebe mantener constante a traveacutes de los caacutelculos realizados el
valor inicial del nuacutemero estructural
SN r=SN
SN r=453
A continuacioacuten se realiza el caacutelculo del nuevo espesor de la capa granular con el refuerzo
incluido como parte integral de la estructura seguacuten la ecuacioacuten
SN r=a1D1+a3LCR D3m3
D3 r=SN r ndash a1D1
a3 LCRm3
D3 r=453ndash 040 x276011 x139 x100
D=2241 pulg y 57cm
4 Caacutelculo del aporte estructural de la capa reforzada
Una vez hallado el nuevo espesor de la capa granular por la utilizacioacuten de la geomalla se
calcula el nuacutemero estructural de la misma
a3 x D3 r x m3=011 x2241 x100=247
5 Caacutelculo de nuevos espesores de base y subbase granular
Como la estructura seguiraacute manteniendo la misma conformacioacuten de materiales de base y
subbase se deben calcular los nuevos espesores de dichas capas en funcioacuten del nuacutemero
estructural de la capa de subbase obtenido en el paso anterior y con sus coeficientes de capa
respectivos
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3 x D3 r xm3
247=016 x D2r x100+011x D3 r x100
Debido a que se tienen dos incoacutegnitas y una sola ecuacioacuten se debe realizar un proceso de
iteracioacuten para obtener unos espesores de capa razonables para la estructura Para el espesor
de la base granular no se recomienda que este valor se encuentre por debajo de los 15 cm o 6
13
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
pulgadas Para la solucioacuten del problema se deja constante el espesor de la base granular que
para este caso se emplea el espesor miacutenimo recomendado de 15 cm y se despeja de la
ecuacioacuten el espesor de la subbase granular
SNGR=a2 x D2 r x m2+a3x D3 r xm3
D2 r=6 pulg=1500 cm
D3 r=1373 pulg=3500 cm
6 Verificacioacuten del aporte estructural con los nuevos espesores de capa de material granular e
inclusioacuten de geomalla
Para que la estructura sea constructivamente viable los espesores calculados por lo general
son modificados para facilitar su proceso constructivo Es por eso que se debe verificar que la
variacioacuten de estos no altere el desempentildeo de la estructura por lo que el nuacutemero estructural de
las capas granulares con respecto al paso 4 debe ser en lo posible iguales
016 x590 x 100+011 x1378=246 y247O K
7 Anaacutelisis de la disminucioacuten de espesor debido a la inclusioacuten de la geomalla biaxial
Espesor de la estructura reducido
Base granular 5 cm
Subbase granular 15 cm
Espesor total reducido de la estructura 20 cm
Seguacuten el ejemplo anterior las geomallascoextruiacutedas funcionan como material de refuerzo en
este caso su aporte a la estructura generoacute una reduccioacuten en los espesores de material
granular
14
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO FACULTAD DE INGENIERIacuteA CIVILCURSO INGENIERIacuteA DE CIMENTACIONES
GEOMALLAS
El ingeniero disentildeador debe tener en cuenta todas las posibilidades de disentildeo que se puedan
generar con la inclusioacuten del refuerzo y escoger la maacutes viable tanto econoacutemica como
constructivamente posible en el caso mostrado se redujeron los espesores de material
granular Para cualquiera de los casos de estudio se deben realizar los caacutelculos teniendo en
cuenta la experiencia del ingeniero sin dejar a un lado el estudio y conocimiento de los
materiales que se emplearan para la construccioacuten de la estructura
15
