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Estudio experimental de la influencia de los diferentes tipos de mortero y substratos de albañilería en la adherencia con geomallasCárdenas Linares, Renato Armando, Luna Coral, Jimmy Jorge 03 August 2017 (has links)
La utilización de geomallas como refuerzo superficial se ha aplicado en sistemas
estructurales vulnerables como las viviendas de adobe y, ahora último, en viviendas
de albañilería. Este sistema de refuerzo superficial consta de una geomalla, que puede
ser biaxial o triaxial, y una matriz de mortero que embute a la geomalla y es
responsable de la adherencia con el muro. Investigaciones previas han demostrado que
este refuerzo es muy efectivo para aumentar la resistencia y ductilidad de los muros
cuando estos son sometidos a fuerzas cortantes. Sin embargo, los beneficios de este
refuerzo sólo son posibles mientras se mantenga adherido al muro, entonces es
necesario que la adherencia del sistema al substrato de albañilería sea estudiada.
En otros tipos de refuerzos superficiales similares, como el caso de los FRCM
(Fibre Reinforced Cementitious Matrix), la adherencia es estudiada en el fenómeno de
falla por desprendimiento, el cual depende de las propiedades mecánicas de los
materiales constitutivos. Existe mucha diversidad, tanto en los tipos de mortero, como
en los tipos de ladrillo, lo cual incrementa la variabilidad en la efectividad del refuerzo
superficial con geomallas. Por consiguiente, en esta tesis se estudió experimentalmente
la influencia de los diferentes tipos de mortero y substratos de albañilería en la
adherencia del sistema de refuerzo superficial.
En esta investigación se realizaron ensayos de adherencia en tracción sobre
especímenes conformados por un trozo de geomalla embebido en mortero que a su vez
está adherido a un ladrillo. El ensayo consistió en traccionar la geomalla hasta la rotura
de la misma o hasta el desprendimiento del mortero. Se utilizaron ladrillos de arcilla
tipo King Kong y pandereta, y ladrillos de concreto. En morteros, mortero sin cal de
proporción cemento: arena (1:5) y mortero con cal de proporción cemento: cal: arena
(1:1:5). Dos tipos de geomallas fueron utilizados: triaxial TX 160 y biaxial BX 4100.
Se formaron doce tipos de especímenes y se efectuaron tres ensayos en cada uno,
siendo un total de 36 ensayos en los cuales las geomallas se colocaron embebidas en
el mortero con una longitud de anclaje de 0.15m. Posteriormente, se ejecutaron
ensayos adicionales con algunos materiales para comprobar teorías formuladas con
base en los primeros ensayos y lograr sólidas conclusiones. La longitud de anclaje se
mantuvo constante, tanto en los primeros ensayos como los posteriores, y funcionó
como referencia de la efectividad de la adherencia, ya que en investigaciones previas
con otros tipos de materiales, el uso de 0.15m de anclaje resultó óptimo. / Tesis
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Diseño con geosintéticos para la función de separación, filtración y refuerzo en pavimentos flexiblesSicha Flores, Gino Gabriel 26 March 2018 (has links)
El presente trabajo consistió en el diseño, análisis técnico y económico del uso de
geosintéticos para tres funciones en particular en pavimentos flexibles. Primero, se
evaluó la aplicación de un geotextil no tejido punzonado de separación entre el
material granular y el suelo de fundación. Luego, se analizó la aplicación de un
geotextil no tejido punzonado como envoltura de subdrenes longitudinales cumpliendo
la función de filtración. Por último, se evaluó la aplicación de una geomalla triaxial de
refuerzo para la optimización del pavimento en estudio.
Para la función de separación, el diseño realizado se basó en la norma AASHTO
M288-96 y en libro “Designing with Geosynthetics” del Dr. Koerner. Mediante este
procedimiento se determinó que el geotextil a especificar para el presente caso de
estudio sería el geotextil comercial GT320P. El análisis técnico por su parte, se centró
en la comparación del número de ejes equivalentes calculados para dos diseños. Por
un lado, un pavimento que mantenga los espesores efectivos de capa, gracias al uso de
un geotextil separador y otro con menor espesor efectivo de material granular debido
a la mezcla parcial de este con el suelo de la subrasante. Mediante este análisis, se
pudo concluir que una contaminación de subbase de sólo 0.5 pulgadas conllevaría a
una reducción de más de 10% de serviciabilidad del pavimento en todos los tramos.
En cuanto al análisis económico, se comparó el costo de los materiales de dos
soluciones para el problema técnico presentado. Una opción consistió en un pavimento
que emplee un espesor de material granular adicional llamado “espesor de sacrificio”
que asegure la serviciabilidad del pavimento a largo plazo. La otra opción consistió en
emplear el diseño convencional inicial, pero añadiendo el geotextil especificado. De
este análisis, se determinó que para un espesor de sacrificio mayor a 1 pulgada el uso
de un geotextil resultaría más rentable en lugar de emplear un espesor de sacrificio.
En cuanto a la función de filtración, el diseño realizado se basó en la norma AASHTO
M288-96, en la guía de la FHWA, en el manual de hidrología del MTC y en el libro
“Designing with Geosynthetics” del Dr. Koerner. De esta forma, se determinó que el
geotextil a especificar para esta función sería el geotextil comercial GT240. El análisis
técnico consistió en comparar el tráfico soportado por un pavimento sin sistema de
subdrenaje longitudinal respecto a uno que si lo incluyera en el diseño. Para esto, se
redujo el coeficiente de drenaje del pavimento inicial para simular su comportamiento sin subdrenes. Se observó que una reducción de 0.1 del coeficiente de permeabilidad
disminuiría cerca de un 30% la serviciabilidad del pavimento. Lo cual justificaría el
uso de geotextil para esta función. El análisis económico se enfocó en comparar estos
diseños respecto a un tiempo de vida estimado. Se concluyó que aquellos pavimentos
sin subdrenaje con un tiempo de vida real menor a 6 años serían menos rentables que
emplear sistemas de subdrenaje con geotextil.
Finalmente, para la función de refuerzo, el diseño preliminar se basó en la norma
AASHTO R-50 y se empleó el programa de la empresa TENSAR para efectuar el
diseño definitivo correspondiente a la geomalla TX160 para optimización del
pavimento. El análisis técnico consistió en comparar de forma porcentual la variación
de serviciabilidad entre el diseño con geomalla y el diseño convencional. En este caso,
el uso de geomalla aumentó en más de 20% la serviciabilidad del pavimento del sector
3 al 6 aun así tratándose de una optimización de pavimento. Para el sector 1 y 2 se
logró superar la serviciabilidad del diseño convencional, pero no significativamente.
Luego, mediante el análisis económico se comparó el costo de los materiales de ambos
diseños. De esta forma, se determinó que el diseño con geomalla generó un ahorro de
más de 10 % respecto al diseño inicial.
Para los temas tratados, se desarrolló un programa en Visual Studio en el lenguaje de
programación Visual Basic el cual facilitó el diseño y análisis. Además, se realizaron
especificaciones técnicas y planos para las tres aplicaciones del material geosintético
los cuales forman parte de la información a entregar al momento de realizar un
proyecto. / The following research examines the use of geosynthetics in flexible pavements on
three functions. The methods used to examine these include an overview of the
design analysis, technical analysis and economic analysis of the use of
geosynthetics. The approach used for this research required an evaluation of the
following: first, the application of a non-woven needle-punched geotextile
between the granular material and the foundation soil; second, the application of a
non-woven needle-punched geotextile as a wrap of longitudinal sub-rows fulfilling
the function of filtration. Third, the application of a triaxial reinforcement geogrid
for the optimization of the pavement.
For the separation function, the design was based on the AASHTO M288-96
standard and on the book "Designing with Geosynthetics" by Dr. Koerner.
Through this procedure it was determined that the geotextile to be specified for the
present case study would be the commercial geotextile GT320P. The technical
analysis focused on the comparison of the number of equivalent axes that can
support two pavements in particular. On one hand, a design that maintains effective
layer thicknesses, thanks to the use of a separating geotextile. On the other hand, a
pavement with less effective thickness of granular material due to the
contamination of this with the soil of the subgrade. Through this analysis, it was
observed that a subbase contamination of only 0.5 inches, would lead to a reduction
of more than 10% of pavement serviceability in all sections. In regard to the
economic analysis, the cost of the materials of two solutions was compared for the
technical problem presented. One of these options consisted of a pavement that
uses sacrificial thicknesses that assure the pavement's long-term serviceability. The
other option consisted of evaluating the initial conventional design by adding the
specified geotextile. Through this analysis it was determined that for a sacrificial
thickness greater than 1 inch, the use of a geotextile would be more profitable
instead.
Regarding the filtration function, the design was based on the AASHTO M288-96
standard, the FHWA guide, the MTC hydrology manual and the book "Designing with Geosynthetics" by Dr. Koerner. In this way, it was determined that the
geotextile specified for this function would be the commercial geotextile GT240.
The technical analysis consisted in comparing the traffic supported by a pavement
without longitudinal subdrain system to one that includes it in the design. For this,
the initial pavement drainage coefficient was reduced to simulate the behavior of
this without sub-arrays. From this analysis it was observed that a reduction of 0.1
of the permeability coefficient would reduce the pavement's serviceability by about
30%. Which would justify the use of geotextile for this function. The economic
analysis focused on comparing these designs with respect to an estimated life time.
It was observed that those pavements without subdrainage with a real life time
lower than 6 years would be less profitable than using systems of geotextile subdrainage.
Finally, for the reinforcement function, the preliminary design was based on the
AASHTO R-50 standard and the program of the company TENSAR was used to
carry out the final design corresponding to the TX160 geogrid for pavement
optimization.
The technical analysis consisted in comparing in a percentage way the variation of
serviceability between the design with geogrid and the conventional design. In this
case, the use of geogrid increased by more than 20% the pavement's serviceability
from sector 3 to sector 6, even in the case of pavement optimization. For sector 1
and 2, the serviceability of conventional design was overcome, but not
significantly.
Then, through the economic analysis, the cost of the materials of both designs was
compared. In this way, it was determined that the design with geogrid generated a
saving of more than 10% compared to the initial design.
For the topics discussed, a program was developed in Visual Studio in the
programming language Visual Basic which facilitated the design and analysis. In
addition, technical specifications and plans were made for the three applications of
the geosynthetic material which are part of the information to be delivered at the
time of carrying out a project. / Tesis
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Comparación entre muros de suelo reforzado con elementos extensibles y no extensiblesPinedo Arévalo, Miguel Alonso 13 June 2012 (has links)
Existen diversos tipos de estructuras de suelo reforzado, entre los que destacan
los muros de suelo reforzado con elementos extensibles y los reforzado con elementos
inextensibles. Los elementos de refuerzo inextensibles consisten en flejes o mallas de
acero, mientras que los elementos de refuerzo extensible son las geomallas o geotextiles.
Con el propósito de poder establecer una comparación entre ambos sistemas de
muros de suelo reforzado, se realizó el diseño para ambos sistemas, teniendo en
consideración los mismos parámetros de diseño.
En el diseño de muros de suelo reforzado con elementos extensibles, se puede
verificar que los elementos de refuerzo (Geomallas) están afectados por numerosos
factores de reducción, los cuales reducen significativamente su resistencia a la tracción en
un 72%, lo cual genera un mayor factor de seguridad para la estructura.
El factor de reducción de resistencia más influyente para los refuerzos extensibles
es el que se debe al creep. Mientras que para los refuerzos inextensibles el factor más
importante en la reducción de la resistencia es la disminución del espesor. Es por ello que
el diseño para muros de suelo reforzado con elementos extensibles es mucho más
conservador que para los muros reforzado con elementos inextensibles.
Se puede concluir que los muros de suelo reforzado con elementos inextensibles
son entre un 23 a 34% más costosos que los muros de suelo reforzado con elementos
extensibles. Esta tendencia solo pudo ser verificada hasta una altura de diseño de
11.25m, la cual corresponde a la máxima altura diseñada para cada uno de los dos
sistemas de muro de suelo reforzado.
La envergadura de ambos sistemas de muros de suelo reforzado tiene influencia en
los costos de los materiales. En el caso de los muros de suelo reforzado con elementos
extensibles y fachada de bloques de concreto, para cualquier altura, el movimiento de
tierra es el que tiene mayor influencia en el costo total del muro (de 46 a 51%) para el
rango de alturas diseñadas (H=4.5m a H=11.25m).
RESUMEN
En el caso de los muros de suelo reforzado con elementos inextensibles y fachada de
paneles de concreto, para cualquier altura, los elementos de refuerzo y el movimiento de
tierra son los materiales que más influencia tienen en el costo total del muro de suelo
reforzado. / Tesis
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Análisis técnico-económico del uso de geomallas como refuerzo de bases granulares en pavimentos flexiblesOrrego Cabanillas, Daniel Alberto 04 July 2014 (has links)
El presente trabajo consiste en el análisis del uso de geosintéticos, en específico las
geomallas, como refuerzo de bases granulares dentro de una estructura de pavimento
flexible. Lo que se busca es determinar si son una alternativa económicamente viable sin
disminuir la capacidad estructural de la vía proyectada en el proyecto analizado. Con este
propósito se realizó un diseño de tres alternativas bajo los mismos parámetros de diseño:
la primera alternativa es una sección convencional o no reforzada; mientras que las dos
alternativas adicionales consisten en secciones reforzadas con geomallas biaxiales y
multiaxiales respectivamente.
Para poder obtener un diseño alternativo óptimo es necesario conocer las propiedades de
las geomallas disponibles en el mercado actualmente, para ello se hizo una clasificación
de las mismas y se mostraron sus aplicaciones típicas. Así mismo, se describieron los
mecanismos de refuerzo relacionados con el uso de geomallas dentro de estructuras de
pavimento y los beneficios que estos permiten lograr.
Luego, se hizo una recopilación de las metodologías de diseño que se utilizaron para el
caso de estudio presentado y las investigaciones que permitieron obtener los factores
necesarios para realizar el diseño de las secciones reforzadas con geomallas.
Con esta información como base se procedió al diseño de las estructuras de pavimentos
para nueve diferentes secciones. Esto permitió hacer un análisis más completo de los
diferentes factores que influyen en el resultado final obtenido con el uso de las geomallas
como refuerzo; así como encontrar las condiciones óptimas donde esta alternativa es
económica y técnicamente mejor.
Por último, se muestra un modelo de especificación técnica, de acuerdo a los
lineamientos de las especificaciones generales presentadas por el MTC, que puede servir
como punto de partida para su inclusión dentro de los productos a usarse dentro de los
proyectos nacionales bajo su gestión. / Tesis
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Estudio de la influencia de la aplicación de geomallas para reducir espesores en pavimentos flexibles, Lambayeque, 2021De La Cruz Velasquez, Ricardina Abigaid January 2023 (has links)
Esta investigación, se desarrolló en la ciudad de Lambayeque partiendo de una problemática real que es el estado actual de los pavimentos flexibles. Es por ello que tiene como objetivo estudiar la influencia de la aplicación de geomallas para reducir espesores en pavimentos flexibles en la provincia de Lambayeque. Como ya es bien sabido, la geomalla biaxial es un tipo de geosintéticos que ofrece resistencia a solicitaciones en dos direcciones y que posee un alto grado de rigidez. Para que esta investigación se lleve a cabo se tuvo que buscar el tipo de geomalla que se empleara, así como también se tuvo que investigar y realizar estudios a materiales granulares que cumpla con los requerimientos del manual de carreteras, posterior a ello se tiene que analizar el lugar optimo donde se colocara la geomalla, además se obtendrá las deflexiones para demostrar la efectividad del proyecto. Los resultados que se obtuvieron con respecto al suelo es que de acuerdo con la Clasificación de Suelos (SUCS) es una arcilla arenosa de baja plasticidad, además obtuvo un CBR de 7% al 95% de la M.D.S. El tipo de geomalla con el cual se experimentó es la geomalla Biaxial Extruida BX3030 fabricada de polipropileno, posterior a ello se ensayó el material granular para determinar que sus propiedades sean las solicitadas, luego se experimentó la influencia de la geomalla biaxial BX3030 en cada material (subrasante y base granular), de donde resultó que al aplicar la geomalla en la subrasante el valor del CBR aumenta de un 7% a un 18.6% al 95% de la M.D.S.; de la misma forma se obtuvo un aumento de CBR al aplicar la geomalla en la base, siendo este de un 106.9% a un 165.10%. Después, se realizó el diseño donde se resultó que la geomalla es colocada en la interfaz de la subrasante y subbase, ya que ahí es donde se consigue una mayor reducción de espesores siendo este de 25cm en comparación al diseño del pavimento convencional. Además, se comprobó la efectividad de esta metodología utilizando el ensayo de la Viga Benkelman, el cual determinó que el pavimento convencional tiene una deflexión de 0.58mm mientras que el pavimento reforzado con geomalla biaxial BX3030 obtuvo 0.44mm de deflexión. Finalmente se obtuvo que para el tramo experimental que es de 6.10m por 10m, se tiene un ahorro de ahorro de S/.46.10 que representan un 11.91% de ahorro entre ambas propuestas de diseño, siendo significativo el diseño donde se emplea la geomalla.
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Propuesta de estabilización con cal para subrasantes con presencia de suelos arcillosos en bofedales y su influencia en el pavimento rígido bajo la metodología de diseño AASHTO 93 aplicado al tramo 1 de la carretera Oyón-Ambo / Proposal for stabilization with lime for subgrades with the presence of clay soils in bofedales and its influence on rigid pavement under the AASHTO 93 design methodology applied to section 1 of the Oyón-Ambo highwayChávez Arbayza, Diego Marco Antonio Bryan, Odar Yabar, Gabriela 22 May 2019 (has links)
El Tramo I del proyecto “Mejoramiento de la carretera Oyón – Ambo” comprende 48, 9 km de longitud y beneficia a 93,878 usuarios entre los departamentos de Lima y Huánuco. El proyecto consiste en una vía con tramos de pavimento flexible y pavimento rígido. A lo largo del diseño se han identificado zonas críticas por las que debe atravesar la vía de las cuales los bofedales son los más complejos. Como medida de solución en el expediente técnico se ha propuesto el uso de geomallas biaxiales y geotextiles además de haber diseñado el pavimento rígido bajo la metodología AASHTO 93. La presente investigación está orientada en tres etapas. En la primera, se estabilizará con cal el tipo de suelo más representativo en las zonas críticas de bofedales. En la segunda, se diseñará el paquete estructural de la vía bajo la metodología de diseño de pavimento rígido AASHTO 93 y MPEDG. Finalmente, en la tercera etapa se analizará la influencia de la estabilización planteada en el diseño de pavimento rígido. Los resultados finales de esta investigación son dos. Por un lado, el porcentaje óptimo de dosificación de cal es de 10% y el CBR del suelo natural se ha incrementado en 7 veces el valor inicial. Por otro lado, se presentan dos diseños de pavimentos rígidos con reducciones de 2 cm. y 7 cm. de losa de pavimento en comparación del diseño presentado en el expediente técnico. / Section I of the project "Improvement of the Oyón - Ambo highway" comprises 48, 9 km in length and benefits to 93,878 users between the departments of Lima and Huánuco. The project consists of a road with flexible pavements and rigid pavements. Throughout the design, areas, things, things, other complexes have been identified. As a solution in the technical file has been used the use of biaxial geogrids and geotextiles, in addition to having been designed the rigid pavement under the methodology AASHTO 93. The present investigation is oriented in three stages. In the first, it will stabilize with the most representative type of soil in the critical areas of bofedales. In the second, the structural package of the road will be designed under the rigid pavement AASHTO 93 and MPEDG design methodology. Finally, in the third stage the influence of the stabilization proposed in the design of rigid pavement will be analyzed. The final results of this investigation are two. On the one hand, the optimum percentage of dosage of times is 10% and the CBR of natural soil has increased 7 times the initial value. On the other hand, there are two designs of rigid pavements with reductions of 2 cm. and 7 cm. of pavement slab in the comparison of the design presented in the technical file. / Tesis
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Diseño de un muro de suelo reforzado con geomallas en la Vía de Evitamiento de la ciudad de AbancayGamero Montenegro, Javier Alfredo 19 September 2023 (has links)
El presente trabajo de suficiencia profesional desarrolla el diseño de un total de 82 metros
lineales de Muro de Suelo Reforzado con Geomallas ubicado en entre las Progresivas 9+416
a 9+498 de la Vía de Evitamiento de la ciudad de Abancay, ubicada en la región de Apurímac.
En los primeros capítulos se describe el marco teórico de los principales componentes de un
Muro de Suelo Reforzado, así como muchas de las alternativas que existen en el mercado
para elementos como el refuerzo o la fachada de la estructura. Asimismo, se describe
brevemente los mecanismos de refuerzo que influyen en el diseño.
El diseño se desarrolla según la metodología explicada en la publicación NHI-10-024
“Design and Construction of Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slope
– Volume I” de la National Highway Institute (NHI), instituto que forma parte de la Federal
Highway Administration(FHWA) de Estados Unidos de América.
El análisis de estabilidad externa estudia los mecanismos de falla que afectan al bloque de
suelo reforzado en su conjunto, los cuales son deslizamiento respecto al suelo de fundación,
excentricidad límite y capacidad portante. El análisis de estabilidad interno para Muros de
Suelo Reforzados con geomallas corresponde al planteado para elementos extensibles y se
verifican las fallas por resistencia a la tensión del refuerzo y falla por pull-out o arrancamiento
del refuerzo. El análisis de Estabilidad Global, revisa las superficies de falla potenciales
circulares producto del equilibrio límite en el contexto estratigráfico, con sus respectivas
propiedades geotécnicas, en el cual se encuentra el Muro de Suelo Reforzado.
Todos los análisis anteriores se plantean para tres estados límite. Los estados límite de
Resistencia I y Servicio I corresponden al caso estático. Por otra parte, el estado límite
Extremo I evalúa el caso combinado de cargas sísmicas y estáticas.
Con los resultados de diseño obtenidos se plantean los planos de construcción, donde se
muestra el Muro de Suelo Reforzado en planta, perfil longitudinal, secciones transversales y
detalles constructivos para la ejecución del proyecto en obra.
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Resistencia a la tensión del sistema FRCM: malla polimérica embebida en matriz cementiciaRamírez Guillermo, Jesús, Cueva Arias, Jhoseph 17 August 2020 (has links)
Lo observado luego de sismos y los resultados de investigación han demostrado que los muros de albañilería sin refuerzo presentan importantes limitaciones ante las acciones sísmicas debido a su poca resistencia a la tracción y su comportamiento frágil luego del agrietamiento (San Bartolomé et al 2011). En respuesta al problema de la alta vulnerabilidad, y en cumplimiento con la Ley N°30191 el estado viene otorgando bonos de Protección de Viviendas Vulnerables a los Riesgos Sísmicos, mediante los cuales se trata de crear ambientes seguros dentro de las viviendas existentes con refuerzo de algún tipo.
Uno de los métodos más modernos es el refuerzo superficial con sistemas FRCM (Fabric Reinforced Cementitious Matrix), la cual consta de una fibra embebida en una matriz cementicia. El sistema FRCM es muy atractivo debido a su reforzamiento no invasivo y a su fácil instalación. En este estudio se caracterizó y se describió el comportamiento de este refuerzo sometido a los ensayos de tracción acorde a los criterios de aceptación planteados por el documento AC434 (2016). La matriz cementicia que se uso es el mortero común para tarrajeo y como refuerzo la geomalla.
En esta investigación se ensayaron a tracción 22 muestras del sistema FRCM (11 con geomallas continuas y 11 traslapadas), y se obtuvo los principales valores de su comportamiento mecánico, tales como: deformación última, punto de transición, esfuerzo último, etc. Con dichos valores se analizará y construirá la curva característica del sistema según los criterios del AC434 y ACI 549.4R-13. Además, se realizaron ensayos en los materiales componentes para verificar su calidad.
En la investigación, se encontró que el sistema FRCM compuesto por una malla polimérica y una matriz cementicia de tipo tarrajeo presenta un comportamiento altamente complejo. Este comportamiento no permitió realizar un análisis directo en el comportamiento mecánico de los materiales individualmente y el sistema. Sin embargo, también se puedo observar la gran capacidad del sistema para liberar energía mediante fisuras bien distribuidas. Esto aumenta la ductilidad del elemento reforzado, evitando el colapso del elemento frente a eventos sísmicos.
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Análisis técnico-económico del uso de geomallas como refuerzo de bases granulares en pavimentos flexiblesOrrego Cabanillas, Daniel Alberto 04 July 2014 (has links)
El presente trabajo consiste en el análisis del uso de geosintéticos, en específico las
geomallas, como refuerzo de bases granulares dentro de una estructura de pavimento
flexible. Lo que se busca es determinar si son una alternativa económicamente viable sin
disminuir la capacidad estructural de la vía proyectada en el proyecto analizado. Con este
propósito se realizó un diseño de tres alternativas bajo los mismos parámetros de diseño:
la primera alternativa es una sección convencional o no reforzada; mientras que las dos
alternativas adicionales consisten en secciones reforzadas con geomallas biaxiales y
multiaxiales respectivamente.
Para poder obtener un diseño alternativo óptimo es necesario conocer las propiedades de
las geomallas disponibles en el mercado actualmente, para ello se hizo una clasificación
de las mismas y se mostraron sus aplicaciones típicas. Así mismo, se describieron los
mecanismos de refuerzo relacionados con el uso de geomallas dentro de estructuras de
pavimento y los beneficios que estos permiten lograr.
Luego, se hizo una recopilación de las metodologías de diseño que se utilizaron para el
caso de estudio presentado y las investigaciones que permitieron obtener los factores
necesarios para realizar el diseño de las secciones reforzadas con geomallas.
Con esta información como base se procedió al diseño de las estructuras de pavimentos
para nueve diferentes secciones. Esto permitió hacer un análisis más completo de los
diferentes factores que influyen en el resultado final obtenido con el uso de las geomallas
como refuerzo; así como encontrar las condiciones óptimas donde esta alternativa es
económica y técnicamente mejor.
Por último, se muestra un modelo de especificación técnica, de acuerdo a los
lineamientos de las especificaciones generales presentadas por el MTC, que puede servir
como punto de partida para su inclusión dentro de los productos a usarse dentro de los
proyectos nacionales bajo su gestión.
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Diseño con geosintéticos para la función de separación, filtración y refuerzo en pavimentos flexiblesSicha Flores, Gino Gabriel 26 March 2018 (has links)
El presente trabajo consistió en el diseño, análisis técnico y económico del uso de
geosintéticos para tres funciones en particular en pavimentos flexibles. Primero, se
evaluó la aplicación de un geotextil no tejido punzonado de separación entre el
material granular y el suelo de fundación. Luego, se analizó la aplicación de un
geotextil no tejido punzonado como envoltura de subdrenes longitudinales cumpliendo
la función de filtración. Por último, se evaluó la aplicación de una geomalla triaxial de
refuerzo para la optimización del pavimento en estudio.
Para la función de separación, el diseño realizado se basó en la norma AASHTO
M288-96 y en libro “Designing with Geosynthetics” del Dr. Koerner. Mediante este
procedimiento se determinó que el geotextil a especificar para el presente caso de
estudio sería el geotextil comercial GT320P. El análisis técnico por su parte, se centró
en la comparación del número de ejes equivalentes calculados para dos diseños. Por
un lado, un pavimento que mantenga los espesores efectivos de capa, gracias al uso de
un geotextil separador y otro con menor espesor efectivo de material granular debido
a la mezcla parcial de este con el suelo de la subrasante. Mediante este análisis, se
pudo concluir que una contaminación de subbase de sólo 0.5 pulgadas conllevaría a
una reducción de más de 10% de serviciabilidad del pavimento en todos los tramos.
En cuanto al análisis económico, se comparó el costo de los materiales de dos
soluciones para el problema técnico presentado. Una opción consistió en un pavimento
que emplee un espesor de material granular adicional llamado “espesor de sacrificio”
que asegure la serviciabilidad del pavimento a largo plazo. La otra opción consistió en
emplear el diseño convencional inicial, pero añadiendo el geotextil especificado. De
este análisis, se determinó que para un espesor de sacrificio mayor a 1 pulgada el uso
de un geotextil resultaría más rentable en lugar de emplear un espesor de sacrificio.
En cuanto a la función de filtración, el diseño realizado se basó en la norma AASHTO
M288-96, en la guía de la FHWA, en el manual de hidrología del MTC y en el libro
“Designing with Geosynthetics” del Dr. Koerner. De esta forma, se determinó que el
geotextil a especificar para esta función sería el geotextil comercial GT240. El análisis
técnico consistió en comparar el tráfico soportado por un pavimento sin sistema de
subdrenaje longitudinal respecto a uno que si lo incluyera en el diseño. Para esto, se
redujo el coeficiente de drenaje del pavimento inicial para simular su comportamiento sin subdrenes. Se observó que una reducción de 0.1 del coeficiente de permeabilidad
disminuiría cerca de un 30% la serviciabilidad del pavimento. Lo cual justificaría el
uso de geotextil para esta función. El análisis económico se enfocó en comparar estos
diseños respecto a un tiempo de vida estimado. Se concluyó que aquellos pavimentos
sin subdrenaje con un tiempo de vida real menor a 6 años serían menos rentables que
emplear sistemas de subdrenaje con geotextil.
Finalmente, para la función de refuerzo, el diseño preliminar se basó en la norma
AASHTO R-50 y se empleó el programa de la empresa TENSAR para efectuar el
diseño definitivo correspondiente a la geomalla TX160 para optimización del
pavimento. El análisis técnico consistió en comparar de forma porcentual la variación
de serviciabilidad entre el diseño con geomalla y el diseño convencional. En este caso,
el uso de geomalla aumentó en más de 20% la serviciabilidad del pavimento del sector
3 al 6 aun así tratándose de una optimización de pavimento. Para el sector 1 y 2 se
logró superar la serviciabilidad del diseño convencional, pero no significativamente.
Luego, mediante el análisis económico se comparó el costo de los materiales de ambos
diseños. De esta forma, se determinó que el diseño con geomalla generó un ahorro de
más de 10 % respecto al diseño inicial.
Para los temas tratados, se desarrolló un programa en Visual Studio en el lenguaje de
programación Visual Basic el cual facilitó el diseño y análisis. Además, se realizaron
especificaciones técnicas y planos para las tres aplicaciones del material geosintético
los cuales forman parte de la información a entregar al momento de realizar un
proyecto. / The following research examines the use of geosynthetics in flexible pavements on
three functions. The methods used to examine these include an overview of the
design analysis, technical analysis and economic analysis of the use of
geosynthetics. The approach used for this research required an evaluation of the
following: first, the application of a non-woven needle-punched geotextile
between the granular material and the foundation soil; second, the application of a
non-woven needle-punched geotextile as a wrap of longitudinal sub-rows fulfilling
the function of filtration. Third, the application of a triaxial reinforcement geogrid
for the optimization of the pavement.
For the separation function, the design was based on the AASHTO M288-96
standard and on the book "Designing with Geosynthetics" by Dr. Koerner.
Through this procedure it was determined that the geotextile to be specified for the
present case study would be the commercial geotextile GT320P. The technical
analysis focused on the comparison of the number of equivalent axes that can
support two pavements in particular. On one hand, a design that maintains effective
layer thicknesses, thanks to the use of a separating geotextile. On the other hand, a
pavement with less effective thickness of granular material due to the
contamination of this with the soil of the subgrade. Through this analysis, it was
observed that a subbase contamination of only 0.5 inches, would lead to a reduction
of more than 10% of pavement serviceability in all sections. In regard to the
economic analysis, the cost of the materials of two solutions was compared for the
technical problem presented. One of these options consisted of a pavement that
uses sacrificial thicknesses that assure the pavement's long-term serviceability. The
other option consisted of evaluating the initial conventional design by adding the
specified geotextile. Through this analysis it was determined that for a sacrificial
thickness greater than 1 inch, the use of a geotextile would be more profitable
instead.
Regarding the filtration function, the design was based on the AASHTO M288-96
standard, the FHWA guide, the MTC hydrology manual and the book "Designing with Geosynthetics" by Dr. Koerner. In this way, it was determined that the
geotextile specified for this function would be the commercial geotextile GT240.
The technical analysis consisted in comparing the traffic supported by a pavement
without longitudinal subdrain system to one that includes it in the design. For this,
the initial pavement drainage coefficient was reduced to simulate the behavior of
this without sub-arrays. From this analysis it was observed that a reduction of 0.1
of the permeability coefficient would reduce the pavement's serviceability by about
30%. Which would justify the use of geotextile for this function. The economic
analysis focused on comparing these designs with respect to an estimated life time.
It was observed that those pavements without subdrainage with a real life time
lower than 6 years would be less profitable than using systems of geotextile subdrainage.
Finally, for the reinforcement function, the preliminary design was based on the
AASHTO R-50 standard and the program of the company TENSAR was used to
carry out the final design corresponding to the TX160 geogrid for pavement
optimization.
The technical analysis consisted in comparing in a percentage way the variation of
serviceability between the design with geogrid and the conventional design. In this
case, the use of geogrid increased by more than 20% the pavement's serviceability
from sector 3 to sector 6, even in the case of pavement optimization. For sector 1
and 2, the serviceability of conventional design was overcome, but not
significantly.
Then, through the economic analysis, the cost of the materials of both designs was
compared. In this way, it was determined that the design with geogrid generated a
saving of more than 10% compared to the initial design.
For the topics discussed, a program was developed in Visual Studio in the
programming language Visual Basic which facilitated the design and analysis. In
addition, technical specifications and plans were made for the three applications of
the geosynthetic material which are part of the information to be delivered at the
time of carrying out a project.
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