Facultad de ingenieria en ciencias de la tierra



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Geomembranas:
Índice de fluidez

Determina la uniformidad del polímero, parámetro de importancia en el aseguramiento de calidad




Resistencia al impacto

Evaluación del comportamiento de las láminas (material y espesor) y del eventual uso de geotextiles sobre la geomembrana con el fin de amortiguar la caída de materiales.




Resistencia al punzonamiento

Es el de mayor relevancia en el diseño de revestimientos geosintéticos, pero hay que entenderlo como la fuerza necesaria para perforar la geomembrana bajo un procedimiento estándar. No obstante hay que considerar que en algunos casos, no es la carga la variable independiente del efecto punzante, sino la cantidad de deformación impuesta a la geomembrana. Este efecto es controlado, evitado o minimizado por medio de geotextiles  (no tejidos agujados) o revestimientos geosintéticos de bentonita (GCLs) bajo la geomembrana y con capas de suelo de protección.


Fricción

Fricción del suelo con el revestimiento geosintético y del coeficiente de fricción entre los geosintéticos que comprenden el revestimiento, para evitar el colapso del sistema por deslizamiento de un talud, teniendo como superficie de falla el revestimiento.

Puede ser llevado a cabo reproduciendo satisfactoriamente las condiciones reales del terreno por medio de equipos de corte directo: tipo de suelo y granulometría, grado de compactación, condición de humedad del suelo y presión de confinamiento del revestimiento.

Durabilidad

La durabilidad de la geomembrana es un aspecto que concierne a todas las aplicaciones.


El requerimiento insuficiente de resistencia frente a agentes agresivos ocasionará la falla prematura del sistema por degradación o deterioro del material.
Por otra parte el sobredimensionamiento de la durabilidad de la geomembrana puede implicar, ya sea un costo excesivo del material o el desmedro de otras propiedades importantes.

La resistencia química de las geomembranas es de especial interés en aquellos sistemas destinados a la contención de desechos.

Los rayos UV son catalizadores del envejecimiento de los polímeros. La adición de negro de humo (carbón black) evita el envejecimiento prematuro del material.
Las pérdidas volátiles se refieren a la evaporación de solventes y plastificantes presentes en la geomembrana.
Permeabilidad al vapor de agua

Si bien el coeficiente de conductividad hidráulica es un parámetro relevante de las geomembranas en el diseño, su determinación es relativa ya que es alterada por la composición química del soluto o solvente (lixiviados, relaves, etc).




1.5 Introduccióna lasgeomallas para pavimentos flexibles
Desdehacecercade25 años,las geomallascompiten enmuchos campos conlos geotextiles, demostrando sueficiencia enel mejoramientode subrasantes yenel refuerzo de material granular. Pese a que estematerial tiene un período de desarrollo menorque el delos geotextiles,escala vigorosamentehacia su auge pueses muy utilizadoen países desarrollados.

No sería acertadopensarenlas geomallascomoel reemplazo delos

geotextiles,ya que enaplicacionesespecíficas cadauno tienesu margen,pero si como uno delos productos para refuerzodemayor proyección.Su crecienteparticipaciónenel mercadoseconstata conel hecho de queunproductorestadounidense promedio ha instaladoenlos últimos 15 años más de 75 millonesdem2en estructuras derefuerzoensu paísy quepara 1987el50%delos muros decontenciónconstruidosen NorteAméricausaron geomallasparaestabilizarsus materiales yreducirpendientesen taludes (Tensar,

1997).

Enuna comparación porprecio frentea los geotextiles las desventajas delas geomallaspuedenserequilibradas, o al menos disminuidas, conunanálisis beneficio /costo. Desdeelpunto de vista operativo sedeben tenerencuenta las ventajas constructivas que presenta la geomalla (facilidaddeinstalación,rigidez,soporteal equipo detrabajo,etc.).Desde el punto de vistaeconómico,y hablandoen términos generales, dependiendodelascondicionesde la obra ydelos materiales se puedenencontrarahorros que conduzcan a la factibilidadeconómica delproyecto.


A manerade ejemplo, sepuedenrealizarcálculos del ahorroen espesordecapas comparando losespesores dela subbaseenun diseño sin refuerzo,unocongeomalla y uno congeotextil. Los cálculos realizados merecenunanálisis posteriorde mayorprofundidad queincluya factores comoefectividad del diseño y sensibilidad delmismo a modificacionesenlas variables de entrada


90%


80%


40%
54%

70%


60%


50%


100%

40%


30%


60%
46%

20%


10%


0%


























100%

No reforzadoGeomalla Geotextil


Refuerzo
Espesordesubbase Espesorahorradoen subbase


Comparaciónde los porcentajes de espesor sin refuerzo

Existendiversosmétodosparaaumentarlacapacidaddecargade suelosblandos.


Unodeestoselmásantiguoyaunefectivo,consisteenreforzarel suelomedianteconfinamientolateraldelaspartículasdematerialy aumentarsu resistencia a la tensión.
La tecnología actual, permite el uso de productos sintéticos diseñados específicamente para obtener el mismo efecto de
17* www.revistas.unal.edu.com

confinamientolateralyresistenciaalatensión,comopuedenser las geomallasorientadas o Coextruidas :


Las geomallasorientadas o Coextruidas :


Son estructuras elaboradas a base de polímeros, que están conformadasporunaredregulardecostillasconectadasdeforma integradaporextrusión,conaberturasdesuficientetamañoparala trabazóndel suelo,piedra u otromaterial geotécnico circundante.
La principal función de las geomallas coextruidas es indiscutiblementeelrefuerzo;el usodeltipodegeomallaestáligado aladirecciónenquelosrefuerzossetransmitenenlaestructura, porejemplo,enaplicaciones talescomo:
MurosenSuelos Reforzado oenTerraplenes.
Seutilizangeomallasmono-orientadasquesongeomallasconuna resistenciayrigidezmayorenelsentidolongitudinalqueenel transversal.

Mientras que enestructurasenquela disipación delos esfuerzos se realizadeformaaleatoriayentodaslasdirecciones,comopor ejemplo:


EstructurasdePavimentos oCimentaciones Superficiales.
Seutilizangeomallasbi-orientadasobi-direccionaleslascualesno tienenuna diferenciaconsiderable frenteasuspropiedades en los 2 sentidos.
Lasgeomallascoextruidasgeneranunincrementoenlaresistencia al cortedel suelo.
Durantelaaplicacióndeunacarganormalalsueloblando,estees compactadodemaneraqueseproduzcaunainteracciónentrelas
capasdesueloquerodeanlageomalla.Conestascondiciones,se requeriráunacargaconsiderablementemayorparaproducirun movimientoenelsuelo.
Elcompuestosuelo-geomallareducelaresistenciaalmovimiento, por lotanto,el usodelasgeomallasproduceunacondición llamada cohesión, inclusive en materiales granulares. El compuesto combinalaresistenciaalacompresióndelsueloconlatensiónde lageomalla,paracrearunsistemaquepresentaunamayorrigidez yestabilidadqueunsuelosinningúnelementoquesoporteestos esfuerzos.

1.5.1Clasificación
Tenemos 2 tipos, los cuales se enuncian y se ilustran a continuación:


  1. GeomallasCoextruidasMono-orientadas

Figura 1.6 GeomallasCoextruidasMono-orientadas

18* http://www.ing-civil.com/geosinteticos

Lasgeomallasmono-orientadassonestructurasbi-dimensionales producidasdepolietilenodealtadensidadutilizandounprocesode extrusiónseguidodeunestiramiento mono-direccional.


Esteprocesopermiteobtenerunaestructuramonolíticaconuna distribuciónuniforme de largas aberturaselípticas, desarrollado asícongranfuerzaalatensiónygranmodulodetensiónenla dirección longitudinal. La estructura de este tipo de geomallasproveeunsistemadetrabazónoptimaconelsueloespecialmente detipo granular.
Este tipo de geomallas,en el suelo posee gran resistencia a los esfuerzosdetensión,soportandohasta165KN/m,todoestoda comoresultadoel concepto de estructura en suelo reforzado, similaral concepto del hormigón ydel acero derefuerzo.


b. -GeomallasCoextruidasBi-Orientadas


Figura 1.7 GeomallasCoextruidas Bi-Orientadas

19*http://www.ing-civil.com/geosinteticos

EstetipodeGeomallassonestructurasbidimensionalesfabricadas de polipropileno, químicamente inertes y con características uniformes y homogéneas, producidas mediante un proceso de extrusióny luegoestiradas deforma longitudinaly transversal.
Esteprocesogeneraunaestructuradedistribuciónuniformede espaciosrectangularesdealtaresistenciaalatensiónenambas direccionesyunaltomódulodeelasticidad,estaestructurade geomallapermiteuna óptima trabazón conel suelo.
Estetipodegeomallasecomponedeelementosynudosrígidosque proveen ungranconfinamiento.
Sonprecisamenteefectivasparareforzarestructurasdepavimentos rígidos yflexibles.

1.5.2 ProcesodeFabricación
Para el caso de las geomallasen polietileno y polipropileno, el proceso defabricaciónesel mismo.

Inicialmente se tienden láminas del material en el que se procede a realizar unas perforaciones cuadradas o elípticas, de forma uniforme y controlada sobre toda la lamina, según el caso la lamina perforada recibe un estiramiento en una o 2 direcciones, en la cual se realiza a temperaturas y esfuerzos controlados para evitar la fractura del material mientras que se orientan las moléculas en el sentido de elongación.




1.5.3Funciones yaplicaciones
El uso de las geomallas coextruidas bi-orientadas y mono- orientadas, en diferentes campos de aplicación se define básicamenteporsufunciónderefuerzo.Estafunciónserealiza cuandolageomallainiciauntrabajoderesistenciaalatensión complementandoconuntrabazóndeagregadosenpresenciade diferentes tipos demateriales.
Lasprincipalesaplicacionesdelasgeomallascoextruidasmono- orientadas sonlas siguientes:
Estabilizaciónde SuelosBlandos.

RefuerzodeTerraplenes conTaludes Pronunciadosy Diques.

RefuerzodeMuros yTaludes.

Ampliación de Crestas dTaludes.

ReparacióndeCortesen Taludes.

ReparacióndeDeslizamientos.

Estribos, Muros,AletasdePuentes.

Muros Vegetadoso Recubiertos conHormigón.

Las principales aplicaciones de las geomallas coextruidas bi- orientadassonlas siguientes:
Refuerzo en Base de Caminos Pavimentados y no

Pavimentados.

RefuerzoenEstructuras de Pavimentos de Pistas de Aterrizaje.
TerraplenesparaCaminos yVías Férreas.

Como Sistema deContenciónsobreRocas Fisuradas.

Refuerzodebajo delBalasto delasVías Férreas.
Enmurosdesueloreforzado,sabemosquelosesfuerzosprincipales estánenunasoladireccióndebidoalapresiónlateraldetierras que el suelo retenidoejercesobrela estructura.
Mientras que para refuerzo en estructuras de pavimento, los esfuerzosverticalesgenerados poreltráfico, sondisipadas envarias direcciones,porloqueeldiseñodelageomallapararealizarel refuerzodebetenerlasmismaspropiedadesmecánicastantoenel sentido longitudinal comoenel transversal.

a) Estabilidadde Taludes


b) Refuerzo deSub-rasante


20*http://www.perforoc.com/esp/servicios_3.html
21*http://www.interdisenos.com.co/index1.html


refuerzo-de-carpetas-afalticas-4_medium
c) Refuerzo de Capas deRodadura
1.6 Normas de ensayos y especificaciones técnicas de elaboración de geomallas.
Las geomallas estructurales serán una estructura de malla integralmenteformada,fabricadadepolipropilenoresistenteala tensión con peso molecular y características moleculares que generen:
Alta resistencia a la pérdida de capacidad de carga o integridadestructural,cuandolaGEOMALLA sesometaa tensiónmecánicadurantesu instalaciónenobra.

Alta resistencia a la pérdida de capacidad de carga o

integridadestructural, cuando la GEOMALLA se someta a condiciones medioambientales.

AltaresistenciaaladeformacióncuandolaGEOMALLAse someta aesfuerzos detrabajos.


LasGEOMALLASestructuralesresistiránlaaplicacióndeesfuerzos detrabajo con:

22*http://www.ingenieria-arquitectura-basf-cc.es/profesionales/obra/duplicacion-calzada-m-503;jsessionid=888D8B43DBC0FD3060570AEC674BAFBD?basf.id=563dd699-ec3c-4f58-af6a-0458045234e6

Suelos compactados o materialespararelleno.

Seccionescontiguasentraslaposyempotramientosensuelos compactadoso materiales derelleno.

LasGEOMALLASestructuralestendránrigidezflexuralsuficiente paralograrunainstalacióneficazin-situsobresuelosblandoso húmedos y la resistencia torsional suficiente para resistir el movimientoenelplanodesueloscompactadosomaterialespara relleno, cuando estos están sujetos a desplazamientos laterales rotacionalespor la aplicación decargas.
Las geomallas estructurales tendrán adicionalmente las características enlistadas en; la siguiente tabla. Dichas características se obtuvieron de los ensayos GRI-GG287, ASTM D5732-95,ASTMD5818,ASTMD6637,EPA9090DELANORMA AMERICANA.



Propiedad

Métodode


prueba Unidades

Tipo


1IDH_FT13

Tipo2


IDH_FT14



Módulodeestabilidadde

abertura20cm-kg

Kinney- 01 cm-kg/grado 3.2 6.5



Formadela costilla

IDH_FT16 Observación Nocorresponde

Rectangularo cuadrada


Rectangularo cuadrada



Espesordelacostilla

IDH_FT17 Medición

pulgadas
(mm)

0.03
(0.76)

0.05
(1.27)





Tamañonominalde aberturaIDH_FT18

Mediciónde

diámetro interior

pulgadas
(mm)

1a 1.5
(25a33)

1a 1.5
(25a33)





Eficienciadelasuniones

IDH_FT19 GRI-GG2-87 % 93 93

Rigidezala

flexiónIDH_FT20



ASTMD1388-

96 mg-cm 250,000 750,000



Módulomínimoinicial

realen usoIDH_FT21

ASTMD6637-

01



- MD libras/pies

(kN/m)


17,140
(250)

27,420
(410)




- CMD


libras/pies
(kN/m)

27,420
(400)

44,550
(620)



Dimensiones y Despachos
Lasgeomallas estructurales seentregaranindividualmente enel sitio de trabajo en forma de rollo, cada uno identificado y nominalmentemidiendo 3m(9.8 pies)o 4m (13.1 pies) deanchoy

75 m (246.06 pies) delargo.


Las GEOMALLAS estructurales pueden ser cortadas a longitudes o anchuras determinadas para satisfacer los diseños de INGENIERIA Civil Aplicado en Pavimento.

Las GEOMALLAS estructurales pueden ser cortadas a longitudes o anchuras determinadas para satisfacer los diseños de INGENIERIA Civil Aplicado en Pavimento.


Capítulo2
Pavimentos
2.1 Aspectos Generales

Eslasuperficiederodamientoparalosdistintostiposdevehículos, formada por el agrupamiento de capas de distintos materiales destinados a distribuir y transmitir las cargas aplicadas por el transito al cuerpodel terraplén.Lascondicionesnecesariasdeunpavimento paraunadecuado funcionamiento son las siguientes: anchura, trazo horizontal y vertical, resistenciaadecuada alas cargas paraevitar lasfallasylos agrietamientos,además de una adherencia adecuada entre el vehículo y el pavimento aun en condiciones húmedas. Deberá presentarunaresistenciaadecuadaalosesfuerzosdestructivosdel tránsito,delaintemperieydelagua.Debetenerunaadecuada visibilidad ycontar con un paisaje agradable para no provocar fatigas.

Para cumplirsu funciónlaestructura de un pavimento debe ser

SEGURA, COMODA y DURABLE.

SEGURA:Una textura superficialadecuada para que los vehículos no se deslicen, con adecuado drenaje superficial para evacuar rápidamente el agua y un color que evite los reflejos y el encandilamiento.
COMODA: La superficie debe ser regular transversal y longitudinalmente para evitar los brincos u oscilaciones de los vehículos ylograr un bajo nivel de ruido.

DURABLE:Selograconlosmejorescriteriosdediseño,óptima calidaddelosmaterialesyadecuadastécnicasconstructivasque garanticen,dentrodelmenorcosto,elcumplimientodeldiseñoen la vidaútil estimada.





Figura 2.1 Capas depavimento
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