IntroduccióN



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INTRODUCCIÓN

En muchas ocasiones los geosintéticos han sido una solución exitosa pero en algunos casos la falta de conocimiento y de una metodología de diseño que permita definir los requerimientos de estos materiales de acuerdo con las condiciones particulares de cada proyecto, no ha permitido que los beneficios de esta tecnología sean aprovechados en su total magnitud. La aplicación eficaz de geosintéticos, promueve sus capacidades y formula diseños preliminares que permitan definir requerimientos técnicos de acuerdo a cada tipo de obra. Como resultado de este proceso, se presenta a la Ingeniería metodologías de diseño para separación y estabilización de vías, refuerzo en vías con geotextiles y geomallas, pavimentación y repavimentación, sistemas de subdrenaje, refuerzo en muros de contención, refuerzo de taludes, refuerzo de terraplenes sobre suelos blandos, etc.
En nuestro trabajo hemos pretendido demostrar de una forma técnica, qué tanto podemos optimizar recursos a la hora de construir una carretera, en este caso con el uso de geomallas. El objetivo es que esta nueva forma de diseñar y construir haga que las carreteras puedan llegar a lugares que por el costo no han podido acceder a las mismas. Es aquí donde la herramienta de ingeniería también se vuelve herramienta social y de desarrollo, lo cual será siempre el objetivo de cualquier empresa humana.
Este trabajo se centra en la descripción de cada uno de los procesos de diseño, el AASHTO (el tradicional) y la metodología usando GEOMALLAS, procedimiento estudiado por años que ha sido tecnificado y normalizado para su utilización incluso en suelos y condiciones climáticas tan difíciles como los de Ecuador. Al final se expondrá una comparación referencial en la que se demostrarán las bondades de la utilización de geomallas y así incentivar el uso de las mismas por la comunidad de ingenieros.
OBJETIVOS

Presentar la metodología para diseñar un pavimento flexible utilizando geomallas y demostrar sus ventajas económicas y de optimización de recursos frente al diseño tradicional por el método AASHTO.


CAMPO DE ACCIÓN

En nuestro trabajo abarcaremos generalidades de los geosintéticos, precisando un poco más en las características de las geomallas. Expondremos procedimientos de diseño para pavimentos flexibles tanto para el método tradicional (AASHTO) como para el diseño utilizando geomallas. Ambos diseños serán aplicados a un tramo de la carretera Bajada de Chanduy – Pocito – Aguas Verdes entre las abscisas 2+900 y 3+600.

Al final del trabajo ilustraremos los resultados de los espesores de las capas del pavimento para ambos diseños y complementaremos con una comparación en cuanto a costos de materiales.
PROBLEMA A RESOLVER

Con el diseño de pavimentos flexibles utilizando geomallas se pretende solucionar las complicaciones que resultan de construir carreteras sobre subrasantes de mala calidad y los problemas que acarrea no tener a disposición material desde canteras lejanas proponiendo diseños con espesores menores que brinden igual capacidad estructural e incluso económicamente más factible lo que posibilita el empleo de estas vías de comunicación en donde el factor económico es limitado y la necesidad urgente.


CAPÍTULO 1
GEOSINTÉTICOS

    1. ASPECTOS GENERALES

Geosintético es un producto en el que, por lo menos, uno de sus componentes es a base de polímero sintético o natural, y se presenta en forma de filtro, manto, lámina o estructura tridimensional, usada en contacto con el suelo o con otros materiales dentro del campo de la geotecnia o de la ingeniería civil.

Existen varios campos de aplicación de los geosintéticos en el mundo de la construcción y la edificación como son: obras viales, obras hidráulicas, sistemas de control de erosión, aplicaciones medioambientales, entre otras. La fabricación de los geosintéticos comprende procedimientos principalmente de extrusión, tecnología textil y/o ambas tecnologías: Textil y plástica.

Los geosintéticos se derivan de fibras artificiales, compuestos básicamente de polímetros como polipropileno, poliéster, poliamida y polietileno, siendo los 2 primeros los de mayor utilización en la actualidad.
1.2 CLASIFICACIÓN DE LOS GEOSINTÉTICOS

Los tipos de geosintéticos más comunes utilizados en el campo de la ingeniería son los geotextiles, las geomallas, las geomembranas, las georedes y otros geocompuestos derivados de la unión de las características y cualidades de cada uno de los anteriores.


1.2.1 GEOTEXTILES

Son materiales flexibles y permeables a los fluidos fabricados de fibras sintéticas como el poliéster o polipropileno. Sus características los hacen capaces de retener partículas de suelo mayores que el tamaño de sus poros.


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Figura 1.1 Geotextil
1.2.2 GEOMALLAS

Son estructuras tridimensionales pero con la característica de ser mono o bi-orientadas. Están fabricadas en polietileno de alta densidad, utilizando un proceso de extrusión. Tienen una mayor adherencia al terreno y una mayor durabilidad en el medio que los geotextiles. Dado a que las geomallas es una parte esencial de este trabajo, le daremos mayor amplitud a sus propiedades en capítulos posteriores.


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Figura 1.2 Geomalla
1.2.3 GEOCOMPUESTOS

Diseñado específicamente para estabilización de suelos donde se requiere tanto refuerzo como separación de una base granular y un subsuelo muy fino. Uniendo un geotextil no tejido a una geomalla, lo que permite una gran interacción con el suelo reforzado, completa separación de los diferentes tipos de suelo, una efectiva acción de filtración, gran resistencia a la tensión como un alto módulo elástico, gran resistencia a los daños durante la instalación y un excelente comportamiento a los agentes atmosféricos.

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Figura 1.3 Geocompuesto
1.2.4 GEOMEMBRANAS

Son láminas poliméricas impermeables fabricados en cloruro de polivinilo (PVC), polietileno de alta o baja densidad (PEAD/PEBD). Son recubrimientos sintéticos impermeables a fluidos y partículas cuya función es la de revestir canales, lagunas, depósitos de agua, además controlan la erosión.

Se instalan en depósitos de hormigón o acero de cualquier dimensión para confinamiento de químicos, residuos sólidos o químicos e industriales y prolongar la duración de los tanques.

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Figura 1.4 Geomembrana

1.2.5 GEOCELDAS

Son sistemas tridimensionales de confinamiento celular fabricadas en paneles de polietileno o polipropileno. Por su alta resistencia sirven para el confinamiento de cargas.

Se utilizan también para aumentar la capacidad de carga del suelo, sin generar problemas de contaminación beneficiando al entorno ecológico.

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Figura 1.5 Geocelda
1.3 INTRODUCCIÓN A LAS GEOMALLAS

Existen diversos métodos para aumentar la capacidad de carga de suelos blandos. Uno de estos, antiguo y todavía efectivo, consiste en reforzar el suelo mediante confinamiento lateral de las partículas de material y aumentar su resistencia a la tensión. Tradicionalmente estos efectos se obtenían usando ramas trenzadas o colocando troncos de forma perpendicular.

La tecnología actual, permite el uso de productos sintéticos diseñados específicamente para obtener el mismo efecto de confinamiento lateral y resistencia a la tensión, como pueden ser las geomallas bi-orientadas coextruídas.

Las geomallas coextruídas son estructuras bidimensionales elaboradas a base de polímeros, que están conformadas por una red regular de costillas conectadas de forma integrada por extrusión, con aberturas de suficiente tamaño para permitir la trabazón del suelo, piedra u otro material geotécnico circundante.


La principal función de las geomallas coextruídas es indiscutiblemente el refuerzo; el uso del tipo de geomalla esta ligado a la dirección 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 disipación 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 coextruídas generan un incremento en la resistencia al corte del suelo. Durante la aplicación de una carga normal al suelo, este es compactado de manera que se produzca una interacción entre las capas de suelo que rodean la geomalla. Con estas condiciones, se requerirá 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 condición de cohesión, inclusive en materiales granulares. El compuesto combina la resistencia a la compresión del suelo con la tensión de la geomalla, para crear un sistema que presenta una mayor rigidez y estabilidad que un suelo sin ningún elemento que soporte estos esfuerzos. La capacidad que tiene la geomalla para distribuir las fuerzas sobre su superficie incrementan las características de resistencia contra los desplazamientos de la estructura durante el sometimiento de esta a cargas tanto estáticas como dinámicas.
1.3.1 CLASIFICACIÓN

Como se mencionó anteriormente se dividen en dos tipos, los cuales se enuncian a continuación.



a. Geomallas coextruídas Mono-Orientadas


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