Programa de

Ingeniería Civil

Pavimentos

Sesión 3

Tema:
Exploración y muestreo de suelos.

Mg. Ing.:
Willy Francisco Cuba Jiménez
Resultado de aprendizaje Evidencia de aprendizaje

Identifica la exploración y muestreo de suelos Informe académico: Exploración de suelos.

Contenido
Exploración y muestreo de suelos

• Exploración de suelos: Métodos, perfil

estratigráfico.
Revisa el
siguiente
video:
Después de haber visualizado el video en la slide
anterior, reflexionamos y respondemos las
siguientes interrogantes:

01 Que opinan del video

Alguna pregunta sobre el video

02

Que podemos concluir sobre el video

03
 Tema
Exploración y muestreo
de suelos
Pavimentos – Sesión 3

Suelos

La exploración e investigación del suelo es muy importante tanto para la

determinación de las características del suelo, como para el correcto
diseño de la estructura del pavimento. Sí la información registrada y las
muestras enviadas al laboratorio no son representativas, los resultados de
las pruebas aún con exigencias de precisión, no tendrán mayor sentido
para los fines propuestos.
Pavimentos – Sesión 3

Exploración de suelos y rocas AASHTO

Para la investigación y muestreo de suelos y rocas recomienda la

aplicación de la norma T 86-90 que equivale a la ASTM D420-69; para
el presente manual, se aplicará para todos los efectos el procedimiento
establecido en las normas MTC E101, MTC E102, MTC E103 y MTC
E104, que recoge los mencionados alcances de AASHTO y ASTM. En
este capítulo se dan pautas complementarias para llevar a cabo el
muestreo e investigación de suelos y rocas.
Pavimentos – Sesión 3

El reconocimiento del terreno

El reconocimiento del terreno permitirá identificar los cortes naturales y/o

artificiales, definir los principales estratos de suelos superficiales, delimitar
las zonas en las cuales los suelos presentan características similares,
asimismo identificar las zonas de riesgo o poco recomendables para
emplazar el trazo de la vía.
Pavimentos – Sesión 3

El programa de exploración

El programa de exploración e investigación de campo incluirá la

ejecución de calicatas o pozos exploratorios, cuyo espaciamiento
dependerá fundamentalmente de las características de los materiales
subyacentes en el trazo de la vía. Generalmente están espaciadas entre
250 m y 2,000 m.
Pavimentos – Sesión 3

calicatas o pozos exploratorios

De las calicatas o pozos exploratorios deberán obtenerse de cada estrato

muestras representativas en número y cantidades suficientes de suelo o
de roca, o de ambos, de cada material que sea importante para el diseño
y la construcción. El tamaño y tipo de la muestra requerida depende de
los ensayos que se vayan a efectuar y del porcentaje de partículas
gruesas en la muestra, y del equipo de ensayo a ser usado.
Pavimentos – Sesión 3

Muestras

Con las muestras obtenidas en la forma descrita, se efectuarán ensayos en

laboratorio y finalmente con los datos obtenidos se pasará a la fase de gabinete,
para consignar en forma gráfica y escrita los resultados obtenidos, asimismo se
determinará un perfil estratigráfico de los suelos (eje y bordes), debidamente
acotado en un espesor no menor a 1.50 m, teniendo como nivel superior la línea
de subrasante del diseño geométrico vial y debajo de ella, espesores y tipos de
suelos del terraplén y los del terreno natural, con indicación de sus propiedades
o características y los parámetros básicos para el diseño de pavimentos. Para
obtener el perfil estratigráfico en zonas donde existirán cortes cerrados, se
efectuarán métodos geofísicos de prospección que permitan determinar la
naturaleza y características de los suelos y/o roca subyacente (según Norma
MTC E101).
Pavimentos – Sesión 3

Caracterización de la subrasante
Pavimentos – Sesión 3

Registros de Excavación

De los estratos encontrados en cada una de las calicatas se obtendrán muestras

representativas, las que deben ser descritas e identificadas mediante una tarjeta
con la ubicación de la calicata (con coordenadas UTM - WGS84), número de
muestra y profundidad y luego colocadas en bolsas de polietileno para su
traslado al laboratorio. Así mismo, durante la ejecución de las investigaciones
de campo se llevará un registro en el que se anotará el espesor de cada una de
los estratos del sub-suelo, sus características de gradación y el estado de
compacidad de cada uno de los materiales. Así mismo se extraerán muestras
representativas de la subrasante para realizar ensayos de Módulos de
resiliencia (Mr) o ensayos de CBR para correlacionarlos con ecuaciones de
Mr, la cantidad de ensayos dependerá del tipo de carretera
Pavimentos – Sesión 3

Componentes de la infraestructura del camino

Pavimentos – Sesión 3

Descripción de los suelos

Pavimentos – Sesión 3

Componentes de la infraestructura del camino

Pavimentos – Sesión 3

Granulometría
Representa la distribución de los tamaños que posee el agregado mediante
el tamizado según especificaciones técnicas (Ensayo MTC EM 107). A
partir de la cual se puede estimar, con mayor o menor aproximación, las
demás propiedades que pudieran interesar.
Pavimentos – Sesión 3

La Plasticidad
Es la propiedad de estabilidad que representa los suelos hasta cierto límite de
humedad sin disgregarse, por tanto la plasticidad de un suelo depende, no de los
elementos gruesos que contiene, sino únicamente de sus elementos finos. El
análisis granulométrico no permite apreciar esta característica, por lo que es
necesario determinar los Límites de Atterberg. el límite líquido (LL, según
ensayo MTC EM 110), el límite plástico (LP, según ensayo MTC EM 111) y
el límite de contracción (LC, según ensayo MTC EM 112).
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Equivalente de Arena

Es la proporción relativa del contenido de polvo fino nocivo ó material

arcilloso en los suelos o agregados finos (ensayo MTC EM 114). Es el ensayo
que da resultados parecidos a los obtenidos mediante la determinación de los
límites de Atterberg, aunque menos preciso. Tiene la ventaja de ser muy rápido
y fácil de efectuar. El valor de Equivalente de Arena (EA) es un indicativo de
la plasticidad del suelo:
Pavimentos – Sesión 3

Indice de Grupo
Es un índice normado por AASHTO de uso corriente para clasificar
suelos, está basado en gran parte en los límites de Atterberg.
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Humedad Natural

Otra característica importante de los suelos es su humedad natural; puesto

que la resistencia de los suelos de subrasante, en especial de los finos, se
encuentra directamente asociada con las condiciones de humedad y densidad
que estos suelos presenten.

La determinación de la humedad natural (ensayo MTC EM 108) permitirá

comparar con la humedad óptima que se obtendrá en los ensayos Proctor para
obtener el CBR del suelo (ensayo MTC EM 132). Sí la humedad natural
resulta igual o inferior a la humedad óptima
Pavimentos – Sesión 3

Clasificación de los suelos

Determinadas las características de los suelos, según los acápites anteriores,
se podrá estimar con suficiente aproximación el comportamiento de los
suelos, especialmente con el conocimiento de la granulometría, plasticidad
e índice de grupo; y, luego clasificar los suelos.
Pavimentos – Sesión 3

Ensayos CBR: (ensayo MTC EM 132),

Una vez que se haya clasificado los suelos por el sistema AASHTO y SUCS,
para caminos contemplados en este manual, se elaborará un perfil estratigráfico
para cada sector homogéneo o tramo en estudio, a partir del cual se determinará
el programa de ensayos para establecer el CBR que es el valor soporte o
resistencia del suelo, que estará referido al 95% de la MDS (Máxima Densidad
Seca) y a una penetración de carga de 2.54 mm.

Una vez definido el valor del CBR de diseño, para cada sector de características
homogéneas, se clasificará a que categoría de subrasante pertenece el sector o subtramo,
según lo siguiente:
Pavimentos – Sesión 3

Componentes de la infraestructura del camino

Pavimentos – Sesión 3

Ensayo de Modulo Resiliente

Para ejecutar el ensayo de módulo resiliente se utilizará la norma MTC E

128 (AASHTO T274), el Módulo de Resiliencia es una medida de la
propiedad elástica de suelos, reconociéndole ciertas características no
lineales. El modulo de resiliencia se puede usar directamente en el diseño de
pavimentos flexibles; y, para el diseño de pavimentos rígidos o de concreto,
debe convertirse a modulo de reacción de la subrasante (valor k).
Pavimentos – Sesión 3

Componentes de la infraestructura del camino

Pavimentos – Sesión 3

Ensayos de laboratorio

Con las muestras extraídas de las calicatas efectuadas, se realizarán los

siguientes ensayos de laboratorio:
· Análisis Granulométrico por Tamizado ASTM D-422, MTC E107
· Límite Líquido ASTM D-4318, MTC E110
· Límite Plástico ASTM D-4318, MTC E111
· Contenido de humedad ASTM D-2216, MTC E108
· Clasificación SUCS ASTM D-2487
· Contenido Sulfatos ASTM D-516
· Contenido Cloruros ASTM D-512 · Contenido Sales Solubles Totales MTC - E219
· Clasificación AASHTO M-145

Ensayos Especiales
· California Bearing Ratio ASTM D-1883, MTC – E132,
ó Módulo resiliente de suelos de subrasante AASHTO T 274, MTC – E128
· Proctor Modificado ASTM D-1557, MTC – E115
· Equivalente de Arena ASTM D-2419, MTC-E114
· Ensayo de Expansión Libre ASTM D-4546
· Colapsabilidad Potencial ASTM D-5333
· Consolidación Uniaxial ASTM D-2435
Pavimentos – Sesión 3

Informe de exploración

Perfil Estratigráfico: en base a la información obtenida de los trabajos de

campo y ensayos de laboratorio se realizará una descripción de los
diferentes tipos de suelos encontrados en las calicatas o pozos. Una vez que
se haya clasificado los suelos por el sistema AASHTO, se elaborará un
perfil estratigráfico para cada sector homogéneo o tramo en estudio, a partir
del cual se determinará los suelos que controlarán el diseño y se establecerá
el programa de ensayos para definir el CBR de diseño para cada sector
homogéneo.
Pavimentos – Sesión 3

Informe de exploración

Sectorización Para efectos del diseño de la estructura del pavimento se

definirán sectores homogéneos donde, a lo largo de cada uno de ellos, las
características del material del suelo de fundación o de la capa de
subrasante se identifican como uniforme.
Pavimentos – Sesión 3

Informe de exploración

Cortes y Terraplenes Los taludes de relleno igualmente estarán en

función de los materiales empleados, pudiendo utilizarse (a modo de
taludes de relleno referenciales) los siguientes que son apropiados para los
tipos de material incluidos en el siguiente cuadro:
Pavimentos – Sesión 3

Informe de exploración

Los taludes de corte dependerán de la naturaleza del terreno y de su análisis de

estabilidad (Estudio Geotécnico), pudiendo utilizarse (a modo referencial) las
siguientes relaciones de corte en talud (V:H), que son apropiados para los tipos
de materiales (rocas y suelos)
Autoevaluación
Sesión 3
 SE ENTENDIO LAS INDICACIONES DE HOY

Recuerda trabajar en grupo.

Pregunta 3

Seguir las indicaciones de clases

Consulta tus dudas

Autoevaluación
¡Vamos por más logros!

¡Felicitaciones!
Ha concluido la autoevaluación
 En que se concluye la clase de hoy:
Conclusiones

-
Aplicando lo
aprendido:
Caso / ejemplos
 Código de biblioteca LIBROS, REVISTAS, ARTÍCULOS, TESIS, PÁGINAS WEB
Material Bibliográfico Físico.
CRESPO VILLALAZ CARLOS, 2012. Vías de comunicación Caminos, ferrocarriles, aeropuertos, puentes y puertos.
625 C92 EJ. 3 2012. S.l.: Limusa. Disponible en:
https://ucv.primo.exlibrisgroup.com/permalink/51UCV_INST/1s5h644/alma991000400369707001

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Referencias

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.