8.102.13 ENSAYO PLACA DE CARGA REPETIDA. MC.V8.102.13

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1.- Alcance

En este método se trata el procedimiento de ensaye de placa de carga estática repetida sobre subrasantes, capas componentes de pavimento flexible y suelos, tanto en estado natural como compactados, con el objeto de proporcionar información para su uso en evaluación y diseño de pavimentos de tipo rígido o flexible de carreteras y aeropuertos.

2.- Referencia

El Método 8.102.13 (LNV 97) es una adaptación de la norma AASHTO T 221 – 66.

3.- Aparatos para determinar Placa de Carga Repetida

Elementos de Reacción. Camión o remolque, una combinación de ambos, o un marco anclado a una estructura pesada con suficiente masa para producir la reacción deseada sobre la superficie bajo ensaye. Los puntos de apoyos (ruedas en caso de vehículos) deberán estar a lo menos a 2,5 m de la circunferencia de la placa de carga de mayor diámetro por emplear.
Conjunto Hidráulico de Carga. Sistema con dispositivos de apoyo esférico, capaz de aplicar y retirar la carga en incrementos. La gata deberá tener la capacidad suficiente para aplicar la carga máxima requerida y estar equipada con un medidor calibrado con precisión suficiente para indicar la magnitud de la carga apllicada.
Placas de Ensaye. Un juego de placas circulares de acero de no menos de 25 mm de espesor, confeccionadas de modo de poder disponerse en forma piramidal para asegurar su rigidez y de diámetros que varíen entre 150 mm y 760 mm. Los diámetros de las placas adyacentes en la disposición piramidal no deberán exceder los 150mm.

Nota 1: Se recomienda un mínimo de 4 placas de diferentes tamaños para ensayes con fines de evaluación y diseño de pavimentos. Para evaluar únicamente, se puede usar una placa simple que proporcione un área igual a la de contacto de los neumáticos, que corresponde a la combinación más crítica de carga por rueda y presión de inflado que pueda considerarse. Con objeto de obtener información referente a la variación del soporte (por ejemplo, la determinación del soporte relativo de un terreno a través de un período anual) puede emplearse una placa simple, cualquiera de las indicadas.

Diales Micrométricos. Dos o más diales graduados en unidades de 0,025 mm (0,001”) y capaces de registrar una deflexión acumulada máxima de 25 mm u otro aparato equivalente para medir deflexiones.
Viga Porta-Dial. Sobre la que se montan los diales micrométricos. La viga deberá estar formada por un tubo o cañería de 60 mm de diámetro o un ángulo de acero de 75 x 75 x 6 mm o equivalente. Esta deberá tener como mínimo 4,75 m de largo y apoyarse en soportes ubicados a más de 2,0 m de la circunferencia de la placa de ensaye o rueda más cercana o soporte. El sistema completo de medición de deflexión deberá protegerse adecuadamente de los rayos directos del sol.
Herramientas Varias. Debe incluirse un nivel de burbuja, para preparar la superficie a ensayar y las herramientas necesarias para operar el equipo.

4.- Procedimiento de Ensaye para determinar Placa de Carga Repetida

Centre cuidadosamente la placa del diámetro seleccionado bajo el dispositivo de reacción. Acomode las placas de diámetros menores restantes concéntricas con y sobre la placa principal. Ajuste la nivelación de la placa de ensaye con una delgada capa de arena y yeso o arena fina, usando la mínima cantidad de material necesario para lograr un apoyo uniforme. Para prevenir pérdidas de humedad del terreno durante la prueba de carga, cubra con plástico o papel impermeable el terreno expuesto, hasta 2 m de la circunferencia de la placa de ensaye.
Cuando deba realizar un ensaye de carga no confinado a cierta profundidad de la superficie, remueva el material circundante hasta una vez y media el diámetro de la placa, medido desde el borde de la placa, para eliminar sobrecargas y efectos de confinamiento. Para ensayes confinados, el diámetro del área circular de excavación deberá ser el suficiente para permitir acomodar la placa de ensaye seleccionada.
Fije un número suficiente de diales micrométricos, ubicados en posiciones que indiquen el movimiento vertical promedio de la placa de ensaye. Cuando use diales, ajústelos cerca de cada extremo de un diámetro de la placa de carga, a 25 mm del borde. Cuando utilice 3 diales, dispóngalos a 120° uno del otro y equidistantes desde la circunferencia de la placa de ensaye. Cada conjunto de lecturas individuales debe promediarse y registrar su valor como lectura de asentamiento Promedio.
Una vez adecuadamente instalado el equipo, con toda la carga muerta (gata, placas, etc.) actuando, asiente la placa de ensaye y el conjunto con una rápida aplicación y descargue la carga necesaria para producir una deflexión no inferior a 0,25 mm y no mayor que 0,50 mm, indicada por los diales. Cuando las agujas de los diales se estabilicen luego de la descarga, reasiente las placas con la aplicación de la mitad de la carga registrada que produjo la deflexión entre 0,25 mm y 0,50 mm; nuevamente, cuando los diales se hayan estabilizado, ajuste cuidadosamente cada dial a su marca “cero”.

Nota 2. El uso de diales micrométricos adicionales ubicados sobre la superficie del material por ensayar a media, una, una y media veces el diámetro de la placa de ensaye, desde el borde de ésta, es opcional.

Aplique una carga que produzca una deflexión aproximada a 1 mm. Haga funcionar el cronómetro, y mantenga la carga constante hasta que la razón de deflexión sea 0,025 mm por min o menos, durante 3 min consecutivos. Entonces, retire completamente la carga y observe la recuperación hasta que la razón de recuperación sea 0,025 mm por minuto o menos, para 3 min consecutivos. Aplique y retire la misma carga de esta manera seis veces. Registre las lecturas de los diales apoyados sobre la placa a cada min, registre la lectura de los diales ubicados más allá del perímetro de la placa de ensaye, inmediatamente antes de la aplicación e inmediatamente antes de retirar la carga, para cada aplicación. Para asegurar un buen contacto entre el dial y la placa de ensaye u otra superficie sobre el cual ellos se apoyan, dé un breve zumbido al timbre eléctrico instalado en la viga porta dial, 10 s antes de efectuar la Lectura.
Aumente la carga para alcanzar una deflexión de aproximadamente 5 mm y proceda como se indica en en el punto anterior.
Aumente la carga para alcanzar una deflexión de aproximadamente 10 mm y proceda como se indica en 5 de esta sección.
En todos los casos la lectura final deberá cumplir la razón de 0,025 mm por min, o menos, durante 3 minutos consecutivos.
Lea y registre la temperatura del aire desde un termómetro suspendido cerca de la placa de ensaye, en intervalos de media hora.

5.-Expresión de Resultados

Para cada repetición de carga, determine la deflexión para la que se cumple que la razón de deflexión sea exactamente 0,025 mm por minuto. Este punto de deflexión final puede ser determinado con suficiente precisión a partir de una inspección visual de los datos de deflexión registrados para cada repetición de carga.
Corrija la carga, registrada como lectura del manómetro de la gata hidráulica, utilizando las respectivas curvas de calibración de la gata y manómetro empleados.
Determine gráficamente el punto cero para corrección de la carga aplicada y deflexión. Esto requiere considerar la cantidad de masa de la gata, de los discos de ensaye empleados, etc., y de la carga corregida de la gata, cuyos diales fueron ajustados en cero al comienzo del ensaye.
Dibuje la deflexión corregida, para la cual la razón de deformación es exactamente 0,025 mm por minuto vs. el número de repeticiones de cada carga corregida. Gráficos similares pueden prepararse con la deflexión residual corregida y deflexión elástica y dibujados en función del número de repeticiones de carga corregida.