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MODULO II: SUELOS Y SUBRASANTES Y DRENAJES

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  MODULO II: SUELOS Y SUBRASANTES Y DRENAJES 2.1 Origen y formación de los suelos 2.2 Clasificaciones y tipos comunes de suelos 2.3 Propiedades básicas de los suelos 2.3.1 Contenido de humedad 2.3.2 Gravedad específica 2.3.3 Peso unitario 2.3.4 Relación de vacíos 2.3.5 Permeabilidad 2.3.6 Capilaridad 2.3.7 Contracción-Hinchamiento 2.3.8 Compresibilidad 2.3.9 Elasticidad 2.3.10 Resistencia al corte 2.4 Clasificación de los suelos para propósitos de vías 2.4.1 Generalidades 2.4.2 Granulometría de los suelos 2.4.3 Límites de Atterberg 2.4.4 Sistemas de clasificación de Bureau of Public Roads 2.4.5 Sistemas de clasificación de la AASHO 2.4.6 Sistema unificado de clasificación de los suelos 2.4.7 Relaciones entre los sistemas AASHO y SUCS 2.5 El suelo como material de construcción 2.5.1 Análisis de calidad 2.5.2 Accesibilidad 2.5.3 Facilidad de explotación 2.5.4 Volumen 2.6 Tipos de suelos en el Ecuador 2.6.1 Generalidades 2.6.2 Suelos en la sierra 2.6.3 Suelos en la costa 2.6.4 Suelos en el Oriente 2.6.5 Suelos en la región insular 2.7 Subrasante 2.7.1 Definición 2.7.2 Movimientos de tierras 2.7.3 Construcción de la subrasante 2.7.3.1 Limpieza y desbroce 2.7.3.2 Excavación para la plataforma del camino 2.7.3.3 Excavación ordinaria 2.7.3.4 Excavación a media ladera 2.7.3.5 Rellenos compensados 2.7.3.6 Limpieza de derrumbes 2.7.3.7 Terraplenes con préstamo lateral 2.7.3.8 Construcción sobre pantanos 2.7.3.9 Excavación en roca a cielo abierto 2.7.3.10 Excavación en túneles 2.7.3.11 Rellenos y terraplenes 2.7.3.12 Terminación (conformación y compactación) 2.8 Mejoramiento de la subrasante   2.8.1 Cambio de material 2.8.2 Drenaje 2.8.3 Compactación 2.8.4 Estabilización con cal 2.8.5 Estabilización con cemento 2.8.6 Estabilización con arena y limo 2.8.7 Estabilización con cloruro de sodio 2.8.8 Estabilización de arcillas expansivas con el sistema consolid 2.8.9 Otros Métodos 2.8.10 Geotextiles 2.8.11 Material de mejoramiento 2.8.11.1 Funciones 2.8.11.2 Especificaciones 2.8.11.3 Obtención 2.8.11.4 Compactación 2.8.11.5 Mejoramiento del terraplén bajo la subrasante   2.9 Drenaje 2.9.1 Generalidades 2.9.2 Drenaje superficial 2.9.2.1 Inclinación de la vía 2.9.2.2 Cunetas de coronación 2.9.2.3 Cunetas laterales 2.9.2.4 Canales 2.9.2.5 Alcantarillas 2.9.3 Breves nociones para diseñar drenajes superficiales 2.9.4 Subdrenajes 2.9.5 Drenes Horizontales 2.9.6 Drenaje de ciudades 2.9.7 Obras especiales 2.9.7.1 Puentes 2.9.7.2 Túneles * Problema de diseño de cunetas 2.10. Erosión del suelo 2.11. Laterización de Suelos  2.1 ORIGEN Y FORMACION DE LOS SUELOS Básicamente, los suelos son conjuntos de partículas minerales, producto de la desintegración mecánica o de la descomposición química de las rocas preexistentes. De acuerdo a la situación los suelos pueden ser: 1.   SUELOS RESIDUALES. Aquellos que se encuentran sobre o cerca del material del cual provienen o de su srcen. Son generalmente inestables (figura 2.1.a) 2.   SUELOS TRANSPORTADOS. Aquellos que han sido cambiados de lugar por agentes externos de transporte viento, agua y glaciares (figura 2.1.b) En base a esto los suelos transportados se subdividen en: a)   SUELOS EOLICOS. Son los suelos transportados por acción del viento b)   SUELOS GLACIARES. Son suelos con partículas de diferente tamaño, movidos o afectados por glaciares. c)   SUELOS SEDIMENTARIOS. Son aquellos formados por la acción del agua, son muy importantes, y ejemplos de ellos tenemos a los depósitos de partículas en mares, lagos y ríos. En general, un suelo transportado queda descrito por un perfil estratigráfico, en el que se resalta la secuencia de colocación y el espesor de sus estratos. En lo que respecta a los suelos residuales, existen dos conceptos que juegan un papel muy importante, y son: 1.   El perfil de meteorización, que es la secuencia de materiales con diferentes propiedades, que se han formado en el lugar donde se lo encuentra y que no sobrepase la roca no meteorizada (roca madre); se forma tanto por ataque mecánico como por descomposición química, y varía de un punto a otro, por razones locales de estructura de la roca, clima, erosión, agua, etc. 2.   El conjunto de estructuras heredadas: que consisten en juntas, grietas, fallas y otros defectos estructurales que muestran el suelo como herencia de los que tenía la roca srcinal. Su influencia es tal que, frecuentemente las propiedades mecánicas de una muestra intacta del material no pueden considerarse en absoluto representativas de las propiedades del conjunto. Los suelos pueden ser divididos en términos de su contenido de materia orgánica. Aquellos donde predominan las partículas minerales se denominan suelos inorgánicos. Aquellos que tienen un mayor porcentaje de materia orgánica se denominan suelos orgánicos. Los suelos orgánicos son desechables. ORIGEN DE LOS SUELOS   Origen Proceso de formación Naturaleza de los Granulometría típica Geológico depósitos  Residual Suelo intemperizado en el Casi invariable, con la profundidad llega El producto de intemperización lugar de la roca madre a ser más compacto y menos intemperizado. completa es arcilla, cuyo tipo con poca o ninguna Pueden tener capas alternadas duras y depende del proceso de alteración por transporte blandas o estratificación de la roza madre intemperización y de la roca madre, si la intemperización es incompleta. además de la cantidad de partículas de sílice resistente. El suelo en etapa intermedia refleja La composición de la roca madre. Aluvial Materiales transportados Generalmente con estratificación Rango de arcilla lacustre y redepositados por la pronunciada. Los depósitos de río típicos o marina muy fina a acción del agua. consisten en material fino de srcen grava muy gruesa, Reciente sobreyaciendo en un estrato cantos rodados y boleos de material grueso de la etapa joven en abanico aluvial o de desarrollo del río. depósito de terraza. Glacial Materiales transportados La estratificación varía mucho de acuerdo TiII y morrena tienen y redepositados por hielo Con el depósito, de morrenas típicamente glacial o agua de heterogéneas a Hill finamente estratificado granulometría amplia de glaciares. limo (varvado) y arcilla en lago glaciares. arcilla a boleos. Loésico Suelo transportado por En el loes, la estratificación horizontal La granulometría es más uniforme viento sin redepositación no se distingue o no existe excepto en estos suelos. El rango del loes subsecuente si hay horizontes intemperizado. es de limo arcilloso a arena fina limosa. Frecuentemente tienen estructuras Las arenas de las dunas generalmente Secundarias de grietas verticales Tienen limo y arcilla de medianas  juntas y perforaciones de raíces. a finos. Materiales transportables Materiales arenosos y arena limosos con Son de granulometría muy uniforme Origen geológico secundario por el viento y estratificación cruzada depositados en y color pardo: tienen en algunos redepositados Regiones desérticas, semidesérticas y en el litoral. casos, espesores considerables Suelos orgánicos Los depósitos de turba se forman en Las turbas finas son formados en el lugar por Depresiones correspondientes a zonas de producto de la materia crecimiento y asentamiento o de topografía irregular, orgánica en presencia putrefacción de plantas deltas, antiguos cauces, esteras, planicies del aire. La turba fibrosa De inundación fluvial y bordes de lagos. ha estado siempre En ellos no se define estratificación. sumergida. Son generalmente de color oscuro. Cenizas y pómez Frecuentemente Son de tamaño de limo depositadas por acción asociadas con flujos de con partículas volcánicas volcánica. lava y Iodo o quizá más grandes. La mezclados con intemperización y sedimentos no redepositación producen volcánicos arcilla altamente plástica. Materiales precipitados o Incluye algunas variedades de Pueden formar suelos evaporados de precipitado de calcio en aguas marinas o cementados o rocas soluciones con alto evaporitas formadas en lagos de playa bajo sedimentarias blandas contenido de sales. condiciones áridas. incluyendo yeso, anhidrita o caliche.    RESISTENCIA DESCRIPTIVA DE LA ROCA (Duncan y Jennings) Descripción Resistencia a comprensión Simple, en kg/cm2 Prueba de campo Muy dura 1 ,400 o más Se dificulta romperla con el pico en trozos de 10cm Dura 560 -1400 Se rompe en trozos de 10cm con Golpe de martillo Blanda 170  -  560 Se puede raspar o dentellar ligeramente con la punta de un pico Muy blanda 70  -  175 Se desmenuza con el pico, se raspa fácilmente con una cuchilla.
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