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Sistema de Confinamiento Celular PRS - Neoweb®

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Sistema de Confinamiento Celular PRS - Neoweb®
PRS
Professional Reinforcement Solutions
Soluciones Profesionales de Reforzamiento
Sistema de Confinamiento Celular PRS - Neoweb®
Evolución de la Geocelda
Panal de abejas – la
estructura mas fuerte de la
naturaleza
Geoceldas 3D desarrollada por
US Army Corps of Engineers (1979)
(Solución a corto plazo)
Se emplea en aplicaciones de la
Ingeniería Civil
(Solución a largo plazo)
Geocelda 4D
Aleación única de polímeros
PRS es el líder mundial
en sistemas de alta resistencia para el
confinamiento celular, Innovaciones en
Terracerías tiene la distribución exclusiva en México
• Empresa de
tecnología,
ingeniería y
producción.
• Fundada en 1996
• Presencia en 45
países
• Empresa privada
• Reconocimiento de
la marca Neoweb
Experiencia a nivel mundial
¿ Cómo funciona el
Sistema de Confinamiento PRS - Neoweb® ?
4
Confinement Effect
Efecto del Neoweb
El esfuerzo mas alto es retenido con el Neoweb de alta resistencia y
estabilidad dimensional.
Carga de la llanta
Carga de la llanta
Sistema de refuerzo con
Neoweb basado en Neoloy
Asentamientos
verticales
Asentamientos
verticales
Asentamientos verticales
Bulbo de presión
NO REFORZADO
Bulbo de presión
Asentamientos verticales
BARRAS DE ESFUERZO
REFORZADO CON NEOWEB
ALTO
MEDIO
PRS Proprietary
BAJO
Distribución de Peso en un área mayor
Aportaciones del Neoweb
• Reforzamiento Mecánico
con el Sistema Neoweb:
A
1. Mantiene el
confinamiento y la
estabilidad dimensional.
Mecanismos para soporte de carga
Carga aplicada
2. Distribución de peso en
un área mayor.
3. Por lo tanto, incrementa
el módulo de resistencia
del material confinado.
B
Esfuerzo en la
celda con carga
Resistencia radial en
celda
Resistencia pasiva
de celdas
adyacentes
C
Soporte de Cargas con el Sistema de
Confinamiento PRS - Neoweb®
Ferrocarriles
y Transporte
Urbano
Caminos con
Asfalto y
Concreto
Caminos No
Pavimentados
Uso pesado
para Minería
y Petróleo
Puertos ,
Plataformas
Industriales
y Logísticas
Pistas
Plataformas
Caminos
Taxeo
9
Caminos de Terracería:
Construcción / Servicio
–
–
–
–
–
Al confinar y distribuir el peso en un área mayor:
Reduce el espesor de la estructura (hasta en un 50%)
Genera Ahorros en Construcción al utilizar materiales locales como relleno
Genera Ahorros en Tiempo de Construcción (- 10% a 20%)
Genera Ahorros en Mantenimiento (hasta en un 50%)
PRS Proprietary
11
PRS Proprietary
12
Caso de Estudio – Gazprom
Camino de Servicio
Cliente: Gazprom
•
•
•
Gazprom es la empresa Rusa de
energía más grande de reservas de
gas natural, extrajo 550 billones de m3
en 2007.
Gazprom tiene el sistema de transmisión
más largo del mundo con 157 mil km.
Gazprom ha tenido ahorros de miles
de millones de dólares gracias al uso
del Sistema PRS Neoweb.
•
•
•
•
SRTO-Torzhok Ductos para Gazprom
Siberia – temperaturas extremas.
Relleno local – no hay agregados disponibles.
Desde caminos temporales hasta caminos
permanentes.
Gazprom ha construido los últimos
2,000 km de sus caminos de terracería
con la tecnología PRS-Neoweb.
13
Camino de Acceso
(En Proceso de Construcción) Cliente: Techint, Nanchital, Veracruz
Solución Convencional: De 1 a 2m de altura de Piedra Plen
Solución con Neoweb: Geotextil + Neoweb + 20cm de espesor de arena local
50% de ahorro
Caminos de Acceso
Planta ITISA - TUMEX
Terreno de Cultivo, Tecámac, Estado de México
El Neoweb en Zonas Inundadas
Desastres Naturales
1. Instalación del Neoweb (antes)
2. Camino con Neoweb (después)
PRS Proprietary
17
Proceso enfocado a las necesidades
del cliente, de la A a la Z
Análisis
Consultoría
Diseño
Servicio
Recolección de
información del
proyecto
Experiencia Multidisciplinaria
Diseño y
producción
personalizado.
Instalación /
supervisión.
Plataformas / Puertos / Naves Industriales
–
–
–
–
–
Al confinar y distribuir el peso en un área mayor:
Incrementa el Soporte de Carga de la Estructura
Reduce el espesor de la estructura
Genera Ahorros en Construcción al utilizar materiales locales como relleno
Genera Ahorros en el Programa de Construcción al compactar en menos pasadas
exitosamente demostrada en la Carretera de Alemania, documento que forma
parte de la Memoria de Cálculo entregada a Hazesa.
Plataforma Portuaria
Grupo Hazesa, Manzanillo, Colima
Sin Refuerzo
20 cm
25 cm
Base Hidráulica E = 750 [MPa]
20 cm
15 cm
250 cm
Terraplén E = 120 [MPa]
Terraplén E = 178 [MPa]
115 cm
Neoweb + Grava ( 1¨) E = 145 [Mpa]
15 cm
15 cm
05 cm
15 cm
Semi-inf.
Suelo Natural E = 27 [MPa]
I
L
O
T
E
S
10.00 m
I
L
O
T
E
S
13.30 m
2.3. Generar Ahorros:
Neoweb + Grava ( 1¨) E = 145 [Mpa]
Concreto Fluido fc= 100kg/cm2
El diseño con Neoweb al disminuir el espesor de las capas Terraplén
de la estructura
E = 120 [Mpa] de
pavimento, disminuye considerablemente el volumenP de los materiales, lo cual
genera significativos
ahorros en los
I construcción.
P costos y tiempos de
P
L
O
T
E
S
Semi-inf.
500 cm
500 cm
100cm
Suelo Natural E = 27 [MPa]
P
I
L
O
T
E
S
100cm
100cm
100cm
150 cm
3.30 m
Subbase E = 202 [MPa]
2.10 m
Figura 2:
generado por los pilotes en un área mayor generando un efecto de capitel.
30 cm
250 cm
Concreto Hidráulico E = 30,000 [Mpa]
Base2Hidráulica
E = 314 [MPa]
Neoweb + Base
Hidráulica E =vertical
322 [MPa]
Las
capas inferiores
del Sistema PRS-Neoweb distribuyen
el esfuerzo
11.20 m
80 cm
Concreto Hidráulico E = 30,000 [Mpa]
60 cm
30 cm
Con Refuerzo PRS-Neoweb
Plataforma Portuaria
Grupo Hazesa, Manzanillo, Colima
Plataforma Portuaria
Grupo Hazesa, Manzanillo, Colima
Aeropuertos
–
–
–
–
Incrementa el Soporte de Carga de la Estructura
Se puede utilizar en Plataformas y Caminos de Taxeo
Sirve para caminos de emergencia / soporte de carga con vegetación
En los hombros de las pistas permite tener soporte de carga, pero a la vez una
sobre capa de 30cms de espesor de material vegetal para frenar a los aviones
Plataforma Aeroportuaria
Interjet, Aeropuerto de la Ciudad de México
Sección de Plataforma
•
10 cm Carpeta Asfáltica
• 15 cm Base Estabilizada
• 15 cm Neoweb con Material de Base
•
•
•
1.25 m Subbase de Tezontle
15 cm Neoweb con Concreto Fluido
05 cm Plantilla de Concreto
Plataforma Aeroportuaria
Interjet, Aeropuerto de la Ciudad de México
Plataforma Aeroportuaria
Interjet, Aeropuerto de la Ciudad de México
Suelos con baja capacidad
de carga
98 Camiones de ida y
98 Camiones de vuelta
98 Camiones de ida y
98 Camiones de vuelta
45 tons
45 tons
17 tons
17 tons
10 cms con asentamientos uniformes
7 cms con asentamientos uniformes
2 con 4 reparaciones (+1 nuevo a 90 cm)
0
0
Aunque se construyó con maquinaria
ligera, el peso de los equipos de
construcción rompe la estructura del
suelo, provocando baches, los cuales se
tienen que reparar constantemente.
La colocación del Neoweb a nivel de
terreno genera un efecto de viga, con
una mejor distribución de cargas,
evitando que se rompa la estructura
del suelo.
La doble capa de Neoweb genera una
superficie estable de desplante, así
como un confinamiento total en el
tezontle, el incremento del módulo de
reacción que genera el Neoweb,
permite el paso de vehículos pesados
sin generar roderas y baches.
Camiones Tipo
T3-S3
98 Camiones de ida y
98 Camiones de vuelta
Peso Camión
Cargado
45 tons
Peso Camión
Vacío
17 tons
Asentamientos
17-28 cms con roderas
Baches
Observaciones
!
!
II. COMPORTAMIENTO DE LAS DIFERENTES ESTRUCTURAS DURANTE
LA CONSTRUCCIÓN Y PASO DE 200 CAMIONES TIPO GÓNDOLA
PARTE 2
Sin y Con Neoweb
Ruptura de la estructura
superficial del suelo
Falla por hundimiento en la
Estructura del Terraplén
El Neoweb al distribuir la carga,
previene la ruptura del suelo
Uso de maquinaria convencional
Roderas casi nulas por
desplazamiento de material superficial
Gran capacidad de carga sin
baches y roderas al confinar el
100% del Tezontle
Ruptura del Suelo sin el Neoweb
Etapa
Sistema Convencional
1. El peso de los equipos seguramente
romperá la estructura del suelo ocasionando
baches y deformaciones considerables en la
estructura del pavimento.
Sistema de Confinamiento PRS - Neoweb
1. El Sistema PRS - Neoweb distribuye los
esfuerzos evitando las deformaciones
diferenciales y la ruptura del suelo natural.
2. Una vez rota la estructura del suelo natural,
no existe una reparación permanente, por lo
que las reparaciones serán constantes y ésto
detendrá los avances de obra.
2. El Sistema PRS - Neoweb al evitar que se
rompa la estructura del suelo natural, permitirá
que los avances de obra sean los establecidos
en el Programa.
3. Al no poderse utilizar maquinaria pesada, el
rendimiento de construcción será muy bajo y
difícilmente se cumplirá con el Programa de
Obra.
3. Como se demostró en sitio, con el Sistema
PRS - Neoweb se puede utilizar maquinaria
pesada sin romper la estructura del suelo
natural y así poder cumplir con el Programa
de Obra.
1. Las deformaciones ocasionadas por la
ruptura del suelo se verán reflejadas en
deformaciones del pavimento, las cuales
deberán de ser reparadas por bacheo y / o re
nivelación con adición de material y por
consiguiente peso.
1. En los caminos con el Sistema PRS Neoweb se disminuirá en gran medida el
mantenimiento provocado por la ruptura de la
estructura del suelo.
El Neoweb en suelos blandos
Construcción
Mantenimiento
2. Considerando lo anterior, se verá afectada 2. Se mantendrá la capacidad de servicio
la capacidad de servicio del camino por obras requerida en los caminos.
de mantenimiento mayor.
3. El camino presentará asentamientos
diferenciales en poco tiempo.
1. Descarga de material con Camión Tipo T3-S3
Una Capa de PRS – Neoweb
3. El camino tendrá principalmente
asentamientos regionales.
2. Permite la instalación con equipo pesado
Dos Capas de PRS - Neoweb
El Neoweb en suelos blandos
El Neoweb en suelos blandos
1. Nivelado con maquinaria pesada de llantas
2. Nivelado con maquinaria pesada de “orugas”
3. Con tan solo 45cms soporta el peso de 2 camiones cargados
El Neoweb en suelos blandos
Suelos con baja capacidad de carga
COMPARATIVA DE DISEÑOS
ESALS REQUERIDOOS: 6,438,485
CAPAS
Carpeta Asfáltica
Base Asfáltica
Base Hidráulica
Tezontle + Neoweb 2
Tezontle + Neoweb 1
Suelo Natural
Et:
Ec:
D0:
POISSON
0.35
0.35
0.35
0.45
0.45
0.45
128
210
727.6
SIN REFUERZO
MPa
ESP. (mm)
3,139
80
2,648
140
335
180
111
210
50
210
17.6
Semi-Inf
820
Fatiga:
Rodamiento:
Deflexión:
6,050,000
41,560,000
2,110,000
CON UNA CAPA DE NEOWEB
POISSON
MPa
ESP. (mm)
0.35
3,139
80
0.35
2,648
140
0.35
335
180
0.45
120
240
0.45
175
200
0.45
30.8
Semi-Inf
840
117
208
472.6
Fatiga:
8,130,000
Rodamiento: 43,380,000
Deflexión:
8,580,000
CON 2 CAPAS DE NEOWEB
POISSON
MPa
ESP. (mm)
0.35
3,139
70
0.35
2,648
120
0.35
335
150
0.45
265
240
0.45
175
200
0.45
30.8
Semi-Inf
780
127
244
474.3
Fatiga:
6,200,000
Rodamiento: 21,210,000
Deflexión:
8,480,000
Ventajas del Neoweb VS
las Geoceldas de HDPE
El Sistema PRS – Neoweb, cuenta con
Programas de Diseño que respaldan las
Memorias de Cálculo.
2.
INNOVATER – PRS generan una Solución
Integral, desde el diseño hasta la correcta
implementación para garantizar los proyectos.
3.
El Neoweb resiste grandes cargas a largo plazo.
4.
Las Geoceldas de HDPE, pierden
rapidamente su resistencia, por lo que se
deforman y esto genera la perdida del
confinamiento obtenido.
5.
El Neoweb tiene una garantía de 50 años.
Propiedades de Polímeros
Resistencia al agrietamiento
1.
HDPE
Neoloy
Polipropileno
Polyester
Resistencia para diseños
a largo plazo
(SIM) – Prueba de deformación acelerada
Comparación del Neoloy VS HDPE
Después de 30 min @ 58°C
Neoloy
-3.53 mm
HDPE
-32.55 mm
(ASTM D6992)
Caminos y Carreteras de Asfalto / Concreto
–
–
–
–
–
Permite el uso de materiales de relleno de menor costo
Reduce el espesor de las capas, especialmente de asfalto y concreto
Ahorros en Construcción (- 5% a 10%)
Ahorros en Mantenimiento (- 15% a 30%)
Ahorros en Tiempo de Construcción (- 10% a 20%)
Caminos Pavimentados
Ahorros generados por el uso del Neoweb
en la Estructura del Pavimento
PRS Proprietary
39
PRS Proprietary
40
Memoria de Calculo con el Programa
PRS – Road Designer y LETS
SIN REFUERZO
CAPAS
POISSON
MPa
ESP. (mm)
Carpeta Asfáltica
0.35
2,746
100
Base Asfáltica
0.35
2,452
120
Base Hidráulica
0.35
335
180
Subrasante
0.45
120
800
Suelo Natural
0.45
55.0
Semi-Inf
1,200
Et:
Ec:
D0:
116
105
346
Fatiga:
9,020,000
Rodamiento: 930,240,000
Deflexión:
23,510,000
CON NEOWEB SIN QUITAR ESPESORES
POISSON
MPa
ESP. (mm)
0.35
2,746
100
0.35
2,452
120
0.35
558
180
0.45
125
800
0.45
55.0
Semi-Inf
1,200
93
98
324
Fatiga:
18,660,000
Rodamiento: 1,267,540,000
Deflexión:
29,240,000
CON NEOWEB QUITANDO ESPESORES
POISSON
MPa
ESP. (mm)
0.35
2,746
70
0.35
2,452
90
0.35
573
170
0.45
126
600
0.45
55.0
Semi-Inf
930
126
155
388
Fatiga:
Rodamiento:
Deflexión:
6,880,000
162,220,000
16,240,000
AHORROS
%
$ x km
En Construcción:
6.67% $ 404,740.00
En Mantenimiento: 27.40% $2,360,400.00
Memoria de Calculo con el Programa
PRS – Road Designer y LETS
Layered Elastic Theory (LET) solution for a five layered structure.
Loaded areas are circular. Layers are weightless and fully bonded.
Developed by Dr. Eyal Levenberg, Purdue University, School of
Civil Engineering, November 2007 (ver. 0.8).
Layer
1
2
3
4
5
Modulus
2,746,000
2,452,000
573,000
126,000
55,000
Poisson
0.35
0.35
0.35
0.45
0.45
Thickness
70.0
90.0
170.0
600.0
semi-inf
1
2
Stress
560.00
560.00
Radius
106.60
106.60
X
-155.00
155.00
Y
0.00
0.00
x
155.00
y
0.00
z
160.00
Layer= 2
Load#
Evaluation Point
Direction
X
Y
Z
YZ
XZ
XY
Stress
-284.7
-361.5
133.9
0.0
26.5
0.0
Strain (microstrains) 1000 * Disp.
-84
-126
147
372.9
Negative (stress or strain)=Tension
Positive = Down
Agradecemos a las siguientes empresas e
instituciones visionarias que nos han apoyado tecnicamente
en la Pruebas, Diseños y demostraciones en campo:
•
o
o
o
SCT, Secretaría de Comunicaciones y Transportes
Dirección General de Servicios Técnicos
Dirección General de Carreteras Federales
Dirección General de Puertos
• SAASCAEM, Dirección Técnica
• Ancora Ingeniería
• ICA Ingeniería / Infraestructura
Vías Ferroviarias: Balasto / Subbalasto
–
–
–
–
–
–
–
–
–
Distribuye el peso en un área mayor
Mantiene confinado el material ante las vibraciones que genera el paso del tren
Incrementa el Soporte de la Estructura (aumenta el VRS hasta 2.7 veces)
Minimiza las deformaciones laterales y verticales (hasta en un 50%)
Permite el uso de material de relleno de menor costo
Reduce el espesor de las capas (hasta en un 40%)
Reduce los Costos de Construcción (- 5% a 10%)
Reduce los Tiempos de Construcción (hasta un 20%)
Reduce los Periodos de Mantenimiento (hasta por 3 veces)
PRS Proprietary
Taludes
–
–
–
–
–
El Neoweb previene la Erosión
Genera una vista “Verde” y es una aplicación Sustentable
Es una Solución a Largo Plazo
Se puede rellenar de: material local, grava, tierra vegetal o concreto
En los movimientos de tierra, el Neoweb se amolda a la nueva forma del talud
Minera Santa María de La Paz, S.L.P.
Área: 41,000m2 / Longitud: 1.00km / Altura: 25.00m / Ángulo: 40º
Talud de Arena con relleno de tierra vegetal
Al año y medio…
Canales
– El Neoweb se puede instalar en los taludes y en la base de los canales
– Dependiendo de la velocidad del agua, se rellena con: material local o vegetal,
grava o concreto.
– En canales de concreto sustituye al acero y disminuye el espesor del concreto
– Genera ahorros del 20% en el Costo de Obra y Tiempos de Construcción
Canal para Grupo AHMSA
Piedras Negras, Coahuila, México
Dos años después
El MIF en el Diseño de Pavimentos con el Sistema PRS-Neoweb
•
La implementación del concepto MIF con Neoweb en la estructura del pavimento permite:
1. Una reducción substancial en el espesor del pavimento,
2. Reducción significativa del espesor de la capa de asfalto y
3. El uso de materiales inferiores para relleno estructural.
•
Numerosa pruebas de laboratorio, pruebas de campo y estudios de elemento finito se llevaron a
cabo para cuantificar la contribución estructural del Neoweb al diseño de pavimentos (Kief et al
2014, Han et al 2013, Yang 2010).
•
La cuantificación se basa en 2 parámetros de diseño en la metodología EM, Empírico-Mecánico:
1. Intensidad de tráfico – varias categorías de vehículos caracterizando el tráfico anticipado por eje
estándar de 18 kip (ESALS).
2. Diseño del valor CBR de la subrasante.
El MIF en el Diseño de Pavimentos con el Sistema PRS-Neoweb
Prueba San Petesburgo Fase 1, sin Capa de asfalto
Figura 3. Ilustración esquemática de la estructura convencional de pavimento (izquierda) el
pavimento reforzado con geoceldas NPA (derecha).
El MIF en el Diseño de Pavimentos con el Sistema PRS-Neoweb
Prueba San Petesburgo Fase 2, con Capa de asfalto
Figura 3. Ilustración esquemática de la estructura convencional de pavimento (izquierda) el
pavimento reforzado con geoceldas NPA (derecha).
base) se relaciona con la mejora del módulo de las geoceldas NPA, como se muestra en la siguiente fórmula:
MIF =
Ebc!(reforzado
Ebc(sin!reforzar)!!"
En donde
Ebc - (reforzado) módulo de la base reforzada
Ebc - (sin reforzar) módulo de la base sin reforzar
Numerosa pruebas de laboratorio, pruebas de campo y estudios de elemento finito se llevaron a cabo para cuantificar la
contribución estructural de las geoceldas NPA al diseño del pavimento (Kief et al 2014, Han et al 2013, Yang 2010).
Como resultado se introdujo el término Factor de Mejora de Módulo (MIF, por sus siglas en inglés) para
cuantificar la contribución estructural de las geoceldas NPA. La cuantificación se basa en dos parámetros de diseño en la
metodología ME:
a. Intensidad de tráfico – varias categorías caracterizando el tráfico anticipado por eje estándar de 18 kip.
b. Diseño del valor CBR de la subrasante.
El MIF en el Diseño de Pavimentos con el Sistema PRS-Neoweb
Tablas 1-2 MIF como función de la intensidad de tráfico vs. CBR
Intensidad de tráfico
!
In Situ
CBR (%)
≤1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
!
1
2
3
4
5
6
Valor del Factor de mejora de
módulo (MIF)
3.1 3.1 3.1 3.0 3.0 3.0
3.0 3.0 3.0 2.9 2.9 2.8
2.8 2.8 2.9 2.7 2.7 2.6
2.6 2.6 2.6 2.5 2.5 2.4
2.2 2.3 2.3 2.1 2.1 2.1
2.0
1.7
1.5
Categorias
de tráfico
7
Esporádico
Muy ligero
Ligero
Medianamente
Medio-ligero
2.8
2.7
2.5
2.3
2.0
!
Medio-pesado
Pesado
Muy pesado
heavy
Simbolo
de tráfico
1
2
3
4
5
6
7
Cantidad de cruces, de
eje estándard (18,000
lb) AASHTO
0.0x104 3.8x104
3.8x104 1.0x105
1.0x105 3.6x105
3.6x105 1.2x106
1.2x106 5.5x106
5.5x106 1.5x107
1.5x107 8.0x107
!
Por ejemplo, el MIF para una combinación de categoría de tráfico medio-ligero (Intensidad de tráfico 4) y un valor de
diseño subrasante CBR de 4% será 2.5 (MIF = 2.5). Por lo tanto, para el ejemplo anterior, el módulo de geocelda NPA
en la capa confinada será 56 X (1+0.003 X 250 mm) X 2.5 = 245 [MPa].
2.4
Prueba de concepto
Tabla 2: Factor de mejora de modulo por aplicación de presión de soluciones convencionales y alternativas
No existe un método reconocido para cuantificar la contribución de la geosintética a un pavimento estructural. Algunos
dispositivos como el Deflectómetro de Caída de un Peso (FWD, por sus siglas en inglés) se utiliza normalmente para
Solución
convencional
Solución
alternativa
control de calidad,
pero varios
investigadores se han dado
cuenta
de que no proporciona suficiente resolución para
Presión
diferenciar
entre
secciones
de
prueba
sin
reforzar
y
reforzadas
(Han
and
Giroud 2013). Han (2013)Factor
señaló que
la pruebade módulo
de mejora
aplicada a la
Módulo
calculado
calculado
FWD puede no Esfuerzo
proporcionar los
resultados
relevantes Esfuerzo
para el refuerzo Modulo
geosintético
en pavimentos
en
general
y para
Esb Solución convencional
placa
s 3D
en con
regresión
vertical
en regresión Esb
pavimentos con Vertical
reforzamiento
geoceldas.
E Solución alternativa
Pe [kPa]
200
300
400
500
550
szz [kPa]
Esb [MPa]
szz [kPa]
[MPa]
sb
En consecuencia se necesita una prueba de concepto para algunos proyectos. La validación del diseño con base
36.6
485
1,137
2.34de desempeño ingeocelda NPA reforzada
y su contribución
al pavimento34.9
estructural puede
lograrse con una prueba
54.5
493de presión pre instaladas
53.3 en la estructura
1,100
situ al pavimento,
junto con celdas
del pavimento. Este 2.23
procedimiento incluye
cálculos regresivos
basados en mediciones
del esfuerzo vertical.
el proceso se aplican
77.2del módulo,434
74.6
1,003 Para simplificar 2.31
supuestos del Modelo
de las Capas al análisis de
esfuerzo. Se generan
98.5 Elástico 415
92.6
1,015 mediciones de esfuerzo
2.45 por celdas de
presión pre instaladas en secciones designadas debajo de la capa de confinamiento de geoceldas NPA. Los esfuerzos
107.7
421
101.0
1,032
2.45
aplicados en el nivel de prueba son registrados simultáneamente con el transferido a la celda de presión.
Prueba San Petesburgo
Resultados de la Prueba que se analiza en el documento:
Los dos mecanismos principales de falla estructural considerados en el diseño de una estructura
de pavimento flexible son, la deformación permanente (bache) y fractura por fatiga. El bache es el
resultado de una acumulación de deformaciones irrecuperables en las diferentes capas del pavimento.
Para pavimentos delgados a moderadamente gruesos, las capas de la subrasante y granulares
contribuyen en mayor manera a los baches en el pavimento y tambien puede fallar por Deflexion.
El impacto de los resultados significativos de la prueba son – extender el período de tiempo entre
operaciones sucesivas de mantenimiento y/o incrementar el período de vida del pavimento por la
reducción de efectos de fatiga; para esto se utilizó un proceso de evaluación comparando
alternativas y los ESALS a la falla, usando el índice de daño” Minor” (falla por fatiga acumulativa)
El resultado es muy significativo, dado que indica que el espesor existente de la capa de asfalto en la
alternativa de la sección de PRS-Neoweb es menor. En otras palabras, se puede lograr una reducción del
espesor de la capa de asfalto.
El evitar una reducción adicional en el espesor de la copa de asfalto significa que el período de
diseño puede prolongarse al doble, a un valor más alto, si se lleva al índice de daño Minor (falla por
fatiga acumulativa) = 1.0
Por un análisis de prueba y error los ESALS son recalculados y El pavimento de la alternativa con
Neoweb puede soportar 2.9x más tráfico. (en este caso )
Resumen del Diseño de Pavimentos con el Sistema PRS-Neoweb
•
A pesar de que el uso de geoceldas en aplicaciones geotécnicas data del principio de la década de
1980, dos grandes desventajas impidieron su adopción generalizada en pavimentos estructurales:
1. La capacidad de mantener la estabilidad estructural durante la vida útil diseñada del
pavimento y
2. La falta de integración dentro del método de diseño estructural empírico-mecánico- del
pavimento.
• En los años recientes se ha hecho mucha investigación y muchas pruebas extensas de campo
sobre la tecnología de geoceldas. Un resultado de estos estudios fue el desarrollo de una
novedosa aleación de polímero (NPA, Novel Polymeric Alloy, por sus siglas en inglés), que
reduce significativamente grandes esfuerzos asociados con geoceldas basadas en HDPE- que
impedían su implementación en pavimentos flexibles por debajo de la capa de asfalto. Se asocian
dos importantes mecanismos innovadores con geoceldas NPA = Sistema PRS-Neoweb:
1. Efecto de Viga – la capacidad de crear una plataforma semi rígida como resultado del
confinamiento de material no aglutinado y
2. Reducción significativa del esfuerzo vertical a las capas subyacentes.
• Al eliminar las desventajas en la tecnología básica de HDPE, ahora es factible la
implementación de geoceldas en la capa superior del pavimento estructural.
Concepto del Diseño de Pavimentos con el Sistema PRS-Neoweb
•
Se han llevado a cabo en años recientes muchos estudios amplios y trabajos de investigación
sobre el Sistema de Confinamiento PRS-Neoweb a nivel mundial. Por mencionar algunos:
(Universidad Estatal de Iowa, Universidad de Kansas, Institutos Indios de Tecnología, Universidad
Clausthal en Alemania, KOAC-NPC – en los Países Bajos, etcétera.
•
Para implementar el Sistema PRS-Neoweb en el diseño de las capas de pavimento es necesario
definir la contribución estructural del mismo. Se introdujo un Módulo de Factor de Mejora (MIF,
Modulus Improvement Factor, por sus siglas en inglés) con el objeto de cuantificar la mejora en
la contribución del módulo (rigidez) del Neoweb a la estructura del pavimento.
•
Como la mayoría de los métodos de diseño de pavimento dependen de módulos de capas, es
relativamente fácil integrar una capa reforzada con Neoweb como parte de la solución del
pavimento. Además, un sencillo análisis de esfuerzo-deformación puede utilizarse en una
solución estructural “convencional” y compararla con la estructura reforzada con Neoweb. Este
enfoque integrador ha sido validado por numerosas pruebas de campo, que verificaron pruebas
de laboratorio, así como los dos grandes mecanismos asociados con el Neoweb:
1. Efecto de viga – la capacidad de crear una plataforma semirrígida como resultado del
confinamiento de material granular no aglutinado.
2. Reducción significativa de esfuerzo vertical a la capa subyacente.
Fotos de Prueba en México
Placa de Carga
Material de Prueba
Celda de Presión
Caja de Acero
Material de Prueba
PRUEBA DE LABORATORIO
CON CELDAS DE PRESIÓN
Datos de la Prueba:
•
La prueba fue de tipo estático con mediciones de presión entre capas de suelo (arena), iniciando
con una presión de 40 kPa con incrementos de 40 en 40 kPa, manteniendo cada carga durante un
minuto, hasta llegar a una presión máxima de 490 kPa. El área de aplicación de carga fue circular,
con un diámetro de 30 cm.
•
Un dato importante es que la compactación de 96% CON Neoweb se logró similar a la de SIN
Neoweb pero, en la mitad de Tiempo ya que para la prueba SIN Neoweb la capa de 16 cm de
espesor se tuvo que realizar en dos partes para lograr la compactación requerida, y en la prueba
CON Neoweb se realizó la compactación en una sola capa con el espesor total.
•
En la muestra SIN Neoweb, en la celda de presión bajo la placa de aplicación de la carga, se
registró un valor máximo de 280.34 kPa, con una deformación de 4.53 mm.
•
En la muestra CON Neoweb, en la celda de presión bajo la placa de aplicación de la carga, se
registró un valor máximo de 356.14 kPa, con una deformación de 2.7 9mm, mucho menor a la
registrada para la prueba SIN Neoweb.
PRUEBA DE LABORATORIO
CON CELDAS DE PRESIÓN
•
Al comparar las Cargas recibidas en las Celdas de Presión de ambas Pruebas con una deformación
a los 2 mm, los resultados son los siguientes:
I. Sin Neoweb: Deformación: 2.00 mm Carga: 190 kPa
II. Con Neoweb: Deformación: 2.00 mm Carga: 330 kPa
El material mejoró en 73.68 % su Capacidad de Carga con el Sistema PRS-Neoweb.
Conclusiones:
1. El Neoweb incrementa la Capacidad de Carga de la Estructura del Suelo de Soporte (MIF =
Modulus Improvement Factor, por sus siglas en inglés = Factor del Incremento ó Mejoramiento
del Módulo de Reacción).
2. Relacionado con el párrafo anterior, la menor deformación registrada en la muestra con Neoweb
implicaría una menor transmisión de esfuerzo en las capas inferiores por la menor inducción de
deformación a dichas capas.
3. Es indudable que la Teoría de Capas Elásticas (LETS por sus siglas en inglés = Layer Elastic Theory)
por los resultados obtenidos en éstas pruebas, es aplicable, la cual demuestra las redistribuciones
de esfuerzos en lechos elásticos más resistentes colocados en niveles superiores, por ejemplo, en
el nivel que se colocó el Neoweb equivalente al concepto de una viga flexible apoyada sobre un
medio elástico.
Investigación y Desarrollo
con Investigadores Líderes Mundiales
Evaluación del pavimento
con Neoweb en pruebas
dinámicas de llantas
Impacto del Neoweb en
ciclos de mantenimiento
de vías férreas
Contribución del Neoweb
a la distribución de la
capacidad de carga.
Evaluación del
desempeño del Neoweb
en pruebas de caminos.
Departamento de Transporte
(DOTs) de Kansas, Iowa,
Missouri, Nebraska & NY;
Departamento de Ingeniería
Civil, Universidad de Kansas,
USA
Centro de Tecnología del
Transporte, Inc. (TTCI),
Asociación de Ferrocarriles
de América (AAR);
Instalación para pruebas de
aceleración (FAST),
Colorado, USA
Instituto de Ingeniería en
Geotecnia, Universidad de
Clausthal, Alemania
KOAC-NPC Instituto de
pruebas de caminos &
Certificación, Holanda
Investigación y Desarrollo
con Investigadores Líderes Mundiales
Proyecto de
demostración con
Neoweb en la Carretera
Chennai-Tada, India
• L&T ECC – Empresa mas
grande de costruccion en la
India
• IIT – Instituto de Tecnología
de la India, Madras
• NHAI – Autoridad Nacional
en Carreteras de India
Mesa para simulación de
sismos con muro de
gravedad con Neoweb.
Depto.. de Ingeniería Civil y
Mecánica, Universidad de
Delaware, USA,
Instituto Nacional de
Ingeniería Rural sukuba,
Japón
Neoweb soporte para
caminos bajo cargas
estáticas y cíclicas
Prueba de infraestructura
en camino circular de
prueba.
Departamento de Ingeniería
Civil, Ambiental, y
Arquitectónica, Univ. de
Kansas,
USA
Centro de Pruebas, Estación
Sherbinka, Instituto de
Investigación de Ferrocarriles
Rusia (VNII ZhT)
COMO RESULTADO FINAL,
UNA SOLUCIÓN INTEGRAL
INNOVACIONES EN TERRACERIAS (INNOVATER) siempre irá de la mano
con el cliente:
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