Examinando por Autor "Brante Lara, Guillermo"
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Ítem Análisis comparativo de distintas soluciones de pavimentos industriales de hormigón(Universidad de Valparaíso, 2014-09) Salsilli Iglesias, Laura; Brante Lara, GuillermoEste trabajo de título presenta y analiza los distintos tipos de pavimentos industriales de hormigón que existen en el mercado y los métodos para su diseño. Con lo anterior, se proporciona al lector los conceptos involucrados en el comportamiento de los pisos industriales de hormigón y de los procedimientos para su diseño. Los tipos de pisos incorporados en este estudio son los siguientes: -Pavimento de hormigón simple con juntas, con/sin dispositivos de traspaso de carga -Pavimento de hormigón reforzado para el control de ancho de grietas -Pavimento de hormigón de retracción compensada -Pavimento de hormigón con fibras -Pavimento de hormigón postensados Considerando que el concepto básico para el diseño estructural de un pavimento o piso de hormigón consiste en limitar los estados tensionales en la losa de modo que no sobrepase la capacidad resistente de la misma, se presenta un análisis detallado para la determinación de los estados tensionales. Para ello, se considera como base, las ecuaciones de Westergaard para el cálculo de las tensiones en la losa para distintas condiciones de carga y que son: borde, interior y esquina de losa. A lo anterior, se incorporan factores de corrección para considerar el efecto de una longitud finita de losa, presencia de dispositivos de traspaso de. carga, etc. También, se presentan las metodologías de diseño incorporadas en el ACl para los distintos tipos de pavimentos señalados anteriormente. Con los procedimientos antes señalados, se efectúa el diseño de un piso industrial para un caso de estudio, para posteriormente efectuar un análisis económico de las soluciones obtenidas. De lo anterior es posible concluir la solución más conveniente a utilizar en una bodega industrial. De los resultados obtenidos, se concluye que para el caso analizado existen dos alternativas de pisos atractivas a implementar, y que son pavimento de hormigón de retracción compensada y pavimento de hormigón postensado. En el caso de tratarse de un piso convencional, se preferiría la alternativa de pavimento de hormigón de retracción compensada debido a que el pavimento de hormigón postensado presenta una mayor complejidad desde el punto de vista constructivo. Por otro lado, en el caso que se requiera un piso con altos estándares de planicidad, se preferiría un piso de hormigón postensado. Por último, ante distintas solicitaciones y niveles de servicio, existen distintas alternativas de pavimentos a construir, en consecuencia no existe una solución única y la solución definitiva a adoptar dependerá de un análisis caso a caso.Ítem Análisis comparativo de pavimento del diseño de mezcla asfáltica mediante el método superpave y el método Marshall en ruta F-62(Universidad de Valparaíso, 2015-09) Winkler Toledo, Felipe Patricio; Brante Lara, GuillermoEste trabajo de titulo presenta y analiza dos métodos distintos de diseño de mezcla asfáltica en caliente, el método Marshall y Superpave, El primero es el más utilizado en Chile y el segundo fue desarrollado por el programa SHRP (Strategic Highway Research Program) del departamento de transporte de EEUU. Estos se compararon replicando una dosificación, basada en el método Marshall, realizada por la empresa proveedora de la mezcla asfáltica contratada para la ruta F-62, con la dosificación que se realiza en el método Superpave, revisando y analizando entre ambos diseños. El diseño de mezclas asfálticas que se utiliza actualmente (método Marshall) se basa en la importancia de lograr propiedades volumétricas adecuadas en la carpeta asfáltica terminada, ya que de esto depende en gran medida el desempeño de la superficie de rodamiento en su vida de servicio. En el método Superpave, para el diseño de mezclas se considera el tránsito vehicular determinando así parámetros volumétricos más adecuados a las condiciones reales. La trascendencia de simular de manera adecuada en el laboratorio la densificación que ocurre en terreno, bajo la acción vehicular podría permitir dosificar mezclas con un mejor comportamiento en condiciones especificas de tránsito. En relación a la evaluación de las características volumétricas de la mezcla asfáltica, estas se analizaron de manera distinta para los métodos Marshall y Superpave. En ambos casos se emplearon diferentes parámetros como son el porcentaje de vacíos de aire de la mezcla asfáltica compactada (Va), el volumen de vacíos en el agregado mineral (VAM) y los vacíos llenos de asfaltos (VFA), mediante diversas pruebas mecánicas, como son la gravedad especifica del agregado mineral (Gsb) , la gravedad especifica de la mezcla asfáltica compactada (Gmb) y la gravedad teórica máxima de la mezcla asfáltica (Gmm). El capitulo 1 corresponde a la introducción del planteamiento del problema, objetivos a analizar, alcances y metodología de esta comparación de métodos de diseño El capitulo 2 hace referencia a la metodología de diseño Marshall, se hizo una mención de antecedentes históricos, parámetros de la selección granulométrica de diseño y determinación de parámetros para una óptima elección de diseño de la mezcla asfáltica. El capitulo 3 describe el diseño por el método Superpave, se hizo mención a una reseña histórica. se realizó la selección granulométrica de diseño corresponde a las limitaciones por medio de la gráfica Fuller y las especificaciones que establece la metodología para determinar el diseño de la mezcla asfáltica En el capitulo 4 se analizaron los resultados obtenidos a través del método Marshall y Superpave entre la empresa proveedora y los alcanzados en este trabajo de titulo. El capítulo 5 seria la conclusión final de tos resultados.Ítem Análisis y comportamiento de pavimentos de losas cortas de hormigón apoyados sobre suelos de baja capacidad de soporte(Universidad de Valparaíso, 2013-06) Tapia Perez, Sebastián Mathias; Brante Lara, GuillermoEl presente trabajo de título tiene como propósito, ampliar el conocimiento existente sobre una nueva metodología de diseño de pavimentos de hormigón, conocido como: pavimentos de losas cortas de hormigón. El estudio, estará enfocado en el análisis y comportamiento de pavimentos de losas cortas, apoyadas sobre suelos de baja capacidad de soporte, es decir, subrasantes correspondientes a CBR < 3 %. Además, se evaluará los efectos para dos capas granulares, correspondientes a una subbase granular de CBR=50% y una capa de mejoramiento de CBR=10%, tanto en el rendimiento estructural de un pavimento de hormigón de losas cortas, como en un suelo de subrasante de mala calidad. Para lo último, se estimará una relación entre el espesor de una capa de apoyo y el aumento en el valor del módulo de reacción de la subrasante, K. Para llevar a cabo lo planteado, se requiere un análisis tensional de losas, el cual se realizará a partir de un programa basado en el método de elementos finitos, ISLAB2000. El análisis se efectuará en términos de tensión y deflexión de la losa, y de acuerdo con la teoría de Westergaard, en el que se consideran las configuraciones de carga interior, borde y de esquina. Los resultados indicaron que, al disminuir el largo de losa, las tensiones disminuyen, sin embargo, las deflexiones que experimenta la losa aumentan. Por otro lado, el rendimiento estructural de un pavimento de hormigón de losas cortas, no se verá afectado por la presencia de una capa granular, al menos para espesores inferiores a 25 cm, es decir, los niveles de tensiones y deflexiones de la losa serán muy similares a las de un pavimento sin la consideración del material granular. Mientras que el efecto que tiene una capa granular sobre un suelo de subrasante de baja capacidad de soporte, este estudio llega a la conclusión, de no incluir un aumento en el valor del módulo de reacción de la subrasante, K, cuyos espesores de material granular sean menores a 25 cm.Ítem Aplicación de Fibra Sintética Forta-Fi en la Confección de Mezcla Asfáltica en Caliente para Postergar la Aparición de Grietas por Reflexión en Recapados Asfálticos(Universidad de Valparaíso, 2021-12) Madrid Fuenzalida, Cristofer Alessander; Brante Lara, GuillermoEn Chile, a partir del año 1990, ha aumentado a gran escala el uso de materiales bituminosos en obras de construcción de pavimentos, superando el consumo de este material (visco-elástico), las 300.000 toneladas al año entre cemento asfáltico y emulsiones asfálticas [1]. Esto se atribuye a su menor costo inicial y rápida construcción (comparado con un pavimento de hormigón). La decisión de emplear cada vez mayores cantidades de asfaltos, se debe a la necesidad de construir nuevas vías de tránsito producto del gran crecimiento del mercado automotriz y de la evolución como país, lo que obliga a acelerar la construcción de infraestructura vial. Las entidades administrativas encargadas de los caminos públicos y rurales, tales como el Ministerio de Obras Públicas, deben realizar mantenciones a la carpeta de rodado, ello con el objetivo de conservar por un periodo mayor de tiempo las condiciones de seguridad, comodidad y nivel de servicio; además las vías de tránsito deben estar operativas el mayor tiempo posible, por lo tanto la mantención y rehabilitación debe realizarse en el menor tiempo, teniendo un costo monetario y social asociado. Una de las técnicas más utilizadas, son los recapados asfálticos de la carpeta de rodado, que es la preferida por el organismo regulador principalmente por el tiempo y costo de rehabilitación del camino. Uno de los problemas de esta técnica (recapado) es la durabilidad de la nueva carpeta aplicada, por ello cada día se investigan, crean y aplican nuevos materiales y procedimientos para mejorar las propiedades mecánicas de los recapados. Es así como la empresa norteamericana FORTA CORPORATION en su búsqueda de nuevos materiales que prolonguen la vida útil de los caminos, creó una fibra sintética a base de Kevlar, que se basó en el mismo concepto que utilizaron los egipcios hace miles de años en la construcción de sus grandes obras, quienes aplicaban paja y pelos de animales a sus mezclas utilizadas para mejorar la resistencia. La empresa llamó a este conjunto de fibras FORTA-FI y la aplica a las mezclas asfálticas para mejor su propiedad mecánica. Por lo anterior se hace necesario evaluar la aplicabilidad de esta fibra al mercado nacional con el fin de verificar si es una aportación que sirva para retrasar la aparición de fallas en los recapados, específicamente fisuras por reflexión de grietas.Ítem Aplicación de microaglomerados discontinuos en caliente como alternativa de solución a las deficiencias funcionales en drenabilidad y emisión de ruido de rodado del concreto asfáltico de superficie(Universidad de Valparaíso, 2015-04) Vargas Lucero, Esteban Nicolás; Brante Lara, GuillermoEl alto estándar que se exige actualmente en carreteras y vías urbanas, ha impulsado el desarrollo de mezclas especiales como los microaglomerados discontinuos en caliente (MDC). Estas mezclas de amplio uso en Europa poseen aspectos funcionales superiores en drenabilidad, adherencia neumático - pavimento, visibilidad de las marcas viales y emisión de ruido de rodado en comparación al concreto asfáltico de superficie (CAS), carpeta de rodado ampliamente utilizada en el país. En el presente trabajo de título, se propone un diseño de pavimento flexible que considera como carpeta de rodado un MDC para la región de Valparaíso, como un diseño alternativo capaz de competir económicamente frente a un diseño tradicional equivalente que utiliza CAS, mejorando las cualidades funcionales existentes en materia de drenabilidad y emisión de ruido de rodado sin ir en desmedro de su capacidad estructural. Los MDC presentan un mayor costo económico y un menor coeficiente estructural que el CAS. Ambas limitaciones impiden el uso masivo de estas mezclas, sin embargo, existen diseños para niveles de tránsito específicos que logran aproximarse económicamente y con similar capacidad soportante frente a los diseños tradicionales. Esto se consigue modificando el espesor de una carpeta intermedia (binder), cuyo costo es considerablemente menor a las carpetas de rodado. Esta iteración se realiza mediante el método de diseño AASHTO y el programa computacional PAVIVIAL 1.0, ambos dispuestos en el Manual de Carreteras. El diseño de pavimento propuesto es capaz de soportar solicitaciones de tránsito de hasta 6 millones de ejes equivalentes (EE), siendo un 4% más caro que uno tradicional, no obstante, se recomienda el uso de este tipo de mezclas en carreteras de alto tránsito, debido a que la relación costo/beneficio disminuye a medida que las solicitaciones de carga aumentan. Este costo de inversión inicial, se puede equiparar o compensar con un menor costo de mantención durante su vida útil, ya que existen estudios que respaldan su mayor durabilidad y resistencia a la fatiga.Ítem Comportamiento mecánico de bases granulares con adiciones de material degradable producto de las cargas del tránsito(Universidad de Valparaíso, 2013-12) Lebuy Pedraza, Bárbara Elena; Brante Lara, GuillermoEl reconocido desarrollo económico de nuestro país nos mantiene en constante búsqueda de nuevas alternativas para brindar una infraestructura de comunicación y transporte suficientes para sostener este crecimiento. Si bien es un gran desafío, representa una muy generosa oportunidad para innovar en el diseño y tecnologías en los pavimentos, y así satisfacer las necesidades de conexión mediante proyectos viales. Factores influyentes como el tránsito, las condiciones ambientales, las características de los materiales y las consideraciones de diseño son determinantes en la conducta de los pavimentos a lo largo del tiempo. Asimismo, estos factores se relacionan con deterioros estructurales donde particularmente, en los pavimentos flexibles compuestos por las capas granulares de base y sub – base, las repeticiones de las cargas aplicadas por los diversos vehículos que circulan por el pavimento provocan tensiones, hundimientos o desplazamientos que, en exceso, pueden generar fallas funcionales y/o estructurales. Es claro que la investigación sobre pavimentos es imposible sin un conocimiento completo del comportamiento mecánico de los suelos y es bajo este contexto, que el presente trabajo de título estudia el comportamiento de las bases granulares que conforman los pavimentos flexibles, debido a la relevancia que éstas poseen por tratarse de una capa que otorga gran parte del drenaje y soporte estructural que manifiesta un pavimento. A fin de entender este comportamiento, se hace fundamental el conocer los materiales que componen dicha capa, y es aquí donde juega un rol fundamental un material degradable llamado comúnmente “maicillo”, el cual según el método de clasificación USCS corresponde a una arena arcillosa o limosa. Material fino que es adicionado habitualmente a las bases granulares limpias en la Región de Valparaíso. El objetivo es determinar el efecto que este material provoca en las propiedades de las bases granulares considerando la cantidad de material incorporado, donde la simulación de un deterioro del pavimento a lo largo de su vida útil bajo un constante tránsito vehicular es expresado por un ensaye normado de Trituración. Paralelamente se evalúa la pérdida de propiedades en bases granulares que forma parte de pavimentos flexibles construidos hace varios años, a modo de comparar este deterioro existente con el simulado en laboratorio. Finalmente utilizando la metodología de trabajo propuesta se elabora un completo análisis del comportamiento de las bases granulares, donde el origen del material fino degradable es maicillo, bajo un diseño que inicialmente cumple todos los parámetros exigidos para su aceptación y forma parte de un pavimento flexible que es expuesto a lo largo de su vida útil a un constante tránsito vehicular. Concluyendo que el inminente deterioro que producen las cargas del tránsito puede ser mitigado al restringir en una primera instancia los parámetros actuales utilizados en el diseño de las bases granulares de estos pavimentos como lo es la cantidad de material fino degradable adicionado a las bases, debiendo sugerir además, una restricción que limite el parámetro de permeabilidad y enunciar el uso como parámetro exigido el ensaye de Trituración en los suelos.Ítem Determinación de variables influyentes en estabilidad de pavimentos de mezcla asfáltica caliente mediante método Marshall(Universidad de Valparaíso, 2013-07) Páez Gómez, Denisse; Brante Lara, GuillermoLas mezclas bituminosas utilizadas en la ejecución de un pavimento deben conseguir determinadas características estructurales y funcionales requeridas en un pavimento flexible para garantizar su resistencia y durabilidad durante el período de diseño. Actualmente los controles de calidad sobre la mezcla en planta suele realizarse mediante el ensayo Marshall, extrayendo una muestra de la planta asfáltica y determinando su resistencia a las deformaciones plásticas. Sin embargo, la calidad final del producto, es decir, de la mezcla extendida y compactada sólo se controla mediante la extracción de testigos para la determinación de su densidad y compactación con la densidad Marshall patrón, o en casos de mayor exigencia se emplean equipos de retroanálisis realizando evaluaciones del pavimento ya existente. La temperatura de las mezclas asfálticas varía significativamente desde su producción en planta hasta la conformación de la estructura de pavimento, especialmente en el proceso de compactación. Estas diferencias de temperatura de la mezcla de un punto a otro generan segregación, microfisuras, superficies onduladas, desgarramientos y especialmente cambios en las propiedades mecánicas y estructurales de la mezcla. De la misma forma, variables de diseño como el porcentaje de asfalto y el módulo de finura pueden tener la misma incidencia en la capacidad estructural del pavimento. En este estudio de laboratorio se determinó y cuantificó la influencia que las variables de diseño de mezclas y del proceso constructivo de un pavimento asfáltico tienen en la capacidad estructural de carpetas asfálticas de graduación semi-densa. Los resultados indican que las principales variables que influyen en la estabilidad de un pavimento son el porcentaje de asfalto, temperatura de compactación y módulo de finura. Para el análisis de tracción indirecta (ITS) se determinó que las variables influyentes son las mismas que para la estabilidad Marshall. De acuerdo a modelación desarrollada en base a los resultados obtenidos en laboratorio, como también al uso del método de diseño AASTHO y el software de diseño estructural del método empírico mecanicista BISAR 3.0 creado por Shell bitumen, se desarrollaron dos metodologías de control de calidad aplicable en terreno en base a las variables mencionadas anteriormente.Ítem Determinación del efecto en las propiedades mecánicas que influyen en el diseño estructural de pavimentos rígidos al aplicar la metodología de optimización Shilstone en las mezclas de hormigón realizado en la V Región(Universidad de Valparaíso, 2017-06) Epuyao Jiménez, Rubén Alejandro; Brante Lara, GuillermoLos pavimentos rígidos, como los pavimentos de hormigón, son ampliamente usados a lo largo de Chile, y están compuestos por la pasta de cemento (agua y cemento), los agregados (gruesos y finos) y los aditivos. Se diseñan de acuerdo al Manual de Carreteras [3] cumpliendo los requisitos deresistencia, ejes equivalentes, serviciabilidad, vida de diseño y confiabilidad. Este diseño se basa en el método planteado por AASHTO el año 1998 que caracteriza un hormigón por sus parámetros como el módulo de elasticidad, estructuración, espesores, resistencia de la losa de hormigón, coeficiente de fricción de las capas, etc. Entre los elementos que componen una mezcla de hormigón fresco, el agregado tiene un papel importante, pues hasta aproximadamente el 80 por ciento del volumen total del hormigón consiste en agregado pétreo, además sus características en cuanto a su forma, textura y gradación influyen en la trabajabilidad, acabado, exudación y en la segregación del hormigón fresco y afectan la resistencia, la rigidez, la retracción, la densidad, la permeabilidad y durabilidad del concreto en estado endurecido. Una mezcla de hormigón posee diferentes proporciones de cada material de manera que cumpla con los requisitos de diseño, esto se conoce como dosificación del hormigón. A su vez los áridos se gradúan con diferentes tamaños para permitir una continuidad en la mezcla. La práctica ha demostrado que existen maneras de optimizar y mejorar las mezclas de hormigón, ésta optimización involucra la adaptación de los recursos disponibles para cumplir con diversos criterios de ingeniería, operaciones de construcción y necesidades económicas (Shilstone, 1990) Además, desde el punto de vista económico, el agregado, después del agua, es uno de los materiales más económicos, por el contrario, el cemento puede alcanzar el 60 por ciento del coste total de los materiales. En la actualidad existen varios métodos de optimización de las mezclas, como el método ACI 211, "18-8", Shilstone, Europack, "CPM" (The Compressible Packing Model) y "TPM" (Theory of Particle of Mixtures), los cuales se basan en la optimización de los agregados y las proporciones de las mezclas.Ítem Diagnóstico y alternativas de solución para prolongar la vida útil de las carpetas de rodado interior mina(Universidad de Valparaíso, 2011-12) Burgos Sepúlveda, Francisco Ignacio; Brante Lara, GuillermoActualmente en la minería se aprecia una diversidad de carpetas de rodado, que varían tanto en su metodología de instalación como en los hormigones utilizados. Encontrándose incluso variadas alternativas y opciones de carpetas cuya vida útil depende entre otras variables de: Las condiciones del terreno como la presencia de aguas agresivas para el hormigón y las bajas temperaturas que fomentan la posibilidad de los ciclos de hielo y deshielo. Conforme a esto, en la División el Teniente se han desarrollado diferentes diseños que buscan considerar las relevancias que tienen estos factores en el desempeño de las carpetas, considerando el inconveniente que se produce cuando un sector debe detener las faenas afectado por problemas en las carpetas de rodado de las calles, interrumpiéndose la producción hasta que la vía quede libre y reparada para el tránsito de los equipos. Por este motivo, esta investigación busca determinar las razones de los fallos a diferentes edades de las carpetas, aun cuando el diseño es homogéneo en cuanto, a las especificaciones, los espesores resistentes y la calidad del hormigón, pero que difieren en cuanto a su exposición al tránsito de los equipos encargados de la producción. Entendiendo esto, en una segunda etapa se proponen diseños teóricos, que sean capaces de disminuir esa variación en la vida útil de las carpetas, realizando un análisis de sensibilidad de los comportamientos de estos diseños, frente a las variables de diseño actual.Ítem Diseño Estructural y Análisis de Método Constructivo de Pavimento para Proyecto Municipal de Remodelación Avenida Independencia – Pichidegua(Universidad de Valparaíso, 2021-12) Aguirre Leiva, Julio Eduardo; Brante Lara, GuillermoSe considera que una de las necesidades básicas del ser humano es la comunicación, por lo que es importante dar las condiciones a la comunidad para poder conectarse con sus pares o con el exterior, por la razón que se estime conveniente, de manera cómoda, segura y eficiente. El ingeniero civil es un profesional con el conocimiento apropiado para realizar un diseño de caminos que no sólo sea compatible con las características mecánicas y topográficas del suelo, si no que también buscar solución considerando las limitaciones existentes. Pichidegua es una comuna pequeña dedicada principalmente a la agricultura y ganadería, ésta posee aproximadamente 20.000 habitantes, una superficie de 320 km2 y está ubicada en el valle central de la región del Libertador Bernardo O’Higgins, como se muestra en la Figura. Las calles de la comuna son utilizados por los habitantes en base a diferentes necesidades de transporte de la comunidad, considerando como criterios básicos mínimos la seguridad; buena señalización y el confort que entrega un camino, donde es posible observar que algunas de estas vías satisfacen las necesidades existentes pero su cumplimiento con estos criterios es cuestionable. Dentro de estos casos se destaca la Avenida Independencia, la cual es la ruta de acceso principal a la mayor parte del comercio habitual, servicios básicos, dependencias de empresas u oficinas privadas y estatales, así como la principal vía de circulación de locomoción colectiva y vehículos privados. Ante razones como las señaladas se hace imprescindible otorgar las condiciones necesarias para generar un ambiente seguro y cómodo para los peatones y vehículos que circulan de manera habitual o esporádica por la avenida.Ítem Estudio del contenido de Arena Natural en Lechadas Asfálticas(Universidad de Valparaíso, 2018-08) Donoso Burgos, Cristhian Felipe; Brante Lara, GuillermoSegún el informe de "red vial nacional - dimensionamiento y características" facilitado por la Dirección de Vialidad del Ministerio de Obras Públicas, en su versión 2016 se registra una longitud de 82.133,70 kilómetros a lo largo del país. De dicho valor, un 59,62% corresponden a caminos sin ningún tipo de solución aplicado. Ante ello, la Dirección de Vialidad tiene como objetivo elegir un tipo de solución que cumpla a cabalidad con las exigencias propias de los caminos considerando el factor económico en la construcción de éstos. Una de las alternativas adoptadas por el Ministerio de Obras Públicas en el periodo 2010 - 2016 para resolver esta problemática, es la utilización de las llamadas "soluciones básicas", que consisten en sellos de poco espesor, generalmente menores a 2 centímetros, con el fin de proteger el material granular, entre los cuales destacan las lechadas asfálticas. Con el objeto de disminuir los costos de producción en este tipo de tratamientos, se plantea utilizar arena natural como agregado pétreo en reemplazo del árido chancado usado actualmente, en cantidades superiores al límite máximo de un 20% según la normativa vigente. Para este trabajo, las muestras de lechada asfáltica ensayadas en este trabajo presentan un contenido de arena natural en porcentajes que varían entre un O% hasta un 100% del árido total y fueron preparados de tal forma que los resultados obtenidos se atribuyan específicamente al porcentaje de éstas, certificando que todos los materiales utilizados cumplen con los requisitos para ser aplicados en lechadas asfálticas, tomando énfasis en los áridos usados. Se determinará la consistencia, parámetro asociado a la trabajabilidad de la mezcla al momento de ser puestas en terreno, junto con la abrasión y exudación en las muestras de lechada asfáltica, fenómenos asociados a los tipos de falla más comunes observados en soluciones básicas, determinando el contenido óptimo de emulsión, estableciendo las dosificaciones de emulsión y agua según los resultados obtenidos en laboratorio, contrastándose con una inspección visual de las probetas según los parámetros óptimos de diseño. De forma complementaria, se determinará la relación entre la resistencia al deslizamiento y la forma del árido, con el propósito de analizar la lechada asfáltica con un parámetro observable en terreno. Finalmente, se determinó que la forma redondeada del árido presenta un efecto positivo en la consistencia de la mezcla, lográndose una buena trabajabilidad con una menor cantidad de agua, presentando un efecto negativo en la exudación y el desgaste. Las muestras a condiciones óptimas de diseño presentaron una falta de adherencia entre las partículas, afectando a la cohesión de la lechada asfáltica a mayor contenido de arena natural, a tal punto que no es factible un diseño compuesto íntegramente por arena natural de acuerdo con los procedimientos establecidos en la actualidad. De igual modo, la forma del árido tiene un efecto negativo en la resistencia al deslizamiento, llegando a ser inviable desde el punto de vista de la seguridad en porcentajes elevados de arena natural.Ítem Evaluación de la influencia del contenido de caucho reciclado en el comportamiento mecánico de mezclas asfálticas en caliente frente a ciclos hielo-deshielo(Universidad de Valparaíso, 2015-07) Garay Albillar, Francisco Leonardo; Brante Lara, GuillermoEn el presente trabajo se evalúa y compara las propiedades mecánicas de la mezcla asfáltica convencional con la mezcla asfáltica con incorporación de polvo de caucho nacional mediante proceso vía seca frente a los ciclos hielo-deshielo, con la idea de utilizar esta adición (polvo de caucho) como una alternativa sustentable y físicamente viable para lograr un aumento en las propiedades mecánicas de la mezcla asfáltica. El aumento del uso del polvo de caucho de los neumáticos fuera de uso (NFU) en el área vial ha sido motivada, por una parte, para conseguir mejoras estructurales en las mezclas asfálticas modificadas con este y por otro lado, a que la fabricación de esta mezcla pueda significar un costo menor a las actuales alternativas. Se analizó a nivel de laboratorio las propiedades mecánicas de las mezclas asfálticas utilizadas, a través de la simulación de los ciclos hielo-deshielo, parámetros Marshall, tracción indirecta y sensibilidad al agua. Los resultados arrojados por la evaluación, validan el uso del polvo de caucho en las mezclas asfálticas en caliente, ya que en todo momento obtuvieron un desempeño aceptable, ya sea antes o después del ciclo hielo-deshielo. Se concluye entonces, que una mezcla con polvo de caucho de NFU es una opción viable como material de pavimentos de camino, además de poseer buenas características para enfrentar el problema de los cambios climáticos, particularmente el ciclo hielo-deshielo. Por último, se recomienda complementar este trabajo de título con una experiencia en terreno.Ítem Evaluación de la utilización de escoria, producto de la extracción de cobre, como árido para pavimentos flexibles(Universidad de Valparaíso, 2016-01) Herrera Bustos, Sergio Sebastián; Brante Lara, GuillermoEl presente trabajo evalúa la utilización de escoria de cobre, un residuo no contaminante, como árido en el diseño estructural de pavimentos flexibles y alternativas relacionadas como la lechada asfáltica, los tratamientos superficiales, bases de rodado granular y paralelamente su incorporación en hormigón. Permitiendo la utilización de este material, se genera la ingeniería sustentable, al disminuir la contaminación visual de los sectores cercanos de producción de cobre y los costos en la obtención de áridos, mejorando el impacto ambiental al reducir la explotación de terrenos para la obtención de áridos. Se analizó a nivel de laboratorio de acuerdo a la normativa del Manual de Carreteras, las propiedades físicas y mecánicas de la escoria mediante el cumplimiento de los estándares máximos y mínimos de ésta en cada una de las alternativas planteadas. Los resultados obtenidos de la evaluación, validan el uso de la escoria de cobre como árido en el diseño estructural de pavimentos flexibles, cumpliendo los requisitos y logrando un resultado mayor en comparación con un árido tradicional. Se concluye que el uso de escoria de cobre como árido, presenta una solución viable técnica y económicamente, debido a su bajo costo de utilización. Finalmente se propone analizar comportamiento mecánico en tramos de prueba, teniendo en cuenta que Codelco Ventanas acepta ceder 525.000 [m3].Ítem Influencia del Contenido de Maicillo Incorporado a Bases Granulares en el Diseño Estructural de Pavimentos Flexibles(Universidad de Valparaíso, 2013-12) Mancilla Rafagello, Tatiana Patricia; Brante Lara, GuillermoLos métodos actuales de diseño estructural de pavimentos flexibles, utilizan como indicador de la capacidad estructural de las capas granulares el Módulo Resiliente (MR). Sin embargo en Chile, los materiales granulares sólo se especifican según el valor de CBR, y al incorporar maicillo a una base granular, se está creando un nuevo material con distintas características y distinto comportamiento. Para lograr la elaboración del siguiente trabajo se recopiló y analizó información bibliográfica sobre pavimentos flexibles, maicillo, especificaciones de bases granules según el Manual de Carretas, diseño estructural según metodología AASTHO 93' y la influencia de material fino en el Módulo de Resiliencia de bases granulares. El objetivo del presente estudio es poder definir un porcentaje de maicillo máximo a incorporar en bases granulares para poder ahorrar costos en la construcción de pavimentos flexibles y a su vez definir la influencia de esta incorporación de material en el diseño estructural. Para ello se realizaron varias mezclas con distintos porcentajes de maicillo y se analizó el comportamiento de cada una. Adicionalmente, se realizaron modelos matemáticos para poder analizar los resultados de ensayos en laboratorio y dotar de nuevas correlaciones representativas del material. Finalmente, se realizo un diseño estructural del tramo Ruta 68 - Acceso a Colliguay, correspondiente al mejoramiento de la Ruta F-50, para luego realizar un estudio de costos asociados a la construcción y al diseño estructural para analizar la influencia en este ámbito de la incorporación de maicillo a una base granular limpia. Los resultados obtenidos permitieron determinar que la mezcla entre base granular y maicillo tipo Arena-Arcillosa no cumple con las especificaciones de base granular por lo cual se descarta su utilización. La incorporación de maicillo tipo Arena-Limosa a la base granular afecta en mayor cantidad entre la abertura de 1 O mm hasta 0.1 mm de la granulometría aportando material de tipo Arena fina y siendo un 15% el porcentaje máximo a utilizar. El coeficiente de drenaje no se ve afectado aunque el coeficiente de permeabilidad varíe. Las correlaciones entregadas por el Manual de Carreteras Volumen 3 son muy conservadoras para este tipo de mezclas ya que los Módulos de Resiliencia Reales son mayores a los estimados indirectamente. Finalmente, el Diseño Estructural basado en el Módulo de Resiliencia de la base granular sin incorporación de ArenaLimosa resulta ser el más económico satisfaciendo los requerimientos estructurales analizados mediante AASTHO 93'.Ítem Método indirecto para obtener la permeabilidad en las bases granulares de los tratamientos superficiales dobles(2013-01) Fernandez Navarro, Alvaro Patricio; Brante Lara, GuillermoCon este trabajo se logró relacionar un método indirecto como el “Método para determinar el Índice de Trituración”, con la permeabilidad aceptada para las bases granulares de tratamientos superficiales dobles (TSD), dado que el Manual de Carreteras (MC) recomienda un límite de permeabilidad mínimo de 0,01 cm/seg, que no es exigido al momento de construir, sino más bien es un requisito de diseño. Esta inconsistencia hace necesario buscar alguna forma de medir directa o indirectamente la permeabilidad de las bases granulares en los tratamientos superficiales dobles, de manera de asegurar que lo construido sea consistente con lo diseñado. Este trabajo tomara como apoyo un estudio previo de la señorita María Eugenia Troncoso Peláez [8], en el cual se analiza la permeabilidad en función de distintos porcentajes de material fino tipo maicillo al interior de una base granular. En este se logró determinar que una permeabilidad de 0,01 cm/seg es obtenida soló cuando se permite un máximo de 5% de material fino tipo maicillo dentro de la base granular. Posteriormente al analizar distintas combinaciones de material fino tipo maicillo al interior de una base granular del mismo modo en que fue realizado el estudio antes mencionado, y llevando a cabo el “Método para determinar el Índice de trituración”, se logró determinar que una base granular con un máximo de 5% de material fino tipo maicillo, tiene un “Índice de trituración de fino” igual a un 7%. Con este resultado es posible concluir que una base granular posee al menos una permeabilidad de un 0,01 cm/seg, (base permeable como lo indica el Manual de Carreteras), cuando se obtiene un “Índice de trituración de fino” igual o menor a un 7%. De esta manera se logra controlar la permeabilidad de una basa granular de forma indirecta, con un método normado (8.202.8 Manual de Carreteras Volumen 8), y de fácil aplicación en obra.Ítem Metodología para el control de compactación de suelos con el uso del densímetro SDG 200 comparable con el método del cono de arena en bases granulares para pavimentos(Universidad de Valparaíso, 2013-07) Reyes Caimanque, Rodrigo Esteban; Brante Lara, GuillermoEl presente trabajo analiza la utilización de un nuevo sistema para el control de compactación de suelos, el densímetro SDG 200, el que por medio de espectroscopía de impedancia eléctrica (EIS) permite la separación de los efectos del contenido de humedad y la densidad del suelo en la respuesta de éste al sondeo electromagnético. Este equipo se presenta como un método no destructivo, fácil de utilizar con el que se obtienen resultados en forma rápida y directa. Para ver que tan confiables pueden ser los resultados obtenidos con el equipo se hace necesario investigar al respecto. Para utilizar el equipo se deben ingresar las características del suelo en donde se va a controlar la compactación, estas características se ingresan a partir de los resultados obtenidos en los ensayos de granulometría, límites de consistencia y Proctor Modificado. El equipo entrega resultados de acuerdo con las características del suelo ingresado, por lo que es de vital importancia que estas sean representativas del lugar a controlar. Además, se deben ingresar las compensaciones de densidad compactada húmeda y porcentaje de humedad, para lo cual es necesario realizar controles en 3 a 5 puntos representativos del terreno, utilizando el densímetro SDG 200 y algún otro método normado y calcular estas compensaciones como el promedio de las diferencias obtenidas. Para llevar a cabo este trabajo se realizó la comparación de los resultados entregados por este equipo con los obtenidos con el método del cono de arena, realizando ensayos con ambos métodos en los mismos puntos. Los controles de compactación se realizaron en bases granulares utilizadas para la construcción de pavimentos que cumplen con la banda granulométrica TM-50c, se analizaron dos bases granulares en las que se realizaron 27 y 12 comparaciones respectivamente. Al comparar los resultados obtenidos con el densímetro SDG 200 y los obtenidos con el método del cono de arena, se registraron grandes diferencias, que demuestran que el equipo no entrega resultados confiables. Los resultados obtenidos con el densímetro SDG 200 se ven influenciados por las características de los materiales ingresados al equipo, y dada la heterogeneidad que presentan las bases granulares, se presentó una gran variabilidad de resultados. También se demostró que los resultados obtenidos con el densímetro SDG 200 se ven influenciados por la temperatura del suelo, obteniendo resultados mayores a medida que la temperatura disminuía. Se plantearon ecuaciones utilizando regresiones multivariables, agregando el efecto de la temperatura del suelo como otra variable al momento de realizar la compensación, utilizando estas ecuaciones los resultados se aproximan más a los resultados obtenidos con el método del cono de arena, que los obtenidos al realizar la compensación como el promedio de las diferencias de las primeras pruebas como lo establece el manual de uso del equipo, sin embargo siguen existiendo grandes diferencias que pueden resultar significativas al momento de realizar un control de compactación, además esto es poco práctico ya que se requiere tener controles a distintas temperaturas para poder realizar la regresión.Ítem Seguimiento y evaluación del control de resistencia en pavimentos de hormigón mediante la aplicación de la metodología de madurez(Universidad de Valparaíso, 2014-08) Taucán Burgos, Amaro Javier; Brante Lara, GuillermoEl presente trabajo de título tiene por objetivo determinar si la implementación de la metodología de madurez es válida para el correcto control de resistencia en pavimentos de hormigón; de esta forma poder habilitar la apertura a tránsito en edades tempranas (3 a 5 días). Los métodos actuales de control de resistencia en pavimentos de hormigón no consideran las condiciones reales a las que son expuestos en terreno después de su elaboración, como consecuencia, las resistencias obtenidas en condiciones ideales en laboratorio no replican el desarrollo real de resistencia de los pavimentos en terreno. En Chile no existe norma o procedimiento que regularice la implementación de esta metodología en el control de resistencia en pavimentos de hormigón, como resultado, en este trabajo se realizó un seguimiento al contrato de Reposición Ruta 60-CH, ubicado en la Región de Valparaíso, para evaluar la implementación de la metodología propuesta y su desarrollo en terreno. El estudio realizado se enfocó en tramos de pavimentos del contrato en estudio, en los cuales se determinó la resistencia en terreno, mediante la aplicación de la metodología de madurez; para efectuar el correcto control en terreno de la resistencia en pavimentos, se elaboró una curva de calibración de madurez según el sistema presentado en este trabajo. La curva de madurez obtenida permite realizar mediciones directas de resistencia en el hormigón. A partir de la curva de madurez desarrollada en este trabajo se analizaron las curvas obtenidas por la empresa constructora del proyecto, para así, determinar la validez de las curvas obtenidas. Para evaluar esta metodología, los resultados de resistencias obtenidos mediante la aplicación del método de madurez, se analizaron con las resistencias obtenidas de las muestras en estudio según el método actual. Se determinó la edad de apertura a tránsito a partir de las resistencias obtenidas en terreno según el método de madurez. También se analizaron los factores más importantes presentes en el desarrollo de la madurez, para determinar en qué grado afectan la confiabilidad del control por madurez en la estimación de la resistencia de un pavimento. Los resultados obtenidos, indican que la aplicación de la metodología de madurez en el control de resistencia en pavimentos de hormigón es altamente recomendable. Al evaluar las muestras en estudio el88% de ellas cumple con la apertura a tránsito a edades tempranas (3 a 5 días). Al analizar estos resultados con el método actual de control de resistencia, sólo 26% de las muestras en estudio cumplió con los requerimientos de apertura a tránsito al séptimo día. Al comparar los factores involucrados en el desarrollo de la madurez, se determinó, que la temperatura y humedad, afectan considerablemente en la variabilidad del desarrollo de la madurez de las muestras estudiadas. Finalmente se establecieron parámetros generales, los cuales facilitarán la aplicación al momento de implementar el método de madurez, en cualquier proyecto de pavimentación en hormigónÍtem Sensibilidad del diseño de pavimentos asfálticos por método AASHTO en función de las características drenantes de las capas granulares(Universidad de Valparaíso, 2014-08) Parada Morales, Gabriel Marcelo; Brante Lara, GuillermoLos efectos nocivos del exceso de humedad en el pavimento pueden verse reflejados en un daño prematuro de la estructura. La humedad proveniente de una variedad de fuentes que pueden ingresar al pavimento, que en combinación con cargas de tráfico pesado y temperaturas de congelación pueden tener un profundo efecto negativo en las propiedades resistentes de los materiales y el rendimiento global del paquete estructural. AASHTO (American Association of State Highways and Transportation Officials) proporciona una guía para el diseño de sistemas de drenaje y modificaciones en el procedimiento de diseño de pavimentos flexibles para aprovechar las mejoras en el rendimiento debido a un buen drenaje. Esto reflejado a través de coeficientes empíricos que mejoran la capacidad aportante de las capas no ligadas en la ecuación de diseño. Pero lograr excelentes condiciones de drenaje, es decir, tiempos de drenaje menor o iguales a dos horas, con porcentajes de material fino cercanos a cero, altos índices de permeabilidad, además de las precauciones para garantizar estas propiedades por toda la vida de diseño, en la práctica tiene un valor excesivamente alto. Pero en contraste, este aumento significativo en la capacidad aportante de las capas no ligadas, genera una disminución en el espesor final de las capas del pavimento, que por contraparte genera una disminución en los costos. Pero al evaluar esta condición, los gastos que conllevan las mejoras en la calidad de drenaje en comparación con los beneficios económicos totales del paquete estructural, ¿optimizarían el diseño?, y de no ser así ¿existe un punto intermedio que lo proporcione? Además, al comparar los requisitos impuestos por AASHTO para determinar los valores de los coeficientes de drenaje, con los requisitos impuestos con el Manual de Carreteras, es posible ver algunas diferencias, que podrían generar variaciones en el diseño final del pavimento. Lo que lleva a una segunda pregunta, ¿Estas variaciones podrían influenciar una disminución en el rendimiento de la estructura? o comparativamente, ¿Estas variaciones a nivel nacional son despreciables en cuanto a rendimiento final, pero significativo en cuanto a costo de diseño? En conclusión, es necesario estudiar los coeficientes de drenaje, su influencia en el diseño estructural y su determinación, lo que permitiría lograr mayor resistencia en el diseño de caminos, aumento en la vida útil del pavimento y rutas de mayor calidad, reflejados en una optimización de los materiales y menor costo de construcción.Ítem Uso de RAP para una solución rápida, económica y sencilla en la confección de Caminos Básicos(Universidad de Valparaíso, 2019-07) Tobar Osorio, Felipe Antonio; Brante Lara, GuillermoDesde la implementación del Programa de Caminos Básicos en el año 2003, se han mejorado más de 14.500 kilómetros de vías mediante una capa de protección o estabilizante granular, generando un beneficio importante en temas de seguridad y conectividad. No obstante, según datos entregados por el Ministerio de Obras Públicas hasta el 2017, cerca del 60% de caminos en Chile siguen sin pavimentar. Al optar por una solución que conlleve el uso de materiales asfálticos recuperados, y el de una emulsión que permita generar una trabajabilidad adecuada en terreno, se estaría desarrollando una nueva alternativa para el mejoramiento de caminos de ripio, a través de una técnica sencilla y con reducidos costos de implementación. El proceso de confección que se estudió en esta Memoria de Título consiste en extender el RAP sobre un camino de ripio, dosificarlo con emulsión, mezclarlo con motoniveladoras y volver a extender la mezcla de manera uniforme, para inmediatamente realizar la compactación con máquina compactadora, permitiendo de esta manera una solución rápida y con pronta apertura al tránsito normal de vehículos. Cabe señalar que en la actualidad no existe una normativa para la dosificación en frío con esta metodología, ni tampoco estudio y manejo apropiado del RAP. La presente investigación se basó en parámetros y métodos propuestos por el Manual de Carreteras de Chile, desarrollando los ensayes pertinentes en el Laboratorio de Vialidad de la Región de Valparaíso y Laboratorio Nacional de Vialidad. En el proceso de evaluación se requirió de la elaboración de mezclas para probetas Marshall, cuyos contenidos de agua y emulsión fueron variando a medida que se notaban mezclas más homogéneas y trabajables. Sin embargo, se determinó tempranamente que la solución no presentó condiciones óptimas para esta propuesta, ya que se produjo la disgregación instantánea en todas las probetas que se hicieron, luego de extraerlas de la piscina a 60°C para el ensaye de estabilidad. Por lo tanto, en forma secundaria se incorporó un 30% de agregado de polvo de roca para estar dentro de la banda IV-A-12, y así mejorar la adhesión entre las partículas al proporcionar más puntos de contacto dentro de la mezcla, puesto que la granulometria del RAP mostraba bajo contenido de material fino. Se evaluó la mezcla con un 30% de agregado mediante el método de diseño de mezclas en frío con emulsión, descrito en la sección 8.302.51 del Manual de Carreteras, logrando un valor óptimo de estabilidad modificada saturada. Pero se pudo observar en este segundo procedimiento, que a pesar de cumplir con las condiciones de este método, la emulsión de quiebre rápido no permite una cobertura suficiente en los agregados y al igual que en el primer procedimiento, no se pudo lograr una estabilidad Marshall a 60°C. Conjuntamente, el tiempo de quiebre no permite un proceso adecuado de trabajo a escala real y se dio por finalizado el análisis con emulsiones de quiebre rápido. Para dejar un antecedente de mejor funcionalidad, y también debido al atractivo que implica el uso de materiales reciclados asfálticos para beneficios medio ambientales, aspectos económicos y prácticos, se decidió dar paso a un tercer procedimiento con el uso de otras emulsiones, con el fin de obtener una mejor trabajabilidad y resistencia sin dejar de lado la condición de una propuesta sencilla y económica. En un último procedimiento se consideró el uso de emulsiones de quiebre lento, quiebre controlado y quiebre controlado modificado con polímeros. Las tres emulsiones mencionadas arrojaron resultados positivos en cuanto a trabajabilidad, cobertura y resistencia. La emulsión de quiebre lento, tuvo un tiempo de quiebre mayor a 4 horas, mientras que la emulsión de quiebre controlado tuvo un tiempo de poco más de 1 hora, cumpliendo en ambos casos con la mayoría de las expectativas planteadas para el desarrollo del trabajo a escala real. En el transcurso de la investigación, se tuvo la oportunidad de disponer del material fresado proveniente de la Ruta 68, cuya aplicación fue realizada en un área aproximada de 600 m2 con la misma técnica de confección que se estudió en este proceso de investigación, permitiendo evidenciar de esta manera el comportamiento de las emulsiones CRS-2 y CSS-1 h, pudiendo de esta manera reafirmar los resultados y conclusiones que se obtuvieron en los ensayes de laboratorio. Por lo tanto, mediante ensayes de laboratorio y con el desarrollo de una prueba a escala real, se comprobó y se concluyó que la aplicación de emulsiones de quiebre rápido en mezclas con el uso de RAP, no es la alternativa más apropiada para esta técnica de confección, ya que el uso de emulsiones de quiebre controlado y lento fueron mucho más convenientes de usar, debido principalmente al tiempo de quiebre, resistencia y trabajabilidad que estas emulsiones permiten.Ítem Utilización de escoria de cobre como agregado pétreo en mezclas asfálticas en caliente, y evaluación del comportamiento mecánico a largo plazo(Universidad de Valparaíso, 2017-03) Boock Pantoja, Jorge Luis; Brante Lara, GuillermoLa escoria de cobre de fundición es el principal desecho minero en la industria del cobre, por lo cual existen decenas de millones de toneladas de este material a lo largo de Chile; se estima que por cada tonelada de cobre producido se generan de 2,2 a 3 toneladas de escoria de cobre. La gran abundancia de este subproducto, y por otra parte la escasez de material árido que existe producto de la gran explotación y demanda que hay de este recurso en obras civiles, ha motivado a estudiar la escoria de cobre, de esta manera incorporarla como agregado pétreo en mezclas asfálticas en caliente. Para lograr estudiar el potencial de la escoria de cobre como agregado pétreo, se realizaron mezclas asfálticas en caliente reemplazando en un 100% el árido tradicional utilizado comúnmente en este tipo de mezclas, luego se estudió el comportamiento mecánico de dichas mezclas y Se comparó con una mezcla patrón de árido tradicional, de esta manera se pudo evaluar el comportamiento mecánico a largo plazo de la mezcla con escoria, y concluir si es factible utilizarla como agregado pétreo. En los análisis realizados a la escoria de cobre como árido, y como agregado pétreo en mezclas asfálticas, evaluando parámetros como adherencia con el asfalto y comportamiento mecánico de la mezcla, se logró determinar que es factible utilizar este residuo minero como agregado pétreo en mezclas asfálticas en caliente, ya que se observó que la mezcla presenta un comportamiento mecánicamente estable, e incluso superior en algunas propiedades mecánicas como resistencia a las deformaciones permanentes y resistencia a la tracción, además de un notable ahorro en la cantidad de cemento asfáltico necesario para realizar la mezcla. Se recomienda utilizar la escoria de cobre para este tipo de solución, considerando los resultados obtenidos en este trabajo, y resaltando el gran beneficio ambiental que generarla utilizar este material, reduciendo la explotación de áridos naturales y el impacto ambiental que produce la acumulación de este · residuo minero en los lugares aledaños a su producción.