Post on 29-Nov-2021
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Diseño de pavimentos
con la ROM
n Ana Lope Carvajal
Master en ingeniería de Puertos y Costas
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Diseño de pavimentos con la ROM 4
PORCENTAJE DE UTILIZACIÓN DE LA ROM 4.1 EN EL
PROYECTO DE LOS PAVIMENTOS PORTUARIOS
24%
76%
NO
Si
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Diseño de pavimentos ROM 4.1
Recomendaciones para el Proyecto y construcción de Pavimentos Portuarios (ROM 4.1) inscrita dentro del programa ROM
Basada en:
ROM 0.2-90 Acciones a considerar en el proyecto y construcción de obras marítimas
ROM 0.5-94 Recomendaciones geotécnicas para obras marítimas
Manual The structural design of heavy duty pavements for ports and other industries de la British ports Association
Normativa española de firmes y carreteras 6.1-IC ‘Secciones de firme’
Diseño de pavimentos ROM 4.1
En revisión 2013: ROM 4.1 Pavimentos en áreas portuarias
ROM 0.5-05 Recomendaciones Geotécnicas para Obras marítimas y portuarias.
ROM 2.0-11 Recomendaciones para el proyecto y la ejecución de obras de atraque y amarre
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AMBITO DE APLICACIÓN
Proyecto de firmes y pavimentos portuarios definitivos (vida útil 15 años)
Contenido:
1. GENERAL
2. USO DE LAS SUPERFICIES TERRESTRES PORTUARIAS
3. CARACTERIZACION DE LAS CARGAS EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS
4. RELLENOS Y EXPLANADAS
5. MATERIALES PARA FIRMES Y PAVIMENTOS
6. DIMENSIONAMIENTO DE FIRMES PORTUARIOS
7. PRESCRIPCIONES DE PROYECTO Y CONSTRUCCIÓN
CATALOGO DE SECCIONES ESTRUCTURALES NORMALIZADAS
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USOS DE LAS SUPERFICIES
TERRESTRES Y PORTUARIAS
Usos: comercial, industrial, pesquero, militar, deportivo o de recreo.
Actividad:
Z. Operación: transferencia y manipulación de mercancías con cambio de modo de transporte (15 m. mínimo ó 5 m. por detrás de la pata trasera de la grúa sobre carriles).
Z. Almacenamiento: destinada al acopio de mercancías. Se clasifican por diferentes criterios: cubiertas o descubiertas, altura de apilamiento, tiempo, naturaleza de mercancía y forma de presentación.
Vía de comunicación: viales de maniobra y viales de acceso
Z. Complementarias: excluido el tráfico de mercancías. Son zonas urbanizadas, de paseo o aparcamiento.
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USOS DE LAS SUPERFICIES
TERRESTRES Y PORTUARIAS
USOS ZONAS SITUACIONES
Por rodadura
Por elevación
Por rodadura yelevación
OPERACIÓN
Por sistemas continuos
Circulación de equiposde movilidad norestringida
Circulación de equiposde movilidad restringida
ALMACENAMIENTO
Depósito
Vías de maniobraVÍAS DECOMUNICACIÓN Viales de acceso
Circulación
COMERCIAL
Graneles líquidosGraneles sólidos ordinariosGraneles sólidos pesadosMercancía generalconvencionalMercancía general pesadaMercancía general unificada
Contenedores
Semirremolques y ro-roOtros tráficos
COMPLEMENTARIAS
Estacionamiento
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USOS DE LAS SUPERFICIES
TERRESTRES Y PORTUARIAS
USOS ZONAS SITUACIONES
INDUSTRIAL Análogo a uso comercial para mercancía generalpesada
MILITARAnálogo a uso comercial para mercancía generalconvencional y cargas Ro-Ro
Pesca de bajuraOPERACIÓN Pesca de altura
Clasificación y preparación
DepósitosCLASIFICACIÓN,PREPARACIÓN YVENTA
Lonjas
Vías de maniobraVÍAS DECOMUNICACIÓN Viales de acceso
Circulación
PESQUERO
COMPLEMENTARIAS Estacionamiento
Grandes embarcacionesOPERACIÓN OVARADA Pequeñas embarcaciones
Circulación
DEPORTIVO O DERECREO
COMPLEMENTARIAS Estacionamiento
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS
Establecer Categoría de Tráfico: combinación de una clasificación previa de las CARGAS que actuarán y INTENSIDAD USO de la superficie
Clasificación de las cargas:
1. Cargas de estacionamiento o almacenamiento: debidas al peso de la mercancía. Cargas repartidas o cargas concentradas
Cargas repartidas: almacenamiento graneles
Qv= * Ha (KN/m2)
Qv:carga por área elemental; : peso específico material (kN/m3) y Ha: Altura máxima de almacenamiento del material en m.
Cargas concentradas: contenedores: TEU (Transport Equivalent Unit) contenedor de 20 pies
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS
Clasificación de las cargas:
20 pies: Qmáx:200 KN; Qmedia:130 KN
40 pies: Qmáx:300 KN; Qmedia:200 KN
Apilamiento en fila bloque y diferentes alturas
Pavimentos sin deterioros: lechos de grava, adoquines, h. Armado.
2. Cargas de equipos de manipulación de mercancías: movilidad restringida sobre carriles o movilidad no restringida.
3. Cargas de tráfico pesado convencional
Las cargas se clasifican como Bajas, Medias o Altas
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TABLA 4.6.4.2. PESOS ESPECIFICOS APARENTES Y ANGULOS DE ROZAMIENTO
INTERNO DE MERCANCIAS Y SUMINISTROS USUALES ESTACIONADOS O
ALMACENADOS EN ZONAS PORTUARIAS, SEGÚN FORMA DE PRESENTACION
GRANELES γap
(kN/m3)
Φ
(º)
MERCANCIAS APILADAS γap
(kN/m3)
GRANELES SOLIDOS
MINERALES MINERALES Bauxita (en sacos)
Mineral de cromo (en cajss) Mineral de manganeso (en sacos)
Mineral de níquel (en sacos)
Mineral de níquel (en barriles)
9
25 15
16.5
14.5
PRODUCTOS METALURGICOS Y
SIDERURGICOS
Alumina
Mineral de aluminio (bauxita) Mineral de cobre (piritas)
Mineral de cromo
Mineral de estaño (casiterita) Mineral de hierro (limonitay magnetita)
Mineral de magnésio
Mineral de manganeso Mineral de plomo (galena)
Mineral de zinc (blenda)
Pirita tostada
17
14 26
26
20 30
15
24 28
18
14
35 50 (hum)-28(séc)
45 40
38
40 35
45
40 38
45
PRODUCTOS QUIMICOS
Abonos artificiales
Abonos minerales Azufre
Carburo Fosfatos
Potasas
12
12 12
9 11
11
40
30 40
30 35
35
Acero (en barras) Acero (en bobinas)
Acero (en lingotes)
Acero (en planchas) Aluminio (en lingotes)
Cobre (en bobinas)
Cobre (en lingotes) Cobre (en planchas)
Estaño (en lingotes)
Zinc (en lingotes)
30 28
36
35 12.5
11
35 35
34
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COMBUSTIBLES SOLIDOS PRODUCTOS QUIMICOS
Azufre (en sacos) Azufre (en barriles)
Fertilizantes (en sacos)
Potasas (en sacos)
10 7.5
9
10
COMBUSTIBLES SOLIDOS
Briquetas de lignito (apiladas)
Turba (en pacas)
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MATERIALES DE CONSTRUCCION
Briquetas de lignito amontonadas Carbón de leña en trozos
Coque de hulla
Hulla en bruto húmeda Hulla pulverizada
Hulla en residuos de lavadero
Hulla en otras formas Leña en astillas
Leña troceada
Lignito seco húmedo
Serrín de madera asentado o húmedo
Serrín de madera suelto Turba seca
húmeda
8 4
5
10 7
12
8.5 2
4
7 10
5
2.5 1.0
9.5
30 45
40
45 25
0
30 45
45
35 40
45
45 35
-
Arena (en cajas)
Caolín (en sacos)
Cemento (en sacos) (en barriles)
Yeso (en sacos
6
7.7
15 10
8.3
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TABLA 4.6.4.3. ALTURAS MAXIMAS USUALES DE APILAMIENTO DE MERCANCIAS Y
SUMINISTROS EN EXPLANADAS EXTERIORES DE AREAS PORTUARIAS (considerando
condiciones tipo de explotación)
Ha,max (en m) USOS NATURALEZA Y TIPO DE MERCANCIA O
SUMINISTRO En área de
operación
En área de
almacenamient
o
GRANELES LIQUIDOS SIN INSTALACION ESPECIFICA
DE ALMACENAMIENTO
En barriles 2.00 5.00
GRANELES SOLIDOS SIN INSTALACION ESPECIFICA
DE ALMACENAMIENTO
Ordinarios o pulverulentos
Pesados (minerales)
3.00
3.00
10.00
15.00
MERCANCIA GENERAL CONVENCIONAL
Paletizada
No paletizada Ordinaria Pesada
Vehículos vacíos
(sin instalación específica de almacenamiento)
2.00
3.00 2.00
1.50
(1 altura)
5.00
7.00 5.00
1.50
(1 altura)
CONTENEDORES
estacionamiento y almacenamiento sin plataforma o
semirremolque
5.00
(2 alturas)
5.00-12.00
(2-5 alturas)
COMERCIAL
SUMINISTROS PASAJEROS
Paletizados No paletizados
2.00 3.00
- -
PESQUERO Pescado (en cajas) y suministros 2.00 2.50
NAUTICO-DEPORTIVO Suministros 1.00 2.00
INDUSTRIAL 1) 3.001) 3.001)
MILITAR Suministros 3.00 3.00
NOTAS
1) Las alturas que se incluyen en esta tabla son de aplicación para obras de atraque de instalaciones dedicadas tanto a la construcción
y reparación de buques como de plataformas offshore. Para otros usos industriales asociados con la recepción o salida de materias
primas, así como de productos elaborados, coincidirán con las correspondientes establecidas para el uso comercial equivalente.
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS DE ALMACENAMIENTO
CARGAZONA OPERACION ZONA
ALMACENAMIENTO
Carga (KN) Presión (Mpa) Carga (KN) Presión(Mpa)
G. Sólidos
G. sólidos ordinarios 0.04 0.08
G. sólido pesado 0.07 0.15
M. General
M.G. Convencional 400 0.8 700 1.5
M.G. pesada 900 1.8 1200 2.0
Contenedores
40 pies en bloque ycinco alturas
1524 en 0,356x 0,324 m2
13,2
40 pies en bloque ytres alturas
914 en 0,356x 0,324 m2
7,9
Semirremolques
1Mpa (10 Kp/cm2) 70 40
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS
Grúas pórtico (Portal Cranes): Zona de operaciones: grúas de muelles
Son giratorias y se pueden desplazar paralelamente al cantil
Circulan sobre carriles dispuestos sobre vigas o pilotes: no actúan sobre firmes
Grúas portacontenedores (Portainers)
Zona de operaciones
No son giratorias, carretón se mueve perpendicularmente al cantil y paralelamente al muelle
Circulan sobre carriles
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS
Pórticos de almacenamiento (Transtainers, RTG)
Manipulación contenedores en zona almacenamiento hasta 5 alturas
Sobre neumáticos o sobre carriles
Cargas de hasta 450 KN por rueda y presiones de 1,1 Mpa.
Circulación restringida caminos rodadura, viga flotante. En zonas de giro planchas de acero de 1,5 x 1,5 m2 en planta
Carretillas pórtico (Straddle carriers)
Sin restricciones en zona almacenamiento y operación
Almacenamiento contenedores en tres alturas
Las ruedas giran en todas direcciones
Cargadores frontales (Front Lift Trucks)
No restringida, manipulación contenedores hasta 4 alturas
Muy agresivos para el pavimento (cargas hasta 220 KN por rueda)
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS
PÓRTICO DE ALMACENAMIENTO
(TRANSTAINERS)
CARRETILLAS PÓRTICO
(STRADDLE CARRIERS)
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS
Cargadores laterales (Side Loader Lift trucks)
No restringida, manipulación m. general y contenedores hasta 4 alturas
Momento pésimo durante carga y descarga: gatos estabilizadores (cargas hasta 220 KN por rueda)
Grúas automóviles (Mobile Cranes)
Manipulación mercancía general y contenedores 4 alturas
Situación pésima con carga lateral o hacia atrás sobre gatos
Tractores con semirremolque (Roll-trailers)
traslado de mercancía general y contenedores
Cargas de equipos de elevación de embarcaciones(travelifts)
En zonas de operación o varada de puertos deportivos
Dejar en seco barcos de entre 200 y 2000 KN de desplazamiento
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS
TRAVELIFT
GRÚA AUTOMOVIL
CARGADOR FRONTAL
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS
EQUIPO DEMANIPULACION
CARGA MÁXIMA ENCADA PUNTO DE
APOYO (Kn)
MÁXIMA PRESIONDE CONTACTO
(Mpa)
Grúas Pórtico Zona de operación sobre vigas
Grúasportacontenedores
Zona de operación sobre vigas
Pórtico dealmacenamiento (5)
450 1.1
Carretilla pórtico (3) 130 1.1
Cargador frontal de 5 t(hasta 4)
30 0.8
Cargador frontal de 20 t 110 0.7
Cargador frontal de 40 t 220 0.6
Cargador lateral (4) 230 0.6
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS EQUIPOS MANIPULACION MERCANCIAS
EQUIPO DE
MANIPULACION
CARGA MÁXIMA EN
CADA PUNTO DE
APOYO (Kn)
MÁXIMA PRESION
DE CONTACTO
(Mpa)
Grúa automóvil de 10 t 150 0.4
Grúa automóvil de 30 t 400 0.9
Grúa automóvil de 50 t 550 1.3
Grúa automóvil de 70 t 750 1.8
Grúa automóvil de 140 t 1100 2.6
Tractor más
semirremolque de 40 t
35 2.2
Tractor más
semirremolque de 80 t
70 2.2
Equipo elevación
embarcaciones
600 1,1
Tráfico pesado
convencional
130-380 1,5
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
CARGAS TRAFICO PESADO CONVENCIONAL
Cargas de tráfico pesado convencional: camiones de carga útil superior a 3 t de más de cuatro ruedas y sin remolque; camiones con uno o varios remolques; vehículos articulados; transporte de personas de más de 9 plazas.
Carga por eje simple: 130 KN
Carga por eje tandem o doble: 210 KN
Carga total veh rígido dos ejes: 200 KN
Carga total veh rígido tres ejes: 260 KN
Carga total veh rígido de 4 ó más ejes, veh. Articulados y trenes de carretera: 380 KN.
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
Uso comercial Zona de operación CARGA DE CÁLCULO DE ALMACENAMIENTO: ALTA
Graneles líquidos: BAJA
Graneles sólidos: MEDIA
Mercancía general: ALTA
Contenedores: ALTA
Cargas Ro-Ro: MEDIA
CARGA DE CÁLCULO DE MANIPULACIÓN: ALTA
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Cargas de cálculo-CONTENEDORES
Qv KN (0,1 T)Pv 1Mpa= 10 kg/cm2
Cargas equiposmanipulación
Cargaalmacenamiento
Zona de operación (general para Uso Comercial)
BAJA Qv <120KN y Pv< 1,1Mpa Qv< 120 KN y pv<0,7 Mpa
MEDIA 120KN <Qv<700 KN ó1,1 Mpa Pv 1,5 Mpa
120 KNQv500 KN ó
0,7 Mpa pv1,0 Mpa
ALTA Qv>700 KN y Pv> 1,5 Mpa Qv>500KN y pv>1,0 Mpa
Zona de almacenamiento
BAJA Qv <120KN y Pv< 1,1Mpa Qv< 100 KN y pv<4 MpaHasta 2 alturas
MEDIA 120KN <Qv<700 KN ó
1,1 Mpa Pv 1,5 Mpa100 KNQv1200 KN ó
4 Mpa pv10 Mpa
3-4 alturas
ALTA Qv>700 KN y Pv> 1,5 Mpa Qv>1200KN y pv>10 MpaMás de 5 alturas
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30
EQUIPO DE MANIPULACIÓN CARGA MÁXIMA EN CADA
PUNTO DE APOYO (kN)
MÁXIMA PRESIÓN DE
CONTACTO (MPa)
Pórtico de almacenamiento 675 1,35
Carretilla pórtico o lanzadera 324 1,08
Cargador frontal de 100 kN 108 1,08
Cargador frontal de 150 kN 88 1,08
Cargador frontal de 200 kN 149 1,08
Cargador frontal de 300 kN 243 1,08
Cargador frontal de 400 kN 324 1,08
Cargador frontal de 500 kN 405 1,08
Cargador lateral 405 1,08
Grúa automóvil de 35 t 675 1,35
Grúa automóvil de 40 t 1012,5 1,35
Grúa automóvil de 60 t 1350 1,35
Grúa automóvil de 85 t 2025 1,35
Grúa automóvil de 100 t 2700 1,35
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS
Indices de intensidad de uso de las superficies: número de veces que durante la vida útil se aplican las cargas sobre una superficie.
Se establecen unos índices de explotación portuaria para una determinada magnitud por año en el año medio de la vida útil.
Materiales manipulados por rodadura por unidad de atraque en el año medio de la vida útil
Materiales almacenados por unidad de superficie en la zona y en el año medio de la vida útil’.
Se clasifican como Reducidas, Medias o Elevadas.
Sin datos MEDIA
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS
Uso comercial Zona de operación
Rodadura: 1,0
Elevación: 0,30
Rodadura y elevación: 0,70
Continuos: 0,10
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Intensidad uso. Uso Comercial
REDUCIDA MEDIA ELEVADA
Zona operación I1.1
(T/m)
I1.1 <300 300 I1.1 3000 I1.1 > 3000
Zona almacenamiento
Graneles sólidosI1.2 (T/m2)
I1.2 < 6 6 I1.2 60 I1.2 > 60
Mercancía GeneralI1.3 (T/m2)
I1.3 < 2 2 I1.3 20 I1.3 > 20
Contenedores I1.4
(TEU/m2)
I1.4 < 0,2 0,2 I1.4 2 I1.4 > 2
Semirremolque I1.5
(TEU/m2 ó T/m2)
I1.5 < 0,2 óI1.5 <2
0,2 I1.5 2 ó
2 I1.5 20
I1.5 > 2 óI1.5 > 20
Vías de maniobra Intensidad de uso más elevada entre las determinadas en las zonascomunicadas
Vía de acceso Intensidad media diaria de vehículos pesados de la Instrucción 6.1 -IC
Zona complementaria
Circulación Intensidad media diaria de vehículos pesados de la Instrucción 6.1-IC
Estacionamiento Menos de 10plazas
Entre 10 y 100 plazas Más de 100 plazas
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CARACTERIZACION DE LAS CARGAS
EN LAS SUPERFICIES PORTUARIAS
Carga de Calculo
Intensidad de uso
Categoría de tráfico
Tráfico muy pesado A
Tráfico pesado B
Tráfico medio C
Tráfico ligero D
Categorías válidas para todas las superficies portuarias a excepción de los viales de acceso y zonas complementarias en las que rigen las cargas de la Instrucción 6.1 y IC ‘Secciones de firme’
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CATEGORÍA DE TRÁFICO
INTENSIDADDE USO
CARGA DE CALCULO
BAJA MEDIA ALTA
REDUCIDA D C B
MEDIA D B A
ELEVADA C B A
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RELLENOS Y EXPLANADAS
Cimiento del firme: coronación , relleno y fondo
RELLENOS: Los rellenos se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Rellenos hidráulicos: constituido por la sedimentación de partículas sólidas contenidas en un efluente que procede de un dragado. Se clasifican por su mayor o menor contenido de finos.
Contenido de finos inferior al 10%: dan buenos rellenos si se mantiene la superficie con pocas irregularidades.
Contenido finos entre el 10% y el 35%: rellenos muy compresibles, cuya consolidación se puede acelerar intercalando capas de arena.
Contenido finos superior 35%: rellenos blandos y muy compresibles, difícil y lenta consolidación.
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RELLENOS Y EXPLANADAS
Rellenos de vertido directo: mediante gánguiles o por medios terrestres.
Rellenos con materiales terrestres: prestamos terrestres, obras subterráneas, canteras:
Rellenos granulares: gravas o arenas o mezcla con bajo contenido en finos.
Rellenos cohesivos: arcillas, limos. Materiales de plasticidad limitada.
Pedraplenes limpios o escolleras de granulometría abierta: en diques y banquetas de escollera.
Pedraplenes sucios o escolleras de granulometría cerrada: todo uno, en trasdós muelles.
Rellenos antrópicos y no convencionales: escombros, residuos sólidos urbanos.
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RELLENOS Y EXPLANADAS
TRATAMIENTOS DEL TERRENO:
Esperar a que se produzcan los asientos esperados
Diseñar un firme provisional
Realizar técnicas que homogenicen las características del relleno de manera que los asientos que se produzcan sean homogéneos (pilotes pasivos)
Recurrir a tratamientos del terreno que aceleren su consolidación: precarga, jet-grouting, columnas de grava etc.
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40
RELLENOS Y EXPLANADAS
Mejoras Precargas
41
42
RELLENOS Y EXPLANADAS
MEJORA CON COLUMNAS DE GRAVAJET GROUTING
43
44
45
46
RELLENOS Y EXPLANADAS
PRECARGA
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RELLENOS Y EXPLANDAS
EXPLANADAS: superficie de coronación del relleno sobre la que se apoya directamente el firme.
Espesor: mínimo de un metro y compactada en tongadas de no más de 40 cm.
Materiales:suelos de cierta calidad
suelos adecuado: D<10 cm, LL<40, CBR>5, M.O<1%
suelos seleccionado: D<8 cm, LL<30, CBR>10 sin M.O.
Todo uno de cantera: mat. Grueso y fino D<20 cm
Suelo seleccionado con CBR > 20
Técnicas de mejora o estabilización: con cal o cemento
La categoría de explanada depende tanto del grado de consolidación del relleno como de los materiales empleados en la coronación.
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RELLENOS Y EXPLANADAS
CATEGORIAS DE EXPLANADAS:
MNC: rellenos malos no consolidados, son rellenos hidráulicos con alto contenido en finos (>35%) o rellenos antrópicos de vertido directo, no sometidos a ningún tratamiento de consolidación.
MC: rellenos malos consolidados, son idénticos a los anteriores pero sometidos a algún tratamiento de consolidación.
RNC: relleno regular no consolidado, son rellenos hidráulicos con contenidos en finos entre 10 y 35% o rellenos no convencionales de vertido directo y sin tratamiento de consolidación.
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RELLENOS Y EXPLANADAS
RC: rellenos regulares consolidados, son idénticos a los anteriores pero sometidos a algún tratamiento de consolidación.
BNC: rellenos buenos no consolidados, rellenos hidráulicos con bajo contenido de finos (<10%) o de vertido directo con materiales terrestres, no sometidos a tratamientos de consolidación.
BC: rellenos buenos consolidados, son idénticos a los anteriores pero sometidos a algún tratamiento de consolidación.
Relleno no consolidado: cuando construida la coronación los asientos esperables durante los diez años siguientes exceden 0,10 m. El firme a diseñar ha de ser provisional.
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RELLENOS Y EXPLANADAS
Tipo de material en coronación
Categoría del relleno
Categoría de explanada
Explanada deficiente E0
Explanada aceptable E1
Explanada buena E2
Explanada muy buena E3
La categoría E0 sólo es admisible para firmes provisionales
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CATEGORÍA DE EXPLANADA
CORONACION RELLENOSMNC RNC BNC MC RC BC
Suelos adecuados E0 E0 E0 E1 E1 E1
Suelos seleccionados E1 E1 E1 E1 E2 E2
Todo uno de cantera E1 E1 E1 E2 E2 E3
Suelos seleccionadosCBR> 20
E1 E1 E2 E2 E3 E3
ROM 4.1
RELLENOS
DE
VERTIDO
DIRECTO
NATURALES
VD-1 Rellenos buenos: menos del 10 % de finos
VD-2g Rellenos regulares granulares: entre el 10 y el
35 % de finos
VD-2c Rellenos regulares finos: entre el 35 y el 50 %
de finos
VD-3 Rellenos malos: con más del 50 % de finos
VD-Q
Rellenos cuyo análisis químico supera alguno
de estos umbrales:
sales solubles superior al
1%;
materia orgánica superior al
5 %;
contenido en yeso superior
al 5 %.
Requieren un estudio específico de su
comportamiento en el agua de mar. Si la
valoración es favorable, posteriormente se
puede equiparar a alguno de los 4 grupos
anteriores.
SINGULARES
(No
convencionales o
de origen
antrópico)
VD-S
Requieren un estudio específico, sin perjuicio
de que cumplan las restricciones
medioambientales. Si la valoración es
favorable, se puede equiparar a alguno de los
4 primeros grupos
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ROM 4.1
RELLENOS HIDRÁULICOS
RH-1 Rellenos buenos: rellenos hidráulicos con
menos del 10 % de finos
RH-2g Rellenos regulares granulares: rellenos
hidráulicos entre el 10 y el 35 % de finos
RH-2c Rellenos regulares finos: rellenos hidráulicos
entre el 35 y el 50 % de finos
RH-3 Rellenos malos: rellenos hidráulicos con más
del 50 % de finos
RH-MO
Suelos cuyo análisis químico señala un
contenido de materia orgánica superior al 5 %.
Requieren un estudio específico de su
comportamiento. Si la valoración es favorable,
se puede equiparar a alguno de los 4 grupos
anteriores
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Parametros geotécnicos esperables
TIPO DE
MATERIAL
Peso
Específico
Seco γd
(kN/m3)
Resistencia al Corte
Módulo de
Deformación
E(3) (MN/m2)
Coeficiente de
Consolidación
Cv (cm2/s)
Sin
drenaje Con drenaje
Su(1)
(kN/m2) c (kN/m2) Φ(2) (º)
VD-1 14 - 16 0 0 30 - 35 8 - 16 -
VD-2g 12 - 16 0 0 25 - 30 6 - 14 -
VD-2c 10 - 14 0 - 5 0 18 - 28 3 - 8 5·10-3 - 10-3
VD-3 10 - 14 0 - 20 0 - 5 16 - 22 2 - 4 ≥ 10-4
RH-1 14 - 16 0 0 30 - 35 8 - 12 -
RH-2g 12 - 16 0 0 25 - 30 6 - 12 -
RH-2c 8 - 12 0 - 5 0 18 - 25 3 - 6 5·10-3 - 10-3
RH-3 8 - 12 0 - 15 0 16 - 22 1 - 3 ≥ 10-4
54
TRATAMIENTOS DE MEJORA DE RELLENOS
GENERALES MÁS FRECUENTES
TIPO DE
MATERIAL
Tratamiento
frecuente
Alternativas de tratamiento
VD-1 Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica
VD-2g Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica; Vibro-
Sustitución; Columnas de Grava
VD-2c Precarga Con Drenes Precarga Sin Drenes; Vibro-Sustitución;
Columnas de Grava; Compactación Dinámica
VD-3 Precarga Con Drenes Columnas de Grava; Jet-Grouting
RH-1 Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica
RH-2g Precarga Sin Drenes Vibro-Flotación; Compactación Dinámica; Vibro-
Sustitución; Columnas de Grava
RH-2c Precarga Con Drenes Vibro-Sustitución; Columnas de Grava;
Compactación Dinámica
RH-3 Precarga Con Drenes Columnas de Grava; Jet-Grouting
55
Categoría de explanada en función del
material de coronación
TIPO DE
EXPLANADA (*)
RELLENO
CORONACIÓN Relleno Malo
Consolidado
(MC)
Relleno Regular
Consolidado
(RC)
Relleno Bueno
Consolidado
(BC)
Suelos adecuados E1 (50) (**) E1 (50)
Suelos
seleccionados E1 (57) E2 (108) E2 (127)
Suelos
seleccionados con
CBR>20 o Todo-uno
portuario E1 (73) E2 (135) E3 (159)
56
.
-Ev2 módulo de compresibilidad en el segundo ciclo del ensayo de
carga con placa
Ensayo de placa
de carga
57
ROM 4.1. Categoría explanada
58
Módulo de compresibilidad Ev2 para cada categoría de explanada
- E1: Ev2 > 50 Mpa Aceptable
- E2: Ev2 > 100 Mpa Buena
- E3: Ev2 > 150 MPa Muy buena K = Ev2/Ev1
-Ev1 módulo de compresibilidad obtenido en el primer ciclo de carga
-Ev2 módulo de compresibilidad en el segundo ciclo del ensayo de
carga con placa
K ≤ 2,2, para las explanadas tipo E1
K ≤ 3,0 para las explanadas tipo E2
K ≤ 3,5 para las explanadas E3 y hasta valores de Ev2= 200 Mpa
59
Materiales para firmes y pavimentos
Capas inferiores
Sub-bases granulares:granulometría continua:todo uno o zahorra natural
Bases granulares: granulometría continua (zahorra artificial) ó uniforme (macadam)
Suelocemento: suelo seleccionado + cemento + agua. Bases y subbases
Gravacemento: áridos de calidad + cemento 3.5-5%+ agua
Gravaescoria: el conglomerante es escoria granulada de alto horno (10-20%) + activador fraguado (normalmente cal)
Gravaemulsión: emulsión bituminosa de rotura lenta
Hormigón magro: gravacemento rodillos; hormigón con menos cemento (150 Kg/m3) vibrado.
60
Materiales para firmes y pavimentos
Pavimentos
Hormigón vibrado:
o espesor 0,15-0,40 m;
o losas de 5 x 5 m2.
o Cemento:300 Kg/m3
Por su resistencia característica a flexotracción a los 28 días:
– HF-4,5 4,5 Mpa
– HF-4,0 4,0 Mpa
– HF-3,5 3,5 MPa
Materiales para firmes y pavimentos
Pavimentos
Hormigón vibrado: Ventajas más importantes
Resisten altas presiones de contacto
Su superficie es excelente para la rodadura de los vehículos portuarios
Tienen suficiente resistencia al deslizamiento
No suelen presentar deformaciones permanentes por lo que son adecuados para tráficos pesados
La superficie no se debilita por el derrame de aceites, combustibles u otros productos similares ni por elevadas temperaturas.
61
62
Materiales para firmes y pavimentos
Pavimentos
Hormigón compactado con rodillos: compactación con rodillos vibratorios y de neumáticos
Hormigón armado PCHA: coser fisuras por retracción.
Hormigón armado con juntas: anticuado
Hormigón armado continuo
Solera de hormigón armado: resistir esfuerzos de flexión.
Hormigón armado con fibras PHAF: 30-40 Kg/m3: mayor resistencia a rotura, a impacto, a fenómenos de desagregación, menor fisuración
Placas prefabricadas de hormigón
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Materiales para firmes y pavimentos
Pavimento de hormigón con fibras
Incremento de la resistencia al descantillado (pérdida de material de superficie)
Gran resistencia de la superficie al desgaste
Gran resistencia al impacto por cargas estáticas y dinámicas
Incremento de la resistencia a flexión, corte y compresión
Incremento de resistencia a la fatiga, tenacidad y ductilidad
Mayor capacidad de resistir cargas después de la fisuración
Mayor resistencia a la formación y propagación de fisuras
Reducción de los trabajos de mantenimiento
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EJEMPLOS
65
Materiales para firmes y pavimentos
Pavimentos
Adoquines prefabricados de hormigón AH: adaptación a asientos,caro
Adoquines de piedra labrada: paseos marítimos
Mezclas bituminosas MB:
Tratamientos superficiales: riego con gravilla o lechada bituminosa
Mezclas abiertas en frío con emulsión bituminosa:veh ligero
Mezcla cerrada en caliente: con betunes asfálticos> 15 cm e
Pavimentos percolados: 4 cm mezcla bituminosa sin finos+ cemento con resina + vibrado con rodillo. Ventajas: variaciones de temperatura, derrames…Uso pesquero
Lecho de gravas: apilamiento de contenedores
Mezclas bituminosas tipo hormigón bituminoso
Capa de rodadura S:semidensa G: gruesa MAM:alto módulo
AC16 Surf S (entre 4 y 5 cm).
AC 22 surf S MAM (7-13 cm)
AC 22 surf S (> 5 cm)
Capa intermedia ( 5-10 cm)
AC22 bin S
AC 32 bin S
AC 22 bin S MAM (6-10 cm)
Capa base ( 7-15 cm)
AC 32 base S
AC 32 base G
AC 22 base G
AC 22 base S MAM (7-13 cm)
66
67
Muelle Bosh i Alsina (Barcelona)
68
DIMENSIONAMIENTO DE FIRMES
PORTUARIOS
Uso de la superficie portuaria
Equipos de manipulación: peso total del equipo, carga máxima, número de ruedas, velocidad etc.
Características del relleno
Características de los materiales disponibles
Vida útil: Nivel 1 según ROM 0.2-90
Firmes definitivos: 25-15 años
Firmes provisionales: 8 años (3 años si se prevé un cambio de uso o la construcción del firme definitivo)
69
DIMENSIONAMIENTO MEDIANTE EL
EMPLEO DEL CATALOGO
1. Selección de uso de la superficie portuaria: comercial, industrial, militar, pesquero y deportivo
2. Selección de la zona dentro del uso considerado: operación, almacenamiento etc.
3. Distinción entre cargas de almacenamiento y de manipulación
4. Determinación de la carga de cálculo: baja, media o alta
5. Determinación de la intensidad de uso: reducida, media o elevada
6. Determinación de la categoría de tráfico: tipo A, B, C ó D
70
DIMENSIONAMIENTO MEDIANTE EL
EMPLEO DEL CATALOGO
7. Determinación de la categoría de explanada: E0, E1, E2 ó E3
8. Capas inferiores del firme: en función de la categoría de explanada se evalúa la necesidad o no de disponer capas inferiores de base o subbase.
9. Elección del tipo de firme: con la categoría de explanada y de tráfico se selecciona un tipo de firme de los definidos en el catálogo
71
PRACTICA
DIMENSIONAR EL PAVIMENTO DE UNA TERMINAL DE CONTENEDORES. S=300.000 M2 L= 700 m
Apilamiento en cinco alturas, 400.000 TEUs
Cargador frontal (Front lift trucks) Grúa automóvil 70 t
--------------------------------------------------------------------
Procederemos según los pasos que hemos analizado en la parte teórica.
1.Selección del uso de la superficie portuaria: El uso de la superficie cuya pavimentación se proyecta es el COMERCIAL, mercancía general unitizada ‘Contenedores’.
72
PRACTICA 1
2. Selección de la zona dentro del uso considerado
Atendiendo a su uso se pueden distinguir dos áreas:
Zona de operación Por rodadura y elevación
Zona de almacenamiento Por depósito
3. Distinción entre cargas de almacenamiento y cargas de manipulación:
Cargas de almacenamiento
Zona operación: ALTA
Zona almacenamiento: se considera como carga máxima 5 alturas de contenedores de 40 pies, equivalente a una presión sobre el pavimento de 13,2 Mpa.
73
PRACTICA 1
CARGAZONA OPERACION ZONA
ALMACENAMIENTO
Carga (KN) Presión (Mpa) Carga (KN) Presión(Mpa)
G. Sólidos
G. sólidos ordinarios 0.04 0.08
G. sólido pesado 0.07 0.15
M. General
M.G. Convencional 400 0.8 700 1.5
M.G. pesada 900 1.8 1200 2.0
Contenedores
40 pies en bloque ycinco alturas
1524 en 0,356x 0,324 m2
13,2
40 pies en bloque ytres alturas
914 en 0,356x 0,324 m2
7,9
Semirremolques
1Mpa (10 Kp/cm2) 70 40
74
PRACTICA 1
EQUIPO DE
MANIPULACION
CARGA MÁXIMA EN
CADA PUNTO DE
APOYO (Kn)
MÁXIMA PRESION
DE CONTACTO
(Mpa)
Grúa automóvil de 10 t 150 0.4
Grúa automóvil de 30 t 400 0.9
Grúa automóvil de 50 t 550 1.3
Grúa automóvil de 70 t 750 1.8
Grúa automóvil de 140 t 1100 2.6
Tractor más
semirremolque de 40 t
35 2.2
Tractor más
semirremolque de 80 t
70 2.2
Equipo elevación
embarcaciones
600 1,1
Tráfico pesado
convencional
130-380 1,5
75
PRACTICA 1
EQUIPO DE MANIPULACION
CARGA MÁXIMA EN CADA PUNTO DE
APOYO (Kn)
MÁXIMA PRESION DE CONTACTO
(Mpa)
Grúas Pórtico Zona de operación sobre vigas
Grúas portacontenedores
Zona de operación sobre vigas
Pórtico de almacenamiento (5)
450 1.1
Carretilla pórtico (3) 130 1.1
Cargador frontal de 5 t (hasta 4)
30 0.8
Cargador frontal de 20 t 110 0.7
Cargador frontal de 40 t 220 0.6
Cargador lateral (4) 230 0.6
76
PRACTICA 1
Cargas de equipos de manipulación: Grúa automóvil de 70 t: Qmax: 750 KN y 1,8 Mpa Cargador frontal: 30 KN y 0,8 Mpa
4. Determinación de la carga de cálculo Zona operación: Almacenamiento ALTA Manipulación Qv > 700 KN y Pv > 1,5 Mpa ALTA Zona almacenamiento:
Qv > 1200 KN y Pv > 10 Mpa CARGAS ALTAS Manipulación Qv > 700 KN y Pv > 1,5 Mpa ALTA
77
PRACTICA 1
5. Determinación de la intensidad de uso
Zona operación I1.1 (T/m). Mercancías y materiales manipulados por rodadura por unidad de longitud de atraque en el año medio de la vida útil.
I= 400.000 TEUs x 10 T /700 m= 5.714 T/m > 3.000 T ELEVADA
Zona de almacenamiento de contenedores I1.4 (TEU/m2). Contenedores manipulados por unidad de superficie en la zona, en el año medio de la vida útil.
I= 400.000 TEUs/300.000 = 1,33 TEU/m2 < 2 TEU/m2 MEDIA
78
PRACTICA 1
6. Determinación de la categoría de tráfico.
Según la Tabla C.1:
Zona operación:
Carga ALTA intensidad ELEVADA Tráfico A
Zona almacenamiento:
Carga ALTA intensidad MEDIA Tráfico A
79
PRACTICA 1
INTENSIDAD DE USO
CARGA DE CALCULO
BAJA MEDIA ALTA
REDUCIDA D C B
MEDIA D B A
ELEVADA C B A
80
PRACTICA 1
7. Determinación de la categoría de la explanada.
relleno vertido directo con rellenos antrópicos (escombros) con precarga (MC) con coronación con todo uno de 1,05 m de espesor . Según Tabla C.2. explanada tipo E2 Buena
8. Capas inferiores del firme.
Según Tabla C.3. para explanada E2 es necesario disponer una base de zahorra artificial de 0,25 m. de espesor.
81
PRACTICA 1
CORONACION
RELLENOS
MNC RNC BNC MC RC BC
Suelos adecuados E0 E0 E0 E1 E1 E1
Suelos seleccionados E1 E1 E1 E1 E2 E2
Todo uno de cantera E1 E1 E1 E2 E2 E3
Suelos seleccionados CBR> 20
E1 E1 E2 E2 E3 E3
82
PRACTICA 1
CAPAS INFERIORES TABLA C.3.
CATEGORÍA DEEXPLANADA
SUBBASE DEZAHORRA NATURAL
BASE DE ZAHORRAARTIFICIAL
(3)
E0(1)
0,40 m(2)
0,25 m
E1 0,25 m2)
0,25 m
E2 ----------- 0,25 m
E3 ----------- -----------
NOTAS:
(1)Sólo es admisible en el caso de firmes provisionales(1) Se podrán colocar hasta 0,05m menos si la zahorra natural se sustituye por zahorra artificial.(2) Salvo en los casos que se indican más adelante (adoquines prefabricados de hormigón con
tráficos A o B).
83
PRACTICA 1
9. Elección del tipo de firme
Categoría de tráfico
Tabla C.0. Firme de
Categoría explanada hormigón vibrado
El espesor y tipo de hormigón se diseñan de acuerdo con la Tabla C7.a, la cual nos recomienda HP-40 y 0,35 m. de espesor.
Se asume cierto grado de deterioro considerando las cargas y presiones tan elevadas a las que se verá sometido.
84
PRACTICA 1
85
PRACTICA 1
USO COMERCIAL ALMACENAMIENTO DE CONTENEDORESTABLA C.7.a.
I: PAVIMENTO DE HORMIGÓN VIBRADO HP 40 (1) (2)
TRÁFICO A0,35 m
TRÁFICO B0,32 m
TRÁFICO C0,29 m
TRÁFICO D0,26 m
II: PAVIMENTO DE HORMIGÓN COMPACTADO CON RODILLO(2)
TRÁFICO A0,35 m
TRÁFICO B0,32 m
TRÁFICO C0,29 m
TRÁFICO D0,26 m
III: PAVIMENTO CONTINUO DE HORMIGÓN ARMADO
TRÁFICO A(3)
0,31 mTRÁFICO B(3)
0,28 mTRÁFICO C
0,25 mTRÁFICO D
0,22 m
NOTAS:
(1) En caso de emplear hormigón HP 35 se aumentará el espesor en 0,03 m.(2) En las zonas de depósito de los contenedores existe la posibilidad, con los espesores indicados, de que
se produzcan fisuraciones, que se consideran admisibles si dichas zonas van a ser empleadas paradepósito y no para la circulación de los equipos.
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PRACTICA 1
USO COMERCIAL ZONAS DE OPERACIÓNTABLA C.4.a.
I: PAVIMENTO DE HORMIGÓN VIBRADO HP 40 (1)
TRÁFICO A0,32 m
TRÁFICO B0,29 m
TRÁFICO C0,26 m
TRÁFICO D0,23 m
II: PAVIMENTO DE HORMIGÓN COMPACTADO CON RODILLO
TRÁFICO A0,32 m
TRÁFICO B0,29 m
TRÁFICO C0,26 m
TRÁFICO D0,23 m
III: PAVIMENTO CONTINUO DE HORMIGÓN ARMADO
TRÁFICO A0,28 m
TRÁFICO B0,25 m
TRÁFICO C0,22 m
TRÁFICO D0,20 m
NOTAS:
(1) En caso de emplear hormigón HP 35 se aumentará el espesor en 0,03 m.
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Sección de firme dispuesta
Z. Artificial (e=0,25 m)
HP-40 (e=0,35 m)
Pedraplén (e=1,05 m)
88
89
90
Terminal TTI Algeciras
91
Terminal TTI Algeciras
92
Terminal TCB Barcelona
Terminal de contenedores
Acopio de contenedores en tres alturas
Carretillas pórtico
Mezcla bituminosa SMA con fibras celulosas y MAM sobre una capa de suelos tratada con cemento y polímeros
93
Terminal TCB Barcelona
94
Terminal TCB del Puerto de Barcelona
95
Terminal BEST Barcelona
ZONA DE MANIOBRA
Subbase de hormigón magro 20 cm
Pavimento de hormigón H-45 reforzado con fibras de acero 30 kg/m3 y espesor 35 cm
96
Terminal Best Barcelona
97