DISEÑO DE PAVIMENTO BARRIO COLSAG1.pdf

San José de Cúcuta, Av. 1 No. 13-89 La Playa, Tel. 5833181, Cel. 3134302859

SECRETARIA DE INFRAESTRUCTURA

PROYECTO

PAVIMENTACIÓN VIAS BARRIO COLSAG AVENIDA 4E CALLES 7ªA HASTA AV. GRAN COLOMBIA

DISEÑO ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RÍGIDO

CUCUTA, ABRIL DE 2014


1. INTRODUCCION Dentro de los objetivos que se ha trazado la administración Municipal se encuentra el de Mejorar la malla vial del Municipio de San José de Cúcuta de acuerdo a las prioridades identificadas, principalmente las rutas o ejes de transporte público, construir y/o mantener las obras necesarias para hacerlas acordes al desarrollo comunitario.

En la actualidad parte de la malla vial urbana requieren obras de rehabilitación con las cuales se garanticen que las vías más transitadas tengan un nivel de servicio aceptable en lo que respecta a su estructura de pavimento. Por lo tanto se hace necesario priorizar obras de algunos tramos de vías que presentan mayor deterioro, en donde serán cubiertos por mezcla asfáltica o pavimento rígido, según sea el caso. Para garantizar que la vía ofrezca un nivel de serviciabilidad adecuado que genere bienestar, confort y seguridad tanto al comercio, al turismo y al transporte urbano, es necesaria una vía que se encuentre en buen estado y que se ajuste a las condiciones tanto del tránsito, nivel de importancia y tipo de terreno. Con el objetivo de conseguir una vía que se acomode a las condiciones a la cuales es sometida, se realiza un estudio para el diseño de una pavimento flexible con el método de la AASHTO, junto con un estudio de pavimento rígido por el método de la PCA, contenidos en los manuales desarrollados por el INVIAS para tales fines. El presente informe tiene como objetivo mostrar los diseños de los pavimentos rígidos y flexibles con un periodo de diseño de 20 años, para el municipio, que permitan sustituir el actual pavimento que no presenta condiciones de tránsito adecuadas. Para esto se hace necesario un análisis del tránsito proyectado a un periodo de diseño de 20 años con conversión del tránsito a ejes equivalentes , un estudio de geotécnico el cual se hace por medio de una caracterización de los apiques que permiten determinar las condiciones de las subrasante, incluyendo ensayos de consistencia, granulometría, CBR. 2. UBICACIÓN DE TRAMOS VIALES

El presente proyecto, es el resultado de la gestión que ha realizado la Administración Municipal con el fin de acceder a recursos y así atender una de las necesidades más sentidas de la comunidad cucuteña como lo es el estado de la malla vial de la ciudad. El Municipio de San José de Cúcuta, presentó ante el Ministerio de Vivienda, Ciudad y Territorio el proyecto “DISEÑO, CONSTRUCCIÓN, ADECUACIÓN, MANTENIMIENTO, Y RECONSTRUCCIÓN DE VIAS URBANAS EN LA MALLA VIAL DEL MUNICIPIO DE SAN JOSE DE CUCUTA”, el mismo comprende la intervención de vías, en las diferentes comunas de la ciudad; dentro de las vías que se incluyen en el proyecto se encuentra La Avenida 12 desde la calle 7A hacia la Av. Gran Colombia, ubicada en el Barrio Colsag de la Comuna No. 2 de la ciudad; objeto del presente estudio.


FIGURA No. 01. UBICACIÓN TRAMOS VIALES

3. CARACTERISTICAS GEOTECNICAS DE LA SUB-RASANTE

Con base a los resultados de la Investigación de Suelos realizada por Ing. Armando Maldonado Duarte, en donde se establecen las condiciones de los suelos que componen la Sub-rasante, encontradas de amplia uniformidad vertical y horizontal en toda el área de terreno de emplazamiento de la nueva estructura de pavimento, se considera viable diseñar las estructuras de pavimento previstas de una unidad homogénea de diseño, fundamentadas además, en las características geológicas, pedológicas, climáticas, topográficas y de drenaje de la zona de Proyecto.


TRABAJO DE CAMPO. Para la toma de las muestras, el Pozo P1 se excavó 1.50 m de profundidad. La muestra M1 se tomó a 0.50 m de profundidad y M2 a 1.00 m. Las muestras fueron descritas visualmente en el sitio de toma. Una vez identificadas se le asignaron los ensayos de laboratorio necesarios para su clasificación. Trasladándose luego al laboratorio de suelos. También se practicó el ensayo de penetración para obtener qu, compresión simple. Para la toma de las muestras 3 y 4, los Pozos se excavaron manualmente a 1.00 m de profundidad. Las muestras fueron descritas visualmente en el sitio de toma. Una vez identificadas se le asignaron los ensayos de laboratorio necesarios para su clasificación. Trasladándose luego al laboratorio de suelos. También se practicó el ensayo de CONO DINÁMICO DE PENETRACIÓN, CDP, para obtener el CBR de campo.

FIGURA No. 02. PERFIL ESTRATIGRÁFICO TRAMOS VIALES

ENSAYOS DE LABORATORIO. Las muestras fueron sometidas a ensayos de clasificación, tales como, tamizado por lavado para determinar su granulometría, Humedad Natural y Límites de Plasticidad y Límite de Contracción. En el Pozo Exploratorio P1 Superficialmente se encuentra una Carpeta Asfáltica, de 0.04 a 0.05 m de espesor, Soportada por una Base Granular de Grava de 0.15 m de espesor. Infrayacente se presenta una capa de ARCILLA, MUY ARENOSA, de Consistencia RIGIDA, según sus límites de Plasticidad se califica de Plasticidad LIGERA, de Compresibilidad LIGERA ó BAJA y Cambio Potencial de Volumen BAJO, Límite de Contracción LC = 15.45 % , color pardo . Clasificación AASHTO A-6 y USC = CL. La muestra No. 2 tomada a 1.00 m de profundidad representa una ARENA, algo limosa, de Compacidad MEDIA, Ø = 30° obtenido por correlación granulométrica, la arena es de granulometría FINA a MEDIA. Color pardo. Clasificación AASHTO A-2-4 y USC = SM.


FIGURA No. 03. Sitio de exploración pozo No. 1.

Tablas 01. Resultados de laboratorio obtenidos P1.

En el Pozo Exploratorio P3 Superficialmente se encuentra una carpeta de ASFALTO de 0.09 m de espesor, bajo la cual se presenta un RELLENO, de Grava, areno-limosa de 0.08 m de espesor, Clasificación AASHTO A-2-6, IG = 0 y USC = GC. Infrayacente se presenta una capa de ARCILLA, Muy arenosa, de Consistencia RIGIDA, que según sus límites de Plasticidad se considera de Plasticidad LIGERA, de Compresibilidad LIGERA ó BAJA y Cambio Potencial de Volumen BAJO, LC = 18.84% color


pardo. Clasificación AASHTO A-4, IG = 3, y USC = CL-ML. En el Pozo Exploratorio P4 Superficialmente se encuentra una carpeta de ASFALTO de 0.10 m de espesor, bajo la cual se presenta un RELLENO, de Grava, areno-limosa de 0.10 m de espesor, Clasificación AASHTO A-2-6, IG = 0 y USC = GC. Infrayacente se presenta una capa de ARENA, gravosa, de Compacidad MUY DENSA, Clasificación AASHTO A-1-b, IG = 0, y USC = SP-SM.

Tablas 02 y 03. Resultados de laboratorio obtenidos P3 y P4.

NIVEL FREÁTICO. En el Pozo excavado P1 NO se encontró NIVEL FREÁTICO. En el Pozos excavados 3 y 4 NO se encontró NIVEL FREÁTICO.


4. METODOS DE DISEÑO DE PAVIMENTO RIGIDO Y FLEXIBLE

Hay condiciones que favorecen la utilización de un tipo de pavimento, otras que le quitan posibilidades por lo que en cada obra se debe sopesar la pertinencia de una solución en particular. El INVIAS publicó los manuales para el diseño de pavimentos asfálticos de vías con bajos volúmenes de tránsito en primera instancia y luego el correspondiente para vías con medios y altos volúmenes de tránsito, adicionando una actualización del primero en el 2007. El catálogo de estructuras fue definido utilizando principalmente el método AASHTO. Posteriormente en el año 2008, Manual de diseño de pavimentos de concreto: para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito (Cipriano Alberto Londoño Naranjo; Jorge Alberto Álvarez Pabón; Instituto Colombiano de Productores de Cemento ICPC). El objetivo del manual es el de establecer un catálogo de diseño de estructuras en función de las variables más importantes que inciden en la determinación de los espesores y calidades de las capas. Ese catálogo se construye con base en los métodos de diseño más conocidos en el país como son el de la Portland Cement Association -PCA- versión 1984 y el de la American Association of State Highway And Transportation Officials -AASHTO- versión 1993. Los datos relativos a condiciones de suelos de la sub-rasante y de la sub-base granular, así como los que arroja el Estudio de Tránsito (TPD y NEE), fueron procesados mediante los programas de computador preparados por AASHTO (The American Association of State Highway and Transportation Officials) y PCA (The Portland Cement Association), encontrándose resultados similares. Estos métodos de diseño pretenden uniformizar los estudios de pavimentos en el país y lograr soluciones equivalentes mediante la utilización de catálogos donde todas las estructuras propuestas tienen iguales índices de serviciabilidad inicial y final. Es necesario en este punto advertir que los pavimentos de concreto son muy sensibles al subdiseño, o a la presencia de sobrecargas no contempladas en el estudio del tránsito. Por el contrario un aumento en el espesor de diseño, de uno o dos centímetros proporciona una buena protección con relación a eventuales sobrecargas y pueden llegar a duplicar la vida útil del pavimento. 5. PERIODO DE DISEÑO

Con base al servicio que proporcionarán los pavimentos y a los costos involucrados en su construcción, se considera apropiado adoptar un período de diseño de 20 años para los respectivos análisis estructurales, del cual se espera que bajo las consideraciones teóricas coincida con la vida útil del pavimento, siempre y cuando exista una buena aproximación en los análisis de las variables de diseño y su respectiva proyección.

De igual manera, los manuales consideran un periodo de diseño de 20 años para todos los análisis estructurales, el cual bajo premisas teóricas debe coincidir como mínimo con la vida útil del pavimento, en el caso que exista una buena certidumbre en el análisis de las variables de diseño y su respectiva proyección.


6. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RIGIDO 6.1. EL TRÁNSITO

Tabla 04. Categorías de tránsito para la selección de espesores.

En la Tabla 03, las siglas tienen el siguiente significado: Vt: Vía terciaria Vs: Vía secundaria Vp: Vía principal E: Estrechas M: Medias A: Anchas CC: Carreteras de 2 direcciones MC: Carreteras multicarriles AP: Autopistas

6.2. LA SUBRASANTE

Para el diseño del pavimento, en el manual, se tienen cinco clases de suelo tal y como se indica en la Tabla 04, en la cual, la clasificación se hace con base en la Relación de Soporte de California del suelo CBR evaluada según la Norma INVE-148-07, estos valores se correlacionaron con el Módulo de Reacción de la subrasante -k- que es el parámetro usado en las ecuaciones de diseño.

Tabla 05. Clasificación de la subrasante de acuerdo con su resistencia.


Dada la dificultad de realizar el ensayo para determinar el módulo de reacción de la subrasante, y teniendo en cuenta que para el diseño de los pavimentos de concreto se admiten aproximaciones en la determinación de la capacidad de soporte del suelo, se puede recurrir a correlaciones entre el valor k con el del CBR y la clasificación de suelos, siguiendo las indicaciones de la Tabla 05.

Tabla 06. Relación entre la clasificación del suelo y los valores de CBR y K.

6.3. MATERIAL DE SOPORTE PARA EL PAVIMENTO En el manual se tienen en cuenta tres tipos de soporte para el pavimento, como se indica en la Tabla 06, el suelo natural, las bases granulares (Artículo INV-330-07) y las bases estabilizadas con cemento (Artículo INV-341-07), de 150 mm de espesor. Su efecto en el espesor de la estructura se tendrá en cuenta elevando el valor de la capacidad de soporte del terreno natural o suelo de subrasante.


Tabla 07. Clasificación de los materiales de soporte para el pavimento de concreto.

6.4. CARACTERÍSTICAS DEL CONCRETO PARA PAVIMENTOS Para los diseños de los pavimentos se escogen de 4 calidades de concreto según lo indicado en la Tabla 07, las resistencias a la flexotracción se evalúan a los 28 días y se miden con base en el ensayo Resistencia a la flexión del concreto. Método de la viga simple cargada en los tercios de la luz (Norma INV E414-07).

Tabla 08. Valores de resistencias a la flexotracción del concreto (Módulo de rotura). Según American Concrete Institute (ACI), la resistencia a la flexión para un concreto de peso normal, está entre los valores de 1.99 a 2.65 veces la raíz cuadrada de la resistencia a la compresión. Por tanto, un MR de 40 equivale a una resistencia a la compresión promedio de 4500 kg/cm², aproximadamente. 6.5. JUNTAS Las juntas son parte importante de los pavimentos de concreto y se hacen con el fin de controlar los esfuerzos que se presentan en el concreto como consecuencia de los movimientos de contracción y de dilatación del material y a los cambios de temperatura y humedad, entre la cara superficial y la de soporte de las losas de concreto. En principio las losas tendrán el ancho del carril y su longitud debe estar comprendida entre 3,60 y 5,0 m y la relación entre el largo y ancho de las losas debe oscilar entre 1 y 1,3. Se ha observado que losas cuadradas tienen un mejor comportamiento estructural.

Las dimensiones de las losas de pavimento rígido para cada tramo con sus respectivas juntas, se definirán con base a los anchos de calzadas (secciones transversales de vías), considerando que la longitud de las mismas no sobrepase 24h, siendo “h” el espesor de la losa. En el plano anexo se han modulado las losas teniendo en cuenta éstos criterios.


6.6. TRANSFERENCIA DE CARGAS ENTRE LOSAS Y CONFINAMIENTO LATERAL Hay dos factores que influyen en la determinación del espesor de las losas de concreto y son la presencia de pasadores de carga (dovelas) en las juntas transversales y los confinamientos laterales del pavimento, como son las bermas, los bordillos o los andenes, en el manual se identificaran con las siglas indicadas en la Tabla 08.

Tabla 09. Denominación del sistema de transferencia de cargas y confinamiento lateral.

7. METODOLOGIA DEL DISEÑO Los resultados se presentan tabulados en función de las variables seleccionadas y la elección del espesor se hace seleccionando en primer lugar el tránsito (T#), luego se escoge el tipo de suelo (S#) a partir de la capacidad de soporte de la subrasante, a continuación se define si el pavimento tendrá dovelas (D) o no (ND) y bermas laterales (B) o (NB), hasta este punto los datos se presentan en las columnas. Luego se escoge el tipo de soporte sobre el que se desea construir el pavimento (SN, BG, o BEC) y finalmente se escoge la calidad del concreto (MR#) y en la casilla en donde coincidan todas las variables escogidas se lee el espesor en centímetros, que debe tener la losa, que cumple con las condiciones fijadas.

FIGURA No. 04. Esquema representativo de un pavimento de concreto.


Tabla 10. Espesores de losa de concreto (cm) de acuerdo con la combinación de variables y T1 como factor principal.

8. JUNTAS LONGITUDINALES

Las juntas longitudinales pueden ser de alabeo o de construcción. El objetivo básico de estas juntas es el de controlar las fisuras que se pueden presentar en los pavimentos cuando se construyen con anchos superiores a los 4,5 metros. En nuestro medio, en el cual existe la tradición de construir los pavimentos por carriles, con un ancho cercano a los 3,6 m, las juntas longitudinales son normalmente de construcción. Cuando el pavimento que se construye no tiene confinamiento lateral, es necesario dotar las juntas longitudinales con barras de anclaje, para impedir el desplazamiento de las losas de un carril, respecto a las del otro. Los aceros, como se dijo deben cumplir con el Artículo INV 500-07 y lo que sea aplicable del Artículo 640-07, se admiten aceros con resistencia de 187,5 MPa (40000 psi) y 280 MPa (60000 psi). La selección del diámetro, separación, longitud y resistencia de las barras de anclaje, se puede hacer según los criterios indicados en la Tabla 10. En cuanto a las barras de anclaje, estas serán de acero corrugado y su sección puede establecerse a partir de la expresión:

As = bxfxW ; As : Área del acero por unidad de longitud de junta (cm²/m) fs b : Distancia entre junta y borde

f : Coeficiente de fricción, losa – sub-rasante (f=1.8, AASHTO 93)

W : peso de la losa por unidad de área. (2400 Kg/m3xh)

fs : Esfuerzo de trabajo del acero. (0.67xFy)


La longitud de las barras de anclaje, se determinarán así:

L = 2xAxfs ; L : Longitud de la barra de anclaje, en cm axp A : Área transversal de la barra de anclaje, en cm².

fs : Esfuerzo de trabajo del acero. (0.67xFy)

a : Esfuerzo de adherencia entre el acero y el concreto.

(a=0.10F’c)

p : perímetro de la barra de anclaje, en cm.

Tabla 11. Recomendación para las barras de anclaje. 9. VARILLAS DE TRANSFERENCIA DE CARGA DOVELAS EN JUNTAS TRANSVERSALES

Los pasadores en las juntas transversales, deben manejarse en la mitad de la longitud con grasa mineral o en su defecto con un producto adecuado que impida la adherencia con el concreto y permita el libre movimiento de contracción o dilatación de las losas. La barra debe ser lisa y sin irregularidades. El diámetro y espaciamiento de las barras, pueden obtenerse a partir de las recomendaciones de la PCA, consignadas en la Tabla No. 11, Requisitos mínimos para pasadores en juntas transversales de pavimentos rígidos.


Tabla 12. Recomendaciones para la selección de los pasadores de carga.

10. CONCLUSIONES

Tomando en cuenta las características de la vía como por ejemplo, que puede estar expuesta a saturación, se determinó que la alternativa más aceptable es el uso de concreto hidráulico para lo cual se utilizaron criterios de diseño confiables en la determinación de los espesores de la estructura de pavimento. La figura 05 representa la sección típica de la estructura de pavimento diseñada.

FIGURA No. 05. Estructura de pavimento propuesta.


11. RECOMENDACIONES ESPECIALES

Las características de los suelos de Sub-rasante, así como las condiciones ambientales predominantes, particularmente las relativas a temperatura, en cuanto al gradiente térmico característico de la zona, implican que los procedimientos constructivos deban seguirse con especial cuidado y por lo tanto, aplicarse rigurosamente de acuerdo a lo que prescriben las Especificaciones de Materiales y Construcción para Pavimentos Rígidos, reguladas por el Instituto Nacional de Vías (INVIAS). Las siguientes recomendaciones, tienen un carácter especial, y deben ser atendidas responsablemente. - La superficie de la Sub-rasante, debe ser objeto de procedimientos previos de nivelación, demoliendo la estructura existente y conformando las áreas bajas para conseguir la cota de terminación deseada. En tal sentido, el perfilamiento con Motoniveladora podrá definir las pendientes prefijadas (longitudinal y transversal). Seguidamente, se procederá a un irrigado rápido con camión “Flauta” para continuar inmediatamente con pasadas de vibro-compactador del tipo “Tándem”, de peso no inferior a 12 ton., con regulación de vibrado al mínimo y posteriormente en condición estática para el alisamiento final. Se considera aceptable una densidad no inferior al 90% de la máxima en la capa de los 15 cm superficiales, obtenida mediante el ensayo Proctor Modificado INV E142-07 (ASTM D 1557), humedeciendo entre uno y dos puntos por encima de humedad óptima. - Durante las operaciones de nivelado en condiciones climáticas adversas, debe protegerse la rasante mediante sistemas de drenaje temporal (zanjas, drenes, cunetas, etc.), necesarios para desviar o interceptar la escorrentía. Adicionalmente, ante lluvias inminentes, la superficie deberá sellarse con un compactador estático de rodillos. La omisión de este detalle, puede dar lugar a problemas graves al presentarse exceso de humedad. - El control de calidad aplicado a los agregados, aceros, materiales cementicios y la mezcla de concreto, se iniciará previamente al comienzo de las obras, una vez sean seleccionados los diferentes materiales a emplear. Así pues, el cemento corresponderá al Tipo 1, escogiendo especialmente el que ofrezca resistencias tempranas o normales que garanticen en particular la obtención del 70% del Módulo de rotura de diseño a siete (7) días. En cuanto a los agregados, su validación se someterá a los ensayos de rigor, según lo prescribe la Norma INV ART 630-07. - Las mezclas de concreto hidráulico preparadas en obra para la fundición de las losas del pavimento rígido, previsto en los tramos viales, se soportarán en diseños previos de mezclas de concreto realizados en laboratorio, cuyas mezclas de prueba, representadas en viguetas estándar para ensayos de parejas de a dos edades, arrojen resultados de resistencia a la flexión a siete (7) días, mínimo del 70% y a veintiocho (28) días el 100% de la resistencia de diseño, indicada como Módulo de Rotura, establecida en el presente Diseño de Pavimento Rígido. En el caso de cambio de fuente del cemento, se requiere otro diseño de mezcla y los ensayos de compatibilidad adicionales. En el caso de requerirse el uso de aditivos, la Dirección de obra solicitará el asesoramiento del fabricante sobre el modo de aplicación y uso. Los requisitos de elaboración, los procedimientos de mezclado y las dosis recomendadas.

En las técnicas afines de estabilización con cemento, al igual que en el reciclado con cemento portland, se requiere un espesor mínimo en razón del comportamiento mecánico de los materiales tratados con conglomerantes hidráulicos. Este espesor mínimo se sitúa en el entorno de los 15 cm. Resistencias a


compresión simple a 7 días entre 1.5 y 3.0 MPa son consideradas satisfactorias para este tipo de mezclas. De acuerdo con la AASHTO, dichos valores corresponden a módulos dinámicos que oscilan entre 3500 y 4200 MPa. Un valor promedio recomendado por el INVIAS es de 21kg/cm². - La preparación para la pavimentación de concreto, debe implementar los siguientes pasos esenciales, entre otros: 1. Revise todo el equipo que conforme el tren de pavimentación, para garantizar las condiciones operativas. 2. Verifique la disponibilidad de una longitud aceptable de rasante para su pavimentación con concreto. 3. Verifique la disponibilidad de todos los informes de ensayos aprobados para todos los materiales acopiados en la obra y en la planta.

4. Verifique la disponibilidad del equipo de ensayos de respaldo: prepare planes adicionales de equipamiento de respaldo. 5. Verifique la disponibilidad de todas las herramientas para la colocación del concreto, tales como herramientas de mano, reglas, llanas (fratás) de mano, corta-bordes y vibradores manuales.

6. Verifique el funcionamiento de las comunicaciones radiales/telefónicas con la planta. 7. Verifique la disponibilidad de un equipo de riego, si es necesario. 8. Monitoree regularmente la cuerda de guía y vuelva a tensar según sea necesario, o mejor realice control con topografía.

9. Verifique que la cabecera correspondiente al trabajo del día esté preparada (si es necesario, o sólo quite excesos de concreto mediante corte con sierra). 10. Desarrolle un plan de gestión para condiciones climáticas extremas.

11. Revise el pronóstico del clima para cada jornada de pavimentación. 12. Asegúrese la disponibilidad de cantidad suficiente de cubierta plástica para el caso de una lluvia repentina o inesperada. - La fundición de losas se preverá mediante procedimiento continuo, en calzada completa, o por carriles, hasta la ubicación de juntas de expansión. En el caso de las áreas con anchos de calzada amplios, el procedimiento de vaciado se hará por carriles, continuando de forma alternada. - Las juntas previstas de tipo transversal y de expansión, según el Plano Anexo, Diseño Geométrico de Juntas, se adelantarán mediante aserrado, en un lapso de tiempo comprendido entre las 4 y 12 para las características del clima prevaleciente en la zona. Es importante que este procedimiento sea manejado por operadores altamente experimentados y dedicados, a objeto de aplicar el aserrado en la ventana de tiempo (intervalo) que elimine la posibilidad de astillamientos, fisuras aleatorias, descascaramientos y otros deterioros prematuros.

En el caso de adoptarse vaciados sobre calzadas completas, las juntas longitudinales se definirán mediante aserrado.

- Las pendientes en superficie de pavimento terminado, deben confluir rápida y eficientemente hacia los puntos de evacuación de aguas lluvias (sumideros), previstos en los diferentes tramos viales y diseñados por profesionales de la hidraúlica. Esta condición debe preverse desde el arranque de las obras preliminares, manteniendo una Comisión de Topografía que oportunamente brinde los niveles desde la preparación de la Sub-rasante, hasta el vaciado de las losas de concreto. - Las condiciones ambientales de la zona, permite que se desarrollen cambios importantes de temperatura dentro de las siguientes 72 horas aproximadamente de colocación del concreto. Por lo tanto, la aplicación de procedimientos de curado de losas altamente eficientes, es indispensable, bajo


el entendido de estos deben prolongarse al menos en los siete (7) días sub- siguiente al vaciado de las losas. En tal sentido, podrán considerarse las opciones descritas del Anexo, Especificaciones de materiales y Construcción de Pavimentos Rígidos, orientadas a mantener la humedad relativa de la superficie de concreto por encima del 80% durante siete (7) días. - Debe entenderse que el desempeño deseable de un pavimento de concreto, se obtiene al asegurar que se minimicen los casos de deterioro que pueden desarrollarse. Según la experiencia local, tales deterioros pueden resumirse en los siguientes:

1. Fisuración (en esquinas, longitudinal, transversal), relacionada con la durabilidad o los materiales.

2. Deterioros relacionados con las juntas (desprendimiento, bombeo, daños en el sellado de juntas).

3. Defectos en la superficie (descascarado, protuberancia, fisuración en bloque). Asegurada una adecuada selección del espesor de pavimento de concreto, el éxito en la minimización de estos deterioros, estaría fundamentado en:

1. Proporcionar un adecuado soporte fundacional que incluya una base no erosionable y con drenaje libre.

2. Efectuar una adecuada distribución e instalación de las juntas.

3. Diseñar e instalar una adecuada transferencia de carga en las juntas.

4. Seleccionar componentes apropiados para el concreto.

5. Asegurar una consolidación adecuada del concreto.

6. Proporcionar una terminación correcta a la superficie del concreto.

7. Mantener el sellador de juntas en buenas condiciones - Finalmente, la ejecución del pavimento rígido en todas sus etapas, debe estar asistida y supervisada por un Profesional de la Ingeniería Civil, Especialista en Pavimentos con amplia experiencia en este tipo de obras. Así mismo, es indispensable la participación e intervención de un Laboratorio reconocido de Materiales de Ingeniería, a objeto de garantizar los resultados de estabilidad, durabilidad y calidad requeridos en Pavimentos del tipo Rígido y similares.


12. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO FLEXIBLE


ANEXOS

Construcción del barrio Colsag a principios de la década del 50, siglo XX

VALORES TÍPICOS DE MÓDULOS DE ELASTICIDAD DE MATERIALES PARA PAVIMENTOS

Niveles de confiabilidad recomendada por AASHTO

Cálculo Espesor de Losa AASHTO.

Diseño de Pavimento de Hormigón

Memoria de Cálculo

Diseño AASHTO

Proyecto : Av. 12 E Barrio Colgag

Tramo :

Fecha : Abril de 2014

Entrada de Datos

En gris no escribir

TRÁNSITO

Ejes Equivalentes (W18) : 1500000

SERVICIABILIDAD

indice serv. inicial (pi): 4,50

indice serv. f inal (pf): 2,50

SUELOS Cambio de unidades

CBR subrasante: 7,00 %

CBR subbase : 40,00 %

ksr (subrasante): 46,92 Mpa/m 169,72 pci

ksb (sub-base): 116,21 Mpa/m 420,37 pci

kc (módulo reacc.comb.): 53,19 Mpa/m 192,41 pci

coef. Drenaje (Cd): 0,80

HORMIGÓN

resist.f lexo-tracción(Rmf) : 42,00 kg/cm2 609,13 psi

módulo elástico (E): 221000,00 kg/cm2 3205163,00 psi

TRANSFERENCIA DE CARGA

coef. Trans. Carga(J): 3,10

CONFIANZA

nivel de confianza : 80,00 %

nivel confianza (Zr): -0,84

desv.Estándar comb.(So): 0,35

PAVIMENTO

espesor hormigón: 20,00 cm 7,87 in

espesor sub-base: 15,00 cm 5,91 in

Diseño de Pavimento de Hormigón

Memoria de Cálculo

Diseño AASHTO

Proyecto : Av. 12 E Barrio Colgag

Tramo :


a) Datos

a.1) Tránsito

Años de Servicio: 20

E.Equivalentes: 1500000

a.2) Serviciabilidad

Nivel Inicial : 4,50

Nivel Final : 2,50

a.3) Suelos

CBR Subrasante: 7,00 %

CBR Sub-base: 40,00 %

Espesor Sub-base: 15,00 cm.

Coef. Drenaje: 0,80

a.4) Nivel de Confianza: 80,00 %

a.5) Hormigón

Módulo Elástico : 22100,00 Mpa

Resistencia FlexoTracción: 4,20 Mpa

b) Resultados

Espesor Sub-base : 15,00 cm.

Espesor Hormigón : 20,00 cm.

c) Verificación

E.Equiv. Finales : 1626363

OkSub-base

Hormigón

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Alt

ura

(cm

.)

Distribución en altura de las Capas

Diseño de Pavimento Asfáltico

Memoria de Cálculo

Diseño AASHTO Proyecto : Av. 12 E Barrio Colgag

Tramo :


Entrada de Datos

En gris no escribir

TRÁNSITO

Ejes Equivalentes (W18) : 1500000

SERVICIABILIDAD

indice serv. inicial (pi): 4,20

indice serv. f inal (pf): 2,00

SUELOS Cambio de unidades

CBR subrasante: 7,00 %

CBR subbase : 40,00 %

CBR base : 80,00 %

Mrsr (subrasante): 61,15 Mpa 8868,15 psi

Mrsb (sub-base): 168,08 Mpa 24377,16 psi

Mrb (base): 246,09 Mpa 35690,25 psi

coef. Estructural subbase (a3): 0,114 coef.dren.(m3): 0,80

coef. Estructural base (a2) : 0,130 coef.dren.(m2): 0,80

coef. Estructural asfalto (a13) : 0,33



CONFIANZA

nivel de confianza : 80,00 %

nivel confianza (Zr): -0,842

desv.Estándar comb.(So): 0,35

NE requeridos: Lado Izquierdo Lado derecho

NE (in) 1º termino 1º termino 2º 3º 4º 5º 6º

sub rasante (NE3) : 1,1 6,1761 -0,2946 3,0160 -0,2 -0,0038 9,1590 -8,0700 3,6066

sub base (NE2) : 1,02 6,1761 -0,2946 2,8581 -0,2 -0,0031 10,1778 -8,0700 4,4682

base (NE1): 1,4 6,1761 -0,2946 3,5588 -0,2 -0,0074 10,5619 -8,0700 5,5487

NE (in) NE (cm)

sub rasante (NE3) : 1,10 2,79

sub base (NE2) : 1,02 2,59

base (NE1): 1,40 3,56

VERIFICACIÓN POR CAPAS

Asfalto capa 3 capa 2 capa 1 NE calc (cm): 3,60 OK

espesor (cm) : 0 0 10

coef. Estructural (a1i) : 0,33 0,41 0,36

Base NE calc. (cm) : 5,674 OK

espesor (cm) : 20

coef. estructural (a2) : 0,13

coef. drenaje (m2) : 0,80

Sub-Base NE calc. (cm) : 8,41 OK

espesor (cm) : 30

coef. estructural (a3) : 0,11

coef. drenaje (m3) : 0,80

EE finales : 2768544

Diseño de Pavimento Asfáltico

Memoria de Cálculo

Diseño AASHTO Proyecto : Av. 12 E Barrio Colgag

Tramo :


a) Datos

a.1) Tránsito

Años de Servicio: 20

E.Equivalentes: 2 Millones

a.2) Serviciabilidad

Nivel Inicial : 4,20

Nivel Final : 2,00

a.3) Suelos

CBR Subrasante: 7,00 %

CBR Sub-base: 40,00 %

CBR Base : 80,00 %

a.4) Nivel de Confianza: 80,00 %

b) Resultados

b1) Números Estructurales Requeridos

(Verif icación por capas)

NE Sub-base (NE3) : 2,79 cm.

NE Base (NE2) : 2,59 cm.

NE Asfalto (NE1) : 3,56 cm.

8,94

b2) Espesores por Capas

Sub-Base : 30 cm. NE : 2,74 cm.

Base : 20 cm. NE : 2,07 cm.

Asfalto 3 : 0 cm. NE : 0,00 cm.



NE Asfalto : 3,60 cm.

EE finales: 2768544 Ok

NE total : 8,41 cm. Revisar

NE Asfalto : 3,60 cm. OK

Sub-Base

Base

Capa Asfalto 3Capa Asfalto 2

Capa Asfalto 1

0

10

20

30

40

50

60

70

Alt

ura

(cm

)

Distribución en Altura de las Capas

DISEÑO DE PAVIMENTO BARRIO COLSAG1.pdf

Documents

Transcript of DISEÑO DE PAVIMENTO BARRIO COLSAG1.pdf