Diseño de Pavimento.pdf

2012

DISEÑO DE Pavimentos RIGIDO

Cabecera municipal

MUNICIPIO DE bochalema (N. DE S.).

Diseño de pavimentos

Município de Bochalema (N. DE S).

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CABECERA MUNICIPAL

MUNICIPIO DE BOCHALEMA, (N. DE S.)

ESTUDIO DE SUELOS PARA PAVIMENTOS

DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDO

San José de Cúcuta, Noviembre del 2012



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INTRODUCCION

En el siguiente informe se presenta el estudio de suelos, transito y diseño del

pavimento correspondiente a la rehabilitación de unos tramos de las vía en

pavimento de concreto hidráulico (rígido) comprendiendo en 800 m (metros) de

longitud aproximadamente, localizados en el Municipio de Bochalema,

comprendidos en el cabecera municipal entre la Carrera 3 entre calles 5 y 6, del

barrio Santísima Trinidad, Calle 6 entre carrera 3 y 4, barrio la cordialidad, carrera

4 entre calles 4 y 7, entre los pinos y el centro, carrera 5 entre calles 3 y 6, sector

chorreron. Se proyecta unas vías con un ancho promedio de 6 – 7 metros, la

topografía del proyecto se caracteriza con pendientes medianamente altas, con

una elevación aproximada a 1100 msnm (metros sobre nivel del mar).



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1. OBJETIVO GENERAL DEL ESTUDIO

El siguiente estudio tiene como objetivo realizar el diseño de la estructura de

pavimento en concreto de la cabecera municipal entre la Carrera 3 entre calles 5

y 6, del barrio Santísima Trinidad, Calle 6 entre carrera 3 y 4, barrio la cordialidad,

carrera 4 entre calles 4 y 7, entre los pinos y el centro, carrera 5 entre calles 3 y 6,

sector chorreron, del municipio de bochalema que en la actualidad la superficie de

rodadura esta completamente deteriorada, presentando en la estructura del

pavimento fallas de orden estructural e índice de servicio o estado bajos,

generando como solución una atención inmediata y remplazo total de la estructura

del pavimento. Este documento plantea una solución de diseño de una estructura

de pavimento rígido para un tránsito, características geotécnicas y materiales de

construcción específicos, para con ello obtener una estructura capaz de resistir

durante el periodo de diseño; se ha utilizado para el diseño del pavimento rígido el

método de la PORTLAND CEMENT ASSOCIATION SIMPLIFICADO (P.C.A

SIMPLIFICADO) y DISEÑO DEL PAVIMENTO EMPLEANDO EL CATALOGO DE

ESTRUCTURAS DEL MANUAL DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO

PARA VIAS CON BAJOS, MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES DE TRANSITO DEL

MINISTERIO DE TRANSPORTE – INVIAS – ICPC.

2. DESCRIPCION DEL PROYECTO Y EL SITIO DE ESTUDIO

El proyecto corresponde a la repavimentación de las calles comprendidas dentro

de la cabecera municipal de Bochalema del sector en estudio, las cuales

presentan un alto grado de deterioro. Las calles estudiadas tienen o han tenido un

pavimento rígido que al día de hoy presenta fallas tales como descaramientos,

dislocamientos, hundimientos y fisuras tanto longitudinales como transversales

que obedecen a uno deficientes procesos constructivos en la realización de junta

transversales, longitudinales y curados del concreto así como la compactación del

terreno de soporte (sub-rasante). En forma general las vías mencionadas



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dispuestas a intervenir están muy deterioradas y en gran parte ha perdido la

continuidad de las losas de concreto, convirtiéndose más a una vía destapada con

regulares condiciones de transito, con amplia presencia de losas subdividas por

fisuras con hundimientos, levantamientos y dislocamiento. La longitud de los

tramos en estudio es de aproximadamente 800 metros. En los costados de las

vías se encuentran estructuras de uno y dos pisos de tipo habitacional.

La superficie del terreno donde se ubican las calles es de pendientes media-alta.

En general tiene como limites climáticos una biotemperatura media de 23ºC y

promedio anual de lluvias de 1291 mm. Existen dos períodos definidos de invierno

que se dan de finales de marzo a finales de mayo y de mediados de septiembre

a mediados de noviembre y dos periodos definidos de verano que se dan de

principio de junio a mediados de septiembre y de principio de diciembre finales de

marzo.

2.1 LOCALIZACION DEL PROYECTO

El municipio se encuentra situado en la subregión suroriental del departamento a

7º36’51” latitud norte y 72º39’01” de longitud oeste del Meridiano de Greenwich,

con una altura sobre el nivel del mar de 1051 metros y una temperatura media de

23ºC.

Se accede a la cabecera municipal, por un ramal que tiene una longitud de 3.5

kilómetros, que se desprende de la Carretera Central Cúcuta-Pamplona,

aproximadamente sobre el kilómetro 40 (al sur de la ciudad de Cúcuta).



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En el esquema que se presenta a continuación tenemos la localización del

proyecto en estudio1:

Figura 1. Localización del proyecto

1 Fuente: Planeación Municipal, Municipio de Bochalema, N. de S/tder.



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3. APUNTES TECNICOS

3.1 VARIABLES PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTO

Evaluación Geotécnica. En el diseño y la construcción de la estructura de un

pavimento se hace necesario conocer las características del terreno que

servirá como fundación; se debe conocer la estratigrafía del subsuelo y las

propiedades físicas y mecánicas de los estratos que lo componen, esta

información se obtiene de las pruebas de campo y de laboratorio. Se procedió

a tomar la información sobre el estudios de suelos realizados para el diseño de

pavimentos realizados en el municipio, esta variable es arrojada por ensayos

de campo y laboratorio como clasificación (granulometría y plasticidad),

potencial de expansión, CBR de campo (Penetración Dinámica de Cono),

Modulo de reacción de la subrasante y proctor modificado.

Transito. Según la información suministrada se proyecta un pavimento para la

circulación de vehículos livianos y camiones del tipo C2 pequeño, C2 grande y

C3; la vía a construir corresponde a una vía de dos carriles, dos sentidos, con

un tráfico promedio diario correspondiente a vehículos de tipo pesado,

camiones C3, destinados al transporte de productos de comercio de la zona.

No se cuenta con información detallada del tipo, número de vehículos y peso

de ejes de los camiones sobre la vía. Se estimara para este estudio que el

número de vehículos comerciales en variará el rango de 10 a 25 por día,

acorde con la actividad económica de la región. El periodo de diseño será de

20 años.



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3.2 EVALUACIÓN GEOTÉCNICA

Para la obtención de la información geotécnica básica para identificar el tipo de

suelo se hicieron investigaciones de campo y laboratorio que comprende:

El criterio para la ubicación, profundidad y número de las perforaciones teniendo

en cuenta el siguiente cuadro2;

Tabla 1. Criterios para la ejecución de perforaciones en el terreno para

definir un perfil de suelos.

La Condición del proyecto geotécnico encontrado en el trabajo reconocimiento en

campo por medio de apiques (4) a profundidades 1.0 m - 1.2 m se puede resumir

en3:

Estrato tipo I. Depósitos areno arcilloso y limoso de color amarillo y gris,

ocasionalmente presencia de guijarros y cantos rodados > 6 “cms de diámetro.

Densidad media. Este estrato tiene un espesor variable entre 0.50 y 1.2 m.

presentándose en la parte bajas de las vías en estudio. Por lo general la parte

superior (de 0.0 a 0.30 metros) corresponde a rellenos conformados con la

2 Fuente: MONTEJO FONSECA, Alfonso. Ingeniería de pavimentos. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, 2006. 3 Ver Anexo A y B. Perfiles y Ensayos de clasificación de suelos.



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grava arcillosa y la capa de concreto hidráulico afectado de e = 12 cm

aproximadamente. Las gravas arcillosas que no han sufrido procesos de

remoción, presentan grados de densidad media. La matriz de este estrato es

arcillosa con media a alta plasticidad, Límite Líquido (LL): 43 a 50%, Límite

plástico (LP): 16 a 23%; Índice de plasticidad (Ip): 27 a 27%, el contenido de

suelo fino es variable de 35 a 47%, clasificándose según el sistema Unificado

(U.S.C) como del tipo SC – SM.

Estrato tipo 2. Arcillas algo arenosas de color gris con amarillentos y limos

arenosos e inorgánicos. Caras de oxidación de color rojizo o negro.

Consistencia media firme. Presentan grietas verticales de contracción con

ancho de 2 a 3 mm, con una profundidad de 1.00 a 1.50 metros. Plasticidad

alta (LL: 41 a 71%; LP: 14 a 25%; Ip: 25 a 46%). El contenido de finos es

superior al 85%, clasificándose como suelos CH, CL, y ML. arcillas de alta

plasticidad y compresibilidad. El espesor de este estrato es variable, entre 0.3 y

2.0 m.

En general los DEPOSITO CUATERNARIO ALUVIAL (Qal) Ocupa el 494 ha, que

corresponden al 2.78% del área total del municipio y abarca abanicos de

considerable extensión sobre las quebradas Laurel, Aguablanca, Quebraditas y

Aguanegra; los riberas de estas tres ultimas corresponden a las áreas donde

están ubicados la Cabecera Municipal y el Centro Poblado de La Donjuana.

No se evidencia presencia del nivel freático en las exploraciones realizadas. La no

existencia de registros de niveles freáticos o pozos (aljibes) en la zona, hace

evidente que su profundidad está bastante alejada del nivel superficial,

estimándose que supera los 10 m.



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Tabla 2. Clasificación sub-rasante según clasificación del tipo de suelo.

(AASHTO).

3.2.1 Ensayo de CBR de campo

El CBR es una medida del esfuerzo cortante del suelo, bajo condiciones de

humedad y densidad controladas. El valor del CBR se obtiene sometiendo una

muestra representativa del suelo de subrasante, a un ensayo de penetración de un

pistón normalizado, en el estudio del presente proyecto se obtuvo por medio del

ensayo de Penetrómetro de Cono Dinámico (DCP)4.

4 Ver Anexo. Análisis de Ensayos DCP.



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Tabla 3. Ensayo CBR de campo.

Se evidencia que en los primeros 10 – 15 cm de suelos presenta un valor de %

CBR medianamente alta, debido al material gravo-arcilloso utilizado como sub-

rasante del pavimento rígido actual. Pero en el estrato adyacente a este se

presenta % CBR bajos, donde las penetraciones por golpe eran del orden de los

20 mm. Para el presente estudio se ha tomado la determinación, por seguridad en

la estabilidad de la estructura del pavimento, tomar el menor de los valores de los

ensayos realizados para determinar el CBR. Por tanto el CBR de diseño

corresponde a un valor del 8%, equivalente a un valor (k) modulo de reacción de

50 Mpa/m.

Según el análisis del estudio de suelos, y con el fin de garantizar la estructura del

pavimento se recomendó mitigar los efectos de los suelos expansivos y mejorar la

estabilidad y resistencia de la subrasante (Estabilización Mecánica o Química),

deberá estabilizarse un espesor no menos de 20 cms. de la capa de subrasante

que servirá de apoyo directo a las capas del pavimento rígido.

3.2.2 Dispociones para la sub-rasante. De las opciones planteadas según las

recomendaciones geotécnicas y disposición del proyecto se escogen las

siguientes:

Por la naturaleza potencialmente expansiva se recomienda estabilizar 20 cm

de subsuelo, dicha estabilización puede ser mecánica usando una mezcla de

5 Valor K. Modulo de reacción de la sub-rasante.

Apique %CBR Valor K5 (Mpa/m)

1 17 70

2 9 60

3 8 45

4 14 50



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material granular (material de rio o cantera) y arcilla del sitio disgregada en

proporciones (1:1) en volumen, la cual será compactada empleando equipos

vibro-compactadores autopropulsados de peso no inferior a 6.0 ton, en capas

de no mas de 15 cm de espesor, con densidades 90 a 95 % de la densidad

seca máxima del proctor modificado y humedad mayor 2% de la optima de

compactación.

Para la conformación de rellenos artificiales para control de pendientes de la

vía, se empleará material granular seleccionado, tipo recebo, según las

especificaciones Invías 300, 320; (densidad mínima del 90% de la máxima del

ensayo proctor modificado) o en su defecto material producto de excavación

mezclado con cemento puro en un 3% en peso como máximo.

3.2.3 Tipo de Sub-rasante Obtenida. Arcillo Arenosa. Se recomienda colocar una

capa de sub-base granular de un espesor mínimo de 15 cms. Con el valor de CBR

de la subrasante se tiene una capacidad de soporte considerada como media-alta

para el conjunto Sub rasante - Sub base granular. Teniendo en cuenta las

consideración de la tabla 3, esta sub-rasante mejorada muestran en general

valores medios a altos, variables entre los 10 al 15% el Indice de Soporte (CBR),

equivalentes a un 49 MPa/m a 66 MPa/m.

Tabla 3. Efectos de la sub-base granular sobre los valores de k



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Tabla 3. Clasificación de Sub-rasante por Módulo de reacción y % CBR.

Para el presente proyecto se adopta un espesor mínimo de sub-base de 15 cm.

Dado que existen buenas condiciones geotécnicas para la subrasante del proyecto

el módulo de reacción del conjunto subrasante-sub-base granular se toma igual a

60 Mpa/m o 6.0 Kg/cm3, equivalente a porcentaje %CBR de 12.5 %.



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3.3 TRANSITO

Teniendo en cuenta la condiciones de infraestructura actualmente en el Municipio

bochalema se aproxima el transito a 30 los vehículos comerciales, y de acuerdo

a las condiciones particulares del proyecto, se cataloga el tipo de vía como calles

con menos de 30 vehículos de servicio público al día. Sin embargo debe

analizarse la variable del potencial minero de la región por lo que debe tenerse en

cuenta además del propio transito existente en el casco urbano, un posible tránsito

atraído por el mejoramiento de dichas vías y desarrollo de estos proyectos de gran

impacto económico a la zona.

Por lo tanto de la tabla anterior se estima un tránsito total de Transito Promedio

Diario (TPD) de 150 veh/día y se asume un 10% de TPD-C (Transito Promedio

Diario de vehículos Comerciales; 15 Vehículos comerciales/ Día) si se tiene en

cuenta un periodo de diseño de 20 años.



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4. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO

4.1 DISEÑO DE PAVIMENTO RÍGIDO POR EL MÉTODO SIMPLIFICADO DE LA

PORTLAND CEMENT ASSOCIATION (PCA SIMPLIFICADO)

El presente método ha sido preparado para aquellos casos en que no es posible

disponer de la información detallada sobre el consumo de fatiga y daño por

erosión, la distribución de cargas por eje a partir de pesajes en básculas u otra

fuente aceptable. Para este evento, la PCA ha preparado unas sencillas tablas de

diseño, basadas en distribuciones de carga por eje, representativas de las

diversas clases de calles y carreteras.

Datos de Diseño

Calles residenciales, rurales y secundarias (bajo a medio).

TPD-C de diseño 15 vehículos comerciales en el Año Base (Asumido)

Modulo de rotura del concreto MR = 3.8 Mpa (Recomendado por condiciones

de materiales pétreos en la zona)

Subrasante CBR = 12.5 %, K =60 Mpa / m.

CATEGORIA DE CARGA EN EJES

Según tabla 4. “CATEGORIA DE CARGA EN EJES”, para calles residenciales

vías secundarias, le corresponde la categoría 2.Se define de categoría 2 por el

tipo de vehículos a circular. Cargas por eje medias: ejes simples 115 KN, ejes

tándem 195 KN.



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VALORES APROXIMADOS DE K PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELOS

DE SUBRASANTE

Según tabla 5. “VALORES APROXIMADOS DE K PARA DIFERENTES TIPOS DE

SUELOS DE SUBRASANTE”, la resistencia del soporte de la losa se clasifica

como ALTA.

CATEGORIA 2 DE CARGA POR EJE PAVIMENTOS CON JUNTAS CON

PASADORES SIN BERMA DE CONCRETO

De la tabla 6. “CATEGORIA 2 DE CARGA POR EJE PAVIMENTOS CON JUNTAS

CON PASADORES SIN BERMA DE CONCRETO” bajo la columna MR= 3.8 MPA

para soporte MEDIO DE SUBRASANTE –SUBBASE la losa que soporta un TPD-

C de 28 vehículos comerciales corresponde a un espesor de 150 mm, confiable

para el TPD-C generado en el proyecto.



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Tabla 4. Categoría de carga en ejes.

Tabla 5. Categoría de carga en ejes.



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Tabla 6. Selección Espesor y TPD-C admisible6.

6 Montejo Fonseca, Alfonso. Ingeniería de Pavimentos para carreteras, Tomo I. Pág. 246-347.



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4.1.1 Espesores según PCA- Simplificado.

Para la clase de soporte considerada, la tabla muestra que para un concreto de modulo de rotura de 3.8 Mpa, el

TPD-C admisible seria de 28 si el espesor fuera de 150 mm (15 cm) y 4 si fuera 140 mm (14cm) como el transito de

diseño es 15 vehículos comerciales, el espesor recomendado es de 150mm (15 cm) de un concreto de 3.8 Mpa.

Espesor de losa (MR 3.8 Kg/cm2): 15 cm

Espesor sub-base granular: 15 cm (Mínimo Recomendado)

Espesor de sub-rasante estabilizada: 20 cm

Ancho de Carril (B): 3.0 m Longitud de losas: 3.5 m (1.5 B)

Figura 2. Sección transversal diseño final Método de la PCA.



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4.2 DISEÑO DEL PAVIMENTO EMPLEANDO EL CATALOGO DE

ESTRUCTURAS DEL MANUAL DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO

PARA VIAS CON BAJOS, MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES DE TRANSITO DEL

MINISTERIO DE TRANSPORTE – INVIAS – ICPC.

C.B.R. Diseño: 12,5 %

Clasificación del suelo de subrasante: Areno arcillosa SC

Periodo de diseño: 20 años

TPDs (2011): 150 Veh/Día

Total ejes equivalentes en el carril de diseño: 1 x 106

Módulo de rotura del concreto: 38 Kg/cm2 medido a los 28 días

Bermas (B): si

Pasadores o dovelas (D): si

El Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajos, medios y

altos volúmenes de tránsito considera tres tipos de soporte para el pavimento,

como se indica en la Tabla 7, el suelo natural (SN), las bases granulares (BG)

(Artículo INV- 330-07) y las bases estabilizadas con cemento (BEC) (Artículo INV-

341-07), de 150 mm de espesor. Su efecto en el espesor de la estructura se tiene

en cuenta elevando el valor de la capacidad de soporte del terreno natural o suelo

de subrasante.

Tabla 7. Clasificación de los materiales de soporte para el pavimento de concreto.

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

Se considera un sub-rasante de base granular (BEC)



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Clasificación de la subrasante de acuerdo con su resistencia

Tabla 8. Clasificación de la subrasante de acuerdo con su resistencia.

Haciendo uso de la tabla 3-2 del Manual de diseño de pavimentos de concreto

para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito se clasifica la

subrasante del proyecto como: S4

Clasificación del tránsito futuro

Tabla 9. Categorías de tránsito para la selección de espesores.

De acuerdo con el estudio de tránsito en el periodo de diseño del presente estudio,

éste se encuentra dentro de la categoría To



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Clasificación de la Resistencia a la flexión del concreto

Tabla 10. Valores de resistencias a la flexotracción del concreto (Módulo de

rotura).

Se utilizan concretos de alta resistencia y durabilidad con resistencia a la flexión

igual a 38 Kg/cm2, se clasifican como MR1

Selección de Espesores

Definidas las variables de diseño del pavimento (S4, To, D y B, MR1) se puede dar

elección a la estructura deseada:



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

principal.



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Se tienen entonces las siguientes alternativas de elección que cumplen con todas las exigencias de solicitación para

el diseño de la estructura de pavimento:

DISEÑO FINAL

Espesor de losa (MR 40 Kg/cm2): 18 cm

Espesor sub-base granular: 15 cm (Mínimo Recomendado)

Espesor de sub-rasante mejorada: 20 cm

Figura 2. Sección transversal diseño final. INVIAS – ICPC.



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4.3 DISEÑO FINAL

De acuerdo a los valores de tolerancia que deben cumplir según el ARTICULO

500 PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRAULICO de las especificaciones del INV

Numeral 500.5.2.7 Calidad del producto terminado donde determina que la cota de

cualquier punto del pavimento curado no deberá variar en más de diez milímetros

(10 mm) de la proyectada, se plantean las siguientes alternativa definitiva:

Tabla 11. Diseño Final Estructura del Pavimento.

Espesor (cm) Capa de Pavimento - Recomendaciones

15 Losa de concreto. Mr=3.8 Mpa a los 28 días. Ensayo sobre vigas con

carga en tercios de la luz.

15 Sub-base granular estabilizada con cemento, compactada al 98% de la

densidad seca máxima del proctor estándar.

20

Capa de subrasante estabilizada, mezcla en volumen 1:1 (grava: arcilla

del sitio) + 3% en peso de cal o cemento, compactada al 90% proctor

modificado.



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5. DISEÑO DE JUNTAS

Se deberá emplear el método de construcción por franjas, utilizando como junta

transversal el sistema trabazón de agregados, induciendo las juntas por

introducción de láminas metálicas en el concreto fresco una vez iniciado el

proceso de fraguado. Como alternativa se puede realizar la junta con sierra en el

concreto endurecido en sus primeras 12 horas de fraguado (Juntas aserradas).

Las franjas serán dimensionadas de tal manera que se obtengan losas de

aproximadamente 3.0 a 3.5 de ancho y con largo igual al ancho, o en su defecto

una relación no mayor a 1.3.

5.1 LONGITUD DE LOSAS

Se recomienda que la longitud de las losas no sobrepase 24 x espesor de la losa:

Se adopta Longitud L = 3.50 m

Chequeo del esfuerzo debido al cambio uniforme de temperatura:

σ 0 : Esfuerzo en la losa de concreto debido al cambio uniforme de temperatura

L: Longitud de las losas de concreto

f: Factor de fricción que depende del material bajo la losa



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5.2 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.

Debido a que en el presente diseño se considera el ancho de las losas inferior a

4,0 m y en el medio existe la tradición de construir pavimentos por carriles o

ajedrez, las juntas longitudinales son de construcción.

Tabla 12. Selección de Junta Longitudinal. Requisitos de Barras de Anclaje

Corrugadas. (fy = 60.000 psi).

Teniendo en cuenta la tabla de recomendaciones para juntas longitudinales se

adopta;

Figura 3. Juntas Longitudinales



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5.3 JUNTAS TRANSVERSALES

Llamadas Juntas transversales, grietas inducida con pasador.

Los pasadores en las juntas transversales deben tratarse en la mitad de la longitud

con aceite o grasa mineral o con un producto adecuado para evitar la adherencia

con el concreto a fin de permitir el libre movimiento de contracción o de dilatación

de las placas; la barra debe ser lisa y sin irregularidades.

El área y espaciamiento de las barras se selecciona de acuerdo con las

recomendaciones presentadas en la siguiente tabla, la cual resume la experiencia

de la P.C.A. en este aspecto.

Tabla 13. Requisitos mínimos para pasadores en juntas transversales de

pavimentos rígidos

Se recomienda usar barras de acero liso de diámetro 1,91 cm (3/4”) con un límite

de fluencia mínimo de 280 MPa (60000 psi). Los pasadores se deben colocar en la

mitad del espesor de las losas, paralelos entre sí, al eje longitudinal de la vía y a la

superficie del pavimento, con una tolerancia medida en el extremo del pasador

que no sobrepase los 10 mm respecto a la posición teórica. La manera más

eficiente de lograr esto, es la de colocar los pasadores sobre unos soportes

hechos con varillas, que quedan embebidos en el concreto.



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El concreto alrededor de los pasadores debe tener la misma compactación que en

el resto del pavimento, para evitar la creación de zonas en las cuales la resistencia

a la tracción sea más baja y por ende se convierta en un área que se puede

fisurar. Ancho de la junta: se recomienda que su dimensión esté entre 6 y 8 mm

Profundidad p: Su dimensión se relaciona con el espesor de la placa entre h/6 < p

< h/4.

Figura 4. Junta Transversal

Figura 5. Esquema representativo de un pavimento de concreto y disposición de

juntas



30 | P á g i n a

5.4 JUNTAS TRANSVERSALES DE EXPANSIÓN

Reciben este nombre las juntas que se hacen dentro del pavimento para aislarlo

de otras estructuras, de otros pavimentos, o cuando hay cambios bruscos de

dirección. Estas juntas, generalmente tienen la forma de rombo, de círculo, de

triángulo o de semicírculo, con un ancho de 10 a 15 mm. Su función es la de aislar

un elemento ajeno al pavimento, como pueden ser los sumideros, las cajas de

inspección o cualquier otro elemento que esté dentro del pavimento. Pueden tener

forma de línea recta, cuando se construye con el fin de aislar los pavimentos de

concreto de otros tipos de pavimentos, cuando se presentan cambios bruscos de

dirección, en las intersecciones viales o cuando es necesario aislar el pavimento

de estructuras fijas, como es el caso de los puentes.

Las juntas de expansión alrededor de elementos incorporados dentro del

pavimento, tales como sumideros, cámaras de inspección o cajas, deben estar

como mínimo a 300 mm de los bordes de dichos elementos y su forma deber ser

poligonal, circular, o semicircular.

Figura 6. Junta de expansión entre el pavimento existente y el pavimento nuevo.



31 | P á g i n a

A continuación se presentan algunas recomendaciones de la disposición de juntas

que puede efectuarse:

Figura 7. Juntas de expansión.

Figura 8. Detalle de localización de juntas en cruces de vías.



32 | P á g i n a

5.5 SELLADORES DE JUNTAS

El propósito de estos es minimizar la infiltración del agua superficial y de

materiales incompresibles dentro de las juntas, los selladores también disminuyen

el potencial de corrosión de las barras de refuerzo, mediante la reducción de la

penetración de la humedad, por lo anterior se deberá realizar el sellado de juntas

con uno de los siguientes selladores que se proponen u con otro sellador

propuesto por el contratante. Se recomienda el empleo de este tipo de selladores,

para la utilización de cualquier producto de sellado se recomienda ponerse en

contacto con el fabricante, para consultar sobre el proceso de colocación y curado.

Se recomienda la instalación de sellos de poliuretano elastomérico como por

ejemplo: Vulkem 45 de toxement o un sello de sika-flex 1A y cordón de espuma

para fondo de junta.

Figura 9. Recomendación de juntas.

Sellante elástico: Sikaflex 1A; Vulkem 45.

Imprimante para juntas: Sika-Primer 215 3N; Vulkem 171 primer.

Fondo de junta preformado de polietileno (Cordón de Espuma): Sikarod 500 –

3/8”, seallasil soporte. Dichas es recomienda en juntas de expansión o en su

defectos juntas mayores a 10 mm para evitar el consumo excesivo de material

sellante.



33 | P á g i n a

5.6 RECOMENDACIONES DE CONSTRUCCIÓN DEL PAVIMENTO RÍGIDO

Se deben adoptar y utilizar las especificaciones de construcción del INVIAS 2007

Artículo 300. Disposiciones generales para la ejecución de afirmados, sub-base,

granulares y bases granulares y estabilizadas.

Artículo 310. Conformación de la calzada existente.

Artículo 320. Sub‐base granular.

Artículo 500. Pavimento de concreto hidráulico.

Artículo 672. Bordillos.

Artículo 700. Líneas de demarcación y marcas viales.

Artículo 710. Señales verticales de tránsito.

Nota: Se debe solicitar el certificado de estado de redes debido a que en esta vía

existen tubería de acueducto a una profundidad promedio de 0.85 mts (redes

domiciliarias), además de existir tuberías de alcantarillado y otras por lo cual se

deba hacer la protección de dichas tuberías.

5.6.1 Drenajes. En el estudio geotécnico se observa que de acuerdo con las

condiciones de humedad natural y límites de plasticidad determinada, el suelo

presenta unas condiciones potencialmente plásticas en presencia de humedad.

Alineamiento vertical: se deben tener en cuenta las siguientes

recomendaciones para obtener unas pendientes adecuadas:

No deben ser menores del 0.5 %.

Evitar los cambios de pendiente que provoquen estancamiento de agua.



34 | P á g i n a

5.6.2 Concreto. Para el diseño de mezcla se tendrá en cuenta los siguientes

factores:

El Modulo de Rotura (MR) también se puede calcular en forma aproximada en

función de la resistencia a compresión f’c así:

Resistencia a la compresión 3000 PSI (la mezcla de prueba debe cumplir con

esta resistencia a la compresión a los 28 días)

Modulo de rotura MR = 2.5* f ´c = 38 K/cm2; 3.8 MPa.

Con MR= 38 K/cm2: f’c= (MR/2.5)2 =231 K/cm2 = 3300 PSI, sin embargo, con los

materiales existentes en la región se debe hacer un diseño de mezcla donde se

obtengan resistencias de 3500 PSI. (245 kg/cm2)

5.6.3 Apertura del Transito.

El pavimento se dará al servicio cuando el concreto haya alcanzado una

resistencia a flexo-tracción del ochenta por ciento (80%) de la especificada a

veintiocho (28) días. A falta de esta información, el pavimento se podrá abrir al

tránsito sólo después de transcurridos catorce (14) días desde la colocación del

concreto.



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ANEXOS



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Anexo A. Perfiles de suelos



37 | P á g i n a

Anexo B. Clasificación de Suelos



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Anexo C. Análisis de DCP (CBR de campo)

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