Estudio Pavimentos Pista Aerea Glass Aircrafts
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Cra 13 # 3 - 58 1er Piso Tel 7466613 - 7497107 cel 033-4564562 Armenia, Q.
ANTONIO B. MORALES PAREJAINGENIERO CIVIL
Ingeniero de Suelos, Pavimentos y Cálculos Estructurales
ESTUDIO GEOTECNICO PARAPAVIMENTO PISTA AEREA
ESCUELA DE AVIACION - TEBAIDA GLASS AIRCRAFTS DE COLOMBIA
SR. JOSE ALBERTO OSPINA
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN..............................................................................................................
2. TRABAJOS DE CAMPO....................................................................................................
3. ENSAYOS DE LABORATORIO.........................................................................................
4. ESTRATIGRAFIA..............................................................................................................
5. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS..............................................................................
6. DISEÑO DE PAVIMENTOS...............................................................................................
6.1 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES.........................................................................
6.1.1 EVALUACIÓN DEL TRANSITO.....................................................................................6.1.2. Composición del Tránsito:.............................................................................................6.1.3 Cálculo del Tránsito Equivalente en el Carril de Diseño:.................................................
6.1.4 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES......................................................................
6.2.- DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO RIGIDO....................................................
7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.....................................................................
ANEXOS
1. REGISTROS DE APIQUES2. ENSAYOS DE LABORATORIO
ESTUDIO DE SUELOS Y CIMENTACIONES - PAVIMENTOS - CONSULTORIAS - DISEÑOS - CONCRETOS - CONSTRUCCIONES - INTERVENTORIAS - CALCULOS ESTRUCTURALES
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Ingeniero de Suelos, Pavimentos y Cálculos Estructurales
1. INTRODUCCIÓN
A solicitud del SEÑOR JOSE ALBERTO OSPINA, se realizaron ensayos de
campo y de laboratorio para estudio Geotecnico pavimento pista aérea. El
estudio se hará con base a los CBR tallados en el campo, a los CBR
tomados con el cono portátil (PDC) y a las característica físicas - mecánicas
de la subrasante.
El predio esta ubicado en el Municipio de La Tebaida - Escuela de Aviación
Glass Aircrafts de Colombia.
El presente estudio se ha realizado en el laboratorio del ING. ANTONIO
MORALES P.
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2. TRABAJOS DE CAMPO
Se realizaron 10 sondeos a profundidades de 2,00 mtrs ; para el estudio de
la subrasante ; se tomaron 8 CBR tallados en los primeros 8 sondeos y se
tomaron 2 ensayos de CBR con el Penetrómetro Dinámico de Cono Portátil
en el sondeo 9 a 10 y se utilizó Ecuación Ajustada de Correlación para las
cenizas volcánicas del Quindio presentada en el X SIMPOSIO
COLOMBIANO DE INGENIERÍA DE PAVIMENTOS.
Se tomaron muestras para humedades naturales, para ensayos de
clasificación como son granulometrias, limites de Atterberg, pesos unitarios
y 2 ensayos de compactación proctor modificado.
También se registraron los diferentes estratos hasta 2,0 mtrs de profundidad.
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3. ENSAYOS DE LABORATORIO
Los ensayos de laboratorio realizados a la subrasante fueron los siguientes:
HUMEDAD NATURAL
LIMITES DE ATTERBERG
GRANULOMETRIAS
PESOS UNITARIOS DE CAMPO
PROCTOR MODIFICADO
CLASIFICACIÓN DE SUELOS.
CALCULO DE CBR TALLADOS EN CAMPO
CALCULO DE CBR TOMADOS CON EL CONO PORTÁTIL
Los formatos de los diferentes ensayos aparecen el anexo del presente
estudio.
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4. ESTRATIGRAFIA
El origen de los suelos corresponde a las llamadas cenizas volcánicas de
grano fino y medio.
En el sondeo #1 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,60 mts ; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris
amarilla hasta 0,90 mts; luego se registro una tercera capa de arena fina
limosa amarilla grisosa hasta 1,30 mts; por último se encontró una cuarta
capa de limo arenoso amarillo gris hasta 2,0 mtrs de profundidad.
En el sondeo #2 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,70 mts ; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris
amarilla hasta 1,20 mts; luego se registro una tercera capa de arena fina
limosa amarilla grisosa hasta 1,70 mts ; por último se encontró una cuarta
capa de limo arenoso amarillo oscuro hasta 2,0 mts de profundidad.
En el sondeo #3 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,50 mts ; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris
amarilla hasta 0,90 mts; luego se registro una tercera capa de arena
media limosa amarilla grisosa hasta 1,30 mts ; por último se encontró una
cuarta capa de limo de mediana plasticidad amarillo oscuro hasta 2,0 mtrs
de profundidad.
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En el sondeo #4 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
1,0 mt ; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris amarilla
hasta 1,60 mts ; por último se encontró una tercera capa de limo arenoso
amarillo oscuro hasta 2,0 mts de profundidad.
En el sondeo #5 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,60 mts; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris amarilla
hasta 1,40 mts; por último se encontró una tercera capa de limos de
mediana plasticidad amarillo oscuro hasta 2,0 mts de profundidad.
En el sondeo #6 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,80 mts; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris amarilla
hasta 2,0 mts.
En el sondeo #7 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,40 mts; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris amarilla
hasta 1,0 mt ; luego se registro una tercera capa de limo arenoso amarilla
oscuro hasta 1,40 mts ; por último se encontró una cuarta capa de limos
de mediana plasticidad amarillo claro hasta 2,0 mtrs de profundidad.
En el sondeo #8 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,40 mts; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris amarilla
hasta 1,20 mts; luego se registro una tercera capa de limo de mediana
plasticidad amarillo oscuro hasta 2,0 mts de profundidad.
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En el sondeo #9 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,50 mts; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris amarilla
hasta 1,0 mt ; luego se registro una tercera capa de limo de mediana
plasticidad amarilla oscuro hasta 1,60 mts ; por último se encontró una
cuarta capa de limo de mediana plasticidad amarillo claro hasta 2,0 mtrs
de profundidad.
En el sondeo #10 se registro una primera capa de suelo orgánico de 0,0 a
0,40 mts; seguida por una segunda capa de arena fina limosa gris amarilla
hasta 0,90 mts ; luego se registro una tercera capa de limo arenoso
amarillo oscuro hasta 1,30 mts ; por último se encontró una cuarta capa
de limo de mediana plasticidad amarillo claro hasta 2,0 mtrs de
profundidad.
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5. EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS
Los ensayos realizados a la subrasante arrojaron los siguientes resultados:
Sondeo # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10% CBR tallado 2.42 3.6 4.3 3.4 6.4 9.7 6.8 3.1% CBR con PDC 3.8 4.2Densidad húmeda de campo kg/cm³ 1.642 1.43 1.484 1.584 1.519 1.643 1.65 1.483 1.593 1.567Densidad seca de campo kg/cm³ 1.384 1.249 1.227 1.218 1.30 1.411 1.407 1.259 1.259 1.30Densidad seca max. de laboratorio. kg/cm³
1.803 1.803 1.608 1.608 1.608 1.608 1.803 1.803 1.803 1.803
% compactación subrasante a 0,50 mts 77 79 76 76 81 88 78 82 70 72Humedad natural 18.60 14.53 20.98 30.0 16.85 16.41 17.27 17.80 26.55 20.54Limite liquido Limite plásticoClasificación
CALCULO VALOR DEL CBR DE DISEÑO DE ACUERDO A INSTITUTO DEL ASFALTO
VALORES CBR OBTENIDOS NUMERO DE VALORES DE CBR IGUALES O MAYORES
% DE VALORES CBR IGUALES O MAYORES
2.2 8 1002.4 7 87.52.5 6 75.02.6 5 62.52.9 4 50.03.0 3 37.53.1 2 25.03.3 1 12.5
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Promediando los valores de CBR, podemos obtener un valor aproximado del
2,42 %. De acuerdo a los valores de humedades de campo observamos que
estos valores se encuentran cercanos a los limites líquidos, lo cual deja
entrever las altas deformaciones que se pueden presentar en el pavimento
ante los efectos de cargas de transito pesado. El valor del CBR de la
subrasante se puede clasificar dentro de pobre o regular.
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6. DISEÑO DE PAVIMENTOS
6.1 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
6.1.1 EVALUACIÓN DEL TRANSITO
De acuerdo al valor de CBR hallado de la subrasante, se buscó un tránsito
equivalente para la estructura del pavimento en estudio.
El tránsito acumulado en el periodo de diseño de 15 años, se determinó
asumiendo una tasa de crecimiento del 4%.
TF = To * FP * a * 365 a =15 años i = 4% (0,04)
FP = [(1+i)ª-1] / [a * i] = [(1+0.04)15 - 1] / [15 * 0,04]
FP = 1,33
TF = 100 * 1,33 * 15 * 365 = 728.175 vehículos
6.1.2. Composición del Tránsito:
Como resultado del conteo se obtuvo la siguiente composición del tránsito:
TIPO VEHÍCULO PORCENTAJE NUMEROLIVIANOSBUSESCAMIONES
303040
218.452218.453291.270
TOTAL 100 718.175Con respecto a los camiones cerca al 100% de ellos son del tipo C2P y
C2G, o sea camiones de dos ejes
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6.1.3 Cálculo del Tránsito Equivalente en el Carril de Diseño:
Para la determinación del tránsito equivalente expresado en ejes equivalentes a 8,2 Toneladas, se
analizó la información de volúmenes de tránsito por cada categoría, y los factores daño por
vehículo comercial obtenidos de estudio de factor daño realizado por la Universidad Del Cauca
dentro de la Investigación Nacional de Pavimentos I FASE y los del Ministerio del Transporte en
1992.
EJES EQUIVALENTES SEGÚN INPTIPO VEHICULO NUMERO Factor de Equivalencia Ejes Equivalentes
Total vehículos 728.175 -- --Livianos 218.452 -- --Buses P900 218.453 1.0 218.453Camiones C2 Peq 41.270 0.1 4.127Camiones C2 G. 100.000 2.8 280.000Camiones C3-C4 150.000 6.7 1’005.000TOTAL 1’507.500
Para el diseño se asume un tránsito de diseño expresado en ejes
equivalentes de 8,2 ton igual a 1,5 * 106 repeticiones.
6.1.4 DISEÑO DE PAVIMENTOS FLEXIBLES
6.1.4.1 MÉTODO DEL INSTITUTO NORTEAMERICANO DEL ASFALTO (INA)
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N = 1,5 * 106 EJES EQUIVALENTES DE 8.2 TON
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DATOS:
1. CBR = 2,38 %
2. TRANSITO = 1,5 *106 Ejes de 8,2 ton
3. PERIODO DE DISEÑO = 15 años
CALCULO DEL NDT
NDT 1500 000
15 365273
' .
*
Ejes de 8,2 ton
CALCULO DEL CONCRETO ASFALTICO
TaNDT
CBR
Ta
O
O
23 34 10
23 34 24 36
2 38338
4
4
, log
, .
( , ). Cms de concreto Asfaltico
ESPESOR DE CONCRETO ASFALTICO = 12,0 Cms
ESPESOR DE CONCRETO ASFALTICO PARA CONVERTIR A BASE
GRANULAR = 34cm -12 cm = 22 Cms de concreto asfaltico
ESPESOR DE BASE GRANULAR 8 Cm * 2,0 = 16 Cms
ESPESOR DE SUBBASE GRANULAR 14 Cm * 2,7 = 38 Cms
Por lo tanto la estructura encontrada y evaluada en este estudio es:
ESTRUCTURA DE DISEÑO PARA EL TRANSITO ESTIMADO POR EL
METODO INA
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6.1.4.2 MÉTODO SHELL
DATOS:
CBR = 2,5 %
TEMPERATURA DEL LUGAR = 20°C
CODIFICACIÓN DEL CONCRETO ASFALTICO = S1 - F1 - 100’
EJES EQUIVALENTES DE 8,2 TON = 1,5 * 106
CARTA UTILIZADA DEL MANUAL DE LA SHELL = CHART HN 23
ESPESOR DE CONCRETO ASFALTICO ARROJADO POR TABLA = 51 Cms
Comparando este Método con el Método INA, podemos observar que la
estructura del pavimento es sensiblemente igual a la arrojado por este
último. por lo tanto los comentarios y conclusiones obtenidos son similares
ESTRUCTURA DE DISEÑO PARA EL TRANSITO ESTIMADO POR EL
METODO SHELL
Carpeta = 12 cms de concreto asfaltico
Base = 19 cm material granular de río con CBR = 80%
Subbase = 37 cm material granular de peña carniceros con CBR = 40%
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Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 16 cms
Diseño de 1 a 8 años
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 16 cms
Diseño de 8 a 15 años
SUBBASE GRANULAR e = 38 cms
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
Colocado al 8 año
Subrasante
Subrasante
SUBBASE GRANULAR e = 38 cms
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6.1.4.3 MÉTODO MECDE 3
DATOS:
NUMERO DE CAPAS = 4 ( CARPETA ; BASE Y SUBRASANTE)
ESPESORES DE CAPAS = CARPETA 50 mm; BASE 200 mm
SUBBASE 300 mm
MODULO ELÁSTICO CARPETA = 13000 Kg/Cm² 1300 Mpa
MODULO ELÁSTICO BASE = 2400 Kg/Cm² 240 Mpa
MODULO ELÁSTICO SUBBASE = 1500 Kg/Cm² 150 Mpa
MODULO ELÁSTICO SUBRASANTE = 238 Kg/Cm² 23.8 Mpa
CARGA POR EJE = 8,2 Ton
Con estos datos corremos el programa y nos da una deformación por
compresión en la subrasante de 8,37 * 10 -4.
Si aplicamos las ecuaciones SHELL encontramos que la deformación
admisible de compresión en la subrasante debe ser:
Ez adm = 2,8 * 10-2 * N8,2-0,25
Ez adm = 2,8 * 10-2 * (1500000)-0,25
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Ez adm = 8,0 * 10-4
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 19 cmsCBR = 80%
Diseño de 1 a 8 años
Subrasante
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 16 cmsCBR = 80%
Diseño de 8 a 15 años
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
Colocado al 8 año
Subrasante
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
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Lo cual nos indica que la deformación de la subrasante para las cargas
evaluadas están por debajo de la deformación admisible, por lo tanto la
estructura existente como se dijo anteriormente solo soportaría camiones C2
grande y en ninguna manera soportaría cargas tipo tanden, ya que rebasaría
las deformaciones admisibles.
ESTRUCTURA DE DISEÑO PARA EL TRANSITO ESTIMADO POR EL
METODO MECDE3
Carpeta = 12 cms de concreto asfaltico
Base = 19 cm material granular de río con CBR = 80%
Subbase = 37 cm material granular de peña carniceros con CBR = 40%
6.1.4.5 MÉTODO DEPAV
DATOS:
NUMERO DE CAPAS = 4 ( CARPETA ; BASE Y SUBRASANTE)
ESPESORES DE CAPAS = CARPETA 6 cm; BASE 19 cm
SUBBASE 37 cm
MODULO ELÁSTICO CARPETA = 13000 Kg/Cm²
MODULO ELÁSTICO BASE = 2400 Kg/Cm²
MODULO ELÁSTICO SUBBASE = 1500 Kg/Cm²
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Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 19 cmsCBR = 80%
Diseño de 1 a 8 años
Subrasante
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 16 cmsCBR = 80%
Diseño de 8 a 15 años
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
Colocado al 8 año
Subrasante
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
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MODULO ELÁSTICO SUBRASANTE = 238 Kg/Cm²
CARGA POR EJE = 8,2 Ton
RADIO DE CARGA = 10,80 Cm
PRESIÓN DE CONTACTO = 5,60 Kg/Cm²
DISTANCIA ENTRE EJES DE LLANTAS = 32,40 Cm
Antes de correr el programa se obtuvieron datos de deformaciones
admisibles de compresión en la subrasante y el cálculo del esfuerzo vertical
admisible de compresión en la subrasante, utilizando las ecuaciones SHELL
para el primero y la ecuación de KERHOVEN Y DORMON, así:
6.1.4.6 CALCULO DE LA DEFORMACIÓN UNITARIA ADMISIBLE DE
COMPRESIÓN EN LA SUPERFICIE DE LA SUBRASANTE
ECUACIÓN SHELL
Ez adm = 2,8 * 10-2 * N8,2-0,25
Ez adm = 2,8 * 10-2 * (1500000)-0,25
CALCULO DEL ESFUERZO VERTICAL ADMISIBLE DE COMPRESIÓN EN
LA SUPERFICIE DE LA SUBRASANTE.
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Ez adm = 8 * 10-4
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 19 cmsCBR = 80%
Diseño de 1 a 8 años
Subrasante
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 16 cmsCBR = 80%
Diseño de 8 a 15 años
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
Colocado al 8 año
Subrasante
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
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Según KERHOVEN Y DORMON, asume la siguiente expresión para el
cálculo del esfuerzo vertical admisible de compresión en la superficie de la
subrasante:
zsE
N
0 007
1 0 7
1 666
4 32
, *
, log
,
,
Según los valores del modulo resiliente obtenidos atraves de los ensayos de
campo, los esfuerzos admisible son los siguientes:
SECTOR DE ESTUDIO MODULO Z ADMISIBLE,ENTRE APIQUE #1 Y #6 RESILIENTE kg/cm²
1 250 0,38
6.1.4.7 RECOMENDACIONES PARA EL PAVIMENTO FLEXIBLE
6.1.4.7.1 Materiales Granulares
El material para subbase y base cumplirá con los requisitos del I.N.V de Colombia de acuerdo a
los siguientes cuadros:
MATERIAL SUBBASEART 320.2 SBG-1
MATERIAL BASEART 330
TAMIZ Especificación% PASA
TAMIZ BG-1% PASA
BG-2% PASA
2” 100 1 ½” 100 --1½” 70 - 100 1” 70 - 100 1001” 60-100 ¾” 60 - 90 70-100½” 50-90 3/8” 45 - 75 50-80
3/8” 40-80 #4 30 - 60 35-654 30 - 70 #10 20 - 45 20-45
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10 20 - 55 #40 10 - 30 10-3040 10 - 40 # 200 5 - 15 5-15200 4 - 20
PLASTICIDAD < 6% PLASTICIDAD NP < 3%CBR , con Humedad optima del Proctor modificado 40 %
CBR , con Humedadoptima del Proctor modificado 80 %
DESGASTE 50% MAX DESGASTE 40% MAXEQUIV. DE ARENA 25% min EQUIV. DE ARENA 30% min
El material para base granular tendrá un espesor que se indica en los
diseños y cumplirá con los requisitos del I.N.V de Colombia para base
granular:
a) Materiales: El material consistirá en grava triturada o roca triturada dura y
resistente que cumpla con los requisitos siguientes:
- Debe presentar no menos del 50% de partículas de agregado grueso, en
peso, con caras fracturadas ( agregado grueso : parte del material
retenido en el tamiz #4). Debe estar libre de materia orgánica, terrones
de arcilla y otras sustancias deletéreas. No debe mostrar señales de
desintegración, ni pérdida mayor del 12% al someter a 5 ciclos en la
prueba de solidez en sulfato de sodio según el ensayo I.N.V - E20.
b) Límites de Consistencia: La fracción del material que pasa por el tamiz
#40 no debe tener un índice de plasticidad mayor de 6,0 %
c) Desgaste: El material al ser sometido al ensayo de abrasión en la
máquina de los Ángeles (MOP E-15), deberá presentar un desgaste
menor del 40%.
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d) Colocación y Compactación: el material se colocará y extenderá en capas
de 15 cm , deberá humedecerse, si se requiere para facilitar su
compactación, de modo que el contenido de humedad sea
aproximadamente igual al óptimo, de acuerdo con el ensayo del Proctor
Modificado para ese material. La compactación mínima será del 100% de
la densidad máxima determinada según la especificación T-280 de
AASTHO método (Proctor Modificado).
e) En todas las capas del pavimento ( material granular ) deberá realizarse
ensayos de compactación Proctor modificado y Densidad de campo, para
poder controlar los porcentajes de compactación, los cuales deberán estar
entre el 95% y 100% para subbases y 100% para bases.
6.1.4.6.2 CARACTERISTICAS DEL CONCRETO ASFALTICO (ART 450)
1. Recomendaciones del Material
El tipo de mezcla será S1 - F1 - 100’
El conjunto de agregado grueso, agregado fino y llenante mineral deberá ajustarse a alguna de las
siguientes gradaciones.
TAMIZ ( Pulgadas) PORCENTAJE QUE PASAMDC-1 MDC-2 MDC-3
1”¾”½”
3/8”No.4No.10
10080-10067-8560-7743-5429-45
--100
80-10070-8851-6838-52
------
10065-8743-61
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No.40No.80No.200
CARAS FRACTURADAS 75 % min.EQUIV DE ARENA 50% min.
DESGASTE 30% max.
14-258-174-8
17-288-174-8
16-299-195-10
2. Características de la Mezcla Asfaltica para un transito > 5x106
Compactación, 75 golpes/caraEstabilidad Mínima, 750 kg.Flujo, 2-3.5 mmVacíos con aire capa de rodadura, 4-6 %Vacíos con aire Base asfaltica, 4-8%Vacíos mínimos en agregados minerales gradación MDC-1, 14 %Vacíos mínimos en agregados minerales gradación MDC-2, 15 %Vacíos mínimos en agregados minerales gradación MDC-3, 16 %
3. Módulo Dinámico
El valor del módulo dinámico según las curvas maestras de la Universidad del
Cauca para la gradación es de 13000 kg./cm².
Antes de colocar la capa de rodadura debe realizarce una imprimación
con asfalto del tipo MC - 70 o una emulsión de rompimiento rápido. La
capa de base deberá esta bien compactada, seca, y completamente
barrida, para que la imprimación tenga un efecto benéfico.
Durante la construcción deberá tenerse un control riguroso de los materiales
de base y subbase, así como de la capa de rodadura a utilizar, de tal forma
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que cumpla todas las especificaciones del Instituto Nacional de Vías de
Colombia.
6.2.- DISEÑO ESTRUCTURAL DEL PAVIMENTO RIGIDO
El cálculo de espesores se realizará para pavimento Rígido.
El método aplicado en el desarrollo del pavimento rígido, para el área de
circulación vehicular de tráfico medio-bajo es el denominado método de la
U.K (MÉTODO DE LA GRAN BRETAÑA -DE LA TRRL).
El gráfico #1 corresponde a un CBR de 2,0% de subrasante, carga máxima
de 18 ton/eje y repeticiones de carga de 100 aplicaciones por día.
El espesor de losa recomendado es de 18 cm.
Se recomienda colocar una capa de subbase granular de 20 cm de
espesor, las especificaciones de subbase granular se fijan a continuación de
acuerdo a la Norma.
a) Materiales: El material consistirá en grava triturada ó roca triturada
dura y resistente que cumpla con los siguientes requisitos:
- Debe presentar no menos del 50% de las partículas de agregado
grueso, en peso, con caras fracturadas ó en su defecto material de
río tipo base.
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- Debe estar libre de materia orgánica, terrones de arcilla y otras
sustancias deletéreas.
- No debe mostrar señales de desintegración ni de pérdida mayor
del 15% al someterlo a 5 ciclos en la prueba de solidez en sulfato
de sodio según el ensayo (I.N.V. - E220 TOMO II).
b) Granulometría: La gradación de los materiales será la siguiente:
TAMIZ PORCENTAJE QUE PASA1 ½” 1001” 70 - 1003/4” 60 - 90 3/8” 45 - 754” 30 - 60No. 10 20 - 50No. 40 10 - 30No. 200 5 - 15
c) Límites de consistencia: La fracción del material que pasa por el
tamiz No. 40 no debe tener un índice de plasticidad mayor a 6%.
d) Desgaste: El material al ser sometido al ensayo de abrasión en
la máquina de los Ángeles (I.N.V. - E218 TOMO II) deberá
presentar un desgaste menor del 40%.
e) Colocación y compactación: El material se colocará y extenderá en
capas de espesor de 10 cm y la compactación se realizará con
rodillo metálico y neumático (Vibratorio). Se humedecerá, si se
requiere para facilitar su compactación, de modo que el contenido
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de humedad sea aproximadamente igual al óptimo, de acuerdo con
el ensayo del Proctor Modificado para ese material.
La compactación mínima será del 98% de la densidad máxima
determinada según la especificación (E142 y E161 TOMO II I.N.V)
de Colombia).
RECOMENDACIONES PARA PAVIMENTO RÍGIDO
El material para sub-base cumplirá con los requisitos del I.N.V. para
sub-base granular que se anotaron en las recomendaciones para
pavimento.
Se debe realizar un diseño de mezcla de concreto que garantice una
resistencia a la flexión de 600 Psi ó sea 42 kg / cm² y a la compresión
de 245 kg/cm² ( 3500 Psi ).
Durante la construcción se debe seguir lo estipulado en la norma
I.N.V. de Colombia E-415, TOMO II.
El pavimento de concreto llevará las siguientes juntas:
- Juntas Longitudinales: Estas juntas se deberán detallar como se
ilustra en la figura #1 y llevarán barras de anclaje corrugadas de
5/8” y 100 cm. de longitud espaciadas 1.00 mtrs, las varillas de
acero deberán tener una resistencia de 60.000 Psi.
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6 a 8 mm
2 ½ cm
h
h/2
Barra de anclaje sin engrasar en ningún lado
fig #1
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- Juntas de Contracción: Estas juntas se construirán en los extremos
de las vías o donde se presente una obra que no permita
transferencia de cargas. Alrededor de cámaras de inspección y
sumideros se debe colocar una junta de expansión.
- Juntas transversales: Esta junta deberá detallarse como se ilustra
en la figura #2, con barras corrugadas de anclaje de 50 cm de
largo, separadas cada 30 cms con diámetro de 1” con f’y de 60.000
psi. Solamente para este caso de juntas se engrasará la mitad de
la varilla.
Se recomienda darle a la sección de la vía una pendiente transversal
del 2,5% y construir los sardineles en los bordes de la losa.
Todas las losas deberán tener una relación largo-ancho de 1,10 y un
espesor de 18,0 cms
Todas las juntas deberán sellarse con asfalto sólido.
Deberán construirse sardineles y filtros donde se requiera.
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6 a 8 mm
2 ½ cm
h
h/2
Barra de anclaje engrasada solamente en un extremo
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a) El equipo utilizado para la excavación y extendido de materiales
deberá ser sobre oruga y preferiblemente equipo liviano con el
objeto de evitar el hundimiento de los equipos en el suelo de
subrasante blando.
Sobre esta capa se colocará un espesor de losa de 18 cms con una
resistencia a la compresión de 24,5 Mpa ( 3500 Psi ).
Para la subrasante se recomienda compactar entre el 90% y 95% del Proctor
Modificado. Si a nivel de subrasante se encuentra algún área con suelos
orgánicos o suelos de rellenos heterogéneos, deberán sustituirse por suelos
arenosos amarilloso poco plásticos en un espesor hasta de 30 cms y
compactarse con el mismo porcentaje antes recomendado.
ESTRUCTURA PAVIMENTO RIGIDO
A continuación se anexan tablas de diseño del Pavimento Rígido
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LOSA - F’c CONCRETO DE 4500 PSI MR 42 KG/CM²
20Cm
18 Cm
CBR = 80%SUBBASE GRANULAR e = 20 cms
SUBRASANTE
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7. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. Se deberá descapotar el suelo orgánico.
2. Para el diseño del Pavimento Flexible se utilizaron 4 Métodos ( 2 métodos
racionales analíticos “INA, SHELL” y 2 métodos computacional
“MECDE3 , Ver capitulo 5 (Diseño de Pavimento Flexible)
3. La estructura de diseño del pavimento flexible recomendada es la arrojada
por el Programa MECDE3
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Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 19 cmsCBR = 80%
Diseño de 1 a 8 años
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
BASE GRANULAR e = 19 cmsCBR = 80%
Diseño de 8 a 15 años
Concreto asfaltico e = 6,0 cms
Colocado al 8 año
Subrasante
Subrasante
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
SUBBASE GRANULAR e = 37 cms
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DEFORMACIÓN UNITARIA ADMISIBLE DE COMPRESIÓN EN LA
SUPERFICIE DE LA SUBRASANTE
ESFUERZO VERTICAL ADMISIBLE DE COMPRESIÓN EN LA SUPERFICIE
DE LA SUBRASANTE
LA ESTRUCTURA PAVIMENTO RIGIDO RECOMENDADA ES LA
SIGUIENTE :
Atentamente;
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z adm = 0,38 kg/cm²
Ez adm = 8 * 10-4
LOSA - F’c CONCRETO DE 4500 PSI MR 42 KG/CM²
20Cm
18 Cm
CBR = 80%SUBBASE GRANULAR e = 20 cms
SUBRASANTE
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ING. ANTONIO MORALES P.MAT 797 CAUCA
ARMENIA, NOVIEMBRE 28 DEL 2000
TOMO 2
ESTUDIO DE SUELOS DISEÑO DEL PAVIMENTO
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