Unidad 01 After AG
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Universidad de MedellínFacultad de IngenieríaPrograma de Ingeniería Civil
Universidad del DesarrolloFacultad de Ingeniería
Ingeniería Civil en Obras Civiles
Unidad 1: Introducción
Curso de Diseño VialCurso de Diseño VialCurso de Diseño VialCurso de Diseño Vial(Taller de Diseño Estructural de Pavimentos)(Taller de Diseño Estructural de Pavimentos)(Taller de Diseño Estructural de Pavimentos)(Taller de Diseño Estructural de Pavimentos)
Profesor Mario Rodríguez MorenoProfesor Mario Rodríguez MorenoProfesor Mario Rodríguez MorenoProfesor Mario Rodríguez MorenoProfesor Álvaro González Profesor Álvaro González Profesor Álvaro González Profesor Álvaro González VaccarezzaVaccarezzaVaccarezzaVaccarezza
INGENIERÍA DE CAMINOS…
INGENIERÍA DE CAMINOS…
INGENIERÍA DE CAMINOS…
INGENIERÍA DE CAMINOS…
Impacto positivo en la comunidad
INGENIERÍA DE CAMINOS…
comunidad
Transporte de productos a un menor costo
% CAMINOS PAVIMENTADOS
(Fuente: Banco Mundial, 2013)
Situación en Chile
Red Vial Administrada por el MOP: 80.000 km
Pavimentados No pavimentados
Pavimentados
CAMINOS NO PAVIMENTADOS
21%
79%
Pavimentados
No pavimentados
Objetivos
El principal objetivo de estos caminos es proporcionar accesibilidad a zonas urbanas y rurales durante todas las estaciones del año, y permitir el tránsito de diferentes tipos de vehículos.
CAMINOS NO PAVIMENTADOS
Camino no pavimentado en zona lluviosa, rural.
Camino no pavimentado en zona seca, rural.
Problemática• El mal estado de los caminos desincentiva la integración social, el acceso a la salud, educación, cultura y turismo.
• El material suelto y el polvo afectan la vida útil y funcionamiento de instalaciones urbanas y bienes privados.
•Baja calidad de vida de la gente debido al polvo en suspensión debido al paso
CAMINOS NO PAVIMENTADOS
•Baja calidad de vida de la gente debido al polvo en suspensión debido al paso de los vehículos.
Temario
� Historia
� El Proyecto de Ingeniería Vial
� Funciones de un Pavimento
� Tipos de Pavimentos
� Pavimentos de Hormigón
� Pavimentos de Asfalto
� Variables y Parámetros de Diseño
� Protocolo de Diseño
• Etruscos(800 AC), Cartagineses (500 AC), Romanos, Mayas, Incas.• Primeras especificaciones de Ingeniería (1900).
1.1 Historia
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
Primeros Pavimentos:
Asfalto : - París, 1840- Newark, New Jersey 1870
Hormigón: - Escocia, 1865- Detroit, Michigan 1908
1.1 Historia
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
Estructura de un pavimento convencional:
CunetaCarpeta asfáltica
Capa de base
Talud superior
Riego de Imprimación
1.2 Proyecto de Ing. Vial
FiltroSub-rasante
Capa de base
Capa de Sub-base
Talud inferior
1.2 Proyecto de Ing. Vial
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
DISEÑO CAMINO
� Estudio de Capacidad� Diseño Espacial� Seguridad� Medio Ambiente� Paisajismo
• Diseño Planimétrico y Altimétrico• Diseño de Intersecciones y Enlaces• Diseño de elementos complementarios
1.2 Proyecto de Ing. Vial
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
DISEÑO DE INFRAESTRUCTURA COMPLEMENTARIA
� Piedraplenes� Terraplenes� Puentes y Viaductos� Túneles� Obras de Arte� Muros de Contención y Taludes� Otras: Pasos peatonales, obras de ornamentación, etc
DISEÑO DEL DRENAJE
� Diseño Drenaje Superficial� Diseño Drenaje Profundo o
sub-superficial.
1.2 Proyecto de Ing. Vial
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
DISEÑO SUPRAESTRUCTURA
Diseño Estructural de Pavimento
� Eficiencia Transporte� Seguridad� Comodidad� Contaminación� Durabilidad?
1.3 Funciones del Pavimento
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
� Resistir esfuerzos estructurales de cargas dinámicas o cargasestáticas ?
� Reducir costos de operación de vehículos
� Proteger subrasante del clima (Erosión, agua y heladas) yasegurar “transitabilidad” para todas las épocas del año
1.3 Funciones del Pavimento
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
� Otros
En realidad para entender la función de un camino pavimentado esimportante estudiar la problemática de origen, la cual nace en uncamino no pavimentado.
1.3 Funciones del Pavimento
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
TIPOS DE DETERIORO CAMINOS NO PAVIMENTADOS
1.3 Funciones del Pavimento
EXTERNALIDADES NEGATIVAS CAMINOS NO PAVIMENTADOS
� Aumenta costo de conservación� Aumenta costo de operación� Reduce seguridad� Afecta integración social� Permite la producción de polvo (***)
1.3 Funciones del Pavimento
EMISIÓN DE POLVO
1.3 Funciones del Pavimento
EFECTO EMISIÓN DE POLVO
• Afecta la salud• Afecta la agricultura• Afecta lagos y corrientes de agua• Afecta la flora• Afecta la fauna• Reduce la seguridad
1.3 Funciones del Pavimento
• Deteriora enseres domésticos• Deteriora instalaciones industriales• Deteriora instalaciones públicas
Contribuye acelerar el deterioro del camino
1.3 Funciones del Pavimento
Exceso de finos producen inestabilidad.
Tipos según material:
• Hormigón• Asfalto• Adoquines y Adocretos• Materiales especiales (cal, sales, otros)• Estructuras combinadas (Recapados)
1.4 Tipos de Pavimento
Tipo según aplicación:
• Calles• Carreteras• Pavimentos industriales y puertos• Aeropuertos• Otros
1.4 Tipos de Pavimento
Comportamiento del Asfalto y Hormigón
Carga
Hormigón
• Rígido• Frágil
Deformación
Asfalto
• Flexible• Dúctil
1.4 Tipos de Pavimento
Base granularHormigón
Capa(s) Asfáltica(s)
Subbase granular
Subrasante
Subbase granular
SubrasanteSubrasante
PAVIMENTOS FLEXIBLESLa tensión disminuye gradualmenteVarias capas trabajan en conjunto
PAVIMENTOS RÍGIDOSLa tensión disminuye bruscamente
La mayor parte del trabajo lo hace la losa de hormigón.
1.5 Pavimentos de Hormigón
Estructura
• La losa hace casi el 100% delaporte estructural.
• Realiza todas las funciones derodado.
• En Chile espesor mínimo es de 20(18) cm. y el máximo de 30 cm.
1.5 Pavimentos de Hormigón
• En Estados Unidos el rango va de6 a 12 pulgadas.
1.5 Pavimentos de Hormigón
Barras de Traspaso de Carga - Amarre - Armadura
Barras de traspaso de carga Barras de amarre
Refuerzo continuo
Junta sin barra de traspaso de carga (JPCP)
Junta con barra de traspaso de carga (JRCP)
1.5 Pavimentos de Hormigón
Losa 1 Losa 2 Losa 1 Losa 2 Losa 1 Losa 2
Tipos de pavimento rígido
Junta con barra de traspaso de carga(JRCP)
Hormigón con refuerzo continuo(CRCP)
Junta sin barra de traspaso de carga(JPCP)
1.5 Pavimentos de Hormigón
Losas ‘cortas’ de Hormigón
Dependiendo de las condiciones del proyecto, espesores de hasta 8 cm.
1.5 Pavimentos de Hormigón
Losa de hormigón tradicional
Tensión de tracción
1.5 Pavimentos de Hormigón
Losa con geometría optimizada
1.6 Pavimentos de Asfalto
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
1.6 Pavimentos de Asfalto
Base Granular
Capa Asfáltica 1
ImprimaciónCapa Asfáltica 2
Riego de liga
Sello
Vacíos en el orden de 4-8%(*)
Pavimentos flexibles (estructura clásica)
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
Base Granular
Subbase Granular
SubrasanteGeotextil
(*) Mezclas tradicionales sin vacíos interconectados. Mezclas drenantes pueden ser 12%
1.6 Pavimentos de Asfalto
Base Estabilizada
Capa Asfáltica 1Riego de liga
Sello Vacíos en el orden de 4-8%(*)
Pavimentos flexibles (base estabilizada)
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
Subbase Granular
SubrasanteGeotextil
Imprimación
(*) Mezclas tradicionales sin vacíos interconectados. Mezclas drenantes pueden ser 12%
1.6 Pavimentos de Asfalto
Capa Asfáltica 1Riego de liga
Sello
Pavimentos flexibles (“Full Depth”)
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
SubrasanteImprimación
(*) Mezclas tradicionales sin vacíos interconectados. Mezclas drenantes pueden ser 12%
Capa Asfáltica 2
1.7 Variables y Parámetros de Diseño
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
1.7 Variables y Parámetros de Diseño
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
1.8 Protocolo de Diseño
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería
1.8 Protocolo de Diseño
Ing 1003 Diseño, Modelamiento e Investigación en Ingeniería