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I
FEBRERO DE 2017
ESTUDIO GEOTECNICO Y DISEÑO ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS
CENTRO DE MANTENIMEINTO, HANGAR Y ZONA DE GUAJES,
EMPRESAS VARIAS DE MEDELLÍN E.S.P.
MEDELLÍN, ANTIOQUIA
I-220-01-01 Rev1
Informe final
Preparado para:
LUIS JAVIER GALEANO MURILLO
INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DE PAVIMETO S.A.S LUIS JAVIER GALEANO
II
CONTROL DE INFORMES
DOCUMENTO CÓDIGO
ESTUDIO GEOTECNICO Y DISEÑO
ESTRUCTURAL DE PAVIMENTOS
CENTRO DE MANTENIMEINTO, HANGAR Y
ZONA DE GUAJES, EMPRESAS VARIAS DE
MEDELLÍN E.S.P.
MEDELLÍN, ANTIOQUIA
I-111-14-01 Rev1
REVISIÓN
NO. FECHA ELABORÓ REVISÓ VERIFICÓ
0 29/11/2016
Alexander Galvis
Ingeniero Civil
Luis Horacio Rodríguez
IC. Esp. En vías y Ttes
Hernan Dario Gomez
Director de obra
1
MODIFICACIÓN: Se agrega sección transversal y longitudinal de las losas reforzadas para
las alternativas en pavimento rígido.
08/02/2017
Alexander Galvis
Ingeniero Civil
Luis Horacio Rodríguez
IC. Esp. En vías y Ttes
Hernan Dario Gomez
Director de obra
2
MODIFICACIÓN:
3
MODIFICACIÓN:
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III
TABLA DE CONTENIDO Página
1. OBJETIVO Y ALCANCE................................................................................... 1
1.1 OBJETIVOS................................................................................................ 1
1.2 ALCANCES ................................................................................................ 1
2. ASPECTOS GENERALES ............................................................................... 2
2.1. LOZALIZACIÓN DEL PROYECTO ............................................................. 2
2.2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO .............................................................. 2
3. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA .......................................................... 3
3.1. METODOLOGÍA AASHTO 1993 PARA EL DISEÑO DE ESTRUCTUTRAS
FLEXIBLE ............................................................................................................. 3
3.1.1. FACTOR DE CONFIABILIDAD ................................................................ 4
3.1.2. DESVIACIÓN ESTÁNDAR ...................................................................... 5
3.1.3. ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD ............................................................... 5
3.1.4. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES .......................................... 6
3.1.1. COEFICIENTES DE DRENAJE ............................................................... 7
3.2. METODOLOGÍA RACIONAL ...................................................................... 8
3.2.1. DATOS DE ENTRADA PARA EL DISEÑO RACIONAL ........................... 8
3.2.2. PARÁMETROS ADMISIBLES ................................................................. 9
3.3. METODOLOGÍA DE DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS ..................... 11
4. TRABAJOS DE CAMPO................................................................................. 13
5. CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS ........................................................... 14
5.1. ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN .............................................................. 14
5.2. ENSAYOS DE PROCTOR MODIFICADO ................................................ 16
5.3. ENSAYOS DE CBR .................................................................................. 17
5.4. MÓDULO DE REACCIÓN DE LA SUBRASANTE .................................... 18
5.4.1. K COMBINADO DE LA ESTRUCTURA ................................................. 18
6. TRÁNSITO DE DISEÑO ................................................................................. 20
6.1. CÁLCULO DEL TPD ................................................................................. 20
6.2. DETERMINACIÓN DE EJES EQUIVALENTES DE 8,2 TON .................... 21
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IV
6.1. ESPECTRO DE CARGA........................................................................... 24
7. DIMENSIONAMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO .............. 26
7.1. HANGARES.............................................................................................. 27
7.1.1. ALTERNATIVA 1 ................................................................................... 27
7.1.2. ALTERNATIVA 2 ................................................................................... 28
7.1.3. ALTERNATIVA 3 ................................................................................... 30
7.1. ZONA DE GUAJES ................................................................................... 30
7.1.1. ALTERNATIVA 1 ................................................................................... 31
7.1.1. ALTERNATIVA 2 ................................................................................... 32
8. RECOMENDACIONES GENERALES ESTRUCTURA DE PAVIMENTO
RÍGIDO .................................................................................................................. 33
8.1. MODULACIÓN DE JUNTAS ..................................................................... 33
8.1.1. ESPACIAMIENTO ENTRE JUNTAS ..................................................... 34
8.1.2. ELEMENTOS DE LAS JUNTAS ............................................................ 35
8.1.2.1. BARRAS DE ANCLAJE ...................................................................... 35
8.1.2.2. DOVELAS .......................................................................................... 37
8.2. ESPECIFICACIÓN MATERIALES ............................................................ 38
8.2.1. CONCRETO .......................................................................................... 38
8.2.2. PASADORES O BARRAS PASAJUNTAS ............................................. 38
8.2.3. BARRAS DE AMARRE .......................................................................... 38
8.2.4. REFUERZOS DE LAS LOSAS .............................................................. 39
8.2.5. PRODUCTOS PARA JUNTAS .............................................................. 39
8.2.6. FORMALETAS ...................................................................................... 41
8.2.7. FLOTADOR O ENRASADOR ................................................................ 41
8.2.8. TELA DE FIQUE O DE YUTE ................................................................ 41
8.2.9. EQUIPOS DE CORTE ........................................................................... 41
8.2.10. PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE ................................................ 42
8.2.11. COLOCACIÓN DE FORMALETAS .................................................... 42
8.2.12. COLOCACIÓN DE LOS PASADORES .............................................. 43
8.2.13. COLOCACIÓN DE LAS BARRAS DE AMARRE ................................ 43
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V
8.2.14. ACABADO SUPERFICIAL ................................................................. 43
8.2.15. CURADO DEL CONCRETO ............................................................... 44
8.2.16. ASERRADO DE JUNTAS .................................................................. 44
8.3. LABORES DE MANTENIMIENTO ............................................................ 45
8.3.1. REPARACIÓN DEL MATERIAL DE LAS JUNTAS O RESELLADO ...... 45
8.3.1.1. Limpieza ............................................................................................. 45
8.3.1.2. Imprimación ........................................................................................ 45
8.3.1.3. Sellado de juntas con ancho hasta de 12 mm .................................... 46
8.3.1.4. Sellado de juntas con ancho entre 12mm y 20mm ............................. 46
8.3.1.5. Sellado de juntas con ancho entre 30mm y 30mm ............................. 46
8.3.1.6. Sellado de grietas con ancho entre 3mm y 30mm .............................. 46
8.3.1.7. Sellado de grietas con ancho superior a 30 mm ................................. 46
8.3.2. REPARACIÓN DEL ESPESOR PARCIAL ............................................. 47
8.3.2.1. Bordes de la reparación ..................................................................... 47
8.3.2.2. Remoción del concreto ....................................................................... 47
8.3.2.3. Preparación de las juntas ................................................................... 47
8.3.2.4. Colocación del adherente ................................................................... 48
8.3.2.5. Mezclado ............................................................................................ 48
8.3.2.6. Acabado ............................................................................................. 48
8.3.2.7. Llenado de los cortes con sierra ......................................................... 48
8.3.2.8. Sellado ............................................................................................... 48
8.3.2.9. Sellado de las juntas .......................................................................... 48
8.3.2.10. Curado ............................................................................................ 48
8.3.3. REPARACIÓN DEL ESPESOR TOTAL................................................. 49
8.3.3.1. Demarcación y Aislamiento de las áreas a remover ........................... 49
8.3.3.2. Aislamiento del área a remover. ......................................................... 49
8.3.3.3. Preparación del área de reparación.................................................... 49
8.3.3.4. Transferencia de carga ....................................................................... 49
8.3.3.5. Vaciado del concreto .......................................................................... 49
8.3.3.6. Sellado de juntas ................................................................................ 49
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VI
9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................. 51
9.1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES SEGÚN PARÁMETROS DE
DISEÑO.............................................................................................................. 51
10. REFERENCIAS ........................................................................................... 52
11. ANEXOS ...................................................................................................... 53
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VII
LISTA DE IMÁGENES
Página
Imagen 1 Ubicación del proyecto. ............................................................................... 2
Imagen 2. Ubicación de los apiques AP-1, AP-2, AP-3 y AP-4. ................................. 13
Imagen 3. Banda granulométrica de la muestra AP-2 M1 en relación a las bandas de
la BG-38. ................................................................................................................... 15
Imagen 4. Banda granulométrica de la muestra AP-3 M1 en relación a las bandas de
la BG-38. ................................................................................................................... 15
Imagen 5. Banda granulométrica de la muestra AP-4 M1 en relación a las bandas de
la BG-38. ................................................................................................................... 16
Imagen 6. Ábaco de correlación del CBR y el módulo de reacción de la subrasante 18
Imagen 7. Estructura de pavimento Alternativa 1. ..................................................... 27
Imagen 8. Estructura de pavimento Alternativa 2. ..................................................... 29
Imagen 9. Estructura de pavimento rígido obtenida. ................................................. 30
Imagen 10. Estructura de pavimento flexible zona de Guaje. .................................... 31
Imagen 11. Estructura de pavimento rígido obtenida. ............................................... 32
Imagen 12. Modulación de los hangares. .................................................................. 33
Imagen 13. Modulación de la zona de guajes. .......................................................... 34
Imagen 14. Sección transversal barra de anclase. .................................................... 36
Imagen 15. Sección transversal de la dovela. ........................................................... 37
Imagen 16. Junta longitudinal y transversal especial reforzada. Medidas en metros. 39
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VIII
LISTA DE TABLAS
Página
Tabla 1. Niveles de confiabilidad recomendados. ....................................................... 4
Tabla 2. Desviación normal estándar según el nivel de confiabilidad. ......................... 4
Tabla 3. Desviación estándar total según tipo de pavimento. ...................................... 5
Tabla 4. Determinación del índice de serviciabilidad ................................................... 5
Tabla 5. Parámetros admisibles considerados en la verificación por la metodología
racional. .................................................................................................................... 10
Tabla 6. Ensayos de clasificación. ............................................................................ 14
Tabla 7. Resultados ensayos Proctor modificado. ..................................................... 16
Tabla 8. Resultados de los ensayos de CBR. ........................................................... 17
Tabla 9. Tabla para el k combinado de apoyo. .......................................................... 19
Tabla 10. Cálculo del TPD de los camiones que ingresan al Hangar. ....................... 20
Tabla 11. Tránsito Anual del proyecto. ...................................................................... 21
Tabla 12. Cargas de referencia adoptadas por el INVIAS para el diseño de
pavimentos asfalticos. ............................................................................................... 22
Tabla 13. Esquema de los diferentes tipos de ejes y su carga máxima legal. ........... 22
Tabla 14. Cálculo del FECE. ..................................................................................... 23
Tabla 15. Cálculo de los Ejes Equivalentes. .............................................................. 24
Tabla 16. Repeticiones de carga por eje por carril en un día. .................................... 25
Tabla 17. Repeticiones acumuladas de carga a 20 años. ......................................... 25
Tabla 18. Características de los materiales Alternativa 1. ........................................ 28
Tabla 19. Verificación de esfuerzos y deformaciones Alternativa 1. .......................... 28
Tabla 20. Verificación de esfuerzos y deformaciones Alternativa 2. .......................... 29
Tabla 21. Características de los materiales Alternativa 2. ........................................ 30
Tabla 22. Verificación relación largo/ancho. .............................................................. 35
Tabla 23. Características de la Barra de Anclaje. ...................................................... 36
Tabla 24. Diámetros de las dovelas de acuerdo al espesor de la losa. ..................... 37
Tabla 25. Requisitos para el material de sello en pavimentos de concreto hidráulico 40
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IX
ANEXOS
Anexo 1: Resultados de Ensayos de Laboratorio
Anexo 2: Memorias de Cálculo del Software BS-PCA
Anexo 3: Memorias de Diseño de Pavimentos Flexibles.
Metodología AASHTO 1993.
Anexo 4: Memorias de Cálculo del software DEPAV.
Anexo 5: Perfiles estratigráficos de los suelos
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1. OBJETIVO Y ALCANCE
1.1 OBJETIVOS
El objetivo general de este informe es presentar los resultados de los trabajos de
campo, de laboratorio y características geotécnicas del sitio, las intervenciones en las
vías y el diseño óptimo de la estructura de pavimento y alternativas de intervención,
para las vías internas del Hangar de mantenimiento de Empresas Varias de Medellín
y la zona de Guajes.
1.2 ALCANCES
Para la realización del diseño de la estructura, se cubren los siguientes aspectos:
Identificación y caracterización física y mecánica de los suelos de subrasante,
mediante la exploración geotécnica de los sitios y mediante pruebas de
laboratorio a muestras alteradas e inalteradas.
Realizar los análisis necesarios para la determinación de las características de
los vehículos que afectaran el proyecto y definir las variables del tránsito
necesarias para el diseño del pavimento. La asignación de la variable tránsito,
se realiza a partir de información suministrada por el cliente.
Diseñar la estructura del pavimento para vías vehiculares, presentando las
mejores alternativas de intervención.
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2. ASPECTOS GENERALES
2.1. LOZALIZACIÓN DEL PROYECTO
El Complejo de mantenimiento de Empresas Varias de Medellín se encuentra ubicada sobre la Calle 111B # 64-52 del municipio de Medellín, Antioquia, frente a la Feria de Ganados de Medellín, entre la Autopista Norte (Carrera 64c) y la Avenida Regional (Carrera 63)
Imagen 1 Ubicación del proyecto.
Fuente: Tomado Google Maps.
2.2. DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO
Como parte del desarrollo del proyecto de rehabilitación de la estructura de pavimento para los hangares y la zona de guajes del complejo de Empresas Varias de Medellín, se requiere el diseño y construcción de la estructura de pavimento para las vías para circulación interna, así como la caracterización de la estructura existente.
En el presente informe se mostrarán las alternativas para la estructura de pavimento de las vías internas capaz de soportar las cargas vehiculares actuales y futuras durante la vida útil del proyecto, de acuerdo a las condiciones geotécnicas del lugar.
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3. DESCRIPCIÓN DE LA METODOLOGÍA
El diseño de las estructuras de pavimento flexible se realizará utilizando la metodología AASHTO 93, la cual se verifica posteriormente, mediante metodología racional. En cuanto a las estructuras de pavimento rígido, estas serán diseñadas por la metodología de la PCA.
3.1. METODOLOGÍA AASHTO 1993 PARA EL DISEÑO DE ESTRUCTUTRAS
FLEXIBLE
El método de diseño seleccionado para las estructuras de pavimento, es el de la AASHTO/93, el cual, dimensiona las estructuras en función del número de ejes equivalentes en el período de diseño, el número estructural, la pérdida de serviciabilidad en el tiempo y del módulo de resiliencia.
La ecuación básica de diseño de la AASHTO es la siguiente:
Significado de cada término:
N = Número de ejes equivalentes de 8.2 ton.
ZR = Desviación estándar normal.
So = Error estándar combinado de la predicción del tránsito y del comportamiento.
PSI= Pérdida de serviciabilidad.
MR= Módulo de resiliencia de la subrasante (psi).
SN = Número estructural determinado por SN = a1D1+a2D2m2+a3D3m3
Significado de cada término de la ecuación del número estructural SN:
ai = Coeficiente estructural de la capa i
Di = Espesor de la capa i (pulgadas)
mi = Coeficiente de drenaje de la capa granular i
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Los siguientes son los valores de los parámetros AASHTO tomados para este proyecto según su importancia y según las características del mismo.
3.1.1. FACTOR DE CONFIABILIDAD
La metodología AASTHO recomienda los siguientes niveles de confiabilidad según la importancia de la vía.
Tabla 1. Niveles de confiabilidad recomendados.
Fuente: Tabla 2.2, página II-9 de AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.
Considerando esta vía como una vía colectora a nivel urbano, se toma un nivel de confiabilidad igual al 95%, al cual se le asigna un valor de la desviación normal estándar Zr de -1.645 como se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2. Desviación normal estándar según el nivel de confiabilidad.
Fuente: Tabla 4.1, página I-62 de AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.
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5
3.1.2. DESVIACIÓN ESTÁNDAR
La metodología AASTHO recomienda un valor de desviación estándar para cada tipo
de pavimento según se indica en la Tabla 3.
Tabla 3. Desviación estándar total según tipo de pavimento.
Fuente: Página I-6 de AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.
Dado que para el presente sitio se toma como alternativa una estructura en
pavimento flexible, se asigna el siguiente valor de desviación estándar:
Desviación estándar: 0.45
3.1.3. ÍNDICE DE SERVICIABILIDAD
La metodología AASHTO recomienda un índice de serviciabilidad Inicial y final el cual
está en función del tipo de pavimento y la importancia de la vía, como se muestra en
la Tabla 4
Tabla 4. Determinación del índice de serviciabilidad
Fuente: Numeral 2.2.1, página II-10 de AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.
Para el presente diseño se toman los siguientes índices de serviciabilidad inicial y
final:
Índice de servicio inicial: 4.2
Índice de servicio final: 2.8
4,2
4,5
2,8
2
1,5
Índice de Serviciabiidad Inicial (pi)
Período de serviciabilidad (∆PSI)
Índice de Serviciabiidad Final (pt)
Carreteras Principales
Carreteras con clasificación media
Carreteras con clasificación menor
Pavimentos rígidos
Pavimentos fléxibles
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3.1.4. CARACTERÍSTICAS DE LOS MATERIALES
En las diferentes propuestas de diseño para el presente proyecto, se utilizará
material de base y subbase, con el fin de servir a la estructura como disipador de
cargas, una mezcla semidensa en caliente tipo MSC-19 y una mezcla de alto módulo
tipo MAM-25 como capa intermedia y una mezcla semidensa en caliente tipo MSC-
19 modificada con 0.5% de Fibra y asfalto modificado tipo III como carpeta de
rodadura.
Para efecto del cálculo de la estructura por la metodología descrita, se acude a las
recomendaciones de las Especificaciones Generales de Construcción de Carreteras
INVIAS y se calcula el aporte estructural que cada capa de estos materiales tiene al
SN resultante.
Sub-base granular de CBR mínimo 30% para sub-base granular clase B,
correspondiente a un nivel de trafico NT2 (número de ejes equivalentes de 80
kN en el carril de diseño entre 0.5 y 5 millones). El módulo correspondiente es
de 15,000 psi o 1054 kg/cm2, calculado a partir de la figura 2.7, página II-21 de
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.
Base granular de CBR mínimo 80% para Base granular clase B,
correspondiente a un nivel de trafico NT2 (número de ejes equivalentes de 80
kN en el carril de diseño entre 0.5 y 5 millones). El módulo correspondiente es
de 28000 psi o 1969 kg/cm2, calculado a partir de la figura 2.6, página II-19 de
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.
Mezcla asfáltica semidensa en caliente tipo 2 (MSC-2) con módulo elástico
mínimo de 27000 kg/cm2 a 68 °F asignado a partir de valores típicos en el
medio para este tipo de mezcla, para la cual corresponde un coeficiente
estructural igual a 0.42 determinado a partir de la figura 2.5, página II-18 de
AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993.
Mezcla de Alto Módulo tipo MAM-25, para la cual el INVIAS acepta un valor
promedio mínimo igual a 10000 MPa para el módulo resiliente según la norma
del ensayo INV-E749 correspondiente al ensayo de tensión indirecta. Para el
diseño usaremos módulo igual a 10000 MPa o 1450377 psi, para el cual
corresponde un coeficiente estructural igual a 0.63 determinado a partir de una
regresión logarítmica (al ser esta la de mejor ajuste) de varios puntos de la
figura 2.5 del Documento Guide for Design of Pavement Structures-AASHTO
1993, en su página II-18. Esta mezcla deberá cumplir los requerimientos de
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7
acuerdo al artículo 450-13 de las Especificaciones Generales de Construcción
de Carreteras del INVIAS.
Mezcla Semidensa en caliente tipo MSC-19 con 0.5% de Fibras y asfalto
modificado con polímetros tipo III, con módulo determinado a partir la fórmula
de trabajo de una mezcla de ese tipo, asignado como el 80% del valor
reportado a 10 Hz y 20 °C, igual a 5211 Mpa o 755792 psi, para el cual
corresponde un coeficiente estructural igual a 0.52 determinado a partir de la
figura 2.5 del Documento Guide for Design of Pavement Structures-AASHTO
1993, en su página II-18.
En cuanto a los parámetros estructurales para el dimensionamiento de las
alternativas, estos dependen de las propiedades resistentes de los materiales a
utilizar. La metodología AASHTO, correlaciona también los valores de los
coeficientes estructurales de los materiales con parámetros resistentes de los
mismos en la figura 2.5, página II-18, figura 2.6, página II-19, y figura 2.7, página II-
21 del libro Guide for Design of Pavement Structures AASHTO 1993.
A partir de los valores de módulos asignados se establecen los valores de los
coeficientes estructurales correspondientes:
Coeficiente estructural de la mezcla asfáltica MSC-2 a1: 0.42
Coeficiente estructural de la mezcla asfáltica MAM-25 a2: 0.63
Coeficiente estructural de la mezcla asfáltica MSC-19 + Fibra a3: 0.52
Coeficiente estructural de la capa de Base granular a4: 0.13
Coeficiente estructural de la capa de Subbase granular a5: 0.11
3.1.1. COEFICIENTES DE DRENAJE
Estos coeficientes de drenaje se determinan bajo la suposición que la estructura
de pavimento va a estar entre el 5% y el 25% del tiempo cercana a sus niveles de
saturación y posee una calidad de drenaje regular, según la tabla 2.4, página II-25
del AASHTO Guide for Design of Pavement Structures, 1993. Luego, se le asigna
un valor de 0.9 a la Base y Subbase granular y 1.0 a la Carpeta de rodadura.
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3.2. METODOLOGÍA RACIONAL
El diseño racional de pavimentos permite verificar elásticamente el
dimensionamiento empírico, y sensibilizar o refinar dicho dimensionamiento
mediante el análisis de la estructura de pavimento como un sistema multicapa
lineal elástico, en el cual los materiales que constituyen las diferentes capas son
homogéneos e isotrópicos y están definidos por un módulo de elasticidad
dinámico (E) y una relación de Poisson (µ), los cuales tienen infinita dimensión
horizontal y espesor finito constate, apoyados sobre un espacio semi-infinito de
Boussinesq.
Para este proyecto se utiliza el programa DEPAV, desarrollado por la universidad
del Cauca para el Ministerio de Obras públicas; cuyo programa fuente lo
constituye el ALIZÉ III francés.
3.2.1. DATOS DE ENTRADA PARA EL DISEÑO RACIONAL
Los parámetros para acceder al programa de cómputo DEPAV son:
Radio de carga 10.76 cm
Presión de contacto 5.62 Kg/cm2
Distancia entre llantas 32.4 cm
Espesor de capa
Módulo elástico de cada capa
Módulo de Poisson de cada capa
Adicionalmente a los parámetros anteriores, se consideran ligadas las interfaces entre capas asfálticas y la interfaz entre capa asfáltica y capa de base granular y se consideran no ligadas las interfaces entre capas granulares.
En cuanto a la relación de Poisson (), para la caracterización de las capas de las estructuras que se analizan, se tienen los siguientes valores a partir de la tabla 1.3 del libro Diseño y Rehabilitación Pavimentos Flexibles Métodos Racionales:
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Para la mezcla asfáltica 0.35
Para Material granular no tratado tipo Base 0.40
Para Material Granular no tratado tipo Sub-base 0.40
Para Subrasante 0.45
3.2.2. PARÁMETROS ADMISIBLES
Se consideran en el presente análisis, la deformación específica por tracción, la cual se analiza en la parte inferior de la Carpeta de rodadura y de Capa Asfáltica Intermedia y en la interfaz entre la Capa asfáltica intermedia y la capa granular; el esfuerzo de compresión, medido en la interface entre la capa granular y la subrasante, y la deformación específica por compresión medida igualmente entre la capa granular y la subrasante. A continuación se presentan las ecuaciones utilizadas y los valores obtenidos.
Deformación específica por tracción para la mezcla MSC-2,
La ley de fatiga utilizada para las mezclas densas y semidensas, corresponde a la propuesta por la Shell, en función del tránsito esperado en términos de ejes equivalentes y de la temperatura media ambiente ponderada, W-MAAT:
De donde:
α: corresponde a una constante, que depende del tipo de mezcla, del módulo y de la temperatura de trabajo de la mezcla. (α=2.91E-03)
N: Tránsito esperado en términos de ejes equivalentes a 8.2 toneladas.
Deformación específica por tracción para la mezcla MAM-25,
La ley de fatiga utilizada para el análisis de la deformación por tracción en la interfaz entre la capa asfáltica intermedia y la capa granular fue desarrollada para una mezcla tipo MAM-25 diseñada por esta consultoría, como se muestra a continuación:
𝐿𝑛(𝜀) =𝐿𝑛(𝑁) − 52.9064
−7.4975
De donde:
N: Tránsito esperado en términos de ejes equivalentes a 8.2 toneladas
Esfuerzo de compresión, z
1626.0* N
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10
En cuanto a la ley de fatiga utilizada, corresponde a la formulación propuesta por Kerhoven y Dormon, en las ecuaciones siguientes, ESR es el módulo resiliente de la subrasante, N son los ejes equivalentes esperados en el período de diseño.
Criterio de Kerhoven y Dormon:
Deformación especifica por compresión z
La ley de fatiga utilizada para determinar la deformación específica por compresión, corresponde también al Criterio Shell.
𝜀𝑧 = 2.8 ∗ 10−2 ∗ 𝑁−0.25
Los valores obtenidos para cada uno de los parámetros admisibles considerados se presentan en la Tabla 5.
Tabla 5. Parámetros admisibles considerados en la verificación por la metodología racional.
Fuente: Elaboración propia.
Para la evaluación de las estructuras diseñadas y de los parámetros elásticos calculados, se utilizan los criterios establecidos en la guía metodológica para el
N
ESRz
log7.01
007.0
Deformación por tracción en la mezcla Asfáltica MAM-25:
Esfuerzo de Compresión en la Subrasante:
Deformación por compresión en la Subrasante:
Deformación por tracción en la mezcla MSC-19 y MSC-19+Fibra:
ɛτadm2.75E-04
σzadm3.01E-01
ɛzadm7.12E-04
ɛτadm1.67E-04
1626,0* N
N
ESR
zlog7.01
007.0
253.02 *10*8.2 Nz
4975.7
9064.52
LnLn
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diseño de obras de rehabilitación del Instituto Nacional de Vías INVIAS, los cuales a su vez están basados en las recomendaciones de la metodología Shell.
Para el proyecto se considera que la relación de las deformaciones por tracción calculadas y las admisibles, deben estar por debajo de 1.5. Los esfuerzos y las deformaciones en la interfaz entre las capas granulares y la subrasante calculados, deben ser menores que los esfuerzos admisibles (Calculado/Admisible< 1), al igual que las deflexiones.
3.3. METODOLOGÍA DE DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
El dimensionamiento de pavimentos rígidos de este tipo de estructuras, se hará
mediante las recomendaciones y procedimientos del método de la PCA (The
Portland Cement Association). Este método tiene como base el conocimiento de
varias teorías de pavimentos como Westergaard, Picket and Ray así como de
elementos finitos. También la experiencia en el comportamiento de varias pruebas e
investigaciones como la Arlington Test y diversos proyectos de la misma PCA y
derivado de lo anterior se generó finalmente este método de diseño.
El Método de Diseño de la Asociación del Cemento Portland de los Estados Unidos
“PCA”, considera dos criterios de análisis, por fatiga y por erosión:
Criterio por fatiga: Establece que los esfuerzos inducidos a las losas de hormigón
deben mantenerse dentro de límites aceptables.
Criterio de erosión: Tiene la finalidad de controlar los efectos de la deflexión del
pavimento en las zonas críticas, como orillas y esquinas, provocados por la
erosión de la capa de apoyo en estos sectores, además de limitar el
agrietamiento en zonas de juntas.
Una ventaja que se debe reconocer en el método de la PCA es que toma el tráfico
real que estima circulará sobre el pavimento, sin convertirlo en ejes sencillos
equivalentes. Es decir, considera la cantidad de cada tipo de eje que circulará por la
vía y sus respectivas cargas.
El método de diseño de la Portland Cement Association, PCA, hace las siguientes consideraciones al diseño de pavimentos:
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Provisión de una subrasante o base de soporte razonablemente uniforme
seleccionando materiales y controlando su densificación.
Prevención del “bombeo” o de otras acciones de los suelos de la subrasante,
cuando el transito previsto y las condiciones del suelo lo hagan necesario.
Ubicación o distribución de juntas para controlar adecuadamente las tensiones
provocadas por la restricción al alabeo y al desplazamiento de las losas. Grado
de transferencia de carga.
Adopción de un espesor que permita mantener las tensiones que provocan las
cargas del tránsito, por debajo de las admisibles.
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4. TRABAJOS DE CAMPO
Para la caracterización del suelo que servirá de apoyo para la estructura de pavimento, se llevó a cabo la ejecución de un total de dos (2) apiques a lo largo de la vía existente en el Hangar y otros dos (2) apiques en la zona de Guajes, para un total de cuatro (4) apiques en toda la zona de estudio, denominados como AP-1, AP-2, AP-3 y AP-4. Se excavó a una profundidad entre 0.66 a 1.50 metros, en donde fue posible extraer material cuya clasificación USCS fue Limo arcilloso de baja plasticidad (CL-ML), Limo de alta plasticidad (MH), Grava limo arcillosa (GC-GM) y Grava limosa bien gradada (GW-GM) respectivamente para el material de subrasante.
Imagen 2. Ubicación de los apiques AP-1, AP-2, AP-3 y AP-4.
Fuente: Plano proporcionado por el cliente.
Se extrajeron muestras alteradas e inalteradas. Las muestras extraídas fueron transportadas y almacenadas en el laboratorio de Inteinsa Pavimentos para posteriormente ser ensayadas, con el fin de identificar sus propiedades y características geotécnicas.
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5. CARACTERÍSTICAS GEOTÉCNICAS
5.1. ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN
Se realizó un ensayo de granulometría por lavado y por tamizado, uno de límites de consistencia y otro de contenido de humedad para una muestra de cada apique con el fin de realizar la clasificación de suelos de fundación (AP-1 M1, AP-2 M2 y AP-3 M2) y para tres muestras del material de base granular existente (AP-2 M1, AP3 M1 y AP-4 M1). Los resultados obtenidos se presentan en la Tabla 6, el detalle de cada ensayo podrá ser consultado en el Anexo 1.
Tabla 6. Ensayos de clasificación.
Fuente: Elaboración propia.
La granulometría obtenida para las muestras tomadas en los estratos
correspondientes al material granular de la estructura existente (localizado a
profundidades variables entre 0.10 metros y 0.20 metros), se comparó con las
bandas granulométricas aceptadas por la norma INVIAS en su capítulo 320-13 para
una BG-38, verificando la pertinencia del material granular procedente de los apiques
AP-3 y AP-4 como capa granular. Las gráficas correspondientes se presentan en la
Imagen 3, Imagen 4 e Imagen 5.
Sondeo Muestra Prof W(%) LL(%) LP(%) IP (%)%
Gravas
%
Arenas
%
Finos
Clasificación
USCS
AP-1 M1 1.10-1.50 27.3 47 26 21 6 35 59 CL-ML
AP-2 M1 0.10-0.30 17.5 54 35 19 70 14 16 GM
AP-2 M2 0.85-1.25 30 64 38 26 6 41 53 MH
AP-3 M1 0.20-0.40 5.4 23 21 2 59 31 10 GP-GM
AP-3 M2 0.40-0.82 29 61 31 30 28 27 45 GC-GM
AP-4 M1 0.10-0.65 5.1 0 NP NP 56 35 9.2 GW-GM
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Imagen 3. Banda granulométrica de la muestra AP-2 M1 en relación a las bandas de la BG-38.
Fuente: Elaboración propia.
Imagen 4. Banda granulométrica de la muestra AP-3 M1 en relación a las bandas de la BG-38.
Fuente: Elaboración propia.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.1110100
% q
ue
pas
a
Diámetro de las particulas [mm]
Tamizado
Banda BG
Banda BG
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.1110100
% q
ue
pas
a
Diámetro de las particulas [mm]
Tamizado
Banda BG
Banda BG
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Imagen 5. Banda granulométrica de la muestra AP-4 M1 en relación a las bandas de la BG-38.
Fuente: Elaboración propia.
5.2. ENSAYOS DE PROCTOR MODIFICADO
Se realizó el ensayo de proctor modificado a dos muestras extraídas de la capa del
material granular existente para determinar la humedad óptima y la densidad seca
máxima del mismo, y a una muestra del material de subrasante. Los resultados son
como se muestran en la Tabla 7 . El detalle de este ensayo podrá ser consultado en
el Anexo 1.
Tabla 7. Resultados ensayos Proctor modificado.
Fuente: Elaboración propia.
La humedad optima y la densidad seca máxima para el material granular existente en la zona de guajes, corresponderá al proctor de la muestra AP-3 M2, como se muestra a continuación:
Humedad Óptima: 4.7%
Densidad Seca Máxima: 2214.7 kg/m3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.010.1110100
% q
ue
pas
a
Diámetro de las particulas [mm]
Tamizado
Banda BG
Banda BG
Apique Muestra Humedad Optima [%] Densidad Seca Máxima [kg/m3]
AP-2 M1 14.9% 1814.5
AP-3 M1 4.7% 2214.7
AP-3 M2 15.2% 1835.6
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5.3. ENSAYOS DE CBR
Fue posible la extracción de dos (2) muestras inalteradas de los apiques AP-1 y AP-2, y tres (3) muestras remoldeadas de los apiques AP-2 y AP-3, a las cuales se les realizó el ensayo de CBR según la norma INV E-148-13, precisando que para las muestras AP-1 M1 y AP-2 M2, el ensayo fue realizado con una energía de compactación de 56 golpes a humedad natural y luego de 96 horas de inmersión para evaluar las condiciones saturadas de la subrasante. Adicionalmente, para las muestras AP-2 M1, AP-3 M1 y AP-3 M2 se realizó el ensayo de CBR bajo las condiciones de humedad óptima y densidad máxima determinadas en el ensayo de proctor modificado para esas mismas muestras, y 56 golpes como energía de compactación, esto con el fin de determinar el CBR del material granular existente y del suelo de fundación bajo condiciones óptimas. En la Tabla 8 se presenta el resumen de los resultados obtenidos para las diferentes condiciones evaluadas.
Tabla 8. Resultados de los ensayos de CBR.
Fuente: Elaboración propia.
El CBR de diseño corresponderá entonces al menor valor para el CBR de las muestras extraídas del suelo de fundación de la estructura: AP-1 M1, AP-2 M2 y AP-3 M2. Luego, el CBR de diseño será:
CBRdiseño: 2.28%
CBR Remoldeado (%)
Apique Muestra Penetración Inalterada Sumergida Sumergida
0.1" 5.95% 2.47%
0.2" 5.02% 2.28%
0.1" 67.61%
0.2" 105.98%
0.1" 8.16% 5.42%
0.2" 7.27% 6.25%
0.1" 85.30%
0.2" 110.86%
0.1" 12.11%
0.2" 14.39%
AP-3
M1
M2
CBR Inaltedaro (%)
AP-1 M1
AP-2
M1
M2
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5.4. MÓDULO DE REACCIÓN DE LA SUBRASANTE
Para el diseño de la estructura de pavimento rígido por medio de la metodología de la PCA, adicionalmente al CBR de diseño, es necesario calcular el módulo de reacción de la subrasante a partir de correlaciones basadas en el valor del CBR (determinado en el numeral anterior) correlacionándolo mediante el ábaco propuesto por la AASHTO (Ver Imagen 5), en el cual para un CBR de 2.28%, se obtiene un módulo k igual a 20 MPa/m.
Imagen 6. Ábaco de correlación del CBR y el módulo de reacción de la subrasante
Fuente: Tabla 2-12 del Manual de diseño de Pavimentos de Concreto para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito.
5.4.1. K COMBINADO DE LA ESTRUCTURA
Debido a que se desea mejorar el módulo de reacción y además proporcionar una superficie uniforme de apoyo para la losa de concreto, se propone incluir en el diseño 15 centímetros de material de base.
Para calcular el aporte estructural que esta capa granular tiene en la interfaz entre la losa y la subrasante, se calcula un k combinado a partir de extrapolaciones de acuerdo a los valores que se tienen en la Tabla 9, tomada del Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito.
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Tabla 9. Tabla para el k combinado de apoyo.
Fuente: Tabla 2-16 del Manual de diseño de Pavimentos de Concreto para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito.
Finalmente, se encuentra que el k combinado para la estructura igual a 26 MPa/m.
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6. TRÁNSITO DE DISEÑO
6.1. CÁLCULO DEL TPD
El volumen y tipo de vehículos que circularán por las vías internas del proyecto
(hangar y zona de guajes) se calculó con base en información suministrada por el
cliente en relación al histórico de camiones que ingresaron a la zona del hangar entre
las fechas 01/06/2016 y 01/09/2016. A continuación se presenta el resumen de la
frecuencia para cada tipo de camión y su participación en el TPD del proyecto.
Tabla 10. Cálculo del TPD de los camiones que ingresan al Hangar.
Fuente: Elaboración propia.
El TPD fue calculado como la frecuencia total sobre el número de días aforados (días
entre el 01/06/2016 y el 01/09/2016), como se muestra a continuación:
𝑇𝑃𝐷 =𝐹𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
30 + 31 + 31 + 1
Donde el divisor hace referencia a los días en los meses de Junio, Julio, Agosto y el
primer día de Septiembre respectivamente.
Abreviación Nombre Frecuencia TPD
D.T Doble Troque 17950 193
B.R. Barredora 513 6
NPR Carro sencillo 1100 12
VOL Volqueta 1175 13
S.C. Sencillo 454 5
C.T. Carro Tanque 358 4
Camabaja Camabaja 2 0
F.R. Frontal 184 2
GR Grúa 22 0
MIN BodCar 138 1
RH Ruta hospitalaria 81 1
Total 21977 237
Camión
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Dada la baja frecuencia de los vehículos tipo Grúa (GR) y Cama baja en el TPD, no
serán tenidos en cuenta en el diseño, y su porcentaje de participación (en términos
de frecuencia) será añadido a la frecuencia de vehículos equivalentes en peso bruto
y configuración de ejes a estos dos. De esta manera, el resultado para el tránsito del
proyecto es el siguiente:
Tabla 11. Tránsito Anual del proyecto.
Fuente: Elaboración propia.
6.2. DETERMINACIÓN DE EJES EQUIVALENTES DE 8,2 TON
Para el cálculo de ejes equivalentes a 8.2 toneladas en la vida útil del proyecto para
el diseño de la estructura de pavimento, se emplea la formulación realizada por la
AASHTO en relación al Factor de Equivalencia de Carga por Eje (FECE), empleando
la ley de la cuarta potencia, como se muestra a continuación:
𝐹𝐸𝐶𝐸 = (𝑃𝑖
𝑃𝑟)
4
De donde:
Pi: Carga del camión.
Pr: Carga de referencia.
En el AASHTO ROAD TEST se adoptó como carga de regencia por eje simple de
rueda doble una magnitud igual a 80 kN (18 kip) y se supuso que ella producía en el
pavimento un daño unitario. Las magnitudes de carga aplicadas con otros sistemas
de ejes y/o rueda, que produzcan en el pavimento el mismo deterioro que el eje
simple de rueda de 80 kN, se consideran también como carga de referencia. A
continuación se presentan las cargas de referencia para diferentes configuraciones
de ejes en Colombia:
Ubicación
Tramo D.T. B.R. NPR VOL S.C. C.T. F.R. MIN R.H. TPDs
193 6 12 13 5 4 2 1 1 237
%TPD 81.4% 2.5% 5.1% 5.5% 2.1% 1.7% 0.8% 0.4% 0.4%
Hangar Empresas Varias
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22
Tabla 12. Cargas de referencia adoptadas por el INVIAS para el diseño de pavimentos asfalticos.
Fuente: Elaboración propia.
Una vez conocidas las cargas de referencia, se procedió a establecer un criterio para
distribuir el peso total de cada camión de acuerdo a su configuración de ejes, para
ello, se consultó el artículo 9 de la resolución 4100 de 2004, la cual estipula el peso
máximo por eje (ver Tabla 13), información a partir de la cual se determinó la manera
en que el Ministerio de Transporte distribuyó el peso total de un camión dependiendo
de la configuración de sus ejes, por ejemplo, un camión DT (Doble troque) tiene 1 eje
direccional sencillo y 1 uno tándem de llanta doble, según la resolución, este camión
podría cargar hasta 28 toneladas (6 ton en el eje sencillo y 11 toneladas en el eje
tándem), de esta manera, las 28 toneladas se distribuyen 21% en el eje sencillo y
79% en el eje tándem.
Tabla 13. Esquema de los diferentes tipos de ejes y su carga máxima legal.
Fuente: Manual de diseño de pavimentos en concreto para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito.
Tipo de Eje Configuración Ruedas Kn kip t
Simple Simple 65 14.5 6.6
Simple Doble 80 18 8.2
Tándem Doble 146 33 15
Triple Doble 225 50.7 23
Carga de referencia
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Finalmente, el FECE para cada camión contemplado en el diseño, es el siguiente:
Tabla 14. Cálculo del FECE.
Fuente: Elaboración propia.
Dado que todos los vehículos aforados se encontraban vacíos al ingresar al hangar,
los FECE presentan valores menores, en relación a los legales vigentes establecidos
por en la normativa, como factor de seguridad y previendo que de manera
esporádica puedan ingresar vehículos cargados, se diseñará con un factor de daño
mínimo de 1.0 para camiones cuyo FECE sea menor que la unidad.
Adicionalmente, se tuvo en cuenta además las siguientes consideraciones:
Periodo de diseño: 20 años
Factor de crecimiento vehicular: 2.0%
Factor direccional: 1.00
Factor carril: 1.00
Dada la inexistencia de históricos del tránsito para el hangar, el factor de crecimiento vehicular asignado del 2.0%, fue determinado en común acuerdo con EEVV El factor carril se determinó basado en el numeral 2.1.1 del AASHTO Guide of Pavement Structures, pagina II-9, donde para 1 carril en la misma dirección se le asigna el 100% de ejes equivalentes al carril de diseño. Además dado que todo vehículo que ingresa al hangar deberá salir del mismo, el factor direccional es 1.0.
Abreviación Nombre Peso/ton FECE
D.T Doble Troque 15.8 1 (21%) 1 (79%) 0.385
B.R. Barredora 5.0 2 (50%) 0.041
NPR Carro sencillo 5.0 1 (35%) 1 (65%) 0.030
VOL Volqueta 7.0 1 (35%) 1 (65%) 0.114
S.C. Sencillo 7.0 1 (35%) 1 (65%) 0.114
C.T. Carro Tanque 7.0 1 (35%) 1 (65%) 0.114
F.R. Frontal 17.6 1 (21) 1 (79) 0.837
MIN BodCar 5.0 2 (50%) 0.041
RH Ruta hospitalaria 5.0 1 (35%) 1 (65%) 0.030
Camión
Sencillo DobleSencillo Tándem
Configuración Ejes (%Peso asignado)
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24
Tabla 15. Cálculo de los Ejes Equivalentes.
Fuente: Elaboración propia.
.
De esta manera, el número de ejes equivalentes para el dimensionamiento de la estructura de pavimento para el hangar y zona de guajes por medio de la metodología AASHTO 1993 es de 2'012.097.
6.1. ESPECTRO DE CARGA
El método de la PCA para el diseño de pavimentos rígidos requiere como insumo el
cálculo del número de repeticiones de carga esperadas por eje, la cual se calculará
con los mismos valores para el factor de distribución direccional (FDD) y el factor de
distribución por carril (FDC) empleados en el cálculo de los ejes equivalentes para la
estructura de pavimento flexible (numeral 6.2).
1.0
1.0
1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
D.T. B.R. NPR VOL S.C. C.T. F.R. MIN R.H.
81.8% 2.5% 5.1% 5.1% 2.1% 1.7% 0.8% 0.4% 0.4%
0 2017 237 2.0% 194 6 12 12 0 4 2 1 1
1 2018 242 2.0% 198 6 12 12 0 4 2 1 1 86366 86366
2 2019 247 2.0% 202 6 13 13 0 4 2 1 1 88093 88093
3 2020 252 2.0% 206 6 13 13 0 4 2 1 1 89855 177948
4 2021 257 2.0% 210 7 13 13 0 4 2 1 1 91652 269600
5 2022 262 2.0% 214 7 13 13 0 4 2 1 1 93485 363086
6 2023 267 2.0% 218 7 14 14 0 5 2 1 1 95355 458440
7 2024 272 2.0% 223 7 14 14 0 5 2 1 1 97262 555702
8 2025 278 2.0% 227 7 14 14 0 5 2 1 1 99207 654910
9 2026 283 2.0% 232 7 14 14 0 5 2 1 1 101191 756101
10 2027 289 2.0% 236 7 15 15 0 5 2 1 1 103215 859316
11 2028 295 2.0% 241 7 15 15 0 5 2 1 1 105279 964596
12 2029 301 2.0% 246 8 15 15 0 5 3 1 1 107385 1071981
13 2030 307 2.0% 251 8 16 16 0 5 3 1 1 109533 1181513
14 2031 313 2.0% 256 8 16 16 0 5 3 1 1 111723 1293237
15 2032 319 2.0% 261 8 16 16 0 5 3 1 1 113958 1407195
16 2033 325 2.0% 266 8 17 17 0 6 3 1 1 116237 1523432
17 2034 332 2.0% 271 8 17 17 0 6 3 1 1 118562 1641994
18 2035 338 2.0% 277 9 17 17 0 6 3 1 1 120933 1762927
19 2036 345 2.0% 282 9 18 18 0 6 3 1 1 123352 1886278
20 2037 352 2.0% 288 9 18 18 0 6 3 1 1 125819 2012097
EJES EQUIV.
ACUM.
Factor Direccional
Factor Carril
FACTORES DE DAÑO
AÑO DE
OPER.AÑO TPDS
Factor de
crecimientoEJES EQUIV.
Ejes equivalentes a 8,2 ton en 20 años = 2.01E+06
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25
En la Tabla 16 se presentan las repeticiones de carga por peso y por eje, calculada
según la distribución del peso total para cada camión a partir de la configuración de
sus ejes como se presentó en la Tabla 14.
Tabla 16. Repeticiones de carga por eje por carril en un día.
Fuente: Elaboración propia.
Ahora, se proyectan las repeticiones diarias a 20 años, aplicando la siguiente ecuación:
𝑇𝑎𝑐𝑢𝑚𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 =(1 + 𝑟)𝑛 − 1
𝐿𝑛 (1 + 𝑟)∗ 𝑇𝑃𝐷 ∗ 365
Finalmente, se obtiene las repeticiones acumuladas de carga a 20 años como se muestra a continuación:
Tabla 17. Repeticiones acumuladas de carga a 20 años.
Fuente: Elaboración propia.
TPD 1.75 2.45 2.5 3.32 3.7 3.25 4.55 12.48 13.9
Doble Troque D.T 193 193 193
Barredora B.R. 6 12
Carro sencillo NPR 12 12 12
Volqueta VOL 12 12 12
Sencillo S.C. 5 5 5
Carro Tanque C.T. 4 4 4
Frontal F.R. 2 2 2
BodCar MIN 1 2
Ruta hospitalaria RH 1 1 1
Simple/ton Tándem/ton
Camión
TPD 1.75 2.45 2.5 3.32 3.7 3.25 4.55 12.48 13.9
Doble Troque D.T 193 1728784 1728784
Barredora B.R. 6 107483
Carro sencillo NPR 12 107483 107483
Volqueta VOL 12 107483 107483
Sencillo S.C. 5 44785 44785
Carro Tanque C.T. 4 35828 35828
Frontal F.R. 2 17914 17914
BodCar MIN 1 17914
Ruta hospitalaria RH 1 8957 8957
116440 188096 125397 1728784 17914 116440 188096 1728784 17914
Camión
Total Repeticiones
Simple/ton Tándem/ton
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26
7. DIMENSIONAMIENTO DE LAS ESTRUCTURAS DE
PAVIMENTO
Las estructuras de pavimento flexible fueron diseñadas mediante la metodología AASHTO 93 y fueron posteriormente verificadas por esfuerzos y deformaciones utilizando el software DEPAV. Para su dimensionamiento se ha utilizado un CBR de diseño igual a 2,28%, para el cual corresponde un módulo de 232 kg/cm2, calculado a partir del criterio Mr=100*CBR, que se ha demostrado dar valores no tan altos del modulo y más acordes con la realidad para valores de CBR<10%.
La estructura de pavimento rígido se diseñó mediante la metodología de la PCA, al igual que para la estructura de pavimento flexible, se ha utilizado un CBR de diseño igual a 2,28%, para el cual corresponde un módulo de reacción de la subrasante "k" igual a 20 MPa/m, el cual fue mejorado mediante el uso de 15 centímetros de base granular, obteniendo finalmente un k combinado igual a 26 MPa/m como se muestra en el numeral 5.4.1 del presente informe. El dimensionamiento de ambos tipos de estructura fue realizado para un período de diseño de 20 años.
En general, para calcular el espesor de la losa de concreto se tienen las siguientes
consideraciones:
K combinado: 26 MPa/m
Módulo de Rotura del concreto: 4 MPa
Factor de seguridad de carga: 1.2
Factor de mayoración de repeticiones: 1.2
Diseño sin bermas.
Diseño con pasadores.
Análisis de fatiga máximo de 100%.
Análisis de Erosión máximo de 100%.
El detalle del dimensionamiento por medio de la metodología AASHTO 93 podrá ser consultado en detalle en el Anexo 3 y los resultados arrojados luego de la verificación racional de esfuerzos y deformaciones por medio del software DEPAV están disponibles en el Anexo 4. El detalle del dimensionamiento por medio de la metodología de la PCA podrá ser consultado en detalle en el Anexo 2.
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27
A continuación se presentan las alternativas de diseño para los hangares y la zona de guajes:
7.1. HANGARES
Para esta zona se presentan dos (2) alternativas de intervención en pavimento flexible y una (1) en pavimento rígido, cada una de las cuales involucra el canjeo total de la estructura existente por la alternativa seleccionada en el espesor necesario para mantener los niveles actuales de la rasante.
7.1.1. ALTERNATIVA 1
La estructura incluye 7 centímetros de mezcla asfáltica en caliente tipo MSC-19 con Fibra, 7 centímetros de mezcla asfáltica de alto módulo MAM-25, 20 centímetros de Base Granular clase B con CBR mínimo de 80% y 26 centímetros de Subbase Granular clase B con CBR mínimo de 30%. Se presenta gráficamente la estructura diseñada en la Imagen 7, la caracterización de los materiales en la
Tabla 18, y el chequeo por esfuerzos y deformaciones en la Tabla 19.
Imagen 7. Estructura de pavimento Alternativa 1.
Fuente: Elaboración propia.
Subrasante
CBR: 2.28%
Subbase Granular
SBG-Clase B
CBR ≥30%
h= 7.0 cm
H=60.0 cm
Mezcla As fá l tica tipo
MAM-25h= 7.0 cm
Base Granular
BG-Clase B
CBR ≥80%
h= 20.0 cm
h= 26.0 cm
Mezcla As fá l tica tipo
MSC-19 con Fibra
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Tabla 18. Características de los materiales Alternativa 1.
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 19. Verificación de esfuerzos y deformaciones Alternativa 1.
Fuente: Elaboración propia.
7.1.2. ALTERNATIVA 2
La estructura incluye 7 centímetros de mezcla asfáltica en caliente tipo MSC-19 modificada con fibra, 7 centímetros de mezcla asfáltica en caliente tipo MSC-19 con asfalto convencional, 25 centímetros de Base Granular clase B con CBR mínimo de 80% y 35 centímetros de Subbase Granular clase B con CBR mínimo de 30%. Se presenta gráficamente la estructura diseñada en la Imagen 8, la caracterización de los materiales en la Tabla 21, y el chequeo por esfuerzos y deformaciones en la Tabla 20.
(kg/cm²) (kg/cm²) (kg/cm²) (kg/cm²) (kg/cm²)
232 585 1054 1307 1969
Espesor(mm) 260 Espesor(mm) 200
MR
ESR
Subbase Granular
E4
(CORREGIDO)
E4
(AASHTO)
E3
(CORREGIDO)
E3
(AASHTO)
Capa
Intermedia
Capa
Rodadura
E2
(MAM-25)
E1
(MSC-19+Fibra)
(kg/cm²) (kg/cm²)
101972 53137
Base Granular
Deformación por tracción en la capa de Rodadura (MSC-19+Fibra):
ɛτadm ɛτcal ɛτcal/ɛτadm
La relación debe ser
menor a 1.5
2.75E-04 2.64E-05 0.096 O.K.
Esfuerzo de Compresión en la Subrasante
σzadm σzcal σzcal/σzadm
La relación debe ser
menor a 1
3.01E-01 1.60E-01 0.532 O.K.
Deformación por Compresión en la Subrasante
ɛzadm ɛzcal ɛzcal/ɛzadm
La relación debe ser
menor a 1
7.12E-04 1.00E-04 0.140 O.K.
Deformación por tracción en la capa intermedia (MAM-25):
ɛτadm ɛτcal ɛτcal/ɛτadm
La relación debe ser
menor a 1.5
1.67E-04 1.55E-04 0.926 O.K.
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Imagen 8. Estructura de pavimento Alternativa 2.
Fuente: Elaboración propia.
Tabla 20. Verificación de esfuerzos y deformaciones Alternativa 2.
Fuente: Elaboración propia.
Mezcla As fá l tica tipo
MSC-19 modificada con
Fibra
h= 7.0 cm
H=74.0 cm
Mezcla As fá l tica tipo
MSC-19 con as fa l to
convencional
h= 7.0 cm
Base Granular
BG-Clase B
CBR ≥80%
h= 25.0 cm
Subbase Granular
SBG-Clase B
CBR ≥30%
h= 35.0 cm
Subrasante
CBR: 2.28%
Deformación por Compresión en la Subrasante:
ɛzadm ɛzcal ɛzcal/ɛzadm
La relación debe ser
menor a 1
7.12E-04 9.66E-05 0.136 O.K.
Esfuerzo de Compresión en la Subrasante:
σzadm σzcal σzcal/σzadm
La relación debe ser
menor a 1
3.01E-01 1.55E-01 0.515 O.K.
Deformación por tracción en la capa de Rodadura (MSC-19+Fibra):
ɛτadm ɛτcal ɛτcal/ɛτadm
La relación debe ser
menor a 1.5
2.75E-04 6.25E-05 0.227 O.K.
Deformación por tracción en la capa intermedia (MSC-19):
ɛτadm ɛτcal ɛτcal/ɛτadm
La relación debe ser
menor a 1.5
2.75E-04 2.66E-04 0.968 O.K.
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Tabla 21. Características de los materiales Alternativa 2.
Fuente: Elaboración propia.
7.1.3. ALTERNATIVA 3
Se propone una estructura en pavimento rígido conformada por una losa de concreto hidráulico con modulo de rotura igual a 4,0 MPa y espesor no menor a los 18,0 centímetros, apoyada sobre una capa de base granular de 15 cm de espesor que deberá cumplir lo requerimientos del artículo 300 de la norma INVIAS 2013. El esquema de la estructura presenta en la Imagen 9.
Imagen 9. Estructura de pavimento rígido obtenida.
Fuente: Elaboración propia.
7.1. ZONA DE GUAJES
Partiendo del hecho de que para la zona de guajes, se ha partido de la misma información geotécnica (capacidad portante de la subrasante) y de los mismos volúmenes de tránsito que fueron tomados para la zona del hangar, esto implicaría que las estructuras diseñadas serian la mismas para esta zona, pero debido a que en el área de los guajes; se tienen unas características y consideraciones especiales de los pavimentos existente, a continuación se presentan unas recomendaciones de
(kg/cm²) (kg/cm²) (kg/cm²) (kg/cm²) (kg/cm²)
Espesor(mm) 350 Espesor(mm) 250
MR
ESR
Subbase Granular Base GranularCapa
Intermedia
Capa
Rodadura
E4
(CORREGIDO)
E4
(AASHTO)
E3
(CORREGIDO)
E3
(AASHTO)
E2
(MSC-19)
E1
(MSC-19+Fibra)
(kg/cm²) (kg/cm²)
232 669 1019 1652 1969 27000 53137
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intervención particulares para esta zona, presentando dos alternativas; una en pavimento flexible y otra en pavimento rígido
A partir de la exploración geotécnica realizada fue posible determinar los espesores del concreto asfaltico en el sitio, el cual varía entre 10 y 20 centímetros de espesor.
7.1.1. ALTERNATIVA 1
Debido a que el deterioro de la carpeta de rodadura en concreto asfaltico existente en la zona de guajes, se debe principalmente a su exposición constante al agua proveniente de los lavados, combinada con lixiviados, y no a fallos que puedan considerarse de tipo estructural, se propone en esta alternativa, el fresado de 7 centímetros del concreto asfaltico existente y la reposición en el mismo espesor con una mezcla asfáltica tipo MDC-19 fabricada con asfalto modificado con polímeros; asfalto tipo III, sin intervenir las capas granulares, dadas las buenas condiciones de apoyo de la estructura existente. La estructura diseñada de acuerdo a las condiciones actuales del sitio queda como se muestra en la Imagen 10.
Imagen 10. Estructura de pavimento flexible zona de Guaje.
Fuente: Elaboración propia.
El construir una nueva capa asfáltica, pero fabricada con asfaltos modificados, le aportará una mayor resistencia a los pavimentos, ante la presencia permanente de agua y ante la acción corrosiva y oxidante de los lixiviados, sin embargo recomendamos que se contemple mejor la alternativa en pavimento rígido como se presenta a continuación.
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7.1.1. ALTERNATIVA 2
Se propone una estructura de pavimento rígido conformada por una losa de concreto hidráulico con modulo de rotura igual a 4,0 MPa y espesor no menor a los 18,0 centímetros, apoyada sobre una capa de mezcla asfáltica de 5.0 cm, y esta a su vez apoyada sobre material granular existente. El esquema de la estructura se presenta en la Imagen 9.
En esta alternativa y con el fin de mantener el nivel de rasante actual, será necesario fresar parte de la estructura existente, en un espesor de 18 cm. Debido a que el espesor de mezcla asfáltica existente en el área de guajes varía entre 10 y 20 cm, después de fresar los 18 cm necesarios para la construcción de la losa diseñada, parte de la estructura remanente del pavimento quedara con mezcla asfáltica y otra parte con base granular. Por lo anterior, se propone fresar 5 cm adicionales, construir una capa de mezcla asfáltica en un espesor mínimo de 5 cm y posteriormente construir la losa diseñada de 18 cm
Imagen 11. Estructura de pavimento rígido obtenida.
Fuente: Elaboración propia.
Losa de Concreto Existente
Losa de Concreto
MR = 4.0 Mpah=18.0 cm
Material Granular Existente h=Variable
h=5.0 cmMezcla As fá l tica tipo
MDC-19 con as fa l to convencional
H= 23
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8. RECOMENDACIONES GENERALES
ESTRUCTURA DE PAVIMENTO RÍGIDO
8.1. MODULACIÓN DE JUNTAS
En las losas de un pavimento rígido se presentan diversas clases de esfuerzos, los mayores se presentan por la circulación de los vehículos sobre este, los cuales se controlan con el adecuado diseño del espesor de las losas y las propiedades de resistencia del concreto.
Por otra parte se tienen los esfuerzos generados en el pavimento por los movimientos de contracción o expansión del concreto y a las diferencias en la temperatura o la humedad. Estos esfuerzos se controlan con el adecuado dimensionamiento de las losas, es decir definir la forma que tendrán los tableros de losas del pavimento; separación entre juntas transversales y longitudinales.
A continuación se presenta la modulación aproximada de las losas a partir del plano
proporcionado por el cliente; sin embargo, dado el caso en que la alternativa
seleccionada sea la estructura de pavimento rígido, es necesario realizar un
levantamiento topográfico a partir del cual pueda ajustarse esta modulación a los
detalles del sitio:
Imagen 12. Modulación de los hangares.
Fuente: Elaboración propia.
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Imagen 13. Modulación de la zona de guajes.
Fuente: Elaboración propia.
A continuación se presentan recomendaciones de manera general a tener en cuenta para la selección de las dimensiones de la losa y el refuerzo requerido para que esta funcione correctamente durante su vida útil.
8.1.1. ESPACIAMIENTO ENTRE JUNTAS
En general se recomienda que la longitud de las losas no sea mayor a 25 veces el
espesor ni mayor a 1,3 veces el ancho de la misma según el capítulo 6 del Manual
de Diseño de Pavimentos de Concreto para vías con bajos, medios y altos
volúmenes de tránsito propuesto en conjunto por el INVIAS y el ICPC.
En el caso particular se proponen dos tipologías de losa, la primera de 4,5x3, 5
metros y la segunda 4,5x4, 0 metros, en las cuales la relación largo/ancho es menor
a 1,3 y la longitud no supera a 25 veces el espesor de losa propuesto (18
centímetros para ambas zonas), como se muestra en la Tabla 22.
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Tabla 22. Verificación relación largo/ancho.
Fuente: Elaboración propia.
8.1.2. ELEMENTOS DE LAS JUNTAS
Estos elementos, son denominados complementarios, debido a que no se consideran
como una variable directa en el cálculo de espesores del pavimento rígido. Sin
embargo, se presentan a continuación algunas recomendaciones generales:
8.1.2.1. BARRAS DE ANCLAJE
En nuestro medio, donde se acostumbra a construir los pavimentos por carriles, las
juntas longitudinales son generalmente de construcción. En estas juntas se usan
barras de amarre corrugadas que mantienen unidas las caras de las losas
garantizando su eficiencia; sin embargo, para este diseño se contempla usarlas para
anclar las losas con las estructuras existentes (concreto asfaltico).
Estas no deben engrasarse, ya que su función es la de anclar, y al engrasarlas,
perderían adherencia. Las barras de anclaje se diseñan para resistir la fuerza de
tracción generada por la fricción entre la losa del pavimento y la subrasante. La
cantidad de acero se calcula de acuerdo con la siguiente ecuación.
𝑨𝒔 =𝒃𝒇𝒘
𝒇𝒔
Donde:
𝐴𝑠 = Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑗𝑢𝑛𝑡𝑎
𝑏 = 𝐷𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑗𝑢𝑛𝑡𝑎 𝑦 𝑒𝑙 𝑏𝑜𝑟𝑑𝑒 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑎𝑣𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑓 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑓𝑟𝑖𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑜𝑠𝑎 𝑦 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 (𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑚𝑎 𝑢𝑠𝑢𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 1.5)
𝑤 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑠𝑎 𝑝𝑜𝑟 𝑢𝑛𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 á𝑟𝑒𝑎
𝑓𝑠 = 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑡𝑟𝑎𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜; 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑠𝑒 𝑡𝑜𝑚𝑎 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙 𝑎 0.67𝑓𝑦
Tipología Ancho Losa (y) Largo Losa (x) x/y
1 3.50 4.50 1.29
2 4.00 4.50 1.13
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La longitud de las barras debe ser tal que el esfuerzo de adherencia a cada lado de
la junta iguale el esfuerzo de trabajo del acero. Se debe adicionar 7.5 cm a la
longitud calculada para compensar los defectos de colocación de la varilla. La
longitud total se puede calcular de acuerdo con la siguiente ecuación:
𝐿 =𝑑𝑓𝑠
2𝑎+ 7.5𝑐𝑚
Donde:
𝑑 = 𝐷𝑖𝑎𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎
𝑎 = 𝐸𝑠𝑓𝑢𝑒𝑟𝑧𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑑ℎ𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎.
𝑎 = 0.1𝑓𝑐′, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑎𝑐𝑒𝑟𝑜 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑢𝑔𝑎𝑑𝑜, 𝑛𝑜 𝑑𝑒𝑏𝑒 𝑠𝑒𝑟 𝑚𝑎𝑦𝑜𝑟 𝑎 2.46 𝑀𝑝𝑎
Finalmente, se obtiene la barra de anclaje con las características descritas en la
Tabla 23 y la sección transversal esquematizada en la Imagen 14.
Tabla 23. Características de la Barra de Anclaje.
Fuente: Elaboración propia.
Imagen 14. Sección transversal barra de anclase.
Fuente: Elaboración propia.
Barra No. Longitud [m] Separación [m]
N°3 0.50 0.45
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8.1.2.2. DOVELAS
Las dovelas son barras de acero lisas insertadas tanto en las juntas transversales
como en las longitudinales ya que habrá circulación de vehículos en ambas
direcciones, su función es transmitir las cargas de una manera eficiente entre las
losas, sin restringir el movimiento horizontal. Las dovelas también permiten mantener
el alineamiento horizontal y vertical.
El diámetro, longitud y espaciamiento de estas barras se basa en la experiencia y
recomendaciones de diversos autores. De acuerdo con lo anterior, las longitudes,
separaciones y diámetros para las dovelas se resumen en la Tabla 24 de acuerdo al
espesor de la losa y la sección transversal de la misma se presenta en la Imagen 15.
Tabla 24. Diámetros de las dovelas de acuerdo al espesor de la losa.
Fuente: Manual de diseño de Pavimentos de Concreto para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito.
Imagen 15. Sección transversal de la dovela.
Fuente: Elaboración propia.
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8.2. ESPECIFICACIÓN MATERIALES
8.2.1. CONCRETO
El concreto estará conformado por una mezcla homogénea de cemento con o sin
adiciones, agregados fino y grueso, y aditivos de ser requeridos. Estos materiales
deberán cumplir con los requisitos establecidos por la norma INVIAS (2013).
El concreto debe garantizar, como mínimo, una resistencia a la tracción por
flexión de 4,0 MPa a los 28 días.
El agua que se emplee para el curado deberá ser limpia y libre de aceites,
ácidos, azúcar, materia orgánica y cualquier otra sustancia perjudicial al
pavimento terminado.
El curado se realizará mediante humedad, el material de cobertura podrá ser
tela de fique o algodón, arena u otro producto de alta retención de humedad.
8.2.2. PASADORES O BARRAS PASAJUNTAS
Las barras serán de acero redondo y liso, con límite de fluencia fy mínimo de
280 MPa.
Ambos extremos de los pasadores deberán ser lisos y estar libres de rebabas
cortantes.
Las barras serán ubicadas a la mitad del espesor de la losa.
Antes de su colocación los pasadores se deberán revestir con una capa de
grasa u otro material que permita el libre movimiento de ellos dentro del
concreto e impida su oxidación. Para evitar la contaminación del concreto, la
barra engrasada podrá ubicarse dentro de una camisa tipo manguera.
El casquete colocado en las juntas de dilatación transversal deberá ser de
metal u otro tipo de material aprobado y deberá tener una longitud suficiente
para cubrir entre 50 mm-75 mm del pasador.
8.2.3. BARRAS DE AMARRE
Las barras serán de acero corrugado, con límite de fluencia fy mínimo de 420
MPa.
Las barras serán ubicadas a la mitad del espesor de la losa.
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Estas nunca serán engrasadas o revestidas con ningún material que impida su
adhesión con el concreto.
8.2.4. REFUERZOS DE LAS LOSAS
Se requerirá su colocación cuando se tengan las siguientes características:
Losas con relación largo/ancho mayor a 1.3.
Losas de forma irregular (diferente de la rectangular o cuadrada).
Losas con abertura en su interior para instalación de elementos tales como
pozos de inspección o sumideros.
En la Imagen 16 se presenta la sección transversal con el refuerzo para las zonas anteriormente descritas:
Imagen 16. Junta longitudinal y transversal especial reforzada. Medidas en metros.
Fuente: Elaboración propia.
8.2.5. PRODUCTOS PARA JUNTAS
El material de sello podrá ser silicona o de aplicación en caliente.
El sello de las juntas deberá ser elástico, resistente a la intemperie y a la
abrasión
El sello de silicona deberá cumplir con lo establecido en la Tabla 25 de
requisitos para material de sello en pavimentos de concreto.
El sello de aplicación en caliente deberá cumplir con los requisitos
establecidos en las especificaciones ASTM D 3405.
El material de relleno para juntas de expansión deberá ser suministrado en
piezas de la altura y el largo requerido, se podrá utilizar ocasionalmente dos
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piezas para completar el largo (nunca la altura). Los materiales por emplear
deberán cumplir con alguna de las especificaciones ASTM D 994, D 1751 ó D
1752.
Las juntas deberán ser selladas pasados veintiuno (21) a veintiocho (28) días
de edad del concreto y antes de que el pavimento sea abierto al tránsito.
En el momento de aplicación del componente del sello, la temperatura
ambiente deberá estar por encima de 5°C y no debe haber lluvia.
La tirilla de respaldo deberá ser de espuma de polietileno extruida de celda
cerrada y de diámetro aproximadamente 25% mayor que el ancho de la caja
de la junta. Deberá cumplir con la especificación ASTM D 5249.
Tabla 25. Requisitos para el material de sello en pavimentos de concreto hidráulico
Fuente: Elaboración propia.
PROPIEDADNORMA DE
ENSAYOREQUISITO
Esfuerzo de tension a 150% de elongacion (7
dias de curado a 25°C+-5°C, y 45% a 55% de
humedad relativa).
ASTM D 412 310 kPa maximo
Flujo a 25°C +- 5°CASTM D 792
(Metodo A)No debera fluir del canal
Gravedad especificaASTM C 603
(1/8" @ 50 psi)75 - 250 gm/min
Dureza a -18°C (7 dias de curado a 25°C +-
5°C)ASTM C 2240 10 a 25
Resistencia al intempersimo despues de 5.000
horas de exposicion continua.ASTM C 793
Sin agrietamiento, perdida
de adherencia o
superficies polvorientas
por desintegracion
Superficie seca a 25°C +- 5°C, y 45% a 55% de
humedad relativaASTM C 679 Menor de 75 minutos
Elongacion a la rotura despues de 21 dias de
curado a 25°C +- 5°C, y 45% a 55% de
humedad relativa
ASTM D 412 750 % minimo
Fraguado al tacto a 25°C +- 5°C, y 45% a 55%
de humedad relativaASTM D 1640 Menos de 75 minutos
Vida en el contenedor a partir del dia de
embarque6 meses minimo
Adhesion a bloques de mortero AASHTO T 132 345 kPa minimo
Capacidad de movimiento y adhesion.
Extension de 100% a 18°C despues de 7 dias
de curado al aire a 25°C +- 5°C, seguido por 7
dias en agua 25°C +- 5°C.
ASTM C 719
Ninguna falla por
adhesion o cohesion
despues de 5 ciclos.
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8.2.6. FORMALETAS
Las secciones de formaleta para la construcción no deberán tener una
longitud menor de tres metros (3 m), su altura debe ser igual al espesor del
pavimento a construir, emplear formaletas de alturas mayores puede generar
desniveles, malos acabados y desperdicios adicionales.
Deben ser metálicas y tener la suficiente rigidez para no deformarse durante la
colocación del concreto y, si van a servir como rieles para el desplazamiento
de equipos, no deben deformarse bajo la circulación de los mismos.
El ancho de su base debe ser mayor o igual al ochenta por ciento (80%) del
espesor del pavimento y nunca menor veinte centímetros (20 cm).
En la mitad de su espesor y a los intervalos requeridos, las formaletas tendrán
orificios para insertar en ellos las barras de amarre.
La fijación al suelo se hará mediante pasadores de anclaje adecuadamente
separados, que impidan cualquier desplazamiento vertical u horizontal a causa
de la presión de la mezcla y de la vibración del equipo.
8.2.7. FLOTADOR O ENRASADOR
Tendrá una superficie metálica, lisa y rígida provista de un mango largo
articulado, que al ser rotado acciona un mecanismo de elevación, que le
permite el deslizamiento planeando sobre la superficie del concreto.
Su longitud deberá ser del orden de 3 m y su ancho de 150 mm, y la sección
transversal deberá tener forma de canal.
Deberá tener sus bordes ligeramente curvos y chaflanados.
8.2.8. TELA DE FIQUE O DE YUTE
Sera tejido de fibra vegetal de fique o de yute. La tela no deberá tener costuras
internas que dejan marcas indeseables en la superficie del pavimento.
8.2.9. EQUIPOS DE CORTE
Para el corte de las juntas en el concreto endurecido deberán usar equipos
con disco de diamante o de algún otro elemento abrasivo que permitan
obtener resultados equivalentes.
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42
La calidad de los equipos y discos, así como la idoneidad del personal que los
opera, deberán garantizar que la labor se desarrolle sin generar
desportillamientos o agrietamientos en las zonas de corte.
La potencia de cada equipo deberá ser de por lo menos dieciocho caballos (18
CV).
Se requerirán discos de diferentes diámetros y anchos para realizar los cortes
iniciales y el ensanche de los mismos.
Los equipos podrán ser de discos sencillos o múltiples.
8.2.10. PREPARACIÓN DE LA SUPERFICIE
La mezcla no se extenderá hasta que se compruebe que la superficie sobre la
cual se va a colocar tenga la densidad apropiada y las cotas indicadas.
Cuando la superficie del terreno existente presente deficiencias en las cotas
en relación con las previstas en los planos o autorizadas por el interventor, la
deficiencia se deberán completar con material de pavimento de concreto
hidráulico.
Inmediatamente antes de verter el concreto, se humedecerá la superficie de
apoyo del pavimento, sin que se alcance la saturación, para prevenir perdidas
en la humedad de la mezcla.
8.2.11. COLOCACIÓN DE FORMALETAS
Las caras interiores de las formaletas aparecerán siempre limpias, sin restos
de concreto u otras sustancias adheridas a ellas.
Antes de verter el concreto, dichas caras se deben recubrir con un producto
antiadherente.
Se debe controlar que la altura de las formaletas corresponda, efectivamente,
al espesor de diseño de las losas.
El alineamiento de las formaletas, tanto en planta como en perfil debe ser
verificado antes de cada vaciado, no se podrán observar diferencias en altura
ni desviaciones en planta superiores a 10 mm en relación con el alineamiento
teórico.
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43
8.2.12. COLOCACIÓN DE LOS PASADORES
Los pasadores se colocarán paralelos entre si y al eje de la calzada, en la
ubicación que se tenga prevista para la junta transversal.
La desviación máxima permisible, tanto en planta como en elevación, es de
20 mm respecto a la posición teórica.
La desviación angular máxima permisible, respecto a la dirección teórica del
pasador, medida por la posición de sus extremos, es de 10 mm si se insertan
por vibración o de 5 mm si se colocan previamente.
Los pasadores deben ser recubiertos con material lubricante en la mitad de su
longitud más 2 cm antes de su instalación.
Salvo que los pasadores se introduzcan por vibración en el pavimento
mediante maquinas adecuadas para ello, se deberán disponer, con
anterioridad al vertido del concreto, sobre canastas de varillas metálicas lo
suficientemente sólidas y uniones soldadas que se fijaran a la base de un
modo firme.
8.2.13. COLOCACIÓN DE LAS BARRAS DE AMARRE
Las barras de amarre se deberán instalar en forma perpendicular a la junta
longitudinal y a la mitad del espesor de la losa de forma paralela a la
superficie, con una mitad de cada lado de la junta.
Cuando se utilice formaletas fijas, las varillas se insertaran manualmente
dentro de las formaletas, de manera que una mitad de ellas penetre dentro de
las franjas de concreto recién colocada.
Si las barras de amarre se colocan en un pavimento endurecido, se efectuaran
barrenos horizontales a la mitad del espesor de la losa y con una profundidad
igual a la mitad de la longitud de las varillas, las cuales se insertaran
manualmente, previamente lubricadas con una resina epóxica.
8.2.14. ACABADO SUPERFICIAL
Después de extendido y compactado, el concreto será sometido a un proceso de
acabado superficial para lograr una superficie plana y ajustada a las cotas del
proyecto, dentro de las tolerancias permitidas.
Primero se realizara el allanado. Este se realizará mediante un flotador o
enrasador de superficie metálica.
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44
Luego de realizar el allanado se pasara en sentido longitudinal a la vía la tela
de fibra vegetal de fique o de yute.
A continuación se utilizará el cepillo de texturizado con dientes metálicos
flexibles. El cepillo deberá ser utilizado para dejar una textura estriada
transversal en la superficie del concreto.
8.2.15. CURADO DEL CONCRETO
El curado se deberá hacer inmediatamente después del acabado final, cuando el
concreto empiece a perder su brillo superficial.
El curado se realizara por humedad.
La superficie del pavimento se cubrirá con telas de fique o algodón, arena u
otros productos de alto poder de retención de humedad, una vez el concreto
haya alcanzado la suficiente resistencia para que el acabado superficial del
pavimento no se vea perjudicado por la colocación de estos elementos.
El agua que se emplee para el curado deberá ser limpia y libre de aceites,
ácidos, azúcar, materia orgánica y cualquier otra sustancia perjudicial al
pavimento terminado.
Mientras llega el momento de colocar el producto protector, a la superficie del
pavimento se mantendrá húmeda, aplicando agua en forma de rocío fino y
nunca en forma de chorro.
Los materiales utilizados en el curado se mantendrán saturados todo el tiempo
que dure éste.
8.2.16. ASERRADO DE JUNTAS
El corte de las juntas deberá comenzar por las transversales de contracción e
inmediatamente después continuar con las longitudinales.
El corte deberá realizarse a una edad tal que el concreto haya adquirido
suficiente resistencia para que no haya dalos en el concreto, pero tampoco
deberá permanecer por más de dos días sin corte, si la superficie está
expuesta a la intemperie.
Una vez iniciado el corte, este se deberá continuar hasta finalizar todas las
juntas.
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El corte se realizará cuando el concreto resista el equipo utilizado para este
fin, y se garantice el no desportillamiento del concreto y antes que se
produzcan agrietamientos no controlados.
Se recomienda realizar un tramo de prueba que permita determinar el tiempo
adecuado para la ejecución del corte de las juntas.
Inmediatamente después del corte final, los excesos de cemento, lechadas y
material de curado o cualquier otro elemento, deberán ser completamente
removidos de la junta mediante chorro de agua a presión. Cuando finalice la
limpieza de la junta, ésta deberá ser soplada con un compresor de aire.
8.3. LABORES DE MANTENIMIENTO
Mientras la vía está en funcionamiento se deberán realizar los trabajos de limpieza, conservación, reparación y reconstrucción del pavimento que sean necesarios para mantener la condición de la vía en buen estado. Esto incluye acciones de mantenimiento de los sistemas de drenaje y en general de manejo del agua. Además son necesarias actividades de sellado de juntas y de fisuras y en ciertas ocasiones se puede llegar a la realización de reparaciones superficiales y profundas, tal como se especifica en el Anexo 7 del Manual de diseño de Pavimentos de concreto para Vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito.
8.3.1. REPARACIÓN DEL MATERIAL DE LAS JUNTAS O RESELLADO
Esta actividad agrupa las acciones necesarias para reponer el material de sello en las juntas y para sellar las posibles fisuras que se hayan generado en el pavimento. El material para el sello debe cumplir con lo mencionado particularmente en el Artículo INV 500-07 o con las del productor, en caso de que no estén cubiertas por el INVIAS, siempre y cuando tengan el visto bueno del interventor.
8.3.1.1. Limpieza Las juntas y grietas que contengan restos de sellos antiguos o materiales extraños, se limpian con cuidado en toda su extensión y profundidad, con la ayuda de hojas de sierra, herramientas manuales u otros equipos adecuados, que permitan remover el sello, o relleno antiguo, sin afectar al concreto. La limpieza se termina soplando la junta con aire comprimido, libre de aceite, con una presión mínima de 120 psi, que elimine todo vestigio de material contaminante, incluso el polvo.
8.3.1.2. Imprimación Cuando se especifican materiales para imprimar, se debe tener cuidado, que se produzca la adherencia pedida entre el producto usado para sellar y las paredes de las juntas o grietas.
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8.3.1.3. Sellado de juntas con ancho hasta de 12 mm En las juntas que no tengan la caja para alojar el material de sello, se les debe formar cortando el concreto de manera que se forme la caja, con un ancho de 8 mm a 12 mm y con una profundidad entre 22 y 35 mm, según el tipo de sellador y respaldo por emplear, el cual se debe ajustar a lo recomendado por el fabricante del material sellador y ser ligeramente más ancho que la junta de manera que ajuste bien. Durante la colocación del sello, se busca que esté alineado a una profundidad constante y sin pliegues o curvaturas, cubriendo el ancho de la caja y que quede a una profundidad entre 4 y 5 mm por debajo de la superficie del pavimento.
8.3.1.4. Sellado de juntas con ancho entre 12mm y 20mm Para estas juntas se seguirá un procedimiento similar al descrito para las juntas de hasta 12 mm de ancho, salvo que el ancho de la caja será de hasta 20 mm, y su profundidad la necesaria para insertar el cordón de respaldo. Las juntas clasificadas en este grupo se sellan con productos termoplásticos que se meten en la junta a una profundidad de 14 mm o más y con un espacio libre entre las superficies del sello y de la losa, de mínimo 4 mm. El imprimante se deberá ajustar a las recomendaciones del fabricante del sellador.
8.3.1.5. Sellado de juntas con ancho entre 30mm y 30mm Las juntas con ancho entre 20 mm y 30 mm se limpian según lo ya mencionado y se sellan con productos del tipo masilla asfáltica. La profundidad del sello será como mínimo de 15 mm, debiendo quedar entre 4 y 5 mm por debajo de la superficie del pavimento.
8.3.1.6. Sellado de grietas con ancho entre 3mm y 30mm Se limpian y luego se biselan los bordes mediante equipo esmerilador u otro aprobado, para formar una cavidad con un ancho mínimo de 6 mm. Estas grietas se sellaran con productos tipo masilla asfáltica. El espesor del material sellador será como mínimo de 15 mm, cualquiera que sea el ancho superficial de la grieta, y deberá quedar entre 4 y 5 mm por debajo de la superficie del pavimento.
8.3.1.7. Sellado de grietas con ancho superior a 30 mm Después de hacer la limpieza de las juntas y grietas se procede a sellarlas con una mezcla de arena-emulsión asfáltica, siempre que el ancho promedio no exceda los 100 mm, en cuyo caso, el sellado se hace con una mezcla en caliente. En ambos casos el espesor del material sellador será como mínimo 20 mm. El relleno deberá quedar de 4 a 5 mm por debajo de la superficie del pavimento. Las paredes de las juntas y grietas se deberán imprimar con emulsión asfáltica diluida en agua por
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partes iguales. Se imprime por jornada la longitud que se alcance a sellar en un día de trabajo.
8.3.2. REPARACIÓN DEL ESPESOR PARCIAL
Normalmente, las reparaciones de profundidad parcial se hacen en el caso de descantillados en las juntas del pavimento o en el medio de la losa, que pueden ocurrir a lo largo de las juntas y grietas longitudinales, aunque suceden con más frecuencia en las discontinuidades transversales.
8.3.2.1. Bordes de la reparación Para comenzar los trabajos, se hace una investigación para determinar los límites reales de las zonas que es necesario reparar, que consiste en recorrer toda la vía definiendo las áreas en las cuales el descantillado es inminente, golpeando la superficie del concreto con una varilla de acero, un martillo de carpintero, o arrastrando una cadena a lo largo de la superficie, detectando las zonas en que la frecuencia del sonido deja de ser metálico y seco volviéndose apagado o hueco, lo que indica la presencia de áreas debilitadas. Con el objeto de asegurar la remoción de todo el concreto en mal estado, se delimitan las áreas con pintura, definiendo zonas cuadradas o rectangulares que estén más allá de los deterioros entre 80 y 100 mm. Cuando se presenten áreas que necesitan arreglo y estén a menos de 600 mm de distancia entre sí, se recomienda que se integren en una sola, con el fin de reducir los costos de las reparaciones y proporcionar una apariencia más agradable.
8.3.2.2. Remoción del concreto El concreto deteriorado se puede remover por aserrado y cincelado, o por un proceso de fresado, con una profundidad mínima de 40 mm. Antes de comenzar a remover el concreto se hace un corte con una sierra alrededor del área que se va a reparar, con una profundidad mínima de 40 mm, para generar una pared vertical. La remoción se hace con equipos neumáticos, cuyo peso sea inferior a 15 kilos, o con máquinas para fresar en frío.
8.3.2.3. Preparación de las juntas Cuando se efectúa una reparación de profundidad parcial contra una junta longitudinal, el concreto de la reparación no se debe adherir al del carril adyacente, para evitar que el parche se descantille a causa del alabeo, o del movimiento diferencial de las losas. Se elimina la adherencia del concreto de las reparaciones con las juntas, insertando, a lo largo de la junta, un elemento compresible, una tira delgada de polietileno o un fieltro impregnado con asfalto antes de colocar el material del parche.
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8.3.2.4. Colocación del adherente Cuando se necesite un agente adhesivo (primera capa o lechada de cemento), el material se aplica en una capa delgada y pareja, con la ayuda de una brocha de cerdas duras, que cubra toda el área, incluyendo las paredes del parche y se superpone a la superficie del pavimento, para asegurar una adherencia adecuada
8.3.2.5. Mezclado En la mayoría de las reparaciones de profundidad parcial, el volumen es muy pequeño, por lo cual, y buscando reducir el desperdicio de materiales, las mezclas se hacen en el sitio con la ayuda de pequeñas mezcladoras de tambor o de paletas.
8.3.2.6. Acabado La superficie del material de la reparación se trata cuidando de no alterar la sección transversal del pavimento existente. Se recomienda que el proceso de acabado comience desde el centro del parche hacia fuera, con el fin de obtener interfaces más parejas con el concreto existente y desarrollar una buena resistencia de adhesión.
8.3.2.7. Llenado de los cortes con sierra Cuando se usan las sierras para delimitar las reparaciones se hacen cortes que van más allá del área objeto de la reparación, los cuales se pueden rellenar con el mortero sobrante y así evitar a largo plazo la penetración de agua, que puede afectar la adherencia del material de la reparación con el concreto viejo.
8.3.2.8. Sellado Este procedimiento se emplea en donde se usa material de reparación con base en cemento y consiste en pintar con una lechada de cemento con agua de 1:1 a lo largo del perímetro del parche. La lechada formará una barrera contra la humedad sobre la interface y contribuirá a impedir el deterioro del parche.
8.3.2.9. Sellado de las juntas Después de que el parche ha adquirido la suficiente resistencia, se sellan las juntas, de acuerdo con las recomendaciones tradicionales para este fin.
8.3.2.10. Curado Las reparaciones de espesor parcial tienen la tendencia a secarse muy rápido y a agrietarse a edad temprana, por lo cual es obligatorio, hacer con más cuidado las acciones de curado. En donde se requiera de una apertura temprana al tráfico, puede resultar beneficiosa la colocación de esteras de aislamiento sobre las reparaciones. Esto mantendrá el calor proveniente de la hidratación y promoverá una mayor ganancia de resistencia para los materiales con base en cemento.
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8.3.3. REPARACIÓN DEL ESPESOR TOTAL
8.3.3.1. Demarcación y Aislamiento de las áreas a remover Antes de comenzar cualquier trabajo se deben definir las áreas que requieren reparación y se marcan con pintura, el área mínima a reparar tiene un ancho igual al de un carril en la dirección transversal y 1,80 m en la dirección longitudinal.
8.3.3.2. Aislamiento del área a remover. Antes de retirar el concreto del área deteriorada, esta se debe aislar del concreto adyacente, del carril y de la berma, con el fin de hacer mínimo, el daño al material circundante durante las operaciones de remoción.
8.3.3.3. Preparación del área de reparación Si se determina que durante la remoción del concreto se ha deteriorado mucho la base, o se observa presencia de material con características inadecuadas, ésta se debe limpiar y recompactar, retirando cualquier material suelto, hasta que se cumpla con los requisitos de las especificaciones. Cualquier problema de drenaje localizado también se debe reparar. Es importante no desequilibrar el área de la base, excepto cuando sea absolutamente inevitable.
8.3.3.4. Transferencia de carga En pavimentos para bajos volúmenes de tráfico y con pocos de camiones pesados, se puede prescindir de las dovelas en las reparaciones de profundidad total, sin que se comprometa el comportamiento de la reparación.
8.3.3.5. Vaciado del concreto Para obtener parches de buena calidad es crítica una colocación y acabado adecuado del concreto, incluyendo la vibración para la consolidación. Las superficies de las reparaciones se deben terminar con un codal de 3 m, o con una regla vibratoria, para dar los mismos niveles de la superficie existente. La experiencia ha demostrado, que las mejores reparaciones generalmente han sido aquellas en los que el acabado se hace usando una regla vibratoria, paralela a la línea central del pavimento.
8.3.3.6. Sellado de juntas El último paso en una buena reparación de pavimentos de concreto en todo su espesor, consiste en hacer la caja para alojar el material de sello, tanto en las juntas longitudinales como transversales. Las evaluaciones han demostrado que las cajas
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50
de las juntas adecuadamente formadas, o aserradas, disminuyen la cantidad de descantillados en las juntas de las reparaciones. Se recomienda que la profundidad de la caja tenga 50 mm como mínimo. Sin embargo, el ancho y la profundidad de la caja (factor de forma), se deben hacer teniendo en cuenta la separación de las juntas y el tipo de sello. Se recomienda que se sigan las recomendaciones del fabricante. También se debe sellar la junta longitudinal, para reducir la posibilidad de introducción de materiales incompresibles y de agua. En la junta longitudinal se debe insertar una lámina incompresible, como por ejemplo una lámina de fibra, con el objeto de prevenir la adherencia de los concretos de la reparación, con los circundantes y así evitar posibles descantillados.
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9. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
9.1. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES SEGÚN PARÁMETROS DE
DISEÑO
Los espesores obtenidos son los requeridos para satisfacer las condiciones de
capacidad de soporte del suelo de fundación y los esfuerzos generados por
las cargas que circularán durante la vida útil; por lo tanto, procede hacer
hincapié en que no es conveniente bajo ninguna justificación la reducción de
dichos espesores.
En el presente estudio se han diseñado alternativas en pavimento flexible y
rígido las cuales son equivalentes desde el punto de vista estructural, pero
esta Consultoría recomienda, el uso de pavimentos rígidos para ambas áreas,
en especial para los pavimentos de la zona de guajes, ya que estos son más
resistentes a los efectos de la humedad, a la acción de los lixiviados y a los
efectos combinados de cargas de tránsito y humedad, que es lo que ha
ocasionado que en la actualidad el pavimento asfalto allí construido se
encuentre latamente desgastado y oxidado
En caso de elegir la alternativa de pavimento rígido para la zona de los guajes,
se recomienda tener especial cuidado en el mantenimiento y reparación de los
sellos en las junta, para evitar la infiltración de agua a las capas de apoyo
Para las alternativas en pavimento flexible, se han incluido capas asfálticas
especiales, que garanticen un mejor comportamiento estructural y un mejor
comportamiento ante los efectos de torsión que pueden generar el giro de los
neumáticos de los camiones sobre la superficie, así como ante los efectos de
la humedad y los lixiviados.
En el caso de los pavimentos flexibles, se ha modulado de manera general la
geometría de las losas, estas deberán ser ajustadas con un levantamiento
topográfico en detalle de las áreas a construir. En el momento de contar con
este levantamiento topográfico, notificar a esta Consultoría para que
procedamos a ajustar la modulación de las losas
Cualquier modificación a las condiciones de diseño o las correspondientes
hipótesis debe ser notificada al ingeniero diseñador para proceder con los
ajustes respectivos.
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10. REFERENCIAS
1. INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS. Normas y Especificaciones Generales para la Construcción de Carreteras. INVIAS. Bogotá, 2013.
2. AASHTO. Design of pavement structures, 1993
3. Londoño Naranjo, Cipriano y Alvarez Pabón, Jorge Alberto. Manual de diseño de pavimentos de concreto: para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito, ISBN: 978-958-97411-8-4.
4. Londoño Naranjo, Cipriano y Alvarez Pabón, Jorge Alberto. Manual de diseño de pavimentos de concreto: para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito, ISBN: 978-958-97411-8-4.
5. Londoño Naranjo, Cipriano. Diseño, construcción y mantenimiento de pavimentos de concreto.
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11. ANEXOS
ANEXO 1:
RESULTADOS DE ENSAYOS DE CLASIFICACIÓN Y
CARACTERIZACIÓN DE LOS SUELOS
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ANEXO 2
MEMORIAS DE CÁLCULO DEL SOFTWARE BS-PCA
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ANEXO 3
MEMORIAS DE DISEÑO DEL PAVIMENTO FLEXIBLE
METODOLOGÍA AASHTO 1993
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DISEÑO DEL PAVIMENTO
METODO AASHTO 1993
PROYECTO : Empresas Varias FECHA : Noviembre de 2016
SECCION 1 : Hangar y Zona de Guajes ID DEPAV: 0036
1. REQUISITOS DEL DISEÑO
a. PERIODO DE DISEÑO (Años) 15
b. NUMERO DE EJES EQUIVALENTES TOTAL (W18) 2.01E+06
c. SERVICIABILIDAD INICIAL (pi) 4.2
d. SERVICIABILIDAD FINAL (pt) 2.0
e. FACTOR DE CONFIABILIDAD (R) 95%
f. STANDARD NORMAL DEVIATE (Zr) -1.645
g. OVERALL STANDARD DEVIATION (So) 0.45
2. PROPIEDADES DE MATERIALES
a. MODULO DE RESILIENCIA DEL CONCRETO ASFÁLTICO DE RODADURA MSC-19 (kg/cm2) 27000
b. MODULO DE RESILIENCIA DE LA BASE ASFÁLTICA MAM-25 (kg/cm2) 101972
c. MODULO DE RESILIENCIA DE LA BASE ASFÁLTICA MSC-19 + 0.5% FIBRA FORTA-FI (kg/cm2) 53137
d. MODULO DE LA BASE GRANULAR (kg/cm2) 1054
e. MODULO DE LA SUBBASE GRANULAR (kg/cm2) 1969
f. MODULO DE RESILIENCIA DE LA SUBRASANTE (kg/cm2) 232
3. CALCULO DEL NUMERO ESTRUCTURAL (Variar SN Requerido hasta que N18 Nominal = N18 Calculo)
SN Requerido Gt N18 NOMINAL
5.07 -0.08894 6.30
3. ESTRUCTURACION DEL PAVIMENTO
a. COEFICIENTES ESTRUCTURALES DE CAPA
Concreto Asfáltico de Rodadura MSC-19 (a1) 0.41
Base asfáltica MAM-25 (a2) 0.63
Base asfáltica MSC-19 con 0.5% Fibra Forta-Fi (a3) 0.52
Base Granular (a4) 0.13
Subbase Granular (a5) 0.11
b COEFICIENTES DE DRENAJE DE CAPA
Concreto Asfáltico de Rodadura MSC-19 (m1) 1.00
Base asfáltica MAM-25 (m2) 1.00
Base asfáltica MSC-19 con 0.5% Fibra Forta-Fi (m3) 1.00
Base Granular (m4) 0.90
Subbase Granular (m5) 0.90
ALTERNATIVA SNreq SNresul D1(cm) D2(cm) D3(cm) D4(cm) D5(cm)
5.07 5.10 0 7 7 20 26
5.07 5.08 7 0 7 25 35
1
2
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ANEXO 4:
MEMORIAS DE CÁLCULO DEL SOFTWARE DEPAV
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ALTERNATIVA 1
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ALTERNATIVA 2
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ANEXO 5
PERFILES ESTRATIGRAFICOS APIQUES EXCAVADOS
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EMPRESAS VARIAS Código: AP-1 Número: 1
Tipo: Apique
Alexander Galvis M. Excavó: Gerardo Duque Fecha: 12/10/2016M
ue
str
as
Niv
el fr
eá
tico
0.15
0.50
1.00
Registro de Descripción de Perforaciones
Manuales
Código FL-TC-06
Versión 1
Fecha 15/07/2014
Proyecto:Ensayos
Localización: HANGAR
Describió:
Hum
edad N
atu
ral
(%)
Peso u
nita
rio s
eco
g d (
kN
/m3)
c' (
kP
a)-
f' (
°)
Com
pre
sió
n s
imple
,
qu [kP
a]
Lím
ite L
íquid
o (
%)
Índic
e P
lástic
o (
%)
Pasa T
200 (
%)
Cla
sifi
cació
n
U.S
.C.S
.
Pro
fun
did
ad
Descripción Foto-Esquema
1.50
M1
Arcilla Limosa de baja plasticidad color café oscuro
Lím
ite P
lástic
o (
%)
21 59 CL-ML
Losa Fallada
Suelo café
27 N.A. N.A. N.A. 47 26
EMPRESAS VARIAS Código: AP-2 Número: 2
Tipo: Apique
Alexander Galvis M. Excavó: Gerardo Duque Fecha: 12/10/2016
Mu
estr
as
Niv
el fr
eá
tico
0.15
0.50
1.00
Registro de Descripción de Perforaciones
Manuales
Código FL-TC-06
Versión 1
Fecha 15/07/2014
Proyecto:Ensayos
Localización: HANGAR
Describió:
Hum
edad N
atu
ral
(%)
Peso u
nita
rio s
eco
g d (
kN
/m3)
c' (
kP
a)-
f' (
°)
Com
pre
sió
n s
imple
,
qu [kP
a]
Lím
ite L
íquid
o (
%)
Lím
ite P
lástic
o (
%)
Índic
e P
lástic
o (
%)
Pasa T
200 (
%)
Cla
sifi
cació
n
U.S
.C.S
.
Pro
fun
did
ad
Descripción Foto-Esquema
1.50
Losa fallada
Base Granular - Grava limosa color caféM1 19 16 GM
Limo de Alta plasticidad color café M2
Suelo color negro amarilloso
30 N.A. N.A. N.A.
18 N.A. N.A. N.A. 54 35
64 38 26 53 MH
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100
EMPRESAS VARIAS Código: AP-4 Número: 4
Tipo: Apique
Alexander Galvis M. Excavó: Gerardo Duque Fecha: 12/10/2016
Mu
estr
as
Niv
el fr
eá
tico
0.15
0.50
1.00
Registro de Descripción de Perforaciones
Manuales
Código FL-TC-06
Versión 1
Fecha 15/07/2014
Proyecto:Ensayos
Localización: ZONA GUAJES
Describió:
Hum
edad N
atu
ral
(%)
Peso u
nita
rio s
eco
g d (
kN
/m3)
c' (
kP
a)-
f' (
°)
Com
pre
sió
n s
imple
,
qu [kP
a]
Lím
ite L
íquid
o (
%)
Pasa T
200 (
%)
Cla
sifi
cació
n
U.S
.C.S
.
Pro
fun
did
ad
Descripción Foto-Esquema
Lím
ite P
lástic
o (
%)
Índic
e P
lástic
o (
%)
1.50
Concreto Asfáltico
Base Granular - Grava limosa bien gradadaM1
NP 9.2GW-
GM
Losa de Concreto
5.1 N.A. N.A. N.A. 0 NP
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