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2012
DISEÑO DE Pavimentos RIGIDO
Cabecera municipal
MUNICIPIO DE bochalema (N. DE S.).
Diseño de pavimentos
Município de Bochalema (N. DE S).
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CABECERA MUNICIPAL
MUNICIPIO DE BOCHALEMA, (N. DE S.)
ESTUDIO DE SUELOS PARA PAVIMENTOS
DISEÑO DE PAVIMENTOS RIGIDO
San José de Cúcuta, Noviembre del 2012
Diseño de pavimentos
Município de Bochalema (N. DE S).
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INTRODUCCION
En el siguiente informe se presenta el estudio de suelos, transito y diseño del
pavimento correspondiente a la rehabilitación de unos tramos de las vía en
pavimento de concreto hidráulico (rígido) comprendiendo en 800 m (metros) de
longitud aproximadamente, localizados en el Municipio de Bochalema,
comprendidos en el cabecera municipal entre la Carrera 3 entre calles 5 y 6, del
barrio Santísima Trinidad, Calle 6 entre carrera 3 y 4, barrio la cordialidad, carrera
4 entre calles 4 y 7, entre los pinos y el centro, carrera 5 entre calles 3 y 6, sector
chorreron. Se proyecta unas vías con un ancho promedio de 6 – 7 metros, la
topografía del proyecto se caracteriza con pendientes medianamente altas, con
una elevación aproximada a 1100 msnm (metros sobre nivel del mar).
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1. OBJETIVO GENERAL DEL ESTUDIO
El siguiente estudio tiene como objetivo realizar el diseño de la estructura de
pavimento en concreto de la cabecera municipal entre la Carrera 3 entre calles 5
y 6, del barrio Santísima Trinidad, Calle 6 entre carrera 3 y 4, barrio la cordialidad,
carrera 4 entre calles 4 y 7, entre los pinos y el centro, carrera 5 entre calles 3 y 6,
sector chorreron, del municipio de bochalema que en la actualidad la superficie de
rodadura esta completamente deteriorada, presentando en la estructura del
pavimento fallas de orden estructural e índice de servicio o estado bajos,
generando como solución una atención inmediata y remplazo total de la estructura
del pavimento. Este documento plantea una solución de diseño de una estructura
de pavimento rígido para un tránsito, características geotécnicas y materiales de
construcción específicos, para con ello obtener una estructura capaz de resistir
durante el periodo de diseño; se ha utilizado para el diseño del pavimento rígido el
método de la PORTLAND CEMENT ASSOCIATION SIMPLIFICADO (P.C.A
SIMPLIFICADO) y DISEÑO DEL PAVIMENTO EMPLEANDO EL CATALOGO DE
ESTRUCTURAS DEL MANUAL DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO
PARA VIAS CON BAJOS, MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES DE TRANSITO DEL
MINISTERIO DE TRANSPORTE – INVIAS – ICPC.
2. DESCRIPCION DEL PROYECTO Y EL SITIO DE ESTUDIO
El proyecto corresponde a la repavimentación de las calles comprendidas dentro
de la cabecera municipal de Bochalema del sector en estudio, las cuales
presentan un alto grado de deterioro. Las calles estudiadas tienen o han tenido un
pavimento rígido que al día de hoy presenta fallas tales como descaramientos,
dislocamientos, hundimientos y fisuras tanto longitudinales como transversales
que obedecen a uno deficientes procesos constructivos en la realización de junta
transversales, longitudinales y curados del concreto así como la compactación del
terreno de soporte (sub-rasante). En forma general las vías mencionadas
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dispuestas a intervenir están muy deterioradas y en gran parte ha perdido la
continuidad de las losas de concreto, convirtiéndose más a una vía destapada con
regulares condiciones de transito, con amplia presencia de losas subdividas por
fisuras con hundimientos, levantamientos y dislocamiento. La longitud de los
tramos en estudio es de aproximadamente 800 metros. En los costados de las
vías se encuentran estructuras de uno y dos pisos de tipo habitacional.
La superficie del terreno donde se ubican las calles es de pendientes media-alta.
En general tiene como limites climáticos una biotemperatura media de 23ºC y
promedio anual de lluvias de 1291 mm. Existen dos períodos definidos de invierno
que se dan de finales de marzo a finales de mayo y de mediados de septiembre
a mediados de noviembre y dos periodos definidos de verano que se dan de
principio de junio a mediados de septiembre y de principio de diciembre finales de
marzo.
2.1 LOCALIZACION DEL PROYECTO
El municipio se encuentra situado en la subregión suroriental del departamento a
7º36’51” latitud norte y 72º39’01” de longitud oeste del Meridiano de Greenwich,
con una altura sobre el nivel del mar de 1051 metros y una temperatura media de
23ºC.
Se accede a la cabecera municipal, por un ramal que tiene una longitud de 3.5
kilómetros, que se desprende de la Carretera Central Cúcuta-Pamplona,
aproximadamente sobre el kilómetro 40 (al sur de la ciudad de Cúcuta).
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En el esquema que se presenta a continuación tenemos la localización del
proyecto en estudio1:
Figura 1. Localización del proyecto
1 Fuente: Planeación Municipal, Municipio de Bochalema, N. de S/tder.
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3. APUNTES TECNICOS
3.1 VARIABLES PARA EL DISEÑO DE PAVIMENTO
Evaluación Geotécnica. En el diseño y la construcción de la estructura de un
pavimento se hace necesario conocer las características del terreno que
servirá como fundación; se debe conocer la estratigrafía del subsuelo y las
propiedades físicas y mecánicas de los estratos que lo componen, esta
información se obtiene de las pruebas de campo y de laboratorio. Se procedió
a tomar la información sobre el estudios de suelos realizados para el diseño de
pavimentos realizados en el municipio, esta variable es arrojada por ensayos
de campo y laboratorio como clasificación (granulometría y plasticidad),
potencial de expansión, CBR de campo (Penetración Dinámica de Cono),
Modulo de reacción de la subrasante y proctor modificado.
Transito. Según la información suministrada se proyecta un pavimento para la
circulación de vehículos livianos y camiones del tipo C2 pequeño, C2 grande y
C3; la vía a construir corresponde a una vía de dos carriles, dos sentidos, con
un tráfico promedio diario correspondiente a vehículos de tipo pesado,
camiones C3, destinados al transporte de productos de comercio de la zona.
No se cuenta con información detallada del tipo, número de vehículos y peso
de ejes de los camiones sobre la vía. Se estimara para este estudio que el
número de vehículos comerciales en variará el rango de 10 a 25 por día,
acorde con la actividad económica de la región. El periodo de diseño será de
20 años.
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3.2 EVALUACIÓN GEOTÉCNICA
Para la obtención de la información geotécnica básica para identificar el tipo de
suelo se hicieron investigaciones de campo y laboratorio que comprende:
El criterio para la ubicación, profundidad y número de las perforaciones teniendo
en cuenta el siguiente cuadro2;
Tabla 1. Criterios para la ejecución de perforaciones en el terreno para
definir un perfil de suelos.
La Condición del proyecto geotécnico encontrado en el trabajo reconocimiento en
campo por medio de apiques (4) a profundidades 1.0 m - 1.2 m se puede resumir
en3:
Estrato tipo I. Depósitos areno arcilloso y limoso de color amarillo y gris,
ocasionalmente presencia de guijarros y cantos rodados > 6 “cms de diámetro.
Densidad media. Este estrato tiene un espesor variable entre 0.50 y 1.2 m.
presentándose en la parte bajas de las vías en estudio. Por lo general la parte
superior (de 0.0 a 0.30 metros) corresponde a rellenos conformados con la
2 Fuente: MONTEJO FONSECA, Alfonso. Ingeniería de pavimentos. Bogotá: Universidad Católica de Colombia, 2006. 3 Ver Anexo A y B. Perfiles y Ensayos de clasificación de suelos.
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grava arcillosa y la capa de concreto hidráulico afectado de e = 12 cm
aproximadamente. Las gravas arcillosas que no han sufrido procesos de
remoción, presentan grados de densidad media. La matriz de este estrato es
arcillosa con media a alta plasticidad, Límite Líquido (LL): 43 a 50%, Límite
plástico (LP): 16 a 23%; Índice de plasticidad (Ip): 27 a 27%, el contenido de
suelo fino es variable de 35 a 47%, clasificándose según el sistema Unificado
(U.S.C) como del tipo SC – SM.
Estrato tipo 2. Arcillas algo arenosas de color gris con amarillentos y limos
arenosos e inorgánicos. Caras de oxidación de color rojizo o negro.
Consistencia media firme. Presentan grietas verticales de contracción con
ancho de 2 a 3 mm, con una profundidad de 1.00 a 1.50 metros. Plasticidad
alta (LL: 41 a 71%; LP: 14 a 25%; Ip: 25 a 46%). El contenido de finos es
superior al 85%, clasificándose como suelos CH, CL, y ML. arcillas de alta
plasticidad y compresibilidad. El espesor de este estrato es variable, entre 0.3 y
2.0 m.
En general los DEPOSITO CUATERNARIO ALUVIAL (Qal) Ocupa el 494 ha, que
corresponden al 2.78% del área total del municipio y abarca abanicos de
considerable extensión sobre las quebradas Laurel, Aguablanca, Quebraditas y
Aguanegra; los riberas de estas tres ultimas corresponden a las áreas donde
están ubicados la Cabecera Municipal y el Centro Poblado de La Donjuana.
No se evidencia presencia del nivel freático en las exploraciones realizadas. La no
existencia de registros de niveles freáticos o pozos (aljibes) en la zona, hace
evidente que su profundidad está bastante alejada del nivel superficial,
estimándose que supera los 10 m.
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Tabla 2. Clasificación sub-rasante según clasificación del tipo de suelo.
(AASHTO).
3.2.1 Ensayo de CBR de campo
El CBR es una medida del esfuerzo cortante del suelo, bajo condiciones de
humedad y densidad controladas. El valor del CBR se obtiene sometiendo una
muestra representativa del suelo de subrasante, a un ensayo de penetración de un
pistón normalizado, en el estudio del presente proyecto se obtuvo por medio del
ensayo de Penetrómetro de Cono Dinámico (DCP)4.
4 Ver Anexo. Análisis de Ensayos DCP.
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Tabla 3. Ensayo CBR de campo.
Se evidencia que en los primeros 10 – 15 cm de suelos presenta un valor de %
CBR medianamente alta, debido al material gravo-arcilloso utilizado como sub-
rasante del pavimento rígido actual. Pero en el estrato adyacente a este se
presenta % CBR bajos, donde las penetraciones por golpe eran del orden de los
20 mm. Para el presente estudio se ha tomado la determinación, por seguridad en
la estabilidad de la estructura del pavimento, tomar el menor de los valores de los
ensayos realizados para determinar el CBR. Por tanto el CBR de diseño
corresponde a un valor del 8%, equivalente a un valor (k) modulo de reacción de
50 Mpa/m.
Según el análisis del estudio de suelos, y con el fin de garantizar la estructura del
pavimento se recomendó mitigar los efectos de los suelos expansivos y mejorar la
estabilidad y resistencia de la subrasante (Estabilización Mecánica o Química),
deberá estabilizarse un espesor no menos de 20 cms. de la capa de subrasante
que servirá de apoyo directo a las capas del pavimento rígido.
3.2.2 Dispociones para la sub-rasante. De las opciones planteadas según las
recomendaciones geotécnicas y disposición del proyecto se escogen las
siguientes:
Por la naturaleza potencialmente expansiva se recomienda estabilizar 20 cm
de subsuelo, dicha estabilización puede ser mecánica usando una mezcla de
5 Valor K. Modulo de reacción de la sub-rasante.
Apique %CBR Valor K5 (Mpa/m)
1 17 70
2 9 60
3 8 45
4 14 50
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material granular (material de rio o cantera) y arcilla del sitio disgregada en
proporciones (1:1) en volumen, la cual será compactada empleando equipos
vibro-compactadores autopropulsados de peso no inferior a 6.0 ton, en capas
de no mas de 15 cm de espesor, con densidades 90 a 95 % de la densidad
seca máxima del proctor modificado y humedad mayor 2% de la optima de
compactación.
Para la conformación de rellenos artificiales para control de pendientes de la
vía, se empleará material granular seleccionado, tipo recebo, según las
especificaciones Invías 300, 320; (densidad mínima del 90% de la máxima del
ensayo proctor modificado) o en su defecto material producto de excavación
mezclado con cemento puro en un 3% en peso como máximo.
3.2.3 Tipo de Sub-rasante Obtenida. Arcillo Arenosa. Se recomienda colocar una
capa de sub-base granular de un espesor mínimo de 15 cms. Con el valor de CBR
de la subrasante se tiene una capacidad de soporte considerada como media-alta
para el conjunto Sub rasante - Sub base granular. Teniendo en cuenta las
consideración de la tabla 3, esta sub-rasante mejorada muestran en general
valores medios a altos, variables entre los 10 al 15% el Indice de Soporte (CBR),
equivalentes a un 49 MPa/m a 66 MPa/m.
Tabla 3. Efectos de la sub-base granular sobre los valores de k
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Tabla 3. Clasificación de Sub-rasante por Módulo de reacción y % CBR.
Para el presente proyecto se adopta un espesor mínimo de sub-base de 15 cm.
Dado que existen buenas condiciones geotécnicas para la subrasante del proyecto
el módulo de reacción del conjunto subrasante-sub-base granular se toma igual a
60 Mpa/m o 6.0 Kg/cm3, equivalente a porcentaje %CBR de 12.5 %.
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3.3 TRANSITO
Teniendo en cuenta la condiciones de infraestructura actualmente en el Municipio
bochalema se aproxima el transito a 30 los vehículos comerciales, y de acuerdo
a las condiciones particulares del proyecto, se cataloga el tipo de vía como calles
con menos de 30 vehículos de servicio público al día. Sin embargo debe
analizarse la variable del potencial minero de la región por lo que debe tenerse en
cuenta además del propio transito existente en el casco urbano, un posible tránsito
atraído por el mejoramiento de dichas vías y desarrollo de estos proyectos de gran
impacto económico a la zona.
Por lo tanto de la tabla anterior se estima un tránsito total de Transito Promedio
Diario (TPD) de 150 veh/día y se asume un 10% de TPD-C (Transito Promedio
Diario de vehículos Comerciales; 15 Vehículos comerciales/ Día) si se tiene en
cuenta un periodo de diseño de 20 años.
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4. DISEÑO DE LA ESTRUCTURA DE PAVIMENTO
4.1 DISEÑO DE PAVIMENTO RÍGIDO POR EL MÉTODO SIMPLIFICADO DE LA
PORTLAND CEMENT ASSOCIATION (PCA SIMPLIFICADO)
El presente método ha sido preparado para aquellos casos en que no es posible
disponer de la información detallada sobre el consumo de fatiga y daño por
erosión, la distribución de cargas por eje a partir de pesajes en básculas u otra
fuente aceptable. Para este evento, la PCA ha preparado unas sencillas tablas de
diseño, basadas en distribuciones de carga por eje, representativas de las
diversas clases de calles y carreteras.
Datos de Diseño
Calles residenciales, rurales y secundarias (bajo a medio).
TPD-C de diseño 15 vehículos comerciales en el Año Base (Asumido)
Modulo de rotura del concreto MR = 3.8 Mpa (Recomendado por condiciones
de materiales pétreos en la zona)
Subrasante CBR = 12.5 %, K =60 Mpa / m.
CATEGORIA DE CARGA EN EJES
Según tabla 4. “CATEGORIA DE CARGA EN EJES”, para calles residenciales
vías secundarias, le corresponde la categoría 2.Se define de categoría 2 por el
tipo de vehículos a circular. Cargas por eje medias: ejes simples 115 KN, ejes
tándem 195 KN.
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VALORES APROXIMADOS DE K PARA DIFERENTES TIPOS DE SUELOS
DE SUBRASANTE
Según tabla 5. “VALORES APROXIMADOS DE K PARA DIFERENTES TIPOS DE
SUELOS DE SUBRASANTE”, la resistencia del soporte de la losa se clasifica
como ALTA.
CATEGORIA 2 DE CARGA POR EJE PAVIMENTOS CON JUNTAS CON
PASADORES SIN BERMA DE CONCRETO
De la tabla 6. “CATEGORIA 2 DE CARGA POR EJE PAVIMENTOS CON JUNTAS
CON PASADORES SIN BERMA DE CONCRETO” bajo la columna MR= 3.8 MPA
para soporte MEDIO DE SUBRASANTE –SUBBASE la losa que soporta un TPD-
C de 28 vehículos comerciales corresponde a un espesor de 150 mm, confiable
para el TPD-C generado en el proyecto.
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Tabla 4. Categoría de carga en ejes.
Tabla 5. Categoría de carga en ejes.
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Tabla 6. Selección Espesor y TPD-C admisible6.
6 Montejo Fonseca, Alfonso. Ingeniería de Pavimentos para carreteras, Tomo I. Pág. 246-347.
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4.1.1 Espesores según PCA- Simplificado.
Para la clase de soporte considerada, la tabla muestra que para un concreto de modulo de rotura de 3.8 Mpa, el
TPD-C admisible seria de 28 si el espesor fuera de 150 mm (15 cm) y 4 si fuera 140 mm (14cm) como el transito de
diseño es 15 vehículos comerciales, el espesor recomendado es de 150mm (15 cm) de un concreto de 3.8 Mpa.
Espesor de losa (MR 3.8 Kg/cm2): 15 cm
Espesor sub-base granular: 15 cm (Mínimo Recomendado)
Espesor de sub-rasante estabilizada: 20 cm
Ancho de Carril (B): 3.0 m Longitud de losas: 3.5 m (1.5 B)
Figura 2. Sección transversal diseño final Método de la PCA.
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4.2 DISEÑO DEL PAVIMENTO EMPLEANDO EL CATALOGO DE
ESTRUCTURAS DEL MANUAL DE DISEÑO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO
PARA VIAS CON BAJOS, MEDIOS Y ALTOS VOLUMENES DE TRANSITO DEL
MINISTERIO DE TRANSPORTE – INVIAS – ICPC.
C.B.R. Diseño: 12,5 %
Clasificación del suelo de subrasante: Areno arcillosa SC
Periodo de diseño: 20 años
TPDs (2011): 150 Veh/Día
Total ejes equivalentes en el carril de diseño: 1 x 106
Módulo de rotura del concreto: 38 Kg/cm2 medido a los 28 días
Bermas (B): si
Pasadores o dovelas (D): si
El Manual de diseño de pavimentos de concreto para vías con bajos, medios y
altos volúmenes de tránsito considera tres tipos de soporte para el pavimento,
como se indica en la Tabla 7, el suelo natural (SN), las bases granulares (BG)
(Artículo INV- 330-07) y las bases estabilizadas con cemento (BEC) (Artículo INV-
341-07), de 150 mm de espesor. Su efecto en el espesor de la estructura se tiene
en cuenta elevando el valor de la capacidad de soporte del terreno natural o suelo
de subrasante.
Tabla 7. Clasificación de los materiales de soporte para el pavimento de concreto.
Clasificación de los materiales de soporte para el pavimento de concreto.
Se considera un sub-rasante de base granular (BEC)
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Clasificación de la subrasante de acuerdo con su resistencia
Tabla 8. Clasificación de la subrasante de acuerdo con su resistencia.
Haciendo uso de la tabla 3-2 del Manual de diseño de pavimentos de concreto
para vías con bajos, medios y altos volúmenes de tránsito se clasifica la
subrasante del proyecto como: S4
Clasificación del tránsito futuro
Tabla 9. Categorías de tránsito para la selección de espesores.
De acuerdo con el estudio de tránsito en el periodo de diseño del presente estudio,
éste se encuentra dentro de la categoría To
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Clasificación de la Resistencia a la flexión del concreto
Tabla 10. Valores de resistencias a la flexotracción del concreto (Módulo de
rotura).
Se utilizan concretos de alta resistencia y durabilidad con resistencia a la flexión
igual a 38 Kg/cm2, se clasifican como MR1
Selección de Espesores
Definidas las variables de diseño del pavimento (S4, To, D y B, MR1) se puede dar
elección a la estructura deseada:
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Tabla 10. Espesores de losa de concreto (cm) de acuerdo con la combinación de variables y To como factor
principal.
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Se tienen entonces las siguientes alternativas de elección que cumplen con todas las exigencias de solicitación para
el diseño de la estructura de pavimento:
DISEÑO FINAL
Espesor de losa (MR 40 Kg/cm2): 18 cm
Espesor sub-base granular: 15 cm (Mínimo Recomendado)
Espesor de sub-rasante mejorada: 20 cm
Figura 2. Sección transversal diseño final. INVIAS – ICPC.
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4.3 DISEÑO FINAL
De acuerdo a los valores de tolerancia que deben cumplir según el ARTICULO
500 PAVIMENTOS DE CONCRETO HIDRAULICO de las especificaciones del INV
Numeral 500.5.2.7 Calidad del producto terminado donde determina que la cota de
cualquier punto del pavimento curado no deberá variar en más de diez milímetros
(10 mm) de la proyectada, se plantean las siguientes alternativa definitiva:
Tabla 11. Diseño Final Estructura del Pavimento.
Espesor (cm) Capa de Pavimento - Recomendaciones
15 Losa de concreto. Mr=3.8 Mpa a los 28 días. Ensayo sobre vigas con
carga en tercios de la luz.
15 Sub-base granular estabilizada con cemento, compactada al 98% de la
densidad seca máxima del proctor estándar.
20
Capa de subrasante estabilizada, mezcla en volumen 1:1 (grava: arcilla
del sitio) + 3% en peso de cal o cemento, compactada al 90% proctor
modificado.
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5. DISEÑO DE JUNTAS
Se deberá emplear el método de construcción por franjas, utilizando como junta
transversal el sistema trabazón de agregados, induciendo las juntas por
introducción de láminas metálicas en el concreto fresco una vez iniciado el
proceso de fraguado. Como alternativa se puede realizar la junta con sierra en el
concreto endurecido en sus primeras 12 horas de fraguado (Juntas aserradas).
Las franjas serán dimensionadas de tal manera que se obtengan losas de
aproximadamente 3.0 a 3.5 de ancho y con largo igual al ancho, o en su defecto
una relación no mayor a 1.3.
5.1 LONGITUD DE LOSAS
Se recomienda que la longitud de las losas no sobrepase 24 x espesor de la losa:
Se adopta Longitud L = 3.50 m
Chequeo del esfuerzo debido al cambio uniforme de temperatura:
σ 0 : Esfuerzo en la losa de concreto debido al cambio uniforme de temperatura
L: Longitud de las losas de concreto
f: Factor de fricción que depende del material bajo la losa
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5.2 JUNTAS LONGITUDINALES
Las juntas longitudinales pueden ser de alabeo o de construcción. El objetivo
básico de estas juntas es el de controlar las fisuras que se pueden presentar en
los pavimentos cuando se construyen con anchos superiores a los 4,5 metros.
Debido a que en el presente diseño se considera el ancho de las losas inferior a
4,0 m y en el medio existe la tradición de construir pavimentos por carriles o
ajedrez, las juntas longitudinales son de construcción.
Tabla 12. Selección de Junta Longitudinal. Requisitos de Barras de Anclaje
Corrugadas. (fy = 60.000 psi).
Teniendo en cuenta la tabla de recomendaciones para juntas longitudinales se
adopta;
Figura 3. Juntas Longitudinales
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5.3 JUNTAS TRANSVERSALES
Llamadas Juntas transversales, grietas inducida con pasador.
Los pasadores en las juntas transversales deben tratarse en la mitad de la longitud
con aceite o grasa mineral o con un producto adecuado para evitar la adherencia
con el concreto a fin de permitir el libre movimiento de contracción o de dilatación
de las placas; la barra debe ser lisa y sin irregularidades.
El área y espaciamiento de las barras se selecciona de acuerdo con las
recomendaciones presentadas en la siguiente tabla, la cual resume la experiencia
de la P.C.A. en este aspecto.
Tabla 13. Requisitos mínimos para pasadores en juntas transversales de
pavimentos rígidos
Se recomienda usar barras de acero liso de diámetro 1,91 cm (3/4”) con un límite
de fluencia mínimo de 280 MPa (60000 psi). Los pasadores se deben colocar en la
mitad del espesor de las losas, paralelos entre sí, al eje longitudinal de la vía y a la
superficie del pavimento, con una tolerancia medida en el extremo del pasador
que no sobrepase los 10 mm respecto a la posición teórica. La manera más
eficiente de lograr esto, es la de colocar los pasadores sobre unos soportes
hechos con varillas, que quedan embebidos en el concreto.
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El concreto alrededor de los pasadores debe tener la misma compactación que en
el resto del pavimento, para evitar la creación de zonas en las cuales la resistencia
a la tracción sea más baja y por ende se convierta en un área que se puede
fisurar. Ancho de la junta: se recomienda que su dimensión esté entre 6 y 8 mm
Profundidad p: Su dimensión se relaciona con el espesor de la placa entre h/6 < p
< h/4.
Figura 4. Junta Transversal
Figura 5. Esquema representativo de un pavimento de concreto y disposición de
juntas
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5.4 JUNTAS TRANSVERSALES DE EXPANSIÓN
Reciben este nombre las juntas que se hacen dentro del pavimento para aislarlo
de otras estructuras, de otros pavimentos, o cuando hay cambios bruscos de
dirección. Estas juntas, generalmente tienen la forma de rombo, de círculo, de
triángulo o de semicírculo, con un ancho de 10 a 15 mm. Su función es la de aislar
un elemento ajeno al pavimento, como pueden ser los sumideros, las cajas de
inspección o cualquier otro elemento que esté dentro del pavimento. Pueden tener
forma de línea recta, cuando se construye con el fin de aislar los pavimentos de
concreto de otros tipos de pavimentos, cuando se presentan cambios bruscos de
dirección, en las intersecciones viales o cuando es necesario aislar el pavimento
de estructuras fijas, como es el caso de los puentes.
Las juntas de expansión alrededor de elementos incorporados dentro del
pavimento, tales como sumideros, cámaras de inspección o cajas, deben estar
como mínimo a 300 mm de los bordes de dichos elementos y su forma deber ser
poligonal, circular, o semicircular.
Figura 6. Junta de expansión entre el pavimento existente y el pavimento nuevo.
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A continuación se presentan algunas recomendaciones de la disposición de juntas
que puede efectuarse:
Figura 7. Juntas de expansión.
Figura 8. Detalle de localización de juntas en cruces de vías.
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5.5 SELLADORES DE JUNTAS
El propósito de estos es minimizar la infiltración del agua superficial y de
materiales incompresibles dentro de las juntas, los selladores también disminuyen
el potencial de corrosión de las barras de refuerzo, mediante la reducción de la
penetración de la humedad, por lo anterior se deberá realizar el sellado de juntas
con uno de los siguientes selladores que se proponen u con otro sellador
propuesto por el contratante. Se recomienda el empleo de este tipo de selladores,
para la utilización de cualquier producto de sellado se recomienda ponerse en
contacto con el fabricante, para consultar sobre el proceso de colocación y curado.
Se recomienda la instalación de sellos de poliuretano elastomérico como por
ejemplo: Vulkem 45 de toxement o un sello de sika-flex 1A y cordón de espuma
para fondo de junta.
Figura 9. Recomendación de juntas.
Sellante elástico: Sikaflex 1A; Vulkem 45.
Imprimante para juntas: Sika-Primer 215 3N; Vulkem 171 primer.
Fondo de junta preformado de polietileno (Cordón de Espuma): Sikarod 500 –
3/8”, seallasil soporte. Dichas es recomienda en juntas de expansión o en su
defectos juntas mayores a 10 mm para evitar el consumo excesivo de material
sellante.
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5.6 RECOMENDACIONES DE CONSTRUCCIÓN DEL PAVIMENTO RÍGIDO
Se deben adoptar y utilizar las especificaciones de construcción del INVIAS 2007
Artículo 300. Disposiciones generales para la ejecución de afirmados, sub-base,
granulares y bases granulares y estabilizadas.
Artículo 310. Conformación de la calzada existente.
Artículo 320. Sub‐base granular.
Artículo 500. Pavimento de concreto hidráulico.
Artículo 672. Bordillos.
Artículo 700. Líneas de demarcación y marcas viales.
Artículo 710. Señales verticales de tránsito.
Nota: Se debe solicitar el certificado de estado de redes debido a que en esta vía
existen tubería de acueducto a una profundidad promedio de 0.85 mts (redes
domiciliarias), además de existir tuberías de alcantarillado y otras por lo cual se
deba hacer la protección de dichas tuberías.
5.6.1 Drenajes. En el estudio geotécnico se observa que de acuerdo con las
condiciones de humedad natural y límites de plasticidad determinada, el suelo
presenta unas condiciones potencialmente plásticas en presencia de humedad.
Alineamiento vertical: se deben tener en cuenta las siguientes
recomendaciones para obtener unas pendientes adecuadas:
No deben ser menores del 0.5 %.
Evitar los cambios de pendiente que provoquen estancamiento de agua.
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5.6.2 Concreto. Para el diseño de mezcla se tendrá en cuenta los siguientes
factores:
El Modulo de Rotura (MR) también se puede calcular en forma aproximada en
función de la resistencia a compresión f’c así:
Resistencia a la compresión 3000 PSI (la mezcla de prueba debe cumplir con
esta resistencia a la compresión a los 28 días)
Modulo de rotura MR = 2.5* f ´c = 38 K/cm2; 3.8 MPa.
Con MR= 38 K/cm2: f’c= (MR/2.5)2 =231 K/cm2 = 3300 PSI, sin embargo, con los
materiales existentes en la región se debe hacer un diseño de mezcla donde se
obtengan resistencias de 3500 PSI. (245 kg/cm2)
5.6.3 Apertura del Transito.
El pavimento se dará al servicio cuando el concreto haya alcanzado una
resistencia a flexo-tracción del ochenta por ciento (80%) de la especificada a
veintiocho (28) días. A falta de esta información, el pavimento se podrá abrir al
tránsito sólo después de transcurridos catorce (14) días desde la colocación del
concreto.
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ANEXOS
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Anexo A. Perfiles de suelos
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Anexo B. Clasificación de Suelos
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Anexo C. Análisis de DCP (CBR de campo)