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CURSO TECNOLOGÍA PAVIMENTOS DE HORMIGÓN: PARTE 1 TECNOLOGÍA PAVIMENTOS DE HORMIGÓN: PARTE 1 PATOLOGÍAS DE FALLA Y DISEÑO Relatores: Guillermo Thenoux Z., PhD ProfesorEscueladeIngeniería Mauricio López C., PhD ProfesorEscueladeIngeniería Santiago, Noviembre de 2007 CAPÍTULO 1: REFLEXIÓN: Proyecto Pavimentación CAPÍTULO 1: REFLEXIÓN: Proyecto Pavimentación

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CURSOTECNOLOGÍA PAVIMENTOS DE HORMIGÓN: PARTE 1TECNOLOGÍA PAVIMENTOS DE HORMIGÓN: PARTE 1

PATOLOGÍAS DE FALLA Y DISEÑO

Relatores:Guillermo Thenoux Z., PhDProfesor Escuela de Ingeniería

Mauricio López C., PhDProfesor Escuela de IngenieríaProfesor Escuela de Ingeniería

Santiago, Noviembre de 2007

CAPÍTULO 1: REFLEXIÓN: Proyecto PavimentaciónCAPÍTULO 1: REFLEXIÓN: Proyecto Pavimentación

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CAPÍTULO 1: REFLEXIONES: Proyecto Pavimentación

v PROYECTO DISEÑO VIAL

v PROYECTO DISEÑO DE PAVIMENTOS

vCONSTRUCCIÓN

CAPÍTULO 1: REFLEXIONES: Proyecto Pavimentación

v PROYECTO DISEÑO VIAL

v PROYECTO DISEÑO DE PAVIMENTOS

vCONSTRUCCIÓN

v PROYECTO DE MANTENIMIENTO

El plan de mantenimiento de un proyecto depavimentación debería ser elaborado y presentado juntoal proyecto deingenieríapero,……

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v PROYECTO DE MANTENIMIENTO

El plan de mantenimiento de unproyecto de pavimentación deberíaser elaborado y presentado junto alser elaborado y presentado junto alproyecto de ingeniería pero, …

hay que recordar que un proyecto deingeniería se diseña asumiendo uningeniería se diseña asumiendo ungran número de hipótesis de lascuales el diseñador no tiene control oun grado de confiabilidad que permitaacotar márgenes de error.

v PROYECTO DE MANTENIMIENTO

El plan de mantenimiento de unproyecto de pavimentación deberíaser elaborado y presentado junto alser elaborado y presentado junto alproyecto de ingeniería pero, …

hay que recordar que un proyecto deingeniería se diseña asumiendo uningeniería se diseña asumiendo ungran número de hipótesis de lascuales el diseñador no tiene control oun grado de confiabilidad que permitaacotar márgenes de error.

Es justamente por esta razón que una vez que el proyecto entra en servicio este debe serincorporado a un plan de manejo de información y decisiones. Es decir, a un Sistema deGestión de Pavimentos.

Sin embargo, el menor costo de mantenimiento futuro se logra construyendo bien ycontrolando los pesos de los vehículos pesados

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CAPÍTULO 2: PATOLOGÍAS DE FALLAS DE PAVIMENTOS JPCPCAPÍTULO 2: PATOLOGÍAS DE FALLAS DE PAVIMENTOS JPCP

q FALLAS

2.1 DEFINICIONES

q FALLAS

El diseño, construcción y mantenimiento depavimentos de hormigón busca, prevenir,controlar o limitar las fallas que pueden ser

ó (…)

v Desconocimiento delproyectista, constructor y

q COLAPSOS

controlar o limitar las fallas que pueden sermodeladas.

proyectista, constructor yoperador.

v Decidía y falta de control porfalta de gestión y liderazgo

v Traición a la profesión poradmitir corrupción.q COLAPSOS

La presencia de un colapso de pavimento sedebe únicamente a un error de ingeniería dediseño, construcción o mantenimiento ó (…).

admitir corrupción.v Tonteras … Ejemplos

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q FALLAS PREMATURAS y COLAPSOS

También puede ocurrir por:

v Desconocimiento del proyectista, constructor y operador.operador.

v Decidía y falta de control por falta de gestión y liderazgo en obraobra

v Tonteras … Ejemplos

v Traición a la profesión por admitir corrupción.

2.2 FACTORES QUE AFECTAN EL DESEMPEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS

Las fallas a las que puede presentar un pavimento de hormigón pueden clasificarse yordenarse de diferentes formas. En la presente sección se analizan los distintos tipos defallas según su origen y los factores que determinan la perdida de la condición Funcional

RÍGIDOS

fallas según su origen y los factores que determinan la perdida de la condición Funcionaly/o condición Estructural de un pavimento.

v Factores Estructurales que Inducen Tensiones en que Inducen Tensiones en Pavimentos Rígidos

v Factores Condicionales v Factores Condicionales que Afectan el Desempeño y Durabilidad de Pavimentos Rígidos

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2.2.1 Factores que Inducen Tensiones en Pavimentos RígidosEste tipo de factores inducen tensiones al hormigón produciendo fallas estructurales que

q Cargas

Este tipo de factores inducen tensiones al hormigón produciendo fallas estructurales quereducen la condición estructural (y condición funcional del pavimento). Algunas de estascondiciones pueden ser modeladas para obtener las tensiones de trabajo.

qAlabeo Térmico (+ Carga Tránsito) •Retracción térmica

•Fricción por contracciónq Diferenciales de Temperatura:

•Levantamiento de losas

•Rotura de juntas

• Heterogeneidad de Compactación• Deformación Resiliente

q Grietas por Variaciones en la Resistencia de Subbase y Subrasante

• Deformación Resiliente

q Grietas Asociadas a Problemas de Drenaje

• Filtraciones de agua en juntas y grietas• Filtraciones de agua en juntas y grietas• Diseño drenaje o problemas de drenaje

q Cargas de Vehículos PesadosEn teoría, asumiendo que no se presentanEn teoría, asumiendo que no se presentancondiciones especiales que modifiquen lashipótesis de diseño las grietas por efecto decargas de tránsito podrán ser grietas de borde ode esquina. Las tensiones de trabajo pueden serestimadas por Westergard (*) o programa deestimadas por Westergard (*) o programa deelementos finitos .

Nota: AASHTO no modela estos estado detensiones.tensiones.

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q CARGA DE ESQUINA(Corner: c)

d

6.0

d

−=

6.0

2

21

3l

ah

PCσ

El máximo momento se produce a:

d = 2.38 (a x l ) 0.5

La tensión calculada asume “cero”transferencia de carga (*)

q CARGA DE BORDE (Edge : e)

Carga de Borde y Medio Borde

803.0 alP

+

×= 034.0666.0log4803.0

2 la

al

hP

eσ Carga de Borde

+

+

×= 650.0282.0log4803.0

2 la

al

hP

eσ Carga Medio Borde lah

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q Grietas por Alabeo Térmico ( + Carga de Tránsito)También, en teoría y asumiendo que no seTambién, en teoría y asumiendo que no sepresentan condiciones especiales quemodifiquen las hipótesis de diseño, lasgrietas por efecto combinado de cargas detránsito y alabeo térmico podrán generartránsito y alabeo térmico podrán generargrietas transversales en el tercio central dela losa dependiendo de su largo y espesor(peso) de losa y el diferencial térmico.

1. Las tensiones de alabeo se producen por diferenciales térmicos y debido al peso propio de la

Ø 4 Consideraciones Especiales

1. Las tensiones de alabeo se producen por diferenciales térmicos y debido al peso propio de lalosay paraunmismoespesor delosa las tensionessolodependendel largo.

% lo

sas

agrie

tada

s L1L1L1 > L2 > L3L1 > L2 > L3

% lo

sas

agrie

tada

s

L2L2

% lo

sas

agrie

tada

s

ESAL

L3L3

2. Las tensiones de alabeo son independientes de las tensiones de carga pero, estas se puedensuperponer. La superposición de tensiones de alabeo con tensiones de carga no se utiliza en

ESAL

superponer. La superposición de tensiones de alabeo con tensiones de carga no se utiliza enlos modelosdefatiga debido aque la frecuenciadelos ciclos térmicos son muchomenoresa lafrecuenciadelos ciclos decarga.

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3. Longitudes de alabeo aumentan cuando se utiliza CTB, debido a que las subbases granularestienen unpequeño valor deresiliencia que permite acomodarenparte el alabeo.tienen unpequeño valor deresiliencia que permite acomodarenparte el alabeo.

Base Granular

BTC

4. Las tensiones de alabeo se reducen cuando se utilizan barras de traspaso de carga ybarras longitudinales.barras longitudinales.

q Diferenciales de Temperatura

Los diferenciales de temperatura día-noche y verano-invierno pueden llegar a ser la primeracausa de manifestación de una falla prematura. Los principales efectos de los diferencialestérmicos son:

Ø Tensiones por tracción térmicaØ Tensiones por tracción térmica

ØTensiones por fricción por contracción

ØTensiones por compresión y “pandeo”de losas

ØTensiones en borde de juntas

q Diferenciales de Temperatura:

También, influirá en la probabilidad de falla

ØTensiones en borde de juntas

También, influirá en la probabilidad de fallapor diferencial de temperatura la épocaque se construyó y el diferencial térmicocon el primer invierno o verano queenfrente el pavimento.enfrente el pavimento.

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Ø Grietas por Retracción Térmica

Coeficiente de Expansión Térmica = 9.4 x 10-6 –10.4 x 10-6 /ºCCoeficiente de Expansión Térmica = 9.4 x 10-6 –10.4 x 10-6 /ºC

∆L = α ∆T x L à

Longitudinal

Transversal

Longitudinal

Ø Grietas por Retracción Térmica

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Ø Grietas por fricción por contracción

La patología de grietas por fricción por contracción son similares a las de retracción térmicaLa patología de grietas por fricción por contracción son similares a las de retracción térmica

a) Largo delosa menora 25–30mnodesarrollan tensionesdecontracción significativo.

b) El coeficiente defricción enla interfase losa / subbase es función dela resistenciaal corte delb) El coeficiente defricción enla interfase losa / subbase es función dela resistenciaal corte delmaterial granular delasubbase.

c) Las tensionescriticas secalculan:

σc = W x L x f / (24 x h)

L/2

σc = Máxima tensión por fricción (psi)W = Peso losa (psf) L = Largo losa (ft) L/2

σc

L = Largo losa (ft)h = Espesor losa (in)f = Factor de calibración (aproximadamente 15)

Nota: Las variaciones térmicas siempre se producen en grado de alabeo y por lo tanto no se desarrollaunafricción nouniforme, porlocualel factor “f”debe sercorregido enfunción del largodelalosa.

ØGrietas por expansión y dilataciónEste tipo de grietas tiende a producir un colapso inmediato y tienden a ocurrir conmayor probabilidad cuando se utilizan trenes de pavimentación.à (Explicar en clase)mayor probabilidad cuando se utilizan trenes de pavimentación.à (Explicar en clase)

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à Desconche de juntas por punzonamientoØ Rotura de juntas

1 2

Ø Rotura de juntas (Spalling)

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Ø Rotura de juntas y grietas tipo Blow Ups

Ø Blow Up de Juntas

Ø Blow Up de GrietaØ Blow Up de Grieta

2.2.1 Factores que Inducen Tensiones en Pavimentos RígidosEste tipo de factores inducen tensiones al hormigón produciendo fallas estructurales que

q Cargas

Este tipo de factores inducen tensiones al hormigón produciendo fallas estructurales quereducen la condición estructural (y condición funcional del pavimento). Algunas de estascondiciones pueden ser modeladas para obtener las tensiones de trabajo.

qAlabeo Térmico (+ Carga Tránsito) •Retracción térmica

•Fricción por contracciónq Diferenciales de Temperatura:

•Levantamiento de losas

•Rotura de juntas

• Heterogeneidad de Compactación• Deformación Resiliente

q Grietas por Variaciones en la Resistencia de Subbase y Subrasante

• Deformación Resiliente

q Grietas Asociadas a Problemas de Drenaje

• Filtraciones de agua en juntas y grietas• Filtraciones de agua en juntas y grietas• Diseño drenaje o problemas de drenaje

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q Deformación Resiliente de Subbases por Efecto de Compactación

Dependiendo de la homogeneidad y calidadDependiendo de la homogeneidad y calidaddel trabajo de compactación de la subrasantese podrápresentar unadeformación resilientela que aún siendo imperceptible al ojo

1.0 1.5 la que aún siendo imperceptible al ojohumano producirá inestabilidad de la losa.àExplicar mejor enclase

σ

1.5 – 2.0 2.0

σ dMr = σd

εr

1

Μ R

ε1εP

εR

Ø Deformación Resiliente x Heterogeneidad Compactación de SB (+ SR)

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Principales Hipótesis Modelos Analíticos

q Grietas por Deformación Resiliente Subrasante (y Subbase)

Principales Hipótesis Modelos Analíticos

E1>>E2HIPOTESIS 1: Capa E1 toma un alto porcentaje de los esfuerzos

HIPOTESIS 2: El valor de soporte de la subrasante se modela con el valor k, el cualHIPOTESIS 2: El valor de soporte de la subrasante se modela con el valor k, el cualrepresenta el suelo como una “cama” de resortes de constante “k”

E1Hormigón

E2Subbase

Subrasante k

Nota: Huang y Sharpe, proponencorregirk, considerando la flexibilidadde la losaen conjuntocon las propiedadesNota: Huang y Sharpe, proponencorregirk, considerando la flexibilidadde la losaen conjuntocon las propiedadesmecánicas delsuelode soporte. Basados en ecuaciones de regresión conalta dispersión.

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q Grietas por Variación de Deformación Resiliente Subrasante y (SB)

La variación de deformación de la subrasante ocurre por variabilidad propia de los suelos yLa variación de deformación de la subrasante ocurre por variabilidad propia de los suelos yvariabilidad del proceso decompactación enla preparación dela subrasante.

Dependiendo del tipo de suelo y la magnitud de la carga y, la preparación de lasubrasante, la deformaciónresiliente de un suelopuedeser imperceptibleosignificativa.subrasante, la deformaciónresiliente de un suelopuedeser imperceptibleosignificativa.

q Deformación Resiliente de Subrasante

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q Deformación Resiliente de Subrasante

Confinamiento de borde y de terraplén

q Grietas Asociadas a Problemas de DrenajeLos problemas de drenaje se traduce en cambios de humedad de forma heterogénea enLos problemas de drenaje se traduce en cambios de humedad de forma heterogénea enel suelo de apoyo, principalmente entorno a juntas (y grietas) y también puede producirsaturación del suelode apoyo y reducir significativamente la resistenciaen algunos tiposde suelos. Parareducir el efecto negativo de esteproblemase debe:

v Sellar en juntas y grietasv Diseño drenaje de aguas superficiales y agua subterránea.v Para zonas con Ciclos Hielo –Deshielo utilizar además materiales no “heladizos”v Para zonas con Ciclos Hielo –Deshielo utilizar además materiales no “heladizos”

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Ø Problemas de Drenaje

2.2 FACTORES CONDICIONALES QUE AFECTAN EL DESEMPEÑO Y DURABILIDAD DE PAVIMENTOS RÍGIDOSDURABILIDAD DE PAVIMENTOS RÍGIDOS

Este tipo de factores afectan la condición funcional de un pavimento y aminoran sucapacidad estructural reduciendo en conjunto el desempeño y durabilidad del pavimento.

q Calidad del hormigón Ø Pulimiento (Polishing)

Ø Peladuras (Scaling)

Ø Perdida de agregado (Ravelling)Ø Perdida de agregado (Ravelling)

Ø Otras (desintegración x: Reacción Álcali Cemento, ciclos de Congelamiento, Ataques Químicos, …)

Ø Escalonamiento de juntasq Comportamiento de juntasØ Grieta de retracción por aserrado tardíoØ Grieta de retracción por aserrado tardío

Ø Desconches por efecto del aserrado

Ø Separación de juntas

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q Calidad del hormigón

Existen innumerables formas de fallos que se pueden derivar exclusivamente de la calidad delExisten innumerables formas de fallos que se pueden derivar exclusivamente de la calidad delhormigón. Losprincipales tipos defallas que semanifiestan son:Ø Pulimiento (Polishing)Ø Peladuras (Scaling)Ø Perdida de agregado (Ravelling)Ø Segregación

Ø Otras (desintegración x: Reacción Álcali Cemento, ciclos de Congelamiento, Ataques Químicos, …)

Las fallas pueden tener su origen en los materiales o en el diseño, preparación, construcción ycuidados posteriores:

Ataques Químicos, …)

Ø Selección y dosificación de materialesØ MezcladoØ Transporte y vaciado

cuidados posteriores:

Ø Transporte y vaciadoØ Vibrado y compactaciónØ Cuidado del Fraguado (curado)Ø Cuidado del Endurecimiento (curado)Ø Cuidado del Endurecimiento (curado)

Estaúltima temática seveenmásdetalleenParte2 del curso

Dosificación del Hormigón y Cuidado Posterior

Ciclos de Congelamiento Ciclos de CongelamientoCiclos de Congelamiento Ciclos de Congelamiento

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Agrietamiento de Lechada por Retracción Superficial

Resistencia Mecánica del Hormigón

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Ø Escalonamiento de juntasq Comportamiento de las juntas

Escalonamiento

q Comportamiento de las juntas à Bombeo y Escalonamiento

EscalonamientoBombeo EscalonamientoBombeo

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q Comportamiento de las juntas ØGrieta de retracción por aserrado tardío

q Comportamiento de las juntas ØDesconches por efecto del aserrado

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à Aserrado“Ventana” de

Con

cret

e Se

t

“Ventana” de Corte

Muy tarde:

Muy temprano:Pérdida de

Con

cret

e Se

tMuy tarde:Aparición de grietas erráticas

Pérdida de material

en la junta

Time4 y 12 horas (¿…?)

Protección con Aspillera del Aserrado

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q Comportamiento de las juntas Ø Separación de juntas

Ejemplos:

Ø Por fuerza lateral

Ø Por rotura de barras de amarreØ Por rotura de barras de amarre

Ø Por falta confinamiento

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v ¿Cuál falla controla el umbral de diseño?

PSI

55

4

33

2

Umbral de Serviciabilidad1Ejes Equivalente

CAPÍTULO 3: DISEÑO ESTRUCTURAL àAASHTO 93

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Evolución Método AASHTO q 1961 AASHO Interim Guideq 1961 AASHO Interim Guide

q 1972 Primera Revisión

q 1981 Segunda Revisión

q 1986 Versión nueva modificada (*)

q 1993 Primera revisión (**)

q 1998 Modificación parte hormigón

q 2003 Versión completamente modificada.

q 2000 à 2002 à 2006 (¿.....?)

CAPÍTULO 3: DISEÑO ESTRUCTURAL àAASHTO 93

+

+−+×+×=10 5.15.4

log

06.0)1(log35.7)(log

pp

DSZW

fi

+

+×+

+−+×+×=

46.8

7101810

)1(10624.1

106.0)1(log35.7)(log

D

DSZW oR

( )

−××

−××××−+

25.075.0

75.0

10

/

42.1863.215

)132.1(log)32.022.4(

c

dmff

kEDJ

DCRp

( ) / ckE

W18= Ejes Equivalentes Acumulados

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CAPÍTULO 3: DISEÑO ESTRUCTURAL àAASHTO 93

+−+×+×=7

10

101810

5.15.4log

06.0)1(log35.7)(log

pp

DSZW

fi

oR +

+×+

+−+×+×=

46.8

7101810

)1(10624.1

106.0)1(log35.7)(log

D

DSZW oR

( )

−××

−××××−+

25.075.0

75.0

10

/42.18

63.215

)132.1(log)32.022.4(

c

dmff

kEDJ

DCRp

( ) / ckE

W18= Ejes equivalentes de diseño Rmf = Resistencia media flexo tracción (psi)

D = Espesor capa hormigón (in)

pi = Índice de serviciabilidad inicial

pf = Índice de serviciabilidad final

E = Módulo Elástico (psi) (4.266 x 103 psi)

kc = Módulo de reacción combinado

Zr = Nivel de Confiabilidadf

Cd = Coeficiente de drenaje

r

So = Desviación Estándar Combinada

J = Coeficiente de transferencia de carga

ØConfiabilidad

Costo a Valor Presente

Costo Total

$

Costo Total

Costos de Operación

Costos de Inversión

R (%)

Confiabilidad Optima

Confiabilidad

R (%)50 100

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Ø Selección Confiabilidad

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Ø Selección Variabilidad

Valores Variabilidad combinada (So) propuestos por AASHTO

Variación en la predicción del comportamiento del pavimento

Desviación Estándar

Tipo de Pavimento

Valores Variabilidad combinada (So) propuestos por AASHTO

Sin Errores de tránsito 0.34 Hormigón

0.44 Flexible

Con errores de tránsito 0.39 Hormigón

0.49 Flexible

Chile 0.35 HormigónChile 0.35 Hormigón

0.45 Flexible

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CAPÍTULO 3: DISEÑO ESTRUCTURAL àAASHTO 93

+−+×+×=7

10

101810

5.15.4log

06.0)1(log35.7)(log

pp

DSZW

fi

oR +

+×+

+−+×+×=

46.8

7101810

)1(10624.1

106.0)1(log35.7)(log

D

DSZW oR

( )

−××

−××××−+

25.075.0

75.0

10

/42.18

63.215

)132.1(log)32.022.4(

c

dmff

kEDJ

DCRp

( ) / ckE

W18= Ejes equivalentes de diseño Rmf = Resistencia media flexo tracción (psi)

D = Espesor capa hormigón (in)

pi = Índice de serviciabilidad inicial

pf = Índice de serviciabilidad final

E = Módulo Elástico (psi) (4.266 x 103 psi)

kc = Módulo de reacción combinado

Zr = Nivel de Confiabilidadf

Cd = Coeficiente de drenaje

r

So = Desviación Estándar Combinada

J = Coeficiente de transferencia de carga

Ø Propiedades Hormigón

Propiedades Físicas y Mecánicas

Ø f (Sc) = 4.4 – 5.5 MPa @28 díasØ ff(Sc) = 4.4 – 5.5 MPa @28 días

Ø E = 29000 MPa

Relaciones de Interés AASHTO:Relaciones de Interés AASHTO:

Ø Relación de Resistencia a la Compresión (f’c) vs Resistencia a la Flexotracción (Sc) a (psi)

cf ff 8=

cf ff 10=

Ø Relación Módulo Elástico (E) vs Resistencia a la compresión (f’ ) (psi)

cf ff 10=

cfE 57000=compresión (f’c) (psi) cfE 57000=

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CAPÍTULO 3: DISEÑO ESTRUCTURAL àAASHTO 93

+−+×+×=7

10

101810

5.15.4log

06.0)1(log35.7)(log

pp

DSZW

fi

oR +

+×+

+−+×+×=

46.8

7101810

)1(10624.1

106.0)1(log35.7)(log

D

DSZW oR

( )

−××

−××××−+

25.075.0

75.0

10

/42.18

63.215

)132.1(log)32.022.4(

c

dmff

kEDJ

DCRp

( ) / ckE

W18= Ejes equivalentes de diseño Rmf = Resistencia media flexo tracción (psi)

D = Espesor capa hormigón (in)

pi = Índice de serviciabilidad inicial

pf = Índice de serviciabilidad final

E = Módulo Elástico (psi) (4.266 x 103 psi)

kc = Módulo de reacción combinado

Zr = Nivel de Confiabilidadf

Cd = Coeficiente de drenaje

r

So = Desviación Estándar Combinada

J = Coeficiente de transferencia de carga

Page 32: CAPÍTULO 1: REFLEXIÓN: Proyecto Pavimentación 102a.pdfNota: AASHTO no modela estos estado de tensiones. ... El coeficiente de fricción en lainterfase losa /subbase es función

Ø Propiedades del suelo de subrasante:Módulo de Reacción de la Subrasante = kMódulo de Reacción de la Subrasante = k

q Subbase granular: PCAq Subbase granular: PCA

k = k/cm3

kc

k1

kc = [1+ (h/38)2 x (k1/ko) 2/ 3] 0.5 x ko

k = k/cm3

h = cm

1

koSubrasante

h

à Correlación CBRà Correlación CBR

CBR 50% à k1 = 13.7 k/cm3 CBR 60% à k1 = 15.6 k/cm3

k = 2.55+52.5* log(CBR) k en MPa/m, CBR en %, CBR<10

k = 46.0+9.08*( log(CBR) )4.34 k en MPa/m, CBR en %, CBR>10

Page 33: CAPÍTULO 1: REFLEXIÓN: Proyecto Pavimentación 102a.pdfNota: AASHTO no modela estos estado de tensiones. ... El coeficiente de fricción en lainterfase losa /subbase es función

CAPÍTULO 3: DISEÑO ESTRUCTURAL àAASHTO 93

+−+×+×=7

10

101810

5.15.4log

06.0)1(log35.7)(log

pp

DSZW

fi

oR +

+×+

+−+×+×=

46.8

7101810

)1(10624.1

106.0)1(log35.7)(log

D

DSZW oR

( )

−××

−××××−+

25.075.0

75.0

10

/42.18

63.215

)132.1(log)32.022.4(

c

dmff

kEDJ

DCRp

( ) / ckE

W18= Ejes equivalentes de diseño Rmf = Resistencia media flexo tracción (psi)

D = Espesor capa hormigón (in)

pi = Índice de serviciabilidad inicial

pf = Índice de serviciabilidad final

E = Módulo Elástico (psi) (4.266 x 103 psi)

kc = Módulo de reacción combinado

Zr = Nivel de Confiabilidadf

Cd = Coeficiente de drenaje

r

So = Desviación Estándar Combinada

J = Coeficiente de transferencia de carga

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Ø Coeficiente de Drenaje “Cd” para Subbases no tratadas de pavimentos de hormigón

Valores Recomendados para Cd

Porcentaje de Tiempo en que la Estructura presenta una Humedad cercana a la de SaturaciónHumedad cercana a la de Saturación

Calidad del drenaje < 1 % 1 – 5 % 5 – 25 % > 25 %

Excelente 1.25 – 1.20 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10

Bueno 1.20 – 1.15 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00

Regular 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90Regular 1.15 – 1.10 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90

Pobre 1.10 – 1.00 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80

Muy Pobre 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80 – 0.70 0.70Muy Pobre 1.00 – 0.90 0.90 – 0.80 0.80 – 0.70 0.70

Page 35: CAPÍTULO 1: REFLEXIÓN: Proyecto Pavimentación 102a.pdfNota: AASHTO no modela estos estado de tensiones. ... El coeficiente de fricción en lainterfase losa /subbase es función

CAPÍTULO 3: DISEÑO ESTRUCTURAL àAASHTO 93

+−+×+×=7

10

101810

5.15.4log

06.0)1(log35.7)(log

pp

DSZW

fi

oR +

+×+

+−+×+×=

46.8

7101810

)1(10624.1

106.0)1(log35.7)(log

D

DSZW oR

( )

−××

−××××−+

25.075.0

75.0

10

/42.18

63.215

)132.1(log)32.022.4(

c

dmff

kEDJ

DCRp

( ) / ckE

W18= Ejes equivalentes de diseño Rmf = Resistencia media flexo tracción (psi)

D = Espesor capa hormigón (in)

pi = Índice de serviciabilidad inicial

pf = Índice de serviciabilidad final

E = Módulo Elástico (psi) (4.266 x 103 psi)

kc = Módulo de reacción combinado

Zr = Nivel de Confiabilidadf

Cd = Coeficiente de drenaje

r

So = Desviación Estándar Combinada

J = Coeficiente de transferencia de carga

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ØCoeficiente “J” Corrección por Transferencia de Carga

AASHTO

Berma Asfalto Hormigón

Transferencia de Carga

Si No Si No

Tipo de Pavimento

JPCP – JRCP 3.2 3.8 – 4.4 2.5 – 3.1 3.6 – 4.2

CRCP 2.9 – 3.2 N/A 2.3 – 2.9 N/ACRCP 2.9 – 3.2 N/A 2.3 – 2.9 N/A

Ø Coeficiente “J” Corrección en Chile (***)

Valores del Coeficiente de Transferencia de Carga “J”Valores del Coeficiente de Transferencia de Carga “J”

Dispositivos de Transferncia de

Cargas

Berma con Pavimento de

Hormigón

Tipo de Base

Condición Climática

Valor “J”

Largo Paños (m)

4.5 4.5 a 6.0Cargas Hormigón 4.5 4.5 a 6.0

Si

T.C.CSuave

Rigurosa2.52.6

2.52.8

G.RSuave 2.8 2.9

Si

G.RSuave

Rigurosa2.82.9

2.93.1

No

T.C.CSuave

Rigurosa2.62.7

2.72.9

Suave 2.9 3.0G.R

SuaveRigurosa

2.93.0

3.03.2

Si

T.C.CSuave

Rigurosa2.83.0

3.23.4

No

Si

G.RSuave

Rigurosa3.23.4

3.63.8

T.C.CSuave

Rigurosa3.43.6

3.84.0

No

T.C.CRigurosa 3.6 4.0

G.RSuave

Rigurosa3.84.0

4.24.4