Daños al pavimento El tinto San José

Ing. Jorge Percy Rodríguez Méndez

R.N.I. 4050

INFORME SOBRE EVALUACION DE DAÑOS A LA LOSA

DEL PAVIMENTO RÍGIDO DEL TRAMO EL TINTO –

QUIMOME CAUSADO POR UNA PUESTA EN CARGA

PREMATURA AL SUFRIR EL TRANSITO DE UN BUS DE

SERVICIO INTERPROVINCIAL ANTES DE QUE EL

HORMIGON CUMPLA 28 DÍAS DE EDAD

Informe sobre evaluación de daños en pavimento rígido Página 1


R.N.I. 4050

OBJETO

El presente informe tiene por objeto estimar la capacidad de soportar el transito de un

tramo de la carretera El Tinto – San José de Chiquitos, tramo construido en pavimento

rígido y que fue afectado por la puesta en carga a edades menores a 28 días por un bus de

transporte de pasajeros interprovincial.

1. ANTECEDENTES

El bus que transitó sobre tramos de pavimento en edades tempranas invadió el pavimento

rígido la noche del 21 de Junio de 2009 y llegó a transitar hasta la progresiva 200+200. Los

tramos con edades inferiores a 28 días que soportaron este tránsito son los siguientes:

Progresiva

inicial

Progresiva final Fecha de

vaciado

Fecha puesta

en carga

Edad puesta en

carga

195+569,5 195+912 27/05/2009 21/06/2009 25 días

195+912 196+434 28/05/2009 21/06/2009 24 días

196+434 196+938 29/05/2009 21/06/2009 23 días

196+938 197+090,5 30/05/2009 21/06/2009 22 días

197+090,50 197+361 02/06/2009 21/06/2009 19 días

197+361 197+910 03/06/2009 21/06/2009 18 días

Progresiva Progresiva final Fecha de Fecha de Edad al ser



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inicial vaciado puesta en

carga

puesto en

carga

197+910 198+252 05/06/2009 21/06/2009 16 días

198+252 198+513 08/06/2009 21/06/2009 13 días

198+513 199+003,5 09/06/2009 21/06/2009 12 días

199+003,50 199+217,5 10/06/2009 21/06/2009 11 días

199+217,5 199+537 16/06/2009 21/06/2009 5 días

199+537 199+993,50 19/06/2009 21/06/2009 2 días

199+993,50 200+429 20/06/2009 21/06/2009 1 día

A la fecha de emisión de este informe la losa del pavimento rígido entre estos tramos, no

presenta daños estructurales visibles a simple vista.

2. MODULO DE ROTURA DEL HORMIGÓN A LA FECHA DE PUESTA EN CARGA

La capacidad de carga de los pavimentos rígidos (Ejes equivalentes que puede soportar en

su vida útil) se calcula en función al módulo de rotura del hormigón, al módulo de reacción

de la subrasante, al diferencial de serviciabilidad y a otros factores, la variación de

cualquiera uno de ellos hará variar el espesor de la carpeta de hormigón y en

consecuencia la capacidad de carga de la carretera de pavimento rígido.



R.N.I. 4050

La principal variable afectada por esta puesta en carga prematura es el valor del módulo

de rotura del hormigón, los valores obtenidos en el laboratorio de hormigones de Astaldi

SpA son los siguientes:

Progresiva inicial

Progresiva final Edad al ser puesto en carga

MR 7 días de edad (kg/cm2)

Módulo R

(kg/cm2)

195+569,5 195+912 25 días 44,29 45

195+912 196+434 24 días 46,57 45

196+434 196+938 23 días 46,16 45

196+938 197+090,5 22 días 50,184 45

197+090,50 197+361 19 días 45,76 45

197+361 197+910 18 días 47,46 45

197+910 198+252 16 días 48,33 45

198+252 198+513 13 días 45,61 45

198+513 199+003,5 12 días 47,66 45

199+003,50 199+217,5 11 días 48,24 45

Progresiva inicial

Progresiva final Edad al ser puesto en carga

MR 7 días de edad (kg/cm2)

Módulo R

(kg/cm2)

199+217,5 199+537 5 días Sin resultados 45

199+537 199+993,50 2 días Sin resultados 45



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199+993,50 200+429 1 día Sin resultados 45

De la tabla anterior se deduce que, en función a los resultados obtenidos del módulo de

rotura a los siete días de edad, los tramos que tienen la mas alta probabilidad de sufrir

fisuración son los siguientes:

Progresiva

inicial

Progresiva final Fecha de

vaciado

Fecha de

puesta en

carga

Edad al ser

puesto en

carga

199+217,5 199+537 5 días 21/06/2009 5 días

199+537 199+993,50 2 días 21/06/2009 2 días

199+993,50 200+429 1 día 21/06/2009 1 día

No se tienen resultados del módulo de rotura a cinco días de edad, a dos días de edad ni a

un día de edad, debido a que la edad mínima de ensayo de las probetas prismáticas es 7

(siete) días.

Esta zona tiene una longitud igual a 1.211,50 metros (Un mil doscientos once 50/100

metros).

3. ESTIMACION DE LA RESISTENCIA A 5, 2 Y 1 DÍA DE EDAD.



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Tratándose de ensayos de tracción en flexión, los valores (en porcentaje respecto al valor

a 28 días de edad) de los módulos de rotura a las edades que interesan en este informe,

son los siguientes:

A cinco días de edad: 76%

A dos días de edad: 50%.

A 1 día de edad: 25%

Asumiendo estos porcentajes y aplicándolos al valor promedio de los módulos de rotura a

siete días de edad de los últimos vaciados anteriores, se obtienen los siguientes valores

estimados del módulo de rotura:

a) Valor promedio de los tres vaciados de hormigón anteriores: 47,17 kg/cm2.

b) Módulo de rotura a cinco días de edad: 35,8492 kg/cm2.

c) Módulo de rotura a dos días de edad: 23,585 kg/cm2.

d) Módulo de rotura a un día de edad: 11,7925 kg/cm2.

4. VIDA UTIL ESPERADA DEL PAVIMENTO RIGIDO EN FUNCION DEL MODULO DE ROTURA

ESTIMADO A LA EDAD DE LA PUESTA EN CARGA PREMATURA

La ecuación que nos permite calcular la cantidad de ESAL´s (ejes equivalentes) de un

tramo de pavimento rígido con un determinado espesor, es la siguiente:



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donde:

W18 = Número equivalente de aplicaciones de carga de ejes simples de 18 kips

ZR = Confiabilidad de la curva de distribución Normalizada.

So = Desviación standard de todas la variables.

D = Espesor de la losa.

PSI = Diferencia entre el índice de serviciabilidad inicial (Po) y el terminal (Pt)

Pt = Serviciabilidad terminal

k = Módulo de reacción de la subrasante

S’c = Módulo de rotura del hormigón.

Ec = Módulo de elasticidad del hormigón.

J = Coeficiente de transferencia de cargas.

Cd = Coeficiente de drenaje.

k = Módulo de reacción de la subrasante

La ecuación indicada, representa la relación entre el espesor de la losa y el número de

aplicaciones de un eje simple equivalente total de 18 kip (80 kN), para los índices de

serviciabilidad inicial y terminal adoptados.



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a) Vida útil esperada con puesta en carga a cinco días de edad.

Datos de diseño

Desviación Estándar Normal (Zr) -1,036433389

Error Estándar Combinado (S0) 0,39 Espesor (D) Pulgadas 8,661417323 22 cm

Serviciabilidad Inicial (p0) ******** 4,5

Serviciabilidad final (pt) ******** 2,5

Diferencia de Serviciabilidad (PSI) ******** 2

Módulo de ruptura (S'c) Psi 509,4490308 35,85 kg/cm2

Coeficiente de drenaje (Cd) ******** 1 Coeficiente de transferencia de carga (J) ******** 2,8

Módulo de elasticidad (Ec) Psi 3.768.643,88 265.200,00 kg/cm2

Módulo de reacción (k) Pci 581,7046771 16,116 kg/cm3

-0,404209022 7,240050187 -0,06 -0,163750995 0,145935791 6,758025962

Ejes equivalentes

= 5.728.302,73 Esals

Tránsito de diseño

= 12.700.000,00 Esals

Condición (EE>TD)= -6.971.697,27 AUMENTAR ESPESOR

En este caso, el pavimento soportará 5.728.302,73 ESAL´s antes de partirse,

debería poder soportar 12.700.000.- ESAL´s, lo que significa que con los datos del

proyecto podrá estar en servicio por once años. Los 12.700.000 ESAL´s de diseño

corresponden a 20 años de servicio.



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b) Vida útil esperada con puesta en carga a dos días de edad.

Datos de diseño










-0,404209022 7,240050187 -0,06 -0,163750995 -0,475687578 6,136402592

Ejes equivalentes

= 1.368.997,30 Esals


= 12.700.000,00 Esals

Condición (EE>TD)= -11.331.002,70

AUMENTAR ESPESOR

En este caso, el pavimento soportará 1.368.997,30 ESAL´s antes de partirse,

debería poder soportar 12.700.000.- ESAL´s, por lo que solamente podrá estar en

servicio cuatro años. Los 12.700.000 ESAL´s de diseño corresponden a 20 años de

servicio.



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c) Vida útil esperada con puesta en carga a un día de edad.

Datos de diseño










-0,404209022 7,240050187 -0,06 -0,163750995 -1,505839922 5,106250248

Ejes equivalentes

= 127.717,45 Esals


= 12.700.000,00 Esals

Condición (EE>TD)= -12.572.282,55

AUMENTAR ESPESOR

En este caso, el pavimento soportará 127.717,45 ESAL´s antes de partirse, debería

poder soportar 12.700.000.- ESAL´s, por lo que solamente podrá estar en servicio

192 días antes de llegar al fin de su vida útil. Los 12.700.000 ESAL´s de diseño

corresponden a 20 años de servicio.



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5. DAÑO ECONOMICO PODUCIDO POR LA PUESTA EN CARGA EN EDADES TEMPRANAS

El daño económico producido por esta puesta en carga prematura se detalla en el

siguiente cuadro:

Descripción Unidad Cantidad

Precio Unitario (Euros)

Precio Total (Euros)

Demolición del pavimento rígido afectado m3 2.212,20 5,53 12.235,83

Imprimación asfáltica inservible (Ejecución) m2 18.172,50 0,08 1.455,96Asfalto diluido para imprimación lt 11.812,13 0,85 10.037,49

Remoción del pavimento demolido m3 2.212,20 1,22 2.695,46Disposición final de los escombros de pavimento Global 1,00 18.469,19 18.469,19Reparación del suelo cemento afectado Global 1,00 1.864,06 1.864,06Colocación de Hº de nivelación para suelo cemento afectado m3 408,88 67,83 27.735,16

Colocación de pavimento rígido m3 2.300,00 74,29 170.873,85MONTO TOTAL DEL DAÑO PRODUCIDO (Euros) 245.367,00



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ANEXOS



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Tabla Nº X.3.1 Trafico Total TPDA

Tramo : El Tinto – San José


Config. Ejes 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 2 1 2 3 1 1 1 11 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Aut

omóv

iles

y va

gone

tas

Cam

ione

tas

Otr

osLi

vian

os

Mic

robu

ses

Bus

esM

edia

nos

Bus

esG

rand

es

Cam

ione

sPe

queñ

os

Cam

ione

sM

edia

nos

Cam

ione

sG

rand

es

Cam

ione

sc/

sem

i re

mol

que

Mot

ocic

leta

s

Otr

osVe

hícu

los

TOTAL

2002 0 0 0 1 0 0 0 2 8 0 0 112003 0 0 0 1 0 0 0 2 9 0 0 122004 0 0 0 1 0 0 0 2 10 0 0 132005 0 0 0 1 0 0 0 3 10 0 0 142006 0 0 0 13 0 0 0 14 38 0 0 662007 0 0 0 17 0 0 0 18 48 0 0 832008 0 0 0 22 0 0 0 22 60 0 0 104

2009 0 0 0 30 0 0 0 23 152 0 0 2052010 0 0 0 39 0 0 0 34 185 0 0 2582011 0 0 0 43 0 0 0 41 231 0 0 3152012 0 0 0 47 0 0 0 45 288 0 0 3802013 0 0 0 49 0 0 0 49 358 0 0 4572014 0 0 0 52 0 0 0 52 441 0 0 5442015 0 0 0 54 0 0 0 55 422 0 0 5302016 0 0 0 56 0 0 0 70 425 0 0 5502017 0 0 0 58 0 0 0 78 428 0 0 5642018 0 0 0 60 0 0 0 84 432 0 0 5762019 0 0 0 62 0 0 0 89 435 0 0 5862020 0 0 0 64 0 0 0 93 439 0 0 5962021 0 0 0 66 0 0 0 96 442 0 0 6052022 0 0 0 68 0 0 0 99 446 0 0 6132023 0 0 0 71 0 0 0 101 449 0 0 6222024 0 0 0 73 0 0 0 104 453 0 0 6302025 0 0 0 76 0 0 0 106 457 0 0 6382026 0 0 0 79 0 0 0 108 460 0 0 6472027 0 0 0 81 0 0 0 109 464 0 0 6552028 0 0 0 84 0 0 0 111 468 0 0 663

Tipo

Año


R.N.I. 4050



R.N.I. 4050

ESAL´s AÑO 11Conteo Acumulado de vehículos 550 620 3797 4967

Configuración de ejes 11 12 123 DESCRIPCION Buses Camiones TOTAL

Buses medianos con capacidad de 22 a 35 asientos

Cam. Grande (Con una capacidad de

aprox. 10 Ton ó más)

Camión con semiremolque

75% VEHÍCULOS CARGA COMPLETA 75% VEHÍCULOS CARGA COMPLETAFactor camión (TF) 3,628375 3,717000 7,821240TPDA Acumulado 413 465 2.848Total = TPDA acumulado * 365 días 150.563 169.725 1.039.429ESALS = Factor Camión * Total 546.297 630.868 8.129.622





25% VEHÍCULOS 50% DE CARGA 25% VEHÍCULOS 50% DE CARGAFactor camión (TF) 0,999580 0,754943 1,648913TPDA Acumulado 138 155 949Total = TPDA acumulado * 365 días 50.188 56.575 346.476ESALS = Factor Camión * Total 50.166 42.711 571.309

TOTAL EJES EQUIVALENTES 596.464 673.579 8.700.931 9.970.973

Factor Carril 60% 0,6 ESALS de diseño para un carril 5.982.584



R.N.I. 4050

ESAL´s AÑO 4Conteo Acumulado de vehículos 159 143 856 1158

Configuración de ejes 11 12 123 DESCRIPCION Buses Camiones TOTAL





75% VEHÍCULOS CARGA COMPLETA 75% VEHÍCULOS CARGA COMPLETAFactor camión (TF) 3,628375 3,717000 7,821240TPDA Acumulado 119 107 642Total = TPDA acumulado * 365 días 43.526 39.146 234.330ESALS = Factor Camión * Total 157.930 145.507 1.832.751





25% VEHÍCULOS 50% DE CARGA 25% VEHÍCULOS 50% DE CARGAFactor camión (TF) 0,999580 0,754943 1,648913TPDA Acumulado 40 36 214Total = TPDA acumulado * 365 días 14.509 13.049 78.110ESALS = Factor Camión * Total 14.503 9.851 128.797

TOTAL EJES EQUIVALENTES 172.432 155.358 1.961.548 2.289.338

Factor Carril 60% 0,6 ESALS de diseño para un carril 1.373.603



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ESAL´s A 192 DÍAS Días de trabajo 192

Conteo Acumulado de vehículos 30 23 152 205Configuración de ejes 11 12 123

DESCRIPCION Buses Camiones TOTAL


Cam. Grande (Con una capacidad de aprox. 10 Ton ó

más)


75% VEHÍCULOS CARGA COMPLETA 75% VEHÍCULOS CARGA COMPLETAFactor camión (TF) 3,628375 3,717000 7,821240TPDA Acumulado 23 17 114Total = TPDA acumulado * DT 4.320 3.312 21.888ESALS = Factor Camión * Total 15.675 12.311 171.191


Cam. Grande (Con una capacidad de aprox. 10 Ton ó

más)


25% VEHÍCULOS 50% DE CARGA 25% VEHÍCULOS 50% DE CARGAFactor camión (TF) 0,999580 0,754943 1,648913TPDA Acumulado 8 6 38Total = TPDA acumulado * DT 1.440 1.104 7.296ESALS = Factor Camión * Total 1.439 833 12.030

TOTAL EJES EQUIVALENTES 17.114 13.144 183.222 213.480

Factor Carril 60% 0,6 ESALS de diseño para un carril 128.088



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