DISEÑO DE PAVIMENTO - asomura.gov.co

MUNICIPIO DE REMEDIOS ESTUDIO DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCION DE UN PUENTE VEHICULAR SOBRE EL RÍO ITE EN LA VEREDA EL POPERO, MUNICIPIO DE REMEDIOS.

Carrera 45A No. 32C SUR 6, Tel 448 40 23, Celular 310 505 42 64 Envigado E-mail: [email protected]

DISEÑO DE PAVIMENTO

CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN 4

2 OBJETIVO Y ALCANCES 5

2.1 OBJETIVO 5

2.2 ALCANCES 5

3 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO 6

4 ETAPA DE EXPLORACIÓN DE CAMPO 7

5 CARACTERISTICAS GEOTECNICAS 8

5.1 RESULTADOS DE LABORATORIO 8

5.2 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS 8

5.3 ANÁLISIS DE EXPANSIÓN 11

5.4 CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE 11

6 DISEÑO DE MEZCLAS 13

6.1 DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO SIMPLE PARA PAVIMENTO

RÍGIDO 13

7 1 HYPERLINK \l "_bookmark23" ESTUDIO DE TRÁNSITO Y DE CARGAS 14

7.1 TRÁNSITO DE DISEÑO PARA ZONA VEHICULAR 14

8 DISEÑO DE PAVIMENTO RÍGIDO 17

8.1 LA SUBRASANTE 17

8.2 MÉTODOLOGÍA DE DISEÑO 17

8.3 ANÁLISIS DE ESFUERZOS 20

8.4 ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO RÍGIDO PROPUESTAS 21

8.5 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO 22

8.6 DIMENSIONES SUPERFICIALES DE LAS LOSAS 23

8.7 ELEMENTOS DE PROTECCIÓN, BARRAS DE AMARRE Y PASADORES

DE JUNTAS PARA VÍAS EN PAVIMENTO RÍGIDO 24

8.8 JUNTAS PARA ANDENES EN PAVIMENTO RÍGIDO 27

8.9 ESPECIFICACIONES 29

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 29

9.1 CONCLUSIONES 29

9.2 RECOMENDACIONES PARA PAVIMENTO RÍGIDO 30

9.3 RECOMENDACIONES PARA REEMPLAZOS O LLENOS 32

10 REFERENCIAS 33



11 ANEXOS 34

11.1 ANEXO 1 UBICACIÓN DE APIQUES 35

11.2 ANEXO 2 PERFILES ESTRATIGRAFICOS 36

11.3 ANEXO 3 RESULTADOS DE LABORATORIO 37

11.4 ANEXO 4 MEMORIAS DE CALCULO 41

11.5 ANEXO 5 DETALLES Y RECOMENDACIONES PARA PAVIMENTO RIGIDO 42



LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Vista general de las zonas en estudio .......................................................... 4

Figura 2. Localización general del proyecto ................................................................ 6

Figura 3. Planteamiento del proyecto en estudio. ........................................................ 7

Figura 4. Fotografías tomadas en el lugar del proyecto............................................... 7

Figura 5. Carta de plasticidad para suelos de subrasante ........................................... 9

Figura 6. Fotografías de los materiales de subrasante .............................................. 10

Figura 7. Determinación de CBR de diseño .............................................................. 10

Figura 8. Determinación de la resistencia de diseño con mejoramiento .................... 13

Figura 9. Relación entre el CBR y el módulo de reacción de la subrasante .............. 19

Figura 10. Cálculos: pavimento rígido convencional para las zonas vehiculares. ..... 21

Figura 11. Alternativa de pavimento rígido convencional para las zonas

vehiculares. ............................................................................................................... 22

Figura 12. Junta transversal de contracción tipo B .................................................... 25

Figura 13. Junta de emergencia tipo D. ..................................................................... 26

Figura 14. Localización de la armadura de refuerzo .................................................. 27

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Profundidades alcanzadas en la etapa de exploración de campo ................. 8

Tabla 2. Correlación límites de consistencia vs potencial de expansión ................... 11

Tabla 3. Composición vehicular típica adoptada por el INVIAS ................................. 14

Tabla 4. Cargas máximas vehiculares y distribución de cargas por eje. ................... 15

Tabla 5. Espectro de cargas para diseño de pavimento rígido vehicular. .................. 16

Tabla 6. Efecto de la subbase granular sobre los valores de K ................................. 19

Tabla 7. Resumen de las estructuras de pavimento rígido analizadas. ..................... 21

Tabla 8. Especificaciones INVIAS ............................................................................. 29

Tabla 9. Especificaciones para suelos de reemplazo o lleno .................................... 32



1 INTRODUCCIÓN

El presente documento muestra los lineamientos básicos y las metodologías de diseño

adoptadas para determinar los espesores de las estructuras de pavimento que se

propondrán para la construcción del proyecto. Las estructuras brindarán un servicio

cómodo y seguro, determinando espesores que dependen de las condiciones de

soporte de la subrasante y las condiciones de servicio a las que se verán sometidas,

tránsito y clima; también se encontrarán recomendaciones constructivas, para que se

realice la obra de pavimentación de forma tal que se cumpla con las especificaciones

técnicas mínimas de calidad y se mantenga un equilibrio técnico y económico de la

solución.

Figura 1. Vista general de las zonas en estudio.

El presente informe contiene la descripción detallada de los trabajos realizados en el

campo, laboratorio y oficina, se presentan y analizan los resultados obtenidos; para

finalmente presentar una serie de recomendaciones que le permitan a la empresa

construir las estructuras de pavimento en cuestión.



2 OBJETIVO Y ALCANCES

2.1 OBJETIVO

Elaborar el diseño de las estructuras de pavimento rígido asociadas a las zonas de

aproximación del puente el popero, con el fin de obtener unas estructuras de

pavimento sostenibles y económicas que permitan la circulación de los vehículos de

uso, de forma segura y cómoda durante el periodo para el cual serán diseñadas.

2.2 ALCANCES

Mediante procesos de exploración geotécnica, identificar los tipos de suelos que

conforman la subrasante en los accesos al puente vehicular.

Se hará el diseño de las estructuras de pavimento con base en la información

recolectada en campo para las diferentes zonas a intervenir, enmarcada en una

solución posible como pavimento rígido, condiciones del proyecto según

lineamientos dados por la entidad contratante.

Realizar los ensayos de laboratorio pertinentes con fines clasificatorios para los

materiales encontrados.

Determinar la capacidad de soporte de la subrasante mediante pruebas de

soporte california CBR, ya sea sobre muestras inalteradas, talladas in situ y

ensayadas en laboratorio (alteradas) o mediante correlaciones con ensayos

realizados en campo.

Con el estudio de suelos y la verificación de la información existente, se

identifican zonas homogéneas de diseño bajo parámetros estrictamente

específicos como el tipo de cargas, tipo de estructuras, tipo de subrasante,

capacidad de soporte, humedad natural, límites de consistencia, etc.

Propiciar dentro del diseño unas estructuras que sean funcionales, cómodas,

seguras y económicas, enmarcadas en espesores componentes de la

estructura como son base y losa de concreto, enmarcados a su vez en la

calidad de estas mismas.

Definir mediante análisis y cálculos los espesores de los paquetes que van a

conformar las estructuras de pavimento, así como también definir el tipo de

material, las características y exigencias de calidad de los mismos, para que

puedan ser incluidos y hacer parte de dichas estructuras.



3 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PROYECTO

El proyecto en análisis consiste en el estudio de suelos y el diseño de las estructuras

de pavimento rígido asociadas al puente vehicular el Popero perteneciente al

municipio de Remedios, departamento de Antioquia.

Remedios es un municipio de Colombia, localizado en la subregión Nordeste del

departamento de Antioquia.

A continuación en la figura 2 se observa la ubicación general del proyecto y en la

figura 3 se presenta el planteamiento del proyecto.

Figura 2. Localización general del proyecto.



Figura 3. Planteamiento del proyecto en estudio.

En la siguiente figura se presentan fotografías tomadas en los lugares del proyecto.

Figura 4. Fotografías tomadas en el lugar del proyecto.

Las estructuras propuestas en este informe corresponden a un pavimento nuevo.

4 ETAPA DE EXPLORACIÓN DE CAMPO

Realizada con antelación una inspección de la zona en estudio, con el fin de

identificar zonas litológicas idénticas teniendo como base características geológicas,

geomorfológicas, topográficas y en especial, las diferentes zonas a diseñar, se

programó una geotecnia particular.


8 Carrera 45A No. 32C SUR 6, Tel 448 40 23, Celular 310 505 42 64 Envigado E-mail: [email protected]

Esta etapa de exploración se encamina al reconocimiento del perfil estratigráfico,

con el dimensionamiento de espesores de las capas que lo conforman, la

recolección de muestras de tipo alterada e inalterada, para posterior identificación,

clasificación, contenidos de agua y evaluación de la capacidad de soporte del suelo

sobre el cual descansarán las estructuras de pavimento.

Esta etapa se llevó a cabo mediante la ejecución de seis (2) apiques realizados

manualmente con una profundidad de 1,20 m, los cuales arrojan la información

general sobre el suelo para diseño.

APIQUE

(No.)

PROFUNDIDAD

(m)

P1 1,20

P2 1,20

Tabla 1. Profundidades alcanzadas en la etapa de exploración de campo.

La exploración de campo y las pruebas de laboratorio se realizaron en el mes de

septiembre de 2018. Las muestras recolectadas y etiquetadas se trasladaron al

laboratorio para realizarles los ensayos de gradación, límites de consistencia y

humedad, con fines de clasificación y definir índices de consistencia. Los perfiles

estratigráficos y resultados de ensayos de laboratorio se encuentran en los anexos.

5 CARACTERISTICAS GEOTECNICAS

5.1 RESULTADOS DE LABORATORIO

Se procesó y evaluó cada una de las muestras recolectadas en las zonas de diseño,

en el laboratorio En el anexo 3 se entregan cada una de estas pruebas de laboratorio

consignadas en formatos específicos para cada ensayo, como límites de

consistencia, granulometría, humedad y CBR.

5.2 PERFILES ESTRATIGRÁFICOS

Una etapa importante en el estudio de suelos es poder establecer un perfil

estratigráfico deducido. Básicamente se obtiene por el proceso de evaluación en el

campo y los resultados de laboratorio. Con estos perfiles estratigráficos y apoyados

con las propiedades índices de los suelos y la consistencia de los mismos, es posible

definir unidades homogéneas de diseño, con lo que se lograría proponer una o varias



estructuras de pavimento con el fin de lograr una economía del proyecto sin perder el

objetivo propuesto. Los perfiles estratigráficos se presentan en el anexo 2 del

presente informe.

Bajo la superficie de rodadura existente en las zonas a intervenir se encuentra como

subrasante un lleno antrópico con suelo; limo de baja compresibilidad (ML),

materiales de colores variables entre café, café amarillento, y anaranjado. En

general, estos materiales aunque corresponden a llenos antrópicos para

conformación de las estructuras previamente existentes, están libres de

contaminación de escombros o material orgánico, por lo que no generarán problemas

de contaminación a las capas granulares que conformen las estructuras de

pavimento.

Los suelos de subrasante encontrados poseen una humedad natural variable entre

21.8% y 21 %, promediando 21.4%, un límite líquido variable entre 33% y 36%,

promediando 34.5% y un índice de plasticidad variable entre 9% y 13%, promediando

11%. A continuación se presenta un resumen de la clasificación de los suelos

estudiados, clasificación que se detalla en el anexo 3.

Figura 5. Carta de plasticidad para suelos de subrasante.

A continuación en la siguiente figura se presentan fotografías de los materiales

encontrados en la etapa de exploración de campo.



Figura 6. Fotografías de los materiales de subrasante.

Los resultados CBR de laboratorio obtenidos luego de someter las muestras a

saturación durante 4 días son variables entre 2.4% y 3.4%, resultados que indican

que la consistencia del suelo de subrasante teniendo en cuenta sus propiedades

índice, es muy blanda. Como resultado de resistencia CBR para diseño,

considerando los resultados de CBR obtenidos en los dos (2) apiques realizados será

2,9%, elegida al 30% según la metodología para seleccionar el valor de CBR de

diseño del Instituto del Asfalto (nivel de tránsito NT1), con lo que se puede afirmar

que la capacidad de soporte de la subrasante es baja.

En la siguiente figura se aprecia la selección del CBR de diseño con base en los

resultados obtenidos en los dos apiques realizados.

Figura 7. Determinación de CBR de diseño.



Como consecuencia de la pobre capacidad de soporte del suelo de subrasante, se

requiere de una estabilización mecánica con el fin de mejorar la deformabilidad del

suelo natural para que permita la compactación de los suelos de la estructura de

pavimento, incrementar la resistencia de diseño y mantener controlado el ascenso de

agua por capilaridad, por lo que se propone implementar reemplazos en espesores

apropiados y con suelos adecuados con buena capacidad de soporte que

homogenicen la subrasante de apoyo para las estructuras de pavimento.

5.3 ANÁLISIS DE EXPANSIÓN

A partir de las exploraciones de campo, realizadas por medio apiques en toda el área

a intervenir, se obtuvieron muestras alteradas de los suelos naturales que fueron

clasificados en laboratorio, obteniendo para cada muestra sus límites de

consistencia: límite líquido (LL%), límite plástico (LP%), índice de plasticidad (IP%).

Para determinar el potencial expansivo de los suelos naturales presentes a lo largo

de todo el proyecto, se empleará la siguiente tabla tomada del manual de diseño de

pavimentos asfálticos para vías con bajos volúmenes de tránsito del INVIAS.

Tabla 2. Correlación límites de consistencia vs potencial de expansión. Fuente INVIAS Manual de diseño para bajos volúmenes de tránsito.

Con las anteriores condiciones, los suelos de subrasante tienen un potencial de

cambio volumétrico y de expansión bajo. Adicionalmente, los resultados de la prueba

de expansión medida en la muestra inalterada CBR puesta a saturación durante

cuatro días, muestran resultados iguales o menores al 0,2%, inferiores al máximo

crítico del 2%. Por este motivo puede decirse, que si se llegaran a presentar

fenómenos de expansión y cambios volumétricos por cambios en la humedad del

suelo, estos no perjudicarán la estructura de pavimento a diseñar.

5.4 CAPACIDAD DE SOPORTE DE LA SUBRASANTE

Debido a las características poco aptas de los suelos de subrasante, surge la

necesidad de realizar reemplazo de los mismos por materiales de mejores

características geotécnicas y particularmente en lo que corresponde a la plasticidad y



sensibilidad a los cambios volumétricos, se debe determinar las características del

suelo de reemplazo y su espesor.

Los principales manuales de diseño de pavimento establecen que el valor de CBR

mínimo a utilizar sea de 5% y algunos más permisibles el 3%, por lo tanto esta es

otra razón para establecer un material de reemplazo previo a desarrollar la estructura

del pavimento. En general, la metodología de Ivanov se define como sigue y será la

empleada para determinar la capacidad de soporte para diseño.

Como mejoramiento de la subrasante, inicialmente se propone que se realicen

remplazos, con suelos seleccionados que cumplan con especificaciones INVIAS año

2013 y que tengan al 95% de la densidad máxima de laboratorio, un CBR del 10%.

El material de reemplazo con el fin de mejorar la deformabilidad del suelo natural

para que permita la compactación de los suelos de la estructura de pavimento,

incrementar la resistencia de diseño y mantener controlada la humedad evitando que

por capilaridad ascienda el agua e incremente la humedad de los suelos granulares

de la estructura de pavimento, será, 15cm de material granular tipo suelo

seleccionado de CBR superior al 10%.

En la siguiente figura, se puede determinar el valor del CBR de diseño en función del

espesor de mejoramiento y de la calidad del suelo de remplazo. Esta figura, se

elaboró teniendo en cuenta un CBR mínimo del 10%, que se puede obtener en

suelos fino arenosos tipo arenas limosas (SM) limpias de contaminación, o en suelos

granulares tipo afirmado, recebo o subbase sin procesar (crudo).

Luego se tiene, que con un suelo de remplazo que tenga un CBR mínimo del 10% y

15cm de espesor, la resistencia de los suelos naturales se ve incrementada y para el

diseño en términos de CBR es del 3.0%.



Figura 8. Determinación de la resistencia de diseño con mejoramiento.

6 DISEÑO DE MEZCLAS

6.1 DISEÑO DE MEZCLA DE CONCRETO SIMPLE PARA PAVIMENTO RÍGIDO

Se define como un material durable y resistente que se produce mediante la mezcla

de tres componentes esenciales como son cemento, agua y agregados. Al mezclar

estos componentes y producir lo que se conoce como una mezcla de concreto, se

introduce de manera simultánea un participante representado por el aire.

El comportamiento mecánico de este material y su durabilidad en servicio dependen

de las características, composición y propiedades de la pasta de cemento

endurecida, la calidad propia de los agregados y la afinidad de la matriz cementante

con los agregados y su capacidad para trabajar en conjunto.

La mezcla proporcionada debe ser fácil de trabajar, para que el extendido,

conformación y compactación, no se dificulte cuando se estén ejecutando los

trabajos de pavimentación.

Esta mezcla se diseñará para un módulo de rotura, de 4.0 MPa para tráfico vehicular,

comprobados en ensayos de resistencia a la flexión con probetas de sección de 15



cm por 15cm y longitud entre 60 y 75 cm. La determinación de este módulo debe ser

necesariamente a 28 días de maduración del concreto.

Si se quiere que las placas se den al servicio antes de haber cumplido su periodo de

maduración por 28 días, será necesario realizar un diseño específico ya sea con la

ayuda de aditivos de tipo plastificante y/o reductor de agua, o inclusores de aire.

7 ESTUDIO DE TRÁNSITO Y DE CARGAS

La entidad contratante suministró información sobre el tránsito diario que circulará en

el proyecto, para la estimación de esta variable, de igual manera esta consultoría se

ha basado en la experiencia para proyectos de similares condiciones de uso y

determinar así las repeticiones y cargas de diseño necesarias para calcular las

diferentes estructuras de pavimento.

7.1 TRÁNSITO DE DISEÑO PARA ZONA VEHICULAR

Teniendo en cuenta que las vías son de bajo volumen de tránsito y que su principal

uso es residencial hacia vereda y esporádicamente transporte de carga desde la vía

departamental, se tiene la posibilidad de manejar un tránsito mixto entre vehículos

livianos y vehículos comerciales, tipo buses o camiones de 2 ejes, 3 ejes y

esporádicamente 4 ejes y 5 ejes.

También el tránsito de diseño se ha estimado teniendo en cuenta el manual de

diseño de pavimentos del Instituto Nacional de Vías INVIAS, para bajos volúmenes

de tránsito, pues las vías a diseñar son de carácter municipal, donde la geometría

misma de las vías y la ubicación restringen de sobre manera, el volumen de

vehículos que las usan.

Con lo anterior y tomando lo que explica el manual de diseño de pavimentos del

INVIAS, cuando no se dispone de información de tránsito, se dispone lo siguiente:

Tabla 3. Composición vehicular típica adoptada por el INVIAS.



Para el cálculo, se tendrá en cuenta la distribución o composición vehicular de la

primera fila de la composición vehicular típica, la cual tiene en cuenta la menor

participación de camiones pesados de más de 2 ejes, así como una rata de crecimiento

del 3% teniendo en cuenta la población del municipio, el crecimiento económico de la

región y las tasas de crecimiento promedio estudiadas por el Instituto Nacional de Vías

mediante análisis de sus series históricas desde el año 1996 al 2005, que definen que

para tránsitos de tipo T1 o T2, se puedan escoger tasas de crecimiento entre el 2% y

3% respectivamente.

Para la estimación de las repeticiones esperadas de carga, la base fueron las cargas

máximas vehiculares y distribución de cargas para cada eje, estipuladas por el

ministerio de transporte colombiano; obteniendo así, en base a una rata de

crecimiento del 3% durante 20 años, la repeticiones de carga esperadas por eje que

se detallan en la siguiente tabla:

CARGAS MAXIMAS VEHICULARES Y DISTRIBUCIÓN DE CARGAS EN CADA EJE

TIPO DE VEHICULO

PESO

BRUT

O

MAX

EN

(TON)

CARGA POR EJES DEL VEHICULO EN (TON)

EJE

DELANTERO

EJE

TRASERO

EJE

REMOLQUE

BUS 10.0 4.0 SRS 6.0 SRD

CAMION C2 PEQUEÑO

8.5 2.5 SRS 6.0 SRD

CAMION C2 GRANDE

16.0 6.0 SRS 10.0 SRD

CAMION C3-C4 28.0 6.0 SRS 22.0 TANDEM

CAMION C5 48.0 7.0 SRS 20.5 TANDEM

20.5

TANDEM

CAMION C6 52.0 7.0 SRS 21.0 TANDEM

24.0

TRIDEM

Tabla 4. Cargas máximas vehiculares y distribución de cargas por eje.



TRÁNSITO DE DISEÑO PARA PAVIMENTO RÍGIDO DE VÍAS

Y TRAMOS VEHICULARES DE ACCESO AL PUENTE

EL POPERO EN EL MUNICIPIO DE REMEDIOS

TIPO DE EJE

CARGA POR EJE (tn)

REPETICIONES DE

CARGA ESPERADAS

SIMPLE RUEDA

SIMPLE

2.5 166379

4 124102

6 57278

7 0

TIPO DE EJE

CARGA POR EJE (tn)

REPETICIONES DE

CARGA ESPERADAS

SIMPLE RUEDA DOBLE

6 290481

10 55914

TIPO DE EJE

CARGA POR EJE (tn)

REPETICIONES DE

CARGA ESPERADAS

TANDEM

20.5 0

21 0

22 1364

TIPO DE EJE

CARGA POR EJE (tn)

REPETICIONES DE

CARGA ESPERADAS

TRIDEM 24 0

Tabla 5. Espectro de cargas para diseño de pavimento rígido vehicular.

Las vías se usarán en los dos sentidos, aunque debido a la presencia de viviendas

aledañas a las vías y a que actualmente el ancho de la sección se aprecia reducido, no

es certero garantizar un ancho mayor a 8.0m, situación que hace que el factor de

distribución por sentido sea del 75% asumiendo que los vehículos circularán en gran

porcentaje centrados sobre el eje de la vía, por lo que se trabajó entonces con el 75%

de factor direccional, mientras que en carril de diseño se trabajó con el 100%.



8 DISEÑO DE PAVIMENTO RÍGIDO

8.1 LA SUBRASANTE

Tomando como base la información recopilada en los trabajos de campo y de

laboratorio, como material imprescindible para el diseño de cualquier estructura de

pavimento, se realizó un análisis por una única unidad de diseño, determinando

como parámetro de selección básica la capacidad portante de la subrasante

contando que se tiene solo un estrato homogéneo para el suelo de subrasante,

donde se definió con los ensayos de CBR sobre muestra inalterada, que la

capacidad de soporte es baja y se requiere de suelos de mejoramiento.

El material de reemplazo será 15cm de material granular tipo suelo seleccionado de

CBR superior al 10%, por lo tanto, la resistencia CBR de diseño será igual a 3.0%.

8.2 MÉTODOLOGÍA DE DISEÑO

Para el diseño de pavimentos de concreto hidráulico, se empleará la

METODOLOGÍA DE DISEÑO DE LA PORTLAND CEMENT ASSOCIATION, el

método de la PCA se basa en los conceptos de fatiga mecánica para determinar,

mediante modelos matemáticos, el espesor y la calidad del concreto hidráulico. El

método de diseño de la Portland Cement Association es exclusivamente un método

de diseño desarrollado para pavimentos de concreto hidráulico. Teniendo 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.

Parte del método fue desarrollado interpretando los resultados del modelo de

elementos finitos basados en el comportamiento de una losa de espesor variable y

dimensiones finitas (180 x 144 pulgadas) a la cual se le aplicaron cargas al centro, de

borde y de esquina, considerando diferentes condiciones de apoyo y soporte.

El método de diseño de la PCA considera dos criterios de evaluación en el

procedimiento de diseño, el criterio de erosión de la sub-base por debajo de las losas

y la fatiga del pavimento de concreto. El criterio de erosión reconoce que el

pavimento puede fallar por un excesivo bombeo, erosión del terreno de soporte y



diferencias de elevaciones en las juntas. El criterio del esfuerzo de fatiga reconoce

que el pavimento pueda fallar, presentando agrietamiento derivado de excesivas

repeticiones de carga.

El método de diseño PCA, consideró un valor fijo de módulo de elasticidad del

Concreto (Ec) = 4’000,000 psi que no lo hizo variar en relación con la resistencia a la

flexión del concreto (MR), así como tampoco varió el coeficiente de Poisson igual a

0.15.

Este método considera algunas limitaciones en los valores de módulo de reacción K

del suelo, en donde el rango de valores para los que el método fue desarrollado

oscila entre los 50 y 700 pci.

Una ventaja que se debe reconocer en el método del PCA es que toma el tráfico real

que se estima circulará sobre el pavimento, sin convertirlo a Ejes Sencillos

Equivalentes.

8.2.1 Resistencia de la subrasante K y K de conjunto

Para el diseño de pavimentos rígidos, se necesita el módulo de reacción de la

subrasante y el módulo de reacción en conjunto con la subbase, que en este caso se

estimará a partir del valor de CBR de diseño; en caso de ser necesario un

mejoramiento porque el suelo de subrasante tiene una baja resistencia, se empleará

la metodología de Ivanov para determinar el CBR de diseño de la subrasante.

Para estimar el módulo de reacción K, el método de la PCA presenta la siguiente

figura, en la que se relaciona el valor de CBR con el valor del módulo de reacción de

la subrasante.

Adicionalmente, teniendo en cuenta que para el sustento o apoyo de las losas se

debe colocar un material granular adicional, que ayude a prevenir y a disminuir

fenómenos de bombeo, se obtiene, un leve incremento en el valor de K el cual debe

aprovecharse para el dimensionamiento de las losas de concreto. La tabla muestra

los valores del módulo de reacción incrementados por la combinación y colocación

de un espesor de material granular, en la misma tabla se puede determinar entonces

el valor del módulo de reacción combinado o K de conjunto en función del espesor de

material granular y del K de la subrasante, valor que será usado para el diseño de las

estructuras del pavimento.



Figura 9. Relación entre el CBR y el módulo de reacción de la subrasante.

K de conjunto para materiales granulares.

Valor de K (MPa/m) Espesor del material granular(mm)

para la subrasante 100 150 225 300

20 23 26 32 38

40 45 49 57 66

60 64 66 76 90

80 67 90 100 117

Tabla 6. Efecto de la subbase granular sobre los valores de K.

Fuente: Ingeniería de pavimentos para carreteras

8.2.2 Transferencia de carga

Como los vehículos que van a transitar (o pueden transitar en algún momento) tienen

tanto ejes de tipo simple de rueda simple y rueda doble como ejes tándem y tridem,

la transferencia de carga de una losa a otra debe garantizarse mediante pasadores

de carga, para que sea simétrico el trabajo de las losas al paso del vehículo por las

juntas transversales.



8.2.3 Factor de seguridad de carga FS

De antemano se predijo el tipo y la carga vehicular máxima que puede transportar,

por eso las cargas tomadas como referencia no tendrán incertidumbre y se decidió

asumir unos factores de seguridad vehiculares de carga y repeticiones de 1.0;

mientras que en el caso de la estructura peatonal, se consideró que dichas

estructuras deberán tener restricciones tipo bolardos para impedir el ingreso de

cualquier tipo de vehículo, condición que permite conservar los factores de seguridad

mencionados.

8.2.4 Consideración de hombros de protección

No se tendrá en cuenta la acción de bermas. Para considerar el efecto de una

berma, se debe tener un ancho en la misma con mínimo 50cm haciendo más grande

la sección transversal de diseño y cambiando la geometría de las vías, debido a esto,

si no se ensancha la sección transversal, los vehículos siempre van a transitar por el

borde de las losas, entonces estas tendrán una concentración de esfuerzos en dicha

zona elevada, que debe ser contrarrestada con el aumento del espesor de la losa.

8.3 ANÁLISIS DE ESFUERZOS

Para llevar a cabo el diseño en pavimento rígido, todas las variables de diseño que

se requieren como insumo del software a emplear fueron analizadas por medio del

programa BS-PCA, software exclusivo para diseño de pavimentos rígidos.

Como criterio de evaluación, se consideró que el concreto no solo se afecta por las

cargas del tránsito, sino también por los efectos ambientales (clima) que ocasionan

esfuerzos por alabeo térmico diurno y nocturno. La American Concrete Institute ACI y

la misma PCA, aconsejan que los consumos por fatiga idealmente se manejen por

debajo del 50%, considerando que los esfuerzos por fatiga causados por el alabeo

térmico están alrededor del 40% del módulo de rotura del concreto. Para la

evaluación de estas alternativas, teniendo en cuenta criterios económicos se decidió

limitar los consumos por fatiga al 60%, es decir que para que el diseño cumpla, los

efectos que ocasionan las cargas no deberán superar el 60%, dejando como holgura

el 40% para tener en cuenta los efectos por fatiga ocasionados por alabeos térmicos.



Aplicando la metodología de diseño propuesta se procedió a analizar unas

estructuras con espesor de losa de 21cm para tráfico vehicular, losas apoyadas

sobre material granular y con módulo de rotura de 4.0MPa para tráfico vehicular.

En la siguiente tabla se resumen los resultados obtenidos para las estructuras

analizadas, estructuras que equivalen a la combinación con menores espesores de

base y losa, mientras que en el anexo memorias de cálculo, se pueden observar con

más detalle, todos los resultados obtenidos luego de la modelación y uso del

software de diseño empleado.

ANÁLISIS DE SENSIBILIZACIÓN PARA DISEÑO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS

ALTERNATIVA CBR NAT

%

MEJORAMIENTO (cm) CBR DIS

%

K SRnat SOPORTE (cm) K conjunto MR

CONCRETO

ESPESOR

LOSA

CONSUMOS % OBSERVAC'

SI NO Mpa/m BG Mpa/m FATIGA EROSIÓN

Pavimento rígido

para las zonas

vehiculares

1.5

15

3.0

25

15

31.7

4.0

21

35

1

CUMPLE

Tabla 7. Resumen de las estructuras de pavimento rígido analizadas.

Figura 10. Cálculos: pavimento rígido convencional para las zonas vehiculares.

8.4 ESTRUCTURAS DE PAVIMENTO RÍGIDO PROPUESTAS

Luego de realizar modelaciones y cálculos con las condiciones particulares del proyecto,

se definen las siguientes estructuras.



8.4.1 Alternativa de pavimento rígido para las zonas vehiculares

Esta estructura en pavimento rígido convencional tendrá una capa de rodadura en

concreto simple con resistencia a la flexotracción de 4.0MPa y 21cm de espesor.

Estas losas se apoyarán sobre una capa de material granular de base en un espesor

de 15cm, capa que deberá cumplir con requisitos de especificación INVIAS del

Artículo 330 del año 2013.

Esta estructura de pavimento rígido se colocará sobre una capa de 15cm de material

de mejoramiento para la subrasante natural (llenos antrópicos libres de

contaminación), este suelo de reemplazo debe cumplir todos los requisitos de

especificación INVIAS del Artículo 220 año 2013 para suelos seleccionados y una

resistencia CBR mínima del 10%. Se recomienda usar suelos de tipo arena limosa

(SM), afirmado, recebo o una subbase sin procesar (crudo).

PAVIMENTO RÍGIDO PARA LAS ZONAS VEHICULARES CORRESPONDIENTES AL PROYECTO PUENTE EL POPERO - MUNICIPIO DE REMEDIOS (Periodo de diseño 20 años)

CAPA TIPO CARACTERÍSTICAS

ESPESOR

RODADURA

Pavimento Rígido

Deberá cumplir con los requisitos INVIAS artículo 500-13.

El concreto será de resistencia a la flexotracción de 4.0 Mpa (f'c = 28 MPa)

21cm

BASE GRANULAR

Clase B

Deberá cumplir con los requisitos INVIAS artículo

330-13. CBR > 80%.

15cm

MEJORAMIENTO

(SUBBASE GRANULAR)

Suelos Seleccionados

Suelo de reemplazo, CBR mínimo del 10%.

Deberá cumplir con los requisitos INVIAS artículo 220-13.

15cm

SUBRASANTE

Suelo Natural

Material variable entre limo y arenas de color predominantemente

café. CBRdis = 1.5%.

Variable

Figura 11. Alternativa de pavimento rígido convencional para las zonas

vehiculares.

8.5 PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO

Conformación de la subrasante. La cual consiste en realizar la excavación

necesaria según los niveles y urbanismos del proyecto y según los espesores

de materiales de la estructura de pavimento recomendada, y realizar una

precompactación de la subrasante.

Una vez se tenga la cota de trabajo y la subrasante se encuentre conformada,



se procederá a la colocación del espesor de mejoramiento, el cual debe

garantizar en obra el espesor efectivo utilizado para el diseño.

Sobre el mejoramiento se colocará la primera capa de material granular, en

este caso, la base granular.

La capa de material granular del paquete que conforma el pavimento, se

compactará al 100% de la densidad máxima del material.

Seguido sobre la capa de base, para la estructura vehicular se colocará la

capa de rodadura. Esta capa deberá ser una losa de concreto simple con

resistencia a la flexotracción de 4.0MPa y 21cm de espesor. Tener en cuenta

la colocación de pasadores y barras de amarre previo al vaciado.

8.6 DIMENSIONES SUPERFICIALES DE LAS LOSAS

Con el objetivo de controlar la fisuración del concreto, mantener la capacidad

estructural y la calidad del pavimento y así mismo para dividir el pavimento en tramos

lógicos, se debe tener en cuenta el siguiente criterio:

Como parámetro, se deberán seguir las siguientes recomendaciones en cuanto al

ancho máximo para las losas.

Con el fin de controlar los esfuerzos por gradiente térmico, esfuerzo de borde en X y

en Y, así como también los esfuerzos al interior de la losa, para que los mismos sean

inferiores al 40% del módulo de rotura del concreto, evitando fisuras por efecto de la

temperatura en el periodo de servicio, se debe cumplir en cualquier caso con la

siguiente relación:

L/A = 1.20.

Para las losas, deberá procurarse que la modulación genere una geometría cuadrada

en lo posible, y para el caso de losas rectangulares no deberá superar el valor de la

anterior relación para que los esfuerzos de borde en X y en Y, así como también los

esfuerzos al interior de la losa y los esfuerzos por gradientes térmicos en el concreto,

estén dentro de parámetros tolerables para el concreto y sean menores del 40% en

relación al módulo de rotura del concreto.



Para la longitud máxima de losas vehiculares (4.2m), el ancho de las losas no será

menor a 3.5m. En caso de que el ancho de una sección genere (calculando con la

longitud máxima) una relación de esbeltez mayor a 1.20, se deberá entonces

disminuir la longitud de la losa, para cumplir en todo momento con las

recomendaciones.

8.7 ELEMENTOS DE PROTECCIÓN, BARRAS DE AMARRE Y PASADORES DE

JUNTAS PARA VÍAS EN PAVIMENTO RÍGIDO

8.7.1 Barras de amarre sobre juntas longitudinales

Las losas, se mantendrán unidas longitudinalmente, con barras de acero corrugado

de ½”, con resistencia a la fluencia (fy) de 420MPa, de longitud 120cm y separadas

centro a centro 70cm.

8.7.2 Pasadores de carga

Se ha considerado, como mecanismo trasmisor de las cargas, pasadores lisos. Estos

son necesarios, para lograr una buena trasmisión de las cargas, y así lograr que los

esfuerzos en los bordes de las losas, que son los más perjudiciales en un pavimento

de concreto, sean trasmitidos de una losa a su adyacente en una forma equitativa,

teniendo como resultado que los esfuerzos se desarrollen con magnitudes similares.

Los pasadores de carga usados en las juntas transversales de cada losa, deberán

ser de acero liso de diámetro igual a =1⅛”, longitud L=40cm, resistencia a la

fluencia (fy) 420MPa y separados centro a centro 30cm.

8.7.3 Tipos de juntas

8.7.3.1 Junta transversal de contracción tipo B

Las juntas transversales de contracción, son las que controlan las grietas transversales ocasionadas por

los esfuerzos de tracción originados en la retracción del concreto. Así mismo controlan las grietas

causadas por el alabeo del pavimento. La transferencia transversal de carga entre losas adyacentes, se

dará mecánicamente por pasadores lisos de carga de acero con resistencia a la fluencia (fy) 420MPa,

diámetro =1⅛”, de 40cm de largo y separadas centro a centro 30cm. En la figura se observa la

localización en planta de este tipo de juntas.

MUNICIPIO DE REMEDIOS ESTUDIO DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCION DE UN PUENTE VEHICULAR SOBRE EL RÍO ITE EN LA VEREDA EL POPERO, MUNICIPIO DE REMEDIOS


.

Junta Transv ersal

Figura 12. Junta transversal de contracción tipo B.

8.7.3.2 Junta transversal de construcción tipo C

Las juntas transversales de construcción con pasajuntas, se construirán en los

lugares predeterminados para finalizar el colocado y vaciado de concreto del día,

coincidiendo siempre con una junta transversal de contracción y alineada

perpendicularmente al eje de la vía; estas juntas se construirán a tope, y se

colocarán pasajuntas a todo lo ancho de la sección transversal.

8.7.3.3 Junta transversal de construcción tipo D

Las juntas transversales de construcción tipo D (emergencia), se construirán en los

lugares donde por alguna razón de “emergencia” se tuvo que finalizar el colocado de

concreto, o porque hubo demoras en el vaciado y el concreto llegó al fraguado inicial,

dejando una junta transversal que no coincide con las otras juntas predeterminadas

tipo “B o C” contracción y construcción que se hacen para evitar fisuración o para

finalizar el colocado y vaciado de concreto del día; según modelación y

requerimientos de relación de esbeltez; estas juntas tipo “D” se construirán al tercio

inicial o final de la longitud según avance de fundición, y se colocarán pasajuntas con

acero corrugado de diámetro 5/8” a todo lo ancho de la sección transversal de la

junta, longitud 40cm y espaciadas cada 30cm centro a centro, estas barras cumplirán

la función de amarre y de dejar una losa del tamaño propuesto por la modulación

para luego hacer coincidir con la junta transversal tipo B o C.

MUNICIPIO DE REMEDIOS ESTUDIO DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCION DE UN PUENTE VEHICULAR SOBRE EL RÍO ITE EN LA VEREDA EL POPERO, MUNICIPIO DE REMEDIOS


Figura 13. Junta de emergencia tipo D.

8.7.3.4 Junta de expansión

Son creadas para aislar una estructura fija, como son las cámaras de inspección,

sumideros y otras estructuras (TIPO 2) que presenten diferente comportamiento al

pavimento que se construye. Así mismo se deben utilizar donde se presenten

cambios de dirección de la vía e intersecciones con otros pavimentos.

En los casos donde se presentan cambios de dirección de la vía, una empujará a la

otra, produciéndole esfuerzos, que deben ser controlados con la ayuda de juntas de

expansión (TIPO 1). Con el fin de incrementar la transferencia de carga y la eficiencia

de la junta se deben usar pasadores de carga ubicados en la mitad de la losa,

además deben de ir engrasados en su totalidad para facilitar el movimiento.

8.7.3.5 Sellado de juntas

El sistema de sellado de juntas para pavimentos de concreto debe garantizar la hermeticidad del espacio sellado, la adherencia del sello a las caras de la junta, la resistencia a la fatiga por tracción y compresión, el arrastre por las llantas de los vehículos, la resistencia a la acción del agua, los solventes, los rayos ultravioletas, la acción de la gravedad y el calor, con materiales estables y elásticos. 8.7.3.6 Armadura de refuerzo

Se debe colocar el acero de refuerzo necesario para la construcción del pavimento

de acuerdo al diseño del proyecto (ver ubicación en planta en la figura), el cual se

utilizará como pasadores de cortante o pasajuntas, o como barras de amarre.

Las barras pasajuntas (usadas en juntas transversales, de construcción y en algunos

casos de expansión) se utilizan como mecanismos para garantizar la transferencia

efectiva de carga entre las losas adyacentes. Las barras serán de acero liso,

engrasadas en ambos extremos y deberán quedar ahogadas en las losas con las

dimensiones y en la posición indicada.

rgencia Junta de Emersal Junta Transve

ta no coincide con la transversal de

ción o de contracción.

Esta jun junta construc



Las barras de amarre (usadas en juntas longitudinales), se utilizan con el propósito

de evitar el corrimiento y/o desplazamiento de las losas, deben ser de acero

corrugado, y deben quedar ahogadas en la mitad de la losa. En este caso serán

barras corrugadas de ½” de diámetro, longitud 120cms y espaciadas cada 70cms.

Figura 14. Localización de la armadura de refuerzo.

8.7.3.7 Losas reforzadas por presencia de cámaras de inspección o geometría

compleja

En muchas ocasiones, la presencia de elementos como cámaras de inspección o

sumideros como los que se encuentra típicamente en una calle de ciudad, hacen

que las losas queden con una geometría compleja, entendiéndose por geometría

compleja a losas diferentes a las cuadradas o rectangulares, en ese caso se hace

necesario reforzar dichas losas para evitar que se fracturen por el plano más débil y

generen principios de fisuramiento en la losa y para las losas vecinas. El refuerzo

consisten en suministrar una parrilla de acero corrugado y de diámetro ½”, que forme

una cuadricula de 20cmx20cm, esta será colocada en toda el área de la losa a

7.0cm contados desde la superficie. En caso de tener geometrías demasiado

complejas, como en intersecciones y ampliaciones en las bahías donde se dejan

retazos triangulares, el refuerzo se colocará doblemente, inferior y superior.

8.8 JUNTAS PARA ANDENES EN PAVIMENTO RÍGIDO

Las losas de concreto deberán ser precortadas en las dimensiones según la relación

de esbeltez, de tal manera que se debe hacer coincidir las juntas de construcción de

las losas existentes con las nuevas, las losas serán cortadas inmediatamente

después del fraguado inicial para inducir la fractura por la junta de construcción

programada con antelación, esto con el fin de evitar fisuras por no conservar las

relaciones de esbeltez, luego deberá hacerse un ensanchamiento del precorte para

la instalación del cordón de respaldo y posterior sellado de la junta con siliconas

Armadura Longitudinal Barras de Amarre

Armadura Transversal Pasajuntas



existentes en el mercado para tal fin.

8.8.1 Tipos de juntas

8.8.1.1 Junta de contracción Las juntas de contracción, son las que controlan las grietas transversales

ocasionadas por los esfuerzos de tracción originados en la retracción del concreto.

Así mismo controlan las grietas causadas por el alabeo del pavimento.

8.8.1.2 Junta de construcción Las juntas de construcción, se construirán en los lugares predeterminados para

finalizar el colocado y vaciado de concreto del día, coincidiendo siempre con una

junta de contracción; estas juntas se construirán a tope.

8.8.1.3 Junta de expansión Son creadas para aislar una estructura fija, como son las cámaras de inspección,

sumideros y otras estructuras que presenten diferente comportamiento al pavimento

que se construye. Así mismo se deben utilizar donde se presenten cambios de

dirección de la vía e intersecciones con otros pavimentos.

8.8.1.4 Sellado de juntas

El sistema de sellado de juntas para pavimentos de concreto debe garantizar la

hermeticidad del espacio sellado, la adherencia del sello a las caras de la junta, la

resistencia a la fatiga por tracción y compresión, la resistencia a la acción del agua, los

solventes, los rayos ultravioletas, la acción de la gravedad y el calor, con materiales

estables y elásticos. Deberá usarse elementos de buena calidad que se pueden

comprar con facilidad en el mercado.

8.8.1.5 Losas reforzadas por presencia de elementos o geometría compleja En muchas ocasiones, la presencia de elementos como cámaras de inspección o

sumideros, columnas, postes, muros, apoyos de maquinarias empotrados y con

fundación propia entre otros, como los que se encuentra típicamente zonas de

pavimento y de andenes peatonales, hacen que las losas queden con una geometría

compleja, entendiéndose por geometría compleja, a losas diferentes a las cuadradas

o rectangulares, en ese caso se hace necesario reforzar dichas losas para evitar que

se fracturen por el plano más débil y generen principios de fisuramiento en la losa y

para las losas vecinas. El refuerzo consiste en suministrar una parrilla de acero

corrugado y de diámetro 1/4” que forme una cuadricula de 15cmx15cm, ésta será

colocada en toda el área de la losa a 3.0cm contados desde la superficie. En caso de

tener geometrías demasiado complejas, como en intersecciones y ampliaciones



donde se dejan retazos triangulares, el refuerzo se colocará doblemente, inferior y

superior.

8.9 ESPECIFICACIONES

ITEM ESPECIFICACIÓN ARTÍCULO

PAVIMENTO

FLEXIBLE

Pavimento en concreto asfáltico INVÍAS 2013 450

Base Asfaltica INVÍAS 2013 450

Riego de liga INVÍAS 2013 421

Riego de imprimación INVÍAS 2013 420

MATERIALES

GRANULARES

Base granular INVÍAS 2013 330

Subbase granular INVÍAS 2013 320

Base estabilizada INVÍAS 2013 341

Terraplén o remplazo INVÍAS 2013 220

PAVIMENTO

RÍGIDO

Pavimento en adoquines INVÍAS 2013 510

Pavimento en concreto hidráulico INVÍAS 2013 500

SEPARAICÓN Geotextil INVÍAS 2013 231

Tabla 8. Especificaciones INVIAS.

9 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

9.1 CONCLUSIONES

El diseño de un pavimento, consiste en establecer una estructura para una

duración determinada bajo las solicitaciones del tráfico y el medio en donde se

llevará a cabo la construcción, y además debe ser económica y rentable.

Se obtuvieron unas estructuras de pavimento rígido diseñadas por la

metodología propuesta por la PCA, donde se realizaron sensibilizaciones para

cada variable de diseño, espesor de la base granular, espesor de la losa de

concreto y el módulo de rotura de la losa de concreto, para obtener consumos

por fatiga del concreto del orden del 50% aproximadamente y por erosión del

orden del 1%, usando tránsitos según el periodo de diseño y carril de diseño.

Esta alternativa será duradera para el periodo de diseño propuesto de 20 años,

que depende en gran medida del proceso constructivo y los trabajos de

mantenimiento que se le realicen.

La exploración para los suelos de subrasante, la disponibilidad de buenos

materiales para conformar la estructura, la evaluación del tránsito y los

espectros de carga creados alrededor de estos, nos lleva a concluir que las



estructuras propuestas son aceptables y cumplen con los criterios para un buen

funcionamiento y durabilidad para el periodo de diseño según el tipo de

estructura evaluada, 20 años en pavimento rígido.

Los diseños establecidos en este informe, corresponden a las condiciones

particulares del proyecto y específicamente a la zona donde se llevó a cabo la

exploración de campo. Es una estructura que obedece a las características de

los suelos encontrados y brindan confianza frente a los cambios de resistencia

que pueda tener la subrasante durante el periodo de diseño.

El tiempo de apertura al tránsito una vez se haya finalizado la construcción de la

capa de rodadura es, para pavimento rígido 21 días, según numeral 500.4.21,

normas INVIAS, donde se indica que se debe realizar el sellado de juntas antes

de la apertura.

La calidad y construcción de los materiales considerados en la estructura de

pavimento, deberán cumplir a cabalidad con las Especificaciones para

Construcción de Carreteras emitidas por el Instituto Nacional de Vías INVIAS en

el año 2013, artículo 330 material de base y 500 para pavimento rígido.

Cualquier cambio en los diseños deberá ser notificado al diseñador, cualquier

cambio sin previa autorización nos exime de responsabilidad.

9.2 RECOMENDACIONES PARA PAVIMENTO RIGIDO

En general el diseño cumple cuando los consumos por fatiga y erosión son

menores al 100%. Sin embargo, el concreto no solo se afecta por las cargas del

tránsito, sino también por los efectos ambientales (clima) que ocasionan

esfuerzos por alabeo térmico, diurno y nocturno, tanto en los bordes como en el

centro de la losa. Estos efectos por alabeos térmicos se controlan en gran

medida por las dimensiones en planta de las losas, no obstante, varias

agencias de diseño, entre ellas la American Concrete Institute ACI y la misma

PCA, aconsejan que los consumos por fatiga idealmente se manejen por debajo

del 50% ya que se considera que los esfuerzos por fatiga causados por el

alabeo térmico están alrededor del 40% del módulo de rotura del concreto. Para

la formulación de estas recomendaciones, teniendo en cuenta criterios

económicos se decidió limitar los consumos por fatiga al 60%, es decir que para



que el diseño cumpla, los efectos que ocasionan las cargas no deberán superar

el 60%, dejando como holgura el 40% para tener en cuenta los efectos por

fatiga ocasionados por alabeos térmicos.

Para el diseño de pavimento rígido, se realizaron sensibilizaciones para cada

variable de diseño, espesor de la base granular, espesor de la losa de concreto

y el módulo de rotura de la losa de concreto. Cabe resaltar, que el hecho de

aumentar el espesor de la base granular no permite disminuir el espesor de la

losa de concreto, ya que ésta es poco sensible con el espesor de la base y el

diseño lo está controlando el criterio de fatiga en el concreto.

Las losas de concreto deberán ser precortadas en las dimensiones

recomendadas inmediatamente después del fraguado inicial, para inducir la

fractura por la junta de construcción programada con antelación, esto con el fin

de evitar fisuras por no conservar las relaciones de esbeltez, luego deberá

hacerse un ensanchamiento del precorte para la instalación del cordón de

respaldo y posterior sellado de la junta con siliconas existentes en el mercado

para tal fin. (ver anexo. plano resumen de construcción).

La capa de rodadura, será una losa de concreto simple con módulo de rotura

medido en probetas rectangulares de (45*15*15 cm) a los 28 días de mínimo

4.0MPa y de espesor de losa no menor a 21cm para las zonas vehiculares,

además deberá cumplir con los requisitos dispuestos en el artículo 500 INVÍAS

2013.

Se debe seguir con estricto rigor para construir las losas, las dimensiones

mostradas para el largo y el ancho de las mismas, éstas deben guardar en todo

momento una relación de esbeltez L/A nunca mayor de 1.20, esto para evitar la

fisuración por el efecto térmico.

La base granular, deberá colocarse en capas con espesores apropiados de

acuerdo al equipo de compactación disponible, compactándose con una

densidad seca máxima referida al Próctor modificado del 100%, se debe seguir

lo dispuesto en el Artículo 330 del Instituto Nacional de Vías INVIAS, año 2013.

9.3 RECOMENDACIONES PARA REEMPLAZOS O LLENOS

Para el mejoramiento de la subrasante natural o reemplazo mecánico, se recomienda



emplear suelos seleccionados que garanticen una resistencia CBR superior a 10%,

resistencia que garantice la empleada en el diseño. Estas condiciones, pueden

obtenerse trabajando con una arena limosa (arenilla), un afirmado, un recebo o una

subbase sin procesar (crudo).

Tabla 9. Especificaciones para suelos de reemplazo o lleno.



10 REFERENCIAS

INSTITUTO NACIONAL DE VÍAS, Especificaciones generales para la

construcción de carreteras, 2013.

INGENIERIA DE PAVIMENTOS PARA CARRETERAS, Montejo Fonseca

Alfonso.

SHELL INTERNATIONAL PETROLEUM COMPANY LÍMITED. “Addendum to

the Shell pavement design manual”.

HUANG, Yang H. “Pavement analysis and design”.

Normas de Sismo Resistencia NSR-10.

ACI (American Concrete Institute)

PAVCO. Especificaciones generales de construcción con geosintéticos.



11 ANEXOS

Anexo 1. Ubicación de apiques.

Anexo 2. Perfiles estratigráficos.

Anexo 3. Resultados de laboratorio.

Anexo 4. Memorias de cálculo.

Anexo 5. Detalles y recomendaciones para pavimento rígido.



11.1 Anexo 1. Ubicación de apiques.



11.2 Anexo 2. Perfiles estratigráficos.



11.3 Anexo 3. Resultados de laboratorio.



11.4 Anexo 4. Memorias de cálculo.



11.5 Anexo 5. Detalles y recomendaciones para pavimento

rígido.

MUNICIPIO DE REMEDIOS ESTUDIO DE SUELOS PARA LA CONSTRUCCION DE UN PUENTE VEHICULAR SOBRE EL RÍO ITE EN LA VEREDA EL POPERO, MUNICIPIO DE REMEDIOS. POPERO, MUNICIPIO DE REMEDIOS.



Carrera 45A No. 32C SUR 6, Tel 448 40 23, Celular 310 505 42 64 Envigado E-mail: [email protected] 48 Carrera 45A No. 3

DISEÑO DE PAVIMENTO - asomura.gov.co

Documents

Transcript of DISEÑO DE PAVIMENTO - asomura.gov.co