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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.
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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%.
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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
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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.
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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.
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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%.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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,
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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.
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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.
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.
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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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.
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11.1 Anexo 1. Ubicación de apiques.
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11.2 Anexo 2. Perfiles estratigráficos.
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11.3 Anexo 3. Resultados de laboratorio.
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11.4 Anexo 4. Memorias de cálculo.
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11.5 Anexo 5. Detalles y recomendaciones para pavimento
rígido.
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