Cemex - Manual de Pavimentos de Concreto

CAPITULO 1 - INTRODUCCION1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO “Las crecientes necesidades de desarrollo, la búsqueda de soluciones perdurables y la demanda de contar más y mejores caminos han contribuido para lograr que en la modernización y ampliación de la red carretera de México se esté especificando el uso de pavimentos del concreto hidráulico bajo estándares internacionales de calidad.” a).- ANTECEDENTES La extensión territorial de México cuenta con una gran diversidad de climas, tipos de suelos, zonas ambientales y etnias, su heterogeneidad nos ha ido marcando el camino del desarrollo y crecimiento, de alguna manera esta diversidad ha influido en la conformación de nuestra infraestructura carretera. En México tenemos aproximadamente 95,000 km de caminos pavimentados cuyas condiciones de servicio no son las óptimas, de hecho la mayoría de ellos esta catalogado por las propias autoridades como pavimentos en regulares y malas condiciones. Una razón importante del bajo nivel de servicio es debido a que estas carreteras se proyectaron, diseñaron y construyeron en su mayoría entre los años de 1925 a 1970. La red estuvo proyectada para soportar cargas vehiculares que varían entre las 6 y 8 toneladas y en la actualidad llega a tener camiones cargados los cuales en algunos casos alcanzan a pesar hasta 60 toneladas. Además de no considerar el aumento en los pesos de los vehículos, no se consideró tampoco el crecimiento del tránsito de camiones pesados en la red, ya que se considero en el diseño el tráfico diario que anteriormente se tenía y que variaba entre los 500 y 1,000 vehículos, sin embargo en la actualidad se tienen valores significativamente mayores de hasta 15,000 vehículos. Antes del año de 1993 la especificación y construcción de pavimentos de concreto hidráulico en México fue relativamente escasa. Se considera que esto se debió principalmente a que nuestro país es un importante productor de petróleo y por consiguiente de asfalto y como anteriormente existía un subsidio importante en el precio del asfalto, los pavimentos asfálticos en nuestro país resultaban en costo muy inferiores a los del concreto hidráulico. Adicionalmente existía una gran desinformación y desconocimiento sobre el diseño y construcción con nuevas tecnologías de los pavimentos de concreto hidráulico. Otro factor importante es que cuando se diseñaron los caminos de México para el tránsito que se pensaba tenían que soportar, los pavimentos de asfalto parecían ser una alternativa suficiente. 1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 1 Ante la preocupación acerca del deterioro de las carreteras en la red y considerando los puntos anteriormente planteados la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) se dio a la tarea de buscar soluciones alternativas a tal situación que pudieran soportar adecuadamente las cargas y el volumen de tráfico pesado buscando que los niveles de servicio permanecieran en buen nivel durante períodos mayores. Tales exigencias orientaron a la SCT a la solución con pavimentos de concreto hidráulico, que representaban un costo razonable, con una capacidad estructural adecuada tanto para el volumen de tránsito como para la intensidad del mismo y un período de vida costeable de acuerdo a la magnitud de la inversión. b).- TECNOLOGIA Para satisfacer la demanda de diseñar, especificar y construir los pavimentos de concreto hidráulico con las mejores tecnologías a nivel mundial y con altos estándares en sus especificaciones, tubo que llevarse a cabo un programa de capacitación intensivo y avanzado para los técnicos e ingenieros especificadores, esto se logró con el apoyo de la iniciativa privada mexicana interesada en el desarrollo de la infraestructura del país con base en este tipo de pavimentos. Este tipo de capacitaciones se ha seguido desarrollando tanto en México como en el extranjero. Se realizó una revisión exhaustiva sobre los tipos de maquinaria que estaban disponibles en el mercado internacional para realizar estas tareas, tanto plantas de mezclado central para la elaboración del concreto con la calidad y en las cantidades necesarias para lograr altos rendimientos en la pavimentación, así como pavimentadoras de cimbra deslizante con las características necesarias para lograr altos niveles de servicio, seguridad y confort. Se analizaron también las ventajas y desventajas de unas marcas de equipos con respecto a otras, la experiencia de las empresas dedicadas a la fabricación de estos equipos, la facilidad con la que dichas empresas podrían ofrecer los servicios de capacitación, refacciones y mantenimiento para dichos equipos, e incluso la posibilidad de desarrollar representantes locales de dichas empresas para dar servicio en México. De igual forma se trabajo en lo referente a equipos para dar el texturizado final al pavimento de concreto, las maquinas cortadoras para conformar los tableros de losas, los diferentes tipos de discos para estos cortes, y algunos otros equipos de medición de las características físicas de los pavimentos. Terminados los análisis anteriores se importaron los equipos seleccionados a nuestro país y se dio inicio propiamente al desarrollo de este tipo de soluciones. 1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 2 Figura 1.1 – 1 Introducción – Tecnología – Pavimentadora de Cimbra Deslizante c).- EVOLUCION Ante la globalización se hicieron más imperantes las necesidades de contar con una infraestructura que permita el desarrollo de la actividad económica y social del país. En el año de 1993 la SCT con el apoyo de Cementos Mexicanos construyó la primera carretera de concreto hidráulico con el uso de especificaciones internacionales y las nuevas tecnologías de pavimentación, siguiendo estrictas normas de calidad tanto en la producción como en el tendido del concreto y contemplando una serie de alternativas en las especificaciones que permitirían establecer posteriormente situaciones comparativas que permitirían establecer adecuadamente las características ideales en las especificaciones de los pavimentos de concreto hidráulico. Así en 1993 el libramiento Ticumán ya era una realidad en concreto hidráulico, con una longitud de 8.5km. A partir de este proyecto y con los resultados programados que se fueron obteniendo del mismo, se continuo con la especificación y construcción de algunas otras carreteras de concreto hidráulico en el país, de tal forma que al final de 1994 ya se habían iniciado los trabajos en los tramos de las Autopistas Guadalajara – Tepic, Tuxpan – Tihuatlán y Tihuatlán – Poza Rica, así como el primer tramo de la Cárdenas – Agua Dulce. A pesar de la crisis económica que sufrió el país, para el año de 1995 ya se estaban realizando los trabajos de algunas carreteras como: Yautepec - Jojutla, Atlapexco – Tianguistengo, Jiutepec – Zapata y un tramo de la Autopista Querétaro – San Luis Potosí. 1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 3 Durante el año de 1996 se construyeron también de concreto los tramos: Entronque Aeropuerto de San Luis Potosí – Entronque Libramiento de San Luis Potosí, Libramiento de San Luis Potosí – El Huizache y el tramo Aeropuerto de Ixtapa – Zihuatanejo. Para los años de 1997 y 1998 se especificaron y construyeron los siguientes tramos: Autopista Pirámides – Tulancingo, un segundo tramo de Ixtapa – Aeropuerto, el Libramiento Ruta Dos en Nuevo Laredo, la Autopista Cancún – Tulum, la Autopista Huizache – Matehuala, tres tramos de la Autopista Querétaro – Palmillas, el Libramiento Uman en el estado de Yucatán, el Libramiento Rincón de Romos en el estado de Aguascalientes, Boulevard Aeropuerto La Paz y el tramo de Chihuahua – Aldama. En este período se realizó una ampliación a la aeropista del aeropuerto de Mérida con la tecnología del concreto hidráulico. Para 1999 se estuvieron realizando ó por iniciar los trabajos de construcción de los tramos de: la Autopista Rosario – Escuinapa en el estado de Sinaloa, Aeropuerto Vallarta – Río Ameca en Jalisco, Río Ameca - Cruz de Huanacaxtle en Nayarit, el segundo tramo de la Cárdenas – Agua Dulce en Tabasco, la carretera Yautepec – Oacalco, el tramo Poxila – Límite de Estados en Yucatán, Libramiento de Colima, Chajul – Flor de Café en el estado de Chiapas, Entronque Feliciano – Lázaro Cárdenas Michoacán, Acceso al Puerto Fronterizo Laredo puente Internacional III, Matehuala – San Roberto y San Roberto – Puerto México en el estado de Nuevo León, el acceso al puerto de Altamira (API), las laterales del Paseo Tollocán en Toluca Estado de México, los tramos de Huayacocotla y la Chinantla en Veracruz, el Libramiento Nororiente de Querétaro, así como la aeropista del aeropuerto de Kaua en el estado de Yucatán. 1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 4 Figura 1.1 – 2 Introducción – Evolución – Autopista de Concreto Hidráulico Como se ha descrito en la información presentada anteriormente el crecimiento y evolución de los pavimentos de concreto hidráulico ha aumentado de una manera que resulta muy favorable para el país, por las ventajas que los mismos representan, esto ha propiciado que la demanda de caminos de excelente calidad haya ido en aumento. En la siguiente gráfica se muestra el comportamiento del consumo de concreto hidráulico para la construcción de carreteras. 1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 5 VOLUMEN DE CONCRETO EN CARRETERAS 1.0 Miles de m3 1.250.192.0 1.3 1993 1994 1995 1996 Año 1997 543.500.4 750.3 1. en ejecución y licitados.1 – 3 Introducción – Evolución – Volumen de Concreto en Carreteras d). 1. Durabilidad Una de las ventajas más significativas de los pavimentos de concreto hidráulico es la durabilidad del concreto.0 500.0 1. con ciertas relaciones agua / cemento.496. 6 .9 1998 1999 Nota: el volumen de 1999 incluye tramos terminados.4 243.000.0 18.VENTAJAS Entre las principales ventajas de un pavimento de concreto hidráulico podemos enumerar las siguientes: Durabilidad Bajo Costo de Mantenimiento Seguridad Altos Indices de Servicio Mejor Distribución de Esfuerzos bajo las Losas 1. utilizando aditivos que permitan una reducción de agua en la mezcla y que den la trabajabilidad adecuada al concreto aun con revenimientos bajos como los utilizados en autopistas.8 293.0 250. Figura 1.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.2 908.. Se deben de realizar los proporcionamientos de mezcla adecuados. para lograr esta durabilidad es importante considerar además de la resistencia adecuada del concreto ante las solicitaciones mecánicas todos los agentes externos de exposición a los que estará sujeto el pavimento para elaborar la mezcla apropiada y definir las recomendaciones para la colocación del concreto hidráulico. Por el color claro del pavimento de concreto hidráulico se tiene una mejor visibilidad en caso de transitar de noche o en la oscuridad de días nublados. Otro fenómeno que se evita con la utilización del concreto hidráulico es la formación de severas deformaciones en las zonas de arranque y de frenado que hacen a los pavimentos ser mas inseguros y maltratan fuertemente los vehículos.1 ANTECDENTES Y EVOLUCION DE LOS PAVIMENTOS DE CONCRETO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. Altos Indices de Servicio Los pavimentos de concreto hidráulico permiten ser construidos con altos índices de servicio. El mantenimiento que requieren los pavimentos rígidos es mínimo. sin embargo es muy importante que el mismo se provea en tiempo y forma adecuados para garantizar las propiedades del pavimento. 7 .Otro aspecto importante para lograr esta durabilidad tiene que ver con los materiales que forman la estructura de soporte. 4. Seguridad El concreto hidráulico colocado bajo las especificaciones y con los equipos mencionados anteriormente permite lograr una superficie de rodamiento con alto grado de planicidad y dada su rigidez esta superficie permanece plana durante toda su vida útil. es importante conocer con detalle las características de los mismos y sus grados de compactación apoyados con los estudios de mecánica de suelos de la ruta. Esto normalmente se puede visualizar al realizar una análisis del costo ciclo de vida que puede ser comparado con algunas otras alternativas de pavimentación. adicionalmente siguiendo las recomendaciones de construcción adecuadas se puede proveer al pavimento de una superficie altamente antiderrapante. evitando la formación de roderas las cuales disminuyen el área de contacto entre llanta y pavimento produciendo el efecto de acuaplaneo en los días de lluvia. Bajo Costo de Mantenimiento Los pavimentos de concreto hidráulico se han caracterizado por requerir de un mínimo mantenimiento a lo largo de su vida útil. El análisis del costo ciclo de vida es una herramienta que nos ayuda para soportar la toma de decisiones. 3. Es importante que el diseñador cuente con la suficiente información para poder estimar de forma precisa el volumen de tráfico y las cargas vehiculares que estarán transitando por el pavimento con el objeto de realizar un diseño estructural adecuado para las cubrir adecuadamente la durabilidad del proyecto por efectos de fatiga. 2. 1. como se menciona en el punto anterior se puede lograr un alto grado de planicidad o un índice de perfil muy bueno. La significativa reducción en los costos de mantenimiento de una vía permite que el concreto sea una opción muy económica. Esto es sin duda una de las ventajas mayores que ofrecen estas alternativas de pavimentación. estas experiencias han ido mostrando las ventajas de este tipo de soluciones.2 MARCO DE REFERENCIA PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.TRABAJO CONTINUO Poco a poco se ha ido logrando tener una mayor experiencia en el diseño. mayor vida útil y consecuentemente economía de los recursos. reparación y mantenimiento que se deben de seguir en los pavimentos rígidos para aprovechar de mejor forma todas sus ventajas. 8 .. La distribución uniforme de las cargas permite que los esfuerzos máximos que se transmiten al cuerpo de soporte sean significativamente menores en magnitud. en el que estamos trabajando a pesar de que son mínimas las necesidades. Podemos afirmar que la alternativa de pavimentación con concreto hidráulico es una realidad en nuestro país y el siguiente paso. mejores niveles de servicio del camino. 5. especificación y construcción de pavimentos de concreto hidráulico en México. es el de dar a conocer a los especificadores y constructores los métodos de rehabilitación. e).La utilización de pasajuntas permite mantener estos índices de servicio. lo que permite una mejor condición y menor deterioro de los suelos de soporte.2 MARCO DE REFERENCIA “El desarrollo de los pavimentos de Concreto Hidráulico se ha incrementado notablemente en Latinoamérica en la década de los 90’s. cosa contraria a lo que sucede con los pavimentos flexibles en donde las cargas vehiculares concentran un gran porcentaje de su esfuerzo exactamente debajo del punto de aplicación de la carga y que se van disminuyendo conforme se alejan de la misma.. evitando la presencia de escalonamientos en las losas sobretodo en tramos donde el tráfico es significativamente pesado.EXPERIENCIA INTERNACIONAL 1. 1. mantenimiento y operación de las vías que están interesadas en proveer a sus caminos de las características de un pavimento de concreto hidráulico lo que les significa ahorros sustanciales en mantenimiento. gracias a las ventajas que ofrecen para el desarrollo económico de los países del tercer mundo” a). Mejor Distribución de Esfuerzos bajo las Losas Dada la rigidez de la losa los esfuerzos que se transmiten a las capas inferiores del pavimento se distribuyen de una manera prácticamente uniforme. de tal modo que cada vez son mas las entidades gubernamentales responsables de la construcción. sin embargo las tecnologías de diseño y construcción utilizadas normalmente no habían sido las más actualizadas. 1. Países como: Brasil. Todas las experiencias recopiladas durante más de 50 años han servido de base para la tecnología actual de pavimentos y obviamente se sigue experimentando e investigando para mejorar y perfeccionar las técnicas actuales. Autopistas y Vialidades Urbanas. Etc..En muchos países del mundo se han utilizado por muchos años los pavimentos de concreto hidráulico tanto para proyectos carreteros como para vías de comunicación urbanas. Guatemala. Francia. Bulgaria. 9 . así como el número de kilómetros construidos por país con estas nuevas tecnologías en Carreteras y Autopistas. En menor escala pero con una fuerte tendencia de crecimiento lo están haciendo países como Venezuela. Alemania.CASO DE LATINOAMERICA En los países de América Latina se han utilizado los pavimentos de concreto principalmente para vialidades urbanas. así mismo se ha evolucionado en las técnicas de construcción y de evaluación de los pavimentos de concreto hidráulico. México. España. En las gráficas siguientes podemos observar de manera aproximada el porcentaje de la red carretera pavimentada de estos países que ya cuenta con concreto hidráulico como superficie de rodamiento. Como puede observarse. De diferentes formas estos países han contribuido para que los métodos de diseño se hayan ido perfeccionando en base a los estudios realizados en el tiempo. Posteriormente algunos otros países empezaron a utilizar estas tecnologías tanto en especificaciones como en procedimientos constructivos. Canadá. sin embargo está tendencia parece estar ampliándose a todos los países de América Latina. Chile. sin embargo el desarrollo más importante se ha dado durante la última década. han empezado a utilizar ampliamente estas nuevas tecnologías en el desarrollo de sus Carreteras. El Salvador y Bolivia. El país de Latinoamérica que más pronto inició su incursión en las nuevas tecnologías de pavimentación fue Panamá esto en consecuencia de la fuerte influencia tecnológica que tuvieron de los Estados Unidos por su presencia en el Canal. Colombia. Argentina. Italia. tal es el caso de Estados Unidos. b). el crecimiento es importante y el potencial de desarrollo es aún mayor.2 MARCO DE REFERENCIA PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. Uruguay. la de los noventas. 4.1% 0.000 2.468 .5% 21.275 2.500 2.3% 1.2 – 1 Introducción – Marco de Referencia – Km de Concreto en Carreteras 25.3% 23.000 Km en Concreto 3.045 3. 10 Uruguay Chile Brasil 2.500 234 250 3.3% México 0.0% 20.500 500 Colombia 94 19 México 27 El Salvador Venezuela Argentina Bolivia * Fuente: 2do Foro Interamericano de Pavimentos de Concreto.450 2.5% 0.0% 0.2 MARCO DE REFERENCIA PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.5% Venezuela Argentina Bolivia * El Salvador Panamá * Fuente: 2do Foro Interamericano de Pavimentos de Concreto.000 1.000 1.0% 1. Brasil agosto de 1999.0% % de Red en Concreto 15.0% Guatemala * Panamá * * Datos aproximados 5. Guatemala * Colombia * Datos aproximados Figura 1. Figura 1.600 3.9% Uruguay Chile Brasil 251 1.0% 2.2 – 1 Introducción – Marco de Referencia – Porcentaje de la Red en Concreto Hidráulico 1.9% 2. Brasil agosto de 1999.4% 0.0% 10. DISEÑO 2. Los métodos presentados en este manual no son aplicables al diseño de este tipo de soluciones especificas. Así como lo referente a la propia estructura de concreto hidráulico y sus características. a).2. Pavimentos Convencionales b).1 INTRODUCCION A LOS METODOS DE DISEÑO Las metodologías de diseño de pavimentos consideradas en este manual son las más utilizadas a nivel internacional y son aplicables a los siguientes tipos de pavimentos: a). Sobrecarpetas de Concreto (Whitetopping) Dentro de la gama de pavimentos disponibles para ciertas aplicaciones de tráfico ligero. Pavimentos Convencionales Los pavimentos convencionales se consideran para la construcción de tramos nuevos de pavimentación en donde las actividades de construcción tienen que ver con los trabajos preliminares propios a las características de los suelos de soporte y conformación de las terracerías y sub-base para el pavimento. Los métodos de . se encuentran las sobrecarpetas de concreto ultradelgado (whitetopping ultradelgado). diseño aplican íntegramente a este tipo de pavimentos. b). corresponden a rehabilitaciones de pavimentos asfálticos deteriorados. considerando las características de soporte de la estructura existente que normalmente tiene capa de sub-base. Algunos de los trabajos preliminares que se deben considerar para la colocación del pavimento Whitetopping difieren de los que se aplican a los pavimentos convencionales. Los métodos de diseño toman en cuenta esta solución. Sobrecarpetas de Concreto (Whitetopping) Los pavimentos denominados Whitetopping. El término aquí utilizado corresponde a rehabilitaciones con pavimentos de concreto convencional tomando como estructura de soporte el pavimento asfáltico que se tiene en el lugar. Los aspectos que se evalúan en el diseño para la determinación de la factibilidad técnica de que un pavimento sea rehabilitado mediante la técnica de Whitetopping son: • • • • • • • Daños estructurales Daños asociados a la fatiga de las capas asfálticas Daños asociados a la alteración del perfil por deformaciones plásticas acumuladas Daños asociados a la inestabilidad de la banca Daños superficiales Daños asociados s las deficiencias en el diseño o fabricación de la mezcla asfáltica Daños asociados a la calidad de los materiales 1. base y asfalto. Superficie de Asfalto Existente . sino que se presentan en forma aislada o continua y son producidas por deficiencia en las juntas de construcción. en áreas aisladas o en forma generalizada y son el producto del desgaste de las partículas superficiales o el . Fisuras longitudinales y transversales Son agrietamientos longitudinales y/o transversales que no constituyen una malla. b). • Profundos : Profundidad superior a 10 cm. Se consideran 3 tipos de huecos : • Superficiales : solo comprometen la capa de rodadura y su profundidad es menor a 3 cm. • Medios : Comprometen parte o la totalidad de la carpeta asfáltica y su profundidad oscila entre 3 y 10 cm.Las fallas que se consideran en una superficie de asfalto son las siguientes : a). Desgaste superficial Son las irregularidades que se observan en la superficie. Se consideran 3 tipos de fisuras : • • • Longitudinales Transversales En bloque c). Huecos o baches abiertos Cavidades o depresiones producidas por desprendimiento de la carpeta asfáltica y de capas granulares. con expulsión de material y compromiso de la base granular. por contracción de la mezcla o desplazamiento de los bordes. . Posteriormente estas fisuras se ensanchan y profundizan ocasionando desprendimientos. d). El desgaste se clasifica en : • Ligero : Perdida de textura uniforme. • Severo : Desintegración superficial de la carpeta. Piel de Cocodrilo Son agrietamientos en forma de malla que inicialmente se presenta en cuadros más o menos regulares con lados entre 25 y 30 cm. Se consideran 3 tipos de fallas : • Ligero : Cuando los agrietamientos son muy delgados y el tamaño de los cuadros tienen dimensiones próximas a 25 cm por lado. las grietas que los separan son mayores de 1 cm. mostrando rugosidad e irregularidades hasta de 5 mm de profundidad • Medio : Cuando las irregularidades están entre 5 mm y 15 mm de profundidad. se advierten deformaciones y movimientos relativos y puede existir desprendimiento de algunos bloques.desprendimiento de alguna de ellas por acción del tránsito o inclemencias del tiempo. • Severo : Cuando las deformaciones son grandes y se presenta perdida del material asfáltico y se presenta aparición del material de base. No existe deformación superficial. • Medio : Cuando los bloques se han reducido de tamaño y presentan aristas redondeadas por perdida de partículas. Las partículas de agregado están expuestas y se siente vibración al circular. que presentan fracturamientos progresivos en forma de piel de cocodrilo. con desprendimientos evidentes y partículas sueltas sobre la vía. se deben realizar correcciones en los sitios en donde se presenten las siguientes irregularidades. 2. De acuerdo con los daños encontrados en la vía. transversales y longitudinales REPARACION REQUERIDA Ninguna Fresado o Nivelación Fresado Reparar Remoción y preparación Ninguna . así como la capacidad estructural residual del pavimento. de acuerdo con la siguiente tabla : TIPO DE FALLA Rodera menor a 50 mm Rodera mayor a 50 mm Deformación plástica excesiva Baches Falla de subrasante Fisuras en general. se consideran desde la etapa de diseño algunas actividades correctivas.e). que alteran su perfil longitudinal. Ondulaciones Son deformaciones grandes y notorias de la plataforma de la vía. Reparación de Fallas Para garantizar la uniformidad en el soporte de la estructura asfáltica. fatiga en bloque. por efecto de asentamientos del terraplén o por levantamientos causados por las raíces de arboles. Exudación Degradación superficial Ninguna Ninguna . Las arcillas presentan esta propiedad en grado variable. Todos los limites de consistencia se determinan empleando suelo que pasa por la malla No. . Por medio de ella se mide el comportamiento de los suelos en todas las épocas. Limite Plástico (LP) y Limite de Contracción (LC) y mediante ellos se puede conocer el tipo de suelo en estudio. sin romperse. hasta cierto límite. Para conocer la plasticidad de un suelo se hace el uso de los límites de Atterberg. Límite Liquido. Estos límites son: Limite Líquido (LL). La diferencia entre los valores del límite líquido y del límite plástico da como resultado el índice plástico (IP) del suelo. 1. es fundamental conocer algunas propiedades de los suelos que nos permiten conocer sus características generales y sus comportamientos.2.2 SUELOS En el diseño de pavimentos. 40. Plasticidad La plasticidad es la propiedad que presentan los suelos de poder deformarse. Algunas de estas propiedades se obtienen mediante las pruebas que se describen a continuación: a). teniendo el suelo otros contenidos de humedad. e) Cuando se ha obtenido un valor consistente del número de golpes. se colocan en una cápsula de porcelana y con una espátula se hace una mezcla pastosa. f) Se repiten los pasos del 2 al 5. Si no se cierra entre los 6 y 35 golpes. b) Se coloca una poca de esta mezcla en la copa de Casagrande. Para determinar el límite líquido de un suelo se hace el siguiente procedimiento. comprendido entre 6 y 35 golpes. los suelos plásticos tienen en el límite líquido una resistencia muy pequeña al esfuerzo de corte y según Atterberg es de 25 g/cm2. c) El suelo colocado en la copa de Casagrande se divide en la parte media en dos porciones. por lo menos. utilizando un ranurador. se toman 10 g aproximadamente de suelo de la zona próxima a la ranura cerrada y se determina el contenido de agua de inmediato. a) Se toman unos 100 g de material que pasa la malla No 40. De esta forma.27 cm (1/2”).El límite líquido se define como el contenido de humedad expresado en porciento con respecto al peso seco de la muestra. uno entre los 25 y 35 golpes y otro entre los 6 y los 10 golpes con el fin de . con el cual el suelo cambia del estado líquido al plástico. formando una masa alisada de un espesor de 1 cm en la parte de máxima profundidad. se recoge el material y se le añade agua y se vuelve a mezclar. dos grupos de dos a tres contenidos de humedad. Se repite el ensaye y si se obtiene el mismo número de golpes que el primero o no hay diferencia en más de un golpe. contado el número de golpes necesarios para que la parte inferior del talud de la ranura hecha se cierre precisamente a 1. se repite el ensaye hasta que tres ensayes consecutivos den una conveniente serie de números. De este modo se deben tener. d) Se acciona la copa a razón de dos golpes por segundo. homogénea y de consistencia suave agregándole una pequeña cantidad de agua durante el mezclado. se debe de continuar hasta que cuando al rodillar la bola de suelo se rompa el filamento al diámetro de 1/8” se toman los pedacitos. Límite Plástico. Cuando el diámetro del filamento resultante sea de 3. para el cual los suelos cohesivos pasan de un estado semisólido a un estado plástico. según lo indica Casagrande. g) Se unen los tres puntos marcados par el intervalo de 6 a 20 golpes con una línea recta y se señala el punto medio.que la curva de fluidez no se salga del intervalo en que puede considerarse recta. h) Se conectan los puntos medios con una línea recta que se llama curva de fluidez. se pesan. El límite plástico se determina con el material sobrante del límite líquido y al cual se le evapora humedad por mezclado hasta obtener una mezcla plástica que sea moldeable.= Ph . Es el contenido de humedad. L.17 mm (1/8”) sin romperse.Ps X 100 . Se forma una pequeña bola que deberá rodillarse enseguida aplicando la suficiente presión a efecto de formar filamentos. 2. se secan al horno en un vidrio. El contenido de humedad indicado por la intersección de esta línea a 25 golpes es el límite líquido del suelo. Se repite para los dos o tres puntos dentro del intervalo de 25 a 35 golpes. vuelven a pesarse ya secos y se determina la humedad correspondiente al límite plástico.P. expresado en porciento con respecto al peso seco de la muestra secada al horno. relacionando el peso volumétrico obtenido en el lugar con el peso volumétrico máximo Proctor. Su objetivo es: Determinar el peso volumétrico seco máximo γmáx que puede alcanzar un material. así como la humedad optima wo que deberá hacerse la compactación. Determinar el grado de compactación alcanzado por el material durante la construcción o cuando ya se encuentran construidos los caminos. Prueba Proctor. Cuando el material tenga retenido en la malla 3/8” debe determinarse la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo con la prueba de Porter estándar. La prueba Proctor está limitada a los suelos que pasen totalmente la malla No 4. . La prueba Proctor se refiere a la determinación del peso por unidad de volumen de un suelo que ha sido compactado por el procedimiento definido para diferentes contenidos de humedad. = Humedad correspondiente al límite plástico en % Ph Ps = Peso de los filamentos húmedos en gramos = Peso de los filamentos secos en gramos. También debe efectuarse la prueba Porter estándar en arenas de río. arenas producto de trituración. o que cuando mucho tengan un retenido de 10 % en esta malla. pero que pase dicho retenido totalmente por la malla 3/8”. arenas de minas.P. tezontles arenosos y en general en todos aquellos materiales que carezcan de cementación. b).Ps L. . Deberán de darse 30 golpes repartidos uniformemente para apisonar cada capa. El material que contiene ya la humedad necesaria para iniciar la prueba se tamiza por la malla No 4. Terminada esta operación se mezcla perfectamente todo el material y se adiciona el material y se adiciona la cantidad de agua necesaria para iniciar la prueba. La muestra que ha sido removida del molde cilíndrico se desmenuza hasta que pasa la malla No 4. La cantidad de agua que se adiciona deberá ser la necesaria para que una vez repartida uniformemente presente el material una consistencia tal que al ser comprimido en la palma de la mano no deje partículas adheridas a ella ni la humedezca. Se tamiza por la malla No 10.5 kg se deja caer desde una altura de 30 cm. y los grumos que se hayan retenido se disgregan perfectamente y se vuelve a tamizar por la misma malla. Una vez apisonada la última capa se remueve la extensión y se elimina el excedente de material del molde cilíndrico y se pesa éste con todo y su contenido. A continuación se extrae la muestra compactada del cilindro y se pone a secar una pequeña cantidad del corazón de la muestra para determinar su humedad. continuándose este proceso hasta que las partículas que se retengan en la malla no se puedan disgregar.Procedimiento: Se obtienen 3 kg de material previamente secado al sol. El pisón metálico de 2. se añaden 60 cc (2% en peso de agua) y se repite el procedimiento descrito. se mezcla para homogeneizarlo y se compacta en el molde cilíndrico en tres capas aproximadamente iguales. y que a la vez el material comprimido pueda tomarse con dos dedos sin que se desmorone. Esta serie de determinaciones continúan hasta que la muestra esté muy húmeda y se presente una disminución apreciable en el peso del suelo compactado. Vt = Volumen del molde en cm3 El contenido de humedad se calcula con la siguiente fórmula w = Ph –Ps Ps X 100 El peso volumétrico seco para cada peso volumétrico húmedo y su correspondiente humedad se calculan por la siguiente fórmula: γ s= γh 1+ w 100 . en gramos.El peso volumétrico húmedo para cada contenido de humedad se calcula con la siguiente fórmula: γ h = Ph Vt γ h = Peso volumétrico húmedo en g/cm3 Ph = Peso del material húmedo compactado en el molde. La humedad que genera mayor peso volumétrico es la que permite la mayor compactación del material y se le conoce como humedad óptima de compactación. En la misma gráfica se dibuja la curva de saturación teórica. en gramos γs = Peso volumétrico seco. Esta curva representa la humedad para cualquier peso volumétrico.humedad. en g/cm3 γh = Peso volumétrico húmedo. que sería necesaria para que todos los vacíos que dejan entre sí las partículas sólidas estuvieran llenos de agua. . en g/cm3 Los peso volumétrico secos y las humedades correspondientes se utilizan para trazar la curva peso volumétrico seco .w = Contenido de la humedad en porcentaje Pw = Peso de la muestra húmeda. en gramos Ps = Peso de la muestra seca. marcando en el eje de las abscisas los contenidos de humedad. ya que la curva de saturación y la curva Proctor nunca deben cortarse dado que es imposible en la práctica llenar totalmente con agua los huecos que dejan las partículas del suelo compactado. .Prueba Proctor 2050 2000 kg/m3 1950 1900 1850 1800 1750 0 2 4 6 8 w% 10 12 14 16 Curva de saturación Teórica El peso volumétrico seco correspondiente a la curva de saturación teórica para la humedad dada se calcula con la fórmula: γscs = 100 D a 100 + wDr X 100 (kg / m3) γscs = Peso volumétrico seco de la curva de saturación (kg / m3) Da = Densidad absoluta del material que pasa la malla No 400 en g/cm3 Dr = Densidad relativa del material que pasa por la malla No 40 La curva de saturación teórica tiene por objeto comprobar si la prueba Proctor fue correctamente efectuada. o bien.La curva de saturación teórica sirve para determinar si un suelo.γs γs X 100 Va = Volumen de huecos llenos de aire % γscs = Peso volumétrico seco de suelo compactado correspondiente a la humedad w γs = peso volumétrico de la curva de saturación teórica correspondiente a la humedad w Si este valor es mayor de 6. una vez hecha la determinación del peso volumétrico y humedad en el lugar se calcula el porciento de huecos llenos de aire con la siguiente fórmula: Va = γscs . Así. en el estado en que se encuentra en el lugar.5%. sin variar su peso volumétrico seco. el suelo se encuentra en condiciones de adquirir un peso volumétrico mayor con la humedad que contiene. . incrementar su humedad. es susceptible de adquirir mayor humedad o mayor peso volumétrico fácilmente. Si al llegar a la carga máxima no se humedece la base del molde. Esta prueba se lleva a cabo de la siguiente forma: La humedad óptima de Porter es la humedad mínima requerida por el suelo para alcanzar su peso volumétrico seco máximo cuando es compactado con una carga unitaria de 140.6 kg/cm2 en un tiempo de 5 minutos. Cuando se ha logrado la disgregación de los grumos se tamiza la muestra por la malla ¾”.c). Al terminar la colocación de la última capa se compacta el material aplicando cargas uniformes y lentamente procurando alcanzar la presión de 140. y una vez lograda la distribución homogénea de la humedad se coloca en tres capas dentro del molde de prueba. Esta prueba tiene como finalidad determinar el peso volumétrico seco máximo de compactación Porter y la humedad óptima en los suelos con material mayor de 3/8” y los cuales no se les puede hacer la prueba Proctor. Prueba Porter Estándar. e inmediatamente hacer la descarga en otro minuto. Para obtener la humedad óptima y el peso volumétrico seco máximo se obtiene una muestra de 4 kg de material secado. A otra porción de 4 kg de material se le adiciona una cantidad de agua igual a la anterior más 80 cc y se repite el proceso. la que debe mantenerse durante 1 minuto. cuyo volumen se anota. disgregado y cuarteado. y cada una de ellas se les da 25 golpes con la varilla metálica. la humedad de la muestra es inferior a la óptima. Si al aplicar la . Se le incorpora cierta cantidad de agua. midiendo la resistencia a la penetración del suelo compactado y sujeto a un determinado periodo de saturación. Esta prueba sirve también para determinar la calidad de los suelos en cuanto a valor de soporte se refiere.6 kg/cm2. y con este dato se calcula el volumen del espécimen. Se pesa el espécimen con el molde de compactación. w = Ph –Ps Ps X 100 . siendo esta la más adecuada para su compactación. γh = Ph Vt γh = Peso volumétrico húmedo. Se determina la altura del espécimen restando la altura entre la cara superior de éste y el borde del molde de la altura total del molde. en g/cm3 o kg/m3 Ph = Peso del material húmedo compactado dentro del cilindro Porter.carga máxima se observa que se humedece la base del molde. Para fines prácticos es conveniente considerar que el espécimen se encuentra con su humedad óptima cuando se inicia el humedecimiento de la base del molde. Se deja enfriar el material y se pesa y se calcula la humedad y el peso volumétrico seco máximo. en gr o Kg Vt = Volumen del espécimen en cm3 o m3 Se extrae el material del molde y se pone a secar a una temperatura constante de 100 a 110 °C hasta peso constante. el material muestra una humedad ligeramente mayor que la óptima de Porter. se le resta el peso del molde y se calcula el peso volumétrico. γ s= γh 1+ w 100 d). si P2 es la carga en kg necesaria para hacer penetrar el pistón en el suelo en estudio. La determinación de k se hace . lo que implica elasticidad del suelo. Valor Relativo de Soporte Es un índice de resistencia al esfuerzo cortante en condiciones determinadas de compactación y humedad. la precisa para penetrar la misma cantidad en la muestra tipo de piedra triturada. respecto a la profundidad de penetración del pistón en una piedra tipo triturada. Módulo de Reacción (k) Es una característica de resistencia que se considera constante. Su valor numérico depende de la textura. Por lo tanto. compacidad. el valor Relativo de Soporte del suelo es de VRS = (P2/1360) * 100 e). y Px=1360 kg. y se expresa como el tanto porciento de la carga necesaria para introducir un pistón de sección circular en una muestra de suelo. humedad y otros factores que afectan la resistencia del suelo. arena y arcilla. GO. mezclas de arenas y limo.L. DEPENDIENDO DEL PORCENTAJE DE FINOS (Fracción que pasa por la malla No. 4 SUELO DE PARTÍCULAS GRUESAS Más de la mitad del material es retenido en la malla número 200~ Símbolo GW NOMBRES TÍPICOS Gravas bien graduadas. L = Baja compresibilidad. P = Mal graduados. mayor que 7 Arriba de la "línea A" y con I. DIVISIÓN MAYOR GRAVAS CON ARENAS CON ARENAS GRAVAS FINOS (cantidad LIMPIAS (Poco FINOS (cantidad LIMPIAS (Poco apreciable de apreciable de ó nada de ó nada de partículas finas) partículas finas) partículas finas) partículas finas) GRAVAS Más de la mitad de la fracción gruesa es retenida por la malla No. Coeficiente de curvatura Cc: entre 1 y 3. limos arenosos ó arcillosos ligeramente plásticos EQUIVALENCIA DE SÍMBOLOS G = Gravas. . las más pequeñas a simple vista) PARA CLASIFICACIÓN VISUAL PUEDE USARSE 1/2 CM COMO EQUIVALENTE A LA ABERTURA DE LA MALLA No. Gravas arcillosas.L. ~ Todos los tamaños de las mallas en esta carta son los U. El sufijo u es usado cuando el L. mezcla de arena y grava bien graduadas con cementante arcilloso.I.05”). P. W = Bien graduados. arcillas pobres Limos inorgánicos y arcillas limosas orgánicas de baja plasticidad Limos inorgánicos. O = Suelos orgánicos. arcillas arenosas. M = Limo. arcillas con grava.2-1 Sistema unificado de clasificación de suelos (SUCS). menor que 4 Límites de Atterberg arriba de la "línea A" ó I. Arcillas orgánicas ó alta plasticidad. mayor que 7 Arriba de la "línea A" y con I. Por ejemplo GW-GC. arcillas limosas. mezclas de grava y arena con poco ó nada de finos CRITERIO DE CLASIFICACIÓN EN EL LABORATORIO DETERMÍNESE LOS PORCENTAJES DE GRAVA Y ARENA DE LA CURVA GRANULOMÉTRICA. = 0.S.P. polvo de roca. SUELO DE PARTÍCULAS FINAS Más de la mitas del material pasa por la malla número 200 ~ LIMOS Y ARCILLAS Límite-líquido menor de 50 ML Limos inorgánicos. Arenas bien graduadas. 200) son aproximadamente. Las partículas de 0. Mas adelante se hace referencia a esta propiedad tan importante para el diseño de pavimentos.** Coeficiente de uniformidad Cu: mayor de 4. 60 50 ÍNDICE PLÁSTICO CL Arcillas inorgánicas de baja a media plasticidad. Cu= (D60/D10) Cc = [ (D30)2 / (D10 x D60) ] NO SATISFACEN TODOS LOS REQUISITOS DE GRADUACIÓN PARA GW Límites de Atterberg abajo de la "línea A" ó I. entre 4 y 7 son casos de frontera que requieren el uso de símbolos dobles. Límites de Atterberg abajo de la "línea A" ó I. Más de 12%: Casos de frontera que requieren el uso de símbolos dobles. limos orgánicos de media plasticidad OL LÍNEA “A” CH I. C = Arcilla. CARTA DE PLASTICIDAD Para la Clasificación de Suelos en Partículas Finas en el Lab. SW. En general se puede decir que el módulo de reacción k es igual al coeficiente del esfuerzo aplicado por la placa entre la deformación correspondiente producida por este esfuerzo. mezclas de grava.P. mezclas arenas y arcilla. S = Arenas. SP. arena y limo. y u. es mayor que 28 FIGURA 2. arenas con gravas con poco ó nada de finos ARENAS Más de la mitad de la fracción gruesa pasa por la malla No.P.074 mm de diámetro (la malla No.P. Son para caminos y aeropuertos únicamente. inluyendo su identificación y descripción. Standard * La subdivisión de los grupos GM y SM en subdivisiones d.L. 200) LOS SUELOS GRUESOS SE CLASIFICAN COMO SIGUE: Menos del 5%: GW. arenas con gravas con poco ó nada de finos Arenas mal graduadas. limos micaceos ó diatomaceos. 4 SW Cu = ( D60 / D10 ) mayor que 6 Cc = [ (D30)2 / (D10 x D60) ] entre 1 y 3 No satisfacen todos los requisitos de graduación para SW SP d s SM u SC Arenas limosas. menor que 4 Límites de Atterberg arriba de la "línea A" ó I.mediante una placa circular de 30” de diámetro bajo una presión tal que produzca una deformación del suelo de 0. entre 4 y 7 son casos de frontera que requieren el uso de símbolos dobles. mezclas de grava y arena con poco ó nada de finos Gravas mal graduadas. Arenas arcillosas. la subdivisión esta basada en los límites de Atterberg. 4) GP P GM GC d u Gravas limosas.P.P. limos elásticos Arcillas inorgánicas de alta plasticidad. es de 28 ó menos y el I. = Turbo.73 (L. mezclas de grava. arcillas francas. es de 6 ó menos. – 20) 40 30 20 10 0 CL CL ML ML ML ó OL LIMOS Y ARCILLAS Límite-líquido mayor de 50 MH CH OH OH ó MH 0 20 40 60 80 100 SUELOS ALTAMENTE LÍMITE LIQUIDO Turbas y otros suelos altamente PI orgánicos ORGÁNICOS ** Clasificación de frontera -Los suelos que poseen las características de dos grupos se designan con la combinación de los dos simbolos.P. El sufijo d se usa cuando L.P.127 cm (0. H = Alta compresibilidad. es el proceso de correlación entre sus elementos físicos y las características de operación de los vehículos. Volumen de Tránsito Al proyectar una calle ó carretera.3 TRÁFICO. la selección del tipo de vialidad. la física y la geometría. Ingeniería de Tránsito: Es aquella fase de la ingeniería de transporte que tiene que ver con la planeación. y por el proyecto de su sección transversal. el proyecto geométrico y la operación del tránsito por calles y carreteras. vialidad queda definida geométricamente por el proyecto de su eje en planta (alineamiento horizontal) y en perfil (alineamiento vertical). rápida. En este sentido. bien con volúmenes de . económica y compatible con el medio ambiente. confortable. a la operación y a la administración de las diversas partes de cualquier modo de transporte. sus redes. ocasionará que la carretera o calle funcione durante el periodo de proyecto. b). conveniente. tierras adyacentes y su relación con otros modos de transporte. ya se tengan las bases y sea más fácil las consultas en publicaciones especializadas en el tema. con el fin de proveer la movilización de personas y mercancías de una manera segura. de su variación. dependen fundamentalmente del volumen de tránsito o demanda que circulará durante un intervalo de tiempo dado. de su tasa de crecimiento y de su composición. de manera que el diseñador conozca los fundamentos de la ingeniería de tránsito y que cuando sea necesario profundizar en estos temas para completar el diseño de una vialidad. En esta sección mencionaremos algunos aspectos referentes al tráfico y a la ingeniería de tránsito que debemos tomar en cuenta en el proyecto de una vialidad. y a su vez el Proyecto Geométrico es una etapa de la Ingeniería de Tránsito. terminales.2. los accesos y los servicios. Es decir que la Ingeniería de Tránsito es un subconjunto de la Ingeniería de Transporte. sus sistemas y sus modos. mediante el uso de las matemáticas. al proyecto funcional. Los errores que se cometan en la determinación de estos datos. Ingeniería de Tránsito El Instituto de Ingenieros del Transporte (ITE) define a la Ingeniería del Transporte y la Ingeniería de Tránsito de la siguiente manera: Ingeniería de Transporte: Es la aplicación de los principios tecnológicos y científicos a la planeación. No se trata de realizar una presentación exhaustiva del transporte. pero sí conceptuar de una manera muy general y clara sobre algunos de los aspectos de su estructura básica. las intersecciones. El Proyecto Geométrico de calles y carreteras. a). en esta caso T < 1 hora. Es el número total de vehículos que pasan durante un período inferior a una hora. en este caso T = 1 año. Los estudios sobre volúmenes de tránsito son realizados con el propósito de obtener información relacionada con el movimiento de vehículos sobre puntos ó secciones específicas dentro de un sistema vial. Es el número total de vehículos que pasan durante el lapso de tiempo determinado. en este caso T = 1 hora. . durante un periodo determinado y se expresa como: N Q= T Donde: Q = Vehículos que pasan por unidad de tiempo (Vehículos / periodo). en este caso T = 1 mes. . . N = Número total de vehículos que pasan (vehículos) T = Período determinado (unidades de tiempo) 1 VOLÚMENES DE TRÁNSITO ABSOLUTOS Ó TOTALES.Tránsito anual (TA). en este caso T = 1 día.Tránsito horario (TH). . . Es el número total de vehículos que pasan durante una semana.Tránsito diario (TD). ó mal con problemas de congestionamiento por volúmenes de tránsito altos muy superiores a los proyectados.Tasa de flujo ó flujo (q).Tránsito semanal (TS). Es el número total de vehículos que pasan durante una hora.Tránsito mensual (TM). Es el número total de vehículos que pasan durante un mes. Es el número total de vehículos que pasan durante un día. y de su conocimiento se hace posible el desarrollo de estimaciones razonables de la calidad de servicio prestado a los usuarios. Es el número total de vehículos que pasan durante un año.tránsito muy inferiores a aquellos para los que se proyectó. de un carril ó de una calzada. en este caso T = 1 semana. se tienen los siguientes volúmenes de tránsito totales ó absolutos: . dependiendo de la duración del lapso de tiempo determinado. Estos datos de volúmenes de tránsito son expresados con respecto al tiempo. . Se define como volumen de tránsito al número de vehículos que pasan por un punto ó sección transversal dados. Distribución y composición del volumen de tránsito.Tránsito promedio diario mensual (TPDM) TPDM = TM 30 . y prever con la debida anticipación la actuación de las fuerzas dedicadas al control del tránsito y labor preventiva. en los días de la semana y en los meses del año. Los volúmenes de tránsito siempre deben ser considerados como dinámicos. De acuerdo al número de días de este período. al medir los volúmenes de tránsito por carril. dados en vehículos por día: .2 VOLÚMENES DE TRÁNSITO PROMEDIO DIARIOS. La distribución de los volúmenes de tránsito por carriles debe ser considerada. debido a que sus variaciones son generalmente rítmicas y repetitivas. Por lo tanto. se presentan los siguientes volúmenes de tránsito promedio diarios. Se define el volumen de tránsito promedio diario (TPD). su distribución direccional y su composición. en zona urbana.Tránsito promedio diario semanal (TPDS) TPDM = TS 7 3 CARACTERISTICAS DE LOS VOLUMENES DE TRÁNSITO. dividido entre el número de días del periodo. para así programar aforos. relacionar volúmenes en un tiempo y lugar con volúmenes de otro tiempo y lugar. así como las de conservación. en la planeación y operación de la circulación vehicular. el flujo se asemeja a una corriente hidráulica. tanto en el proyecto como en la operación de calles y carreteras. es fundamental. la mayor velocidad y . Tratándose de tres o más carriles de operación en un sentido. por lo que solamente son precisos para el periodo de duración de los aforos. como el número total de vehículos que pasan durante un periodo dado (en días completos) igual ó menor a un año y mayor que un día. es importante tener un conocimiento de sus características.Tránsito promedio diario anual (TPDA) TA TPDA = 365 . también es importante conocer las variaciones de los volúmenes de tránsito en función de su distribución por carriles. Sin embargo. conocer las variaciones periódicas de los volúmenes de tránsito dentro de las horas de máxima demanda. Aún más. Así. en las horas de día. es decir. ya sea el sábado o el domingo. ciertas arterias urbanas que comunican centros de gravedad importantes. y se presentan mayores volúmenes en el carril inmediato al acotamiento. donde la distribución direccional es bastante equilibrada. Es una situación semejante al flujo y reflujo que se presenta los fines de semana cuando los vacacionistas salen de la ciudad el viernes y sábado y regresan el domingo en la tarde. En los estudios de volúmenes de tránsito es muy útil conocer la composición y variación de los distintos tipos de vehículos. porcentaje de automóviles. como paradas de autobuses y taxis y las vueltas izquierdas y derechas causan un flujo más lento en los carriles extremos. Por ejemplo. En nuestro medio. en las calles que comunican el centro de la ciudad con la periferia de la misma. generalmente se registran durante el fin de semana. También vale . no hay mucha diferencia entre los volúmenes en uno u otro sentido. con un mayor grado de motorización. como en las de la tarde. En cuanto a la distribución direccional. generalmente se logran en el carril del medio. sin embargo. En los países más adelantados. En carretera. Este fenómeno se presenta especialmente en arterias del tipo radial. con variaciones de ± 10%. La composición vehicular se mide en términos de porcentajes sobre el volumen total. es muy común encontrar porcentajes típicos o medios del orden de 60% automóviles. Un ejemplo de éstos puede citarse en el caso del Anillo Periférico de la Ciudad de México. los más altos volúmenes ocurren el viernes. no registran variaciones direccionales muy marcadas en los volúmenes de tránsito. el fenómeno común que se presenta en el flujo de tránsito es de volúmenes máximos hacia el centro en la mañana y hacia la periferia en las tardes y noches. en su tramo entre el Viaducto y Naucalpan. En carreteras secundarias de tipo agrícola. por lo que se reserva el carril cerca de la faja separadora central para vehículos más rápidos y para rebases. como es el caso de México. las fricciones laterales. llevando el menor volumen el carril cercano a la acera. en países con menor grado de desarrollo. la hora del día y el día de la semana. 10% autobuses y 30% camiones. la variación de los volúmenes de tránsito diario no es muy pronunciada entre semana. En cambio. Así. Variación diaria del volumen de tránsito. a nivel rural. de autobuses y de camiones. En cambio. rurales o urbanas. esto es que están más o menos distribuidos en los días laborales. por lo general hay mayores volúmenes en el carril inmediato a la faja separadora central. tanto en las horas de máxima demanda de la mañana. los máximos volúmenes se presentan entre semana. los porcentajes de autobuses y camiones en los volúmenes de tránsito son bajos. dependiendo del tipo de carretera. el porcentaje de estos vehículos grandes y lentos es mayor.capacidad. a volúmenes bajos y medios suele ocurrir lo contrario. En las calles de la ciudad. En autopistas de tres carriles con altos volúmenes de tránsito. para carreteras principales de lunes a viernes los volúmenes son muy estables los máximos. Se han estudiado cuáles son los días de la semana que llevan los volúmenes normales de tránsito. debido a que durante estos días por estas carreteras circula una alta demanda de usuarios de tipo turístico y recreacional. sin embargo se pueden obtener datos en las casetas de cobro para las carreteras de cuota y mediante contadores automáticos instalados en estaciones maestras de la gran mayoría de las carreteras de la red vial primaria de la nación. que se presentan máximos en aquellos días de eventos especiales como Semana Santa. es necesario disponer del número total de vehículos que pasan durante el año por el punto de referencia. En este caso. en las vacaciones escolares y a fin de año por las fiestas y vacaciones navideñas del mes de diciembre. según la siguiente expresión: TPDA = TPDS ± A Donde: A = Máxima diferencia entre el TPDA y el TPDS . Por razón los volúmenes de tránsito promedio diarios que caracterizan cada mes son diferentes. presentando variaciones notables. 4 VOLÚMENES A FUTURO. Sin embargo. antes de que los resultados se puedan generalizar. el tamaño de su población está limitada en el espacio y en el tiempo por las variables asociadas al mismo. el patrón de variación de cualquier vialidad no cambia grandemente de año a año. Muchas veces esta información anual es díficil de obtener. TPDA. en los usos de la tierra. anual y semanal. fin de año.la pena mencionar. dependiendo también. mediante aforos continuos a lo largo de todo el año. semanales ó mensuales. Variación mensual del volumen de tránsito. Relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario. ya sea en periodos horarios. en el análisis de volúmenes de tránsito. a menos que ocurran cambios importantes en suelo. se estima con base en la media muestral ó tránsito promedio diario semanal. muestras de los datos sujetas a las mismas técnicas de análisis permiten generalizar el comportamiento de la población. para obtener el tránsito promedio diario anual. TPDS. al menos en todas las vialidades por los costos que ello implica. en cierta manera. y que forman parte de las características de la población. No obstante. TPDA. etc. la media poblacional o tránsito promedio diario anual. Hay meses que las calles y carreteras llevan mayores volúmenes que. Con respecto a volúmenes de tránsito. En estos casos. diarios. que ésta se puede aplicar a otro número de casos no incluidos. se debe analizar la variabilidad de la muestra para así estar seguros. competencias deportivas nacionales e internacionales. Navidad. con cierto nivel de confiabilidad. o se construyan nuevas calles o carreteras que funcionen como alternas. Por lo anterior. con referencia a la variación diaria de los volúmenes de tránsito tanto a nivel urbano como rural. El comportamiento de cualquier fenómeno ó suceso estará naturalmente mucho mejor caracterizado cuando se analiza todo su universo. de la categoría y del tipo de servicio que presten las calles y carreteras. Los más altos volúmenes de tránsito se registran en Semana Santa. el valor de A es: A=KE Donde: K = Número de desviaciones estándar correspondiente al nivel de confiabilidad deseado. n = Tamaño de la muestra en número de días del aforo. La desviación estándar muestral. Por lo tanto también se puede expresar que: E = σ’ Donde: σ’ = estimador de la desviación estándar poblacional (σ) S (n) ½ σ’ = (N – n) ½ (N – 1) Donde: S = Desviación estándar de la distribución de los volúmenes de tránsito ó desviación estándar muestral.El valor de A. S. tomadas de la misma población. sumado ó restado del TPDS. se calcula como: n ½ ( Tdi – TPDS) 2 n-1 S= Σ i=1 Donde: TDi = Volumen de tránsito del día i. E = error estándar de la media Estadísticamente se ha demostrado que las medias de diferentes muestras. Para un determinado nivel de confianza. Finalmente la relación entre los volúmenes de tránsito promedio diario anual y semanal es: TPDA = TPDS ± A . se distribuyen normalmente alrededor de la media poblacional con una desviación estándar equivalente al error estándar. N = Tamaño de la población en número de días del año. define el intervalo de confianza dentro del cuál se encuentra el TPDA. De esta manera. para estudios preliminares es suficiente la utilización de las series históricas de los aforos vehiculares en términos de los volúmenes de tránsito promedio diario anual (TPDA) representativos de cada año. en el mejoramiento de una carretera existente o en la construcción de una nueva carretera. la atracción será mucho más grande. Este incremento se compone del crecimiento normal del tránsito (CNT) del tránsito generado (TG) y del tránsito desarrollado (TD). deberá basarse no solamente en los volúmenes normales actuales. componentes del tránsito atraído a una nueva carretera.TPDA = TPDS ± K E TPDA = TPDS ± K σ’ Pronóstico del volumen de tránsito futuro. en la comodidad y en la seguridad. Como no se cambia su modo de viaje. por ejemplo el TPDA del año de proyecto. El incremento del tránsito (IT) es el volumen de tránsito que se espera use la nueva carretera en el año futuro seleccionado como de proyecto. el tránsito actual se compone del tránsito existente (TE) antes de la mejora. pero la eligen motivados por una mejora en los tiempos de recorrido. a este volumen de tránsito también se le denomina tránsito desviado. A su vez. . En el caso de la apertura de una nueva carretera. el tránsito actual (TA) se expresa como: TA = TE + TAt Para la estimación del tránsito atraído (TAt) se debe tener un conocimiento completo de las condiciones locales. el tránsito actual se compone completamente de tránsito atraído. si están saturadas ó congestionadas. El Pronóstico del volumen de tránsito futuro. no cambian ni su origen. En el mejoramiento de una carretera existente. más el tránsito atraído (TAt) a ella de otras carreteras una vez finalizada su reconstrucción total. El tránsito actual (TA) se puede establecer a partir de aforos vehiculares sobre las vialidades de la región que influyan en la nueva carretera. en las características geométricas. Incremento del tránsito. Los usuarios. sino también en los incrementos del tránsito que se espera utilicen la nueva carretera. así por ejemplo. ó utilizando parámetros socioeconómicos que se identifiquen plenamente con la economía de la zona. ni su destino. la cantidad de tránsito atraído depende de la capacidad y de los volúmenes de las carreteras existentes. ni su modo de viaje. de los orígenes y destinos vehiculares y del grado de atracción de todas las vialidades comprendidas. en la distancia. El tránsito actual (TA) es el volumen de tránsito que usará la carretera mejorada o la nueva carretera en el momento de quedar completamente en servicio. En áreas rurales cuando no se dispone de estudios de origen y destino ni datos de tipo económico. estudios de origen y destino. Tránsito actual. El crecimiento normal del tránsito (CNT) es el incremento del volumen de tránsito debido al aumento normal en el uso de los vehículos. el suelo lateral tiende a desarrollarse más rápidamente de lo normal. avión o barco. ya que no necesariamente reflejan las tasas de crecimiento en el área local bajo estudio. y que por razón de la nueva carretera se harían en vehículos particulares. El incremento del tránsito (IT) se expresa así: IT = CNT + TG + TD Tránsito a futuro. esperado al final del periodo ó año meta seleccionado. El tránsito generado (TG) consta de aquellos viajes vehiculares. para efectos de proyecto se derivan a partir del tránsito actual (TA) y del incremento del tránsito (IT). hacen que esta componente del tránsito siga aumentando. autobús. aunque se ha comprobado que existe cierta correlación entre el crecimiento del parque vehicular y el crecimiento del TPDA. que no se realizarían si no se construye la nueva carretera. Al tránsito generado se le asignan tasas de incremento entre el 5 y el 25 % del tránsito actual. tren. El deseo de las personas por movilizarse. atribuibles a la atracción de la nueva carretera y no al cambio en el uso del suelo. Sin embargo. encontramos que: TF = TA + IT TF = (TE + TAt) + (CNT + TG + TD) . el tránsito desarrollado continua actuando por mucho años después que la nueva carretera ha sido puesta al servicio. El tránsito desarrollado (TD) es el incremento del volumen de tránsito debido a las mejoras en el suelo adyacente a la carretera. A diferencia del tránsito generado. Pero la experiencia indica que en carreteras construidas con altas especificaciones. o nuevos viajes que previamente se hacían masivamente en taxi. éste no se considera como una parte del tránsito desarrollado. o nuevos viajes no realizados previamente por ningún modo de transporte. la flexibilidad ofrecida por el vehículo y la producción industrial de más vehículos cada día. el tránsito convertido. El tránsito generado se compone de tres categorías: el tránsito inducido. se puede plantear la siguiente expresión: TF = TA + IT Sustituyendo en la ecuación del tránsito futuro (TF). y el tránsito trasladado. con un periodo de generación de uno ó dos años después de que la carretera ha sido abierta al servicio. De acuerdo a esto. Los volúmenes de tránsito futuro (TF). generando valores del orden del 5 % del tránsito actual. consistente en viajes previamente hechos a destinos completamente diferentes. distintos a los del transporte público. El incremento del tránsito debido al desarrollo normal del suelo adyacente forma parte del crecimiento normal del tránsito. por lo tanto. deberá tenerse gran cuidado en la utilización de los indicadores del crecimiento del parque vehicular nacional para propósitos de proyecto. AÑO FUTURO AÑOS TA Tránsito Actual (TA) = Existente (TE) + Atraído (TAt) TE + TAt TF .3-1 Componentes del volumen de tránsito futuro.En la figura 2.3-1 se presenta de manera gráfica los componentes del volumen de tránsito futuro. TG Tránsito Desarrollado (TD) TD VOLUMEN DE TRÁNSITO Crecimiento Normal del Tránsito (CNT) CNT Tránsito Generado (TG) IT AÑO PRESENTE Figura 2. Esto hace que la aplicabilidad del método deba utilizarse con criterio para otras partes del mundo. y el comportamiento de diferente espesores de pavimentos.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. Cada circuito consistía de dos largas carreteras paralelas conectadas en los extremos por retornos. El sitio cerca de Ottawa. bajo cargas móviles de magnitudes y frecuencias conocidas y bajo el efecto del medio ambiente. EL tráfico controlado de la prueba se aplicó de octubre de 1958 a noviembre de 1960. Se realizaron 6 circuitos de prueba. Fue formulada por el consejo de investigación de carreteras de la academia nacional de ciencias – consejo nacional para la investigación. durante más de dos años.” a). Los circuitos 5 y 6 tuvieron idénticas configuraciones y combinaciones de carga. El Circuito 2 se utilizó con aplicaciones de cargas de camiones ligero.ANTECEDENTES – PRUEBA AASHO La prueba de pavimentación que en su momento se conoció como AASHO. El objetivo principal de las pruebas consistía en determinar relaciones significativas entre el comportamiento de varias secciones de pavimento y las cargas aplicadas sobre ellas. Fue concebida y promovida gracias a la organización que ahora conocemos como AASHTO (“American Association of State Highway and Transportation Officials”) para estudiar el comportamiento de estructuras de pavimento de espesores conocidos. 1 . El Circuito 1 se dejo sin cargas para evaluar el impacto del Medio Ambiente en los pavimentos. la planeación empezó en 1951. tiene condiciones climáticas y de suelo típicas de algunas áreas de Estados Unidos y Canadá.4 METODO DE DISEÑO AASHTO “El método de diseño AASHTO es uno de métodos más utilizados a nivel internacional para el diseño de pavimentos de concreto hidráulico.. la construcción del proyecto comenzó en 1956 muy cerca de Ottawa. las secciones de prueba de los pavimentos estaban localizadas en las rectas o tangentes de cada circuito. todos eran tramos de dos carriles y tenían la mitad del tramo en pavimento de concreto y la otra en pavimento flexible. Los pavimentos se construyeron en circuitos a lo largo de una sección de 8 millas de una futura autopista interestatal. colocados en suelos de características conocidas. seleccionado para la prueba. Illinois. de diferente magnitud y disposición. En los Circuitos de 3 al 6 se realizaron aplicaciones de carga con camiones pesados. o bien para determinar las relaciones significativas entre un número de repeticiones de ejes con cargas.2. 2. por sus siglas en inglés y debido a que en aquel entonces no estaba integrado el departamento del transporte de EU a esta organización. o sea. conformados con bases y sub-bases. 114. Circuitos 3-6: . Las secciones de prueba tanto de flexible como de pavimento rígido fueron construidas sobre idénticos terraplenes. el mismo tráfico y velocidades de operación. se iniciaron las repeticiones de carga en noviembre de 1958.000 Repeticiones de Carga Normal .Corresponiendo aproximandamente a 6.18 horas 40 minutos . También se examinaron bajo las mismas condiciones climáticas. El tráfico que se utilizó en la prueba.inicialmente 6 vehículos por carril .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. por el mismo número de cargas aplicadas. estaba perfectamente controlado. de la siguiente manera: En los circuitos de camiones pesados.1.2 millones de ESAL´s 2. En total se examinaron 368 secciones de pavimento rígido y 468 secciones de pavimento flexible.Geometría de los Circuitos Circuito 1 Circuito 2 Asfalto Circuitos 3 a 6 Concreto La sección estructural de prueba tenía una longitud de 30 m en pavimentos flexibles.posteriormente se aumento a 10 vehículos por carril (en enero 1960) El tiempo de Operación de los vehículos fue de: . 2 . 36 m en pavimentos de concreto simple y 80 m en pavimentos continuamente reforzados.6 días de la semana En Total se aplicaron: . CONCLUSIONES OBTENIDAS DE LA PRUEBA Los principales experimentos sobre pavimentos fueron diseñados de modo que los resultados de las pruebas fueran estadísticamente significativas. Las secciones de prueba de los pavimentos de varios espesores fueron sometidas a tráfico controlado.Medidas de Agrietamientos severos . Dos de las técnicas aleatorias y de réplica estadísticas que se emplearon al diseñar los experimentos principales fueron la aplicación aleatoria que garantizó que un diseño dado tuviera la misma oportunidad de estar localizado en un lugar en un tramo recto de prueba. El nivel requerido de servicio de un pavimento depende de la función que requiera dársele al pavimento. Estas secciones se incluyeron para estudios especiales tales como los efectos de acotamientos pavimentados y bases estabilizadas en el comportamiento del pavimento.Profundidad promedio de las roderas medida con regla de 1.20 m . Las mediciones del comportamiento de un pavimento en términos de su capacidad para soportar el tráfico con seguridad y comodidad en la esencia del concepto de capacidad de servicio.Mediciones de la aspereza del pavimento en la dirección del movimiento.Variaciones en el perfil longitudinal .Medidas de Baches Las mediciones físicas de las secciones de prueba se transfirieron a fórmulas que podían dar nuevamente valores numéricos de capacidad de servicio. 3 . Las secciones examinadas representaban todas las combinaciones de los factores de diseño para concreto y asfalto. Los factores que tuvieron mayor peso en la determinación de la capacidad de servicio fueron: . La réplica garantizó que varios de los diseños aparecieran en dos secciones en el mismo para verificar la Confiabilidad.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. que una sección de cualquiera de los diseños. Cada circuito de tráfico contenia algunas secciones que no formaban parte de los principales experimentos sobre pavimentos. Estos valores graficados contra las aplicaciones de carga forman una historia de comportamiento para cada sección de prueba que permiten la evaluación de cada uno de los diversos diseños. Su desarrollo para convertirlo en un procedimiento trabajable por parte del personal de la Prueba de Carreteras constituyó una aportación muy importante a la ingeniería de carreteras. Tres comparaciones que pueden usarse para evaluar el comportamiento de las secciones de prueba son: El número de aplicaciones de carga sobre un eje El índice de capacidad de servicio de la sección en un momento determinado La tendencia hacia la capacidad de servicio vs la capacidad de servicio Los resultados que se obtuvieron en los circuitos se muestran a continuación: Circuito 2 – Tráfico Ligero 2. .b). Las posiciones de los cuatro circuitos de prueba más importantes se localizaron al azar.. 7 4.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.6 4.0 4. el número interior corresponde al índice de servicio al final de la prueba.8 710 3.0 3.2 4.4 2.1 3. Secciones que llegaron a la falla.3 106 3.9 4. A continuación se muestran los resultados de los otros circuitos: 2.6 3.8 106 6” 4” 3.3 4.0 3” REFORZADO 4.6 3. La nomenclatura utilizada es la siguiente: Secciones que permanecieron en buenas condiciones.0 4.6 4. base y carpeta.2 4.6 3.SUB-BASE SIMPLE 2000 2000 6000 0” REFORZADO 4.0 4.8 2.9 3. el número interior corresponde al numero de aplicaciones de carga con el que llegaron a la falla.7 87 0” 552 70 3. Secciones que permanecieron en regulares condiciones.2 2” 74 3.1 6” REFORZADO 4. Las secciones de la parte superior corresponden al concreto y las de la parte inferior corresponden al asfalto. el número interior corresponde al índice de servicio al final de la prueba.4 3.7 3.1 Circuito CONCRETO ASFALTO 2 BASE SUB-BASE 0” 52 2 645 0” 4” 80 2 1.6 3” 104 Se muestran las diferentes secciones probadas tanto de concreto como de asfalto con las diferentes combinaciones de sub-base.3 4.1 4.5 3.4 3.5 582 3.3 5” 4.2 4.1 4.8 Carril 1 2.3 555 4.1 4.2 469 4.4 3.1 4.4 4.8 250 3” 4” 2.5 4.2 840 SIMPLE 4.1 4.5” 3.2 570 2000 2000 6000 Carril 1 1” Carril 2 ESPESOR DE ASFALTO 3.1 SIMPLE 4.5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 4. 4 .5 3.5 73 0” 2. 5” 4.4 4.6 3.Circuito 3 – Cargas Pesadas SUB-BASE 12000 12000 3” SIMPLE REFORZADO 278 278 2.4 4.3 793 4. 5 .1 SIMPLE 289 210 3.4 4.0 4.3 4.2 4.3 6” REFORZADO 273 295 725 631 SIMPLE 289 297 3.3 4.1 4.1 4.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.6 614 3” 72 78 78 80 109 88 80 88 109 100 611 588 178 175 2.3 4.3 4.3 Carril 1 24000 24000 315 3.7 771 4.1 4.2 4.4 4.3 627 3.0 4.7 5” 705 4.5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 318 3.1 4.8 4.3 4” 72 2.2 4.8 1100 4.2 9” REFORZADO 324 294 3.2 4.5 2.3 8” Circuito 3 CONCRETO ASFALTO 12000 BASE SUB-BASE 0” 64 0” 4” 4 3 87 80 8” 73 74 100 91 0” 65 70 72 75 3” 4” 73 76 87 86 8” 88 80 0” 77 72 6” 4” 90 81 8” 722 555 12000 Carril 1 24000 24000 2” Carril 2 ESPESOR DE ASFALTO 64 77 561 111 87 80 589 102 1.0 6. 0 4.4 3.0 SIMPLE 353 328 4.6 618 18000 Carril 1 32000 32000 3” Carril 2 ESPESOR DE ASFALTO 12 78 107 102 1110 796 90 120 1.6 2.1 4” 83 88 119 126 676 850 125 151 589 752 592 2.2 Carril 1 32000 32000 716 5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 343 3.6 3.4 4.8 2.5 4.0 1.3 2.7 5” 102 2.8 6.4 4. 6 .3 4.4 8” 4.0 722 4.3 4.5” CONCRETO ASFALTO 18000 4 BASE SUB-BASE 4” 2 0” 8” 72 74 12” 82 106 426 576 4” 74 76 87 93 3” 8” 82 86 100 151 12” 583 601 4” 80 80 6” 8” 92 570 12” 1.2 6” REFORZADO 325 175 3.3 SIMPLE 291 289 3.9 2.7 3.2 4.0 Circuito 9.Circuito 4 – Cargas Pesadas SUB-BASE 18000 18000 3” SIMPLE REFORZADO 415 304 3.2 641 734 3.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.8 4.1 4.1 4.2 4.2 9” REFORZADO 592 408 1.0 4.5 4.4 4.5” 687 4.2 4.1 4.4 796 4.8 1036 4.9 4.4 4.9 3. 0 4.4 624 627 2.1 4.Circuito 5 – Cargas Pesadas SUB-BASE 22400 22400 3” SIMPLE REFORZADO 898 705 1104 915 4.2 5” 90 2.0 4” 66 78 103 129 756 1.5” 4.2 4.3 4. 7 .4 9.9 101 113 652 1.4 4.5 4.5 3.5 4.2 1111 898 4.2 8” 4.3 4.8 4.5” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 335 4.1 4.4 4.0 901 4.3 SIMPLE 898 369 4.9 655 22400 Carril 1 40000 40000 3” Carril 2 605 549 102 111 490 401 2.6 3.5 3.2 3.0 2.4 4.4 Carril 1 40000 40000 760 6.6 3.7 2.4 4.1 4.7 3.7 4.4 3.6 4.5 4.3 4.9 2.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.3 Circuito 11” CONCRETO ASFALTO 22400 5 BASE SUB-BASE 4” 70 4 ESPESOR DE ASFALTO 71 3” 8” 72 74 82 82 12” 87 114 104 102 4” 72 75 80 82 6” 8” 76 77 109 330 12” 408 555 4” 81 82 9” 8” 87 106 12” 2.5 6” REFORZADO 369 305 4.3 SIMPLE 705 698 9” REFORZADO 708 618 4. 3 BASE SUB-BASE 8” 72 80 ESPESOR DE ASFALTO 78 3” 12” 373 573 101 419 16” 134 621 573 652 8” 82 373 100 105 106 250 6” 12” 83 100 634 595 16” 552 621 8” 82 242 9” 12” 353 737 16” 2.6 2.2 4.3 4.8 809 595 624 719 722 3.0 4.0 4.6 3.5” CONCRETO ASFALTO 30000 6 4.2 4.2 4.4 SIMPLE 3.2 4.6 6” 579 En general se puede observar que el comportamiento que mostraron los pavimentos de concreto fue sustancialmente mejor que el de los pavimentos flexibles.8 2.5” 3. 2.1 4.6 2.7 3.3 4.3 4.4 4.9 4.Circuito 6 – Cargas Pesadas SUB-BASE 30000 30000 3” SIMPLE REFORZADO 782 618 4.1 4.2 6” REFORZADO 974 415 4.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.3 4.2 3.3 4. 8 .5 5” 103 141 113 485 627 2.2 30000 Carril 1 48000 48000 4” Carril 2 1.4 1114 4.8 3.2 4.3 4.5 4.1 4.6 9.3 4.5 4.2 912 4.0 3.4 4.2 Circuito 12.2 4.2 Carril 1 48000 48000 878 8” Carril 2 ESPESOR DE CONCRETO 1.3 3.1 4.9 624 2.4 SIMPLE 3.4 11” 4.4 4.0 4.3 9” REFORZADO 768 624 2.0 4.4 1.0 3. 5 0 250 ASFALTO 500 750 1000 1250 Aplicaciones de carga (miles) Comportamiento General del Circuito 4 Circuito 4 5 Muy bueno Indice de servicio CONCRETO 4 Bueno ASFALTO 3 Regular 2 Malo 1.5 0 250 500 750 1000 1250 Aplicaciones de carga (miles) 2.El índice de servicio general que tuvieron los principales tramos de prueba y su comportamiento fue como se muestra a continuación: Comportamiento General del Circuito 3 Circuito 3 5 Muy bueno CONCRETO 4 Indice de servicio Bueno 3 Regular 2 Malo 1. 9 .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. Comportamiento General del Circuito 5 Circuito 5 5 Muy bueno Indice de servicio 4 Bueno 3 Regular 2 Malo 1. 10 .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.5 0 250 500 750 1000 1250 Aplicaciones de carga (miles) 2.5 0 250 CONCRETO ASFALTO 500 750 1000 1250 Aplicaciones de carga (miles) Comportamiento General del Circuito 6 Circuito 6 5 Muy bueno Indice de servicio 4 CONCRETO Bueno 3 ASFALTO Regular 2 Malo 1. 9 3. Como se muestra a continuación. Para 1981 se hizo una Revisión al Capítulo III. Pavimentos de Espesor Intermedio 100 Pavimentos de Espesor Mayor 5 80 4 Indice de Servicio 3. correspondiente al Diseño de Pavimentos de Concreto con Cemento Portland. c). 2. 11 . Posteriormente para 1972 se realizó una revisión y se publicó como la “Guía AASHTO para Diseño de Estructuras de Pavimento – 1972”. debido a que el pavimento se apoya en toda la superficie de la sub-base y por lo tanto no existen las deformaciones que harían que el acero de refuerzo trabajara para dar una contribución significativa.. Por lo anterior no es recomendable la utilización de acero de refuerzo en los pavimentos de concreto hidráulico.Otra de las conclusiones que se obtuvieron durante la prueba de pavimentos es con referencia a los pavimentos con acero de refuerzo.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.EVOLUCION DE LA GUIA AASHTO Aproximadamente después de un año de terminar la prueba AASHO para 1961 salió publicada la primer “Guía AASHO para Diseño de Pavimentos Rígidos y Flexibles”. el acero de refuerzo en los pavimentos de concreto prácticamente no incrementa su capacidad portante.5 Porcentaje 60 3 40 2 20 1 0 0 Simple Reforzado Simple Reforzado Porcentaje de sobrevivientes e índice de servicio promedio Indice de Servicio al final de la Prueba. que corresponde a un “Suplemento a la guía de diseño de estructuras de pavimento”.5 (D+1) 8. 2. con el espesor supuesto calcular los Ejes Equivalentes y posteriormente evaluar todos los factores adicionales de diseño.25 Coeficiente de Transferencia de Carga Módulo de Elasticidad Módulo de Reacción Las variables que intervienen en el diseño de los pavimentos constituyen en realidad la base del diseño del pavimento por lo que es importante conocer las consideraciones más importantes que tienen que ver con cada una de ellas para así poder realizar diseños confiables y óptimos al mismo tiempo.132) 215.FORMULACION La formula general a la que llegó al AASHTO para el diseño de pavimetos rígidos.46 Zr x So + 7.0.5-1.06 + log10 ( E18 ) = Tráfico Serviciabilidad Final Módulo de Ruptura Coeficiente de Drenaje 1. Para 1998 se publicó un método alternativo para diseño de pavimentos. si se cumple el equilibrio en la ecuación el espesor supuesto es resultado del problema. 12 . El procedimiento de diseño normal es suponer un espesor de pavimento e iniciar a realizar tanteos. basada en los resultados obtenidos de la prueba AASHO es la siguiente: 1986-93 Ecuación de Diseño de Pavimentos Rígidos Diferencia de Serviciabilidad Desviación Estándar Normal Error Estándar Combinado Espesor log10 1+ PSI 4.35 x log10 (D+1).624 x 10 7 + (4.32 x pt) x log10 pt) S´c x Cd x ( D -1.22. La convergencia del método es muy rápida.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.75 18.42 (Ec/k) Ec/k) 0.0. d).63 x J D 0.Para 1986 se publicó una revisión de la “Guía para el Diseño de Estructuras de Pavimento”.75 0. en caso de no haber equilibrio en la ecuación se deberán seguir haciendo tanteos para tomando como valor semilla el resultado del tanteo anterior.. En 1993 se realizó una Revisión del Diseño de Sobrecarpetas de pavimento. Confiabilidad 1.Transferencia de Carga . 2.Drenaje . ya que a partir de espesores regulares una pequeña variación en el espesor puede significar una variación importante en la vida útil. Entre mayor sea el ∆ PSI.Serviciabilidad . mayor será la capacidad de carga del pavimento antes de fallar. 13 . Es importante especificar lo que se diseña.Variables de diseño de Pavimentos Rígidos .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.Tráfico .Propiedades del Concreto . Capacidad Original Serviciabilidad ∆ PSI Capacidad de falla ESALS 2. Serviciabilidad El procedimiento de Diseño AASHTO predice el porcentaje de pérdida de serviciabilidad (∆ PSI) para varios niveles de tráfico y cargas de ejes.Resistencia de la Subrasante .Espesor . el resultado del espesor se ve afectado por todas las demás variables que intervienen en los cálculos. Espesor El espesor del pavimento de concreto es la variable que pretendemos determinar al realizar un diseño. esto es debido a que las curvas de deterioro se comportan de manera paralela o con el mismo gradiente para unas condiciones determinadas. visibilidad. 14 . mientras mejor índice de serviciabilidad inicial tenga mayor será su vida útil. etc.3 (12pulg./milla) Po = 4. – Es la condición que tiene un pavimento inmediatamente después de la construcción del mismo.5 . sin embargo la tendencia es poder definirla con parámetros medibles como los son: el índice de perfil. Serviciabilidad Inicial (Po). el pavimento de concreto puede tener una serviciabilidad Po = 4.5 (7 pulg.7 ó 4.Indice de Servicio 5 4 3 2 1 Calificación Excelente Muy Bueno Bueno Regular Malo Intransitable La serviciabilidad se define como la habilidad del pavimento de servir al tipo de tráfico (autos y camiones) que circulan en la vía./milla) Po Indice de Servicio Po = 4. se mide en una escala del 0 al 5 en donde 0 (cero) significa una calificación para pavimento intransitable y 5 (cinco) para un pavimento excelente./milla) Pt Rehabilitación Requerida Vida Util (Tráfico Acumulado) 2. o bien. distancias de frenado. coeficiente de fricción.2 Usando buenas técnicas de construcción.8 (3 pulg. Los valores recomendados por AASHTO para este parámetro son: .Para pavimento de Concreto = 4.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. La serviciabilidad es una medida subjetiva de la calificación del pavimento.Para pavimento de Asfalto = 4. como se muestra a continuación: Po = 4.8 Mientras mejor se construya inicialmente un pavimento. índice de rugosidad internacional. 5 3. Tráfico El Tráfico es una de las variables más significativas del diseño de pavimentos y sin embargo es una de las que más incertidumbre presenta al momento de estimarse. Existen algunos factores que nos ayudan a determinar con precisión el tráfico que circulará por el carril de diseño.8 . 2. en Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips (8.Pavimentos Urbanos Secundarios 1. La fatiga la podemos entender como el número de repeticiones ó ciclos de carga y descarga que actúan sobre un elemento. que antes de entrar a las fórmulas de diseño. seleccionado para estos fines por ser el que mejor representa las condiciones críticas de servicio de la calle o camino. El método AASHTO utiliza en su formulación el número de repeticiones esperadas de carga de Ejes Equivalentes. son: . 40 ó más de 50 años. en realidad lo que estamos haciendo es tratar de estimar.2 Ton) también conocidos como ESAL’s.Serviciabilidad Final (Pt).5 . Los valores recomendados de Serviciabilidad Final Pt para el caso de México. La metodología AASHTO considera la vida útil de un pavimento relacionada el número de repeticiones de carga que podrá soportar el pavimento antes de llegar a las condiciones de servicio final predeterminadas para el camino.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. Es importante hacer notar que debemos contar con la información más precisa posible del tráfico para el diseño.Pavimentos Urbanos Principales 1. . La vida útil mínima con la que se debe diseñar un pavimento rígido es de 20 años. es decir.0 . Adicionalmente se deberá contemplar el crecimiento del tráfico durante su vida útil. Lo conducente es realizar los cálculos para el carril de diseño.Para Zonas Industriales 1.Para Autopistas 2. ya que de no ser así podríamos tener diseños inseguros o con un grado importante de sobre diseño.8 . debemos transformar los Ejes de Pesos Normales de los vehículos que circularán por el camino.La serviciabilidad final tiene que ver con la calificación que esperamos tenga el pavimento al final de su vida útil. en un período de tiempo.social de la zona en cuestión.Para Carreteras 2. Los pavimentos de concreto el AASHTO los diseña por fatiga. es común realizar diseños para 30. En realidad al establecer una vida útil de diseño. el número de repeticiones de carga a las que estará sometido el pavimento. del mejoramiento de las características del pavimento se puede generar tráfico atraído e igualmente se debe considerar la capacidad de tráfico de la vía. 15 . que depende en gran medida del desarrollo económico . .El factor de crecimiento del tráfico considera los años de vida útil más un número de años adicionales debidos al crecimiento propio de la vía. ( 1 + g )n . este efecto debemos considerarlo pudiendo estimar una Tasa de Crecimiento Equivalente. que depende de la Tasa de Crecimiento Anual y de la Vida Util Tasa de Crecimiento Annual Dependiendo de muchos factores. Valores comunes de tasas de crecimiento Caso Tasa de Crecimiento Crecimiento Normal 1% a 3% Vías Completamente Saturadas 0% a 1% Con tráfico inducido * 4% a 5% Alto crecimiento * mayor al 5% * solamente durante 3 a 5 años Factor de Crecimiento del Tráfico. 16 . La tasa de crecimiento pudiera variar de acuerdo a los tipos de vehículos. para considerar las variaciones en el crecimiento durante la vida útil. A medida que un camino se va congestionando de tráfico su crecimiento se va haciendo mas lento.Tvu = Tpa x FCT donde: Tvu = Tráfico en la vida útil Tpa = Tráfico durante el primer año FCT = Factor de crecimiento del tráfico. Es normal que el tráfico vehicular vaya aumentando con el paso del tiempo. etc.social. tales como el desarrollo económico . Es conveniente preever este crecimiento del tráfico. tomando en consideración una tasa de crecimiento anual con la que se calcula un factor de crecimiento del tráfico. Es importante investigar adecuadamente la tasa de crecimiento apropiada para el caso en particular que se este considerando.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. hasta que llega a un punto tal de saturación en el que el tráfico se mantiene prácticamente sin crecer.1 g donde: g = Tasa de Crecimiento n = Años de Vida Util FCT = 2. A continuación se muestran algunos valores típicos de tasas de crecimiento. sin embargo estos pueden variar según el caso. la capacidad de la vía. pueden crecer más unos tipos que otros. 5 . del tipo de eje y de la serviciabilidad final que pretendemos para el pavimento. de la carga del eje.00 0.46 ( L2 ) 3.52 En Donde: Wtx = # Aplicaciones de carga definida al final del tiempo t Wt18 = # Aplicaciones de carga equivalente al final del tiempo t 2. esto se realiza mediante la introducción del Factor de Sentido. dependiendo del tipo de camino: carretero ó urbano. El AASHTO recomienda algunos valores.62 Log (18+1) .28 Log (L2) + Gt βx Gt β18 Log Gt = Log 4.0 .5 . Número de Carriles 1 2 3 4 Factor de Carril 1.Factor de Sentido.Las fórmulas que permiten convertir el número de ejes de pesos normales a ejes equivalentes dependen del espesor del pavimento.Doble sentido de Circulación 2. En una vía de un solo carril en el sentido de circulación de diseño. A continuación se muestran dichas fórmulas: Fec = Wtx Wt18 Wt18 Wtx = 4. y de que tan saturada esté la vía. pueda ser que sobre el carril de diseño circule entre un 50% a un 80% del tráfico en ese sentido.62 Log (Lx + L2) + 3.El factor de Carril es un coeficiente que nos permite estimar que tanto del tráfico en el sentido de diseño circula por el carril de diseño.80 a 1.. 17 .Un sentido de Circulación 1. sin embargo no necesariamente deben utilizarse. obviamente el 100% del tráfico circulará por ese carril que al mismo tiempo será nuestro carril de diseño. .80 0.75 Nota: estos se asemejan más a los de carreteras Factor de Equivalencia del Tráfico.5 βx = 1 + 3.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.0 Factor de Carril.60 a 0. .20 ( D + 1 ) 8.50 a 0.00 0.63 (Lx + L2) 5.Del total del tráfico que se estima para el diseño del pavimento deberá determinarse el correspondiente a cada sentido de circulación.Pt 4. cuyos valores recomendados son: . Una vía con dos carriles en el sentido de diseño.1.4. Utilización de Pasajuntas .523 repeticiones de carga de un vehículo tipo automóvil. Cuando se multiplica el tráfico por las diferentes factores de equivalencias. debemos conocer con la mayor certeza posible los pesos de los ejes de los vehículos que estarán circulando sobre el pavimento que estamos diseñando. sin embargo esta forma de transferir carga solamente se recomienda para vías con tráfico ligero. equivale al daño que producen 9. mientras mejor sea la transferencia de cargas mejor será el comportamiento de las losas del pavimento.Cantidad de Tráfico . El tráfico pesado es el que mayor daño produce a los pavimentos por lo que deberá estimarse con la mayor precisión posible. se obtienen los ESAL’s (Ejes Sencillos Equivalentes). 4. Transferencia de Cargas La transferencia de carga es la capacidad que tiene una losa del pavimento de transmitir fuerzas cortantes con sus losas adyacentes. los investigadores recomiendan evaluar dos criterios para determinar la conveniencia de utilizar pasajuntas. Como ejemplo podemos mencionar que el daño que produce una sola aplicación de carga de un camión semi-remolque de 36 Ton.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. con el objeto de minimizar las deformaciones y los esfuerzos en la estructura del pavimento. 18 . La efectividad de la Transferencia de Carga entre losas adyacentes depende de varios factores: .Lx = Carga del eje en kips L2 = Código de eje cargado: L2 = 1 Para eje Sencillo L2 = 2 Para eje Tandem L2 = 3 Para eje Tridem Gt = f ( Pt ) β18 =Valor de βx cuando Lx=18 y L2 = 1 Es importante hacer notar que los ejes equivalentes se calculan de manera diferente para un pavimento rígido que para un flexible. ya que las sobrecargas generan un daño muy importante al pavimento y su crecimiento es de orden exponencial. La utilización de pasajuntas es la manera mas conveniente de lograr la efectividad en la transferencia de cargas. Utilizar pasajuntas cuando: 2. El método AASHTO considera la transferencia de cargas mediante el factor de transferencia de cargas J.Soporte Lateral de las Losas Una manera de transferir la carga de una losa a otra es mediante la trabazón de agregados que se genera en la grieta debajo del corte de la junta. Otro factor importante a considerar es la sobrecarga. 5 m 0. El Coeficiente de Transferencia de Carga considera el esfuerzo de transferencia a través de la junta o grieta.5 m 3. b) El número de Ejes Equivalentes de diseño sea mayor de 5.0 m 0.5 m 3. Junta 0% efectiva "La carga la soporta una sola Losa" ∆x Junta 100% efectiva "La carga la soportan entre las dos Losas" ∆ x/2 Soporte Lateral .El confinamiento que produce el soporte lateral contribuye a reducir los esfuerzos máximos que se generan en el concreto por efecto de las cargas.Confinamiento con Guarniciones o Banquetas Guarnición o Bordillo 2.0 millones de Esal's. .a) El tráfico pesado sea mayor al 25% del tráfico total. Un pavimento de concreto puede considerarse lateralmente soportado cuando tenga algunas de las siguientes características en su sección: Carril Ancho >= 4.5 m .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 19 . .Resistencia a la tensión por flexión (S´c) ó Módulo de Ruptura (MR) . por eso el diseño considera la resistencia del concreto trabjando a flexión. que se le conoce como resistencia a la flexión por tensión (S'c) o Módulo de Ruptura (MR) normalmente especificada a los 28días. longitud y separación de las pasajuntas esta en función de el espesor de las losas principalmente.Barra de acero redondo liso fy = 4.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 2. Algunas recomendaciones prácticas para la selección de la Barra son las siguientes: Espesor de Losa Diámetro cm 13 a 15 15 a 20 20 a 30 30 a 43 43 a 50 in 5a6 6a8 8 a 12 12 a 17 17 a 20 mm 19 25 32 38 45 in 3/4 1 1 1/4 1 1/2 1 3/4 cm 41 46 46 51 56 Barras Pasajuntas Longitud in 16 18 18 20 22 Separación cm 30 30 30 38 46 in 12 12 12 15 18 5.Módulo de Elasticidad del Concreto (Ec) Módulo de Ruptura (MR) .. pero si debe de transferir verticalmente parte de la carga aplicada en una losa a la adyacente.200 kg/cm2 la cual no se debe de adherir al concreto permitiendo el libre movimiento de losas longitudinalmente.Con Acotamientos Laterales Acotamientos Pasajuntas. 20 .Debido a que los pavimentos de concreto trabajan principalmente a flexión es recomendable que su especificación de resistencia sea acorde con ello. Propiedades del Concreto Son dos las propiedades del concreto que influyen en el diseño de un pavimento de concreto y en su comportamiento a lo largo de su vida útil: . Se colocan perfectamente alineadas a la mitad del espesor de la losa.. El diámetro. 1 597.0 45.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. MR promedio = MR especificado + Zr x ( Desviación Estándar* del MR ) 2. Módulo de Ruptura Recomendado Tipo de Pavimento Autopistas Carreteras Zonas Industriales Urbanas Principales Urbanas Secundarias MR recomendado Kg/cm2 psi 48. Estos resultados dependen de las condiciones de control y calidad que tenga el fabricante del concreto en sus procesos. 21 .El módulo de ruptura se mide mediante ensayos de vigas de concreto aplicándoles cargas en los tercios de su claro de apoyo.0 42. Cabeza de Máquina Universal d=L/3 ASTM C78 L/3 L/3 L/3 LONGITUD DE LA VIGA = L Los valores recomendados para el Módulo de Ruptura varían desde los 41 kg/cm2 (583 psi) hasta los 50 kg/cm2 (711 psi) a 28 días dependiendo del uso que vayan a tener.1 640. En todos los casos se recomienda que sea Concreto Premezclado Profesionalmente.7 682. que se haya obtenido del resultado de ensayos a flexión de las mezclas diseñadas para cumplir la resistencia especificada del proyecto. En seguida se muestran valores recomendados.0 682.4 Módulo de Ruptura Promedio La metodología de diseño de AASHTO permite utilizar la resistencia a la flexión promedio.0 45. Esta prueba esta normalizada por la ASTM C78. Existe una prueba similar con la aplicación de la carga al centro del claro que genera resultados diferentes de resistencia a la flexión (aproximadamente 15% a 20% mayores) pero que no son los que considera AASHTO para el diseño.0 48. sin embargo el diseñador deberá elegir de acuerdo a un buen criterio.7 640. 0% 7.5% Módulo de Elasticidad.750 * MR .* Valores típicos de la Desviación Estándar Concreto Premezclado 6% a 12% Mezclado Central 5% a 10% Promedio 9.77 Estas formulas aplican con unidades inglesas. 22 .El Módulo de Elasticidad del concreto esta íntimamente relacionado con su Módulo de Ruptura y se determina mediante la norma ASTM C469. Resistencia de la Subrasante La resistencia de la subrasante es considerada dentro del método por medio del Módulo de Reacción del Suelo K que se puede obtener directamente mediante la prueba de placa. Los dos más utilizados son: . el método AASHTO recomienda utilizar el valor promedio de los módulos K para el diseño estructural. Cuando se diseña un pavimento es probable que se tengan diferentes valores de K a lo largo del tramo por diseñar. 6.454 * MR ^ 0.Ec = 6. Esquema de la prueba de placa Reacción Gato Hidráulico Placas Apiladas Suelo Indicador de Presión Receptor de Reacción Carátula de Deflexión k (psi/in) = carga unitaria por placa / deflexión de la placa 2. Existen varios criterios con los que se puede estimar el Módulo de Elasticidad a partir del Módulo de Ruptura. El valor del módulo de reacción (K) se puede obtener directamente del terreno mediante la prueba de placa ASTM D1195 y D1196.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. El módulo de reacción de suelo corresponde a la capacidad portante que tiene el terreno natural en donde se soportará el cuerpo del pavimento.Ec = 26. El valor de K representa el soporte (terreno natural y terraplén si lo hay) y se puede incrementar al tomar la contribución de la sub-base. . Correlación 1 con SUCS y VRS CALIFORNIA BEARING RATIO .Estimaciones y Correlaciones de K En base a una gran número de muestras y estudios se han podido desarrollar algunos valores estimativos del módulo de reacción del suelo en función a diferentes propiedades.K (PCI) Correlación 2 con SUCS y VRS 2. Diferentes autores han publicado sus resultados y en general no difieren notablemente.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.CBR (%) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 40 GP GM ASTM SOIL CLASSIFICATION SYSTEM (United Classification) SM SP SC OH CH OL MH ML CL GC SW 50 60 70 GW 80 90100 100 150 200 250 300 400 500 600 700 MODULUS OF SUBGRADE REACTION . 23 . Tipo de Suelo SUCS Densidad Seca lb/ft3 CRB % K* pci Grava Arena Gruesa Arena Fina Suelos Granulares 125 a 140 GW, GP 120 a 130 SW 110 a 130 SP 105 a 120 60 a 80 35 a 60 20 a 40 15 a 25 300 a 450 300 a 400 200 a 400 150 a 300 Suelos de Material Granular con Alto Contenido de Finos Grava - Limosa GM 130 a 145 40 a 80 Grava - Areno - Limosa Arena - Limosa 20 a 40 SM 120 a 135 Arena - Limo - Gravosa Grava - Arcillosa 120 a 140 20 a 40 GC Grava - Areno - Arcillosa SC 10 a 20 Arena - Arcillosa 105 a 130 Limo Limo - Arenoso Limo - Gravoso Limo Mal Graduado Arcilla Plástica Arcila Medianamente Plástica Arcilla Altamente Plástica Suelos de Material Fino ** 90 a 105 ML, OL 100 a 125 MH CL CL, OL CH, OH 80 a 100 100 a 125 95 a 125 80 a 110 4a8 5 a 15 4a8 5 a 15 4 a 15 3a5 300 a 500 300 a 400 200 a 450 150 a 350 25 a 165 40 a 220 25 a 190 25 a 255 25 a 215 40 a 220 * estos rangos de K aplican para estratos homogéneos de suelo de por lo menos 3 metros de espesor. Si un estrato de suelo de menos de 3 metros existe sobre un suelo más blando, el valor de K deberá corresponder al del suelo blando inferior y se podrá considerar el incremento de K debido al estrato superior. Si por el contrario existiera un estrato de roca el valor de K deberá ser ajustado. ** el valor de K de los suelos finos depende en gran medida del grado de saturación, por lo que se recomienda realizar una corrección de por este efecto. 7. Drenaje En cualquier tipo de pavimento, el drenaje, es un factor determinante en el comportamiento de la estructura del pavimento a lo largo de su vida útil, y por lo tanto lo es también en el diseño del mismo. Es muy importante evitar que exista presencia de agua en la estructura de soporte, dado que en caso de presentarse esta situación afectará en gran medida la respuesta estructural del pavimento. Aspectos que debemos de cuidar para evitar que el agua penetre en la estructura de soporte: - Mantener perfectamente selladas las juntas del pavimento. - Sellar las juntas entre pavimento y acotamiento o cuneta. - Colocar barreras rompedoras de capilaridad (en donde se requiera) - Utilizar cunetas, bordillos, lavaderos, contracunetas, subdrenajes, etc. 2.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 24 - Construir o aprovechar los drenajes pluviales en las ciudades. Tener agua atrapada en la estructura del Pavimento produce efectos nocivos en el mismo, como pueden ser: - Reducción de la resistencia de materiales granulares no ligados. - Reducción de la resistencia de la subrasante. - Expulsión de finos - Levantamientos diferenciales de suelos expansivos - Expansión por congelamiento del suelo Algunos de estos fenómenos se pueden minimizar cuando se utilizan bases estabilizadas con cemento o bases de relleno fluido. Los valores recomendados para el coeficiente de drenaje deberán estar entre 1.0 y 1.10 8. Confiabilidad Los factores estadísticos que influyen el comportamiento de los pavimentos son: - Confiabilidad R - Desviación Estándar Confiabilidad.- La confiabilidad esta definida como "la probabilidad de que un pavimento desarrolle su función durante su vida útil en condiciones adecuadas para su operación" Otra manera de entender la confiabilidad, por ejemplo es: si se considera una confiabilidad "R" del 80% estaríamos permitiendo que el 20% de las losas del pavimento alcancen al final de su vida útil una serviciabilidad igual a la serviciabilidad final seleccionada en el diseño. Confiabilidad recomendada por AASHTO * Clasificación Funcional Urbano Autopistas 85% - 99.9% Arterias Principales 80% - 99% Colectoras 80% - 95% Locales 50% - 80% Rural 80% - 99.9% 75% - 99% 75% - 95% 50% - 80% * Valida para Estados Unidos También podemos entender a la confiabilidad como un Factor de Seguridad y ante esa situación debemos reflexionar en los valores de confiabilidad que debemos utilizar en México, con el mejor de los criterios, al hacer un diseño para un pavimento. Confiabilidad Recomendada para México 2.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 25 Tipo de Pavimento Confiabilidad R Autopistas Carreteras Rurales Zonas Industriales Urbanas Principales Urbanas Secundarias 95 % 80 % 70 % 65 % 60 % 50 % Como se menciona anteriormente la confiabilidad puede relacionarse con un Factor de Seguridad, a continuación se presentan los factores de seguridad aproximados a los que corresponde la confiabilidad. Estos factores de seguridad van asociados con la Desviación Estándar "So". Factor de Seguridad AASHTO Desviación Confiabilidad "R" Estándar 50% 60% 70% 80% So 0.30 1.00 1.19 1.44 1.79 0.35 1.00 1.23 1.53 1.97 0.39 1.00 1.26 1.60 2.13 0.40 1.00 1.26 1.62 2.17 90% 2.42 2.81 3.16 3.26 95.00% 3.12 3.76 4.38 4.55 FS AASHTO = 10 ( - Zr x So ) donde: Zr = desviación normal estandar para "R" So = desviación estándar 2.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 26 Representación Gráfica Po Serviciabilidad Curva de Comportamiento R = 50% Curva de Diseño Pt Zr x So Log (ESAL’s) d).- Ejemplo resuelto. Diseñar el espesor de un pavimento de concreto para una vialidad urbana de doble sentido y con 2 carriles por sentido. Los datos y los principales parámetros de diseño se detallan a continuación: Servicibilidad: Serviciabilidad Inicial: = 4.5 Serviciabilidad Final = 1.8 Tráfico: TPDA = 4,302 vehículos Factor de sentido = 0.5 Factor de carril = 0.80 Composición del tráfico: TIPO DE VEHÍCULO A2 B2 B3 C3 C4 T2-S2 T3-S2 T3-S3 T3-S2-R2 T3-S2-R3 PESO (TON) CARGADOS 2.00 15.47 19.46 23.45 27.94 33.43 41.41 45.90 61.37 69.36 VACIOS 1.60 10.48 11.98 8.48 12.47 11.48 11.98 12.97 15.97 16.96 COMPOSICIÓN % 70.2% 1.2% 5.1% 7.3% 0.7% 1.1% 4.2% 3.1% 4.6% 2.6% 100.0% % CARGADOS 100.0% 75.0% 75.0% 75.0% 75.0% 75.0% 75.0% 75.0% 75.0% 75.0% TOTAL VACIOS 0% 25% 25% 25% 25% 25% 25% 25% 25% 25% DIARIOS 3,018 51 218 312 30 48 180 135 197 113 4,302 2.4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 27 Período de diseño: Crecimiento Anual: = 20 años = 3.0 % Transferencia de Carga: Se emplean pasajuntas y se supone soporte lateral de las losas debido a guarniciones y banquetas a los costados de la vialidad. Por lo tanto el coeficiente de transferencia de carga es igual a 2.7. Propiedades del Concreto: Emplear un concreto con modulo de ruptura de 45 kg/cm2 (640 psi) Subrasante: Se determinó mediante pruebas de placa realizadas sobre la base un módulo de reacción del suelo (k) igual a 300 pci Condiciones de Drenaje: Se suponen condiciones normales de drenaje en la vialidad, por lo que se emplea un coeficiente de drenaje igual a 1.0 Confiabilidad: Por tratarse de una vialidad urbana de cierta importancia se considera usar un valor de confiabilidad del 60% EJES EQUIVALENTES Y ESPESOR. Sabemos que es necesario transformar los ejes de pesos normales de los vehículos que circularán sobre el camino, en ejes sencillo equivalentes de 18 kips (8.2 ton) para poder resolver la ecuación de diseño de espesores. Para convertir a ejes equivalentes los ejes de pesos normales de los vehículos considerados se debe obtener en primera instancia el número de repeticiones en toda la vida útil de cada tipo de vehículo que va a circular sobre el pavimento (sencillo, tandem ó tridem) y dentro de cada tipo de eje, también se desgloza por peso del eje. Con el Factor de equivalencia de carga calculado para cada tipo y peso de ejes se convierten el número de repeticiones esperadas de cada tipo de eje, en la vida útil del proyecto, en el número de repeticiones esperadas de ejes equivalente (ó ESAL’s). El número de repeticiones esparadas durante la vida útil y sus respectivos ESAL’s en este ejemplo de diseño se presentan a continuación: Tipo de Eje Peso del Eje (kips) Repeticiones Repeticiones en Ejes Equivalentes al Año la vida útil de 18 kips 881,256 7,191 11,315 3,614 43,910 23,679,679 193,225 304,038 97,110 1,179,878 6,367 837 1,562 2,652 55,842 PÁG. 28 2.4 METODO DE DISEÑO AASHTO Sencillo 2.20 Sencillo 4.84 PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX Sencillo 5.06 Sencillo 7.70 Sencillo 8.80 542 Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips en el periodo de diseño y para ese número de ESAL’S. el espesor encontrado es de 8. 29 .4 METODO DE DISEÑO AASHTO PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.Con los datos y parámetros de diseño establecidos se encontró un total de 24’860.52” (aproximadamente 22 centímetros). 2. punto medio ó en 3 puntos.2. realizada en vigas de 6x6x30 pulgadas.5. La resistencia a la flexión del concreto es determinada por la prueba del modulo de ruptura. Por este motivo los esfuerzos y la resistencia a la flexión son los empleados para el diseño de espesores. La consideración de la resistencia a la flexión del concreto es aplicable en el procedimiento de diseño para el criterio de fatiga. Sin embargo la proporción de los esfuerzos a compresión contra la resistencia a la compresión del concreto es mínima como para influir en el diseño de espesor de la losa. Una diferencia importante en estos métodos de prueba es que al aplicar la carga en 3 puntos se obtiene la mínima resistencia del tercio medio de la viga de prueba. En cambio la relación de los esfuerzos a flexión contra la resistencia a la flexión del concreto es mucho más alta y frecuentemente excede valores de 0. El alabeo del pavimento de concreto bajo las cargas del tráfico provoca esfuerzos tanto de compresión como de flexión. que controla el agrietamiento del pavimento bajo la repetición de cargas. a) FACTORES DE DISEÑO.5 MÉTODO DE LA ASOCIACION DEL CEMENTO PORTLAND (PCA). A continuación se describen los lineamientos generales del método del Portland Cement Association (PCA). 1. mientras que los otros 2 métodos muestran la resistencia en un solo punto.Resistencia a la Flexión del Concreto. . El módulo de ruptura puede encontrase aplicando la carga en cantiliver.. Esta ganancia de resistencia es mostrada en la curva que representa valores de módulo de ruptura (MR) promedios para varias series de pruebas de laboratorio.5-1. Sabemos que el concreto continua ganando resistencia con el paso del tiempo. como lo muestra la figura 2. ASTM C78) es el empleado en este método de diseño1. Los resultados a los 28 días se han usado generalmente para el diseño de espesores de autopistas y calles. El diseñador no aplica directamente estos efectos. Los resultados a los 7 y 14 días son comparados contra especificaciones de control de calidad y para determinar cuando puede ser abierto al tránsito un pavimento. 14. y si se aplica la carga en cantiliver los valores serán de aproximadamente 160 psi más altos que aplicando la carga en 3 puntos. sino que simplemente ingresa el valor de la resistencia 1 Para una viga estándar de 30”. los valores de la prueba aplicando ala carga en el punto central serán de aproximadamente 75 psi más altos. esto es debido a que se presentan muy pocas repeticiones de esfuerzos durante los primeros 28 ó 90 días del pavimento comparado contra los millones de repeticiones de esfuerzos que ocurrirán posteriormente. No se recomienda usar estos valores altos para propósitos de diseño. 28 y 90 días. La prueba del módulo de ruptura es comúnmente realizada a los 7. mientras que los resultados a los 90 días son usados para el diseño de aeropistas. . Si se usan otros métodos de prueba se deberá hacer un ajuste de reducción estableciendo una correlación a los resultados de la prueba aplicando la carga en 3 puntos. En este procedimiento de diseño los efectos de las variaciones en la resistencia del concreto de punto a punto del pavimento y el incremento de resistencia con el paso del tiempo están incorporados en las gráficas y tablas de diseño. pruebas de vigas curadas en campo y secciones de concreto tomadas de pavimentos en servicio.El valor determinado por el método de aplicación de carga de 3 puntos (American Society for Testing and Materials. .5-1 Curva de desarrollo de resistencia a la flexión a través del tiempo.. 2.promedio a los 28 días. % DE RESISTENCIA A LA FLEXIÓN 130 A LOS 28 DIAS 120 110 100 28días 90días 6mes 1año 3 EDAD 5 10 20 30 50 Figura 2. que en nuestro país se recomienda como mínimo 41 kg/cm2 (583 psi) y como máximo 50 kg/cm2 (711 psi).Terreno de Apoyo ó Base. El resultado es válido por que no se requiere una exacta determinación del valor k. por libras por pulgada cúbica (pci).5.2 nos muestra una ilustración de la prueba de placa regulada por la norma ASTM D1195 y D1196. La figura 2. El terreno de apoyo esta definido en términos del módulo de reacción de la subrasante de Westergaard (k). los valores de k son usualmente estimados mediante una correlación a pruebas más simples como la del VRS (valor Relativo de Soporte).5. es el segundo factor en el diseño de espesores. Es igual a la carga en libras por pulgada cuadrada de un área cargada (un plato de 30” de diámetro) dividido entre la deformación en pulgadas que provoca dicha carga. ya que variaciones normales del valor k no afecta . Dado que la prueba de placa lleva tiempo y dinero. Los valores de k son expresados como libras por pulgada cuadrada por pulgada (psi / in) ó más comúnmente.El soporte dado a los pavimentos de concreto por la base y la sub-base.2 Prueba de Placa (ASTM D1195 y D1196). Gato Placas Hidráulico Apiladas Suelo Reacción Indicador de Presión Receptor de Reacción Carátula de Deflexión k (psi/in) = carga unitaria por placa / deflexión de la placa Figura 2. 5-1.significativamente los requerimientos del espesor del pavimento. El contar con una sub-base permite incrementar en parte el valor de k del suelo que deberá usarse en el diseño de espesor. Para evitar métodos tediosos que requieren de diseño para las variaciones de k en las épocas del año. La prueba de caminos AASHTO comprobó convincentemente que la reducción de perdida de terreno de soporte durante los períodos de descongelamiento tienen ningún ó muy poco efecto en el espesor requerido de los pavimentos de concreto. La relación mostrada en la figura 2.subbase en losas de prueba completas. Las bases mejoradas ó tratadas con cemento aportan mayor capacidad de carga y su comportamiento a largo plazo es mucho mejor y son ampliamente empleadas para pavimentos de concreto con tráfico pesado. Se construyen con materiales granulares . Los valores mostrados en la tabla 2. Si la base es de material granular no tratada ó mejorada el incremento puede no ser muy significativo como se aprecia en los valores presentados en la tabla 2. Esto es cierto por que los pocos períodos en que los valores de k son bajos durante el descongelamiento de la primavera se compensan con los largos períodos en que se congelan y los valores de k son mucho mayores que los asumidos para el diseño.5-1 son basados del análisis de Burmister de un sistema de dos capas y cargado en pruebas de placa hechas para determinar los valores k del conjunto suelo .5-3 es correcta para estos propósitos. lo valores recomendables como valores promedio son los de verano u otoño. Secado y el criterio de pérdidas admisibles de la PCA. A-2-4.como los tipos de suelos AASHTO A-1. el período de diseño de 20 años es el comúnmente empleado en el procedimiento de diseño de pavimentos.Descongelación y Mojado . Dado que el tráfico muy probablemente no puede ser supuesto con precisión por un período muy largo. A-2-5 y A-3. Los valores de diseño de módulo de sub-reacción (k) para bases cementadas que cumplen con éste criterio se muestran en la tabla 2. El término de período de diseño es algunas veces considerado sinónimo del término período de análisis de tráfico. el contenido de cemento es determinado mediante las pruebas de Congelación . El período de diseño seleccionado afecta el espesor de diseño ya que determina por cuantos años y por ende cuantos camiones deberá servir el pavimento. 3.5-2.Período de Diseño. . Tabla 2.CBR 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 ASTM SOIL CLASSIFICATION SYSTEM (United Classification) GC SW SC SP SM GP GM GW OH CH OL MH ML CL AASHTO SOIL CLASIFICATION A-2-6. según el espesor de una base granular k Suelo . A-7-6 A-1-d A-1-b A-2-4. 100 150 200 250 300 400 500 600 700 Figura 2.R 5 10 20 30 40 50 60 70 MODULUS OF SUBGRADE REACTION .CALIFORNIA BEARING RATIO . A-2-7 A-5 A-4 A-6 A-7-5.Sub-base (pci) k del Suelo (pci) 4" 50 100 200 300 65 130 220 320 Espesor de la sub-base 6" 75 140 230 330 9" 85 160 270 370 12" 110 190 320 430 .K PSI PER IN. A-2-5 A-3 RESISTANCE VALUE .5-3 Relación aproximada entre las clasificaciones del suelo y sus valores de resistencia.5-1 Incremento en el valor de k del suelo. el factor de crecimiento del tráfico.Numero de repeticiones esperadas para cada eje. Toda la información referente al tráfico termina siendo empleada para conocer el número de repeticiones esperadas durante todo el período de diseño de cada tipo de eje. según el espesor de una base granular cementada. .Tabla 2. Repeticiones Esperadas. Para poder conocer estos valores tendremos que conocer varios factores referentes al tránsito como lo es el tránsito promedio diario anual (TPDA). el factor de sentido.Subbase (pci) k del Suelo (pci) 4" 50 100 200 170 280 470 Espesor Subbase 6" 230 400 640 8" 310 520 830 10" 390 640 -- 4. el % que representa cada tipo de eje en el TPDA. el factor de carril y el período de diseño. Re = TPDA x %Te x FS x FC x Pd x FCA x 365 Donde: TPDA = Tránsito Promedio Diario Anual. k Suelo .5-2 Incremento en el valor de k del suelo. estatal ó federal. es decir que se desprecie todo el tráfico ligero como automóviles y pick-ups de 4 llantas. es decir que se detalle el tráfico por tipo de vehículo. FS FC Pd FCA 365 = Factor de Sentido. = días de un año. Tránsito promedio diario anual. El método de diseño de la PCA recomienda que considera únicamente el tráfico pesado.5-3 que presenta . Factor de Crecimiento Anual (FCA) Para conocer el factor de crecimiento anual se requiere únicamente del período de diseño en años y de la tasa de crecimiento anual. Sin embargo no es tan importante el hacer caso a esta recomendación debido a que el tráfico ligero no influye demasiado en el diseño de espesores. = Período de Diseño. Lo importante es que se especifique la composición de este tráfico. = Factor de Carril. ya sea municipal. para que de esta manera se pueda identificar los tipos y pesos de los ejes que van a circular sobre el pavimento. = Factor de Crecimiento Anual. (TPDA) El TPDA puede obtenerse de aforos especializados ó de algún organismo relacionado con el transporte. Con estos datos podemos saber el factor de crecimiento de manera rápida con la ayuda de la tabla 2.% Te = % del TPDA para cada tipo de eje. n = Vida útil en años.3 1.5 1. según la tasa de crecimiento anual.2 1. en % Tabla 2. TASAS DE CRECIMIENTO ANUAL DE TRAFICO Y SUS CORRESPONDIENTES FACTORES DE CRECIMIENTO TASA DE FACTOR DE CRECIMIENTO ANUAL CRECIMIENTO ANUAL DEL TRAFICO. % PARA 20 AÑOS FACTOR DE PROYECCIÓN ANUAL PARA 40 AÑOS 1 1½ 2 2½ 3 3½ 4 4½ 5 5½ 6 1.4 2.1 1.relaciones entre tasas de crecimiento anual y factores de crecimiento anual para períodos de diseño de 20 y 40 años.0 2.7 2.4 1.6 1.6 1.1 FC = (g)(n) donde: FC = Factor de Crecimiento Anual.2 2.5 1.8 2. g = Tasa de crecimiento anual.7 1. se puede obtener a partir de la siguiente formula: (1+g)n .2 1.3 1. Si se desea obtener el factor de crecimiento anual del tráfico (FCA) de manera más exacta.2 .9 3.8 1.3 1.5-3 Factores de Crecimiento Anual.2 1.6 1. El tráfico atraído ó desviado. Estas tasas corresponden como se muestra en la tabla 2.3 a factores de crecimiento del tráfico de 1. Los efectos combinados provocan tasas de crecimiento anual de 2 al 6%. diseñando a 20 años. El incremento provocado por cambios en el uso del suelo debido a la construcción de la nueva facilidad. 4.5.8. El incremento del tráfico existente debido a la rehabilitación de algún camino existente. 2.En un problema de diseño el factor de proyección se multiplica por el TPDA presente para obtener el TPDA de diseño representando el valor promedio para el período de diseño. Tráfico por desarrollo. Los siguientes factores influyen en las tasas de crecimiento anual y proyecciones de tráfico: 1. El incremento provocado por los vehículos que no circularían por la vía si la nueva facilidad no se hubiese construido. Crecimiento normal de tráfico. 3.2 a 1. . El crecimiento normal provocado por el incremento del número de vehículos. Tráfico generado. Para esto. en miles .5). Factor de Carril. de manera que para vialidades en doble sentido se utiliza un factor de sentido de 0. 100 80 60 40 20 10 8 6 4 3 carriles en una dirección 2 carriles en una dirección TPDA (En una dirección). El factor de sentido se emplea para diferenciar las vialidades de un sentido de las de doble sentido. Después de verse afectado el tráfico por el factor de sentido. también debemos de analizar el número de carriles por sentido mediante el factor de carril. que es el carril con más tráfico. Sin embargo esto puede no aplicar en algunos casos especiales en que muchos de los camiones viajan cargados en una dirección y regresan vacíos. se deberá hacer el ajuste apropiado y tomar en cuenta el sentido con mayor tráfico. El factor de carril nos va a dar el porcentaje de vehículos que circulan por el carril de la derecha.5.5 y para vialidades en un solo sentido un factor de 1. la PCA recomienda emplear la figura 2.4 en donde este factor depende del número de carriles por sentido ó dirección del tráfico y del tránsito promedio diario anual en un solo sentido. Si éste es el caso.0 En el caso de vialidades de doble sentido generalmente se asume que el tránsito ( en sus diferentes tipos y pesos) viajan en igual cantidad para cada dirección (FS=0.Factor de Sentido. Figura 2.5-4 Proporción de Vehículos circulando por el carril de baja velocidad en una vialidad de 2 ó 3 carriles. 5- Factor de Seguridad de Carga. Una vez que se conoce la distribución de carga por eje, es decir ya que se conoce cuantas repeticiones se tendrán para cada tipo y peso de eje, se utiliza el factor de seguridad de carga para multiplicarse por las cargas por eje. Los factores de seguridad de carga recomendados son: 1.3 Casos especiales con muy altos volúmenes de tráfico pesado y cero mantenimiento. 1.2 Para Autopistas ó vialidades de varios carriles en donde se presentará un flujo ininterrumpido de tráfico y altos volúmenes de tráfico pesado. 1.1 Autopistas y vialidades urbanas con volúmenes moderados de tráfico pesado. 1.0 Caminos y calles secundarias con muy poco tráfico pesado. b) PROCEDIMIENTO DE DISEÑO. El método descrito en ésta sección es empleado una vez que ya tenemos los datos del tráfico esperado, como lo es el tránsito díario promedio anual, la composición vehícular del tráfico y de esta información obtenemos el numero de repeticiones esperadas para cada tipo de eje durante el período de diseño. En la figura 2.5-5 se presenta un formato empleado para resolver el diseño de pavimentos, el cuál requiere de conocer algunos factores de diseño, como: • • • • • Tipo de junta y acotamiento. Resistencia a la flexión del concreto (MR) a 28 días. El valor del módulo de reacción K del terreno de apoyo. Factor de seguridad de la carga (LSF) Número de repeticiones esperadas durante el período de diseño, para cada tipo y peso de eje. El método considera dos criterios de diseño: • • Fatiga Erosión El Análisis por fatiga (para controlar el agrietamiento por fatiga) influye principalmente en el diseño de pavimentos de tráfico ligero (calles residenciales y caminos secundarios independientemente de si las juntas tienen ó o pasajuntas) y pavimentos con tráfico mediano con pasajuntas en las juntas. El análisis por erosión (el responsable de controlar la erosión del terreno de soporte, bombeo y diferencia de elevación de las juntas) influye principalmente el diseño de pavimentos con tráfico mediano a pesado con transferencia de carga por trabazón de agregados (sin pasajuntas) y pavimentos de tráfico pesado con pasajuntas. Para pavimentos que tienen una mezcla normal de pesos de ejes, las cargas en los ejes sencillos son usualmente más severas en el análisis por fatiga y las cargas en ejes tandem son más severas en el análisis por erosión. El diseño del espesor se calcula por tanteos con ayuda del formato de diseño de espesores por el método de la PCA que se presenta en la tabla 2.5.4. Los pasos en el procedimiento de diseño son como siguen: primero cargamos los datos de entrada que se presentan en la tabla 2.5.4 (columna 1 a la 3), los datos de la columna 2 son las cargas por eje multiplicadas por el factor de seguridad de carga. Análisis por Fatiga. Se emplean las mismas tablas y figuras para pavimentos con ó sin pasajuntas, mientras que la única variable es si se cuenta ó no con apoyo lateral, de manera que: Sin apoyo lateral. • Use la tabla 2.5.5 y la figura 2.5.5 Con apoyo lateral. • Use la tabla 2.5.6 y la figura 2.5.5 Procedimiento: 1. Introducir como datos los valores de esfuerzo equivalente en las celdas 8, 11, 14 del formato de diseño de espesores. Estos valores se obtienen de las tablas apropiadas de factores de esfuerzos equivalentes (tablas 2.5.5 y 2.5.6), dependiendo del espesor inicial y el valor de k. 2. Dividir los valores de esfuerzo equivalente entre el módulo de ruptura del concreto, al resultado le llamamos relación de esfuerzos y vamos a obtener una para cada tipo de eje (sencillo, tándem y tridem). Estos valores los anotamos en el formato de diseño de espesores (tabla 2.5.4) en las celdas 9, 12 y 15. 3. Llenar la columna 4 de “repeticiones permisibles” obtenidas en la figura 2.5.5 4. Obtener el % de fatiga de cada eje. El % de fatiga se anota en la columna 5 y se obtiene dividiendo las repeticiones esperadas (columna 3) entre las repeticiones permisibles (columna 4) por 100; esto se hace para cada eje y posteriormente se suman todos los porcentajes de daño por fatiga para obtener el porcentaje total de daño por fatiga. Análisis por Erosión. Sin apoyo lateral. • • Para pavimentos con pasajuntas, emplear la tabla 2.5.7 y la figura 2.5.6 En los pavimentos en que la transferencia de carga se realiza exclusivamente mediante la trabazón de los agregados, use la tabla 2.5.8 y la figura 2.5.6 Con apoyo lateral. • Para pavimentos con pasajuntas ó continuamente reforzados, emplear la tabla 2.5.9 y la figura 2.5.7 • En los pavimentos en que la transferencia de carga se realiza exclusivamente mediante la trabazón de los agregados, use la tabla 2.5.10 y la figura 2.5.7 Procedimiento: 1. Anote en las celdas 10,13 y 16 del formato de diseño de espesores, los correspondientes factores de erosión obtenidos de las tablas adecuadas (tablas 2.5.7 a 2.5.10) 2. Calcule las “repeticiones permisibles” con ayuda de la figura 2.5.6 y la figura 2.5.7, y anótelos en la columna 6 del formato de diseño de espesores. 3. Calcule el porcentaje de daño por erosión (columna 7) para cada eje dividiendo las repeticiones esperadas (columna 3) entre las repeticiones permitidas (columna 6) y multiplicando el resultado por 100, para posteriormente totalizar el daño por erosión. Al emplear las gráficas no es necesario una exacta interpolación de las repeticiones permisibles. Si la línea de intersección corre por encima de la parte se considera que las repeticiones de carga permisibles son ilimitadas. .superior de la gráfica. 320 42. en kips 1 Multiplicada por LSF 2 8.4 24.0 33.7 0. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tandem 52 48 44 40 36 32 28 24 20 16 62.3 2.2. Factor de relación de esfuerzo Ejes Sencillos 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 36.000 1.000 5.4 0.000 ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado 192 0.310 14.8 14.837.700.2 28.900 1.000 77.1 9.8 24.5.000 984.656. Factor de Erosion % de Daño 7 2.0 .8 48. Esfuerzo equivalente 12.000 64.295 23.000 2.800 301.8 26.5) 4 206 0.900 1.5.000 3.000 23.59 Análisis de Fatiga Carga del eje.500.000.6 52.000 230.410 106.2 PASAJUNTAS: SI ____ NO _____ APOYO LATERAL: SI ____ NO _____ PERÍODO DE DISEÑO(AÑOS): 20 COMENTARIOS: 4" de base cementada Análisis de Erosión Repeticiones permisibles (FIG 2.0 21.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6.356.0 8.227.870 124.4 Formato para el diseño de espesores por el método de la PCA CALCULO DE ESPESOR DEL PAVIMENTO PROYECTO: Diseño Carretera inter-estatal de 4 carriles.6 31.000.9 1.2 38.5.100.100 1.000 11.600.0 43.200. DE LA SUBRASANTE: MÓDULO DE RUPTURA.9 5.900 235.5 in 130 pci 650 psi 1.000 4.690 30.6 28.5.3 3.000 92.4 33.500.4 0 0 0 0 0 0 Repeticiones Esperadas 3 Repeticiones Permisible (FIG.1 13.4 11.4 19.000 1.500 586. ESPESOR INICIAL: MÓDULO DE REACCION K. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tridem 18 21.900.79 920.0 0.6 19.500.5 0 0 0 2. Esfuerzo equivalente 15.95 2.0 1.200.000 9. MR: FACTOR DE SEGURIDAD DE CARGA.317 % de Fatiga 5 1.8 0 0 0 2.7) 6 10.1 5. Factor de Erosion 0.000.000 ilimitado ilimitado ilimitado 13.9 1.000 ilimitado ilimitado ilimitado 16.000 2. Factor de Erosion 2.2 14. Esfuerzo equivalente 9.228 1.000 ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado ilimitado 148 0.000 TOTAL 9.000 1.0 19.000 ilimitado TOTAL 62.6 ó 2.1 1.000 1.9 0 21. LSF: 9.200 422.500.000 24.Tabla 2.500.000.2 16.900 885.3 48.4 57.140 64.000 27.6 250.900 372.000.800 930. . 5 11.0 11.0 8.0 6.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa. (pulgadas) 4.0 9.5 14.0 10.5 6.5 7.5 8. pci 50 Sen Tán 825 699 602 526 465 417 375 340 311 285 264 245 228 213 200 188 177 168 159 152 144 679 586 516 461 416 380 349 323 300 281 264 248 235 222 211 201 192 183 176 168 162 100 Tri 510 439 387 347 315 289 267 247 230 215 200 187 174 163 153 142 133 123 114 105 97 150 Tri 456 380 328 290 261 238 219 203 189 117 166 157 148 140 132 125 119 113 107 101 96 200 Tri 437 359 305 266 237 214 196 181 168 158 148 140 132 125 119 113 108 103 98 93 89 300 Tri 428 349 293 253 223 201 183 168 156 145 136 129 122 115 110 104 100 95 91 87 83 500 Tri 419 339 282 240 209 186 167 153 141 131 122 115 108 103 98 93 89 85 81 78 75 700 Tri 414 331 272 230 198 173 154 139 126 116 108 101 95 89 85 80 77 73 70 67 65 Sen Tán 726 616 531 464 411 367 331 300 274 252 232 215 200 187 175 165 155 147 139 132 125 585 500 436 387 348 317 290 268 249 232 218 205 193 183 174 165 158 151 144 138 133 Sen Tán 671 571 493 431 382 341 307 279 255 234 216 200 186 174 163 153 144 136 129 122 116 542 460 399 353 316 286 262 241 223 208 195 183 173 164 155 148 141 135 129 123 118 Sen Tán 634 540 467 409 362 324 292 265 242 222 205 190 177 165 154 145 137 129 122 116 110 516 435 376 331 296 267 244 224 208 193 181 170 160 151 143 136 130 124 119 114 109 Sen Tán 584 498 432 379 336 300 272 246 225 206 190 176 164 153 144 135 127 120 113 107 102 486 406 349 305 271 244 222 203 188 174 163 153 144 136 129 122 116 111 106 102 98 Sen Tán 523 448 390 343 304 273 246 224 205 188 174 161 150 140 131 123 116 109 103 98 93 457 378 321 278 246 220 199 181 167 154 144 134 126 119 113 107 102 97 93 89 85 Sen Tán 484 417 363 320 285 256 231 210 192 177 163 151 141 132 123 116 109 103 97 92 88 443 363 307 264 232 207 186 169 155 143 133 124 117 110 104 98 93 89 85 81 78 Tri 412 328 269 226 193 168 148 132 120 109 101 93 87 82 78 74 70 67 64 61 59 .0 7.5 12.0 12. Esfuerzo equivalente .5 5.5 Esfuerzo Equivalente para Pavimentos Sin Apoyo Lateral.5 13.Tabla 2.0 13.5 10.0 5.5.5 9.0 k de la subrasante.0 4. Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.0 8.0 10.5 7.5 12.5 6.6 Esfuerzo Equivalente para Pavimentos Con Apoyo Lateral. Esfuerzo equivalente .5 9.Tabla 2.0 5. (pulgadas) 4. pci 50 Sen Tán 640 547 475 418 372 334 302 275 252 232 215 200 186 174 164 154 145 137 130 124 118 534 461 404 360 325 295 270 250 232 216 202 190 179 170 161 153 146 139 133 124 122 100 Tri 431 365 317 279 249 225 204 187 172 159 147 137 127 119 111 104 97 91 85 80 75 150 Tri 392 328 281 246 218 196 178 162 149 138 128 120 112 105 99 93 88 83 79 75 71 200 Tri 377 313 266 231 204 183 165 151 138 128 119 111 104 97 92 86 82 78 74 70 67 300 Tri 369 305 258 223 96 175 158 143 131 121 112 105 98 92 87 82 78 74 70 67 63 500 Tri 362 297 250 214 187 166 149 135 123 113 105 98 91 86 81 76 72 68 65 62 59 700 Tri 360 292 244 208 180 159 142 127 116 106 98 91 84 79 74 70 66 63 60 57 54 Sen Tán 559 479 417 368 327 294 266 243 222 205 190 176 164 154 144 136 128 121 115 109 104 468 400 349 309 277 251 230 211 196 182 171 160 151 143 135 128 122 117 112 107 103 Sen Tán 517 444 387 342 304 274 248 226 207 191 177 164 153 144 135 127 120 113 107 102 97 439 372 323 285 255 230 210 193 179 166 155 146 137 130 123 117 111 106 101 97 93 Sen Tán 489 421 367 324 289 260 236 215 197 182 169 157 146 137 129 121 114 108 102 97 93 422 356 308 271 241 218 198 182 168 156 146 137 129 121 115 109 104 99 95 91 87 Sen Tán 452 390 341 302 270 243 220 201 185 170 158 147 137 128 120 113 107 101 96 91 87 403 338 290 254 225 203 184 168 155 144 134 126 118 111 105 100 95 91 86 83 79 Sen Tán 409 355 311 276 247 223 203 185 170 157 146 136 127 119 112 105 99 94 89 85 81 388 322 274 238 210 188 170 155 142 131 122 114 107 101 95 90 86 82 78 74 71 Sen Tán 383 333 294 261 234 212 192 176 162 150 139 129 121 113 106 100 95 90 85 81 77 384 316 267 231 203 180 162 148 135 125 116 108 101 95 90 85 81 77 73 70 67 Tri 359 291 242 206 178 156 138 124 112 102 94 87 81 76 71 67 63 60 57 54 51 .5 14.0 6.0 12.5 8.0 4.5 11.0 k de la subrasante.0 9.5 13.0 7.5.5 5.Con Apoyo Lateral.0 11.5 10.0 13. 60 58 56 54 52 120 0.15 110 10.000. EN KIPS 0.30 70 2 10. Análisis de fatiga (Repeticiones permisibles basadas en el factor de relación de esfuerzo.00 2 10 8 20 16 1.80 0.5.000 .000.50 2 20 18 16 14 12 40 0. REPETICIONES PERMISIBLES 90 100.5.25 40 38 36 34 32 80 0.90 1.000 8 6 4 2 50 CARGAS DE EJES SENCILLOS. con ó sin apoyo lateral).20 FACTOR DE RELACIÓN DE ESFUERZO 8 6 4 0.50 100 FIGURA 2.000 8 6 4 30 28 26 24 22 60 0 40 50 0. EN KIPS 48 46 44 42 100 CARGAS DE EJES TANDEM.000 4 6 2 1.60 0.70 1000 8 6 4 30 0. 98 2.28 3.91 2.28 2.13 2.58 3.5 14.57 3.39 2.26 3.11 Tán 3.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.78 200 Tri 3.64 2.90 2.97 2.Con Pasajuntas .02 2.51 2.72 2.68 2.31 3.81 2.40 2.70 2.35 2.10 3. (pulgadas) 4.38 2.79 2.29 3.93 2.09 3.46 700 Tri 3.31 3.39 2.59 2.25 2.23 2.38 2.50 3.60 2.56 2.42 3.0 7.27 3.23 3.76 2.78 3.55 2.7.36 2.78 2.18 2.71 2.11 3.44 2.89 2.55 2.97 2.42 2.70 2.64 2.29 Sen 3.19 Tri 3.14 3.40 2.07 3.27 2.83 2.77 2.37 3.45 2.39 2.26 3.60 2.68 2.17 3.84 2.43 3.45 2.57 3.59 3.79 3.68 2.42 3.46 3.59 2.68 2.75 2.09 2.51 2.73 2.05 Tán 3.37 2.31 2.06 3.38 Tán 3.48 2.61 3.79 2.5 7.48 3.11 2.42 2.32 2.53 3.84 2.49 2.54 3.34 3.22 3.23 2.38 3.56 2.90 2.16 2.47 2.05 2.87 2.58 3.52 3.56 2.87 2.68 3.50 2.45 3.10 3.58 2.23 2.74 2.07 Tán 3.81 2.43 Sen 3.36 2.72 2.61 2.76 2.28 3.18 3.40 3.53 3.90 2.18 3.70 3.5 9.20 3.14 3.82 3. Factores de Erosión .31 3.40 3.99 2.86 2.72 3.44 2.56 2.54 2.5.49 3.07 2.82 2.58 2.54 2.78 2.89 3.14 3.98 2.25 3.28 2.85 2.53 500 Tri 3.65 3.08 3.74 2.72 2.87 2.86 2.33 3.00 2.35 2.51 3.33 3.04 2.75 3.47 2.11 3.55 3.84 2.13 100 Tri 3.19 2.15 3.74 2.36 2.08 3.0 4.70 3.23 3.99 2.0 11.5 11.73 2.50 2.80 2.86 2.52 3.95 2.02 2.16 3.30 3.26 2.44 2.67 3.48 2.82 2.93 2.94 2.0 10.77 2.60 2.44 2.18 2.21 3.75 3.62 2.71 2.97 2.15 3.86 2.62 3.70 3.20 2.85 2.44 3.33 2.5 13.00 2.40 3.06 2.62 2.80 2.97 2. para Pavimentos con Pasajuntas y Sin Apoyo Lateral.82 2.65 2.94 2.08 Tán 3.30 2.88 2.50 2.81 2.46 2.Factores de Erosión.41 2.26 3.05 2.54 2.99 2.42 2.76 2.16 3.54 2.58 2.32 2.63 2.18 2.21 2.38 3.62 2.69 2.76 2.63 2.76 2.03 2.54 Sen 3.70 2.59 2.03 2.91 2.44 2.09 3.58 2.69 3.13 3.5 10.0 5.71 2.31 3.5 5.03 Tán 3.63 2.0 k de la subrasante.67 2.19 3. pci 50 Sen 3.50 2.04 2.35 2.56 3.96 2.0 12.63 2.06 2.36 2.21 3.86 2.0 6.87 2.54 2.68 3.22 3.97 2.36 3.33 2.94 2.41 3.5 8.23 2.07 2.74 3.14 3.59 3.44 3.61 2.20 3.61 3.26 2.16 3.68 2.47 2.75 2.5 12.0 13.68 2.12 3.Tabla No.81 2.49 2.34 Sen 3.96 2.32 .58 3.78 2.93 2.51 2.54 2.26 3.53 2.68 2.45 3.29 3.91 2.23 Sen 3.83 3.93 2.54 2.67 2.25 2.68 2.13 2.41 3.5 6.15 2.0 9.08 2.33 3.92 2.0 8.90 2.14 2.57 2.03 2.17 3.72 2.64 2.70 3.40 3.93 2.30 2.30 3.09 2.65 2.67 2.30 2.56 2.49 2.41 2.01 2.01 2.47 3.50 3.49 2.55 3.65 30 Tri 3.41 2.20 3.71 3.64 2.82 2.63 2.36 3.73 3.40 3.73 3.29 2. 2.26 3.45 2.85 2.79 2. 61 2.44 3.87 2.75 3.76 2.03 2.81 2.44 Tri 3.16 3.98 2.91 2.55 3.48 2.99 2.5 10.99 2.26 3.32 3.43 3.08 3.97 3.86 3.04 2.85 2.82 2.00 2.66 2.25 3.80 3.76 2.40 2.53 3.56 2.66 2.58 3.90 2.10 3.60 3.36 Tán 3.5 5.01 2.06 3.82 3.48 3.32 Tán 3.60 2.93 2.41 3.00 2.28 Tán 3.95 3.51 2.86 2.81 2.68 2.48 3.50 Sen 3.04 2.Factores de Erosión.59 2.64 3.72 2.52 3.17 3.5 8.0 10.48 2.88 2.00 2.57 2.01 2.83 2.95 2.81 30 Tri 3.43 3.05 2.89 2.0 7.71 2.34 3.35 3.49 .63 3.25 3.25 Tán 3.84 2.09 3.04 3.0 6.80 2.69 2.79 2.90 2.35 3.64 2.50 3.83 2.77 2.89 2.53 2.44 2.5 13.44 2.0 13.68 2.77 3.33 3.20 3.40 3.52 3.46 2.86 2.56 3.82 3.94 2.46 3.86 2.32 3.32 3.79 2.22 3.24 3.73 3.87 2.65 2.5 6.99 2.55 3.87 2.69 2.84 2.89 3.58 Sen 3.13 3.75 2.60 3.20 3.75 3.41 2.77 Sen 3.34 2.52 3.72 2.95 2.27 3.37 3.02 2.Sin Pasajuntas .53 2.46 3.63 2. (pulgadas) 4.64 2.76 2.80 2.37 3.06 2.42 3.43 3.39 3.56 2.10 3.40 2.55 2.53 3.16 3. Factores de Erosión .54 3.94 200 Tri 3.11 3.96 2.32 3.09 3.30 2.13 3.27 3.61 3.68 2.81 2.62 3.15 3.25 3.83 3.68 2.98 2.66 3.68 3.88 2.20 3.04 2.67 3.07 3.81 3.27 3.79 2.14 3.37 3.21 3.58 2.90 2.88 3.15 3.0 4.30 3.02 2.5 7.13 3.91 3.11 3.44 Tán 3.22 3.71 3.5 12.75 2.11 3.26 3.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.85 3.72 3.63 3.82 3.99 2.49 3.22 3.05 3.40 3.65 2.0 9.68 2.76 2.10 3.07 3.96 2.31 3.54 3.69 500 Tri 3.15 3.62 2.91 2.40 3.74 2.64 3.59 2.66 3.0 8.90 Sen 3.77 2.5 14.97 2.76 3.58 3.98 2. pci 50 Sen 3.10 3.29 3.81 2.60 2.94 2.72 2.58 2.70 3.5 11.60 2.14 3.06 3.26 3.74 2.93 2.72 3.36 2.36 2.34 3.86 3.95 2.32 2.20 3.68 2.86 2.0 5.84 2.56 2.65 3.5 9.44 3.92 2.68 3.91 2.14 3.03 2.71 2.63 2.68 3.80 2.20 3.92 2. para Pavimentos sin Pasajuntas y Sin Apoyo Lateral.51 3.27 3.74 3.18 3.55 2.34 3.91 3.49 2.07 2.72 3.91 2.60 2.46 3.0 11.09 3.31 3.97 2.26 3.73 2.17 3.81 2.47 2.50 2.76 3.66 3. 2.03 2.30 3.76 2.52 2.73 2.63 700 Tri 3.95 2.78 2.39 2.54 Tán 4.8.53 100 Tri 4.06 3.37 3.79 3.54 2.94 2.94 3.45 2.60 3.93 2.10 3.37 3.85 2.98 2.63 2.21 3.87 2.03 3.51 3.95 3.72 2.0 12.Tabla No.67 2.65 Sen 3.72 2.17 3.64 2.42 3.43 3.22 3.5.76 3.77 2.68 2.64 3.0 k de la subrasante.21 3.40 3.18 3.80 2.56 3.36 3.88 3.85 2.30 3.44 3.49 3.61 2.98 2.55 2.71 2.93 2.51 2.03 3.84 2.60 2.29 3.56 3.02 2.01 2.76 2.48 3.14 3.91 2.51 2.11 3.80 2.96 2.18 3.67 2.65 2.13 3.73 2.85 3.06 3.21 3. 60 120 110 100.000.000.000 8 6 4 2 40 80 70 CARGAS DE EJES TANDEM.4 2.8 1. EN KIPS 8 FACTOR DE EROSIÓN 25 3.0 3.6 3.000 .2 6 4 50 2 20 18 3.000.000 8 6 4 50 100 90 2.2 2.000 8 6 16 30 14 12 25 2 10.6 2 10.4 3.0 2.000 10 9 20 18 16 4 8 6 8 2 REPETICINES DE CARGA PERMISIBLES 30 CARGAS DE EJES SENCILLOS.8 4.0 4 40 35 100. EN KIPS 60 2. 5. sin apoyo lateral). .6 Análisis de Erosión.Figura 2. (Repeticiones permisibles basadas en el factor de erosión. 33 3.35 2.22 2.65 2.38 2.04 1.18 2.97 1.79 2.20 3.5 9.28 2.75 2.11 2.82 2.30 2.71 200 Tán 3.12 2.39 2.00 1.20 3.87 1.15 3.13 2.10 2.15 2.97 1.97 2.68 2.16 2.82 1.67 2.86 1.29 2.79 2.05 2.67 2.79 2.46 2.62 2.81 1.89 1.86 1.99 2.27 2.89 2.16 2.37 2.88 1.64 2.80 2.29 2.28 Sen 3.76 100 Tán 3.42 2.08 2.15 2.93 1.01 2.94 2.50 2.41 2.04 1.93 1.01 1.19 3.81 2.91 1.77 2.23 2.0 5.84 1.65 2.38 2.38 2.79 1.10 2.Tabla No.19 2.93 2.27 2.52 2.64 2.0 13.20 2.38 2.5.28 3.14 2.86 2.97 1.73 2.61 700 Tán 3.5 13.83 .29 2.68 1.65 2.20 2.99 1.76 2.5 14.74 2.07 2.79 1.44 2.05 2.39 2.00 2.61 2.77 1.84 1.24 2.09 2.53 2.90 2.85 1.09 3.03 Sen 3.39 2.31 2.89 1.53 2.13 2.87 2.83 2.34 2.09 2.41 2.67 2. (pulgadas) 4. para Pavimentos con Pasajuntas y Con Apoyo Lateral.56 2.74 1.01 1.47 2.0 4.93 1.25 2.76 1.05 2.73 2.70 1.09 2.5 12.08 2.01 2.79 2.50 2.15 2.72 2.Con Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.92 1.5 8.27 2.43 2.13 2.01 2.39 2.77 1.34 2.5 11.20 2.45 2.9.42 2.32 2.68 2.26 2.01 2.16 2.56 2.24 2.61 2.56 2.33 2.10 2.54 2.13 3.04 2.95 1.55 2.70 2.91 1.67 2.12 Sen 3.13 3.27 2.72 1.37 2.70 2.91 1.23 2.20 2.36 2.09 2.63 2.0 12.75 2.95 1.58 2.26 2.62 2.94 1.61 2.0 9.13 2.49 2.42 2.58 2.23 2.51 2.85 2.93 2.0 11.43 2.20 2.59 2.08 2.65 1.32 2.01 1.22 2.36 2.03 1.89 2.87 1.97 2.25 2.24 3.16 3.56 2.99 1.82 50 Tán 3.11 2.58 2.41 2.04 2.13 2.51 2.79 2.14 2.50 2.05 2.06 2.46 2.57 2.32 2.48 2.02 1.85 1.57 2.88 1.46 2.95 Tri 3.22 2.52 2.39 2.05 2.68 2.32 2.20 2.19 2.74 Tri 3.20 2.16 2.5 10.51 2.95 1.46 2.0 8.71 2.0 k de la subrasante.92 2.16 2.62 2.60 2.13 2.21 2.93 2.95 1.96 2.89 1.10 2. 2.87 2.44 2.47 2.35 2.71 2.96 1.59 2.88 Tri 3.84 1.89 2.11 2.23 2.52 2.03 1.76 2.91 1.54 2.34 2.79 2.84 2. Factores de Erosión .08 2.75 2.0 7.45 2.36 2.32 2.09 2.51 2.67 30 Tán 3.0 10.94 1.57 2.75 1.30 3.27 2.18 2.5 5.15 2.0 6.87 2.95 2.43 Sen 3.48 2.31 2.47 2.07 2.26 2.91 Sen 3.33 2.91 2.20 2.07 2.98 1.5 6.44 2.99 1.63 2.90 2.30 2.09 3.73 2.21 3.50 2.98 2.91 2.17 2.79 2.99 1.55 2.54 2.74 2.80 1.87 2.05 2.86 1.19 3.Con Pasajuntas .24 2.68 2.00 2.10 3.03 2.65 2.06 Tri 3.83 1.83 2.31 2.95 1.80 Tri 3.09 2.64 500 Tán 3.14 2.43 2.98 2.02 1.08 2.43 2.5 7.48 2.72 1.98 1.90 1.00 1.17 Tri 3.05 2.09 2.66 2.24 3.35 2.82 2.12 2.30 2.75 2.09 2.01 1.Factores de Erosión.30 2. pci Sen 3.36 2.26 2.18 2.81 1.45 2.85 2. 83 2.33 500 Tri 3.19 3.34 2.51 2.15 2.97 2.52 2.79 2.93 2.10 2.33 2.55 2.57 2.51 2.76 2.75 2.38 2.22 2.68 2.39 2.72 2.20 3.30 2.97 2.32 3.09 3.94 2.40 2.87 Tán 3.55 2.59 2.62 2.84 2.67 2.04 Tán 3.63 2.01 2.45 2.0 12.5 9.60 2.24 3.19 2.53 2.67 2.05 .61 2.0 9.91 2.73 2.15 Sen 3.90 2.10 3.26 2.46 2.06 Sen 3.65 2.34 2.15 3.16 2.89 Tán 3.28 2.12 Tán 3.20 2.61 2.29 3.05 2.97 Tán 3.0 5.72 2.15 2.28 3.36 Sen 3.83 2.05 2.5 6.76 2.5 12.10 2.16 3.48 2.36 2.46 3.38 3.73 2.27 2.16 3.94 2.51 2.34 2.83 2. Factores de Erosión .51 2.80 2.38 2.74 2.96 2.78 2.79 2.80 2.48 2.42 2.45 2.85 2.32 3.07 2.00 2.86 2.08 2.45 2.0 6.14 2.99 2.38 2. 2.05 3.83 2.18 2.92 2.86 2.05 2.12 3.32 3.22 3.96 2.88 2.84 2.11 2.23 2.27 2.51 2.24 3.33 2.26 2.93 2.89 2.36 3.36 2.08 3.18 3.5 10.32 2.10 2.10 2.53 2.17 2.56 2.19 2.33 2.Sin Pasajuntas .30 2.72 2.32 2.92 2.32 3.51 Sen 3.38 3.65 2.61 2.50 3.91 1.16 2.16 2.39 2.12 3.70 200 Tri 3.33 2.91 2.81 2.56 2.28 2.66 2.60 2.42 3.76 2.21 2.34 2.38 2.57 2.48 2.46 2.54 2.0 8.Factores de Erosión.98 1.04 2.40 2.62 2.92 2.02 2.27 2.Con Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.54 2.36 2.08 3.5 14.62 2.5 11.28 2.5.16 2.35 2.46 2.33 2.83 2.24 2.77 2.90 2.09 2.59 2.09 2.12 2.0 11.70 2.07 2.68 2.54 2.02 1.26 3.49 3.24 2.79 2.48 2.41 3.75 2.10 3.39 3.28 3.53 2.30 3.36 2.00 2.05 2.58 2.72 2.63 2.48 2.70 2.44 2.13 100 Tri 3. (pulgadas) 4.45 2.24 2.79 2.74 2.58 2.38 2.30 3.00 Tri 3.26 2.65 2.38 2.99 1.20 2.09 3.00 2.24 2.53 2.00 2.13 2.93 1.06 2.39 2.20 3.00 1.13 2.86 2.49 2.54 2.88 2.11 3.19 3.87 2.42 2.55 2.61 2. pci 50 Sen 3.49 2.95 2.43 2.74 2.26 3.88 2.13 2.59 2.01 1.79 2.30 2.97 2.73 2.15 2.04 2.11 2.50 2.77 2.58 2.66 2.29 2.28 3.20 2.09 2.01 2.28 2.0 k de la subrasante.43 2.68 2.67 2.15 3.36 2.62 2.59 2.44 2.21 3.0 4.14 2.42 2.16 3.78 2.65 2.43 2.31 2.31 2.5 8.5 5.57 2.57 2.22 2.41 2.5 13.51 30 Tri 3.43 2.77 2.28 2.42 2.95 2.70 2.19 2.97 2.48 2.44 2.67 2.Tabla No.19 3.50 2.90 2.87 2.0 13.03 2.02 2.54 2.72 2.39 2.28 3.86 2.93 Tán 3.70 2.65 2.49 2.65 2.41 2.5 7.69 2.81 2.95 1.04 2.31 2.04 1.26 2.17 2.40 3.22 2.73 2.06 2.70 2.22 3. para Pavimentos sin Pasajuntas y Con Apoyo Lateral.23 Sen 3.65 2.0 10.03 2.29 2.13 3.79 2.62 2.94 2.09 2.97 1.0 7.53 2.24 2.10.85 2.08 2.24 700 Tri 3.21 2.99 2.74 2.39 3.18 3.25 3.43 2.19 2.80 2.24 2.38 2.25 2.57 2.86 2.19 2. 4 FACTOR DE EROSION 2.60 120 110 1.000.6 100.6 1.4 3. EN KIPS 80 .000 8 10 9 8 20 18 6 4 16 REPETICIONES DE CARGA PERMISIBLES 40 CARGAS DE EJE SENCILLO.000 3.0 2.6 2 6 8 20 18 16 40 35 30 4 14 25 12 10.2 3.000 6 4 2 1.8 2.000 6 8 70 30 4 60 2 25 50 2.000.2 CARGAS DE EJES TANDEM. EN KIPS 2.0 3.000 4 2 50 100 90 10.8 100.000. EJEMPLO DE DISEÑO POR EL METODO DE LA PCA. con apoyo lateral).Figura 2.5.7 Análisis de Erosión. (Repeticiones permisibles basadas en el factor de erosión. . 267 % DEL TPDA 58.0% 19.4% 2.4% 0.11 Tránsito promedio diario anual y su composición para el ejemplo de diseño PCA TIPO DE VEHICULO A2 A´2 B2 B4 C2 C3 T2-S2 T3-S2 T3-S3 T3-S2-R4 TOTAL DIARIOS 1.2% 2.1% 100. resultando un tránsito promedio diario anual (TPDA) de 2.1% 7.1% 0.0 % Tasa de crecimiento anual del tráfico: Se realizó un aforo durante varios días y además se promedio con el tráfico (ya conocido) de otras vialidades de condiciones muy similares.0% CARGADOS 100% 100% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% 60% VACIOS 0% 0% 40% 40% 40% 40% 40% 40% 40% 40% . Módulo de Ruptura (MR) del concreto = 650 psi Módulo de Sub-reacción del Suelo (k) = 100 pci Base granular de 20 cms Factor de seguridad de carga de 1. con la siguiente composición: Tabla 2. Sin Apoyo Lateral.DATOS: Vialidad Urbana de 2 sentidos y de 2 carriles por sentido.1 Datos del Tráfico: Período de diseño: 20 años 3.5% 0.315 433 168 52 202 25 4 56 10 2 2.267 vehículos en una sola dirección.5.3% 8.9% 1. de manera que obtenemos un 94% vehículos circulando por el carril de la derecha.a) Tránsito Pesado Promedio Diario Anual. El método de la PCA descarta el tráfico ligero como los vehículos A’ y A’2.94 .b) Factor de Sentido: Dado que los datos del aforo son en un solo sentido. sin embargo para efectos de este ejemplo si los vamos a considerar en el diseño. 1. así que para determinar el factor de carril a emplear se utilizará la figura 2.SOLUCION: 1. Por lo que el ADTT equivale al tránsito promedio diario anual (TPDA) dado. En los datos generales del proyecto se menciona que la vialidad cuenta con 2 carriles por sentido.5-4 entrando con el TPDA de 2.Análisis del tráfico para conocer el número de repeticiones esperadas para cada eje. aún sabiendo que su impacto es mínimo.c) Factor de Carril. 1.00. entonces el factor de sentido a emplear será de 1. 1.267 vehículos (incluyendo los ligeros) hasta encontrar la línea de 2 carriles en una dirección.. es decir un factor de carril de 0. 5.00 PROPORCION DE VEHICULOS EN EL CARRIL DE LA DERECHA 2 0.3435 .80 0.94 Factor de Carril Figura 2. en miles 60 40 20 10 8 6 4 2 carriles en una dirección 3 carriles en una dirección 2.60 0.d) Factor de Crecimiento Anual. 1.100 80 TPDA (En una dirección). Para el calculo del factor del crecimiento anual se emplean los datos de período de diseño igual a 20 años y la tasa de crecimiento anual de 3%.50 0.90 1.267 vehículos 1 0. resultando un factor de crecimiento anual de 1.70 0.8 Cálculo del factor de carril para el ejemplo de diseño PCA. 0 x 0.e) Repeticiones esperadas para cada tipo de eje. El eje sencillo de 6. tándem ó tridem. Dado que conocemos los tipos de vehículos y la cantidad de ellos (repeticiones esperadas) que van a circular sobre el pavimento.( 1 + 0. por lo que las repeticiones esperadas de este tipo de eje será: En el primer año: Rep. Esperadas = (Rep. lo que se hace a continuación es separar la repetición para cada tipo de eje. Esperadas = 202 x 0. es decir para cada peso de eje (recordar que tenemos unos cargados y otros vacíos) y para cada tipo como lo son ejes sencillos.722.48 En toda la vida útil: Rep. cuando este circula vacío.1 FCA = ( 0.03 ) ( 20 ) = 1.6 kips únicamente interviene en el conjunto de ejes traseros del camión de 2 ejes (C2). Esperadas = (Rep. Diarias del eje) x (% Cargado ó Vacío) x (Factor de Sentido) x (Factor de Carril) x (365) Rep. Para efectos del ejemplo únicamente analizaremos un tipo de eje y presentaremos más adelante los resultados de todos los tipos de ejes.94 x 365 Rep. Esperadas = 27. 1er año) x (Período de diseño) x .40 x 1.03 ) 20 .3435 1. 746 7.353 148.903 1.400 2.48 x 20 x 1.40 17.056 76.00 15.749 192.739 471.100 7.244 96.300 148.60 *11.50 288 17.571 619.5.991.70 8.6 kips.523 2.450 3.80 9. Los resultados de las repeticiones esperadas para todos los tipos de ejes que intervienen en nuestro proyecto se presenta en la siguiente tabla: Tabla 2.067.70 8.36 8.246.714 192.581.950 288 288 24.164 10.40 22.562 27.419 37.74 6.656 90.562 13.90 11.00 7.723 51.10 15.164 10.3435 Rep.80 12.917 744.(Factor de Crecimiento Anual) Rep.553 3.11 Repeticiones esperadas para cada tipo de eje en el ejemplo de diseño PCA TIPO DE EJE Sencillo Sencillo Sencillo Sencillo Sencillo Sencillo Sencillo Sencillo Sencillo Tándem Tándem Tándem Tándem Tándem Tándem Tándem Tándem Tándem Tándem PESO EN KIPS 2.739 Tridem Tridem 7.739 7.675 7.04 7.499 288.499 288.991.871 2.376 7.60 7.80 39.20 3.075 23. Esperadas = 27.619 56.917 355. Esperadas = 744. se deberá analizar todos los tipos de ejes derivados de la composición vehicular del tránsito promedio diario anual.563 3.378.00 *49.60 30.746 32.722.749 878.691 1.428 .26 REPETICIONES REPETICIONES AL AÑO EN LA VIDA ÚTIL 902.903 De igual manera de como se calculó las repeticiones permisibles para el eje sencillo de 6. 5.Cálculo del Modulo de sub-reacción (k) de diseño.5.* El peso por eje de los ejes tridem. 2. 2.33 pci (=150 pci para simplificar el ejemplo).Sub-base (pci) k del Suelo (pci) 4" 50 100 200 300 65 130 220 320 Espesor de la sub-base 6" 75 140 230 330 9" 85 160 270 370 12" 110 190 320 430 .subbase a un valor de 153. resultando la k del conjunto suelo .5. se deberá dividir entre tres para poder emplear la escala de los ejes sencillos en los nomogramas de repeticiones permisibles tanto de fatiga como de erosión (figuras 2. de acuerdo a la siguiente tabla: Tabla 2.5. El valor de k = 100 pci es del terreno natural y como tenemos una base granular de 20 cms..5.12 Cálculo de la k de conjunto suelo-subbase para el ejemplo de diseño PCA k Suelo .6 y 2. la k se modifica .7). entramos a la siguiente tabla para encontrar los esfuerzos equivalentes para los ejes sencillo.5 6. tandem y tridem en el ejemplo de diseño PCA.5 11.5" y una k de diseño de 150 pci.0 9. Esfuerzo equivalente .0 6.0 5.5 7.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa. pci 50 Sen Tán 825 699 602 526 465 417 375 340 311 285 264 245 228 213 200 188 177 168 159 679 586 516 461 416 380 349 323 300 281 264 248 235 222 211 201 192 183 176 100 Tri 510 439 387 347 315 289 267 247 230 215 200 187 174 163 153 142 133 123 114 150 Tri 456 380 328 290 261 238 219 203 189 117 166 157 148 140 132 125 119 113 107 200 Tri 437 359 305 266 237 214 196 181 168 158 148 140 132 125 119 113 108 103 98 300 Tri 428 349 293 253 223 201 183 168 156 145 136 129 122 115 110 104 100 95 91 500 Tri 419 339 282 240 209 186 167 153 141 131 122 115 108 103 98 93 89 85 81 700 Tri 414 331 272 230 198 173 154 139 126 116 108 101 95 89 85 80 77 73 70 Sen Tán 726 616 531 464 411 367 331 300 274 252 232 215 200 187 175 165 155 147 139 585 500 436 387 348 317 290 268 249 232 218 205 193 183 174 165 158 151 144 Sen Tán 671 571 493 431 382 341 307 279 255 234 216 200 186 174 163 153 144 136 129 542 460 399 353 316 286 262 241 223 208 195 183 173 164 155 148 141 135 129 Sen Tán 634 540 467 409 362 324 292 265 242 222 205 190 177 165 154 145 137 129 122 516 435 376 331 296 267 244 224 208 193 181 170 160 151 143 136 130 124 119 Sen Tán 584 498 432 379 336 300 272 246 225 206 190 176 164 153 144 135 127 120 113 486 406 349 305 271 244 222 203 188 174 163 153 144 136 129 122 116 111 106 Sen Tán 523 448 390 343 304 273 246 224 205 188 174 161 150 140 131 123 116 109 103 457 378 321 278 246 220 199 181 167 154 144 134 126 119 113 107 102 97 93 Sen Tán 484 417 363 320 285 256 231 210 192 177 163 151 141 132 123 116 109 103 97 443 363 307 264 232 207 186 169 155 143 133 124 117 110 104 98 93 89 85 Tri 412 328 269 226 193 168 148 132 120 109 101 93 87 82 78 74 70 67 64 . resultando de 234. 208 y 158 respectivamente.Esfuerzo Equivalente. Con los datos de un espesor inicial de 8.0 4.0 k de la subrasante.5 12..5.12 Cálculo del esfuerzo equivalente para los ejes sencillos.0 7. (pulgadas) 4.0 10.5 5.5 8.5 10.5 13. Tabla 2.3.0 8.0 12. tándem y tridem.5 9.0 11. para los ejes tándem será de 0. por lo que la relación de esfuerzos para los ejes sencillos será de 0. .4.Relación de Esfuerzos.36.24 5..Análisis por Fatiga.. La relación de esfuerzos se calcula dividiendo el esfuerzo equivalente entre el módulo de ruptura.32 y finalmente para los ejes tridem de 0. 5. ejes ya se .000 0.25 REL A CI O N D E ES F UE RZ O S 40 38 36 34 32 100. A continuación se detalla de manera gráfica las repeticiones permisibles para un solo tipo de eje (el eje 60 12 sencillo de 24.000. EN KIPS 58 56 repeticiones 54 52 110 10 0.00 2 100 10 8 REPETICIONES PERMISIBLES 2 .000 80 8 6 4 2 0.50 0.30 70 0.40 0.90 20 16 1. EN KIPS 1.2 0kips).2 20 50 40 1000 8 6 4 30 0. En el caso del eje sencillo de 22 kips.000 de repeticiones permisibles para eje en específico.2 kips.9.000 60 8 6 4 2 24. El CARGAS DE EJES SENCILLOS. encontramos el valor de 3’000.20 3’000.5. así como su relación de esfuerzos. el peso y tipo del eje.36 0.000 resto de los15 presentan los resultados de 6 4 2 8 6 4 permisibles en la columna 4 de la figura 2. CARGAS DE EJES TANDEM.9.80 30 28 26 24 22 18 16 14 12 10.36.000 50 48 46 44 42 100 90 0.70 0. se entra a la figura con la carga ya multiplicada por su factor de seguridad.60 0.Para calcular las repeticiones permisibles para cada tipo de eje por el análisis por fatiga se emplea un nomograma. Este mismo procedimiento se hace para todos los ejes y se van anotando las repeticiones permisibles encontradas en la columna 4 del formato de hoja de calculo para el diseño de espesores que se presenta en la figura 2. es decir que la carga en el eje será de 24.000. de manera que uniendo los dos puntos con una línea recta y extendiéndola hasta la escala de repeticiones permisibles. se une con el valor de relación de esfuerzo de 0. usando su correspondiente factor de esfuerzo equivalente.2 kips. En el caso de los ejes tridem.Figura No. en el ejemplo de diseño PCA.9 Repeticiones esperadas para el eje sencillo de 24. 2. la carga total del eje tridem se divide entre tres y el resultado es el valor de carga que se unsa en la escala de ejes sencillos para el calculo de repeticiones permisibles. .5. 51 Tán 3.74 2.94 2.85 2.72 2.63 2.5 7.33 3.89 3.03 para los ejes tridem.86 2.23 3.91 2.5 9.96 2.18 3.44 3.84 2.70 3.56 2.03 2.70 2.97 2.64 2.0 5.45 3.17 3.63 2.71 2.91 2.82 2.9% de daño por fatiga.74 3.31 3.41 2.34 3.71 2.97 2. Con los datos de espesor igual a 8.87 2.28 3.86 2.55 3.20 3.76 2.92 2.59 3.01 2.58 3.54 2.68 2.70 2.76 2.03 2.39 Tridem 4 .16 3.54 Sen 3.14 3. 6.50 2.5.26 3. En este ejemplo se utiliza la tabla 2. encontrandose un factor de erosión para cada tipo de eje (sencillo.65 3.33 3.06 2.5 6.31 3.0 6.42 3.83 3.77 2.17 3.87 2.16 3.14 3.95 2.28 3.90 2.26 3.54 3.67 2.68 2.78 2.90 2.42 3.97 2.14 3.42 2.29 3.73 3.58 30 Tri 3.79 2.93 2.90 3.45 3.09 3.61 3.40 3.54 2.50 3. tandem y tridem).22 3..31Eje Tándem 3.86 2.31 3.Sin Apoyo Lateral Eje Sencillo / Eje Tandem / Eje Tridem Espesor de Losa.73 para los ejes sencillos. se procede a calcular el % de daño por fatiga.51 2.27 3.40 3.73 2.99 2.21 3.49 3.44 100 Tri 3.47 3.68 2.80 2.71 3.15 3.07 2.Análisis por Erosión.41 3.18 3.58 2.57 3.90 2.5 11.68 3.81 2. Factores de Erosión .83 500 Tri 3.82 2.65 2.52 3.04 2.29 3.75 3.48 3.82 3. por lo que el % de daño de ese eje equivale a un 68.43 Tán 3.10 3.5 5.0 k de la subrasante.64 2. En el análisis por erosión se calcula primero el factor de erosión. Esto se hace expresando como porcentaje la relación entre las repeticiones esperadas y las repeticiones permisibles.0 8.70 3.68 2.25 3.56 2.54 3.07 3.42 2.14 3.13 3.61 3.06 200 Tri 3.000 de repeticiones permisibles.07 2.5.86 Interpolado Interpolado 2.2 kips tenemos 2’067.82 2.61 2.47 2.05 2.75 2.99 2.88 2.78 2.02 Eje Sencillo 2.5 8.63 2.5” y un k = 150 encontramos como se muestra en la tabla 2.15 3.7 2.40 3.51 3.23 3.74 2.01 2.52 Sen 3. de 2.68 3.96 2.11 3.09 2.36 3.20 3.85 2.58 3.40 3.37 3.38 3.56 2.59 Tán 3.0 7.38 3.49 Sen 3.70 3.50 3.26 3. pci 50 Sen 3.26 3.0 10.55 2.45 2.02 2.69 3.54 3.30 3.36 Tán 3. y para esto se emplean las tablas correspondientes dependiendo de si se cuenta ó no con pasajuntas y además si se tiene ó no apoyo lateral.44 3.675 repeticiones esperadas contra un total de 3’000.59 2.77 2.89 2.46 3.63 2.05 2.93 2.47 2.26 3.67 3.58 2.86 2.81 2.85 Sen 3.93 2.94 2.44 2.53 3.19 3.06 2.20 3.90 2.68 Sen 3.53 3.80 2.76 2.00 2.69 2.97 2.04 2.59 3.56 3.75 3.57 3.58 2.16 3.08 3.08 3.79 2.35 Tán 3.90 para los ejes tándem y 3.68 700 Tri 3.67 3.55 3.62 2.62 2.78 3.13 los valores de factor de erosión de 2.99 2.22 3.38 Tán 3.Con Pasajuntas .60 2.73 2.62 3.7 que le corresponde a los pavimentos con pasajuntas y sin apoyo lateral.59 2.33 3.50 2.41 3.45 Tri 3.87 2.72 2.65 2.0 9.70 3.12 3. (pulgadas) 4.76 2. por ejemplo para el caso del eje sencillo de 24.48 2.72 3.03 2.10 3.5 10.0 4.40 2.93 2.09 3.00 2.73 3.30 3.81 3.79 3.36 3.78 Interpolado Eje 2.97 2.93 2.11 3.21 3.98 2.84 2.71 2.76 2.98 2.Una vez calculadas todas las repeticiones permisibles. Tabla 2. .13 Cálculo del factor de erosión para un pavimento con pasajuntas y sin apoyo lateral. para el ejemplo de diseño PCA Ahora con los valores de factor de erosión y con las diferentes cargas en el eje y con ayuda de la figura correspondiente (que en este ejemplo es la figura para pavimentos sin apoyo lateral) encontramos las diferentes repeticiones permisibles por erosión.5. 2 3.000 8 6 4 8 considera en la gráfica.0 3. en la escala de los ejes sencillos.6 3. para pavimentos sin apoyo lateral) se deberán determinar las repeticiones esperadas para el resto de los ejes.73.4 3.000. recordando que en el caso de los ejes tridem.6 2.000 8 6 4 2 1. después 60 50 120 100.2 kips y con su correspondiente factor de erosión de 2. 2.8 4.000.Para efectos del ejemplo.000 multiplicar por 11 factor el 0 100 90 80 70 de seguridad de carga y el resultado es la carga que se 6 4 2 10. EN KIPS 40 2.000 REPETICIONES PERMISIBLES FACTOR DE EROSION 30 60 25 50 2.5.2 kips 20 18 16 14 12 40 35 30 25 10 20 9 8 18 16 1000 2 .5.6 para el cálculo de las repeticiones permisibles por el análisis de erosión.8 3. únicamente se explicará el caso del eje sencillo de 24.000. obtiene un número de repeticiones esperadas igual 7'500. la carga total del eje se deberá dividir entre 3.000 8 6 4 2 100.4 7'500.000 como podemos ver en la figura 2.73 2.2 2.10 Empleando la misma figura (figura 2.0 CARGAS DE EJES TANDEM.0 24.000 8 6 4 2 10. EN KIPS CARGAS DE EJES SENCILLOS. Figura 2..5. para el ejemplo de diseño del método PCA.2 kips en el ejemplo de diseño de la PCA. se muestran a continuación: Tabla 2. . 7.5. Los resultados de todas las repeticiones permisibles de todos los tipos de ejes y los totales de daño tanto por fatiga como por erosión.14 Resultados del tanteo con 8.RESULTADOS.5" de espesor de pavimento.10 Cálculo de las repeticiones permisibles por erosión para el eje sencillo de 24. 8 39.57 27.378.000.1 16.991. LSF: 8.6 7.0 8.13 1.428 ilimitadas Sub Total Ejes Tridem TOTAL FATIGA 0 0 0.35 TOTAL EROSIÓN .5 / 3 4.74 4.13 66.9 ilimitadas 5. Esfuerzo equivalente 15.739 ilimitadas 7.6 208 0.55 14.10 37.563 ilimitadas 3.917 ilimitadas 6.00 16.499 ilimitadas 288.7 8.9 11 15.2 ilimitadas 3.6) 6 10.7 ilimitadas 355.739 ilimitadas 7.26 7. Esfuerzo equivalente 234 9.2 3.499 ilimitadas 288.656 ilimitadas 90.000 0 1.360 Ejes Sencillos 2.6 30.000 3. DE LA SUBRASANTE: MÓDULO DE RUPTURA.8 9.581.92 68.4 17.000 0 0 0 0 0 0 0 0 27.500.243 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.3 ilimitadas 2. Factor de Erosion ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas 7.9 19.0 18.000.7 10.36 9.3 744.067.320 0 0 0 0 0 0 0 0 68.749 ilimitadas 878. Factor de Erosion % de Daño 7 2.57 2.73 Carga del eje.000.7 8.5 ilimitadas 1.90 7. MR: FACTOR DE SEGURIDAD DE CARGA.5.92 13.8 9.00 / 3 = 49.739 ilimitadas ilimitadas 471. Factor de Erosion ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas ilimitadas 2.5 9.55 25. Esfuerzo equivalente 12.00 68.7 8.714 ilimitadas 192.571 15.675 Sub Total Ejes Sencillos 11.991.917 8.5) 4 5 PASAJUNTAS: SI ____ NO _____ APOYO LATERAL: SI ____ NO _____ PERÍODO DE DISEÑO(AÑOS): 20 COMENTARIOS: 8" de base granular Análisis de Erosión Repeticiones permisibles (FIG 2.6 7.1 13.4 24.5.9 ilimitadas 619.500.9 43.CALCULO DE ESPESOR DEL PAVIMENTO PROYECTO: Ejemplo de Diseño PCA ESPESOR INICIAL: MÓDULO DE REACCION K.2 2.1 3. en kips 1 Multiplicada por LSF 2 Repeticiones Esperadas 3 8.246.2 37.4 16.00 2. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tandem 7.5 in 150 pci 650 psi 1.450 8. Factor de relación de esfuerzo 0.300.2.4 33.65 2.871 12. Factor de relación de esfuerzo Ejes Tridem = 11.749 ilimitadas 192.1 Análisis de Fatiga Repeticiones % de Permisible Fatiga (FIG.04 7.419 Sub Total Ejes Tandem 158 0.9 12.000 0 0 0 0 0 0 0 0 12.903 ilimitadas 7.523 22 24.619 ilimitadas 56. el diseño es adecuado. .Dado que los daños totales por fatiga y por erosión son ambos inferiores al 100%. siendo el adecuado aquél espesor que provoque daños lo más cercano posible al 100% sin rebasarlo. es decir que se deben hacer varios tanteos para optimizar el diseño del espesor. Sin embargo se deberá realizar otro tanteo con un espesor menor al de este tanteo para revisar si los daños por fatiga y por erosión son ó no superiores al 100%. erosión del terreno de soporte y diferencias de elevaciones en las juntas. colocación variable de las cargas por eje y el modelaje de la transferencia de carga en las juntas transversales ó grietas. El criterio del esfuerzo de fátiga reconoce que el pavimento pueda fallar. por un programa de computadora de elemento finito. c) DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO DE DISEÑO. junto con el criterio de fátiga. Análisis de pavimentos de concreto. El método de diseño de la PCA incluye un aspecto novedoso en el procedimiento de diseño. esquinas y bordes del pavimento. El análisis consideró losas con dimensiones finitas. El criterio de erosión reconoce que el pavimento puede fallar por un excesivo bombeo.Se realizó otro tanteo con un espesor de 8" y se pudo conocer que con tal espesor los daños son superiores al 100%.5" es correcto. Esta sección explica las bases de estos criterios y el desarrollo del procedimiento de diseño. así como también en las juntas ubicadas entre el pavimento y el acotamiento. el criterio de erosión. . El procedimiento de diseño esta basado en un minucioso análisis de esfuerzos en el concreto y deformaciones en las juntas. presentando agrietamiento derivado de excesivas repeticiones de carga. que es ahora tomado en cuenta. por lo que el espesor de 8. la magnitud de los esfuerzos críticos se ve considerablemente reducida. En el procedimiento de diseño.11 inciso b)2. Los esfuerzos críticos en el pavimento ocurren cuándo el camión es colocado cerca ó sobre los bordes del pavimento y a la mitad de las juntas transversales (figura 2. Cuando el pavimento central se apoya lateralmente en un carril de acotamiento. Esto significa que los resultados del diseño basados en el criterio de erosión (deformaciones) puede ser substancialmente afectado por el tipo de transferencia de carga seleccionado. especialmente cuando se tiene un alto volumen de tráfico pesado. En esta situación. .11). Las deformaciones más críticas del pavimento ocurren en las esquinas de las losas cuando una carga es colocada sobre la junta con las ruedas cerca ó sobre la esquina (figura 2.5.11.Después de analizar diferentes posiciones de los ejes en la losa. 2. debido a eso. el espaciamiento de las juntas transversales no tiene efecto en la magnitud de las deformaciones en las esquinas pero el mecanismo de transferencia de carga si tiene un gran efecto. El 2 Las deformaciones más grandes para ejes tridem ocurren cuando dos ejes son colocados de un lado de la junta y el otro eje se encuentra del otro lado. con las siguientes conclusiones: 1. Dado que las juntas se encuentran a la misma distancia de esta ubicación. el análisis basado en los esfuerzos de flexión y fatiga producen los mismos valores para diferentes espaciamientos de juntas y diferentes mecanismos de transferencia de carga en las juntas transversales. el espaciamiento de las juntas transversales y el tipo de transferencia de carga tienen muy poco efecto en la magnitud de los esfuerzos.5. se ha encontrado la posición crítica y se muestra en la figura 2.5. tener apoyo lateral también reduce considerablemente las deformaciones en las esquinas de las losas. . Carga en eje tándem Junta Transversal Borde libre ó Junta con el acotamiento Acotamiento de concreto (opcional) b) Ubicación de las cargas de eje críticas para las deformaciones.5. Ancho de Carril Figura 2. a) Ubicación de las cargas de eje críticas para los esfuerzos a flexión.11 Posición crítica de las cargas del eje. Las cargas de los camiones ubicados en el borde exterior del pavimento provoca las condiciones más severas que cualquier otra ubicación de las cargas.Ubicación de las cargas. es definido como el porcentaje total de camiones circulando con el exterior del área de contacto de la llanta exterior. La mayoría de los camiones circulando sobre el pavimento se ubican con sus llantas exteriores aproximadamente a una distancia de 60 centímetros del borde del pavimento. Solamente una pequeña fracción de todos los camiones circulan con sus llantas exteriores sobre los bordes del pavimento. sobre ó mas allá del borde del pavimento. la condición más severa es supuesta con un 6 % de camiones en el borde3. . La información sobre la distribución de las ubicaciones de los camiones y de los esfuerzos y deformaciones provocados por las cargas colocadas sobre o cerca del borde del pavimento es muy difícil de emplear directamente en un procedimiento de 3 El término de “porcentaje de camiones en el borde del pavimento” como se emplea aquí. Para el procedimiento de diseño de este método. esto para estar del lado de la seguridad. el efecto decrece substancialmente. Sí esta ubicación del camión la movemos unas cuantas pulgadas al interior del pavimento. Al incrementar la distancia hacia el interior del pavimento. la frecuencia de las repeticiones de carga aumenta mientras que disminuye la magnitud de los esfuerzos y las deformaciones. 70 0 1 2 3 4 5 6 7 8 PORCENTAJE DE CAMIONES EN EL BORDE .80 0. VALOR DE ESFURZO DE BORDE PARA LA MISMA FATIGA 0. las distribuciones fueron analizadas y se prepararon técnicas de fácil aplicación para propósitos de diseño. para diferentes distribuciones de ubicación del camión. la fatiga fue calculada en incrementos de fracciones de pulgadas hacia el interior desde el borde de la losa. al multiplicarse por esfuerzos de borde nos da el mismo grado de consumo de fatiga que resultaría de una distribución de ubicación del camión específica.diseño.5.12 (Este factor.85 0. Para análisis de esfuerzo por fatiga.95 0.75 0.90 0. Como resultado de esto. obteniéndose los factores de esfuerzo de borde equivalente como se muestra en la figura 2.) La condición más severa de 6% de intromisión de los camiones ha sido incorporada en las tablas de diseño. Estos factores son incorporados a las gráficas de diseño de la siguiente manera: Porcentaje de daño de erosión = 100 ∑ni (C/Ni) Donde: ni = número esperado de repeticiones de carga para cada grupo de ejes i.7 y las tablas 2.6 y 2. al reducir en un 15% el módulo de ruptura del concreto.5. Cuando no existe apoyo lateral. Es importante aclarar .94 para pavimentos con apoyo lateral. Para el análisis de erosión que involucra las deformaciones en la esquina de la losa. y cuando no se cuenta con apoyo lateral. El procedimiento de diseño reconoce que puede haber variaciones en la resistencia del concreto y así lo manifiesta en sus ecuaciones. Ni = número permitido de repeticiones de carga para cada grupo de ejes i. el caso más severo (6% de camiones sobre el borde) es nuevamente supuesto.Figura 2.12 Factores de esfuerzo de borde equivalentes dependiendo del porcentaje de camiones en el borde.10 Variación en la resistencia del concreto. Para ahorrar un paso en el cálculo del diseño.06 para pavimentos sin apoyo lateral.5. 0. nomogramas y tablas de diseño. los efectos de (C/Ni) se encuentran en las figuras 2.5.7 a la 2. C = 0. las cargas en las esquinas (6% de los camiones) son críticas.5.5. el mayor número de cargas hacia el interior de la esquina del pavimento (94% de los camiones) son críticas. desarrollando esfuerzos de tensión en la parte inferior de la losa. las losas de concreto también están sometidas a alabeos. ya que el método automáticamente lo considera.que el diseñador no aplica esta reducción directamente al módulo de ruptura. El efecto está incluido en las gráficas y tablas de diseño para que el usuario simplemente dé el valor de 28 días como la resistencia de diseño. Debido a que el pandeo es un fenómeno a largo plazo. La resistencia a los 28 días (modulo de ruptura) es usada como la resistencia de diseño. Además de las cargas del tráfico. Alabeo del concreto por gradientes de temperatura y humedad. Desarrollo de la resistencia a través del tiempo. Esta modificación esta basada en un análisis que. la resistencia incrementada y las repeticiones de carga mes por mes por 20 y 40 años de periodos de diseño. El alabeo por humedad es la deformación cóncava hacia arriba de la losa debido a las variaciones de contenido de humedad con la profundidad de la losa y tiene 2 efectos: provoca perdida de soporte a lo largo de los bordes de la losa y además provoca una restricción en el esfuerzo de compresión en el fondo de la losa. Sin embargo. este procedimiento de diseño incorpora el efecto de la resistencia del concreto ganado a después de 28 días. sus efectos avanzan lentamente. la distribución de . Durante la noche. cuando la superficie está más caliente que la parte inferior. El alabeo de las losas de concreto por variaciones de temperatura se manifiesta durante el día. además que la distribución de la temperatura no es lineal y cambia constantemente. así como también se usó un eje . la determinación del esfuerzo equivalente esta basado en el esfuerzo máximo de flexión de borde del análisis de elemento finito del software J-Slab. separación entre llantas de 12” y ancho del eje (distancia entre el centro de las llantas dual) D = 72” fue usado para el análisis.15 Longitud finita de la losa. Los parámetros básicos de entrada asumidos son: Módulo de elasticidad de la losa.72”).la temperatura se revierte y los esfuerzos de tensión se desarrollan en la parte superior de la losa.000 psi Módulo de Poisson µ = 0. dado que los efectos combinados de los alabeos por variaciones de temperatura y de humedad son muy difícil de medir ó evaluar. E = 4’000. Esfuerzo Equivalente: En el procedimiento de diseño de la PCA. Eje estandar sencillo de 18 kips de carga del eje (llantas dual). Sin embargo. llanta con área de contacto de 7*10 in2 (radio de carga equivalente de 4. con una carga por llanta de 4. Ancho finita de la losa.500 lbs. bajo la carga de un eje sencillo y la carga de un eje tandem para diferentes profundidades en el espesor de la losa y modulos de reacción del suelo. W = 144 pulgadas. no se incorporan en este método de diseño. L = 180 pulgadas. 0632*l2 Me= Eje Sencillo con Apoyo Lateral (SA/WS): (-970. La PCA incorporó además los resultados de un programa de computadora llamado “MATS”.008*l) * (0.42*l + 0.01088 * k0.9*log(l) + 99. concluye en la definición del esfuerzo equivalente (σeq) como se presenta a continuación: 6 * Me σeq= h2 * f1 * f2 * f3 * f4 Eje Sencillo sin Apoyo Lateral (SA/NS): -1600 + 2525*log(l) + 24.8742 + 0.204*l2 Eje Tandem sin Apoyo Lateral (TA/NS): 3029 – 2966. desarrollado para el análisis y diseño de losas de cimentación. Lo anterior junto con otros factores de ajuste.4 – 1980. se supuso una trabazón de agregado de 25.8*log(l) + 133.447) . extendiéndose más allá de los bordes de la losa.447) Eje Tandem con Apoyo Lateral (TA/WS): (2005. para una losa sin apoyo lateral.8742 + 0.estándar tandem de 36 kips de carga en el eje (llantas dual) con separación entre ejes de t = 50” y el resto de las especificaciones idénticas al eje sencillo. En los casos que se asumió un acotamiento de concreto.4 + 1202.000 psi. para estimar el soporte proporcionado por la subrasante.01088 * k0.69*l – 0.6*log(l) + 53.87*l) * (0. 894) f4= Factor de ajuste para tomar en cuenta el incremento en la resistencia del concreto a través del tiempo después de los 28 días.953) y de las cargas por eje sencillo (SAL) y tándem (TAL).06 * (SAL/36) f2 = Sin Apoyo Lateral: 0. además de una reducción de la resistencia por un coeficiente de variación (CV). (la PCA usa un CV = 15%. . basado en los resultados del programa de computadora MATS. f2 = Factor de ajuste para una losa sin apoyo lateral. lo que resulta un f3 = 0.235*(1 .CV)] Donde: σeq= Esfuerzo equivalente f1 = Factor de ajuste debido al efecto de las cargas del eje y áreas de contacto. en kips. Análisis de Fatiga. f4 = 0.Eje Sencillo: (24/SAL)0.06 * (SAL/18) f1= Eje Tándem: (48/TAL) 0.894 para un 6 % de camiones en el borde de la losa f4 = 1 / [1.71 – h2/3000 Con Apoyo Lateral 1 f3 = 0.892 + h/85. f3= Factor de ajuste para valorar el efecto de la ubicación del camión en los esfuerzos de borde (la PCA recomienda un 6 % de intromisión de camiones. es decir. para después determinar el número máximo de repeticiones permisibles (Nf).4325 3.55 4. Basándose en la hipótesis de Miner. Posteriormente se sumarizan los daños . es decir la relación entre el esfuerzo equivalente y el módulo de ruptura del concreto ( relación de esfuerzos= σeq / MR ) para cada carga de eje y tipo de eje. dependiendo del rango de relación de esfuerzos. que la resistencia a la fatiga no consumida por la repetición de una carga está disponible para las repeticiones de otras cargas. calcule la relación de esfuerzos.737 – 12. Para σeq / MR ≥ 0.077 * (σeq / MR) Para 0. el procedimiento de diseño de la PCA permite que el diseñador eliga un espesor inicial.45 < σeq / MR > 0.45 Nf = ilimitado El procedimiento de diseño continua dividiendo el número esperado de repeticiones de carga entre las repeticiones permisibles (Nf) para de esa manera obtener el daño por fatiga para cada carga y tipo de eje.El concepto de análisis de fatiga de la PCA es las fallas del pavimento (ó los agrietamientos iniciales) por la fatiga del concreto debido a los esfuerzos de repeticiones de carga.2577 Nf = (σeq / MR) .55 Log Nf = 11.0.268 Para σeq / MR ≤ 0. Una correlación mejor se obtuvo relacionando el comportamiento de los pavimentos con su valor de trabajo definido como un producto de la deflección en la esquina (w) y la presión (p) en la interfase de la losa con el suelo. Las siguientes ecuaciones fueron desarrolladas para calcular el número permisible de repeticiones de carga: . por lo que se deberán hacer varios tanteos de espesor y el óptimo será aquel que provoque el daño más cercano al 100 % sin sobrepasarse.5. la cuál es función del valor de rígidez relativa (l). La deflección más crítica en la esquina de la losa cuando la carga del eje se ubica en la junta cerca de la esquina como lo muestra la figura 2. erosión del terreno de soporte y diferencia de elevación en las juntas son relacionadas más a las deflecciones del pavimento que a sus esfuerzos a flexión. dividido por la longitud de la cavidad de la deflección. dependiendo del espesor de la losa y un poco en el módulo de reacción del suelo. El concepto es que una losa delgada con una deflección pequeña recibe más rápido el golpe de la carga que una losa con mayor espesor.provocados por cada tipo de eje y el daño total por fatiga deberá ser inferior al 100 %. Sin embargo no se pudieron obtener correlaciones confiables entre las deflecciones de la esquina de la losa y el comportamiento de estos pavimentos.11 inciso b. Análisis de Erosión Las fallas del pavimento tales como bombeo. se encontró que para predecir el comportamiento de los pavimentos se deben aplicar diferentes criterios de deflección. La falla principal en la prueba AASHTO de camino fué el bombeo ó la erosión de la base granular bajo la losa. igual a k*w para una cimentación líquida y sus unidades son psi. definido por la siguiente ecuación: p2 P = 268.0)0.7 h * k0.Log N = 14.103 Donde: N = Numero de repeticiones permisibles de carga basadas en un índice de serviciabilidad presente de 3. k = Módulo de rección del suelo en pci (libras sobre pulgada cúbica) La ecuación para obtener el daño por erosión es: m C2 ni % de daño por erosión = 100 ∑ i=1 Ni Donde: .524 – 6.0 C1 = Factor de ajuste con valor de 1. h = Espesor de la losa en pulgadas.777 (C1P – 9. bajo la esquina de la losa.9 para bases mejoradas con cemento P = Trabajo.73 Donde: p = Presión en la base.0 para bases granulares y de 0. La ecuación anterior es en donde se sumarizan los porcentajes de daño de cada tipo de eje y el análisis de erosión también debe arrojar un resultado final inferior al 100 %.C2 = 0. ni = Repeticiones esperadas para el eje i. . Ni = Repeticiones permisibles para el eje i.06 para pavimentos sin apoyo lateral y 0. Con apoyo lateral. la deflección en la esquina no se afecta significativamente por la ubicación de los camiones y por esa razón se puede usar un C2 mayor.94 para pavimentos con apoyo lateral. A1 = Área transversal de una barra. µ = Esfuerzo permisible. t = 2 (A1*fs / µ*Σo) Donde: t = Longitud de la barra de amarre. que normalmente se considera de 1. está controlada por el esfuerzo de adhesión permitido.5 fs= Esfuerzo permisible en el acero. El esfuerzo de adhesión permitido para barras corrugadas se puede asumir en 350 psi. L´ es igual al ancho del carril para las dos juntas exteriores y el doble del ancho para la junta interna. La longitud de la barra de amarre. L´= Distancia desde la junta longitudinal hasta el borde libre donde no existe barra de amarre. La longitud de la barra. Σo = Perímetro de la barra. La cantidad de acero requerido para las barras de amarre se determina de la siguiente manera: As = γc h L´ fa fs En donde: As= Área requerida de acero por unidad de longitud de la losa.6 ASPECTOS COMPLEMENTARIOS AL DISEÑO. a) BARRAS DE AMARRE. pero que en todo diseño de pavimentos estamos obligados también a estudiar para complementar el proyecto de un pavimento. por no estar directamente en el rubro del diseño de espesores. γc= Peso volumétrico del concreto h= Espesor del pavimento. Para autopistas de 2 o 3 carriles. con la finalidad de que se mantengan juntas y de que se asegure que la carga se transfiera a través de la junta.2. En esta sección detallaremos algunos aspectos que hemos llamado complementarios al diseño. Las barras de amarre se colocan a lo largo de la junta longitudinal para amarrar dos losas. el diseño de las barras de amarre. el diseño de las pasajuntas y la modulación de losas. Si las barras de amarre se usan en las tres juntas longitudinales de una carretera de 4 carriles. . fa= Coeficiente promedio de fricción entre la losa y el terreno de soporte. Son aspectos complementarios al diseño de un pavimento. se debe basar en la resistencia total de la barra. L´ es el ancho del carril. 1 Suponer para el acero un fs = 27.3 metros (24 pies) de ancho. por desalineamiento.6 22. Espesor Tamaño Pavimento de varilla (cm) (cm) 12.000 psi y para el concreto un γc = 0.2 16.27 x 64 1. t = 0. así que la ecuación anterior se simplifica a: t = ½ [ (fs*d) / µ] La longitud "t" se debe incrementar en 3 in.3 in (353 mm) después de sumarle las 3 in (76 mm).2 mm).66 m) As = 0.3 in (usar 24 in o 610 mm).1: Un pavimento de 2 carriles. separación y longitud requerido de las barras de amarre.3 metros de largo y 7.00556 in2 /in. con una junta longitudinal al centro.27 x 74 1.27 x 66 1.0868 X 8 X 144 X 1.9 24.59 x 81 1. . 18. Tabla 2. 305 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 366 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 427cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 76 cm 71 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 91 cm 732 cm 71 cm 64 cm 58 cm 53 cm 51 cm 46 cm 43 cm 41 cm 61 cm 58 cm 56 cm 53 cm 51 cm 48 cm 46 cm Ejemplo 2.4 26. t = 19. el área transversal de una barra es de 0.5 17. Solución: L´ = 24/2 = 12 ft = 144 in (3.59 x 89 1.59 x 84 1.7 27.3 + 3 22.000 x 0.8 19.3 21.0868 pci (23.59 x 79 1.9 29.59 x 86 1. Si se usan barras del No 4 (0.27 x 69 1. como se muestra en la figura 2.27 x 79 1. Varios organismos usan el diseño estándar de barras de amarre para simplificar la construcción. A1= π d2/ 4 y Σo = π d.59 x 91 Distancia al extremo libre.6.2 30.00556 = 36 in (914 mm).7 14.5 in o 1.5 1. Determinar el diámetro. La separación de la barra será = 0.59 x 76 1. Las barras de 0.5 / 27.2 in2 (129 mm2).0 15.1 25.1 20.000= 0. 8 “ de espesor.Para un diámetro de barra d.2/0.5/350 = 19.27 x 76 1.6 kN/m3) y un esfuerzo permisible µ= 350psi (24 Mpa).27 x 61 1.5 in de diámetro por 36 in de longitud y separación de 30 a 40 in son las que comúnmente se usan.5 x 27.6.27 x 71 1.6-1 Recomendaciones de Espaciamiento máximo. 6-1 muestra el diámetro y longitud de las pasajuntas para diferentes espesores de losa como lo recomienda la PCA (1975). El esfuerzo de carga permitido se determina de la siguiente manera: .25 a 1. El uso de pasajuntas puede minimizar las fallas de bombeo y de diferencia de elevación de juntas.h = 8 in Var No. La tabla 2.5 in para pavimentos con espesores mayores a 10 in. El tamaño de las pasajuntas depende del espesor de la losa. Tabla 2. aunque algunos métodos teóricos sobre el diseño de pasajuntas están disponibles.1 b) PASAJUNTAS. las cuales han sido considerados por la PCA como factores importantes en el diseño de espesor. El diseño de pasajuntas se basa mucho en la experiencia. el tamaño y separación que se requiere de pasajuntas.6-2 Diámetros y longitudes recomendadas en pasajuntas. 61 cm long.b. 2.25 in de diámetro para pavimentos de autopistas con espesores menores a 10 in y pasajuntas de diámetro de 1. la PCA (1991) recomienda el uso de pasajuntas de 1. Se necesitan pasajuntas con un diámetro mínimo de 1. Debido a que el concreto es más débil que el acero. En una edición reciente de diseño de juntas.6. Se puede apreciar que el diámetro de las pasajuntas es igual a un octavo del espesor de la losa.4. Espesor de Losa Diámetro cm 13 a 15 15 a 20 20 a 30 30 a 43 43 a 50 in 5a6 6a8 8 a 12 12 a 17 17 a 20 mm 19 25 32 38 45 in 3/4 1 1 1/4 1 1/2 1 3/4 cm 41 46 46 51 56 Barras Pasajuntas Longitud in 16 18 18 20 22 Separación cm 30 30 30 38 46 in 12 12 12 15 18 Las pasajuntas se usan en las juntas transversales para transferir las cargas a las losas adyacentes. @ 91 cm 24 ft Figura 2. se controla por el esfuerzo de carga entre el concreto y la pasajunta.6.5 in para controlar fallas mediante la reducción del esfuerzo de carga en el concreto. El esfuerzo y la deflexión en la junta son mucho más pequeños cuando las cargas son soportadas por dos losas que cuando es por una sola.1 Esfuerzo de carga permisible. fb = (4-d) I f´c 3 Dónde fb= Esfuerzo permisible de carga (psi) d= Diámetro de las pasajuntas en pulgadas f´c= Resistencia a la compresión del concreto. Si la eficiencia de las pasajuntas es del 100%. Cuando una carga W se aplica en una losa cerca de la junta como se muestra en la figura 2. Friberg (1940) indica que la máxima deformación del concreto debajo de la pasajunta se puede expresar de la siguiente manera y0 = Pt (2 + β z) 4 β3 Ed Id Dónde: y0= Deformación de la pasajunta en la cara de la junta Pt= Carga sobre la pasajunta.500.3 parte de la carga se transfiere a la losa adyacente a través de las pasajuntas. Basado en la solución original de Timoshenko. Si el esfuerzo de carga es mayor al permisible.2 Esfuerzo de carga en un pasajuntas. Si se limita el esfuerzo de carga. el cual varía de 300. Estudios recientes han demostrado que el esfuerzo de carga se relaciona a la falla de la losa. Si la carga que se aplica en la pasajuntas se conoce. El esfuerzo de carga σb es proporcional a la deformación: σb = k y0 = KPt (2 + β z) 4 β3 Ed Id El esfuerzo de carga se debe comparar con el esfuerzo de carga permisible.b.000 pci d= es el diámetro de la pasajunta.6. 2. Cada una siendo 4 Kd / 4 Ed Id . el esfuerzo máximo de carga se puede determinar teóricamente asumiendo que las pasajuntas sea una viga y que el concreto sea una cimentación Winkler. Nótese que Id = 1/64 π d4 Y Β= Dónde: K= Módulo de soporte de la pasajunta. entonces se deben de usar pasajuntas más grandes o separaciones más pequeñas. el grado de la falla se puede reducir a un límite permisible. Z= Ancho de la junta Ed= Módulo de Young de la pasajunta Id= Momento de inercia de la pasajunta Β= Rigidez relativa de un pasajunta embebida en el concreto.000 a 1. ambas losas se deflexionan la misma cantidad y las fuerzas debajo de las losas serán las mismas.6. 8L. Si la eficiencia de las pasajuntas es menor de 100%. Determinar el esfuerzo máximo de carga entre la pasajuntas y el concreto.5w.5W para el diseño de pasajuntas es más conservativo. Por lo tanto. Como resultado. las fuerzas que reaccionan bajo la losa serán menores a 0. Por lo tanto.125 in. la cual es también el total de la fuerza cortante que se transfiere mediante las pasajuntas. Las pasajuntas son de 1 in de diámetro y 14 in sobre los centros. como en el caso para pavimentos viejos donde algunas pasajuntas se desprenden. el uso de 0.8 L= 66 in . Basado en la solución de Westergard. tanto para cargas internas o externas ocurre a una distacia de 1. Frierberg (1940) encontró que el momento máximo negativo.6. Figura 2. Una carga de 12000 lb se aplica sobre la pasajunta exterior a una distancia de 6 in desde el borde. Cuando el momento es máximo. es razonable asumir que el cortante en cada pasajunta se reduce inversamente con la distancia de la pasajunta desde el punto de carga.5 x 106 pci.8 L desde la carga donde L es el radio de rigidez relativa.6. el total del esfuerzo cortante sobre las pasajuntas es menor a 05W.4 muestra un pavimento de concreto de 8 in de espesor. teniendo un ancho de junta de 0. la fuerza cortante es igual a cero. 1200 lb 6 in 8 in 1.3 Transferencia de carga de las pasajuntas Ejemplo 2.2: La figura 2. un módulo de reacción de la subrasante de 100 pci y un módulo de soporte de la pasajunta de 1. siendo el máximo para la pasajunta debajo o cerca al punto de la carga y cero a una distancia de 1.6.5W.de 0.2 Deformación de la pasajunta debido a una carga Figura 2.6. 57 Pt 0.24. está sujeta a una carga cortante Pt.0491 in4 β = ( Kd / 4 Ed Id). la llanta derecha no tiene efecto en la fuerza máxima Pt sobre la pasajuntas cerca del borde del pavimento.0491)]0.25= 36.25 = 0. La suma de las fuerzas sobre todas las pasajuntas es de 2. y la cimentación más débil la L se volvería mucho mayor y ambas llantas se deberían de considerar para determinar la fuerza Pt en la pasajunta más crítica.0491) = 3138psi Para un concreto de 4000 Psi el esfuerzo de carga permisible es de fb = (4 .5 x 106 x 2097 (2 + (.78 Pt 0.86 Pt.0.71637 x . por lo tanto.25 β = [1. las fuerzas sobre las pasajuntas dentro de una distancia de 1.8 x 36. La carga de la llanta derecha esta cuando menos a 6 ft de la carga de la llanta izquierda.15)2) x 100)]0. o Pt = 6000 / 2.36 Pt 0.8L.125))] / (4 x (.71637)3 x29 x 106 x . sólo la carga de la llanta izquierda cerca del borde es considerada. la cual es más que 1.15 Pt Pt Figura 2.35= 66 in se puede determinar asumiendo una variación lineal como se muestra en la figura 4.86 = 2097 lb Id = 1/64 π d4 Id = π (1)4 /64 = 0.8 L. L=1. . Debido a que el esfuerzo actual es menor que el permisible.15 L= [4 x 106 x (8)3 / (12 x (1-(0.4 Sum= 2. la cual debe ser igual a la mitad de la carga aplicada basándose en una eficiencia de un 100% de las juntas.7163 in σb = k y0 = KPt (2 + β z) 4 β3 Ed Id σb = [1. En este ejemplo.86Pt Solución: L = [Eh3 / 12k(1-µ2)]. el diseño es satisfactorio.1) x 4000/3 = 4000 psi.35 in Si la pasajunta está directamente debajo de la carga.25 µ=.6. Si la losa fuera más resistente y con mayor espesor.5 x 106 x 1 / (4 x 29 x106 x 0. 6. Lo siguiente es considerar la carga de 18000 lb sobre el punto B.6.6. Determinar la carga máxima sobre una de las pasajuntas.0 L por lo que la carga soportada por la pasajunta crítica debe ser mayor que las que se muestran en los ejemplos.8L desde la carga.25 = 49 in Por lo tanto 1. considerar la carga de 18000 lb sobre A.6.3 La figura 2. por lo tanto la carga soportada por la pasajunta en A es de 9000/4. Los ejemplos anteriores se basan en la suposición de que el momento máximo negativo ocurra a una distancia de 1. Las cargas soportadas por las otras pasajuntas se pueden determinar por proporción. Solución: L = [4 x106 x (10)3 / (12 x 0. La carga soportada por esta pasajunta se puede determinar directamente pro Pt = 9000/4. La suma de estos factores resulta en 7. Se puede notar que las pasajuntas en el otro lado de la junta longitudinal no se consideran efectivas en soportar la carga.Ejemplo 2. Dos cargas de 18000 lb se aplican en los puntos A y B.18 x 9000/7. La carga soportada por la pasajuntas B es de 9000/7.18 +0. Figura 2.5 muestra una losa de 10 in sobre una cimentación con k = 60 pci.7. los factores de carga en las otras pasajuntas se pueden determinar por triángulos similares.08 pasajuntas efectivas. Se puede ver que la pasajunta más cerca al borde del pavimento es la más crítica y se debe usar para propósitos de diseño.08 = 1271 lb y las soportadas por las otras pasajuntas se pueden determinar por proporción. como se muestra en la figura 2.18 pasajuntas efectivas.6.18 = 2153 lb.08 = 2381 lb. El resultado de la suma de estos factores es de 4.5 Localización de las cargas y de las pasajuntas . Estudios recientes por Heinrichs et al (1989) han demostrado que el momento máximo negativo ocurre a 1. La figura 2.6. Si la pasajunta sobre el punto A tiene un factor de carga de 1. Si la pasajunta en el punto B tiene un factor de carga de 1.9775 x 60)]0.8L= 88 in Primero.8 muestra las fuerzas en cada pasajunta debido al efecto combinado de ambas cargas. Doce pasajuntas con separación de 12 in en los centros están colocadas en la junta sobre un carril de 12 ft. los factores de carga en las otras pasajuntas se pueden determinar mediante una distribución triangular como se muestra en la figura 2.6. La modulación de losas va a estar regida por la separación de las juntas transversales que a su vez depende del espesor del pavimento.Figura 2. a la separación entre juntas tanto transversales como longitudinales.6. o dicho de otra forma.7 Fuerzas en las pasajuntas debido a la carga B Figura 2.6.6.6 Fuerzas de las pasajuntas debido a la carga A Figura 2.8 Fuerzas en las pasajuntas debido a las dos cargas c) MODULACIÓN DE LOSAS La modulación de losas se refiere a definir la forma que tendrán los tableros de losas del pavimento. Esta forma se da en base a las dimensiones de tableros. sin necesidad de colocar acero de refuerzo continuo: SJT = (21 a 24) D Donde: SJT = Separación de Juntas Transversales (<= 5.5 m) D = Espesor del Pavimento . Existe una regla práctica que nos permite dimensionar los tableros de losas para inducir el agrietamiento controlado bajo los cortes de losas. sin embargo no siempre es posible y conveniente tener las losas perfectamente cuadradas. 0. Ejemplo: Para un espesor D = 20 cm apoyado sobre una base granular SJT = (24) x 20 SJT = 480 cm < 550 cm (OK!) La separación de Juntas será de 4.Normalmente se utiliza el 21 cuando tenemos mayor fricción entre la sub-base y el pavimento de concreto. como en los casos en donde tenemos bases estabilizadas.5 m. como en el caso de sub-bases granulares. . Esta junta deberá llevar pasajuntas.71 a 1.4. se procederá a construir una junta transversal de emergencia con la que se suspenderá el colado hasta que sea posible reiniciarlo. La relación entre largo y ancho de un tablero de losas no deberá estar fuera de estos límites: 0. en tal caso deberá limitarse a este valor de 5. sin embargo esta está referenciada a la forma de los tableros de losas.5 m. bases con textura muy cerrada o whitetopping.8 m La otra dimensión que tiene que ver con la modulación de losas es la separación de juntas longitudinales.71 < x / y < 1. La separación de juntas transversales que arroja esta fórmula no debe ser mayor de 5. El valor de 24 se utiliza cuando la fricción entre la sub-base y el pavimento corresponde valores normales.4 y x d) Recomendaciones Generales Cuando por causas de fuerza mayor sea suspendido el colado un tiempo tal que sea necesario el realizar una junta fría. por lo que nos vemos obligados a considerar un cierto grado de rectangularidad. La forma ideal de un tablero de losa es la cuadrada. a fin de garantizar que el agua de las lluvias será desalojada oportunamente a la red de alcantarillado. Se colocará un material aislante alrededor de los anillos. La longitud de las losas en el sentido longitudinal estará marcado en la secciones Tipo correspondientes. con una profundidad igual al espesor de la losa del pavimento. con la finalidad de absorber los movimientos de la losa y de los pozos de visita. Para esto se construirán anillos perimetrales de concreto de 20 cm de espesor. este material podrá ser como el cartón asfaltado tipo FEXPAN ó CELOTEX Material Aislante (Fexpan) 20 cm 20 cm Detalle de junta de aislamiento de alcantarillas y pozos de visita . cualquiera de estos procedimientos deberá garantizar la limpieza total de la junta. construidas para captar los escurrimientos pluviales. con una tolerancia de diez (10) centímetros en más o menos. e) Pozos de Visita y Alcantarillas Se deberá realizar un estudio de escurrimientos y drenaje existente. agua o arena a presión.Las ranuras aserradas deberán inspeccionarse para asegurar que el corte se haya efectuado hasta la profundidad deseada. Será conveniente aislar de la estructura del pavimento los pozos de visita y alcantarillas. Se deberán detectar a su vez los pozos de visita y bocas de tormenta que será necesario renivelar. Toda materia extraña que se encuentre dentro de cualquier tipo de junta deberá extraerse mediante aire. Deberán tomarse las precauciones necesarias para evitar que se dañen los bordes de las juntas por impactos del equipo o de la herramienta que se esté utilizando en la obra. 1 PRELIMINARES En la construcción de pavimentos de concreto se requieren de algunas actividades previas que son necesarias para el desarrollo del proyecto.3. a). sin embargo. Estas actividades pueden corresponder tanto para un pavimento nuevo como para una sobrecarpeta de concreto. se han desarrollado para cubrir diferentes necesidades de pavimentación y mejorar sustancialmente el comportamiento y confort de los caminos. y según indiquen los planos del proyecto se podrá construir una capa de base estabilizada del espesor indicado en planos. Base Estabilizada con Cemento Sobre la capa subrasante debidamente terminada. Estas tecnologías las podemos clasificar de la siguiente manera: Pavimentación con Cimbra Deslizante Pavimentación con Cimbra Fija Ambos esquemas de pavimentación se pueden utilizar indistintamente. Carreteras y Avenidas Urbanas Importantes utilicen primordialmente la cimbra deslizante y que en pavimentos urbanos en calles se utilice con mayor frecuencia la pavimentación con cimbra fija. La construcción de la base estabilizada se ejecutará con las características y materiales indicados en las Especificaciones para Bases del Especificador. . PROCESO CONSTRUCTIVO Las nuevas tecnologías de construcción de pavimentos rígidos. Terracerías Para el caso de pavimentos nuevos es normal que se requiera de la formación de cuerpos de terracerías como la construcción de un terraplén y capa subrasante. b). es mas común que las Autopistas. 3. compactada al 100% de su PVSM. Estos elementos deberán apegarse a las Normas de Construcción vigentes de la Entidad Especificadora. A continuación se describen de manera breve algunas de las actividades previas a la colocación del pavimento de concreto. El porcentaje de cemento portland será como mínimo 4% en peso del PVSM del material pétreo. La proporción de cemento portland a utilizar deberá determinarse mediante pruebas de laboratorio esto con el fin de obtener una resistencia a la compresión axial simple de 21 kg/cm2 como mínimo a los 7 días. sus caras longitudinales y transversales deberán ser paralelas y perpendiculares al eje de la vía. Cuando se trate de una capa de base granular. así mismo no requiere de curado. Dependiendo del revenimiento especificado se requerirán cimbras para darle la forma especificada. cargador. respectivamente.c). picos. de acuerdo con los niveles de compactación que se indican a continuación.0 lts/m2 aproximadamente. La excavación deberá tener bordes verticales bien definidos. Base de Relleno Fluido De acuerdo con la especificado en planos en los sitios donde corresponda se colocará una base de relleno fluido de resistencia. El producto asfáltico deberá cumplir con las Normas de Calidad establecidas por la Entidad Especificadora. tiempo de apertura. no deberá ser vibrado para evitar que salga el aire incluido que tiene la mezcla. Riego de Impregnación Sobre la base estabilizada debidamente terminada. Si la superficie expuesta corresponde a una subrasante o una sub-base granular. no requiere ser compactado con medios mecánicos ya que es auto compactable al 100%. El fondo de la excavación deberá ser compactado en un espesor no menor de 15 cm. vehículos de transporte de materiales. elementos adecuados para la compactación del fondo de la excavación y herramientas menores. superficialmente seca y barrida. Los materiales deberán disponerse de manera que cumplan todas las reglamentaciones legales vigentes al respecto. un riego de imprimación con emulsión asfáltica catiónica de rompimiento lento o super estable a razón de 1. d). en especial las referentes a la protección del medio ambiente. Deberán retirarse todos los materiales inadecuados. escarificador de motoconformadora u otro equipo apropiado para remover las capas de la estructura existente. La colocación de la base se hace directamente del camión revolvedor sobre la subrasante ayudando a su colocación con herramientas manuales. uniforme y firme. los cuales deberán ser cargados en camiones cubriéndolos con lonas u otros protectores adecuados. ningún ensayo podrá dar lugar a un porcentaje de compactación inferior al noventa y cinco por ciento (95%) con respecto a la densidad máxima del ensayo proctor modificado. revenimiento y espesor especificada en planos. la exigencia se incrementará al cien por ciento (100%). . e). su fondo deberá ser plano. En Rellenos Fluidos convencionales la apertura al tráfico se deberá dar hasta después de 24 horas de haberlo colocado. debidamente asegurados a la carrocería y transportados a los sitios de disposición indicados en los documento del proyectos o definidos por el Especificador. se aplicará en todo el ancho de la corona y en los taludes del material que forme dicha capa. Bacheo de Caja Para la ejecución del trabajo se requieren taladros neumáticos. excavación Paso 4 Compactación de la base Paso 5 Colocación Relleno Fluido f). Fresado de Pavimento Asfáltico Este trabajo consiste en la obtención de un nuevo perfil longitudinal y transversal de un pavimento asfáltico existente. alrededor del bache Demolición y retiro de la carpeta asfáltica. mediante su fresado en frío. hasta encontar material sano. El bacheo se debe realizar en los sitios en donde existen huecos que comprometan la integridad de la base. Paso 1 Paso 2 Demarcación y corte Paso 3 Demolición. El relleno fluido se podrá colocar en una sola capa. El procedimiento es el siguiente : Identificación de la falla Demarcación de la caja. Compactación de la base remanente Colocación de Relleno Fluido hasta el nivel superior de la carpeta asfáltica. de acuerdo con los alineamientos y dimensiones indicados en los documentos del proyecto y las .Una vez terminada la compactación de la capa del fondo se deberá reponer el material desalojado con Relleno Fluido auto-compactable con una resistencia a la compresión no menor a los 30 kg/cm2. excavación y retiro del material de base. El relleno fluido deberá colocarse con las recomendaciones descritas anteriormente en el tema de Bases de Relleno Fluido y se deberá rellenar con este material hasta el nivel original del pavimento existente. . El fresado se efectuará sobre el área que determine el Especificador. En caso de requerirse el fresado en proximidades de guarniciones y en otros sitios inaccesibles al equipo de fresado. a temperatura ambiente y sin adición de solventes u otros productos ablandadores que puedan afectar la granulometría de los agregados o las propiedades del asfalto existente. el pavimento deberá removerse empleando otros métodos que den lugar a una superficie apropiada. la superficie de pavimento deberá encontrarse limpia y.instrucciones de el Especificador. Si durante el transcurso de los trabajos el Supervisor observa deficiencias o mal funcionamiento de la máquina. potencia y capacidad productiva garanticen el correcto cumplimiento del plan de trabajo. Durante la manipulación del material fresado. El equipo para la ejecución de los trabajos deberá ser una máquina fresadora cuyo estado. Inmediatamente antes de las operaciones de fresado. por lo tanto. deberán adelantarse las operaciones de barrido y/o soplado que se requieran para lograr tal condición. deberá evitarse su contaminación con suelos u otros materiales extraños. para lograr la colocación de un espesor de pavimento constante que es más fácil de cuantificar. El espesor del mismo será el indicado en las especificaciones del proyecto El material extraído deberá ser transportado y acopiado en los lugares que indiquen los documentos del proyecto. ordenará su inmediata reparación o reemplazo. 3.2 CIMBRA DESLIZANTE En pavimentos de concreto se considera el uso de la cimbra deslizante como la herramienta necesaria para la formación de una figura geométrica consolidada mediante el deslizamiento continuo de una cimbra al rededor de la masa plástica del concreto, la pavimentadora de cimbra deslizante es la maquinaria autopropulsada en la cual va montada la cimbra. El efecto que la pavimentadora hace sobre el concreto se conoce formalmente como extrusión, el ejemplo mas simple de extrusión es el realizado sobre la pasta de dientes al salir del tubo bajo presión, es claro que el material toma la forma de la boquilla la cual haría las veces de la cimbra que se desliza. La pavimentación en concreto con cimbra deslizante debe estar precedida de una planeación minuciosa de la actividad diaria, es muy importante tomar en consideración todos los aspectos que intervienen al momento de planear para lograr proyectos exitosos. Por lo general este tipo de pavimentaciones manejan grandes volúmenes de concreto y producciones diarias que pueden variar entre los 1,500 m3 a los 2,800 m3. Esta productividad apoyada con una buena planeación, han hecho posible optimizar los recursos y eficientar el proceso constructivo. Antes de iniciar el proceso de elaboración de concreto, se deberán estudiar las características de los bancos de materiales disponibles en la zona para la elaboración del concreto. Además, deberá de seleccionarse el sitio apropiado para la ubicación de la planta de mezclado central buscando minimizar las distancias de acarreo tanto de los agregados para el concreto como del propio concreto elaborado. Dependiendo de la naturaleza y magnitud del proyecto, su ubicación y las condiciones del lugar, el concreto podrá ser elaborado en: Plantas de Mezclado Central Plantas Dosificadoras a). Plantas de Mezclado Central Su uso en proyectos de gran magnitud es indispensable, ya que pueden producir en un período muy corto, de alrededor de 1.5 minutos, una cantidad de concreto entre los 7 m3 y 9 m3 de manera automatizada. Estas plantas son generalmente plantas móviles y son diseñadas para lograr un rápido montaje, desmontaje y son de fácil transporte, elaboradas con materiales de altas especificaciones para soportar la carga diaria de trabajo. Su operación es relativamente sencilla y práctica. Son de fácil mantenimiento y limpieza, con accesibilidad de sus componentes para mantener una rutina diaria y continua de limpieza. Los concretos para proyectos carreteros son producidos con las características que se requieren para ser colocados en la vía, siendo solo afectados por el clima y la edad, y son transportados en camiones de volteo ó tipo “Flow Boy” . Dentro de las variedades de plantas de mezclado central, encontramos plantas simples con un sistema de dosificación y una olla de mezclado o las que tienen la inclusión de un tambor premezclador anterior a la mezcladora, este recibe la dosis de materia prima mientras la olla esta descargando el concreto homogeneizado, también conocidas como de producción continua en una sola línea. Esto implica una mayor capacidad de producción. Con el fin de incrementar la producción, existen plantas de mezclado central “doble mezcladora” lo que permite hacer mas eficiente el sistema de dosificación, pues mientras una mezcladora homogeneiza el concreto, la segunda esta siendo dosificada, las cuales cuentan con dos líneas de carga. Un paso adicional en la búsqueda de incrementar la producción es contar con dos sistemas de dosificación, uno para cada mezcladora, este es el caso de las plantas de doble línea de carga. Los pasos principales para la habilitación y producción en una planta de mezclado central son: - Selección del Sitio - Cimentación de la planta - Movilización e Instalación de la planta Las plantas móviles son transportadas en partes, manteniendo en cada transporte una sección completa de la planta de tal forma que la instalación se hará manteniendo un orden y secuencia. Normalmente para su instalación se debe contar con una o dos grúas de tamaño suficiente para garantizar el montaje seguro de los equipos (80 – 100 ton) y con el apoyo de personal capacitado y supervisado para hacer un trabajo seguro y estable. - Calibración y Ajustes Antes de iniciar la producción de concreto se deben calibrar los elementos de medida de la planta y mantener este control periódicamente. Los elementos que se calibran son: - Básculas (Carátulas, celdas mecánicas o de carga) - Medidores de agua - Dosificadores de aditivos - Ajuste de las tolerancias de las dosis - Ajuste de las señales y la información entregada por las computadoras - Ajuste de los controles automáticos Para la alimentación de agregados a la planta, se debe contar con el numero de cargadores frontales que garanticen una operación sin interrupciones, o sea que se requerirán al menos uno o dos cargadores alimentando dos o más tipos de agregados. Estas plantas cuentan por lo general con silos horizontales móviles de 150 toneladas de capacidad para almacenamiento de cemento a granel. La ubicación de los silos con respecto a la planta debe ser siempre lateral y buscando reducir al máximo el trabajo necesario para su alimentación a la planta, la descarga de las pipas ya sea a los silos horizontales o al silo de la planta, se hace mientras la planta esta en operación y puede haber varias pipas descargando al mismo tiempo mientras otras están esperando turno. El agua es necesaria no solo para la mezcla de concreto sino que se requiere una cantidad para el lavado de los camiones y para la limpieza de la planta. La limpieza de los camiones es importante para evitar que el concreto se contamine y para retirar restos de concreto que se hayan quedado adheridos en la anterior descarga. Estas necesidades de la planta pueden requerir aproximadamente de 500 a 600 metros cúbicos de agua potable por día. Es fundamental tener almacenados por lo menos el 20% del consumo diario. En la producción de concretos para pavimentos se utilizan diversos tipos de aditivos con el fin de lograr las condiciones de mezcla requeridas por el tipo de transporte y la forma de colocación con la pavimentadora. Es usual contar con depósitos móviles de aditivos fáciles de instalar y con capacidad de almacenamiento lo suficientemente grande para garantizar el suministro de producto al proyecto. Otros elementos que forman parte de la planta son: - Caseta de operación y generador de energía. - Area de maniobras de los camiones en su acceso, espera, carga y salida. - Almacén de insumos, almacén de refacciones y taller. - Báscula (opcional). - Laboratorio de planta. - Area para ubicación de desperdicios. El tráfico dentro de la planta y el que circula en dirección al frente de pavimentación debe ser cuidadosamente analizado, para lograr completar adecuadamente el ciclo de suministro de concreto, buscando minimizar los tiempos de recorrido y garantizando la seguridad en planta. Es fundamental desarrollar los patrones de flujo de tránsito interno para todos los vehículos, en ellos se debe separar el tráfico de entrega de materiales y el de acarreo de concreto, además se deben incluir áreas de espera, zonas de lavado de camiones y estacionamientos. Se deben instalar y construir todos los drenajes que permitan el correcto manejo de las aguas de lavado, limpieza, desperdicios de producción y de servicio humano así como las de lluvia. b). Plantas Dosificadoras con Camión Revolvedor Se recomienda su uso en proyectos de mediana y pequeña magnitud, donde los equipos de colocación no requieran de un gran volumen de concreto, pero que aseguren la calidad en la consistencia y trabajabilidad de la mezcla. El rendimiento que se puede lograr con estas plantas es de aproximadamente 40 a 50 m3 por hora. En este caso los materiales que conforman el concreto son dosificados por la planta directamente en un camión revolvedor por el operador de la planta y el camión revolvedor será el encargado de hacer el mezclado adecuado de los elemento para la elaboración del concreto. A este tipo de concreto también se le conoce como Concreto Premezclado y permite producir concretos para pavimentos de alta calidad que garantizan un rendimiento constante y de buena calidad para el pavimento. Estas plantas también las hay del tipo móvil, las cuales se pueden transportar y montar fácilmente para cumplir las necesidades de un proyecto en particular. c). Proceso de Pavimentación 1. Tendido de Línea Guía Con la información del cadenamiento y cotas de los puntos que sirven para la localización de las barras de soporte de la línea, se procede a colocar cada barra o “pin” en su sitio correspondiente. Estos puntos físicos normalmente están marcados con elementos como clavos metálicos en trozos de madera y pintados para su fácil reconocimiento, normalmente están localizados a una distancia de 150 cm del borde de la losa. La barra o “pin” debe quedar a una distancia aproximada de 25 cm del punto proyectado y debe estar clavada lo suficiente dentro de la base como para garantizar la estabilidad de la línea ante el paso de la pavimentadora, la texturizadora y el personal de obra. Esta barra o “pin” debe ser metálica y lo suficientemente rígida para soportar los golpes de martillo usados para su clavado en la base y su uso prolongado en la obra. La línea que une todos los “pines” se conoce como línea de “pines”, la distancia entre “pines” en un trazo plano debe ser entre 8 y 10 metros, en curvas horizontales o verticales se deben colocar más próximos, con una separación máxima de 5.0 m. La separación de los “pines” no debe ser igual que la de los sensores de altura de la máquina, esto para reducir la sincronización de los movimientos en altura de la pavimentadora. Con el fin de tener mayor precisión en el perfil y en los espesores es importante tener líneas guías a ambos lados de la pavimentadora. Después de localizadas todas las barras o “pines” se procede a colocar los brazos que soportan la línea guía, estos brazos son metálicos con la forma adecuada para no interrumpir el tránsito libre de los sensores de la pavimentadora y la texturizadora sobre la línea guía, también debe contar con el mecanismo para ajuste de altura sobre la barra y de prolongación para ajustar la distancia de la línea respecto de la barra y permitir localizar la línea sobre el punto correcto. Los brazos tienen la posibilidad de asegurar la línea guía para que esta no se suelte al paso de los sensores o por el movimiento del personal cercano. Los hilos o cuerdas de la línea pueden ser de alambre, cable, nylon tejido, cuerda de poliestireno o cualquier otro material similar, por un lado deben ser suficientemente fuertes como para resistir la tensión a que se somete y debe ser liviano para que no mueva el alineamiento. La razón de la tensión es reducir las catenarias entre apoyos, el tensionamiento se realiza manualmente o con la ayuda de un carrete metálico que se monta sobre barras o “pines” y debe hacerse antes de insertar o montar el hilo en los soportes a fin de garantizar un tensionamiento uniforme. En esta actividad es importante usar elementos de seguridad ante posibles rompimientos de la cuerda o hilo, ya que normalmente los brazos metálicos traen rebabas en los puntos de inserción del cable, es conveniente limarlas. Si una cuerda se rompe es señal de que debe ser cambiada, no la añada, es mejor conseguir una nueva. Es importante aclarar que la varilla del sensor de dirección de la máquina corre contra el interior de la línea guía y la varilla del sensor de altura o elevación corre bajo la línea guía, esto para que no haya elementos que desvíen ninguna de las varillas, excepto la misma línea y puedan transitar libremente, por otro lado las varillas no deben flexionar la línea en forma notoria. La longitud de la cuerda que se tensiona no debe ser mayor a 200 metros, esto para reducir errores, el traslape de las cuerdas se debe hacer en una longitud de por lo menos 20 metros. Una vez tensionada la cuerda o hilo e insertada en el brazo soporte se procede a plomar el punto de contacto entre la cuerda y el brazo con el punto físico dado por topografía, esta actividad se inicia soltando las tuercas de ajuste del brazo al “pin” y mediante una plomada de mampostero o un nivel de burbuja se determina el punto al cual debe quedar para proceder a fijar las tuercas. El ajuste en altura se puede realizar simultáneamente con la anterior y se realiza con los datos entregados por la comisión topográfica, se realiza soltando la tuerca de ajuste en altura y con ayuda del nivel de burbuja y un flexómetro se determina la altura de cada punto. Una vez que se tiene instalada la línea guía debe ser verificada visualmente, cualquier duda o error debe ser verificada o corregida con topografía. aunque no todos los proyectos lo requieran. Los vibradores deben estar correctamente localizados. respetando el área frente a cada vibrador o zona de influencia entregado por el fabricante y ajustado de acuerdo a la cabeza hidrostática proyectada en la colocación y el tipo de concreto a colocar. deben activarse sus sistemas hidráulicos tanto motrices como de transporte. Es muy importante conocer que el perfil de la vía obtenido por la pavimentadora será el definitivo para el proyecto. La apariencia de un vibrador en mal estado es diferente a la de sus vecinos. el ajuste se hace liberando cada tuerca de . esto ultimo solo influirá de acuerdo a la experiencia del operario o el constructor con mezclas similares. su sistema de soporte para que quede "flotando" y el ajuste hidráulico para las pendientes debe ser igualmente revisado El dispositivo para formar la corona o bombeo de la carretera se debe probar en todo su conjunto. compactación y vibrado del concreto detectando fugas y conductos en mal estado y con énfasis en la respuesta a las indicaciones de los sensores tanto en altura como en dirección. tanto la formación del bombeo a la entrada (en el strike off) como en la placa de extrusado y en las indicaciones que el operador de la máquina recibe de la localización de estos elementos. estos van localizados sobre las placas metálicas (float-pan) que se instalan a la salida del concreto de la placa de extrusado o profile-pan. no se debe permitir pavimentar con vibradores defectuosos. de igual forma debe revisarse la calidad de elementos de acabado del concreto para verificar el tipo de acabado que pueden ofrecer tanto en textura como en uniformidad. El float pan igualmente debe tener la posibilidad de dar el bombeo de la vía. Un vibrador en mal estado definitivamente debe cambiarse. estos vibradores y las placas que conforman el float-pan deben revisarse tanto en su estado como en su limpieza para garantizar un buen acabado del pavimento. Preparación de equipos Todos los equipos que participan en el tirado o extendido del concreto en la obra deben ser probados en vacío antes de iniciar la recepción del concreto En el caso de la pavimentadora.2. De igual forma se deben identificar fugas de aceite en sus mangueras o uniones. Otros vibradores presentes en la pavimentadora son los vibradores de piso. la alta temperatura alcanzada por el aceite en el interior de un vibrador defectuoso provoca cambios en el aspecto externo. En la sección de la placa o molde de extrusado (profile-pan). Es muy importante prevenir la acción de fragmentos de concreto que no hayan sido eliminados en la limpieza diaria y que obstaculicen el desplazamiento de algunas de las partes de la pavimentadora. es recomendable que la pavimentadora cuente con un sistema neumático que permita el uso de pistolas rompedoras de concreto con el fin de facilitar su limpieza y de suministro de agua a presión. el estado de los elementos de texturizado (tanto yute como peine de cerdas metálicas o plásticas según sea el proyecto) y el estado de los orificios . La separación de los pines de la línea guía no debe corresponder a la separación entre sensores. se pueden lograr muy buenos resultados. Cada tipo de sensor debe ser usado e instalado de acuerdo a las recomendaciones del fabricante y contando con personal de experiencia. aunque algunas solo usan dos.fijación de las planchas de extrusado y alineándolas de acuerdo a la pendiente o pendientes transversales requeridas para una sección. Las varillas de los sensores de altura deben fijarse tan cerca de la horizontal como sea posible y a la misma distancia del equipo a la línea guía. Normalmente las pavimentadoras usan cuatro sensores de altura. El mecanismo hidráulico de ajuste es fundamental para dar la forma correcta en tramos de transición de recto con doble pendiente a curvo con una sola y en este sentido debe haber un apoyo continuo de la comisión topográfica del proyecto. esto con el fin de reducir los movimientos bruscos y continuos del sensor y de la maquina. finalmente se asegura todo el sistema Se debe recordar que en caso de coronas o bombeos de la losa. En cuanto a la texturizadora se debe probar la respuesta de los sensores a las variaciones de la línea guía. La presión de la varilla a la línea guía se podrá ajustar cuando sea necesario durante la pavimentación. otros elementos deben ser ajustados para dar la forma. La decisión de utilizar esta llana ó de dejarle todo el trabajo a los llanas manuales se debe tomar en los primeros metros de pavimento. Este es un elemento que da un buen acabado siempre que se encuentre en perfecto estado siempre que el concreto sea muy homogéneo. láser y sónicos. En este caso es importante anotar que algunas pavimentadoras traen los sensores traseros unos metros atrás de profile pan o molde de extrusion y en caso de curvas verticales cerradas. el sensor tiene o debe tener una contrabalanza a fin de ajustar la presión y con esta y el ajuste del tornillo amortiguador se controla la "sensibilidad" y precisión del sensor. esta distancia normalmente debe ser entre 20 y 25 cm. En cuanto a los sensores. Posteriormente se encuentra el final finisher o llana metálica de la pavimentadora. con esto se logrará que los dos sensores no estén al mismo tiempo en valles o en picos de las catenarias formadas en la línea guía y mejorar así el perfil de la vía. esta alineación se puede hacer mediante un ajuste hidráulico que poseen algunas máquinas o manualmente si no se cuenta con él. y alineando con la ayuda de un hilo o lamina metálica recta. se corre riesgo de una variación fuerte del espesor de la losa. este último no tiene ajuste pero se recortan la longitud de los pasos centrales. con cuatro se puede tener un mayor control del espesor de la losa. Los sensores de altura están localizados adelante y atrás de la maquina y haciendo contacto en cada extremo con la línea guia. su revisión se hace en cuanto a la calidad del movimiento en zigzag y el estado de la superficie. sin embargo con dos sensores y un excelente trabajo de topografía y perfilado de la rasante. hay que tener en cuenta que existen muchos tipos de sensores y aunque los mas usados en pavimentos son los hidráulicos existen también eléctricos. entre estos se encuentran los vibradores y el tornillo repartidor. . .flotadores manuales. controlado por el operador permite transportar el concreto en el frente de la máquina a fin de repartirlo y dosificarlo hacia los lados la maquina.Reservas en almacén y obra. y perfilado ó extrusado. así como el estado del deposito de membrana y de los tubos conductores.aspersores.de las espreas o aspersores de membrana de curado.Verificar la junta fría y la correcta colocación de las pasajuntas. . Antes de iniciar la jornada de pavimentación deben revisarse todas las medidas de seguridad y tomar todas las precauciones para el personal de la obra. . En algunos proyectos se cuenta con equipos esparcidores o colocadores del concreto con el fin de facilitar la labor de la pavimentadora y lograr un mayor rendimiento.Equipos de ensayo en buen estado y con personal disponible . Es importante tener la base o rasante saturada para recibir el concreto.Revisión de todo el equipo involucrado en la pavimentación.Disponibilidad de materiales tanto en volumen como en calidad. este trabajo es complementado posteriormente por el “tamper bar”. 4. .Comunicación por radio entre el frente de trabajo y planta. Para iniciar se deberán revisar los siguientes puntos: . .Herramientas necesarias para la colocación del concreto: . . .Revisar el pronostico del tiempo. este se puede dividir en recepción y acomodamiento. La distribución del concreto al frente de la pavimentadora es el primer contacto entre el concreto y la pavimentadora y se logra mediante un tornillo sinfín o gusano que. 3. .Que se cuenta con una distancia aceptable de tramo a pavimentar.Colocación de la línea guía.Equipo y agua suficiente para humedecer la rasante. . . las bases con falta de agua pueden absorber agua del concreto y reducir la hidratación del cemento ocasionando bajas resistencias. vibrado y compactación. Inicio de los Trabajos.vibradores manuales. . Pavimentación con cimbra deslizante: Las pavimentadoras modernas cuentan con un mecanismo para manejo del concreto. Otros equipos que deben ser probados son las cortadoras de discos para el concreto y los reflectores de emergencia. las burbujas de agua y aire suben a la superficie explotan y el volumen de la mezcla se reduce. bombeo o corona.000 VPM. el giro libre de la cabeza (envuelto en aceite) produce la vibración. facilitando su entrada al panel de extrusado. Físicamente el efecto deseado es lograr la frecuencia de resonancia de las partículas dentro de la mezcla o sea que se exciten y se junten logrando eliminación de vacíos. En las zonas adyacentes a los vibradores excéntricos internos o zona de influencia de los vibradores se produce la energizaciòn del concreto. los primeros o internos se localizan en la caja de vibradores o de lechada. Importante. esto es la movilización de las partículas del concreto. esta frecuencia es diferente para cada tamaño de partícula y diferente para cada gradación en particular y del diseño de la mezcla. Esta caja esta cerrada frontalmente por el strike-off y eventualmente la viga estructural o chasis de la maquina. que se denomina caja de vibradores o de lechada. Con la variación de la energía transmitida por el vibrador varia la zona de influencia.000 y 9.La velocidad de la pavimentadora . En general la energía requerida varia entre 7. los segundos o vibradores de piso se usan para mejorar el acabado. esta velocidad se mide en VPM y se controla desde el puesto de mando de la pavimentadora. la velocidad es la única variable que se puede controlar y se hace variando la velocidad de giro del motor del vibrador. En las pavimentadoras de cimbra deslizante encontramos dos tipos de vibradores. Otras variables que afectan esta zona de influencia son: .Las distancias entre la cabeza y el punto de aseguramiento al tubo soporte . Un vibrador es un émbolo que gira en el interior de un tubo o cubierta. La energía transmitida por el vibrador (fuerza centrifuga) es directamente proporcional a el peso de la cabeza y a la velocidad de rotación.Algunas pavimentadoras cuentan con un receptáculo entre el gusano y el panel o plancha de cimbrado y que contiene los vibradores. El strike-off debe ser ajustado a las condiciones de pendiente transversal de la vía. el émbolo esta apoyado en el extremo del que se produce el giro. En las maquinas que cuentan con caja de lechada encontramos inmediatamente después del tornillo repartidor una lamina metálica horizontal o strike-off que sube o baja de acuerdo a las indicaciones del operador con el fin de ampliar o reducir la cabeza estática del concreto dentro de la maquina y que se antepone a la viga frontal estructural de la maquina.La calidad del montaje aislado del vibrador . Los vibradores tienen dos funciones. consolida el concreto y hacerlo fluido para que pase por el molde o caja extrusora. quedando el otro extremo o cabeza libre. En las pavimentadoras que no cuentan con caja de lechada encontramos los vibradores inmediatamente después del tornillo repartidor y antes del molde o placa extrusora. Finalmente encontramos la placa extrusora del concreto (Profile pan). en la cual el concreto toma la forma de la losa. en este caso debe apoyarse en vibradores manuales y ampliando la zona de influencia de los adyacentes. que se usa para profundizar fragmentos de grava que hayan quedado expuestos superficialmente. misma que los elementos superiores confina al concreto. . La cimbra deslizante de la máquina se encuentra en los lados. para esto es fundamental un suministro continuo y homogéneo del concreto y lograr movimientos uniformes de la máquina. El vibrado no es la solución para todos los problemas de la mezcla e incluso pueden ser causa de problemas en la mezcla.La separación de los vibradores debe hacerse de tal forma que haya un pequeño traslape de las zonas de influencia. aunque para algunos fabricantes su función es mantener el movimiento dentro de la caja de vibradores y de esta forma mantener un flujo continuo y no se pegue a las paredes. barra o cuchilla compactadora. En este mismo receptáculo se encuentra el tamper-bar. La segunda puede ser completamente levantada para facilitar su limpieza y puede ser ajustada mediante pernos para mejorar la acción de los vibradores laterales y permitir un hombro de losa con un mejor terminado. El resultado de un buen trabajo con el equipo de cimbra deslizante es una forma geométrica y superficie uniforme tanto en las dimensión horizontal como en la vertical. una que confina el concreto para lograr que el gusano lo pueda exparcir y otra que va desde el strike-off hasta la salida posterior del concreto. característico solo de algunas pavimentadoras. excesiva vibración causara segregación y reducción del contenido de aire. el posicionamiento de los vibradores en el tubo soporte debe hacerse de acuerdo a las recomendaciones de los fabricantes y de la experiencia con el tipo de mezcla a usar. en esta sección es importante el perfecto alineamiento de las planchas que la conforman y el perfecto estado. Debe tenerse especial cuidado con el vibrado en el borde de la losa. poca vibración causara un mal acabado y un volumen alto de vacíos reduciendo su resistencia. Se puede dividir en dos secciones. La distancia de traslape entre las zonas de influencia es normalmente de 50 a 75 mm. Cualquier falla en un vibrador se manifestará inmediatamente en el aspecto de la losa de concreto. no traslapar implica segregar la mezcla. por insignificantes que parezcan. La primera normalmente va siendo arrastrada sobre la base o puede ser de altura variable según la variación del perfil del suelo. libre de abolladuras o deformaciones que incidan en el perfil. ó pueden insertarse mediante elementos mecánicos que aseguren su correcta posición. que por el tipo de equipos usados en estos proyectos. salida y señales para avance y parado) y control del trafico para la entrada y salida de camiones de vías transitadas al sector de cargue entre otros. diesel o pintura para evitar que se adhieran al concreto. Es importante la labor de dirección del jefe de pavimentación y su continua comunicación con el operador de la pavimentadora. En esta tarea juega un papel muy importante la labor de los coordinadores de descarga y de colocación de canastas. todo esto para facilitar la entrada y salida de los camiones al tramo. procedimiento de descarga (orden de entrada. es decir. también se pueden usar ganchos metálicos o laminas y clavos. esta se puede soltar de los brazos en un tramo de 50 metros aproximadamente y tenerla en el piso sin distensionarla asegurada por dos elementos pesados (grupo de barras de amarre). reduciendo costos al eliminar el esqueleto de la canasta y evitando el riesgo de movimiento de la canasta por la presión de la pavimentadora. en este momento se inicia la labor de pavimentación propiamente dicha. Los pasajuntas deben haber sido bañados con grasa. Es importante garantizar la correcta fijación de la canasta y evitar su movimiento ante la presión de la máquina. es prudente considerar alarmas de retroceso. y sus indicaciones deben ser conocidas por todos los conductores y personal que se localice en este sector y supervisadas por el operador de la pavimentadora y el jefe de pavimentación. . corresponden a dos o tres camiones. Los insertadores automáticos de barras hacen el trabajo completo de localización de barras después del vibrado y antes de que se le dé el acabado a la losa. Las operaciones de pavimentación del día se deben iniciar con la producción de dos o tres bachadas. lo puede ocasionar fisuramientos y fracturas de los bordes de la misma. contenido de aire y peso volumétrico para ser enviados a la obra. esto con el fin de lograr una buena repartición del concreto y un movimiento mínimo de las canastas pasajuntas. El concreto de estos camiones debe ser revisado por el laboratorio con las pruebas de revenimiento. La canasta se debe colocar en el lugar indicado por la comisión de tendido de la línea guía y debe ser fijada a la base mediante pernos de fijación bien sea con ayuda de pistola de impacto o mediante golpes de martillo. la losa no tendrá la libertad para moverse longitudinalmente.Las pasajuntas pueden ser colocados mediante su montaje en canastas metálicas que garantizan su correcta disposición en la losa de concreto y que permiten un libre movimiento de las losas de concreto. La seguridad se impondrá en todo momento. se continua produciendo concreto y enviándolo al frente de pavimentación. Cuando se tiene tirada y posicionada la línea guia en una longitud importante al frente de la pavimentadora. si la canasta se mueve al momento de colocar el concreto. Iniciar la rutina de calculo de rendimiento Las barras de amarre prácticamente se instalan en todas las juntas longitudinales. primeramente por el jefe de pavimentación para determinar rápidamente si se puede descargar.Evaluar la calidad de la superficie dejada por la pavimentadora . una vez descargados. La uniformidad es el factor mas importante para obtener un buen trabajo. si no se cumple la uniformidad en todas las fases. se dificultará obtener un buen perfil.Verificar el espesor colocado . .Mantener la relación Agua / Cemento de diseño . esta placa flotante debe tener la forma para no dañar el ángulo o del bombeo. con el fin de sobreponerse a pérdidas de trabajabilidad mayores a las esperadas y es válido si se tiene en cuenta que es concreto que será prácticamente colocado a mano pues la máquina no habría podido llenar sus cimbras completamente y es necesario llevar concreto en un cargador para completar el faltante. de esta forma se determina la pérdida de trabajabilidad que ha sufrido el concreto durante el viaje y se procede a ajustar la producción de la planta.El concreto una vez que llega al frente de pavimentación. cuando el insertador esta en el centro de la losa y el pavimento tiene bombeo. Los insertadores automáticos de barras de amarre vienen acondicionados en la parte posterior de la pavimentadora. Este concreto que se conoce como concreto de carga de la pavimentadora se puede enviar con 8 cm para ajustar en 6 ó 5 cm. debe ser revisado. es conveniente contar con una cargador o retroexcavadora para introducir y repartir el concreto frente al gusano de la pavimentadora. Los puntos a cuidar en esta etapa son: .Ajustar los volúmenes suministrados en cada viaje . y lograr una carga hidrostática dentro de la máquina. y de ser así. El tiempo de viaje hacia y desde la entrega del concreto se determina también por las condiciones del trafico y del estado de la vía y esto debe tenerse en cuenta para ajustar el numero de unidades de transporte. Es práctica común que los primeros viajes de concreto.Ajustar la velocidad de avance del tren con respecto al suministro de concreto (recordar que los equipos de pavimentación en lo posible no deben parar) . deberán ser revisados por el laboratorio. este se envíe ligeramente alto en revenimiento para después ir reduciendolo. requieren entonces de una placa flotante que borre la huella de la inserción. En construcción con cimbra deslizante estas barras pueden ser colocadas mediante extensiones ó silletas antes de la colocación del concreto o bien insertadas en el concreto en estado plástico con un insertador automático.Controlar la trabajabilidad de la mezcla . La distancia de la planta de producción al sitio de colocación es un factor que determina una entrega oportuna de concreto a la pavimentadora. la altura de colocación es a la mitad del espesor de la losa incluso en las juntas machimbradas. Como los dos o tres primeros viajes normalmente no son suficientes para llenar las cimbras y cajas de la pavimentadora. por esto se recomienda un finishero a cada lado como mínimo. también se recuerda que obtener un buen acabado en el borde contrario al usado por el operario o finishero es difícil. También se pueden colocar estas barras manualmente a la salida de la pavimentadora. resistente a la fricción del trafico y sin afectar la geometría dejada por el extrusado. . en montaje independiente y guiadas con la línea guía de la pavimentadora o manuales. Las llanas metálicas mas comúnmente usadas son las tipo perfil acanalado y tratadas con tungsteno o material similar. el clima reinante y la velocidad y condición del concreto dejada por la máquina. se conocen como llanas canal o aviones si su dimensión es importante. ocasionalmente es necesario adicionar algún elemento metálico a la llana para incrementar su peso y obtener un mayor efecto. el éxito en el intento de obtener un buen acabado radica en buena parte en el criterio de elección del equipo mas adecuado.Las barras de amarre que se utilizan para las juntas longitudinales de carriles adicionales o sobreanchos normalmente se instalan con insertadores laterales automáticos o manuales. segura y durable. En pavimentaciones con cimbra deslizante es necesario usar llanas de gran dimensión para cubrir un gran espacio y mantener el ritmo y la velocidad de la pavimentadora. mediante técnicas sencillas y de rápida ejecución y usando las herramientas adecuadas Primero se realiza el afine. En cuanto a herramientas manuales se cuenta con una gran variedad y su uso depende de las condiciones del proyecto. No se debe hacer el terminado mientras se observe la presencia de agua en la superficie. se acostumbra colocar las barras dobladas para ser enderezadas una vez el concreto este endurecido y ya no entorpezca las labores. Sin embargo es muy importante aclarar que su diseño incluye un peso adecuado para obtener un acabado acorde con su uso. Para lograr un buen acabado existen en el mercado multitud de herramientas montadas en la pavimentadora. las variables mas comunes son el tipo de concreto. en la unión entre mango y llana se instala un pivote que permite ajustar el ángulo de ataque de la llana y evitar que penetre la losa. obviamente previniendo al personal de posibles accidentes con las barras laterales. con el afine se busca conseguir una superficie adecuada para obtener un buen texturizado. Acabado superficial del pavimento Es el acabado de la superficie del concreto al proceso de obtener una textura acorde a las especificaciones del proyecto. normalmente son llanas a las que se les monta un largo mango para cubrir todo el ancho de la carretera desde uno solo de los lados. homogénea. por esto no se recomienda incluir mangos de materiales distintos al incluido en su diseño. es probable que al proponer esta practica el calculista solicite una longitud mayor de anclaje de la barra 5. si el ancho de la losa es importante. Los concretos para pavimentos sangran poco o nada como se vio en la sección correspondiente y una buena labor de vibrado deja una superficie con suficiente mortero como para que no haya ninguna dificultad en obtener un buen acabado. rociando con la ayuda de una bomba manual. El proceso experimentado superficialmente por el concreto una vez que sale de la pavimentadora. 6. Las variables a controlar son: la humedad de la tela. Las texturizadoras vienen equipadas con soportes y ganchos para colgar la tela. El microtexturizado se realiza corriendo una tela de yute húmeda a lo largo del tramo de concreto una vez que se ha logrado un buen afinado y que la superficie esta seca para que permita la presencia de granos de arena después del paso de la tela. por un lado una tela con fragmentos de concreto adheridos marcara excesivamente en el concreto y lo mismo ocurre con las costuras de la tela. adquiere un tono mate que indica el momento del texturizado. Normalmente la primera pasada de la llana abre poros y permite salida de pequeñas cantidades de agua y aire presente cerca a la superficie. por el contrario la falta de humedad causa levantamiento de concreto. Algunas texturizadoras vienen acondicionadas con irrigadorres que mantienen húmeda la tela.El trabajo del finishero termina cuando obtiene una superficie pareja y sin marcas de la placa extrusora ni de las llanas. Otros aspectos que deben tenerse en cuenta es la limpieza de la tela y procurar que el tejido sea continuo y no coser tramos de yute para dar la longitud.concreto. la distancia de frenado de los vehículos tiene relación directa con el grado de adherencia o fricción que hay entre la superficies de contacto neumatico . la velocidad debe ser suficiente para no levantar concreto. es la liberación del agua de sangrado y posteriormente seca esta superficie. el tiempo de aplicación y la velocidad de aplicación. El tiempo de aplicación debe ser al cambio de tono del concreto de brillante a mate. esta otra herramienta puede se una llana fina tipo fresno Un buen diseño de concreto debe tener en cuenta la producción de suficiente mortero superficial que de un buen acabado. El exceso de humedad se percibe con la presencia de burbujas de agua detrás del paso de la manta. el soporte puede bajar para que entre en contacto con la superficie y subir cuando se realiza otra actividad. el exceso de vibrado creara superficies con exceso de mortero lo que a su vez ocasiona baja resistencia a la fricción. Microtexturizado Longitudinal Buena parte de la seguridad que una carretera nos pueda ofrecer esta dada por la correcta ejecución de esta etapa. El agua se puede aplicar. . la segunda pasada o el uso de otra herramienta busca cerrar los poros abiertos y sacar a la superficie granos de arena. 8. Los sensores de la texturizadora usan como referencia para su movimiento las línea guía de la pavimentadora lo que le permite obtener un correcto manejo de los traslapes y separaciones de las líneas sobretodo en las curvas horizontales. 7. Curado del Concreto Esta operación se efectuará aplicando en la superficie una membrana de curado a razón de un litro por metro cuadrado (1 lt/m2). esto para evitar taponamientos de los conductos y las espreas. permite la rápida evacuación de agua de la superficie del pavimento. Este trabajo se hace en la texturizadora donde hay un depósito de membrana de curado y conductos que llevan el liquido hasta los aspersores o espreas. permitiendo el contacto entre los neumáticos de los vehículos a alta velocidad y el pavimento y evitando el peligroso acuaplaneo. Los depósitos de las texturizadoras algunas veces cuentan con agitadores de aire o agitadores de paletas. pero de tal forma que el agregado grueso no se levante o se mueva y no se marque en exceso. El tiempo de aplicación depende de la experiencia del operador de la texturizadora bajo el control del jefe de pavimentación. aunque en ocasiones y con el fin de proteger el concreto de la acción del . la profundidad del texturizado y la separación de las cerdas. sin embargo una idea es que el microtexturizado avanza unos cien metros y al regreso a su punto inicial la superficie estará lista para recibir el peine. si el equipo no tiene estos accesorios deben agitarse manual y continuamente.Alternativamente se puede utilizar pasto sintético o cuero para realizar esta actividad en sustitución de la tela de yute. Es importante utilizar peines de texturizado en buen estado. limpios y bien alineados a fin de no producir un efecto irregular. con todos sus dientes. El proceso constructivo se logra mediante el uso de una texturizadora. para obtener un espesor uniforme de aproximadamente un milímetro (1 mm). La profundidad de texturizado debe estar entre los 3 mm y los 6 mm que es suficiente como para que se marque suficientemente el peine. Los compuestos curadores mas adecuados tienen un pigmento de color blanco. Macrotexturizado Transversal El macrotexturizado o texturizado transversal que normalmente se realiza con peine metálico. esto les da la ventaja de no concentrar el calor en el concreto y permiten distinguir las zonas ya tratadas y la uniformidad de su aplicación. La variables a tener en cuenta son el tiempo de aplicación. que deje una membrana impermeable y consistente de color claro que impida la evaporación del agua que contiene la mezcla del concreto fresco La aplicación de la membrana de curado se hace mediante la irrigación de compuestos curadores sobre la losa de concreto fresco con ayuda de la texturizadora – curadora. El compuesto curador se aplica inmediatamente después de efectuarse el texturizado transversal. debe evitarse su aplicación tardía ya que obligaría a una mayor presión o profundidad lo que terminaría sacando agregado del concreto y dejando un acabado irregular. 11. 10. deberá protegerse la superficie de las losas contra acciones accidentales de origen climático. Juntas Frías Es necesario realizar una planeación adecuada de juntas frías. se puede hacer en dos etapas aplicando la primera antes del microtexturizado y la segunda después de el texturizado transversal. para mantener la uniformidad en el pavimento y evitar desperdicios o faltantes de concreto. en pavimentos construidos con cimbra deslizante se debe hacer énfasis en el estado. En proyectos carreteros las cortadoras . Corte de Juntas en el Concreto: El corte de las losas de concreto es una generalidad de todos los pavimentos de concreto. La alineación de las pasajuntas y su correcta instalación dependen en gran medida de la cimbra utilizada para formar la junta. Durante el tiempo de endurecimiento del concreto. Siempre que sea posible se deberá de tratar de hacer coincidir la junta fría con una junta de contracción. continuo y principalmente que permita que se alcance a cortar toda el área pavimentada en una jornada. Modulación de las Losas La modulación de las losas es proveer la geometría de tableros diseñada por el Especificador para inducir el agrietamiento de manera controlada. La clasificación de las cortadoras se hace normalmente por la potencia de su motor en kW y es conveniente que sean autopropulsadas. El mayor cuidado se debe tener en garantizar que la junta quede en el mismo sitio donde fueron colocadas las pasajuntas y donde fue indicado inicialmente. Es importante realizar la aplicación de la membrana también sobre los bordes verticales de la losa. de herramientas o del paso del equipo o seres vivos. se deben utilizar canastas de barras pasajuntas para garantizar la transferencia de cargas entre las losas. La señal para la localización de las canastillas y de la junta debe quedar suficientemente separada de la losa y del sector de tránsito de la maquina para que no sea borrada en el trabajo de pavimentación y revise que la modulación se haga con base a las marcas de los dos extremos de la losa y que la señal se haga siempre de la misma forma a fin de evitar confusiones La modulación se debe hacer con polvo mineral de un color que permita ser observada fácilmente por el operario del equipo de corte en la noche y a la luz del mismo equipo. 9. La junta fría se debe construir en todo el ancho de colado. cubrimiento de la losa y duración de acuerdo con las especificaciones del fabricante de la membrana de curado. Las pavimentadoras equipadas con insertador automático de pasajuntas (DBI) tienen un dispositivo que marca la ubicación de la pasajuntas con pintura. El espesor de la membrana podrá reducirse si de acuerdo con las características del producto que se use se puede garantizar su integridad. el tipo y el numero de equipos necesarios para garantizar un trabajo de buena calidad.sol y vientos fuertes rasantes. .deben ser con potencias del orden de los 50 a 60 kW. La profundidad del corte es de un tercio del espesor de la losa.Tanque de agua con bomba para suministrar agua a presión . 12. Este corte deberá realizarse cuando el concreto presente las condiciones de endurecimiento propicias para su ejecución y antes de que se produzcan agrietamientos no controlados. por lo general el proceso de corte debe iniciar deberá iniciar entre las 4 ó 6 horas de haber colocado el concreto y deberá terminar antes de 12 horas después del colado del pavimento. El corte de ensanche se hace con cortadoras de corte húmedo y la forma se obtiene ya sea con un disco de 6 mm de espesor o apilando dos discos de 3 mm de espesor y cortando a una profundidad menor. Ensanche de Juntas El ensanche de la junta o segundo corte se realiza para obtener suficiente espacio donde alojar el material que se usara en el sello y de esta forma ofrecer un factor de forma apropiado (en profundidad y ancho) para el correcto desempeño del sellador. El factor de forma especificado para cada proyecto debe ser incluido en las especificaciones constructivas. o sea que el disco de corte es enfriado continuamente por agua.Herramientas para limpieza y para insertar el cordón o baker-rod .Limpieza de la junta o rasqueteo .Compresor para limpieza y aplicación del material de sello .Lavado de la junta con agua a presión . ya que de empezar a cortar antes de tiempo podemos generar despostillamientos de las losas. Las actividades generales de esta etapa son: . Limpieza y Sello de Juntas La limpeza de juntas es necesaria para evitar que dentro de la junta se alojen materiales incompresibles y permitir una perfecta adherencia entre el sellador y el concreto. 13.Bomba de silicón para la aplicación del material de sello . Deberán realizarse primero los cortes transversales y posteriormente los longitudinales.Secado con aire a presión. en el caso de realizar el corte en forma tardía se estaría permitiendo que el concreto definiera los patrones de agrietamiento y de nada servirían los cortes por realizar. Este tiempo depende de las condiciones de humedad y clima en la zona. autopropulsadas y diseñadas para hacer corte en húmedo. así como de la mezcla de concreto.Inserción de la Cintilla de Respaldo o Backer. El tipo de disco de corte debe ser escogido dependiendo del tipo de agregado a fin de determinar que composición de material abrasivo cortador es el mas indicado.Rod . Para realizar los cortes longitudinales es común utilizar una guía ajustable a los bordes de la losa y de esta forma garantizar un correcto seguimiento del alineamiento de la vía.Aplicación del material de sello Los equipos requeridos para estas actividades son: . Es importante iniciar el corte en el momento adecuado. su función es de vital importancia. como revisión de los datos topográficos..Jefe de Pavimentación. el cual se hace acompañar de un grupo de operarios y equipos de corte al igual que un continuo suministro de agua. . El jefe de finishers debe coordinar al personal de herramientas de acabado. . 14. Su importancia radica en la coordinación con el personal de topografía del proyectos para hacer los ajustes del trazado requeridos y de esta forma reducir las variaciones en los espesores de la losa. por problemas en los insertadores de pasajuntas o barras de amarre (en caso de que se utilicen) o por problemas en el acabado del hombro o borde de la losa. del texturizado transversal y de la aplicación de la membrana de curado. .Operador de Pavimentadora. Este grupo igualmente le reporta al jefe de pavimentación.Se encarga del microtexturizado longitudinal con tela de yute. . . El jefe de pavimentación coordina al grupo de personas que trabajan en equipo y capacitados para las diferentes actividades. Personal Especializado Necesario . – Es el responsable de la colocación del concreto y de todas las etapas siguientes en la obra.Interactúa continuamente con el operador de planta de concreto.Operador de Texturizadora – Curadora. interactua con el jefe de pavimentación para que a su vez le de instrucciones al operador de la pavimentadora en caso que se presenten problemas en el acabado dejado por la máquina.Jefe de Línea. Sobre esto hay que tener en cuenta que contamos con variables como la dureza de los . lo mas importante de su trabajo es conocer el momento en el cual debe iniciar su labor.Responde por la interpretación y evaluación de los datos topográficos entregados por el constructor de la base y por el tendido de la línea guia para la pavimentadora y texturizadora.El trabajo de corte esta a cargo del jefe de corte...La bomba de silicón es un equipo de pistón que se introduce dentro del deposito de material de sello. con el coordinador de descarga de camiones y colocación de canastas y con los tornilleros quienes están encargados de vigilar el tránsito normal de los sensores por la línea guía y de la cimbra lateral. Responde por todas las actividades ejecutadas en el tramo y en ellas se incluyen las previas al inicio de la pavimentación. Jefe de Corte y Sello.Responde por la obtención de un buen acabado superficial de la losa antes de iniciar su texturizado. hasta la apertura al trafico de la vía. Su principal función es coordinar las actividades del equipo de trabajo en el tramo y mantener la comunicación con la planta y con los otros involucrados en el proyecto. . no solo para obtener un buen acabado sino para producir un pavimento de concreto durable y respetar la geometría del proyecto.Jefe de Finishers ó Jefe de Terminado. la texturizadora debe ser guiada por el mismo tendido de la línea guía que uso la pavimentadora. .agregados. En las responsabilidades del jefe de corte esta el ensanche de la junta. la potencia de los equipos y el suficiente suministro de agua. la calidad de los discos. la limpieza y aplicación del sello. El Revenimiento apropiado para colocación del concreto con cimbra fija es: . c). 10 ± 2 cm .En superficies planas con pendientes ligeras.En superficies con pendientes mayores al 8% 8 ± 1 cm Es importante garantizar la calidad del concreto y que el suministro sea constante y continuo para mantener la homogeneidad del pavimento. Cimbrado del Pavimento El cimbrado consiste en colocar Montenes metálicos calibre 10 cuyo peralte corresponda con el espesor del pavimento.3 CIMBRA FIJA En proyectos de tamaños menores tal como los proyectos denominados urbanos. El procedimiento constructivo con ambos equipos es prácticamente el mismo y en general es muy parecido al de cimbra deslizante con algunas variantes propiciadas por las diferencias en equipos y por el menor tamaños de las obras. apoyados con rodillos y reglas vibratorias para su ejecución. La colocación de la cimbra deberá ir siguiendo el alineamiento y niveles que nos indique la brigada de topografía. en donde la producción del concreto se realiza en las plantas dosificadoras que se tienen instaladas en las ciudades. a). Colado del Pavimento El concreto se que se mezcla en ollas revolvedoras se vacía sobre la sub-base. se sujetan con troqueles de varilla #3 a #5 cuya longitud mínima es igual al doble del espesor del pavimento y se colocan @ 1. Se deberá de contar con una cantidad suficiente de tramos de cimbra para alcanzar avances significativos de colado continuo durante varias jornadas de trabajo.0 m aproximadamente. Elaboración de Concreto Hidráulico El Concreto se recomienda que sea Premezclado Profesionalmente de resistencia a la Flexión S´c ó Módulo de Ruptura igual a la especificada en el proyecto. Deberá limpiarse y . Es conveniente revisar los niveles de la cimbra con topógrafo después de colocada la misma para garantizar un buen perfil longitudinal del pavimento. se recomienda que entre el tendido de una olla mezcladora y otra no transcurran más 25 minutos.3. se esparce a lo todo lo ancho del pavimento a paleo manual. el procedimiento de construcción de pavimentos que comúnmente se utiliza es el de cimbra fija. b). aunque de preferencia este tiempo deberá ser menor. Estos deberán ser reforzados con soleras @ 30 cm para darle rigidez. La cimbra deberá realizarse en franjas previamente establecidas para mantener las condiciones de igualdad superficial entre losa y losa. Se deberán colar franjas longitudinales de longitud correspondiente a un día de pavimentación. Vibrado y Perfilado Una vez colocado el concreto se deberá acomodar en las orillas cercanas a la cimbra utilizando un vibrador manual. permitiendo el libre movimiento de las franjas de losas en el sentido longitudinal. debiendo estar engrasadas en toda su longitud para evitar que se adhieran al concreto... Después de pasado el rodillo deberá utilizarse una flotadora de aluminio o magnesio en sentido transversal para dar el perfilado definitivo al pavimento. longitud y separación serán los mostrados en el proyecto. debiendo quedar ahogadas en las losas a la mitad del espesor y en la posición indicada en el proyecto. Las barras pasajuntas se colocan en las juntas transversales de contracción cuando así están especificadas y consideradas en el diseño. Barras de Amarre. posteriormente se pasa la regla o el rodillo vibratorio que le dan el vibrado final a la masa del concreto. mediante el arrastre de tela de yute húmeda o pasto sintético en sentido longitudinal del pavimento.humedecerse previamente la superficie que recibe al concreto para evitar que se absorba el agua de la mezcla. con ayuda de un escantillón para colocarlas exactamente a la mitad del espesor. La función de estas barras es la de garantizar una efectiva transferencia de fuerzas cortantes en losas adyacentes. Las barras serán corrugadas. de acero estructural con un límite de fluencia (Fy) de cuatro mil doscientos (4200) kilogramos por centímetro cuadrado. en los lugares especificados en proyecto. el diámetro. d). estás se colocarán perfectamente alineadas al sentido longitudinal del pavimento y a la mitad del espesor del mismo. Las barras serán lisas. Pasajuntas. de acero estructural con un límite de fluencia (Fy) de cuatro mil doscientos (4200) kilogramos por centímetro cuadrado. con el propósito de evitar el corrimiento o desplazamiento de las franjas de losas. Microtexturizado Longitudinal El acabado superficial longitudinal del concreto recién colado podrá proporcionarse después de la aplicación de las flotadoras mecánicas. Todas las barras corrugadas deberán protegerse contra la corrosión si es que los estudios climatológicos y químicos del lugar demuestran que puede presentarse este fenómeno.En las juntas que muestre el proyecto y/o en los sitios que indique el Supervisor del proyecto se colocarán barras de amarre. e).En el caso de que el proyecto considere la colocación de barras pasajuntas en las juntas de contracción transversales. independientemente de si son juntas frías o de corte. si en el proyecto se especificaron barras de amarre estas deberán colocarse inmediatamente antes de que pase la regla ó el rodillo. Las barras de amarre se colocan en las juntas longitudinales. sin embargo deberán colocarse en todas las juntas transversales de construcción para garantizar la transferencia de cargas entre colados de días distintos. Este proceso se . El proceso de curado es importantísimo para la obtención de resistencias. se generan esfuerzos de tensión que a su vez producen agrietamientos. Macrotexturizado Transversal Posteriormente se realiza el texturizado transversal mediante un peine que tiene una rastra de alambre en forma de peine. con una profundidad entre los 3.puede realizar para este tipo de pavimentos de manera muy sencilla y en forma prácticamente manual. obteniendo así. Las membranas de curado que se aplican adecuadamente cubren perfectamente toda la superficie del concreto dejando una película de color blanco que minimiza el aumento en la temperatura de la superficie del concreto. El espesor de la membrana se fijará de acuerdo con las características del producto que se utilice y deberá garantizar su integridad. uno a cada lado del pavimento. se fija perfectamente la tela de yute a un tubo o solera que mida un poco más que el ancho de pavimentación. que deje una membrana impermeable y consistente y que evite la evaporación del agua que contiene la mezcla de concreto fresco. Esta operación se realizará.0 mm a todo lo ancho de la superficie pavimentada. Aplicación de Membrana de Curado El curado deberá hacerse inmediatamente después del texturizado transversal cuando el concreto empiece a perder su brillo superficial. cuando el concreto esté lo suficientemente plástico para permitir el texturizado pero lo suficientemente seco para evitar que el concreto fluya hacia los surcos formados por esta operación y que pudieran cerrarse debido a esto perdiendo su funcionalidad. con una separación entre dientes de acuerdo con la especificación del proyecto. f). g). de herramientas y/o del paso de equipo o seres vivos. Esta condición se efectúa aplicando en la superficie una membrana de curado en la cantidad adecuada para el correcto curado. Formación de Juntas El concreto durante su etapa de fraguado se contrae y por estar apoyado en toda sobre una superficie fija. h). cubrimiento de la losa y cumplimiento de las especificaciones del fabricante de la membrana de curado. si no se cura adecuadamente puede dejar de ganar hasta el 50% de la resistencia especificada.0 mm y los 6. La función de realizar juntas de contracción cortadas con disco es para . Durante el tiempo de endurecimiento del concreto. Su aplicación deberá hacerse preferentemente con aspersores manuales con irrigadores a presión. deberá protegerse la superficie de las losas contra acciones accidentales de origen climático. un espesor uniforme. se humedece y se arrastra en sentido longitudinal con el apoyo de 2 personas. ya que un como todo concreto. Cortar la parte superior le permite que en al parte inferior se genere una grieta que le permite transmitir fuerzas cortantes por la trabazón que existe entre los agregados del concreto entre una losa y otra. Este corte deberá realizarse cuando el concreto presente características de endurecimiento propicias para su ejecución y antes de que se produzcan agrietamientos no controlados. aproximadamente).0 a 1. No debe cortarse toda la profundidad de la losa ó todo su espesor. Los cortes deben realizarse a una profundidad de un tercio del espesor. con un ancho de 3 mm (1/8 de pulgada) utilizando un solo disco de corte y cortando a una profundidad de un tercio del espesor. Las juntas de contracción se realizan con equipo de corte con discos de diamante cuando el concreto tiene un cierto grado de endurecimiento y las contracciones son inferiores a aquellas que causan el agrietamiento (4 a 6 hrs. aproximadamente). Después del curado de las losas se procederá al corte de las juntas transversales y longitudinales con discos con punta de diamante.4 x Deberá realizarse un primer corte para garantizar la inducción adecuada de las grietas de contracción.4. Posteriormente se deberá hacer el ensanche de las juntas a 6 mm (1/4 de pulgada) utilizando para esto dos discos de . Las juntas deberán ajustarse a las dimensiones y características mostradas en el proyecto. Las cortadoras utilizadas en este tipo de proyectos deberán ser autopropulsadas y con una potencia que esté entre los 20 HP y los 40 HP. Las juntas de contracción se realizan con equipo de corte con discos de diamante cuando el concreto tiene un cierto grado de endurecimiento y las contracciones son inferiores a aquellas que causan el agrietamiento (4 a 6 hrs. d/3 d La relación de Largo / Ancho de las losas debe estar entre los límites de 1. y x/y = 1 a 1. relaciones mayores originan que se generen grietas en la mitad de las losas.indicarle al concreto la ruta que deben de seguir sus agrietamientos por contracción y evitar que las grietas se propaguen en cualquier dirección. posteriormente se realizará el secado de la junta con aire a presión. Es necesario que la superficie del sellador se aloje por debajo de la superficie de rodamiento entre 3 mm y 6 mm con el fin de evitar que entre en contacto con los neumáticos de los vehículos y se pueda deteriorar. i). debiéndose emplear productos que cumplan con lo anteriormente expuesto. sin agrietarse. Limpieza y Sello de Juntas La limpieza de juntas se hará con agua a presión y apoyados con una rastra para dejar perfectamente limpia de material la totalidad de la junta. elástico. los cuales deberán solidificarse a temperatura ambiente. una vez seca la junta y perfectamente libre de polvo en sus paredes.corte empalmados y la profundidad de este corte será menor de un tercio del espesor y estará regida por el factor de forma que se le vaya a dar al sellador de las juntas. resistente a los efectos de combustibles y aceites automotrices.0 cm d/3 3 mm d Sellador Autonivelante Función: Sellar el corte Backer-Rod (Cintilla de poliuretano) Función: Proporcionar cama de apoyo al silicón y evitar consumos innecesarios Grieta Inducida Nota: Dibujo fuera de escala Sección . 6 mm 3 mm 6 mm 2. pérdida de soporte y reducción de resistencia del material de sub-base. La función del sellador es la de evitar que partículas incompresibles (piedras) penetren en la junta y puedan generar despostilladuras en los bordes de las losas debido al movimiento de las mismas. con propiedades adherentes al concreto y que permita las dilataciones y contracciones que se presenten en las losas. Es importante que el sellador sea un material autonivelante de un solo componente. se procederá a colocar una cintilla de respaldo (Backer Rod) cuya función principal es la de minimizar la utilización del sellador e inmediatamente después se coloca el sellador dentro de la junta respetando las indicaciones del fabricante en cuanto a su factor de forma y modo de aplicación. Otra función es la de impedir que el agua de la superficie pueda penetrar a la estructura de soporte y evitar problemas de expulsión de finos. aceptación y supervisión. la distribución deberá ser de manera uniforme. rápida y eficiente. Aplicación de Colorante . niveles.4 PAVIMENTOS DE CONCRETO ESTAMPADO a).endurecedor. Una vez garantizado lo anterior se podrá proceder a la iniciación de las actividades propias del pavimento estampado. Proceda a la apertura de las latas de colorante endurecedor mismas que tienen un peso aproximado de 60 lbs. requiere dos aplicaciones. luego emplee el siguiente procedimiento: Vacíe el concreto con el espesor especificado en el proyecto estructural. realizadas por la entidad responsable según los alcances establecidos.3. Una vez que el agua ha desaparecido de la superficie es el tiempo preciso para espolvorear el color . colores y desmoldante elegidos según la especificación. Utilice las herramientas de terminado adecuadas (llanas de fierro. espaciamiento y tipo de juntas. Pase la llana nuevamente esta vez cuidando que la llana pase una sola vez por cada parte de la superficie y deslícela suavemente. El primer 80% se efectúa después de que el concreto está alisado y uniformizado con la llana. Las actividades preliminares a la colocación del pavimento estampado tales como el diseño y especificaciones de construcción de la estructura soporte. si hay alguna dificultad en correr - . Instalación del Pavimento Estampado 1.Endurecedor. después disperse el otro 20 % para cubrir las partes donde la primer aplicación no cubrió lo suficiente. espesores. en caso contrario se corre el riesgo de perder el color. magnesio y aluminio) y despegue todos bordes que se pegan a la formaleta con una ribeteadora o volteador. debiendo emplear más color lo cual va en contra de los rendimientos y trabajo. Deberá seguirse de acuerdo a las especificaciones generales mencionadas en este manual y deberán responder a las pruebas de control de calidad. vibre y garantice su perfecta colocación. las cuales se deberán autorizar por el Supervisor para poder proceder con la ejecución. Será conveniente realizar muestras de las figuras. etc. la primera deslizando la llana en un sentido para iniciar la integración del color en la superficie y la segunda en sentido perpendicular a la anterior para lograr una completa integración del mismo. Preliminares El Especificador deberá garantizar la calidad de los materiales químicos necesarios para el pavimento estampado. b). calidades y tipo de concreto hidráulico. Asegúrese de que las áreas adyacentes se encuentren protegidas. por lo que se recomienda establecer un monitoreo al consumo. Siempre aplique el desmoldante justo y el necesario para evitar que los moldes se peguen al concreto. pues ésta superficie absorbe el color hacia abajo desapareciéndolo de la superficie. dos filas o líneas de moldes adelante. c) Siempre revise que los límites de la losa estén a escuadra y en el peor de los casos. Desmoldante de color (Release). Nunca utilice agua para integrar el color. no use excesivo material que deje cúmulos en la superficie. El desmoldante es un material especialmente formulado. Espere hasta que la losa este en estado plástico y lisa para flotar antes de estampar. se usa aproximadamente una caja de 20 lbs. fije su propia escuadra. El rendimiento usual de 60 lbs. para asegurarse de ésta quede bien hecha. 2. Cuando se aplica en forma apropiada. El desmoldante (Release) muchas veces resalta u oculta visualmente una impresión. por cada 90 m2 de superficie. El desmoldante es muy volátil. y otros factores como el viento u otras condiciones. 3. como conocer el proceso y herramientas para el estampado dado que estas actividades están muy relacionadas entre si. b) Coloque el lado abierto de los moldes con la figura de textura hacia la superficie de la losa. No aplique el desmoldante hasta que el agua de la superficie haya desaparecido. luego coloque todos los moldes para el estampado en fila a lo ancho de al losa con los lados abiertos coincidiendo con los cerrados. por lo que es recomendable aplicarlo a la vez. requiere mas colorante endurecedor. intégrelo lo antes posible. debe distribuirse manualmente con un movimiento de remolino. Cuando el concreto está muy blando por exceso de agua. puede disminuir con algunos colores claros.la llana para homogeneizar el enlucido con el color. se debe de decidir donde comenzar a estampar.0 m2 de superficie. a) Después que se ha tomado la decisión de donde comenzar a aplicar el concreto. de colorante – endurecedor es para 9. cuando retire el molde sople el . d) Estampe el primer molde. Es conveniente que se comience a estampar por el mismo lado por donde se comenzó a aplicar el concreto. ponga un peso en la llana.endurecedor y también evita que los moldes ó la piel de textura del estampado se adhieran a la superficie del concreto. Es de vital importancia tener tanto el equipo de trabajo que aplica en el concreto. La colocación del desmoldante. teniendo precaución de obtener un buen estampado y textura en los bordes y en los perímetros. e) Verifique la profundidad del estampado y textura adquirida en la superficie. para dar un efecto de contraste con el color . el desmoldante deja una película uniforme. esto puede ayudarlo a correr la llana. Una vez que el color está en la superficie de la losa. Equipo y Procedimiento. También puede ocurrir que al retirar el molde se observen áreas húmedas. La manera . pues se busca una apariencia natural y luego enjuague cuidadosamente con abundante agua. con la finalidad de eliminar el polvo que pudiera haber en el piso. y blanco de el otro. el tratamiento de juntas en una estructura de pavimento de concreto hidráulico estampado deberá ser idéntico al de una de pavimento de concreto hidráulico convencional. En el caso de que la textura o las líneas se pierdan. es recomendable soplar la superficie con compresor. Haga las juntas de control por tipo y espaciamiento. y/o barras de amarre). Escobille bien la superficie. 4. En juntas frías. Asegúrese que el lado cerrado del primer molde mire y esté alineado con el lado abierto del molde siguiente. Considere que en algunos casos en el proceso de colado podrá y deberá colocar elementos de refuerzo especificados. y con la herramienta “S“ borre o aplane todos los residuos dejados por las marcas entre los moldes. a) Lave el exceso de desmoldante y retire el plástico empleado para proteger las estructuras adyacentes. Ante eso es necesario colocar más desmoldante y volver a colocar el molde. de esta manera se asegura una profundidad de impresión pareja. cuidando no retirar el desmoldante de las boquillas. Recuerde que el primer molde es cuadrado. es recomendable procurar que éstas coincidan con el molde. Limpieza y sellado de superficie Después de 24 horas o al día siguiente de colado el elemento estampado puede iniciar el retiro de desmoldante y lavado de superficie. Regrese al sitio de donde lo sacó. Corte de juntas de control. h) Continúe el proceso hasta que haya finalizado de estampar la losa. Asegúrese también que la altura de los moldes adyacentes sea la misma. 5. e) Previa a la aplicación del sellador. con el fin de incrementar la calidad del trabajo. presione con la “piel de textura” y con la herramienta “S” haga las líneas. por lo tanto es vital que el último molde sea puesto junto a este para lograr una perfecta alineación. Pula y afile las líneas de concreto excedente producto del movimiento de moldes. f) Coloque cada molde en forma consecutiva. Asegure también que las líneas de textura sean continuas en todos los bordes. Este trabajo podrá realizarse con un esmeril convencional. o donde aparece el color endurecedor. según especificaciones. de juntas de control (pasa juntas. c) Cuide no dejar ningún área obscura que pueda desmerecer el aspecto final del trabajo. Siempre debe coincidir negro de un lado. b) Lave toda la superficie con una solución de agua y ácido muriático en proporción 1:10 (diez partes de agua por una de ácido).desmoldante inicial para observar la calidad de la textura. d) 4. g) Posteriormente tome el último molde y colóquelo alineado junto al siguiente. Tome el último molde y colóquelo justo junto del primero. así como de sellar la mayor superficie posible de una sola vez con el fin de evitar diferencias visibles en tono. . Asegúrese de que no queden marcas del rodillo. es hacerlo con rodillo. El sellador deberá ser apoyado sobre una tirilla de respaldo la cual tendrá como fin evitar el consumo excesivo de sellador y evitar que éste trabaje inadecuadamente. Es recomendable la utilización de éstos en el sello de juntas para conservar la apariencia natural del pavimento estampado. 6. debe aplicarse el sellador transparente (clear seal).f) más eficiente de aplicar el sellador. Por tratarse de un pavimento de concreto hidráulico.. Una vez que la superficie esté seca por lo menos 48 Hrs. Sellado de juntas de control. las juntas de expansión y contracción deberán ser selladas con un producto propio para ese fin para evitar posible debilitación de la estructura de soporte. Existen productos base silicón los cuales tienen pigmentos similares a los elegidos en el pavimento de concreto. • Darle forma al depósito para el sellado de la junta.1. resultando en concentraciones de esfuerzos y en alabeos. Este agrietamiento se presenta por la combinación de varios efectos.. el tipo y el tamaño de las barras influyen en el diseño de juntas.DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE JUNTAS El diseño de juntas en los pavimentos de concreto es el responsable del control del agrietamiento. Características del concreto: Los componentes de los materiales afectan la resistencia del concreto y los requerimientos de juntas.CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE JUNTAS. Transferencia de carga: La transferencia de carga es necesaria a lo largo de cualquier junta del pavimento. sin embargo la cantidad requerida de transferencia de carga varía para cada tipo de junta. Una construcción adecuada y a tiempo. así como un diseño apropiado de las juntas incluyendo un efectivo sellado. así como de mantener la capacidad estructural del pavimento y su calidad de servicio en los más altos niveles al menor costo anual. Tráfico.4.. son elementos claves para el buen comportamiento del sistema de juntas. • Dividir el pavimento en incrementos prácticos para la construcción (por ejemplo los carriles de circulación) • Absorver los esfuerzos provocados por los movimientos de las losas. como lo son: • El control del agrietamiento transversal y longitudinal provocado por las restricciones de contracción combinándose con los efectos de pandeo ó alabeo de las losas. entre los que podemos mencionar la contracción por secado del concreto. los cambios de humedad y de temperatura. Cuando se empleen barras de amarre ó pasajuntas. En orden para diseñar un adecuado sistema de juntas se recomienda evaluar las siguientes recomendaciones: • Consideraciones Ambientales: Los cambios en la temperatura y en la humedad inducen movimientos de la losa. Como ya se mencionó en los párrafos anteriores la necesidad del sistema de juntas es el resultado del deseo de controlar el agrietamiento transversal y longitudinal. la aplicación de las cargas del tráfico. así como las cargas del tráfico. las restricciones de la subrasante ó terreno de apoyo y también por ciertas características de los materiales empleados. Los materiales seleccionados para el concreto determinan las contracciones de la losa. El tráfico es un factor extremadamente importante para el diseño de juntas. canalización y la predominancia de cargas en el borde influyen en los requerimientos de transferencia de carga para el comportamiento a largo plazo. • • Espesor de losa: El espesor del pavimento afecta los esfuerzos de alabeo y las deflexiones para la transferencia de carga. 4. por ejemplo • • . Además las juntas tienen funciones más específicas. Su clasificación. • Proveer una adecuada transferencia de carga. Experiencia pasada: Los datos locales del comportamiento de los pavimentos son una excelente fuente para establecer un diseño de juntas. en adición a esto los agregados finos tienen una influencia perjudicial en el comportamiento de las juntas. Un adecuado sistema de juntas esta basado en controlar el agrietamiento que ocurre de manera natural en el pavimento de concreto y las juntas son colocadas en el pavimento precisamente para controlar su ubicación y su geometría. de asfalto. • Tipo de subrasante ó terreno de apoyo: Los valores de soporte y las características friccionantes en la interfase del pavimento con el terreno de apoyo para diferentes tipos de suelos afectan los movimientos y el soporte de las losas.Agrietamiento.del agregado grueso influye en el coeficiente térmico del concreto. 4. La mayor parte de la contracción anticipada del concreto ocurre a muy temprana edad en la vida del pavimento provocado principalmente por cambios de temperatura. sin embargo las mejoras a los diseños del pasado con la tecnología actual puede mejorar significativamente su comportamiento. tales como adecuados factores de forma y costos ciclos de vida también afecta la selección del sellador. • • • 4. En muchas ocasiones el despostillamiento es resultado de concentraciones de materiales malos a lo largo de las juntas. El concreto para aplicaciones de caminos requiere de mayor cantidad de agua de mezcla que la requerida para hidratar el cemento.2-1. esta agua extra ayuda a conseguir una adecuada trabajabilidad para la colocación y para las trabajos de terminado.Contracción. loa cuáles de no ser considerados pueden provocar grietas transversales como las mostradas en la figura 4. Apoyo lateral: El tipo de acotamiento (de concreto y amarrado. Otras consideraciones. Otro factor que contribuye a la contracción inicial es la reducción de volumen a causa de la pérdida de agua en la mezcla. Características del sellador: El espaciamiento de las juntas influye en la selección del tipo de sellador.2. . El calor de hidratación y temperatura del pavimento normalmente alcanza su valor máximo muy poco tiempo después de su colocación y una vez alcanzado su valor máximo. La fricción de la subrasante ó terreno de apoyo se resiste a la contracción del pavimento por lo que se presentan en el interior del pavimento algunos esfuerzos de tensión.2. la temperatura del concreto baja debido a la reducción de la actividad de hidratación y también debido al efecto de la baja temperatura ambiente durante la primer noche del pavimento.a. sin embargo durante la consolidación y el fraguado la mayor parte del agua en exceso sangra a la superficie y se evapora provocando que con la perdida de agua el concreto ocupe menos volumen. de material granular) afecta el soporte de la orilla del pavimento y la habilidad de las juntas centrales para realizar la transferencia de carga. fricción de la base y de las condiciones climáticas durante y después de la colocación. El espaciamiento de las grietas iniciales del pavimento varían entre 1. El alabeo de las losas es principalmente el resultado del gradiente de temperatura a través de la profundidad de la estructura del pavimento. mientras que un incremento provoca una expansión. la porción superior de la losa se expande más que en el fondo provocando una tendencia a pandearse. por ejemplo.Figura 4. 4.b. El diferencial tiende a presentar esfuerzos de compresión en la base de la losa donde contrarresta a la carga y a los esfuerzos de tensión inducidos por el alabeo de día.Gradientes. es decir que se presentan esfuerzos de tensión hacia la parte superior de la losa y esfuerzos de compresión hacia el fondo del pavimento. El peso propio de la losa opone resistencia al pandeo e induce esfuerzos de tensión en dirección al fondo de la losa y esfuerzos de compresión hacia la parte superior de la losa (figura 2). espesor. Los intervalos de las grietas son más cortos cuando los pavimentos se apoyan en bases rígidas ó estabilizadas por lo que hay menor abertura en cada grieta.00 metros y dependen de las propiedades del concreto. el alabeo de las losas en el día se presenta cuando la porción superior se encuentra a una temperatura superior que la porción del fondo.2-1 Agrietamiento inicial en un pavimento de concreto sin juntas. y estos cambios diarios son mucho menores en el fondo ó cerca del fondo del pavimento. La cara superior del pavimento (expuesta a la superficie) experimenta diariamente grandes variaciones en temperatura y en contenido de humedad. Estos gradientes de temperatura varían con las condiciones del clima y la hora del día.2. la diferencia es que estos esfuerzos ocurren generalmente después de fraguado el concreto. Este pandeo por humedad es provocado por un diferencial de humedad desde la parte superior hasta el fondo de la losa. El alabeo por humedad es un factor que intenta contrarrestar el alabeo por gradientes de temperatura de día. mientras que la separación de las grietas será mucho mayor para pavimentos sobre bases granulares. De noche el patrón de esfuerzos se presenta de manera inversa. La parte superior se encuentra más seca que el fondo de la losa y un decremento en el contenido de humedad provoca una contracción.20 y 5. por lo que al tener una separación mayor en las grietas iniciales se puede anticipar una mayor abertura y movimiento para cada grieta. . Los esfuerzos provocados por gradientes de temperatura y de humedad en el interior del pavimento también pueden contribuir al agrietamiento. (a) (b) Figura 4. mientras que un adecuado sistema de juntas (figura 4.2-3 (a) Patrón de agrietamiento provocado por el medio ambiente y los esfuerzos de las cargas en un pavimento de concreto sin juntas (b) Diseño adecuado de las juntas para controlar la ibicación y geometría de las grietas en un pavimento de concreto.2-2 Alabeo de las losas de los pavimentos de concreto.TENSION Peso Propio de la Losa ALABEO DIURNO COMPRESION Peso Propio de la Losa ALABEO NOCTURNO Figura 4.3a muestra el resultado de un padrón natural de agrietamiento.2. .3b) provee una serie de juntas espaciadas para controlar (ubicación y geometría) la formación de estas grietas. Es principalmente por esto que los esfuerzos de alabeo calculados con formulas que únicamente consideran gradientes de temperatura son muy altos comparados con valores medidos en el comportamiento de un pavimento.2. La figura 4. La combinación de las restricciones que provocan los cambios de humedad y de temperatura en combinación con las cargas también provocarán grietas transversales adicionales a las grietas iniciales y en pavimentos con dos carriles de circulación además se formará una grieta longitudinal a lo largo de la línea central del pavimento. Sin embargo es sumamente complicado evaluar el efecto combinado de los alabeos por temperatura y los provocados por gradientes de humedad debido a su natural contradicción. 3-1 Eficiencia de las juntas. Carga de llanta ∆L= x / 2 mm ∆U= x/2 mm Junta 100 % efectiva ∆L= x mm Carga de llanta ∆U= 0 mm Junta 0 % efectiva Figura 4. ∆ U = Deflección del lado no cargado de la junta. 2 ∆U ∆L + ∆U 100 . La transferencia de carga es la habilidad de la junta de transferir una parte de la carga aplicada de uno al otro lado de la junta (figura 4) y se mide por lo que llamamos como “eficiencia de la junta”. La evaluación en campo de la transferencia de carga se realiza midiendo las deflexiones en cada lado de la junta dada una aplicación de carga. mientras que un 0% de efectividad significa que ninguna parte de la carga es transferida a través de la junta. por medio de la siguiente ecuación podemos conocer el % de eficiencia de la junta (E): E= Donde: ∆ L = Deflección del lado cargado de la junta. De manera que conociendo las deflexiones en las junta.4.3. Una junta es 100 % efectiva si logra transferir la mitad de la carga aplicada al otro lado de la junta.EFICIENCIA DE LA JUNTA. • Poca separación de juntas. • Apoyo lateral mediante acotamientos de concreto. como lo son las diferencias de elevación. El agregado en sí es también importante para la transferencia de carga. De la misma manera el agrietamiento inicial del concreto incrementa la aspereza de las caras de las juntas debido a que las grietas se forman alrededor del agregado en vez de a través de él.Trabazón de agregados.4. ya que se ha encontrado con la experiencia que un tráfico mayor a este ya produce molestas fallas en las juntas. Para un medio ambiente con clima seco.Transferencia de carga mecánica – Pasajuntas – La trabazón de agregados por sí sola no provee la suficiente transferencia de carga para un buen comportamiento a largo plazo en la mayoría de los pavimentos.4. menor a 4.4.4. debajo del corte inducido en la junta.a.b. es decir que no empatan ambos lados de la junta.5 metros. En general se recomienda dejar la transferencia de carga únicamente a la trabazón de agregados para proyectos con menos de 5 millones de ESAL’s rígidos (Ejes Sencillos Equivalentes de 18 kips ó 8. sin embargo si se requerirá una corta separación de las juntas. 4.2 ton) ó con un tráfico inferior a los 80 ó 120 vehículos pesados diarios. se recomienda: • Losas con espesores grandes. • Subrasantes con suelos de agregado grueso (drenaje). La trabazón de agregados depende de la resistencia al cortante entre las partículas del agregado en las caras de la junta. Para incrementar la trabazón de agregados y minimizar la diferencia de elevación en las juntas. • Mejoras al drenaje. mediante drenes colectores y subrasantes permeables. • Bases rígidas (estabilizadas) con valores altos de módulo de subreacción del suelo (k).FACTORES QUE CONTRIBUYEN A LA TRANSFERENCIA DE CARGA. árido y sin nieve las variaciones de temperatura y los movimientos de las juntas serán pequeñas por lo que la transferencia de carga a través de la trabazón de agregados puede comportarse bien siempre y cuando no se tengan muy altos volúmenes de tráfico pesado. por ejemplo sabemos que las grava triturada se comporta mejor que la no triturada debido a que éste provoca que las caras de las juntas sean más ásperas por lo que se desgastan menos que las caras redondeadas de los agregados no triturados. ya que una mayor área para trabazón de agregado provee una mejor transferencia de carga. 4. Por lo que en caso inverso a las cantidades de tráfico mencionadas para la trabazón de agregados. se recomienda usar las barras pasajuntas y dejar la transferencia de carga en las juntas a medios mecánicos como lo son las barras . Este sistema de transferencia de carga es más efectivo para pavimentos construidos con una corta separación de las juntas y bases estabilizadas no erosionables o bases permeables que experimenten bajos volúmenes de tráfico pesado. principalmente en los proyectos carreteros donde se tienen altos volúmenes de tráfico pesado. 6 de aspectos complementarios al diseño.c. 4. Las pasajuntas son barras de acero liso y redondo colocadas transversalmente a las juntas para transferir las cargas del tráfico sin restringir los movimientos horizontales de las juntas. Además son una muy estable y suave plataforma de apoyo para los trabajos de pavimentación. La figura 4. Las bases estabilizadas reducen las deflexiones en las juntas. Esto se detalla en el capitulo 2. sección 2. Dado que las pasajuntas llegan de un lado a otro de la junta.pasajuntas en proyectos con un trafico superior a los 120 vehículos pesados diarios ó más de 5 millones de ESAL’s rígidos (Ejes Equivalentes Sencillos de 18 kips). en donde se explican como calcular y se dan recomendaciones de diámetros de acero. longitud de la barra. El diseño de las barras pasajuntas forma parte de un capitulo especial de este manual. EFICIENCIA DE LA JUNTA Estabilizada ó de concreto pobre Tipo de Subrasante Eficiencia Final Granular Eficiencia Inicial T.1 muestra como una base cementada ó de concreto pobre presenta más del doble de efectividad de la junta y que la perdida de transferencia de carga ocurre más lentamente que con las bases convencionales para pavimentos.4-1 Eficiencia de la junta para varios tipos de terrenos de apoyo (basada en una losa de 9” de espesor después de 1 millón de aplicaciones de carga). Las pasajuntas reducen las deflexiones y los esfuerzos en las losas de concreto.c. bombeo (expulsión de finos a través de las juntas) y rupturas en las esquinas. . Natural 0 20 40 60 80 100 120 % de Eficiencia Figura 4. así como el potencial de diferencias de elevación en las juntas.4.4. así como la separación entre cada pasajunta. mejoran y mantienen la efectividad de la junta bajo la repetición de las cargas del tráfico. Además mantienen a las losas alineadas horizontal y verticalmente. las aperturas diarias y de temporadas no afectan la transferencia de carga a lo largo de las juntas con pasajuntas como si lo hace en el caso de las juntas que no cuentan con pasajuntas.Bases estabilizadas. Por lo que toda esta reducción de deflexiones y esfuerzos en las losas al transmitir efectivamente la carga a lo largo de las juntas se traduce en un incremento en la vida de servicio del pavimento. etc. Su espaciamiento. Son las juntas que dividen los 4. Junta Longitudinal de Construcción: Estas juntas unen adyacentes cuando van a ser pavimentados en tiempos diferentes.5-1 Croquis de los tipos de juntas en un pavimento de concreto. Estas juntas son colocadas 3. JUNTA TRANSVERSAL DE CONTRACCION JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUCCION (FIN DEL DIA) carriles SENTIDO DE LA PAVIMENTACION JUNTA LONGITUDINAL DE CONTRACCION JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUCCION ANCHO DE PAVIMENTACION JUNTA LONGITUDINAL DE CONTRACCION ESTRUCTURA FIJA JUNTA DE EXPANSION / AISLAMIENTO Figura 4. profundidad del corte y el . 4.) ó el mismo pavimento. Junta Longitudinal de Contracción: carriles e tránsito y controlan el agrietamiento donde van a ser colados en una sola franja dos ó más carriles. Las juntas transversales de contracción principalmente controlan el agrietamiento natural de los pavimentos de concreto.a.Junta Transversal de Contracción. Juntas Transversales de Construcción: Son las juntas colocadas al final de un día de pavimentación ó por cualquier otra interrupción a los trabajos (por ejemplo los accesos ó aproches a un puente).5. 5. estructuras de drenaje.5 TIPOS DE JUNTAS Los tipos de juntas más comunes en los pavimentos de concreto son: 1. Juntas Transversales de Contracción: Son las juntas que son construidas transversalmente al eje central del pavimento y que son espaciadas para controlar el agrietamiento provocado por los efectos de las contracciones como por los cambios de temperatura y de humedad. Junta Transversal de Expansión/Aislamiento: en donde se permita el movimiento del pavimento sin dañar estructuras adyacentes (puentes.4. 2. 0.5 m) D = Espesor del Pavimento Normalmente se utiliza el 21 cuando tenemos mayor fricción entre la sub-base y el pavimento de concreto.71 a 1.0 m. como en los casos en donde tenemos bases estabilizadas. en tal caso deberá limitarse a este valor de 5. Lo más recomendable es que el espaciamiento se base en las experiencias locales ya que un cambio en el tipo de agregado grueso puede tener un efecto significativo en el coeficiente térmico del concreto y por consecuencia en el espaciamiento adecuado para las juntas. la junta es diseñada para formar un plano de debilidad para controlar la formación de grietas transversales y la separación de las juntas se diseña para que no se formen grietas transversales intermedias ó aleatorias. El valor de 24 se utiliza cuando la fricción entre la sub-base y el pavimento corresponde valores normales.71 < x / y < 1. La modulación de losas va a estar regida por la separación de las juntas transversales que a su vez depende del espesor del pavimento. Espaciamiento. Existe una regla práctica que nos permite dimensionar los tableros de losas para inducir el agrietamiento controlado bajo los cortes de losas. por lo que un adecuado diseño especificará el intervalo de juntas que va a controlar las grietas y proveer una adecuada transferencia de carga entre las juntas. La forma ideal de un tablero de losa es la cuadrada.0 m.tiempo en que se deba realizar son factores críticos para el comportamiento de las juntas. sin necesidad de colocar acero de refuerzo continuo: SJT = (21 a 24) D Donde: SJT = Separación de Juntas Transversales (<= 5. sin embargo esta está referenciada a la forma de los tableros de losas. como en el caso de sub-bases granulares. La otra dimensión que tiene que ver con la modulación de losas es la separación de juntas longitudinales. bases con textura muy cerrada o whitetopping. La separación de juntas transversales que arroja esta fórmula no debe ser mayor de 5.4 . La relación entre largo y ancho de un tablero de losas no deberá estar fuera de estos límites: 0. sin embargo no siempre es posible y conveniente tener las losas perfectamente cuadradas. por lo que nos vemos obligados a considerar un cierto grado de rectangularidad. En los pavimentos de concreto.4. El corte deberá ser de al menos un tercio del espesor de la losa (D/3) y tener un ancho mínimo de 1/8 de pulgada (3 mm). ya que un corte temprano ó prematuro provoca despostillamientos y desmoronamientos a lo largo de la cara de la junta. . por ejemplo mezclas con agregados suaves requieren menos desarrollo de resistencia para realizar el corte que los agregados más duros. mientras que un corte tardío provoca agrietamientos en otras partes de la losa. que en nuestro país esto sucede de 6 a 8 horas después de colocado el concreto. Las juntas de construcción previamente planeadas como las del final de un día de pavimentación son construídas en las ubicaciones normales de las juntas y al ser estas juntas empalmadas a tope requieren de pasajuntas (de acero liso redondo) ya que no podrán contar con la trabazón de agregado para la transferencia de carga. Primeramente se realiza un corte inicial cuando el concreto tiene un cierto grado de endurecimiento y las contracciones son inferiores a aquellas que causan el agrietamiento. Además el diseño de la mezcla de concreto también influye.5.b. Las juntas transversales de construcción son las empleadas en interrupciones ya planeadas de los trabajos de pavimentación como lo son el final de un día de pavimentación. El corte se iniciará tan pronto como el concreto haya desarrollado la suficiente resistencia para resistir los desmoronamientos en los bordes de la junta. este corte inicial proporciona un plano de debilidad donde se iniciará el agrietamiento. el viento. 4. Las condiciones ambientales como lo son la temperatura ambiente. el cambio ó gradiente de temperatura. Formación de la junta de contracción. Elegir bien el momento para entrar a realizar este corte es crítico.Junta Transversal de Construcción. en accesos ó aproches de un puente y también en donde interrupciones no planeadas suspenden los trabajos de pavimentación por algún período de tiempo considerable. 4. El método más común para la formación de juntas transversales es mediante el corte con discos de diamante y es esencial que se cuente con buena mano de obra para que se obtenga una superficie suave y durable libre de despostillamientos.5-2 Relación Largo – Ancho de losa. la humedad y la luz del sol directa tienen una gran influencia en el desarrollo de la resistencia del concreto y por lo tanto en el tiempo óptimo para realizar el corte.y x Fig. Estas grietas .1 /8 ” d /3 d a) Junta de contracción sin pasajuntas 1 /8 ” Sello de Juntas d d/ d 2 /3 Extremo engrasado b) Junta de contracción con pasajuntas Pasajunta de acero liso redondo Figura 4. Formación de la junta de construcción.2-1. Las juntas transversales de construcción que caigan en donde originalmente se planeó construir una junta de contracción ó de aislamiento se deberá sellar de acuerdo a las especificaciones de la junta originalmente planeada. esto puede provocar que en esa zona la superficie del pavimento quede un poco más áspera. 4. El método más común de construir una junta transversal de construcción es terminando los trabajos de pavimentación en una cimbra cabezera. Sin embargo como la colocación de esta cimbra requerirá de mano de obra. se recomienda que la junta se empalme a tope con pasajuntas. Las Pasajuntas se colocan a través de la cimbra en unos agujeros previamente perforados en la cimbra y se recomienda dar una consolidación adicional al concreto para asegurar un satisfactorio encajonamiento de las pasajuntas.Juntas Longitudinales. con la excepción de que las juntas transversales de construcción no requieren de un corte inicial.5-3 Sección de una junta transversal de contracción con y sin pasajuntas. con el objeto de prevenir que la junta no agriete la losa adyacente.c. mientras que si la interrupción no planeada se presenta en los dos primeros tercios de la separación normal de las juntas. Para junta de construcción de emergencia (endientada y amarrada) se realiza y se sella un corte de 1”(25mm).5. la junta deberá ser endientada con barras de amarre (barras de acero corrugado). por lo que se recomienda un cuidado especial a los trabajos de terminado en esta zona para asegurarnos de tener una superficie suave. Antes de reanudar los trabajos de pavimentación se deberá quitar la cimbra cabezera. Las juntas longitudinales evitan la formación del agrietamiento longitudinal que de lo contrario se presentarían como se muestra en la figura 4. En el caso de las juntas de construcción no planeadas se presentan justamente en una junta de contracción ya planeada ó muy cerca de ella. normalmente se desarrollan por los efectos combinados de las cargas y las restricciones del alabeo de la losa una vez que el pavimento esta sujeto al tránsito. el del control del agrietamiento y la delineación de los carriles. La junta longitudinal mostrada al fondo de la figura es la usada cuando el ancho de pavimentación es tal que incluye dos ó varios carriles en una sola pasada. Esta junta tambien aplica para carriles adyacentes. su capacidad estructural y su serviciabilidad. PAVIMENTACIÓN POR FRANJAS Barra de Amarre (opcional) Barra de Amarre (opcional) A TODO LO ANCHO DEL ÁREA POR PAVIMENTAR Figura 4. Los dos tipos de juntas longitudinales que se pueden presentar en un pavimento de concreto.5-5. la junta longitudinal en el eje central del camino ó en la junta que divide los carriles de circulación. para cuando se pavimenta por franjas y a todo lo ancho del área.5-4 Secciones de juntas longitudinales. guarniciones y cunetas. En la parte superior de la figura se muestra una junta longitudinal usada cuando se pavimenta de franja en franja (ó carril). En las pavimentaciones de proyectos de dos ó más carriles un espaciamiento de 3 a 4.0 metros tiene un propósito doble. . se presentan en la figura 4. Estas juntas dependen de la barra de amarre para mantener la trabazón de agregado . La junta podrá ó no estar edientada dependiendo del espesor de la losa y de los volúmenes del tráfico. acotamientos. Una junta endientada se forma en el borde de la losa ya sea por una protuberancia con una pavimentadora de cimbra deslizante ó uniéndole a la cimbra una cuña ó diente de metal ó madera de la forma. longitud y separación de las barras de amarre.2 del Espesor 0. sin embargo.5-5. Formación de las juntas longitudinales. Las juntas longitudinales de contracción cortando con disco en el concreto endurecido ó formando una ranura en el concreto fresco. . las cuáles no deberán ser cubiertas con grasa.5-5 Secciones Endientadas Estandar para Juntas Longirudinales. aceite ó cualquier otro material que impida la liga con el concreto.2 del Espesor 0.6 de Aspectos complementarios al diseño. Pendiente 1:4 0. En el capitulo 2 de Diseño.En la mayoria de las calles el pavimento es lateralmente restringido mediante un relleno por detrás de las guarniciones y no hay necesidad de amarrar las juntas longitudinales con barras de amarre. Las juntas longitudinales de construcción como ya se mencionó anteriormente son la empleadas en el medio de los carriles ó franjas de construcción y generalmente son juntas endientadas. las barras de amarre serán colocadas a la mitad del espesor de la losa para evitar que se abra la junta debido a la contracción de las losas de concreto. sección 2. sin embargo la profundidad del corte ó de la ranura deberá ser de un tercio del espesor (D/3) y el tiempo ó el momento para hacer el corte inicial no es tan crítico como en el caso de las juntas transversales de contracción ya que el movimiento de contracción longitudinal no es tan grande como la contracción transversal.1 del Espesor TRAPEZOIDAL MEDIO CIRCULO Figura 4. las cuáles son en forma de un medio círculo y en forma trapezoidal con las dimensiones mostradas. Las formas más comunes del endientado en la junta se muestran en la figura 4. en calles que no tengan restricciones de movimiento lateral. de una manera muy similar al caso de las juntas transversales de contracción. se detalla el calculo del diámetro. dimensiones y profundidad adecuada. como una fuerte caída en la temperatura ambiente durante la primera ó segunda noche. En el caso de las juntas de aislamiento sin pasajuntas son construidas generalmente con ensanchamiento de bordes (figura 4. alcantarillas. entre pavimentos existentes y pavimentos nuevos.5. rampas. Juntas de Aislamiento.5-6 El ancho de las juntas de aislamiento se recomienda entre ½” a 1” (12 a 25 mm). Su objetivo principal es aislar el pavimento de una estructura. así como también para juntas alrededor de estructuras en el interior del pavimento como pozos de visita. ya que con anchos superiores se pueden presentar movimientos excesivos.d. otra área pavimentada ó cualquier objeto inamovible. Ver figura 4. Sin embargo. bajo ciertas condiciones. se pueden presentar agrietamientos longitudinales más temprano. Las juntas de aislamiento en intersecciones “T”. estructuras del alumbrado y edificios no tienen ni bordes ensanchados ni pasajuntas debido a que éstas son colocadas alrededor de otros objetos y no requieren transferencia de carga. El relleno ó el celotex será colocado mediante estacas en la base y una vez que el concreto ha endurecido se retirarán ¾” (20 mm) del relleno para dejar espacio al sello de la junta. intersecciones “T” ó asimétricas.Juntas de Aislamiento y de Expansión. que normalmente es celotex. Las juntas de aislamiento y de expansión permiten que se presente diferenciales anticipados de movimientos verticales y horizontales entre un pavimento y otra estructura sin dañar al pavimento ó la estructura y dado que el comportamiento puede afectarse significativamente por el uso y la ubicación planeada de estas juntas. intersecciones asimétricas y en rampas no deberán tener pasajuntas debido a que se debe permitir el movimiento horizontal sin dañar el pavimento colindante. por lo que es una buena práctica el realizar el corte tan pronto como sea pueda hacer.5-6 inciso b) para reducir los esfuerzos desarrollados al fondo de la losa.5 metros de la junta y el material de filtro en la junta deberá extenderse completamente por todo el borde ensanchado de la losa. Se usa un material prefabricado como relleno de la abertura entre las losas.El corte de las juntas longitudinales deberá realizarse antes de 48 horas y antes de que cualquier equipo pesado ó vehículo circule sobre el pavimento. alcantarillas y estructuras del alumbrado público. Las juntas de aislamiento incluyen las juntas a toda la profundidad y a todo lo ancho sobre los apoyos ó estribos del puente. . 4. El uso adecuado de estas juntas disminuye los esfuerzos a compresión que se presentan entre el pavimento y una estructura ó entre dos secciones de pavimento. Este relleno es un material no absorvente ni reactivo. Los bordes colindantes de ambos pavimentos son ensanchados en un 20% iniciando a una distancia 1. las juntas de aislamiento no son iguales que las juntas de expansión. se deberá tener mucho cuidado en el proceso de diseño y aunque con frecuencia los términos se intercambien frecuentemente. Las juntas de aislamiento usadas en pozos de visita. bajo condiciones normales de trabajo estas condiciones no aplican. Las juntas de contracción permiten la infiltración de materiales incompresibles. @ 30cms (A) JUNTA DE AISLAMIENTO CON PASAJUNTAS. notorias características expansivas. Sello de la Junta Celotex h 1 /2” Estructuras de drenaje. (C) JUNTA DE AISLAMIENTO SIN PASAJUNTAS. . excepto en algunos casos especiales y un uso incorrecto de las juntas de expansión trae consigo altos costos de construcción y de mantenimiento. Los materiales usados en el pavimento han mostrado con experiencias pasadas. Un buen diseño.2 h 1 1 /2” /8” h 5” (B) JUNTA DE AISLAMIENTO CON ENSANCHAMIENTO DE BORDES. En los pavimentos de concreto. perdida de la trabazón de agregado. construcción y mantenimiento de las juntas de construcción ha prácticamente eliminado la necesidad de las juntas de expansión. El pavimento es construido a temperatura ambiente inferior a los 4 °C. 3.Sello de la Junta Celotex h 2” 3 /4” Casquillo h /2 1 /2” Pasajunta (Acero liso redondo) Engrasar este extremo de la pasajunta. Figura 4. a las falla en el sellado de las juntas. 2. pozos de visita. Sin embargo. normalmente no es necesaria la utilización de las juntas de expansión. a la apertura de las juntas de contracción adyacentes.5-6 Secciones de Juntas de Aislamiento. Juntas de Expansión. infiltración en las juntas y en general al buen comportamiento de los pavimentos. solo son necesarias las juntas de expansión cuando: 1. estructuras del alumbrado. 1. Guarnición Integrada 3’ a la junta más cercana 1’ mínimo 1’ mínimo ½” de Junta de Aislamiento 1” mínimo 1 /2” de Junta de Aislamiento Junta Transversal 3’ a la junta más cercana 1” mínimo 1’ mínimo 1 /2” de Junta de Aislamiento Junta Transversal ½” de Junta de Aislamiento Junta Longitudinal Guarnición Integrada Junta Transversal Junta Transversal Junta Longitudinal ½” de Junta de Aislamiento 1 /2” de Junta de Aislamiento 1 /2” de Junta de Aislamiento Junta Transversal 1’ mínimo Junta Longitudinal .Figura 4. Junta Transversal Junta Longitudinal Figura 4.5-7 Pozos de Visita.5-8 Alcantarillas. La limpieza de las caras de la junta afecta directamente la adherencia del sellante al concreto. Cuando el área pavimentada cuenta con estructuras de drenaje. se lleva partículas de grava. El bombeo es la expulsión de material por agua a través de las juntas. Una limpieza pobre . Evite losas de forma irregular. arcilla.RECOMENDACIONES. al contraer y expanderse el pavimento debido a los cambios de temperatura y humedad. que pueden llevar a despostillamientos y desprendimientos. residuos. El objetivo del sellado de juntas es minimizar la infiltración del agua superficial y de materiales incompresibles al interior de la junta del pavimento y por ende al interior del pavimento y de su estructura. La separación máxima entre juntas transversales deberá ser de 24 veces el espesor ó 5.e. Si no se cuenta con guarniciones. natas y cualquier otro material ajeno. 5. el relleno deberá ser a toda la profundidad y extenderse por la guarnición.4. ya que losas angostas y largas tienden a agrietarse en mayor cantidad que las cuadradas. 7. Mientras el agua es expulsada. En las juntas de aislamiento. las juntas longitudinales deberán amarrarse con barras de amarre.5. El problema que puede presentarse con la infiltración de agua al interior del pavimento es el efecto conocido como “bombeo”.6 SELLADO DE JUNTAS. la que sea menor. Ajustes menores en la ubicación de las juntas. 4. etc… resultando una progresiva perdida de apoyo del pavimento. 8. la abertura de la junta deberá ser limpiada a fondo de compuestos de curado. 3. Otra de las características que deben satisfacer las juntas selladas es la capacidad de resistir las repeticiones de contracción y expansión. Limpieza Previa Previo al sellado. desplazando ó inclinando algunas juntas para que coincidan con los pozos de visita ó alcantarillas mejoran el comportamiento del pavimento. 2. Además al no permitir la expansión de las losas de concreto se pueden presentar levantamientos de las losas de concreto en la zona de la junta. 6. Las siguientes recomendaciones de hacen para un correcto diseño de juntas: 1. arena. Todas las juntas de contracción transversales deberán ser continuas a través de la guarnición y tener una profundidad igual a 1/3 del espesor del pavimento. Los materiales contaminantes incompresibles causan presiones de apoyo puntuales. coloque si le es posible las juntas de manera que coincidan con las estructuras. 4.0 metros. Mantenga losas tan cuadradas como sea posible. La clasificación más simple los divide como líquidos (ó moldeados en el campo) y los pre-moldeados (compresión). Sellos a compresión. agua. lo que reduce significativamente la efectividad del sellador. Por lo tanto la correcta limpieza es esencial para obtener una superfice de junta que no perjudicará el lazo ó adhesión con el sellador.reduce la adherencia del sellador a la interfase con la junta.6-1 muestra una sección de este tipo de selladores. Estos sellos requieren de un lubricante que aunque cuenta con algunas propiedades adhesivas. toman la forma del depósito y dependen en gran parte de la adhesión de las caras de la junta para un sellado satisfactorio. pero no se relaciona directamente con el ancho del depósito. . La profundidad del depósito debe exceder de la profundidad del sello a compresión. el ancho del sello pre-moldeado puede ser de aproximadamente el doble del ancho del depósito. A diferencia de los sellos líquidos que sufren tanto de compresión como de tensión. los sellos pre-moldeados ó a compresión son diseñados para estar a tensión durante toda su vida. Existen muchos materiales aceptados para el sellado de juntas en los pavimentos de concreto. La limpieza se puede hacer con sand-blast. La figura 4. su principal función es lubricar durante la instalación. esto dependiendo de las condiciones de la junta y las recomendaciones del fabricante del sellador. El diseño del depósito y la selección del sello a compresión deberá asegurar que el sello se mantenga siempre a un nivel de compresión entre el 20 y el 50%. con un solo componente. Tipos de Selladores. la apertura puede ser muy ancha y se perderá la compresión. si el sello le queda chico. cepillado de alambre ó de varias otras maneras. autonivelables. Una correcta instalación del sello a compresión depende exclusivamente de la recuperación de la compresión del sellador. Los sellantes pre-moldeados son moldeados durante su fabricación y dependen en gran parte de la recuperación de la compresión para un sellado satisfactorio. Los sellantes líquidos pueden ser colocados en frío. Sellos líquidos. En general. El mejor comportamiento de sellos pre-moldeados es con aquellos que cuentan con al menos 5 celdas. aire a presión. Cintilla de Respaldo. Figura 4. . La cintilla de respaldo es un componente muy importante en la instalación de los sellos líquidos. Debido a que la sección del sello de las juntas cambia durante la expansión y contracción del pavimento de concreto. además la cintilla de respaldo sirve para definir el factor de forma y optimizar la cantidad de sellador empleado. se desarrollarán esfuerzos en el interior del sellador y a lo largo de la linea de unión del sellador con el depósito de la junta. Depósito para el sello de la junta. El factor de forma es crítico para el buen comportamiento a largo plazo de un sellador. Su diámetro deberá ser un 25% más grande que el ancho del depósito para asegurar que entre ajustado. mediante una herramienta que presiona a la cintilla a la profundidad requerida para obtener el factor de forma deseado.6-1 Sección de un sellador a compresión de cinco celdas. Se instalan en el depósito de la junta antes que se coloque el sello líquido.Ancho Profundidad SELLO A COMPRESIÓN DE 5 CELDAS EN ESTADO RELAJADO Ancho Profundidad SELLO A COMPRESIÓN DE 5 CELDAS UNA VEZ INSTALADO. evitando la adhesión del sello con el fondo del depósito de la junta. ya que impide que el sello líquido fluya hasta el fondo de la junta. Estos esfuerzos pueden ser excesivos si el factor de forma no es el apropiado para el material de sello. 6-2 Factores de Forma Comunes en el Sellado de juntas.La figura 4. Un depósito para sello de junta con factor de forma igual ó menor a uno desarrolla menos esfuerzos en el sellado de la junta que si tuviera un factor de forma superior a uno. Ancho Factor de Forma = Profundidad Ancho 6 mm Tipo de Sellador Silicón Compresión * No se basa en el factor de forma Sellador Cintilla de Respaldo Factor de Forma Común 2 * Profundidad Figura 4. el sello se deberá hacer de 6mm antes del nivel del pavimento. El diseño del factor de forma incluye el tomar en cuenta que el depósito no se debe llenar a tope ó al nivel del pavimento.6-2 muestra factores de forma comunes para sellos líquidos y para sellos a compresión. . con el objeto de evitar futuros problemas con la extrusión del sello. o el d esp o stilla miento . Fig 4.CROQUIS No. 1 CORTE Y SELLADO DE JUNTA DE CONTRACCION LONGITUDINAL CON BARRA DE AMARRE (TIPO A) D = Esp eso r d e la lo sa d e p a vimento Ver d eta lle d e c o nstruc c ió n d e la junta D/ 3 D/ 2 D Ba rra d e a ma rre c o rrug a d a L/ 2 L/ 2 Deta lle de construcción de la junta 6 mm 6 mm.0 mm D/ 3 3 mm. Sello d e p lá stic o no a d herente d e p o lietileno (9 mm d e d iá metro + . la p érd id a d e a g reg a d o s en la junta . El c o rte a d ic io na l p a ra fo rma r el d ep ó sito d e la junta d eb erá efec tua rse c ua nd o meno s 72 ho ra s d esp ués d el c o la d o .6-3 Corte y sellado de junta de contracción longitudinal (Con barra de amarre) .1. La ra nura inic ia l d e 3 mm p a ra d eb ilita r la sec c ió n d eb erá ser hec ha en el mo mento o p o rtuno p a ra evita r el a g reta miento d e la lo sa .5 mm) NOTA: La rela c ió n a nc ho / p ro fund id a d d el sella d o r d e slilic ó n d eb erá ser c o mo mínimo 1:1 y c o mo má ximo 2:1. Junta sella d a c o n silic ó n 31. CROQUIS No. 2 CORTE Y SELLADO DE JUNTA DE CONTRACCION TRANSVERSAL CON PASAJUNTAS (TIPO B) D = Esp eso r d e la lo sa d e p a vimento Ver d eta lle d e c o nstruc c ió n d e la junta D/ 3 D/ 2 D Pa sa junta s, red o nd o liso 23c m 23c m Deta lle de construcción de la junta 6 mm 6m m +- 1.5 m m Junta sella d a c o n silic ó n 31.0 mm D/ 3 3 mm. Sello d e p lá stic o no a d herente d e p o lietileno (9 mm d e d iá metro + - 1.5 mm) NOTA: La rela c ió n a nc ho / p ro fund id a d d el sella d o r d e slilic ó n d eb erá ser c o mo mínimo 1:1 y c o mo má ximo 2:1. La ra nura inic ia l d e 3 mm p a ra d eb ilita r la sec c ió n d eb erá ser hec ha en el mo mento o p o rtuno p a ra evita r el a g reta miento d e la lo sa , la p érd id a d e a g reg a d o s en la junta , o el d esp o stilla miento . El c o rte a d ic io na l p a ra fo rma r el d ep ó sito d e la junta d eb erá efec tua rse c ua nd o meno s 72 ho ra s d esp ués d el c o la d o . Fig 4.6-4 Corte y sellado de junta de contracción transversal (Con pasajuntas Tipo B) CROQUIS No. 3 CORTE Y SELLADO DE JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUCCION CON PASAJUNTAS (TIPO C) D = Esp eso r d e la lo sa d e p a vimento Ver d eta lle d e c o nstruc c ió n d e la junta 2c m D/ 2 D Ba rra d e Ama rre Co rrug a d a Pla no d e c o nstruc c ió n fo rma d o p o r c imb ra d o 45c m 45c m Deta lle de construcción de la junta 6 mm 6m m +- 1.5 m m Junta sella d a c o n silic ó n 20.0 mm Sello d e p lá stic o no a d herente d e p o lietileno (9 mm d e d iá metro + - 1.5 mm) 30mm Ta lud 1:4 60 mm NOTA: La rela c ió n a nc ho / p ro fund id a d d el sella d o r d e slilic ó n d eb erá ser c o mo mínimo 1:1 y c o mo má ximo 2:1. Fig 4.6- Corte y sellado de junta de contracción transversal (Con pasajuntas Tipo C) CROQUIS No. 4 CORTE Y SELLADO DE JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUCCION CON PASAJUNTAS (TIPO D) D = Esp eso r d e la lo sa d e p a vimento Ver d eta lle d e c o nstruc c ió n d e la junta 3c m D/ 2 D Pa sa junta s, red o nd o liso Pla no d e c o nstruc c ió n fo rma d o p o r c imb ra d o 23c m 23c m Deta lle de construcción de la junta 6 mm 6m m +- 1.5 m m Junta sella d a c o n silic ó n 20.0 mm Sello d e p lá stic o no a d herente d e p o lietileno (9 mm d e d iá metro + - 1.5 mm) NOTA: La rela c ió n a nc ho / p ro fund id a d d el sella d o r d e slilic ó n d eb erá ser c o mo mínimo 1:1 y c o mo má ximo 2:1. Fig 4.6-7 Corte y sellado de junta de contracción transversal de construcción (Con pasajuntas Tipo D) ANCHO DE CANASTILLA ( 3.50 m ) 15 cm ANCHO DE CANASTILLA MENOS 30 cm 15 cm A B 4 ATIESADORES DE 3 / 16 “ POR CANASTILLA B 30 cm A VISTA EN PLANTA φ DE BARRA PASAJUNTAS SEGUN PROYECTO 46 cm extremo sin soldadura 1/8 “ de claro D E L D E 1/2 E S P E S φ 3/16 “ φ 5/16 “ 1 1/2 “ SOLDADURA DE ARCO L O S A 3/3” mínimo ANCLAJE CORTE A - A ANCHO DE CANASTA ( 3.50 m ) 11.4 cm 30 cm 30 cm 30 cm 30 cm 11.4 cm 15 cm CORTE B - B Fig 4.6-8CANASTAS PASAJUNTAS EN JUNTAS TRANSVERSALES DE CONTRACCION 4.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES “Para la elaboración de un pavimento de concreto hidráulico es primordial contar con materiales de la mas alta calidad que garanticen su durabilidad y perfecto funcionamiento” a).- CEMENTO El cemento a utilizar para la elaboración del concreto será preferentemente Portland, de marca aprobada oficialmente, el cual deberá cumplir lo especificado en las normas NMX C-414 - 1999 - ONNCCE. Si los documentos del proyecto o una especificación particular no señalan algo diferente, se emplearán los denominados CPO (Cemento Portland Ordinario) y CPP (Cemento Portland Puzolánico) dependiendo del caso y con sub clasificaciones 30R, 40 y 40R. Estos cementos corresponden principalmente a los que anteriormente se denominaban como Tipo I y Tipo IP. Es importante que se cumplan respectivamente con los requisitos físicos y químicos que se señalan en las cláusulas 4.01.02.004-B y 4.01.02.004-C de las Normas de Calidad de los Materiales de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes. El cemento en sacos se deberá almacenar en sitios secos y aislados del suelo, en acopios de no más de siete metros (7 m) de altura. Si el cemento se suministra a granel, se deberá almacenar en sitios aislados de la humedad. La capacidad mínima de almacenamiento deberá ser la suficiente para el consumo de un día ó una jornada de producción normal. Todo cemento que tenga más de dos (2) meses de almacenamiento en sacos o tres (3) en silos, deberá ser examinado por el Supervisor del proyecto, para verificar si aún es susceptible de utilización. b).- AGUA El agua que se emplee en la fabricación del concreto deberá cumplir con la norma NMXC-122, debe ser potable, y por lo tanto, estar libre de materiales perjudiciales tales como aceites, grasas, materia orgánica, etc. En general, se considera adecuada el agua que sea apta para el consumo humano. Así mismo, no deberá contener cantidades mayores de las substancias químicas que las que se indican en la siguiente tabla, en partes por millón: Tabla 4.2 - 1 Especificaciones - Materiales - Sustancias Perjudiciales en el Agua 4.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 1 50 mm 4.00 mm 9.500 El pH.000 Cloruros (convertidos a NaCI) 1. deberá hacerse de tal manera que se eviten segregaciones o contaminaciones con substancias u otros materiales perjudiciales y de que se mantenga una condición de humedad uniforme. Su determinación se hará de acuerdo con la norma ASTM D-516. medido según norma ASTM D-1293. c). El contenido de sulfatos.2 .Materiales – Granulometría de la Grava MALLA 2” 1 1/2” 3/4” 3/8” Núm..2 – 2 Especificaciones . expresado como SO4=. 2 .2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX % 0.50 mm 19. antes de ser utilizados en la mezcla. determinado según norma ASTM D-512.000 Materia Orgánica (óxido consumido en medio ácido) 50 Turbiedad y/o lignito 1.25 PÁG.Sustancias Perjudiciales en Grava SUBSTANCIAS PERJUDICIALES Partículas Deleznables 4.MATERIALES PETREOS Estos materiales se sujetarán al tratamiento o tratamientos necesarios para cumplir con los requisitos de calidad que se indican en cada caso. resistencia superior a la resistencia del concreto señalada en el proyecto. El manejo y/o almacenamiento subsecuente de los agregados. no podrá ser inferior a cinco (5).75 mm % QUE PASA 100 95-100 35-70 10-30 0-5 El contenido de substancias perjudiciales en el agregado grueso no deberá exceder los porcentajes máximos que se indican en la siguiente tabla: Tabla 4.00 mm 37. no podrá ser mayor de un gramo por litro (1g/l). 4 50. y con la secuencia granulométrica que se indica a continuación: Tabla 4. GRAVA El agregado grueso será grava triturada totalmente con tamaño máximo de treinta y ocho (38) milímetros.3 Especificaciones – Materiales . no podrá exceder de seis gramos por litro (6 g/l). Su contenido de ión cloro. debiendo el contratista prever las características en el almacén y los tratamientos necesarios para su ulterior utilización. 1.SUBSTANCIAS PERJUDICIALES ppm Máximo Sulfatos (convertidos a Na2SO4) 1. a juicio del Supervisor se llevará a cabo la determinación de la pérdida por intemperismo acelerado. 30 Núm. en el concreto elaborado con ellos. en este caso. para compensar las deficiencias en la granulometría. 2. el Especificador podrá ordenar se efectúen pruebas de desgaste de los Angeles.18 mm 600 µm 300 µm 150 µm 75 µm % QUE PASA 100 95-100 80-100 50-85 25-60 10-30 2-10 4 máximo La arena deberá estar dentro de la zona que establece esta tabla excepto en los siguientes casos: • Cuando se tengan antecedentes de comportamientos aceptables. 4 Núm. así como pruebas en la muestra constituida por ambos materiales. 50 Núm. En ninguno de los casos mencionados se deberán obtener desgastes mayores que cuarenta por ciento (40%). 3 .Partículas Suaves Pedernal como impureza Carbón mineral y/o lignito 5. en el entendido que el cumplimiento de esta característica no excluye las mencionadas anteriormente. 8 Núm.36 mm 1. deberá cumplir con los siguientes requisitos de calidad: ° ° Desgaste “Los Angeles” Intemperismo Acelerado 40% máximo 12% máximo (utilizando sulfato de sodio) Cuando la muestra esté constituida por material heterogéneo y se tengan dudas de su calidad. los agregados se pueden usar siempre que se haga el ajuste apropiado al proporcionamiento del concreto.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 4. 200 9. que los resultados de las pruebas realizados a estos concretos sean satisfactorios. 16 Núm. la cual no deberá se mayor de doce por ciento (12%). ARENA El agregado fino o arena deberá tener un tamaño máximo de nueve punto cincuenta y un milímetros (9. En el caso de que se tengan dudas acerca de la calidad del agregado grueso.50 mm 4.00 El agregado grueso además. separando el material sano del material alterado o de diferente origen.00 1. en la que estén representados en la misma proporción en que se encuentren en los almacenamientos de agregados ya tratados o en donde vayan a ser utilizados.00 1. o bien.75 mm 2. 100 Núm.2 – 4 Especificaciones – Materiales – Granulometría de la Arena MALLA 3/8” Núm.51 mm) con la secuencia granulométrica que se indica a continuación: Tabla 4. • El porcentaje de material que pasa la malla #200 esta modificado según los límites de consistencia lo cual se indica en la siguiente tabla: 4. 4 .2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 00 1.0 15.0 1.0 16.0 1.0 5. no deberá exceder los porcentajes máximos siguientes: Tabla 4.5 Especificaciones – Materiales Ajuste granulométrico de la Arena Límite Líquido Hasta 25 Hasta 25 Hasta 25 Hasta 25 Hasta 25 25-35 25-35 25-35 25-35 25-35 35-45 35-45 35-45 35-45 35-45 45-55 45-55 45-55 45-55 45-55 Indice de Plástico Hasta 5 5-10 10-15 15-20 20-25 Hasta 5 5-10 10-15 15-20 20-25 Hasta 5 5-10 10-15 15-20 20-25 Hasta 5 5-10 10-15 15-20 20-25 Material máximo permisible en masa que pasa por la criba 0.0 16.30 mínimo y 3. 18.0 La arena no deberá tener un retenido mayor de cuarenta y cinco por ciento (45%).00 4.Tabla 4.0 9.0 11.10 máximo ° Intemperismo Acelerado 10% máximo (Empleando sul. El contenido de substancias perjudiciales en la arena.0 6.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.0 4.2 .0 6.0 1. 5 .0 1.075 (#200).0 2. además. deberá cumplir con los siguientes requisitos de calidad: ° Equivalente de arena** 80% máximo ° Módulo de finura 2.2 .0 4. sodio) ** Al ser modificado el porcentaje de material que pasa la malla #200 según los límites de consistencia el equivalente de arena también debe de ser modificado.0 9.0 8.6 Especificaciones – Materiales – Sustancias Perjudiciales de la Arena SUBSTANCIAS PERJUDICIALES Partículas Deleznables Carbón mineral y/o lignito % Máximo 1.0 14.0 8. entre dos (2) mallas consecutivas. en porcentaje. ADITIVOS Deberán emplearse aditivos del tipo “D” reductores de agua y retardantes con la dosificación requerida para que la manejabilidad de la mezcla permamezca durante dos (2) horas a partir de la finalización del mezclado a la temperatura estándar de veintitrés grados centígrados (23° C) y no se produzca el fraguado después de cuatro (4) horas a partir de la finalización del mezclado.. a juicio de la Secretaría se llevará a cabo la determinación de la pérdida por intemperismo acelerado. es conveniente que el suministro se realice por proveedores profesionales de concreto. así como las características adecuadas para lograr los acabados del pavimento. la dosificación de la mezcla de concreto hidráulico se hará en peso y su control durante la elaboración se hará bajo la responsabilidad exclusiva del Proveedor. en el entendido de que esta condición no excluye las mencionadas anteriormente. correspondientes a vigas estándar de quince por quince por cincuenta (15 x 15 x 50) centímetros.En el caso de que se tengan dudas acerca de la calidad del agregado fino. Para asegurar la trabajabilidad de la mezcla. se verificará en especímenes moldeados durante el colado del concreto. compactando el concreto por vibro compresión y una vez curados 4.. REACTIVIDAD Deberá verificarse mediante análisis petrográficos y/o la prueba química rápida que los agregados (grueso y fino) para la elaboración de la mezcla de concreto no sean potencialmente reactivos. 1.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 6 . Los aditivos deberán ser certificados por la casa productora. 3.CONCRETO El diseño de la mezcla. la cual no deberá ser mayor de 10%. d). también se utilizara un agente inclusor de aire. Durante la construcción. será responsabilidad del productor de concreto quien tienen la obligación de obtener la resistencia y todas las demás características para el concreto fresco y endurecido. utilizando los agregados provenientes de los bancos ya tratados. Estos aditivos se transportaran desde la fabrica hasta la planta de concreto en camiones cisternas y se depositaran en tanques especialmente diseñados para su almacenamiento y dosificación. con los requisitos que señala la norma ASTM C 260. RESISTENCIA La resistencia de diseño especificada a la tensión por flexión (S’c) o Módulo de Ruptura (MR) a los 28 días.. e). Para Colados con Cimbra Fija debera ser de diez centímetros (10 cm) mas – menos dos centímetros (2 cm) ) al momento de su colocación.00 45. y el restante a los 28 días de transcurrido el colado.2 – 7 Especificaciones – Materiales – Resistencia de Concreto Recomenda TIPO DE PROYECTO Autopistas y Carreteras Zonas Industriales y Urbanos Principales Urbanos Secundarios MR Kg/cm2 48. resistencia a la compresión. y los otros dos restantes a los 28 días. En el caso de la determinación del módulo de ruptura.00 2. TRABAJABILIDAD El revenimiento promedio de la mezcla de concreto deberá especificarse de acuerdo con el procedimiento de colocación a utilizar: .adecuadamente. en el caso de la determinación del módulo de elasticidad. El procedimiento seguido para el muestreo del concreto deberá cumplir con la norma ASTM C 172. 7 .2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. se ensayarán a los 3. La frecuencia de muestreo será de 6 especímenes para prueba de módulo de ruptura y 3 especímenes más para determinar el módulo elástico y resistencia a la compresión por cada 150 m3 de producción de concreto.5. (ASTM C 78). se podrán revisar los esfuerzos actuantes a los que estará sometido el pavimento y se permitirá abrir al tráfico cuando la relación entre esfuerzo actuante entre resistente sea de 0. y no se permitirá su colocación para la losa de concreto.00 42. La apertura al tránsito vehicular del pavimento no podrá realizarse antes de que el concreto haya alcanzado una resistencia a la tensión por flexión o Módulo de Ruptura del setenta y cinco por ciento (75%) de la especificada de proyecto como mínimo.Para Tendido con Cimbra Deslizante deberá ser de cinco centímetros (5 cm) mas – menos uno punto cinco centímetros (1.5 cm) al momento de su colocación. . En caso de ser necesario. 4. 7 y 28 días aplicando las cargas en los tercios del claro. se ensayarán dos especímenes a los 3 y 7 días de colado. Especímenes de prueba adicionales podrán ser necesarios para determinar adecuadamente la resistencia del concreto cuando la resistencia del mismo a temprana edad límite la apertura del pavimento al tránsito. se ensayará un espécimen por cada prueba a los 3 y 7 días de colado. Especímenes de prueba Se deberán tomar muestras de concreto para hacer especímenes de prueba para determinar la resistencia a la flexión durante el colado del concreto. con ayuda de un consultor capacitado. Tabla 4. Las mezclas que no cumplan con este requisito deberán ser destinadas a otras obras de concreto como cunetas y drenajes. el que deberá cumplir con los requisitos de calidad que se describen en la normas ASTM C171. BARRAS DE AMARRE En la juntas que muestre el proyecto y/o en los sitios que indique el Especificador del proyecto. previamente aprobado... e). con límite de fluencia (fy) de cuatro mil doscientos kilogramos por centímetro cuadrado (4. se colocarán barras de amarre con el propósito de evitar el corrimiento o desplazamiento de las losas en el sentido perpendicular al de circulación. AASHTO M 148. Cuando aparezca agua en la superficie del concreto en cantidades excesivas después del acabado se deberá efectuar inmediatamente una corrección por medio de una o más de las siguientes medidas: a) b) c) d) Rediseño de la mezcla Adición de relleno mineral o de agregados finos Incremento del contenido de cemento Uso de un aditivo inclusor de aire o equivalente. Este tipo de membranas evitan que se tapen las espreas de los equipos de rociado.200 kg/cm2). de acero estructural. Clase A. El concreto trabajable es definido como aquel que puede ser colocado sin que se produzcan demasiados vacíos en su interior y en la superficie del pavimento. Tipo 2.El concreto deberá de ser uniformemente plástico. con las dimensiones y en la posición indicada en el proyecto. Tipo 2. debiendo quedar ahogadas en las losas. 8 . 1.10. FAA Item P-610-2. cohesivo y manejable. Clase A.MEMBRANA DE CURADO Para el curado de la superficie del concreto recién colada deberá emplearse una Membrana de Curado de emulsión en agua y base parafina de color claro.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 4. Deberá aplicarse apropiadamente para proveer un sello impermeable que optimiza la retención del agua de la mezcla. Las barras de amarre serán de varilla corrugada. así como el que no presente una apariencia pastosa.ACERO DE REFUERZO El acero de refuerzo necesario para la construcción del pavimento se utiliza en las juntas. f). ya sea como pasadores de cortante ó pasajuntas o como barras de amarre para mantener los cuerpos del pavimento unidos. El pigmento blanco refleja los rayos solares ayudando a mantener la superficie más fresca y prevenir la acumulación de calor. Estas barras siempre deberán estar colocadas a la mitad del espesor del pavimento. ASTM C309. 2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.200 kg/cm2). El acero deberá cumplir con la norma ASTM A 615 Grado 60 (fy=4. Las barras serán de acero redondo liso y deberán quedar ahogadas en las losas en la posición y con las dimensiones indicadas por el proyecto. 4. parafina. Ambos extremos de las pasajuntas deberán ser lisos y estar libres de rebabas cortantes. Las canastas de sujeción deberán asegurar las pasajuntas en la posición correcta como se indica en el proyecto durante el colado y acabado del concreto. 9 .2. grasa o cualquier otro medio que impida efectivamente la adherencia del acero con el concreto y que sea aprobado por el Especificador del proyecto. mas no deberán impedir el movimiento longitudinal de la misma. colocándose a la mitad del espesor de la losa. BARRAS PASAJUNTAS En las juntas transversales de contracción. Las pasajuntas podrán ser instaladas en la posición indicada en el proyecto por medios mecánicos. en las juntas de emergencia y/o en los sitios que indique el Supervisor del proyecto se colocarán barras pasajuntas como mecanismos para garantizar la transferencia efectiva de carga entre las losas adyacentes. y deberá ser recubierta con asfalto. Estas barras deberán estar perfectamente alineadas con el sentido longitudinal del pavimento y con su plano horizontal. o bien por medio de la instalación de canastas metálicas de sujeción. en las juntas de construcción. 10 .A ANCHO DE CANASTA ( 3.B 4.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG.4 cm 30 cm 30 cm 30 cm 30 cm 11.50 m ) 15 cm ANCHO DE CANASTILLA MENOS 30 cm 15 cm A B 4 ATIESADORES DE 3 / 16 “ POR CANASTILLA B 30 cm A VISTA EN PLANTA φ DE BARRA PASAJUNTAS SEGUN PROYECTO 46 cm extremo sin soldadura 1/8 “ de claro 1/2 D E L D E E S L P O E S S A O R φ 3/16 “ φ 5/16 “ 1 1/2 “ SOLDADURA DE ARCO 3/3” mínimo ANCLAJE CORTE A .50 m ) 11.CANASTAS PASAJUNTAS EN JUNTAS TRANSVERSALES DE CONTRACCION ANCHO DE CANASTILLA ( 3.4 cm 15 cm CORTE B . .SELLADOR PARA JUNTAS El material sellante para las juntas transversales y longitudinales deberá ser elástico. con propiedades adherentes con el concreto y que permita las dilataciones y contracciones que se presenten en las losas de concreto sin degradarse. El material se deberá adherir a los lados de la junta o grieta con el concreto y deberá formar un sello efectivo contra la filtración de agua o incrustación de materiales incompresibles.asfalto o similares. el material para el sellado de juntas deberá de cumplir con los requerimientos aquí indicados. 11 . adicionalmente se deberá colocar respetando el factor de forma (altura de silicón / ancho del silicón en el depósito) mismo que deberá proporcionar o recomendar el fabricante del sellador. resistente a los efectos de combustibles y aceites automotrices.g). Para todas las juntas de la losa de concreto se deberá emplear un sellador de silicón o similar de bajo módulo autonivelable. En ningún caso se podrá emplear algún material sellador no autorizado por el Especificador. los cuales deberán ser autonivelantes. El sellador deberá presentar fluidez suficiente para autonivelarse y no requerir de formado adicional. debiéndose emplear productos a base de silicona. El sellador de silicón de bajo módulo deberá cumplir con los siguientes requisitos y especificaciones de calidad: 4. poliuretano . de un solo componente y solidificarse a temperatura ambiente.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. A menos de que se especifique lo contrario. Este sellador deberá ser un compuesto de un solo componente sin requerir la adición de un catalizador para su curado. Flujo a 25°C ± 5° C Tasa de extrusión a 25°C± 5° C Gravedad Específica Dureza a – 18°C (7 días de curado a 25°C± 5°C) Resistencia al intemperismo después de 5. La tirilla de respaldo deberá ser compatible con el sellador de silicón a emplear y no se deberá presentar adhesión alguna entre el silicón y la tirilla de respaldo. ASTM C 639 (15% Canal A) ASTM C 603 (1/8” @ 50 psi) ASTM D 792 (método A) ASTM C 661 ASTM C 793 No deberá fluir del canal. 4.51 10 a 25 No agrietamiento. y 45% a 55% de humedad relativa).Tabla 4. Vida en el contenedor a partir del día de embarque.200 % Menos de 75 minutos 6 meses mínimo 3. 12 . La tirilla de respaldo deberá ser de espuma de polietileno y de las dimensiones indicadas en los documentos de construcción. pérdida de adherencia o superficies polvosas por desintegración. y 45% a 55% de humedad relativa. Fraguado al tacto a 25°C±5°C. seguido por 7 días en agua a 25°C± 5°C.2 ESPECIFICACIONES DE MATERIALES PAVIMENTOS DE CONCRETO CEMEX PÁG. 75-250 gms/min 1.2 .5 kg/cm2 Ninguna falla por adhesión o cohesión después de5 ciclos.000 horas de exposición continua Superficie seca a 25°C± 5°C. 1. Elongación después de 21 días de curado a 25°C± 5°C.01 a 1.8 Especificaciones – Materiales – Especificaciones del Silicón ESPECIFICACION Esfuerzo de tensión a 150% de elongación (7 días de curado a 25° C ± 5° C. Extensión de 100% a 18°C después de 7 días de curado al aire a 25°C±5°C. METODO DE ENSAYE ASTM D 412 REQUISITO 3. Menor de 75 minutos. y 45% a 55% de humedad relativa.2 kg/cm2 max. y 45 % a 55% de humedad relativa. Adhesión a bloques de mortero Capacidad de movimiento y adhesión. ASTM C 679 ASTM D 412 ASTM C 1640 -AASHTO T 132 ASTM C 719 La tirilla de respaldo a emplear deberá impedir efectivamente la adhesión del sellador a la superficie inferior de la junta. 3-1 Foto general de las herramientas a). Las claves de los productos son con base al catálogo de productos. Flotas de Magnesio La finalidad para la cual se usa el flotado es de abrir poros en el concreto recién colado y sacar el agua hacia la superficie con el objeto de dar un mejor acabado al pavimento de concreto. Fig. Se pueden encontrar en dos formas con ángulos a 90° ó con ángulos redondeados para evitar que se clave en el concreto.4.2.3 HERRAMIENTAS A continuación se recomiendan las herramientas que se utilizan en la construcción de pavimentos de concretos. Esquinas Cuadradas No CC-801 Tamaño 42 “ X 8” No Esquinas Redondeadas Tamaño 48” X 8” CC-803 . 3-2 Flotas de Magnesio b).CC-802 48” X 8” Fig 2. No CC-289s CC-289 CC-292 Tamaño 6´ ahusado 6´ con inserto 12´ . Flotas de magnesio tipo canal La finalidad es la misma nada más que da una mayor estabilidad que permite dar un acabado de excelente calidad en los pavimentos. Fig. 2.3-3Flota tipo canal c). Esquinas Redondeadas No CC-850 CC-853 Esquinas Cuadradas No CC-907 CC-910 30” X 5” 48” X 5” Tamaño . Llanas tipos fresno Su cabezal giratorio de 360° le da una flexibilidad de trabajar en cualquier ángulo. controlando dicho ángulo sólo con un giro en el tubo de extensión. Acepta entrada de 1” – ¾” y 3/8”. Cabezal Ezy-Tilt para flotadora y llanas con extensión Elimina tener que levantar y bajar la extensión para cambiar el ángulo de ataque de la flotadora o llana sobre el concreto.3-4 Llana tipo fresno d).Fig. No C-290 . 2. .3-5 Ezy-Tilt e). Cepillo de microtexturizado longitudinal El cepillo de microtexturizado longitudinal es una herramienta de cerdas que da una textura adecuada para lograr una superficie friccionante a la losa de concreto. No Tamaño Calibre 14 12 CC-105 CC-902 20” X 4” 20” X 4” f). Jaladores de concreto La función de esta herramienta es distribuir el concreto de manera más fácil y rápida que utilizando una pala cuando se cuela la losa de concreto.Fig 2. 2. 2.3-7 Cepillo texturizador de alambre . No CC-196 CC-198 CC-199 CC-200 Tamaño 36” 48” 60” Alambres de repuesto Fig. Estos cepillos se fabrican con dos diferentes espaciamientos. Cepillo texturizador de alambre transversal El cepillo texturizador de alambre es una herramienta que da una textura rugosa a la losa de concreto para proporcionar una mayor tracción.3-6 Cepillo de microtexturizado de cerdas g). de ½” y ¾”.Fig. 3-8 Cepillo texturizador de cerdas i). Reglas de magnesio. Sección Transversal 1” x 4” No CC-506 CC-508 Tamaño 6´ 8´ No CC-410 CC-412 CC-414 2” x 4” Tamaño 10´ 12´ 14´ No CC-419 CC-420 CC-424 2” x 5” Tamaño 16´ 20´ 24´ . 2.h). Cepillo texturizador de cerdas Da la textura tipo cepillado al concreto inmediatamente después del flotado Fig. Se usan para rellenar las juntas frías de inicio y terminación del pavimento. 2. 24” de extensión y boquilla de ½ galón por minuto. 2.3-98 Regla de Magnesio j). manguera de 1. Fig.Fig. Con las siguientes características: • Bomba de latón sólido. Equipo para aspersión Estos se usan para aplicar compuestos de curado y membranas.21 mts de longitud. • Cabeza de abertura de 4.3-10 Equipo de Aspersión .5” para permitir el rápido llenado y limpieza. 2. Texturizador de yute Esta herramienta se utiliza para dar el texturizado longitudinal al concreto inmediatamente después del flotado.k). Esta herramienta se usa en pavimentos urbanos.3-11 Texturizador de yute . Fig. Estos equipos los podemos enlistar de la siguiente manera: - Plantas de Concreto de Mezclado Central Plantas de Dosificadoras de Concreto Estaciones Ambientales Portátiles Equipos de Transporte de Concreto + Camiones de Volteo + Camiones Tipo “Flow-Boy” + Camiones Revolvedores - Pavimentadoras de Cimbra Deslizante + Carreteras + Urbanos - Texturizadora – Curadora Equipos de Pavimentación de Cimbra Fija Cortadoras de Concreto Fresco Bomba de Silicón Perfilógrafo Computarizado Medidores de Fricción .4 EQUIPOS Para la construcción con las nuevas tecnologías de los pavimentos de concreto hidráulico se requieren una serie de equipos especializados para lograr una calidad adecuada en el proceso.4. Plantas de Mezclado Central Las plantas de Mezclado Central son plantas que permiten la elaboración de concreto con altos rendimientos y capacidades de producción.a). Las especificaciones y características generales de este tipo de plantas son las siguientes: - Producción promedio de 150 m3/hr a 250 m3/hr. Capacidad de Almacenamiento en Silos de 500 a 800 ton Móviles (opcional) Automatizadas y Computarizadas Potencia requerida 120 HP Con caseta de control con temperatura controlada Con Sistema automático de Bachadas Múltiples Con Tambores Mezcladores de 10 a 12 yds cúbicas Con capacidad de manejar 2 o 3 tipos de agregados Con Sistema Colector de Polvos Tiempos de mezclado por bachada de 60 seg a 90 seg. Sistema de Básculas de Precisión Con sistema automático de corrección de humedad Con sistema de generación de energía propio Con cargadores frontales para alimentación de agregados Depósito de almacenamiento de agua Depósitos para almacenamientos de aditivos Con báscula para pesado de materiales y concreto (opcional) . .A continuación se muestran algunos ejemplos de Plantas de Mezclado Central y de sus componentes principales. b). permiten tener un control adecuado de las cantidades de materiales que se van a utilizar para la mezcla. sin embargo estas plantas no realizan el mezclado del concreto. sino que se apoyan en camiones revolvedores que son los que hacen el mezclado de los materiales convirtiéndolos en concreto. Plantas Dosificadoras de Concreto Las plantas dosificadoras de concreto. c). Capacidad de Almacenamiento en Silos de 60 a 150 ton Computarizadas Con caseta de control Móviles (opcional) De fácil y rápida instalación y desmontaje Con capacidad de manejar 2 a 3 tipos de agregados Tiempos de mezclado por bachada de 60 seg a 90 seg. Con capacidad de carga en 1 o 2 ciclos Con sistema de generación de energía propio Con cargadores frontales para alimentación de agregados Depósito de almacenamiento de agua Depósitos para almacenamientos de aditivos Se muestran a continuación ejemplos de Plantas Dosificadoras. Estaciones Ambientales Portátil .Las especificaciones siguientes: y características generales de este tipo de plantas son las - Producción promedio de 30 m3/hr a 70 m3/hr. - Calcule y pueda monitorear la tasa de evaporación del agua del concreto Mantenga control de los problemas por contracción del concreto Conectividad a una computadora Software de cálculo apropiado Completamente Automatizada Con sistemas de alarmas durante el colado d). sobretodo en climas donde la humedad es baja y los vientos y el calor alto. Equipos de Transporte de Concreto .Las estaciones ambientales son necesarias para controlar el buen comportamiento de la mezcla de concreto a edades tempranas. Los aspectos relevantes de las estaciones ambientales son: - Que sea Portátil Que permita medir las condiciones climáticas + Temperatura + Humedad + Velocidad del Viento + Etc. 02 m + Longitud 8.100 rpm Frenos dos posiciones Sistema de enfriamiento con agua Transmisión de 9 a 10 Velocidades Tanque de combustible 379 lts Sistema de encendido eléctrico Eje delantero sencillo Eje trasero tandem Capacidad 14 m3 .9 Ton Peso Vehicular 8.Dependiendo de el tipo de planta a utilizar se podrán utilizar diferentes tipos de transporte para el concreto.46 m + Altura Total 3. Camiones de Volteo - Chasis – Cabina 6 x 4 (opcional) + Distancia entre ejes 5.4 Ton Motor de 305 HP a 335 HP a 2.38 m - Peso Vehicular Bruto 29.54 m + Ancho Total 2. sin embargo en el caso de las plantas dosificadoras únicamente se podrán utilizar los camiones revolvedores. 1. 43 m + Altura Total 3.12 m + Longitud 9.40 m - Peso Vehicular 7.9 m + Ancho Total 2.2.2 Ton Sistema de Aislamiento de la caja Tapa trasera especial para concreto Banda Transportadora de descarga horizontal Sección Transversal de la caja Trapezoidal (60°) Adaptable a diferentes tipos de cabinas Diferentes configuraciones de ejes . Camiones Tipo “Flow-Boy” - Dimensiones aproximadas + Distancia entre ejes 7. - Posibilidad de levantar uno o varios ejes (opcional) Capacidad 15 m3 + Camiones Revolvedores . e). Pavimentadoras de Carreteras Pavimentadora de 4 Tracks (Tipo SF-550 con DBI) . 1. dentro de estas especificaciones mostraremos las pavimentadoras que se diferencian por su tamaño y habilidades. Pavimentadoras de Cimbra Deslizante Existen en el mercado diferentes tipos de pavimentadoras de cimbra deslizante y diferentes proveedores. sin que ello signifique que no puedan utilizarse indistintamente. así como las que se utilizan normalmente en proyectos carreteros y urbanos. 100 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Velocidad de pavimentación hasta 9.0 cm Altura de pavimentadora 4.5 Ton Tanque de combustible de 700 lts Tanque de Aceite Hidráulico 250 lts Aceite de Motor 34 lts Anticongelante del motor 76 lts Dimensiones durante el transporte + Ancho 3.3 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable de 5.2 m Espesor máximo de pavimento 61.42 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con insertador de barras de amarre (opcional) Con Sistema automático de inserción de pasajuntas Con Grúa para el manejo de paquetes de pasajuntas Con Gusano Frontal para movilización de cargas de concreto Con vibradores de inmersión 10.15 m .5 m hasta 15.000 rpm Ajustable a pendiente transversal en uno o dos sentidos Con Flotadora Oscilante Final Peso aproximado 65.14 metros por minuto Velocidad de transportación hasta 18.- Apoyada en 4 Orugas Motor de 400 HP a 2. 2 m + Altura 2. Cuando la máquina se desplaza y el insertador queda colocado sobre las barras el “PLC “ envía la señal para que el insertador baje. . del alimentador de barras y del insertador. Funcionamiento automático: El ciclo inicia al recibir la señal del “mark joint” ( la cual puede estar programada con el sensor de velocidad o puede ser detectada por marcas a lo largo del tendido). Para accionar el DBI deberán encenderse los interruptores de la caja principal del DBI. en éste momento son descargadas las barras sobre el concreto. depositar e insertar las barras de las juntas transversal en el concreto y está compuesto de un alimentador y un insertador accionados por un controlador electrónico con “PLC“.96 m El Insertador de Barra Pasajuntas DBI por sus siglas en Inglés (“Dowel Bar Inserter”) es la parte de la pavimentadora que se encarga de alimentar. En su recorrido descendente el insertador acciona el interruptor de los vibradores para facilitar la inserción.+ Largo 22. en ése momento la válvula de alivio de desplazamiento longitudinal es accionada para que el insertador se detenga . Este equipo se puede trabajar en dos modalidades: automático y manual. El insertador se desplaza hasta la parte superior accionando los interruptores límite superiores y la válvula de desplazamiento longitudinal que regresa el insertador a su posición original. En ése momento es accionada la válvula hidráulica que sube el insertador. En su recorrido ascendente el insertador acciona el interruptor que detiene los vibradores.El insertador baja la posición que previamente fue ajustada en los interruptores límite inferiores. La secuencia de operación es como sigue : - Se detecta “mark joint“ en la línea que corre al centro del alimentador de varillas. Funcionamiento manual : Todos los pasos anteriores se pueden realizar de manera manual colocando los interruptores de “MANUAL . .AUTO “ en posición manual y accionando los interruptores para cada función. Se depositan el número de barras sobre la superficie del concreto. Mientras que el insertador hace su trabajo. El insertador DBI es el encargado de insertar las varillas que sustituyen a las canastas usadas en otros modelos de pavimentadoras. el alimentador realiza un ciclo alimentando un juego de barras para una junta. en este caso 40 piezas. - Se accionan los cilindros para subir el insertador hasta que es detectado por ambos sensores de posición de “alta“ . a diferencia de cuando esta soldada en un extremo de la canasta que queda embebida en el concreto e impide de cierta manera dichos movimientos. - Al tiempo que se descargan las varillas (paso 1) se arranca el alimentador nuevamente si es que éste está en automático. En ése momento se apagan los vibradores y se accionan los cilindros de recuperación para regresar el insertador a su posición de origen. Debido a su sistema de incado.. se asegura el movimiento longitudinal libre de la barra durante su funcionamiento.- La máquina sigue avanzando hasta que el insertador queda sobre las varillas. como se tiene en el caso en el que se utiliza las canastillas. Nota. para que cargue las siguientes 40 barras. Ventajas que Presenta La Pavimentadora Con DBI Se minimizan desperdicios de material. . Cada barra se detecta y cuenta por medio del sensor de conteo. Al momento de empezar a bajar el insertador se encienden también los vibradores del insertador y se liberan los cilindros de recuperación del insertador. Se accionan los cilindros que bajan el insertador y este desciende hasta que es detectado por ambos sensores de posición “baja“ del insertador.Los pasos anteriores se realizan en cada “ mark joint “. contrarrestando el deslizamiento que haya habido al insertar. que al momento que se transportan o manejan se deforman o se desoldan y en ocasiones se descuadran. .- Se tiene mejor distribución del concreto al frente de la máquina. ya que el sistema permite tener libertad de colocar el concreto según las necesidades del proceso ya que los camiones pueden circular libremente al frente de la pavimentadora dado que no hay canastillas colocadas que se lo impidan. que se tienen que cambiar en el mismo momento perdiendo tiempo y rendimientos importantes. - Se elimina el impacto del concreto sobre canastillas al momento de la descarga. - En la Pavimentadora con DBI se pueden bajar los vibradores de inmersión sin tener la limitante de las canastillas obteniendo un mejor vibrado en el concreto. además que la Pavimentadora con DBI cuenta con una barra de cilindros vibratorios que le dan al concreto un segundo vibrado superficial mejorando así la resistencia y acabado del concreto. haciendo mas productivo el proceso. que en ocasiones doblan las canastillas. 14 metros por minuto Velocidad de transportación hasta 18.5 Ton Tanque de combustible de 700 lts Tanque de Aceite Hidráulico 238 lts .3 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable de 3.000 rpm Ajustable a pendiente transversal en uno o dos sentidos Con Flotadora Oscilante Final Peso aproximado 54.5 m hasta 12.89 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con insertador de barras de amarre (opcional) Con Gusano Frontal para movilización de cargas de concreto Con vibradores de inmersión 10.Pavimentadora de 4 Tracks (Tipo SF-450 ó SF-6004) - Apoyada en 4 Orugas Motor de 325 HP a 2.0 m Espesor máximo de pavimento 61.0 cm Altura de pavimentadora 3.100 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Velocidad de pavimentación hasta 9. 05 m + Largo 15.800 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás .2 m Pavimentadora de 2 Tracks (Tipo SF-350) - Apoyada en 2 Orugas Motor de 175 HP y 128 KW a 2.4 m + Altura 3.- Aceite de Motor 34 lts Anticongelante del motor 83 lts Dimensiones durante el transporte + Ancho 3. 53m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con insertador de barras de amarre (opcional) Con Gusano Frontal para movilización de cargas de concreto Con vibradores de inmersión 10.7 metros por minuto Velocidad de transportación hasta 25.0 cm Altura de pavimentadora 3.0 m Espesor máximo de pavimento 40.4 Ton Tanque de combustible de 303 lts Tanque de Aceite Hidráulico 284 lts Aceite de Motor 13.9 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable de 3.65 m + Largo 9.26 m + Altura 2.99 m .- Velocidad de pavimentación hasta 13.5 m hasta 9.000 rpm Ajustable a pendiente transversal en uno o dos sentidos Con Flotadora Oscilante Final Peso aproximado 31.2 lts Anticongelante del motor 35 lts Dimensiones durante el transporte + Ancho 3. Pavimentadoras de Proyectos Urbanos .2. 5 Ton Tanque de combustible de 265 lts Tanque de Aceite Hidráulico 144 lts Dimensiones durante el transporte + Ancho 2.4 m hasta 5.44 m .Pavimentadora de 4 Tracks (Tipo Challenger 2000) - Capacidad de apoyarse en 3 o 4 Orugas Posibilidad de cero libramiento para colado contra guarniciones Colado monolítico de Guarnición y/o Banqueta (opcional) Colado de Barrera Central (opcional) Con banda de alimentación de 61 cm de ancho (opcional) Motor de 152 HP y 113 KW a 2.5 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable de 2.49 m Espesor máximo de pavimento 25.0 cm Altura de pavimentadora 2.500 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Velocidad de pavimentación hasta 8.54 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con Gusano Frontal para movilización de cargas de concreto Con vibradores de inmersión Peso aproximado 13. 54 m Pavimentadora de 4 Tracks (Tipo Power Curber 8700) - Capacidad de apoyarse en 3 o 4 Orugas Posibilidad de cero libramiento para colado contra guarniciones Colado monolítico de Guarnición y/o Banqueta (opcional) .+ Largo 6.48 m + Altura 2. 92 m + Altura 2.0 m con 3 orugas y 5.- Colado de Barrera Central hasta 1.0 m con 4 orugas Altura de pavimentadora 2.1 Ton Dimensiones durante el transporte + Ancho 2.500 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable hasta 3.59 m + Largo 6.74 m .3 Ton a 18.83 m de altura (opcional) Motor de 160 HP 118 kW a 2.74 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con vibradores de inmersión Peso aproximado 11. 4 m .500 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás hasta 15 metros por minuto Dirigida por sensores Ancho de pavimentación variable hasta 2.22 m (opcional) Motor de 83 HP 63 kW a 2.5 m + Largo 5.Pavimentadora de 3 Tracks (Tipo Power Curber 5700-B) - Se apoya en 3 Orugas Colado monolítico de Guarnición y/o Banqueta (opcional) Colado de Barrera Central hasta 1.5 m Sistema Hidráulico Operación Manual ó Automática Con vibradores de inmersión Peso aproximado 9.0 Ton Capacidad del tanque 114 lts Dimensiones + Ancho 2. 60 m .+ Altura 2. 500 rpm Transmisión hidráulica hacia adelante y atrás Dirigida por sensores Con marco para soporte de yute Con sistema de aspersión para el yute Con control de profundidad de texturizado Con marco para colocación del peine metálico Para Anchos de pavimentación hasta de 15.f).2 m Sistema Hidráulico Sistema de aspersión para membrana de curado Operación Manual ó Automática . Texturizadora – Curadora Equipo que provee el texturizado longitudinal y transversal. así como la aplicación de la membrana de curado Texturizadora – Curadora (tipo TC-250) - Se apoya en 4 Ruedas Neumáticas Motor de 56 HP 42 kW a 2. 9 Ton Dimensiones durante el transporte + Ancho 2.9 Ton Dimensiones variables .0 m Sistema Mecánico Manual Peso aproximado 0.49 m Texturizadora (Mecánica) - Se apoya en 4 Ruedas Neumáticas Sin motor Se opera manualmente mediante manivela Es impulsada por el operador Con marco para colocación del peine metálico Para Anchos de pavimentación hasta de 12.85 m + Altura 2.44 m + Largo 8.- Peso aproximado 5. Equipos de Pavimentación de Cimbra Fija Rodillos Vibratorios (tipo Allen) - Se apoya sobre cimbra metálica Motor 32 HP a 3.g).000 rpm Autopropulsados Cuenta con Marco de Rigidez Con Gato Hidráulico para acomodo del rodillo Con 3 cilindros metálicos a 180 rpm Anchos desde 3 m hasta 11 m Con sistema de aspersión para limpieza de tu frontal . - Sistema Hidráulico Dimensiones variables Diámetro rodillo: 8" (20.3 cm) Encendido electrónico Accesorios opcionales: + Puente trasero + Barandal . Rodillos Vibratorios (tipo JD) - Se apoya sobre cimbra metálica Motor 10 HP Autopropulsados Con 3 cilindros metálicos Anchos desde 3 m hasta 11 m Sistema Mecánico Manual a base de Palancas Dimensiones variables Diámetro rodillo: 21 cm . Cortadoras de Concreto Fresco - Autopropulsadas Motores de 20 HP.h).5 pulg Baleros y flecha sellados Control de disco: Electro . 35 HP y 65 HP a 2750 rpm Profundidad Máxima de corte 6.Hidráulico Enfriado de Disco: Con agua Encendido Eléctrico Motor enfriado por aire Peso: variable desde 280 kg a 660 kg Accesorios: + Kit de bomba de agua eléctrica + Kit de alumbrado . .+ Varilla de referencia + Mofle silenciador vertical + Guarda . Bomba de Silicón La bomba de silicón permite utilizar los tambos de 208 lts de sellado y ahorrar en la instalación del sello.disco de protección de 18" + Llave Adicional Para Eje De Disco - Velocidad de avance 220 pies por minuto Avance hacia adelante y en reversa Se alimenta con discos de diamante i). sin embargo en este caso nos vamos a referir al Perfilógrafo tipo California.j).40 m Altura 1. Perfilógrafo Computarizado Existen varios tipos de perfilografos en el mercado. Este aparto permite medir el perfil longitudinal del pavimento. - Armadura de aluminio Longitud 7.62 m Ancho 0.40 m Con computadora de uso rudo y estuche Con Impresora y estuche Utiliza Rollo de papel térmico Equipado con freno de estacionamiento Con Trailer de 6' x 10' x 5'-6" (opcional) Generador de 120 VAC Incluye Software para medición de perfil Sistema métrico o inglés Separación no uniforme de las ruedas . Puede ser desarmado y transportado en un remolque o camioneta.31m de la estructura Diámetro de la rueda móvil mínimo 6” (0.1524 m) colocada al centro de la estructura Peso aproximado 204.- Separación máxima entre ruedas extremas 10.1 m Ruedas a 0. .5 kg Escala vertical 1”:1” y horizontal 1”:25pies. Medidores de Fricción Existe una gran variedad de medidores de fricción en la actualidad. La variación en cuanto a los métodos de medición y los tipos de aparatos es sumamente grande. Análisis de pistas de carreras. Existe un tipo de medidor de fricción que puede obtener un espectro de resultados que permite tener resultados correspondientes a los obtenidos con dos ó más equipos diferentes. Investigación de accidentes de tráfico. Investigación de pavimentos. Mediciones de servicio. Aseguramiento de calidad en pavimentos. Mediciones para la operación del pavimento Aprobación de pavimentos nuevos.k). Norsemeter El equipo de Norsemeter especialmente diseñado para la medición de fricción y el análisis de las características de la superficie del pavimento en caminos es la unidad ROAR Mark II (Road Analyzer and Recorded) y tiene sus principales usos las siguientes áreas: - Administración de pavimentos. este tipo de aparato es el que vamos a describir más adelante. Pistas de prueba de vehículos. . Mediciones en condiciones húmedas ó secas. Textura y Drenaje. en cualquier época del año. . Con software análisis para interpretar y presentar las mediciones Genera el espectro completo de la fricción La unidad puede ser montada en la parte trasera de un vehículo ó remolcada en un trailer con su propio sistema de humedecimiento.Algunas de las características generales que describen al equipo son: - Medición de Fricción. Reporta el Indice Internacional de Fricción (IFI) y la fricción máxima (peak friction). Mediciones a velocidades entre 20 y 130 km/h. + Hora y fecha de medición. deslizamiento variable (variable slip) ó ambos. - Al medir la fricción con el método de deslizamiento variable. se obtiene: + µMax ó fricción máxima (Peak Friction Number) + Velocidad de deslizamiento crítica (Critical Slip Speed) + Indice Internacional de Fricción. - Al medir la fricción con el método de deslizamiento fijo. ya que puede hacer mediciones bajo los métodos de deslizamiento fijo (fixed slip). de acuerdo al Modelo de fricción Rado. El Software que la unidad ROAR tiene como default trabajar con el nuevo modo de derrapamiento variable. + Temperatura ambiente + Hora y fecha de medición. IFI (International friction number) + Factor de forma. en el cuál el ROAR trabaja ejerciendo una fuerza de frenado al .- Ofrece distintos modos de operación. se obtiene: + Valor promedio de fricción para la sección seleccionada. + Temperatura ambiente. neumático. se va frenando hasta llegar a la etapa en que esta completamente frenada y ya no rueda. solo se desliza sobre la superficie. En este modo de medición (derrapamiento fijo) el ROAR ofrece fijar al operador el valor de derrapamiento constante como un porcentaje entre el 2 y el 100%. l). Cada prueba de frenaje solamente tarda 0. La otra opción es el modo anteriormente usado CFME (Continuos Friction Measurament Equipment) en donde el neumático estándar es deslizado a un porcentaje constante de la velocidad. . la cuál al principio rueda ó gira libremente sobre la superficie. Se mide la fuerza de fricción al frenaje que la superficie ejerce sobre el neumático. es una especie de taladro especial para colocar las pasajuntas en los bordes del concreto ya endurecido. Insertador de Pasajuntas Este es un equipo muy sencillo que permite insertar las barras pasajuntas en los bordes de losas del pavimento.5 segundos y es desarrollada con una fuerza de frenaje muy controlada. . PRODUCTOS Y SERVICIOS DE CEMEX CONCRETOS 5. en los cuales se cuida cada detalle con el fin de eficientizar los recursos y garantizar la confortabilidad y seguridad del usuario. En 1993. cuyo fin es la implementación y difusión de novedosas técnicas de diseño. diseña y asesora a los constructores de acuerdo a las necesidades particulares de cada proyecto.1 SERVICIOS Hasta hace algunos años en México solo se construían pavimentos con carpeta asfáltica que significaban una vida útil corta y represen5taban altos costos de mantenimiento. brindando seguridad. VENTAJAS Velocidad en su construcción Mayor vida útil con alto índice de servicio Mantenimiento mínimo No se deforma ni deteriora con el tiempo Requiere menor estructura de soporte INVESTIGACIÓN A través de la investigación continua se analizan y desarrollan los diferentes tipos de pavimentos para estar a la vanguardia en cuanto a tecnología de diseño y construcción y desarrollo de alternativas de solución para proyectos específicos mediante pruebas en laboratorio y en tramos de prueba experimentales para estudiar y comprobar cada una de las propuestas. Pavimentos de Concreto Hidráulico Anteriormente se pensaba que construir un pavimento de concreto hidráulico representaba largos tiempos de ejecución. Se crea así la división de Pavimentos de CEMEX Concretos. grandes cantidades de acero de refuerzo y superficies de rodamiento que al cabo de algún tiempo. en su afán de brindar una mayor durabilidad a la red carretera nacional. CEMEX introduce en México los pavimentos de concreto hidráulico. construcción y rehabilitación de pavimentos rígidos. A la fecha se cuenta en México con distintas alternativas de pavimentación que cubren las necesidades específicas de la población. a). . estructuras de carpetas robustas. Atendiendo a lo anterior el equipo de expertos designado a este fin. se tornaban propensas al derrapamiento de los vehículos. comodidad y ahorros importantes en costos de mantenimiento.5. Métodos PCA.b). Se han desarrollado diferentes alternativas de pavimentación.R. . obteniendo la estructura óptima. logrando así construir pavimentos que combinen economía y durabilidad.Diseño de estructuras de pavimentos .) Suelo Cemento De acuerdo a la técnica de construcción se elabora un diseño. desarrollando así “concretos a la medida” .Proyectos ejecutivos . CEMEX Pavimentos CEMEX Concretos ofrece a sus clientes a través de su división de Pavimentos los siguientes servicios : .Equipos de pavimentación urbana CURSOS DE CAPACITACION El equipo de Pavimentos ofrece cursos de capacitación que incluyen los siguientes temas : Diseño. técnicas de construcción Utilización de equipos automatizados para el tendido de carpetas Alternativas de pavimentación con concreto hidráulico Capacitación de personal de obra para el manejo de herramientas y equipos de pavimentación DISEÑO Con el fin de optimizar los espesores de las estructuras. que se proponen dependiendo de las necesidades de cada proyecto : Pavimento Convencional Rehabilitación de Pavimentos Asfálticos ( Whitetopping) Pavimento Estampado Concreto Compactado con Rodillos ( C. Adicionalmente contamos con el Centro de Tecnología del Cemento y del Concreto en donde un distinguido equipo de especialistas desarrollan e investigan concretos especiales.Cursos de capacitación . para resolver los problemas propios de cada uno de los proyectos. Elementos Finitos).Asesoría técnica y constructiva . Los diseños se obtienen utilizando métodos internacionales utilizando las más estrictas normas de calidad (Método AASHTO.C. CEMEX Concretos utiliza programas que permiten diseñar en forma eficiente las estructuras de los pavimentos de concreto hidráulico. cuenta con equipos de pavimentación disponible para sus clientes. cuya utilización varía desde un simple camino vecinal hasta una autopista de altas especificaciones. SERVICIOS PORPORCIONADOS AL CLIENTE Diseño de pavimentos y pisos para cada proyecto específico con los modelos más avanzados y de mayor aceptación. su mantenimiento mínimo y sus bajos costos de operación durante su vida útil. evaluado en contra de una estructura equivalente de asfalto resulta ser la mejor inversión dado su costo competitivo de construcción. CONCRETO PROFESIONAL ESPECIFICADO A LA FLEXION El pavimento y los pisos trabajan a flexión por lo que se requiere de un Concreto Profesional diseñado específicamente para los esfuerzos a los que serán sometidos estos elementos. Asistencia técnica en el campo para el aseguramiento de la calidad de la obra terminada Alternativas para la rehabilitación y reparación de pavimentos deteriorados. CICLO DE VIDA El pavimento de concreto hidráulico. Algunos de nuestros equipos disponibles son : Pavimentadoras de Cimbra deslizante Texturizadoras Curadoras Reglas Vibratorias Rodillos Vibratorios Cortadoras Cortadoras en Fresco Herramientas de Acabado . encontrando un concreto óptimo para cada proyecto en particular : Normal De apertura rápida al tránsito MAQUINARIA Y EQUIPOS CEMEX Concretos.El Centro de Tecnología del Cemento y del Concreto es único en Latinoamérica. Fabricado con los materiales adecuados y con un estricto control de producción. durante y después de los proyectos de pavimentación para lograr obras duraderas que cumplan con las especificaciones técnicas y económicas requeridas.ASESORIA El equipo de Pavimentos brinda asesoría continua antes. . obliga a tomar decisiones que no necesariamente son las más adecuadas dado que se invierten grandes cantidades de recursos en un mantenimiento que no soluciona los problemas fundamentales de los caminos en operación y son recursos que deberían estar siendo utilizados para la creación de infraestructura nueva de acuerdo con las demandas que hoy en día se tienen en el país. se cuenta con una extensa red de caminos que resulta insuficiente para realizar el transporte de las materias primas y de los productos que de ellas se elaboran. México es un país que cuenta con una superficie territorial de aproximadamente 2 millones de Km2. tiene un gran potencial para el desarrollo al contar con importantes recursos naturales que necesariamente se tienen que aprovechar para alcanzar el grado de desarrollo que actualmente se necesita para poder satisfacer las necesidades que la población requiere. se pueden convertir en inversiones que redituarían en el corto plazo al mantener el camino en buenas condiciones de servicio y en el mediano y largo plazo al dejar una estructura preparada recibir mayor volumen y peso de tránsito al colocar sobre de lo que ya se construyó una superficie de rodamiento con un material que garantizaría una vida útil mayor y finalmente a menor costo que las alternativas que comúnmente se utilizan con lo que se solucionarían los problemas de servicio del . lo que constituye un freno para la actividad económica del país. Lo anterior. Los caminos secundarios y rurales. a través de una correcta planeación. generalmente reciben constantes mantenimientos que se traducen en gastos que no benefician a la región.2 CAMINOS RURALES DE PAVIMENTACIÓN PROGRESIVA. mayor será la cantidad de recursos necesarios para invertir en la creación de infraestructura vial nueva. • Estado físico de los caminos existentes. Situación de la Red Carretera en México. Ambos problemas se encuentran ligados estrechamente dado que mientras más cantidad de caminos se requieran. Hoy en día.5. La infraestructura vial actual. pero se tiene el problema de que los caminos que ya se encuentran en operación demandan una importante cantidad de recursos para mantenerlos en condiciones de servicio. resulta insuficiente por dos causas principales: • Cantidad de los caminos. dichos gastos. Figura 1. La recomendación de un camino rural de pavimentación progresiva aplica cuando: . El método de pavimentación progresiva rompe con el paradigma del alto costo de construcción inicial para lograr durabilidad en los caminos rurales y permite aprovechar las inversiones futuras para continuar con las etapas constructivas del pavimento en vez de erogar esos recursos en el mantenimiento propio de la vía. teniendo a fin de cuentas ahorros en los flujos de efectivo del momento y en los flujos futuros al reducir de manera considerable los gastos de mantenimiento. . La alternativa clara para este tipo de caminos. Círculo vicioso de mantenimiento de un pavimento.Se quiere evitar el círculo vicioso de gastos de mantenimiento. conservando en todo momento los caminos en buenas condiciones de servicio y construyendo nueva infraestructura vial de calidad a través de una buena planeación. . .000 Km de caminos sin pavimentar que se deterioran notablemente después de la temporada de lluvias y que son sujetos de ser reconstruidos o rehabilitados mediante pavimentos progresivos. pudiendo disponer de los recursos adicionales para invertirlos en obras nuevas o de mayor prioridad. Figura 2.Esta ligado a un esquema de financiamiento a futuro. sin embargo siguen existiendo más de 229. Por lo que viene a resolver la situación actual de los caminos rurales y secundarios.Hay un alto potencial de crecimiento en volumen y peso del tránsito. es la de realizar la construcción de los pavimentos a medida que su importancia lo amerite disponiendo de los recursos a medida que se vayan necesitando sin tener que realizar grandes inversiones en una estructura que posiblemente se encuentre sobrada para los requerimientos del momento.Se requiere diferir la inversión inicial.camino y la inversión adecuada de los recursos realizada en el momento en el que la región lo demande. . En nuestro país durante los últimos años se ha incrementado la utilización del cemento y el concreto en la construcción de pavimentos especialmente en carreteras federales y zonas urbanas. Éste es el concepto de los pavimentos progresivos. También.Dentro del concepto de pavimentos progresivos. se tienen una gran cantidad de alternativas para satisfacer las necesidades de un proyecto en particular. A continuación se presenta una gráfica comparativa de los costos relativos de inversión inicial. donde se puede apreciar que una reducción considerable en los costos de pavimentos progresivos tanto a corto como a largo plazo. Este análisis incluye los costos de mantenimientos en los que se pueda incurrir para cada tipo de pavimentación. Figura 3. mediante un análisis de proyecto a Valor Presente Neto (VPN) se puede reflejar que el costo relativo total del proyecto se reduce considerablemente durante el período de diseño. Figura 4. Comparativa de costos típicos relativos de diferentes alternativas. Costos a Valor Presente Neto. (El período de análisis es de 20 años con una tasa de 5%). . para diferentes alternativas. Alternativa 1: La alternativa Uno es la aplicación en el primer año (año 0) de una base de suelocemento cuyo espesor depende del diseño del mismo (usualmente entre 15 cm y 20 cm) recubierta de un riego de sello. el 65% del costo de la de asfalto.En este análisis se puede apreciar que el concreto en sus diferentes alternativas. Alternativa 1. Posteriormente. . en la opción más económica. aproximadamente entre el año 4 y 5 se le coloca un pavimento de concreto hidráulico diseñado con el espesor adecuado para soportar el tráfico vehicular futuro (generalmente entre 10 cm y 15 cm) quedando así. Figura 5. un camino con mayor capacidad de carga y de tránsito vehicular. una mejor opción económicamente hablando. A continuación se ilustra el procedimiento para la construcción del suelo-cemento. ya que existe una diferencia que representa. sigue siendo y por mucho. Alternativa 2.Figura 6. posteriormente entre el año 4 y 5 se coloca un pavimento de concreto. . Proceso constructivo del suelo-cemento. Figura 7. Alternativa 2: Para la alternativa 2 al igual que la alternativa 1 se coloca en el primer año (año 0) en este caso una base tratada con cemento recubierta de un riego de sello. Se ilustra a continuación el procedimiento de construcción de una base tratada con cemento. que con seguridad. para terminar la construcción del pavimento progresivo. resolviendo así el conflicto de la especificación técnica con los montos de recursos disponibles para su inversión. Figura 9. en cualquiera de las alternativas antes mencionadas se coloca una superficie de rodamiento de pavimento de concreto hidráulico. la construcción del pavimento de concreto hidráulico como etapa final de un pavimento progresivo. Procedimiento constructivo de un pavimento de concreto hidráulico. .Figura 8. Finalmente. Se ilustra a continuación. Procedimiento constructivo de una base tratada con cemento. será la mejor. aprovechando siempre la estructura construida previamente para de ésta manera concluir el proceso de mejoramiento de la infraestructura que quedará en excelentes condiciones de operación para prestar un buen servicio durante largo tiempo con mínimos costos de mantenimiento durante su vida útil. en el año que corresponda. Tel. .Para mayor información sobre el uso de nuestros productos. 01 800 900 0 100. favor de llamar a la Unidad de Concreto México. transferencia de carga. Algunas de las consideraciones tomadas en el desarrollo del método son: . gradientes térmicos. Los Alcances de estos trabajos son: El diseño de pavimentos nuevos La evaluación y la rehabilitación de los pavimentos existentes Los costos del ciclo de vida. y desarrollando un programa computacional (software) que apoye en el diseño. tránsito y confiabilidad La calibración de los modelos Los Beneficios de Seleccionar un método de diseño mecanicista son: Que puede tomar en cuenta todos tipos de carga. Los encargados de realizar estas investigaciones con los resultados de más de 300 tramos de pavimentos de concreto son: Investigador Principal: Sr. basado en métodos mecanicistas – empíricos. dimensiones de la losa) Cambios en la resistencia del concreto con edad El efecto de sistemas de drenaje En general se pueden disenar pavimentos de concreto para todos niveles de tránsito. John P. vida útil y de costo reducido. Michael I. base tratada. se espera que La Guía de diseño de AASHTO salga en el año 2002 con los nuevos métodos y criterios para el Diseño Estructural de los Pavimentos. Hallin Pavimentos de Concreto: Dr. y variaciones en la subrasante con temporada Que puede incorporar parámetros específicos (losa con sobreancho. Darter El Objetivo es desarrollar y entregar la guía AASHTO 2002 para el diseño de pavimentos nuevos y así como para la rehabilitación de pavimentos.5.3 FUTUROS DE LOS METODOS DE DISEÑO Actualmente se esta desarrollando una revisión a los métodos de diseño del AASHTO. 20 Millones de Ejes Equivalentes Espesor de la Losa. m .5 9 Longitud de la Losa. mm - La influencia del tamaño de las losas % Losas Agrietadas 25 20 15 10 5 Michigan15 años Minnesota10 años 0 3 4.5 6 7.- La influencia del espesor de la losa % Losas Agrietadas 80 60 40 20 0 200 225 250 275 300 325 La Prueba AASHO Extendida. - El comportamiento de las Juntas 2. mm Sin Barras Barra con Diámetro de 25 mm 2.0 1.5 Barra con Diámetro de 38 mm 0 0 5 10 15 20 25 Ejes Equivalentes (millones) .0 0.5 Escalonamiento.5 1. Carlos. “Pathways of the future” American Concrete Pavement Association. Lisboa 1998..Design and Materials for High Performance” Purdue University Indianapolis.. “Mecánica de suelos y cimentaciones” Editorial Limusa. New Jersey 1993. AASHTO. Aurelio. USA 1997. Portland Cement Association 1984.PURDUE. 12.ACPA.TAC. H.. 15. Volume 04. México 1998 8.PIARC. Malaysia 1999.. Rafael.. PIARC. Crespo. 1998. Resurfacing and Reconstruction. 7. “Thickness design for Concrete Highways and street Pavements”. “Ingeniería de Tránsito. 2. Permanent International Association of Roads Congress. México 1991. 11.03 USA 1997. ”Proceedings of Sixth International Purdue Conference on Concrete Pavement . ASTM. 10. Huang. Portugal. “Pavement Analysis and Design” Prentice Hall Inc. “Guía para el diseño y construcción de pavimentos rígidos” IMCYC México 1998. “Memorias del Vigésimo-primer Congreso Internacional de Carreteras”. 16. Permanent International Association of Roads Congress. “Pavement Analysis Software” American Concrete Pavement Association” Illinois 1993. 14. 9. “Suplement to the guide for design of pavement structures” American Association of State Highway and Transportation Officials. Ontario 1997.6. Concrete Paving Restoration. 6. 1993.PCA.AASHTO. 13.. Fundamentos y Aplicaciones” Alfaomega Grupo Editor. “Primer Foro Interamericano de Pavimentos de Concreto Hidráulico” Instituto Mexicano del Cemento y el Concreto – Federación Interamericana del Cemento. 3. ACPA. KualaLumpur. 4. México 1999. Michael “Avances en la Guía de Diseño AASHTO del 2002” ERES Consultant Inc.. Darter. BIBLIOGRAFÍA 1. “Road and Paving Materials” American Society for Testing and Materials..Yang. México 1998 1 .IMCYC – FICEM. “Memorias del Octavo Simposium Internacional de Pavimentos de Concreto”. “Pavement Design and Management Guide” Transportation Association of Canada.Salazar. Cal y Mayor. 5.. 1994.. “AASHTO Guide for Design of Pavement Structures 1993” American Association of State Highway and Transportation Officials.